목재용 전단벽 선택

Apr 18, 2023

벽 버팀대부터 FTAO까지 건물 벽을 보호하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 프로젝트에 가장 적합한 방법을 평가하는 방법을 알아보세요.

완전히 피복된 비주거용 건물은 전단벽의 강도와 탄력성을 보여줍니다.

전단벽은 측면 하중에 저항하도록 특별히 설계된 벽으로, 하중을 위쪽 벽에서 아래쪽 벽으로 전달하고 최종적으로는 기초를 통해 전달합니다. 측면 하중을 적절하게 관리하지 못하는 벽은 랙킹, 베이스 전단 및 전복을 경험할 수 있으므로 이는 건물의 구조 프레임에서 중요한 역할입니다.

목재 구조 패널에 의해 제공되는 것과 같은 버팀대가 없는 스터드 벽 자체는 강성이 거의 없습니다. 하중이 가해지면 스터드와 상하판 사이의 못 접합부가 경첩처럼 작용하여 쉽게 구부러집니다. 벽은 최소한의 노력으로 한쪽 끝을 밀어낼 수 있지만, 패널형 제품을 부착하면 패널의 힘에 저항하는 능력이 벽에 전달됩니다.

하중에 저항하는 패널의 능력은 패널의 물리적 특성에 따라 달라집니다. 각 패널이 더 두껍고 단단할수록 벽의 강도가 더 높아집니다. 패널을 프레임에 부착하는 데 사용되는 패스너도 벽의 측면 저항에 영향을 미칩니다. 패스너 간격이 좁고 패스너 크기가 클수록 벽 강도가 높아집니다. 외장은 힌지 연결을 견고하게 만들고 측면 하중을 패널을 통해 벽 바닥으로 전달합니다.

엔지니어는 패널 두께, 못 크기, 못 간격 및 기타 세부 사항을 결정하기 위해 벽이 전달하는 측면 하중을 계산합니다.

이를 모두 종합하면 전단벽 구성 요소는 다음과 같습니다.

전단벽은 3.5:1의 종횡비로 제한됩니다. 종횡비가 높을수록 일반적으로 용량에 맞게 밀어 넣을 때 벽 처짐이 더 높아집니다. 편향과 강성은 서로 밀접하게 연관되어 있으므로 이는 힘 분배에도 중요합니다.

상업용 구조물의 전단벽 설계의 첫 번째 단계는 저항해야 하는 하중을 결정하는 것부터 시작됩니다. 국제건축법(IBC) 16장은 건물의 구조 설계를 규정하며 설계자에게 추가 지침을 위해 ASCE 7을 참조합니다. 엔지니어가 목재 전단벽을 설계할 때 주요 참고 자료는 미국 목재 위원회(American Wood Council)가 국가 설계 사양과 함께 발표한 바람 및 지진에 대한 특별 설계 조항(SDPWS)입니다.

목재 구조 패널의 경우 SDPWS의 전단 값은 패스너 크기 및 간격, 패널 두께 및 등급, 프레임 재료의 비중의 함수입니다. SDPWS 표 4.3A는 목재 기반 패널을 사용하는 목재 프레임 전단벽에 대한 공칭 단위 전단 용량을 제공합니다.

책에는 전단벽을 설계하는 세 가지 방법, 즉 분할형, 천공형 또는 개구부 주변의 힘 전달(FTAO)이 있습니다.

세그먼트화이것은 전체 높이 세그먼트만 기여하는 전통적인 디자인 접근 방식입니다. 개구부 위와 아래의 패널은 무시됩니다. 벽의 총 높이는 순수 종횡비, 즉 높이 대 너비 비율을 결정하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 4' 패널이 있는 8' 벽의 종횡비는 2:1입니다. 전복력에 저항하기 위해 일반적으로 각 전단벽 세그먼트의 각 끝에 홀드다운이 필요합니다.

천공된 이 경험적 설계 방법은 개구부에 인접한 전체 높이 벽 세그먼트의 비율을 기반으로 합니다. 높이와 너비 비율은 다시 부두 너비에 대한 벽의 전체 높이에 따라 달라집니다. 그러나 분할된 전단벽과 달리 천공벽은 개구부 위와 아래의 피복 영역을 차지합니다.

전체 높이 교각의 바닥에 있는 강철 앵커는 들어올림과 전단 모두에 저항해야 하지만, 고정 장치는 전체 벽 길이의 각 끝 부분에만 필요합니다.

설계자는 벽의 형상을 기반으로 전단 용량 조정 계수를 결정해야 합니다. 즉, 전체 높이 덮개의 비율과 벽 면적 개구부의 비율입니다. 이 요소는 개구부의 충격을 설명하기 위한 전단벽 용량을 감소시키고 앵커리지 및 전복에 대한 힘을 증가시킵니다.