推出更坚固、更简单、更通用的Strong Wall®高强度木材剪力墙

经过多年的发展,我们非常高兴地向大家介绍Strong-Wall®shearwall家族的最新成员- the强墙高强木剪力墙(WSWH)

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2015年SDPWS剪力墙高宽比新处理

这篇文章由辛普森工程师兰迪·沙克尔福德和AWC工程师菲尔·莱恩共同撰写。

2015年《国际建筑规范》引用了最新的2015年版《美国木材委员会风和地震特别设计规定标准》(SDPWS)。更新后的SDPWS包含高宽高比剪力墙设计的新规定。对于木结构面板剪力墙,高纵横比一词被认为适用于纵横比大于2:1的墙。

图1.SDPWS 2008表4.3.4和剪力墙高度、h和长度的图示,bs

在2015年SDPWS中,高长比剪力墙的折减系数不再包含在表4.3.4的脚注中(见图2),而是包含在新的条款中,考虑了高长比剪力墙的强度和刚度的折减。

图2。SDPWS 2015表4.3.4
图2。表4.3.4

挠度兼容性-计算方法

新增第4.3.3.4.1节规定“剪力墙线中各剪力墙的剪力分布应提供相同的计算挠度,δ。西南在剪力分布中使用此等挠度计算方法,分配给剪力墙线内各剪力墙的单位剪力根据其相对于剪力墙线中其他剪力墙的刚度而变化。因此,具有相对较低刚度的剪力墙(如包含较长剪力墙的剪力墙线内的高纵横比剪力墙)被指定为减小单位剪力(见图3)。

图3。挠度兼容性说明

此外,第4.3.4.2节包含一个新的纵横比系数,1.25–0.125h/b年代,具体解释了高长径比剪力墙单位抗剪承载力的降低。长径比为2:1的剪力墙强度折减率为1.00,长径比为3.5:1的剪力墙强度折减率为0.81。值得注意的是,这种强度降低适用于抵抗地震力或风力的剪力墙。对于风和地震,控制单元抗剪能力均为强度准则4.3.4.2或挠度兼容准则4.3.3.4.1中较小的值。

偏转兼容性-2 b年代/小时调整系数法

2b年代/h系数,以前由表4.3.4脚注1提到,现在是4.3.3.4.1等挠度计算方法的替代方法,适用于抗风或抗地震力的剪力墙。这种调整系数法允许设计人员按剪力墙强度的比例分配剪力,前提是高纵横比剪力墙的强度按2b调整年代/ h因子。长径比为2:1的剪力墙强度折减率为1.00,长径比为3.5:1的剪力墙强度折减率为0.57。该调整系数法提供了与长径比为1:1的剪力墙段与高长径比剪力墙段组合而成的剪力墙线等挠度计算方法大致相似的设计。

在SDPWS以前的版本中,一个常见的误解是2b年代/h系数表示高宽高比剪力墙单位抗剪承载力的实际减少,而不是用于说明刚度兼容性的减少系数。高宽高比剪力墙的单位抗剪承载力的实际减少由系数1.25–0.125h/b表示年代,如前所述。2b年代/h系数是这两个因素中更为严重的一个,不与1.25-0.125h/b同时应用年代的因素。

对设计的主要影响是什么?

  • 对于抗震设计,2b年代/h因子法不变,但作为4.3.3.4.1中提供挠度兼容性的等挠度法的替代方法提出。等挠度计算方法可以产生更多和更低的效率设计可能导致2b年代/h因子法取决于墙线剪力墙的相对刚度。例如,如果不受地震漂移准则的限制,完全由3.5:1长宽比剪力墙组成的剪力墙线的设计单位剪力比以前版本高出40%(即0.81/0.57=1.42)。
  • 在抗风设计中,首次采用高纵横比剪力墙系数。对于长径比为3.5:1的剪力墙,单位抗剪承载力降低到不超过以前版本的81%。实际的折减量会因考虑挠度兼容性的实际方法而有所不同。
  • 等挠度计算方法对剪力墙挠度计算中的许多因素非常敏感,包括压下滑移、护板类型和钉钉以及框架含水量。熟悉的2b年代/挠度相容性的h系数法对影响剪力墙挠度计算的因素不太敏感,在许多情况下会产生更有效的设计。

随着2015年《国际建筑规范》在不同国家的采用,设计师需要了解高长宽比剪力墙设计的新要求。2015版SDPWS还包含了设计师需要注意的其他重要修订。美国木材委员会提供了一个只读版本的标准网站那是免费的。

请在下面的评论中给出你对这些新要求的想法。

木剪力墙设计实例

两周前,我有机会向华盛顿地铁结构工程协会的青年成员小组做演讲,主题是多层轻框架剪力墙设计.在华盛顿地区的所有大公司中,只有大约三分之一的公司有轻型框架剪力墙设计的经验,这并不令人惊讶。

然而,上周在中西部和东北部研究土木/结构工程项目时(为我们的结构工程/建筑学学生奖学金我失望地发现,只有大约四分之一的顶尖工程项目提供木材设计课程。所以我想这周贴一个木剪力墙的设计例子可能会有帮助。

该示例相当基本,但包含一个个人全高穿孔的相同条件下的剪力墙分析。该设计基于风荷载和SPF框架,两者在中西部/东北部都很常见,并且基于2008年《风和地震特别设计规定》(SDPWS)中列出的规定和条款,可免费下载在这里,以及最近发布的2015版。

多层剪力墙实例:风荷载与SPF框架

鉴于:SE博客1

  • 2012 ibc和2008 SDPWS
  • 三层木框架剪力墙线
  • 如图所示,ASD隔膜风剪切力
  • 墙和洞口尺寸如图所示

解决方案:

  1. 确定各剪力墙线的总剪力。
  2. 确定感生单位剪力,v,用于剪力墙类型和最大诱导单位剪力v最大值,用于多孔剪力墙集热器、剪力传递和均匀隆起。注意以下几点:
    1. v最大值需要的决心抗剪能力调整系数CO,用于穿孔剪力墙。
    2. SDPWS提供了两种确定C的方法O,表列值或计算值。这个例子使用了更精确的计算值。
    3. 射孔法要求集热器为v最大值和底板锚固,使其均匀隆起等于v最大值(如图所示)。

SE博客2

SE博客43.确定张力、T和压缩,C,弦杆中的力(假设本例中恒载不起作用)。注意以下几点:

    1. 反向风荷载需要下图所示T&C力的镜像。
    2. 在这个例子中,张力T,反映了累计的当他们从一个岗位转移到另一个岗位时,张力是典型的传统据点。对于像ATS这样的连续杆系统增量的张力(由单位剪力产生,v最大值也必须按照本示例末尾的剪力墙规范表所示确定。

SE博客5

SE博客5SE博客64.根据步骤2中计算的v确定护套材料和紧固模式。下表基于SDPWS表4.3A中的7/16〃木结构面板护套值。

SE博客7

    1. 单体全高剪力墙:

我v3.=227 plf:使用7/16 OSB与6:12钉模式,允许负载336 plf

2v2=409 plf:使用7/16 OSB和4:12钉型,允许负载490 plf

3v1=591 plf:使用7/16 OSB和3:12的钉模式,其允许荷载为630 plf

B.穿孔剪力墙(适用于CO容许剪切能力系数):

我v3.=227 plf:使用7/16 OSB和6:12的钉模式,其允许荷载为255 plf

2v2=409 plf:使用7/16 OSB和3:12钉型,允许负载479 plf

3v1=591 plf:墙体两侧使用7/16 OSB,钉模式4:12,允许荷载338*2=676 plf

5.调整柱子的尺寸以减少压力。Simpson在连接器目录的后面提供了一些有用的表,允许各种尺寸、高度和柱子种类的拉力和压缩负载。

6.为拉力负载选择压紧值,并验证后尺寸是否足够。对于高长径比剪力墙,桩柱尺寸和压合方式可显著减小拉心和压心之间的弯矩臂,从而产生较高的拉压力。

下表以典型格式显示了示例中墙的剪力墙规范。请注意,它们不包括项目所需的某些细节,例如所有穿孔剪力墙底板上的均匀上拔力,或两侧带有OSB护套的穿孔剪力墙。

SE博客8

有不同的方法来解决负载问题,因此,如果您在设计中有任何不同之处,请告知我们。

剪力墙装配过程中桩墩的使用

根据国际建筑规范(IBC)设计剪力墙时,固定连接件用于抵抗由于侧向荷载引起的倾覆力矩。从结构静力学的角度来看,没有恒载或固定的剪力墙在没有任何抵抗倾覆力矩的约束的情况下,将具有零侧向抵抗能力。因为墙组件仍然具有提供阻力的门槛板锚固对于倾覆,测试可以测量不带支架的墙体组件的承载力。

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你的设计考虑到木材(收缩)吗?

木材是一种独特的建筑材料,因为它的特性取决于环境和它的水分特性,这可以随时间变化。通常,锯木材交付至含水量相对较高的施工现场。在建筑物的整个使用寿命期间,含水量将降低,直到达到平衡。随着含水量的下降,木质构件收缩。大多数木材收缩发生在建筑物使用寿命的前六个月,这是一个重要的设计考虑因素。

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