在冷弯薄壁型钢结构墙体使用过程中,空腔问题的存在,以及墙架柱无侧向约束,容易出现局部屈曲现象的问题,极大限制了冷弯薄壁型钢住宅的推广应用。本文利用脱硫石膏这一工业固体废弃物为主要原材料,开发冷弯薄壁型钢结构配套墙体内填材料,解决该结构体系应用中墙体材料方面的不足,促进这一绿色住宅体系更好地推广应用。主要内容可以归纳为:(1)制备轻钢结构内填材料用胶凝材料改性石灰石/石膏湿法脱硫工艺作为目前主要的脱硫工艺,产生的脱硫石膏煅烧后具有水化速度快,拌制的浆体泌水严重,凝结硬化迅速等问题。利用激光粒度分析仪、孔隙率测定仪、扫描电子显微镜手段分析脱硫建筑石膏的粒度分布及微观结构,发现颗粒内部存在大量孔隙,导致内比表面积较大,以及颗粒内半水石膏晶体结晶不完善,可能是导致脱硫建筑石膏水化及凝结硬化迅速的主要原因之一,并提出相应的改善措施。为解决石膏基胶凝材料耐水性差、强度低、pH值低易造成钢材锈蚀等问题,利用水泥及粉煤灰改性脱硫建筑石膏,提出胶凝材料中水泥:粉煤灰:石膏的质量比为3:3:14时,既能够保证复合胶凝材料具有一定的耐水性及碱度,又能够尽可能多地利用脱硫石膏这一工业固体废弃物,技术经济性较高。与未改性脱硫石膏环境相比,冷弯型钢在改性胶凝材料中的耐久性提高约16-39倍,配合阻锈剂的使用,进一步保证了冷弯薄壁型钢在胶凝材料中的耐久性。(2)基于浆体流变本构关系的墙体内填材料组合设计及其物理力学性能研究针对轻质骨料在浆体中容易上浮的特点,利用流变学原理及改性石膏浆体的本构关系,计算了特定轻骨料在特定浆体中的稳定条件,及一旦发生上浮时的上浮终端速度,以此为依据,提出基于保证保温浆料内部均匀性的配合比设计方法。按照此方法设计的轻质墙体材料系列配比,试件成型后均未发生轻骨料上浮,验证了理论计算的可靠性。获得了玻化微珠-改性石膏基轻质材料与聚苯颗粒-改性石膏基轻质材料两种新型冷弯薄壁型钢结构用墙体内填材料的物理力学性能。分别针对二者特殊的应力-应变特性,通过对应力-应变全曲线形态的分析,并采用分段拟合的方法,提出相应的应力-应变全曲线方程,物理意义明确。应力-应变全曲线方程反映出玻化微珠-石膏基轻质材料具有更好的塑性变形能力,而聚苯颗粒-石膏基轻质材料则呈现出更大的脆性。(3)填充改性石膏基轻质材料的冷弯薄壁型钢墙体受压性能分析为考察填充改性石膏基轻质材料后冷弯薄壁型钢墙体受压性能变化,设计8片足尺墙体,通过竖向加载试验研究其在竖向荷载作用下的破坏模式、竖向荷载-变形关系、竖向荷载-应变关系、受压刚度和受压承载力。在试验研究基础上,利用有限元分析软件对墙体建模,并对填充墙体进行变参数分析。结果表明,填充石膏基轻质材料的冷弯型钢组合墙体,在竖向荷载作用下,主要发生强度破坏,而非屈曲失效;同时墙体的受压承载力、受压刚度显著提高。研究发现当填充墙体达到最大承载能力时,冷弯薄壁型钢立柱接近其屈服状态,而改性石膏基轻质材料的强度则未被充分利用。在试验研究与数值分析数据基础上,提出了一种修正的叠加法量化填充墙体的承载力。并提出立柱折减系数α建议取值为0.85;填充材料折减系数β建议取值为0.6,经验证,该计算结果偏于安全,建议设计时采用该方法。采用叠加法推导出该类新型墙体等效抗弯刚度计算公式,给出了该类复合墙体的稳定计算方法。