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外墙千赢国际娱乐木框剪力墙

发布日期:2018-07-05|千赢国际娱乐小编
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  利用开口周围的力传递

  抗侧力系统是建筑结构设计中最具挑战性的一个方面。外墙千赢国际娱乐在今天的木结构建筑中,设计师们一直认为更大的建筑与更大、更多的窗户和门的开口结合在一起。这种施工趋势通常转化为在整个结构中减少横向阻力的面积。

  应对这一挑战有几种方法。美国木材理事会(AWC)出版物,风震特殊设计规定为设计人员提供了三种可接受的设计木材剪力墙以抵抗侧向力的方法:1)单个全高墙段,即“传统”设计方法;2)穿孔剪力墙,一种基于开口周围全高墙段百分比的经验设计方法;3)本文中所称的剪力墙(Ftao),允许使用全墙。几何形状,包括开口上方和下面的护套区域。

  从历史上看,FTAO方法一直被认为是设计行业的最后手段,这在很大程度上是因为它比其他两种设计方案更全面,因而被认为更耗时。FTAO方法在行业内的应用也有很大差异,因为代码仅仅说明设计必须基于理性分析。由于设计规范中没有明确的指导,开发了多种设计理论基础技术(如阻力-Strut类比法、悬臂梁法、Diekmann法),在设计人员之间就哪种技术是最精确的引起了一些争议。这些差异导致APA对FTAO设计方法进行了全面的墙壁测试,目的是证明FTAO的应用可以更加实用,同时提供最大的设计灵活性。

  本文讨论了自由贸易组织对木框架结构的好处,外墙千赢国际娱乐阐述了在木结构板护套木框架剪力墙上进行的增强自由贸易组织方法的试验,并给出了具有多个开口和不对称墙墩的木框架剪力墙的设计实例。

  FTAO木剪力墙的好处

  FTAO法有许多优点,例如利用整个剪力墙几何结构来抵抗施加的荷载,潜在地减少了挡板的数量,减少了基板的剪切锚固。然而,自由贸易区比其他剪力墙设计方法的最大好处在于确定墙墩宽径比。

  图1.三种剪力墙方法的纵横比(h/b)比较图。

  在分段和穿孔方法中,贡献墙墩的高宽比被定义为墙体系的全高度除以墙墩的长度(图1a和1B)在使用FTAO方法时,墙墩的宽径比被定义为开口的高度除以相邻墙墩的长度(图1c).

  例如,给出了图1如果全高(H)等于10英尺,开口高4英尺,则在每种方法的2:1宽比设计中允许的最小墙墩长度(B)为:分段和穿孔等于(10/2)或5英尺,自由贸易协定等于(4/2)或2英尺。这一好处不仅允许较窄的墙段,而且还有助于增加墙系统的整体高度,在那里其他方法可能是有限的。

  This benefit is furthered by utilizing wood structural panel sheathing. The governing aspect ratio limitation in most applicable building codes for wood structural panels is 2:1, with a maximum of 3.5:1 (with the application of an adjustment factor). Although the use of other building materials is permitted, the aspect ratios either cannot exceed 2:1 or a load reduction factor is applied when the aspect ratio surpasses 1:1 per SDPWS Section 4.3.4.

  测试FTAO设计方法

  FTAO作为一种可行的木框架墙剪力墙分析方法,外墙千赢国际娱乐在设计专业人士中越来越受欢迎。然而,公布的自由贸易协定设计实例大多仅限于只有一个开口的墙,直到最近,公认的自由贸易协定方法还在有限数量的装置上进行了测试。

  2009年,APA-工程木材协会(APA)、不列颠哥伦比亚省大学(UBC)和美国农业部森林产品实验室(USDA森林产品实验室)开展了一个联合研究项目,以检查在横向活动期间木结构板护套木框架剪力墙产生的内力。试验结果与UBC的基于计算机的分析模型(12种全尺寸,8英尺x12英尺的墙结构)一起被用来开发一种增强的自由贸易组织设计方法,并使用历史的自由贸易组织方法来评估墙内计算力的准确性。

  初步试验表明,Diekmann理性分析是计算剪力墙受力最准确的简化方法。以这一方法为基础,APA扩大了方法,包括多个开口和不对称墩。这一方法基于以下主要设计假设:

  单位剪切值相当于开口上方和下面。

  角力是基于单位剪切之上和下面的开口,只有墙墩相邻的独特的开口。

  洞口支流长度是计算每个墙墩剪力的基础。

  每个墙墩的剪力为总剪力除以墙的长度,乘以墩长之和加上相邻开口的支流宽度,除以墩长:V1=(V/L)*(L1+T1/L1)方程1。

  转角区的单位剪力等于从面板阻力R中减去角力,R等于墩的剪切乘以墩长:

  VA1=(v1L1-F1)/L1方程2

  该设计是通过对每条垂直线的剪刀之和来检查的。第一行和最后一行之和为按压力,内线和为零(图2).

  图2.垂直剪切线插图。

  用试验数据分析了FTAO墙系统的总挠度,验证了开口下面的护套有助于抵抗墙体的整体挠度。为了获得最精确的紧固件变形变量,利用2015年的四项挠度方程完成了测试的基础。国际建筑规范(Ibc)方程23-2:Δ=8vh3/EAB +VH/GT + 0.75他n + dah/b

  请注意,SDPWS中提供的3项挠度方程(方程式4.3-1)也可以使用,但挠度计算在整个设计过程中必须是一致的。

  墙面挠度假设(图3)FTAO剪力墙的总挠度等于每个墙墩在正、负方向的挠度平均值。墙墩的高度也会根据开口下面的挠度方向和护套的数量而变化。例如,在图3由于洞口以下护壁护套的阻力,采用从洞口底部到墙顶的高度测量,确定了墙墩1(δ1+)的正挠度。采用全墙高度确定了1墙墩负挠度(δ1-)。

  Δ=平均(δ1+,δ2+,δ3+,δ1-,δ2-,δ3-)方程3

  FTAO设计实例

  历史上,自由贸易组织的设计例子已经完成,显示对称墙墩宽度和一个单孔墙系统。图4阐述了自由贸易区对多开口墙和不对称墙墩宽度的好处。

  如果一堵20英尺长的墙高10英尺,在墙顶施加4,000磅的剪力,则使用自由贸易组织方法来计算按压力、所需的皮带力和所需的墙护套能力。

  首先计算剪力墙两端的按压力:

  第一步。h=(V*h)/L=(4,000磅)(10英尺)/(20英尺)=2,000磅

  选定的按压必须有2000磅的最低容量。

  开口上下的单位剪切力和边界力都必须确定,才能达到角力。

  第二步。单元剪切上和下开口:

  Va=vb=H/(ha+HB)=2,000磅/(2英尺+3英尺)=400 PLF

  第三步。开口上下的总边界力:

  O1=(Va)(LO1)=(400 PLF)(4英尺)=1 600磅

  O2=(Va)(LO2)=(400 PLF)(6英尺)=2,400磅

  计算每个开口处的角力,以确定所需的最大表带力:

  第四步。 F1=(O)1)(L1)/(L1+L2)=(1,600磅)(2英尺)/(2英尺+4.5英尺)=492磅

  F2=(O)1)(L2)/(L1+L2)=(1,600磅)(4.5英尺)/(2英尺+4.5英尺)=1,108磅

  F3=(O)2)(L2)/(L2+L3)=(2,400磅)(4.5英尺)/(4.5英尺+3.5英尺)=1,350磅

  F4=(O)2)(L3)/(L2+L3)=(2,400磅)(3.5英尺)/(4.5英尺+3.5英尺)=1,050磅

  所选的吊带要放置在开口上方和下面,必须具有1 350磅的最小张力能力。

  为了计算开孔附近的单位剪力,并确定墙护套的要求,必须确定每条内部剪切线的支流宽度。

  第五步。 T1=(L1)(LO1)/(L1+L2)=(2英尺)(4英尺)/(2英尺+4.5英尺)=1.23英尺

  T2=(L2)(LO1)/(L1+L2)=(4.5英尺)(4英尺)/(2英尺+4.5英尺)=2.77英尺

  T3=(L2)(LO2)/(L2+L3)=(4.5英尺)(6英尺)/(4.5英尺+3.5英尺)=3.38英尺

  T4=(L3)(LO2)/(L2+L3)=(3.5英尺)(6英尺)/(4.5英尺+3.5英尺)=2.63英尺

  利用内部剪切线的支流宽度,可以计算出开口附近的最大单位剪切量,以确定所需的护壁能力。

  第六步。 V1=(V/L)(L1+T1)/L1=(4,000磅/20英尺)(2英尺+1.23英尺)/(2英尺)=323 PLF

  V2=(V/L)(T)2+L2+T3)/L2=(4,000磅/20英尺)(2.77英尺+4.5英尺+3.38英尺)/(4.5英尺)=473兹罗提

  V3=(V/L)(T)4+L3)/L3=(4,000磅/20英尺)(2.63英尺+3.5英尺)/(3.5英尺)=350兹罗提

  选定的护壁必须具有473 PLF的最小剪切能力。

  请注意,作为计算验证,单位剪乘相邻墙墩长度的总和应等于初始剪力:

  (V)1)(L1)+(V)2)(L2)+(V)3)(L3)=V

  (323 PLF)(2英尺)+(473 PLF)(4.5英尺)+(350 PLF)(3.5英尺)=4,000磅(这是支票。)

  为了验证计算,必须满足最终的设计假设。外线处的切变线力之和必须等于压下力,每条内切变线之和必须等于零。必须确定角力阻力和角区单位剪来执行此验证。

  每个墩的角力阻力R是通过将每个墙墩的单位剪力乘以相应的墙墩长度来确定的:

  第七步。 R1=(V1)(L1)=(323 PLF)(2英尺)=646磅

  R2=(V)2)(L2)=(473兹罗提)(4.5英尺)=2 129磅

  R3=(V)3)(L3)=(350兹罗提)(3.5英尺)=1 225磅

  为了计算每个墙墩的角力单位剪力,必须确定角部区域的综合剪力,然后除以相应的墙墩长度:

  第八步。R1-F1=646磅-492磅=154磅

  R2-F2-F3=2,129磅-1,108磅-1,350磅=-329磅

  R3-F4=1,225磅-1,050磅=175磅

  第九步。vc1=(R1-F1)/L1=(154磅)/2英尺=77 PLF

  vc2=(R)2-F2-F3)/L2=(-329磅)/4.5英尺=-73兹罗提

  vc3=(R)3-F4)/L3=(175磅)/3.5英尺=50 PLF

  通过将每条剪切线上的力相加来进行设计检查,完成分析:

  第10步。第1行:(Va)1)(ha+HB)+(V1)(HO)=H?

  (77兹罗提)(2英尺+3英尺)+(323兹罗提)(5英尺)=2 000磅

  第2行:(Va)(ha+HB)-(VA1)(ha+HB)-(V1)(Ho)=0?

  (400 PLF)(2英尺+3英尺)-(77 PLF)(2英尺+3英尺)-(323 PLF)(5英尺)=0

  第3行:(Va)2)(ha+HB)+(V2)(Ho)-(Va)(ha+hb)=0?

  (-73 PLF)(2英尺+3英尺)+(473 PLF)(5英尺)-(400 PLF)(2英尺+3英尺)=0

  第4行=第3行

  第5行:(Va)(ha+HB)-(Va)3)(ha+HB)-(V3)(Ho)=0?

  (400兹罗提)(2英尺+3英尺)-(50兹罗提)(2英尺+3英尺)-(350兹罗提)(5英尺)=0

  第6行:(Va)3)(ha+HB)+(V3)(HO)=H?

  (50兹罗提)(2英尺+3英尺)+(350兹罗提)(5英尺)=2 000磅

  图3.FTAO偏转图

  使用四项挠度方程(图3;等式3),通过确定每个墩的正挠度和负挠度值的平均值来计算墙的总挠度(图4)假设最大按压能力为2,500磅,钉子滑动为0.125英寸,以及apa额定护套15⁄32英寸性能类别,8d钉在中心4英寸处:

  图4.设计实例说明。

  图5.墙力图。

  步骤11。Δ=平均(δ1+,δ2+,δ3+,δ1,δ2-,δ3-)=平均(1.393,0.692,0.508,0.708,0.692,0.963)(In)=0.826英寸

  APA通过创建FTAO电子表格(www.apawood.org/designerscircle-ftao)电子表格是基于测试的方法,外墙千赢国际娱乐并为工程师提供所需的按压力,张力带力,和墙护套能力。最后,该工具在步骤9中自动完成设计检查。电子表格还提供了3和4项挠度方程选项的剪力墙挠度计算.

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