In-Plane Shear Performance of Wood-Framed Drywall Sheathing Wall Systems under Cyclic Racking Loading

A pilot study was conducted at Penn State University to determine whether the type of drywall joint compound would influence the shear strength of wood-frame stud walls sheathed with Gypsum Wall Board (GWB or drywall). In this study, five 2438 mm by 2438 mm specimens were tested under in-plane cyclic racking loading following the CUREE loading protocol for light-frame wall systems. Three specimens were finished using non-cement based joint compound while the other two used cement based joint compound. Based on the experimental testing of the specimens, the results show that the use of cement based joint compound on drywall joints produces higher shear capacity for the wall system as compared to similar specimens finished with conventional non-cement based joint compound. The result of the study is particularly important for high seismic regions where interior stud walls in residential construction effectively take part in seismic resistance even though wood shear walls are normally used on exterior walls.

不同端柱截面的小截面木框架剪力墙抗侧性能试验与剪切刚度理论计算方法研究

我国的《木结构设计标准》(GB 50005—2017)中给出两种适用于低、多层建筑的木结构形式,分别为第7章的木框剪剪力墙体系和第9章的轻型木结构体系。对于轻型木结构体系国内外学者已经做了大量的研究而木框架剪力墙的研究相对较少。文章对不同端柱截面的小截面木框架剪力墙进行了低周反复加载试验,并采用ABAQUS有限元通用软件,通过自定义非线性弹簧单元模拟钉连接进行墙体数值模拟分析,研究墙体的抗侧性能和端柱对抗侧性能的影响。文中提出一种考虑了钉连接刚度、钉排布方式、端柱截面等因素的墙体剪切刚度计算方法,完善了小截面木框架剪力墙体刚度的计算理论。结果表明:剪力墙极限荷载、剪切刚度、累积耗能均随端柱截面的减小而降低;不同端柱截面的墙体延性系数接近并且均大于3,墙体具有较好的塑性变形能力;剪力墙工作过程中间柱、端柱应变较小,始终处于弹性阶段;提出的计算方法与试验结果、数值模拟结果均吻合良好,为该类结构体系的性能研究及工程设计提供了计算依据。

开槽沉头自攻螺钉增强轻型木结构剪力墙抗侧性能研究

轻型木结构剪力墙在水平荷载作用下常发生墙骨柱上拔破坏,从而削弱剪力墙的抗侧性能。本研究提出采用自攻螺钉连接边墙骨柱与底梁板的轻型木结构剪力墙,并以骨架钉种类、自攻螺钉直径和长度为变量,对传统轻型木结构剪力墙和自攻螺钉增强轻型木结构剪力墙进行单调加载对比试验。结果表明:剪力墙破坏时,其边墙骨柱弯曲且上拔较小,覆面板与墙骨柱间破坏较轻。与普通剪力墙相比,自攻螺钉增强剪力墙抗剪强度提高16%~33%,弹性抗侧刚度提高27%~111%,延性系数提高1.7%~31.7%,耗能提高2%~18.8%。因此,采用自攻螺钉连接边墙骨柱与底梁板可以有效提高剪力墙抗侧性能。

井塔工程钢框架木胶板模板施工技术探讨

目前,井塔模式的提升系统工程被越来越多煤矿采纳,井塔工程作为提升系统安装的主要先前部分,井塔施工的工期及质量要求优为重要,采用什么模式的施工工艺才能更好更快的完成井塔工程交付给安装施工,是每个项目考虑的重重之重。

轻型木结构房屋足尺模型低周反复加载试验研究

通过9个轻型木结构房屋足尺模型(墙角无抗拔锚固件)和1个单片木框架剪力墙的低周反复加载试验,研究整体轻型木结构房屋中底层墙体的破坏模式及抗剪强度、位移、刚度、延性和耗能等力学性能指标。试验表明:在水平荷载作用下整体房屋中的墙体破坏主要发生在钉连接处,墙骨柱上拔较小,墙体的极限承载力约为设计值的2.6至3倍;整体结构中上部墙体和竖向荷载的共同作用虽能提高底层墙体的刚度,但同时也降低了其极限位移与屈服位移,使其耗能性能变差。单片墙体试验结果与整体结构中的墙体试验结果有较大区别,研究结果表明:房屋的整体作用不仅可以有效限制墙骨柱的上拔,还能提高墙体的极限承载力,并能使其更好地发挥抗震性能。建议在设计中考虑房屋的整体作用,减少抗拔锚固件的设置。

有翼缘和竖向荷载的带洞口木框架剪力墙的试验研究

轻型木结构房屋在我国尚处于发展阶段,木框架剪力墙试验的目的是为我国轻型木结构房屋的推广和规范的修订提供理论和试验依据。木框架剪力墙是轻型木结构房屋中的主要抗侧力构件,研究木剪力墙的力学性能和黏滞阻尼特性是木结构房屋整体分析的基础。通过6片2.4m高6.0m长的无墙角锚栓的传统木框架剪力墙的单向和反复荷载试验,研究了竖向荷载、翼缘墙体和洞口尺寸对剪力墙的抗剪强度、弹性抗侧刚度、极限位移、墙骨柱上拔和耗能等的影响。结果表明,作用于横墙上的竖向荷载可以显著地提高剪力墙的各项性能,作用于翼缘墙体上的竖向荷载可以降低端部墙骨柱的上拔和部分提高剪力墙的抗剪强度和耗能,洞口尺寸的变化主要影响到墙体的极限位移。试件的破坏形态主要是钉节点的破坏和端部墙骨柱的上拔。

世界木结构房屋研究的最新进展

分析了我国木结构建筑研究的现状;根据国外木结构研究内容,从六个方面详细介绍国外木结构房屋研究的最新进展,总结了木结构研究的发展趋势,提出了我国木结构房屋研究的发展思路。

胶合木框架-剪力墙结构抗侧力性能试验研究

为了进一步研究胶合木框架-剪力墙的的抗侧力性能,本文针对胶合木框架、木剪力墙和胶合木框架-剪力墙三种结构开展了六项低周反复荷载试验研究,明确了破坏形态,分析了胶合木框架-剪力墙的受力机理,研究了不同结构形式的抗侧力性能以及墙体的连接、墙体开洞、跨高比等参数的影响。研究结果表明:胶合木框架-剪力墙的破坏模式以面板钉连接的破坏为主。胶合木框架与木剪力墙间的钉连接形式可靠,足以限制端部墙骨柱的上拔.胶合木框架-剪力墙的弹性抗侧刚度可视作胶合木框架以及木剪力墙的弹性抗侧刚度之和,但其极限承载力要大于胶合木框架与木剪力墙二者之和。

国产材料木框架墙体抗剪性能研究

以进口OSB板、国产胶合板、国产花旗龙板为墙面板,进口SPF和国产杉木为墙骨,设计制作5组木框架墙体试件,通过静力单向荷载试验和低周循环荷载试验测试木框架墙体抗剪性能,研究了不同材料组合对木框架墙体抗剪强度、弹性抗侧刚度、极限位移、耗能的影响.结果表明:采用国产胶合板的墙体具有良好的抗剪性能,可应用于剪力墙制作,而采用国产花旗龙板的墙体其抗剪性能较差,建议在实践中仅作为强度储备;采用国产杉木墙骨柱的墙体其抗剪性能稍劣于采用SPF墙骨柱的墙体;与标准墙相比,采用国产杉木和国产胶合板制作的墙体其抗剪性能明显降低.

国产落叶松规格材木框架墙体抗剪性能研究

以日本落叶松、兴安落叶松及进口云杉-松木-冷杉(SPF)为木框架,以进口定向刨花板(OSB)为覆面板材料,设计制作了3组共12面木框架墙体.通过单向加载试验和低周往复加载试验,研究了不同木框架对墙体的单位长度承载力、极限位移、弹性抗侧刚度和耗能的影响.结果表明:以日本落叶松、兴安落叶松及进口SPF为木框架的墙体,单位长度承载力分别为9.59,7.08,9.05kN/m,极限位移分别为58.09,53.33,65.84mm,弹性抗侧刚度分别为1 369.92,1 126.30,1 119.04kN/m,耗能分别为7 839.89,5 262.74,8 027.20J/m.以日本落叶松制作的木框架墙体抗剪性能最好.

带剪刀撑木框架墙体抗剪性能试验研究

彩图制作了5组10片木框架剪力墙分别进行单向和反复荷载试验,研究了剪刀撑及不同覆面板对剪力墙的抗剪强度、弹性抗侧刚度、极限位移、耗能的影响。试验数据说明:增加剪刀撑的墙体最大墙骨柱上拔量仅为未加剪刀撑的对照墙体墙的22.7%,剪刀撑对于抑制墙骨柱上拔的现象有显著作用,能控制墙体面板钉连接破坏先于墙骨柱连接破坏;而且剪刀撑还能增大墙体刚度,约束墙体位移。此外,试验各项参数表明:采用国产胶合板作为覆面板的墙体的抗剪性能良好,说明国产胶合板可以替代OSB板应用于剪力墙制作;而采用国产花旗龙板作为面板的墙体抗剪强度远远低于GB50005-2003《木结构设计规范》中采用木基结构板材的剪力墙抗剪强度设计值(fvd为4.7kN/m)的指标要求,建议在实践中仅作为强度储备。

轻型木结构面板钉节点单调加载试验研究

对10组不同类型的面板钉节点试件,每组15个,总计150个试件,进行单调加载试验,测出其荷载-滑移曲线。通过对这些荷载-滑移曲线的分析,并对不同类型面板钉节点试件承载力、变形能力、破坏模式等力学特征进行比较,得出以下主要结论:①钉边距是影响面板钉节点承载力与变形的重要因素,随着边距的增大,其对节点的受力性能的影响趋于稳定;②板厚是影响钉节点力学性能的关键参数;③顺纹钉节点的承载力和横纹钉节点相差不大,但顺纹钉节点的变形能力要明显好于横纹钉节点。

轻型定向秸秆板-榫卯连接木骨架剪力墙抗震性能试验研究

为了促进适合我国国情的轻型木结构发展,介绍了一种自主开发的轻型定向秸秆板-榫卯连接木骨架剪力墙,该剪力墙由墙体模块、顶梁板、底梁板三部分组成,墙体模块的木骨架间采用榫卯连接,面板采用定向秸秆板。通过12片分别由3个剪力墙模块组成的剪力墙的水平单向加载和低周反复加载试验研究,得到了剪力墙的破坏特征、抗剪强度、滞回性能、延性及耗能等性能指标,分析了洞口大小、洞口位置及竖向荷载对剪力墙抗震性能的影响以及剪力墙与单个墙体模块抗震性能的区别。结果表明:剪力墙的破坏主要是面板破坏及面板与钉的连接破坏,剪力墙的抗剪强度比墙体模块的要低约10%,滞回曲线呈明显的反S型并有明显滑移,等效粘滞阻尼系数约为0.13。

木框架剪力墙受力性能的试验研究

木框架剪力墙是轻型木结构抵抗侧向荷载的重要构件,研究木框架剪力墙的抗侧力性能是研究轻型木结构抗侧力性能的关键。木框架剪力墙抗侧力性能试验研究时,与顶梁板相连的荷载传递梁刚度对木框架剪力墙的抗侧力性能以及破坏模式有直接影响,当木框架剪力墙墙端以及墙中洞口边未采用墙端锚栓时,这种影响更甚。本文采用荷载铰接传递梁、连续刚性荷载传递梁以及一种新型、位于顶梁板侧边的荷载传递梁对三片不同类型的足尺木框架剪力墙进行了单向、反复加载试验研究,其中一片为无洞口剪力墙、一片开门洞剪力墙、一片开窗洞剪力墙,重点研究其破坏形态、抗剪强度、极限位移、弹性抗侧刚度,并对三种荷载传递梁木框架剪力墙抗侧力试验结果进行了分析。

木结构剪力墙钉节点变形研究

对已有木结构剪力墙钉节点变形公式与实验数据进行比较,分析影响钉节点变形性能的主要因素,进而通过对大量实验数据的拟和,提出另一种钉节点变形公式以求更符合试验结果。将提出的公式代入到剪力墙整体变形公式中与实验结果相比较,二者吻合情况较好,说明提出的钉节点变形公式具有较好的实用价值。

胶合木框架-剪力墙结构抗侧力性能有限元分析

胶合木框架-剪力墙结构是一种在胶合木框架中内嵌轻型木剪力墙的结构形式,这种结构形式既改善了胶合木框架结构的抗侧力性能,又突破了轻型木结构在结构形式上的局限性,可以广泛地运用于居民住宅以及大型的场馆、会所等。采用通用有限元分析软件ABAQUS对胶合木框架以及胶合木框架-剪力墙结构体系进行了三维实体建模分析,精细化地模拟了结构中的螺栓连接以及钉连接,模拟得出骨架曲线在弹性阶段与试验值吻合得较好。

国内外若干面板钉节点试验简介

面板钉连接是轻型木框架剪力墙受力性能的主要影响因素。文中通过分析国内外若干面板钉节点试验,得出如下一些结论:墙面板材料密度较大时,钉子主要发生拔出破坏,密度较小时,主要发生钉头冲切破坏;钉连接顺纹受力时性能优于横纹受力时性能;直钉连接受力性能优于斜钉连接;墙板方向平行于墙骨柱顺纹方向时其受力性能优于墙板方向垂直于墙骨柱顺纹方向时的受力性能;反复加载情况下,其刚度及强度的退化比单调加载时要大。

木结构剪力墙抗侧性能研究进展

北美式轻型木结构由于具有能较好地利用木材、节能效果好、抗震性能优越等优点,在北美及其他多地震地区得到了广泛应用,木结构剪力墙是轻型木结构中最重要的竖向抗侧力构件。本文对国内外木结构剪力墙的试验与理论研究进行了回顾,希望能为我国的木结构剪力墙研究起到借鉴作用。

轻型木结构建筑剪力墙热湿性能模拟与长期舒适度预测

按照我国4个主要建筑气候区域,以呼和浩特、银川、南京及广州4个具有典型气候特征的地区为例,采用瞬态热湿传送模型(WUFI),对国家建筑标准设计图集14J924《木结构建筑》中设计的4种不同构造形式的轻型木结构墙体进行10年期的热湿模拟预测,探究4种墙体使用中的建筑室内温湿度变化规律及居住舒适度。结果表明:在模拟的10年时间内,4种轻型木结构墙体的内外温湿度均相对稳定,具有良好的保温调湿作用,可以满足人们实际居住要求。

边界骨柱对石膏面板轻木剪力墙抗剪性能的影响研究

采用木基结构板材的轻型木结构,其剪力墙的抗剪强度和抗剪刚度由面板和面板钉构造情况决定。当采用石膏面板时,剪力墙的失效主要由面板钉节点破坏导致,在受力后期木骨架将承担一定的墙体剪力,因此应考虑木骨架特别是边界骨柱对剪力墙抗剪性能的影响。通过对石膏面板轻型木结构剪力墙的单调加载试验,分别研究了有无墙面板、边界单骨柱和边界双骨柱对墙体剪力分配比例、抗剪强度和抗剪刚度等的影响。结果表明:边界骨柱对石膏面板轻型木结构剪力墙墙体抗剪承载力影响不大,但可提高抗剪刚度;采用边界双骨柱时可提高骨架剪力分配比例,延缓面板钉连接破坏,从而提升剪力墙抗剪性能;可采用本文提出的抗剪刚度提高系数计算边界双骨柱时墙体的抗剪刚度。