Shear Resistance of Light-gauge Steel Stud Wall infilled with light-weight foamed mortar

This paper presents the test and evaluation results on the shear strength and stiffness of a light steel stud wall from a lightweight foamed mortar (lightweight hybrid wall). The use of a lightweight foamed mortar was aimed at improving structural performance, thermal performance, and finish. Studiesshowed that it did not affect thermal performance, but it contributed to structural performance and finish when the unit weight was more than 0.8 (Editor's note: Please indicate the unit of measurement.). In this study, 14 specimens-whose parameters included the specific gravity of the lightweight foamed mortar (0.6, 0.8, 1.0, 1.2), the spacing of the stud (450 mm, 600 mm, or 900 mm), finishing materials (such as lightweight foamed mortar, OSB, and gypsum board), and bracing-were manufactured. Three typical, steel house-framing specimens were added to compare the test results with the 14 specimens. The results of in-plane shear tests show that the use of lightweight foamed mortar (1.15~5.38 times stronger, 1.45~13.7 times stiffer) results in ultimate strength and initial stiffness. In addition, it was possible to widen the stud spacing to up to 900 mm without decreasing shear strength. It was very important to prevent the lightweight foamed mortar from shrinking and to secure the adhesion between the steel stud and the lightweight foamed mortar to improve structural performance.

경량기포모르터와 합성한 경량형강 벽체의 전단 저항

본 논문은 경량형강으로 제작한 프레임에 경량기포모르터를 채운 경량합성벽체의 전단 거동에 대한 실험 결과와 전단 강도 및 강성 평가를 제시한 것이다. 경량기포모르터는 스틸하우스 벽체의 구조 성능 및 단열 성능의 향상과 마감에 대한 시공성 개선을 위해 도입되었다. 연구 결과 단열 성능에 대한 기여도는 낮으나, 경량기포모르터의 슬러리 비중이 0.8 이상인 경우 구조 성능의 향상과 마감성이 좋은 것으로 나타났다. 본 연구에서는 전단 거동에 미치는 경량기포모르터의 영향을 알아보기 위해 경량기포모르터의 비중(0.6, 0.8, 1.0, 1.2) 벽체의 스터드 배치간격(450mm, 600mm, 900mm), 마감재(경량기포모르터, OSB, 석고보드) 및 브레이싱 등을 변수로 한 14개의 경량합성벽체를 제작하였고 비교를 위해 대표적인 스틸하우스 벽체 3개를 제작하였다. 면내전단 실험결과, 경량기포모르터를 타설한 경량합성벽체가 기존의 스틸스터드 벽체에 비해 최대 내력은 1.15~5.38배, 초기강성은 1.45~13.7배 증가한 것으로 나타났다. 또한 벽체 내부의 스터드를 900mm까지 확장하여도 무리가 없는 것으로 나타났다. 그러나 이와 같은 결과는 건조수축 균열이 억제되지 않은 상태에서 나온 것으로 경량합성벽체의 내력을 향상시키기 위해서는 경량기포모르터의 초기 건조수축균열을 억제하고 스터드와 경량기포모르터 사이의 부착력을 확보하는 것이 무엇보다도 중요한 것으로 나타났다.