Экспериментальные исследования сейсмостойкости каркасно-обшивных перегородок с каркасом из стальных холодногнутых оцинкованных профилей

DOI: 10.37153/2618-9283-2025-1-28-43

Авторы:  
Рубрики:    Теоретические и экспериментальные исследования, научно-технические разработки   
Ключевые слова: циклическая нагрузка, гипсокартонные перегородки, легкая тонколистовая сталь, ненесущие элементы, перегородки, сейсмостойкость
Аннотация:

Введение. Выполнен анализ зарубежных исследований сейсмостойкости каркасно-обшивных перегородок с каркасом из стальных холодногнутых оцинкованных профилей с каркасом из стальных холодногнутых оцинкованных профилей и панелями обшивок из листовых материалов на основе гипса. Показана актуальность исследования и обозначены проблемы нормирования, ограничивающие широкое распространение каркасно-обшивных перегородок в сейсмоопасных районах. Данная статья является первой из серии статей, посвященных исследованию сейсмостойкости каркасно-обшивных перегородок с каркасом из стальных холодногнутых оцинкованных профилей и панелями обшивок из листовых материалов.

Материалы и методы. Конструкции образцов были приняты исходя из поставленной цели и задач экспериментальных исследований и результатов выполненного обзора и анализа современной научно-технической, нормативной, методической литературы. За основу были приняты экспериментальные образцы, воспроизводящие наиболее распространенные конструктивные решения конструкций каркасно-обшивных перегородок, применяемых в практике строительства.

Экспериментальные исследования, предусматривали испытания каркасно-обшивных перегородок с каркасом из стальных холодногнутых оцинкованных профилей, обшитых гипсокартонными панелями, при действии на них квазистатических знакопеременных циклических нагрузок, моделирующих сейсмические воздействия.

Результаты. В рамках настоящей работы проведены экспериментальные исследования сейсмостойкости каркасно-обшивных перегородок с каркасом из стальных холодногнутых оцинкованных профилей и панелями обшивок из листовых материалов на основе гипса. По результатам экспериментальных исследований определены разрушающие нагрузки,

установлены схемы повреждения и разрушения образцов, определены предельные

значения перекосов, а также установлен характер разрушения образцов при знакопеременных квазистатических нагрузках, моделирующих напряженно-деформированное состояние перегородки, возникающее при сейсмических воздействиях.

Выводы. Результаты испытаний подтверждают сейсмостойкость испытанных конструкций

 

@ Bubis A.A., Giziatullin I.R., Davidenko A.A., Petrosyan I.A., Nazmeyeva Т.V., 2025

каркасно-обшивных перегородок. Полученные данные могут быть использованы при разработке и актуализации нормативно-технических документов, а также при проектировании и возведении каркасно-обшивных перегородок с каркасом из стальных холодногнутых оцинкованных профилей и панелями обшивок из листовых материалов на основе гипса в сейсмических районах.

 

Список литературы:

1.         Gioncu V., Mazzolani F.M. Earthquake Engineering for Structural Design, Spon Press, London, 2011.

2.         Whittaker A.S., Soong T.T. A overview of nonstructural component research at three U.S. earthquake engineering research centers. In: Proceedings of Seminar on Seismic Design, Performance, and Retrofit of Nonstructural Components in Critical Facilities, Applied Technology Council, ATC-29-2, Redwood City, California, 2003, pp. 271–280.

3.         Taghavi S., Miranda E. Response Assessment of Nonstructural Building Elements, PEER Report 2003/05, Pacific Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, CA, 2003.

4.         Rahmanishamsi E., Soroushian S., Maragavis E.M. Evaluation of the out-of-plane behavior of stud-to-track connections in nonstructural partition walls. Thin-Walled Struct. 103 (2016) 211–224.

5.         Swensen S., Deierlein G.G., Miranda E. Behavior of screw and adhesive connections to gypsum wallboard in wood and cold-formed steel-framed wallettes. J. Struct. Eng. 142 (4) (2016).

6.         Fiorino L., Pali T., Bucciero B., Macillo V., Terracciano M.T., Landolfo R. Experimental study on screwed connections for sheathed CFS structures with gypsum or cement based panels. Thin-Walled Struct. Elsevier Sci. 116 (2017) 234–249.

7.         Lee T.H., Kato M., Matsumiya T., Suita K., Nakashima M. Seismic performance evaluation of non-structural components: drywall partitions. Earthq. Eng. Struct. Dyn. 36 (3) (2006) 367–382.

8.         Restrepo J.I., Bersofsky A.M. Performance characteristics of light gage steel stud partition walls. Thin-Walled Struct. 49 (2011) 317–324.

9.         Retamales R., Davies R., Mosqueda G., Filiatrault A. Experimental seismic fragility of cold-formed steel framed gypsum partition walls. J. Struct. Eng. 139 (2013) 1285–1293.

10.     Pali T., Macillo V., Terracciano M.T., Bucciero B., Fiorino L., Landolfo R. In-plane quasi-static cyclic tests on lightweight steel drywall non-structural partition walls. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, John Wiley & Sons, 2018, pp. 1–23.

11.     Magliulo G., Petrone C., Capozzi V., Maddaloni G., Lopez P., Talamonti R., Manfredi G. Shake table tests on infill plasterboard partitions. Open Constr. Build. Technol. J. 6 (Suppl1–M10) (2012) 155–163.

12.     Davies R.D., Retamales R., Mosqueda G., Filiatrault A. Experimental seismic evaluation, model parameterization, and effects of cold-formed steel framed gypsum partition walls on the seismic performance of an essential facility. MCEER Technical Report MCEER 2011-0005, 10/12/2011.

13.     Porter K., Kennedy R., Bachman R. Creating fragility functions for performancebased earthquake engineering. Earthq. Spectra 23 (2) (2007) 471–489.

14.     McCormick J., Matsuoka Y., Pan P., Nakashima M. Evaluation of non-structural partition walls and suspended ceiling systems through a shake table study. Structures Congress 2008: Crossing Borders, Vancouver, British Columbia, Canada, 008, pp. 1–10.

15.     Wang X., Pantoli E., Hutchinson T.C., Restrepo J.I., Wood R.L., Hoehler M.S., Grzesik P., Sesma F.H. Seismic performance of cold-formed steel wall systems in a full-scale building. J. Struct. Eng. 2015, 141, 04015014.

16.     Jenkins C., Soroushian S., Rahmanishamsi E., Maragakis E.M. Experimental fragility analysis of cold-formed steel-framed partition wall systems. Thin Walled Struct. 2016, 103, 115–127.

17.     Fiorino L., Macillo V., Landolfo R. Shake table tests of a full-scale two-story sheathing-braced cold-formed steel building. Eng. Struct. 151 (2017) 633–647.

18.     Jenkins C., Soroushian S., Rahmanishamsi E., Maragakis E. Experimental fragility analysis of cold-formed steel-framed partition wall systems. In Proceedings of the Structures Congress 2015, Portland, OR, USA, 23–25 April 2015; pp. 1760–1773.

19.     Magliulo G., Petrone C., Capozzi V. et al. Seismic performance evaluation of plasterboard partitions via shake table tests. Bull Earthquake Eng. 12, 1657–1677 (2014). https://doi.org/10.1007/s10518-013-9567-8.

20.     Fiorino L., Bucciero B., Landolfo R. Evaluation of seismic dynamic behaviour of drywall partitions, façades and ceilings through shake table testing. Eng. Struct. 2019, 180, 103–123.

21.     Бубис А.А., Гизятуллин И.Р., Доттуев А.И., Назмеева Т.В. Сейсмостойкость зданий из каркасно-обшивных конструкций с каркасом из стальных холодногнутых оцинкованных профилей // Вестник НИЦ «Строительство». 2021. Том 31. № 4. С. 98–109. DOI: https://doi.org/10.37538/2224-9494-2021-4(31)-98-109 [Bubis A.A., Gizyatullin I.R., Dottuev A.I., Nazmeeva T.V. Seismic resistance of frame-cladding buildings with a cold-formed galvanized steel profile framing. Vestnik NIC Stroitel`stvo = Bulletin of Science and Research Center of Construction. 2021, vol. 31, no. 4, pp. 98–109. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.37538/2224-9494-2021-4(31)-98-109] [In Russian]

22.     Гизятуллин И.Р. Экспериментальные исследования каркасно-обшивочных конструкций стен из легких стальных тонкостенных конструкций при действии сейсмических нагрузок // Научный потенциал строительной отрасли: Сборник материалов II научно-практической конференции, Москва, 22 сентября 2021 года. Москва: АО «НИЦ «Строительство», 2021. С. 13–17. DOI: https://doi.org/10.37538/2713-1157-2021-13-17        [Giziatullin I.R. Experimental study on seismic performance of cold-formed steel shear walls. Scientific Potential of the Construction Industry: Proceedings of the II Scientific and Practical Conference, September 22, 2021. Moscow: JSC Research Center of Construction Publ., 2021, pp. 13–17. [In Russian]. DOI: https://doi.org/10.37538/2713-1157-2021-13-17] [In Russian]

23.     Гизятуллин И.Р. Сейсмостойкость зданий из каркасно-обшивных конструкций с каркасом из стальных холодногнутых оцинкованных профилей: обзор и анализ современного состояния вопроса // Вестник НИЦ «Строительство». 2022. Том 32. № 1. С. 30–52. DOI: https://doi.org/10.37538/2224-9494-2022-1(32)-30-52 [Giziatullin I.R. Seismic resistance of frame-cladding buildings having cold-formed galvanized steel construction: review and analysis of current status. Vestnik NIC Stroitel`stvo = Bulletin of Science and Research Center of Construction. 2022, vol. 32, no. 1, pp. 30–52. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.37538/2224-9494-2022-1(32)-30-52] [In Russian]

24.     Гизятуллин И.Р. Сейсмостойкость зданий из каркасно-обшивных конструкций с каркасом из стальных холодногнутых оцинкованных профилей // Вестник Международной ассоциации экспертов по сейсмостойкому строительству. 2022. № 1 (13). С. 19–49. DOI: https://doi.org/10.38054/iaeee-202203 [Giziatullin I.R. Seismic resistance of frame-cladding buildings having cold-formed galvanized steel construction. Bulletin of the International Association of Experts on Seismic-Resistant Construction. 2022, no. 1 (13), 19–49. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.38054/iaeee-202203] [In Russian]

25.     СП 14.13330.2018 «Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах» [SP 14.13330.2018. Seismic building design code. Updated version of SNiP II-7-81*. Moscow: Standardinform Publ., 2018] [In Russian]