RTUD和ATUD现在被UL列为穿透式防火系统

无论你是在设计和建造一层或两层的独栋住宅,还是在设计多户型的中高层木结构住宅,都必须考虑防火和防烟功能,而且在大多数情况下都是必需的。当火灾发生时,时间是至关重要的,控制火焰和气体的时间越长,控制住火势向邻近区域蔓延的时间越长,消防员和急救人员扑灭大火的机会就越大。尽管许多建筑管辖区的要求和规定略有不同,但规范考虑的三种主要防火等级模式是f级(火焰)、t级(温升)和l级(空气或气体泄漏)。F和T额定值是根据每小时的阻力计算的,L额定值是根据每分钟每平方英尺开口的空气泄漏额定值,或CFM/平方英尺。这些评级和规定是为了帮助防止火灾和烟雾在直接建筑物内蔓延,以及控制火灾蔓延到其他建筑物。

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收缩补偿设备

这个周末,我有幸观看了女儿参加拉拉队比赛。我对他们必须记住和练习的那些错综复杂的细节感到惊讶。整个团队必须同步移动,形成一个由跳跃、翻滚、飞翔和踢腿组成的常规。这种对细节的关注让我想起了Simpson Strong-Tie刚刚开发的新型棘轮卷取装置(RTUD),该装置可容纳直径为5/8″和3 / 4”的杆。万搏manbext手机注册内部插入的同步运动允许杆平稳地通过设备,因为它的棘轮。新的rtud具有成本效益,允许无限移动,以减轻多层木结构建筑中的木材收缩。在设计这样一个建筑时,设计师需要考虑收缩的影响,以及如何适当地缓解它。

我们的关于多层木结构的连续杆约束系统的博客文章解释了荷载路径的重要性和木材收缩的影响。这周的博客文章将聚焦于缓解通常发生在多层轻型框架建筑的收缩的重要性。

木材的收缩是自然的。当湿度在建筑环境中达到平衡时,木材的体积就会减少。水分的减少会使木结构建筑收缩。

IBC允许在美国和加拿大分别建造5层和6层以下的轻型框架建筑。基于楼板框架系统的类型,增量收缩可达¼”或更多的每层。在5层楼高的建筑里,这个数字加起来可达1-¼”。如果算上施工沉降,可能会多一倍

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在没有收缩装置的情况下,当木材在顶部收缩时,螺母和板之间形成间隙的典型例子。

辛普森的万搏manbext手机注册强关系木材收缩计算器是一个完美的工具来确定你的建筑可能经历的总收缩。

木材收缩计算器
木材收缩计算器

为了适应发生在多层木框架建筑的收缩,Simpson Strong-Tie提供了几种收缩补偿装置。万搏manbext手机注册这些设备已经按照ICC-ES验收标准316 (AC316)进行了测试,并被列入ICC-ES ESR-2320(目前正在为新的RTUD5, RTUD6和ATUD9-3更新)。

AC316将剪力墙约束杆伸长和设备位移限制在0.2英寸。这一挠度极限将用于计算轻型框架木剪力墙的总横向位移。

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3部分剪切壁漂移方程

在AC316中规定的0.2英寸允许极限对于剪力墙的结构能力是非常重要的,它可以将必要的侧向荷载通过下面的结构传递到基础水平。这一限制确保了用于传递剪力墙横向荷载的钉子和窗台板的结构完整性在地震或风事件中不会受到损害。试验表明,在剪力墙中观察到过度变形时,窗台板会开裂。在测试中也观察到钉子会被拔出。有关这方面的其他信息可以找到在这里

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剪力墙端部过度抬升导致梁板开裂。
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剪力墙端部抬升过高,导致钉拔出。

AC316中列出了3种设备。

  • 压缩控制收缩补偿装置(CCSCD):这种类型的装置是由压缩载荷控制的,杆不间断地通过装置。万搏manbext手机注册辛普森强力拉杆有几种这种类型的螺旋式卷取装置,如铝卷取装置(ATUD)和钢卷取装置(TUD)。
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ATUD (CCSCD)
  • 张力控制收缩补偿装置(TCSCD):这种类型的装置是由张力负载控制的,杆与设备相连或啮合,并允许杆在木材收缩时棘轮通过。辛普森强万搏manbext手机注册力拉丝棘轮收卷装置(RTUD)就是这种类型。

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RTUD (TCSCD)
  • 张力控制收缩补偿耦合装置(TCSCCD):这种类型的装置是通过将杆或锚连接在一起的张力载荷控制的。辛普森强万搏manbext手机注册力拉杆耦合卷取装置(CTUD)就是这种类型的。
CTUD (TCSCCD)
CTUD (TCSCCD)

每种设备类型都具有独特的特性,这些特性对于在不同的条件和负载下获得最佳性能非常重要。下表是每个设备的概要。

rods9最具成本效益的辛普森强力tie收缩补偿装置是RT万搏manbext手机注册UD。该装置具有最少的组件数量,并允许杆无限制地通过该装置。在杆系统运行的顶层或使用小杆直径的地方,它是理想的。万搏manbext手机注册Simpson Strong-Tie RTUDs现在可以容纳5/8″(RTUD5)和3 / 4”(RTUD6)直径的杆。

你如何为你的项目选择最好的设备?设计师在设计时必须考虑以下几点。

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RTUD组装

杆张力(翻转)检查:

  • 每一层的杆设计满足每一层的累积翻转张力
  • 标准高强度钢条,设计不超过AISC规范规定的抗拉能力
    • 标准螺纹杆基于36 / 58 ksi (Fy/ Fu
    • 高强度强杆基于92 / 120 ksi (Fy/ Fu
    • H150强杆基于130 / 150 ksi (Fy/ Fu
  • 杆伸长率(见下文)

支承板检查

  • 轴承板的设计,以传递增量倾覆力每水平到杆
  • 根据NDS限制木构件的受力,以提供适当的承载能力并限制木材破碎
  • 承重板厚度的大小已限制板弯曲,以提供充分的承重木材成员

收缩收卷装置检查

  • 选择收缩卷取装置以适应估计的木材收缩,以消除系统负载路径中的间隙
  • 卷取装置的负载能力与增量翻转力相比较,确保负载转移到杆上
  • 收缩补偿装置挠度包含在系统位移中

运动/偏转检查

  • 系统变形是影响杆件、轴承板和收缩装置选择的一个整体设计部件
  • 杆伸长率和卷取装置位移的上限为0.2″/水平,或根据工程师或管辖范围的要求进一步限制
  • 在计算剪力墙挠度时,在Δa术语中报告的系统总变形(根据NDS方程的墙锚系统的总垂直伸长率)
  • 阀座增量(ΔR)和允许负载下的挠度(ΔA)都包含在整个系统运动中。这些都列在ICC-ES ESR-2320的卷取设备评估报告中

可选的压缩桩设计

  • 压缩杆设计可根据要求与强杆系统一起执行
  • 受压柱设计仅限于屈曲或承重垂直于木板上的纹路
  • 有锚固设计工具
  • 锚固设计信息符合AC 318锚固规定和辛普森强力拉杆测试万搏manbext手机注册

为了正确地设计剪力墙翻转约束的连续杆系紧系统,以上列出的所有因素都需要考虑。

设计师也可以联系辛普森强力领带通过去万搏manbext手机注册www.strongtie.com/srs并在线填写“联系我们”页面,让Simpson Strong-Tie为您设计连续杆系紧系统。万搏manbext手机注册这个设计服务不花你一分钱。为了使Simpson Strong-Tie高效运行抽油杆,设计师需要提供一些项目(建议设计师在施工文件中指定这些项目):万搏manbext手机注册

  • 系统最大位移为0.2″/水平,其中包括杆伸长和收缩补偿装置挠度。一些司法管辖区可能会施加较小的偏转限制。
  • 每一层都需要支承板和收缩补偿装置。
  • 累积力和增量力必须在允许应力设计(ASD)力水平的每个水平上列出。
  • 施工文件必须包括图纸和计算,证明已满足设计要求。这些图纸和计算应提交设计人审核,并由有权限的部门审批。

欲知更多详情,请浏览我们的网站www.strongtie.com/srs,在那里可以下载美国的新设计指南f - l srs15和加拿大的新目录c - l srscan16。

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美国设计指南F-L-SRS15和加拿大目录C-L-SRSCAN16

混凝土裙板锚固加固

客座博主Scott Fischer,研发工程师
客座博主Scott Fischer,研发工程师

这周的帖子来自Scott Fischer,他是我们总部的研发工程师。自2006年加入Simpso万搏manbext手机注册n Strong-Tie以来,Scott一直致力于混凝土的现场浇筑连接器。他帮助开发了现浇混凝土产品的当前测试标准,并执行了这些产品线所需的测试和代码报告需求。在加入Simpson Strong万搏manbext手机注册-Tie之前,Scott曾担任咨询工程师9年。他的经验包括混凝土结构的设计和分析,包括后张拉板设计,混凝土横向系统和基础。Scott是加利福尼亚州的一名注册专业工程师,在加州Poly San Luis Obispo获得建筑工程学士学位。

你有多少机会在办公室里和同事击掌?也许是当你刚刚完成了一个非常复杂的计算,或者最终发现了那个棘手的细节。无论如何,有时候我们应该举起手来庆祝我们所做的努力。因此,当我们最近重新推出Simpson Strong-Tie Stro万搏manbext手机注册ng-Rod™系统网站时,其中包括一个链接到我们新的浅平台锚固解决方案,办公室里有几个人击掌庆祝。考虑到这一点,我们希望分享最新的发展,并继续我们从“锚到具体”的博客讨论2012年5月,接着说2014年3月文章引用结构关于锚测试的杂志文章,以及最近讨论我们发布的锚加固解决方案Steel Strong-Wall®剪力墙来分级梁

锚杆加固试验与研究计划

万搏manbext手机注册在过去的几年里,Simpson Strong-Tie一直在广泛研究现浇张拉锚固和锚固加固概念。在满足ACI 318-11 D.3.3.4.3延性规定的情况下,设计高锚索需求荷载的薄混凝土板锚固方案是非常具有挑战性的。出于行业对安全、合理、经济的设计方案的强烈需求,北加州结构工程师协会(SEAONC)成员与Simpson strong - tie开展了合作研究项目。万搏manbext手机注册测试是由SEAONC向成员Andy Fennell, P.E. (SCL的负责人)和Gary Mochizuki, S.E. (structure Solutions当时的负责人,现就职于Simpson Strong-Tie)提供的特别项目倡议基金发起的。万搏manbext手机注册在SEAONC成员的持续参与下,我们完成了这个项目。这是我们第二次与SEAONC合作进行非专利锚杆测试。第一次合作是在剪力梁板锚固螺栓上,成功地实现了规范修改规定(由SEAONC牵头),将这些连接的能力恢复到aci 318附录D之前的水平。

目前的研究项目集中在非专有的锚筋细节,以增加混凝土板的标称突破能力。锚杆设计满足ACI 318-11附录D的抗震延性要求,同时显著提高了抗风应用的设计能力。该项目的目标是为行业提供设计解决方案,独立见证锚固加固细节验证测试和ACI 318-11附录D设计程序的应用。(注:附录D被移到了ACI 318-14的第17章。)

锚固试验图片
图1锚固试验图片
中板锚固加固
图2:中板锚杆加固细节

重要的测试结果和设计概念

在相对较薄的混凝土板上锚固会带来许多独特的挑战,因此测试必然会揭示一些独特的发现。其目标是增加混凝土的断裂能力,同时满足ACI 318锚杆的延性要求,并采用锚杆加固细节。以下是一些重要的发现:

  • 如RD.5.2.9所示,相对较薄的混凝土板不允许锚筋的放置将荷载拖下形成较大的混凝土块。需要修改锚固筋筋(图2)。锚固筋筋筋面积根据D.3.3.4.3(a)要求的锚固筋筋筋面积超过锚固钢强度,或1.2Nsa < (nAsfy x 0.707)。0.707表示杆的45度斜度。验证试验表明,水平支腿在锥外的发展和通过锥的连续性充分发展了锚筋。
  • ACI 318-11, D.4.2.1规定,在提供锚杆配筋时,不需要计算混凝土抗剪强度。你知道我们喜欢讨论荷载路径,那么一旦荷载进入锚筋,荷载会去哪里?试验表明,当锚杆加筋后,混凝土浇破面积增大。这种极限状态是一个延伸的突破区域超过锚筋弯曲,将形成的钢筋是适当量化和配置。延伸的突破类似于多个锚加载板在每个底部弯头的锚筋。我们已经将这一概念应用到计算中,以评估锚筋弯曲后的延伸突破。
从锚头开始的初始突破面
图3:从锚头开始的初始突破面
锚杆加固处弯曲处的破裂面
图4:锚筋弯曲处的漏钢面
  • 让我们继续沿着加载路径。一旦锚连接到板上,板的抗弯能力是多少?试验表明,为了实现板的锚固能力,必须在板上施加足够数量的ACI 318-11, D.3.3.4.3节所对应的锚固力的受弯钢筋。本节的指导意见指出,应采用包括E在内的设计荷载组合获得的锚拉荷载,E增加了Omega,或1.2倍锚公称钢强度(Nsa)。如果锚不是超大的,设计1.2Nsa应该是最经济的解决方案。对于风的应用,板设计人员应考虑工程规定的设计荷载。
  • 当锚杆预埋较浅,锚杆加固工作在抵抗锚杆初断区时,可在锚杆承重板处形成竖向混凝土块体。我们的测试表明,此块剪切与附录D拔出是分离的,并取决于嵌入深度、承载面周长和混凝土强度。
  • 对于带有双螺母和垫圈的浅埋设锚固件,可以从顶部螺母开始浇混凝土,从而减少有效埋设深度。为了解决这个问题,我们从指定的锚定组件中去掉了顶部螺母,以确保从固定的板垫圈的顶部开始脱扣。
  • 测试和建模也允许我们重新检查板垫圈A的适当轴承区域brg.螺母的平顶表面通常是圆形的,因为在点上的倒角,所以板垫圈的轴承区域是圆形的,从螺母的平面到平面的尺寸延伸出板的厚度。对于近边缘条件,侧面喷井能力可作为控制极限状态,其中板垫圈轴承区域变得更加重要。
  • 锚固加固细节的边缘测试表明,突破区将从锚固加固弯曲处开始扩展,就像中间板。在中间板的情况下,突破性的坡度遵循附录d中使用的1.5:1或35度的坡度英孚)从锚加固弯曲只保持真正平行于边缘。由于偏心,锚杆钢筋弯向板(垂直于边缘)的漏钢角更陡,应采用更陡的45度坡度。
锚杆加固边试验
图5:锚加固边缘测试
边锚加固结构
图6:边缘锚加固配置
  • 测试表明,即使锚在加载时出现了裂缝,其承载能力也超过了未开裂的假设。这可能是由于通过漏钢锥的抗弯钢筋提供了裂缝的连续性。我们仍在研究受弯钢筋的效果,所以目前我们建议假设混凝土开裂,并在需要锚固钢筋的锚固位置提供至少4 - 5条受弯钢筋。你的楼板设计可能需要更多的抗弯钢筋,或者它们可能已经存在以满足其他楼板设计要求。

现在提供了什么解决方案,我如何得到它们?

我们新推出的坚固的系统网页,你现在去浅讲台锚链接找到锚固解决方案。在网站上,你可以找到锚筋详图和设计荷载表,以及板的设计建议。我们还将添加示例计算、选择锚解决方案的指导方针、3-D锚加固图形和处理您的情况的指导方针,如果您的安装超出了我们提供的当前解决方案的范围。锚固钢筋是非专有的,由钢筋供应商制造,但配置和放置在详细描述。此外,您将看到关于万搏manbext手机注册辛普森强系浅锚杆地脚螺栓定位器在加载表中指定为套件。注意,由于上述原因,顶部螺母没有了。

浅锚设备
图7:浅锚套件

我们如何指定它和使用它?

现在你知道了网站上的内容,但是你如何将这些片段组合在一起并将它们应用到特定的设计中呢?作为一名专业设计人员,你需要将这些细节和设计表格应用到你的图纸上。类似于指定Strong- wall®剪力墙或Strong Frame®弯矩框架,它只需要在您的图纸上进行一点前期协调。通常,您将从显示锚栓位置的平板关键平面图开始。你需要知道板上轻型框架结构的设计扬升力和一些基本的项目变量,如指定的混凝土强度,板厚,以及结构是否处于高地震或风控制区域。现在你可以通过点击单独的设计表格选项卡从网站中选择必要的设计表格。您的关键变量将帮助您选择您的特定表基于板的厚度,混凝土强度,近边缘等,当然,风或地震。

浅锚设计表示例
图8:样本浅锚设计表

一旦选择了设计表格,只需将项目需求载荷或项目指定的锚栓与列表ASD或LRFD能力进行匹配,以选择适当的浅锚标注和参考细节,您可以在关键计划中确定。表中的详细说明将发送给您到表SA1,在那里您将找到锚筋的详细信息和浅锚设备根据你的情况推荐。如前所述,锚固钢筋将由钢筋家伙制造和弯曲,但将遵循这些细节。您可以下载表SA1所示的细节,将它们放在您的施工文件中,然后将它们与您的计划或时间表进行协调,类似于您可能提供的剪力墙时间表。伴随表格的脚注提供了重要的平板设计信息和其他设计和安装建议。您很快就可以下载示例设计计算,使用它们作为工具来帮助遵循推荐细节的设计过程,并与您的项目一起提交。

如果我的情况与网站上的资料不符怎么办?

虽然这些细节和表格将涵盖大量的安装,但仍有一些情况是目前无法通过锚加固解决的。可能超出当前范围的安装可能包括:抬升需求过大,板太薄,混凝土强度较低,转角安装,双木框剪力墙或两个紧绷的锚。为了解决这些问题,我们提出了一些替代方案,如轻微调整或重新配置剪力墙、加厚板边缘、添加下陷混凝土梁或将锚固物从上方向下延伸至现浇墙或进一步向下延伸至地面的基础。

SEAONC-Simpson St万搏manbext手机注册rong-Tie联合测试项目表明,锚杆加固细节可以大大提高混凝土的抗断强度,以支持混凝土板中的现浇锚杆。试验也表明,ACI 318-11附录D的设计规定可以合理应用于这些锚杆加固细节。测试和附录D的计算方法是细节、加载表、图形和应用指南的基础,可以在我们的新坚固的系统网页.当我们创建更多内容时,我们会更新这些页面,所以请经常回来查看。我们期待着与您一起解决锚固安装的挑战,并希望其中一些解决方案能对您目前正在进行的项目有所帮助。击掌怎么样?

你对这些新的锚固方案有什么看法?请在下方留言告诉我们。

多层木结构连续杆约束系统

这周是我们的新员工销售和产品培训课程。它让我想起了那个帖子测试有点乐趣我们打碎了一个保龄球。虽然破坏东西很有趣,但我第二喜欢的部分是教授持续加载路径的重要性。我认为这是结构工程师最重要的工作。如果我们不注意负载,它们发生的地方,并创建一条路径,让它们可以到达它们需要去的地方,一座建筑可能就矗立不起来。本周,我们还发布了一些新的Strong-Rod系统的新工具和信息,用于完成多层木结构剪力墙倾覆约束和屋顶扬升约束的荷载路径。

两个加载路径

所有木结构建筑的设计都需要抵抗剪力墙倾覆力和屋顶抬升力。为了通过荷载路径传递这些拉力,传统的解决办法是用连接件(飓风系带、皮带和固结)。万搏manbext手机注册Simpson Strong-Tie提供了一些选择。随着多层木框架结构的发展,规范要求解决收缩问题,翻转和抬升力通常较高,杆系统已成为越来越受欢迎的负载约束解决方案。我们的锚系紧系统(ATS)的剪力墙倾覆约束已存在多年。一种新的强力棒系统设计指导和修改网页提供有关新设计方案、组件和配置的信息。

强杆系统,地震和风抑制系统指南
强杆系统,地震和风抑制系统指南

指南和网站更侧重于杆系统的独特设计考虑,你应该如何指定系统和突出我们提供的设计服务。它们也为我们的新产品提供了更多的细节和设计信息提升约束系统(一致)的屋顶。连接件是一种常见的选择,用于传递网屋顶的扬力从风事件下的结构。虽然在一些大风地区,杆系统是首选。

ATS和URS连续杆系紧系统
ATS和URS连续杆系紧系统

我将在下面讨论这些类型的系统的一些设计注意事项,但是回到加载路径。对于剪力墙倾覆约束使用底筋,荷载路径是相当简单的。一旦侧向荷载在剪力墙内,护套和钉在柱子上升起。地堡连接到柱子上,把它压在下面,并把力量转移到地基或下面的水平面上。连续杆系紧系统遵循的路径略有不同。护套和钉在边界柱上升起,柱子向上推到上面的框架上,直到负载被承载板承受。负载然后转移到杆和下到基础。已经有很多的测试和研究跳过约束位置的影响每隔一层或仅在顶层安装支承板约束。这样做将改变负载路径,因为负载必须继续向上移动,直到一个约束把它按住。它还会对剪力墙堆的刚度和位移产生负面影响,更不用说增加工程成本了,因为边界柱、杆和支座必须确定尺寸,以传递来自每一层的累积倾覆力。

ATS加载路径
ATS加载路径

木材收缩,卷取装置和位移限制

《收缩》不仅仅是一部《宋飞正传》的经典之作。这也是设计师在设计木结构时需要考虑的问题。IBC第2304.3.3节要求设计师评估当承重墙支撑两层以上和一个屋顶时,木材收缩对建筑结构的影响。木材收缩的影响可以影响结构中的许多东西,从饰面到MEP系统到连续杆系统。当木材失去水分时,木材就会收缩,建筑就会沉降。这可能会在连续杆系统的轴承板位置造成间隙,因为连续钢杆不会收缩。这就是抓取设备的魔力所在。它们允许建筑收缩,但通过填充间隙(膨胀装置——可以是螺旋式或棘轮式)、沿杆向下棘轮(棘轮装置)或使杆收缩得和木头一样大(收缩耦合装置)来防止间隙形成。

除了保持杆系紧以确保预期性能外,考虑杆系在风或地震载荷下的运动也很重要。IBC要求剪力墙位移在中等到高震区的层间位移范围内。在之前的文章中,我们强调了剪力墙挠度评估的一些变化2015年SDPWS剪力墙高宽比新处理.对于连续杆系统,有一些额外的限制。ICC-ESAC316收缩补偿装置的验收标准要求设计将剪力墙约束装置之间的位移限制在0.20英寸(包括杆伸长和设备位移)。卷取装置的运动对满足这一要求和所需的杆径起着很大的作用。螺杆式装置的总移动量最低。棘轮装置在许多情况下都是合适的,例如在负载较低的上层,但可能需要更大的杆直径来满足位移限制。

figure5ICC-ESAC391抗风扬的连续杆系紧运行和连续杆系紧系统验收标准涵盖用于顶板抗升约束的连续杆系统。杆系紧连续下入(仅杆系统组件)的位移极限为杆总长度的0.18英寸。强杆URS评估连续杆系紧系统(整个负载路径)。该系统顶板弯曲的位移限值为L/240,固定作业之间顶板总挠度为0.25英寸(包括顶板弯曲、杆伸长、木轴承变形和卷取装置位移)。抽油杆下入和抽油杆系统分析之间的区别以及其他设计考虑在设计指南和我们的网站

在迎新课上,我总是以同样的问题结束我的连续加载路径演讲,如果他们注意了,我就会得到我想要的回应。

“结构工程师做的最重要的事情是什么?”

“为建筑设计一个连续的负载路径!”

“辛普森强力领带是做什万搏manbext手机注册么的?”

“提供产品和系统解决方案,帮助工程师完成工作!”

看看新的强杆系统工具和信息,让我们知道我们如何帮助您的下一个多层木框架项目。

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