ENERAL DESIGN REQUIREMENTS
الزامات کلی طراحی
Design, construction and quality of wood members and their connections shall conform to the provisions of IBC Chapter 23.
طراحی، ساخت و کیفیت اعضای چوبی و اتصالات آنها باید مطابق با مفاد فصل ۲۳ کد بینالمللی ساختمان (IBC) باشد.
IBC refers to American Paper and Forest Association - Special Design Provisions for Wind and Seismic, AF&PA - SDPWS, when applicable.
IBC در صورت لزوم به مقررات طراحی ویژه برای باد و زلزله، منتشر شده توسط انجمن کاغذ و چوب آمریکا (AF&PA - SDPWS)، ارجاع میدهد.
Design shall be in accordance with one of the following three methods:
طراحی باید مطابق با یکی از سه روش زیر انجام شود:
Allowable Stress Design (ASD). IBC §2304, §2305, and §2306.
طراحی بر اساس تنش مجاز (ASD). طبق بخشهای §2304، §2305 و §2306 از IBC.
Load and Resistance Factor Design (LRFD). IBC §2304, §2305, and §2307.
طراحی بر اساس ضریب بار و مقاومت (LRFD). طبق بخشهای §2304، §2305 و §2307 از IBC.
Conventional Light-Frame Construction. IBC §2304 and §2308.
ساخت سبک چوبی متداول. طبق بخشهای §2304 و §2308 از IBC.
SEISMIC FORCE RESISTING SYSTEM
سیستم مقاومت در برابر نیروی زلزله
Figure 9.1 shows the seismic force resisting system for a one story structure.
شکل 9.1 سیستم مقاوم در برابر نیروی زلزله را برای یک سازه یکطبقه نشان میدهد.
To transfer the seismic forces to the ground, horizontal (diaphragm) and vertical (shear wall, braced frame) resisting elements must be used
برای انتقال نیروهای زلزله به زمین، باید از اعضای مقاوم افقی (دیافراگم) و عمودی (دیوار برشی، قاب مهاربندیشده) استفاده شود
to provide a continuous load path from the upper portion of the structure to the foundation.
تا یک مسیر بار پیوسته از قسمت بالایی سازه تا فونداسیون ایجاد شود
English:
Structures using wood diaphragms and wood shear walls to resist wind and seismic forces shall be designed and constructed in accordance with IBC §2305, §2306, §2307 and AF&PA SDPWS.
Farsi:
سازههایی که از دیافراگم چوبی و دیوار برشی چوبی برای مقاومت در برابر نیروهای باد و زلزله استفاده میکنند باید مطابق با IBC بندهای §2305، §2306، §2307 و AF&PA SDPWS طراحی و اجرا شوند.
English:
Design of wood diaphragms and wood shear walls requires consideration of aspect ratio, horizontal and vertical shear strength, and connection/fastener values.
In addition, IBC includes special requirements (more stringent) for seismic design categories D, E, and F.
Farsi:
طراحی دیافراگمها و دیوارهای برشی چوبی نیازمند در نظر گرفتن نسبت ابعاد، مقاومت برشی افقی و عمودی، و مقادیر اتصال/پیچ و مهرهها است.
همچنین، آییننامه IBC الزامات ویژهای (سختگیرانهتر) برای دستههای طراحی لرزهای D، E و F دارد.
English:
HORIZONTAL WOOD DIAPHRAGM
A wood diaphragm is a large and thin structural element that is loaded in its plane and functions as a horizontal deep beam that distributes its reaction to the supporting shear walls.
Farsi:
دیافراگم افقی چوبی
دیافراگم چوبی یک عضو سازهای بزرگ و نازک است که بار درون صفحه خود را تحمل میکند و مانند یک تیر عمیق افقی عمل میکند که واکنش خود را به دیوارهای برشی منتقل مینماید.
English:
It is assembled of sheathing, framing members (supporting the sheathing), and boundary or perimeter members (chords and collectors).
Main design considerations for a wood diaphragm are given to sheathing thickness, diaphragm nailing, chord and collector strength, and anchorage requirements.
Farsi:
این عضو از پوشش (sheathing)، اعضای قاببندی (که پوشش را نگه میدارند)، و اعضای مرزی یا پیرامونی (کوردها و کالکتورها) ساخته میشود.
ملاحظات اصلی طراحی دیافراگم چوبی شامل ضخامت پوشش، نحوه میخکاری دیافراگم، مقاومت کورد و کالکتور، و الزامات مهاربندی میباشد.
English:
Sheathing materials include plywood, oriented strand board (OSB), and composite panels. Collectively, they are referred to as Wood Structural Panel (WSP). Other sheathing materials include Plaster, Particleboard, Fiberboard and Lumber. However, the Wood Structural Panel (WSP) provides the greatest capacity compared to other sheathing materials.
Farsi:
مواد پوشش شامل تخته چندلایه، تخته رشتهای جهتدار (OSB)، و پانلهای مرکب هستند. به طور کلی به آنها "پنل سازهای چوبی" (WSP) گفته میشود. سایر مواد پوششی شامل گچ، تخته خردهچوب، تخته فیبری و چوب هستند. با این حال، WSP بیشترین ظرفیت را در مقایسه با سایر مواد پوششی دارد.
English:
Wood Structural Panel (WSP) diaphragms shall be assembled in accordance with AF&PA SDPWS (§4.2.8). The WSP shall be manufactured with sheathings that are not less than 4 ft x 8 ft. At boundaries and edges of the panel where changes occur, a minimum dimension of 2 ft may be used.
Farsi:
دیافراگمهای WSP باید طبق AF&PA SDPWS (بند §4.2.8) مونتاژ شوند. پنلهای WSP باید از پوششهایی با ابعاد حداقل ۴ فوت در ۸ فوت ساخته شوند. در لبهها و مرزهای پنل که تغییراتی وجود دارد، میتوان از حداقل اندازه ۲ فوت استفاده کرد.
English:
Sheathing panels (boards) may have all panel edges supported by and nailed to framing/blocking members (Blocked). When this arrangement is not possible (i.e., not all panel edges are supported and nailed to framing/blocking members), the panel arrangement is termed Unblocked. See Fig. 9.2.
Farsi:
پانلهای پوششی ممکن است دارای لبههایی باشند که توسط اعضای قاببندی یا مهاربندی پشتیبانی و میخکاری شدهاند (Blocked). وقتی این ترتیب ممکن نیست (یعنی همه لبههای پنل پشتیبانی نشده و میخکاری نشدهاند)، به آن آرایش Unblocked گفته میشود. به شکل 9.2 مراجعه کنید.
English:
Nail spacing for diaphragm boundaries and panel edges ranges from 2" to 6" maximum spacing On Center (OC). Nailing to intermediate support framing is known as “field” nailing. Spacing for field nailing is set at 12" O.C., where the spacing of supporting framing is less than 48", otherwise, the maximum spacing is set at 6".
Farsi:
فاصله میخکاری برای لبههای دیافراگم و پنل بین ۲ تا ۶ اینچ (OC - فاصله از مرکز تا مرکز) میباشد. میخکاری به اعضای پشتیبانی میانی به عنوان "field nailing" شناخته میشود. فاصله برای میخکاری میانی ۱۲ اینچ OC تعیین شده است، اگر فاصله اعضای پشتیبانی کمتر از ۴۸ اینچ باشد؛ در غیر این صورت حداکثر فاصله ۶ اینچ است.
ENGLISH
Nails shall be a minimum of 3/8" from the panel edges. The width of the nailed face of framing members and blocking shall be 2" nominal or greater. Additionally, the width of the nailed face of framing members and blocking shall be 3" nominal or greater and nails shall be staggered at the following adjoining panel edge locations:
➤ Where a nail spacing of 2 – 1/2" on center or less is used.
➤ Where 10 d common nails with a nail spacing of 3" on center is used.
فارسی
فاصله میخها از لبههای پانل باید حداقل ۳/۸ اینچ باشد. عرض سطحی از اعضای قاببندی و بلوکگذاری که میخ در آن زده میشود باید حداقل ۲ اینچ اسمی یا بیشتر باشد. همچنین، عرض سطح میخخورده باید حداقل ۳ اینچ اسمی باشد و میخها در لبههای مشترک پانلها در موارد زیر باید به صورت زیگزاگ نصب شوند:
➤ زمانی که فاصله میخگذاری ۲/۵ اینچ یا کمتر باشد.
➤ زمانی که از میخهای شماره ۱۰ معمولی با فاصله ۳ اینچ از هم استفاده شود.
ENGLISH
Unblocked: Only 2 sides of the panel are supported by framing members.
Blocked: All 4 sides of the panel are supported by framing/blocking members.
فارسی
بدون بلوکگذاری: فقط دو طرف پانل توسط اعضای قاببندی پشتیبانی میشوند.
با بلوکگذاری: هر چهار طرف پانل توسط اعضای قاب یا بلوکگذاری پشتیبانی میشوند.
ENGLISH
Figure 9.3 illustrates types of wood structural panel sheathing arrangement used to construct diaphragms. Six different cases (arrangements) are shown, depending on:
➤ the direction of seismic loading;
➤ the direction of continuous panel joint (versus the direction of the discontinuous (other) panel joint);
➤ the direction of the framing (purlins, joists) supporting the sheathing (versus the direction of the blocking).
فارسی
شکل 9.3 انواع چیدمان پانلهای چوبی برای ساخت دیافراگمها را نشان میدهد. شش نوع مختلف چیدمان بسته به موارد زیر نشان داده شدهاند:
➤ جهت نیروی زلزله؛
➤ جهت اتصال پیوسته پانل (در مقابل جهت اتصال ناپیوسته)؛
➤ جهت اعضای سازهای (پرلینها یا تیرچهها) که پانل را نگه میدارند (در مقابل جهت بلوکگذاری).
ENGLISH
Diaphragms with Single (straight or diagonal) and Double diagonally sheathed lumber are permitted to be used (SDPWS §4.2.8). For diagonal lumber, the boards are laid at an angle of 45 degrees to the supporting frames. In addition to the sheathed diaphragms above, Cross Laminated Timber (CLT) diaphragms are also used (SDPWS §4.5).
فارسی
دیافراگمهایی با پوشش چوبی تکلایه (مستقیم یا مورب) یا دو لایه مورب مجاز به استفاده هستند (بند 4.2.8 استاندارد SDPWS). در چوبکاری مورب، تختهها با زاویه ۴۵ درجه نسبت به قابهای پشتیبان قرار میگیرند. علاوه بر دیافراگمهای فوق، دیافراگمهای چوب لایهای متقاطع (CLT) نیز استفاده میشوند (بند 4.5 SDPWS)
Cases 1 and 3 – Continuous panel joint perpendicular to framing
Case 1 Load and Case 3 Load show the panel joints running perpendicular to the framing members, with blocking in place to support the panel edges.
حالات ۱ و ۳ – اتصال پیوسته پانل عمود بر اعضای قاببندی
در بارگذاری حالت ۱ و بارگذاری حالت ۳، اتصالات پانل به صورت عمود بر تیرهای قاببندی قرار دارند و برای حمایت از لبههای پانل، بلوکگذاری استفاده شده است.
Cases 2 and 4 – Continuous panel joint parallel to framing
Case 2 Load and Case 4 Load show the panel joints aligned parallel with the framing members. Blocking is placed perpendicular to framing to support the panel edges.
حالات ۲ و ۴ – اتصال پیوسته پانل موازی با اعضای قاببندی
در بارگذاری حالت ۲ و بارگذاری حالت ۴، اتصالات پانلها به صورت موازی با تیرهای قاببندی هستند و بلوکها برای حمایت از لبهها، عمود بر اعضای قاببندی قرار داده شدهاند.
Cases 5 and 6 – Continuous panel joint perpendicular and parallel to framing
Case 5 Load and Case 6 Load represent mixed conditions where some panel joints are perpendicular and some are parallel to the framing members, with blocking provided accordingly.
حالات ۵ و ۶ – اتصال پیوسته پانل بهصورت عمود و موازی با قاببندی
در بارگذاری حالت ۵ و بارگذاری حالت ۶، ترکیبی از اتصالات عمود و موازی بر اعضای قاببندی مشاهده میشود و بلوکگذاری مناسب برای پشتیبانی فراهم شده است.
English:
Aspect Ratio for WSP Horizontal Diaphragm
Size and shape of horizontal diaphragm shall be limited in accordance with AF&PA SDPWS Table 4.2.2. The maximum length to width ratio of a wood structural panel horizontal diaphragm and other sheathing materials are shown in Table 9.1.
فارسی:
نسبت طول به عرض برای دیافراگم افقی با پانل چوبی (WSP)
ابعاد و شکل دیافراگم افقی باید مطابق با جدول 4.2.2 استاندارد AF&PA SDPWS محدود شود. حداکثر نسبت طول به عرض برای دیافراگم افقی با پانل چوبی و سایر مواد پوششی در جدول 9.1 نشان داده شده است.
English:
Thickness of wood structural panel horizontal diaphragms shall be determined according to IBC Tables 2306.2(1) and 2306.2(2) (or SDPWS Tables 4.2A, 4.2B, and 4.2C) depending on sheathing grade, framing arrangement and magnitude of seismic loading.
فارسی:
ضخامت دیافراگم افقی پانل چوبی سازهای باید طبق جداول 2306.2(1) و 2306.2(2) آییننامه IBC (یا جداول 4.2A، 4.2B و 4.2C در SDPWS) بر اساس درجه پوشش، نحوه قاببندی و شدت بار لرزهای تعیین شود.
English:
Deflection of wood horizontal diaphragm shall be limited to the permissible deflection of the attached distributing and resisting elements such as walls (IBC §2305.2).
فارسی:
تغییر مکان دیافراگم افقی چوبی باید به میزان مجاز تغییر مکان اجزای متصل توزیعکننده و مقاوم مانند دیوارها محدود شود (بند 2305.2 آییننامه IBC).
English:
Allowable Shear Capacity for WSP Horizontal Diaphragm
The strength of the wood structural panel horizontal diaphragm depends on sheathing thickness, grade, and orientation; the width of the framing members; support of the panel edges; and the fasteners (nails/staples) number of lines, spacing, type and penetration.
فارسی:
ظرفیت برشی مجاز برای دیافراگم افقی WSP
مقاومت دیافراگم افقی پانل چوبی سازهای به ضخامت، درجه و جهتگیری پوشش؛ عرض اعضای قاب؛ پشتیبانی لبههای پانل؛ و مشخصات اتصالات (میخها/منگنهها) شامل تعداد خطوط، فاصلهگذاری، نوع و میزان نفوذ آنها بستگی دارد.
English:
IBC Tables 2306.2(1) and 2306.2(2) give the allowable design shear for horizontal Wood Structural Panel diaphragms with Douglas Fir Larch or Southern Pine framing for wind and seismic loading (lb/ft = plf), where the panels are fastened to framing members with staples.
فارسی:
جداول 2306.2(1) و 2306.2(2) آییننامه IBC مقدار برش طراحی مجاز را برای دیافراگمهای پانل چوبی افقی با قاببندی چوب داگلاسفیر یا کاج جنوبی برای بارگذاری باد و زلزله (پوند بر فوت خطی) مشخص میکنند، در حالتی که پانلها با منگنهها به اعضای قاب متصل شدهاند.
English:
SDPWS Tables 4.2A, 4.2B, and 4.2C give the nominal design shear for horizontal Wood Structural Panel diaphragms with Douglas Fir Larch or Southern Pine framing for wind and seismic loading (lb/ft = plf), where the panels are fastened to framing members with nails (common or galvanized box).
فارسی:
جداول 4.2A، 4.2B و 4.2C در SDPWS مقدار برش طراحی اسمی را برای دیافراگمهای پانل چوبی افقی با قاببندی داگلاسفیر یا کاج جنوبی برای بارگذاری باد و زلزله (پوند بر فوت خطی) ارائه میدهند، زمانی که پانلها با میخها (معمولی یا جعبهای گالوانیزه) به اعضای قاب متصل شدهاند.
English:
AF&PA SDPWS 4.1.4.1 determines the design shear capacity for seismic design of diaphragms as follows:
The nominal design shear values obtained from the SDPWS Tables shall be:
divided by a factor of 2.8 to determine the allowable shear capacity, used with Allowable Stress Design (ASD).
divided by a factor of 2.0 to determine the factored shear capacity, used with Load and Resistance Factor Design (LRFD).
فارسی:
طبق بند 4.1.4.1 از AF&PA SDPWS ظرفیت برشی طراحی برای طراحی لرزهای دیافراگمها به صورت زیر تعیین میشود:
مقادیر برش طراحی اسمی که از جداول SDPWS به دست میآیند باید:
بر عدد ۲.۸ تقسیم شوند تا ظرفیت برشی مجاز برای استفاده با روش طراحی تنش مجاز (ASD) به دست آید.
بر عدد ۲.۰ تقسیم شوند تا ظرفیت برشی طراحیشده (فکتور شده) برای استفاده با روش طراحی بر اساس ضریب بار و مقاومت (LRFD) محاسبه شود.
English:
AF&PA SDPWS 4.1.4.2 determines the design shear capacity for wind design of diaphragms as follows:
The nominal design shear values obtained from the SDPWS Tables shall be:
divided by a factor of 2.0 to determine the allowable shear capacity, used with Allowable Stress Design (ASD).
divided by a factor of 1.25 to determine the factored shear capacity, used with Load and Resistance Factor Design (LRFD).
فارسی:
طبق بند 4.1.4.2 از AF&PA SDPWS ظرفیت برشی طراحی برای طراحی در برابر باد به شرح زیر تعیین میشود:
مقادیر برش طراحی اسمی که از جداول SDPWS بهدست میآیند باید:
بر عدد ۲.۰ تقسیم شوند تا ظرفیت برشی مجاز برای استفاده با روش طراحی تنش مجاز (ASD) محاسبه شود.
بر عدد ۱.۲۵ تقسیم شوند تا ظرفیت برشی طراحیشده (فکتور شده) برای روش LRFD به دست آید.
English (Note):
When using more than one line/row of fasteners (i.e., 2 or 3 lines/rows) along the WSP edges to increase the diaphragm capacity, the diaphragm is designated as High Load Diaphragm.
For High load diaphragms, where the spacing of supporting framing is 32” or less, the maximum nail spacing along intermediate framing member (field nailing) is typically at 12” O.C, otherwise the maximum spacing is set at 6”.
فارسی (توضیح):
زمانی که از بیش از یک ردیف میخ یا منگنه (مثلاً ۲ یا ۳ ردیف) در امتداد لبههای پانل چوبی (WSP) استفاده شود تا ظرفیت دیافراگم افزایش یابد، آن دیافراگم به عنوان دیافراگم بار زیاد (High Load Diaphragm) شناخته میشود.
برای این دیافراگمها، زمانی که فاصله بین اعضای قاب پشتیبان ۳۲ اینچ یا کمتر باشد، حداکثر فاصله میخکاری در اعضای میانی قاب (میخکاری میدانی) معمولاً ۱۲ اینچ مرکز به مرکز (O.C) است، در غیر این صورت این فاصله حداکثر ۶ اینچ خواهد بود.
English (Formula Section):
Using the allowable stress design (ASD) of the IBC §2306 and ASCE 7 §2.4:
D + 0.7E + H + F
Where E = Eh + Ev, and H + F = 0.0
Since vertical dead load does not contribute to the unit horizontal diaphragm shear (i.e., D = 0):
Ev = 0.0
Thus:
E = Eh = ρQE = 1.0 × Vmax
فارسی (بخش فرمول):
با استفاده از روش طراحی تنش مجاز (ASD) طبق بند §2306 آییننامه IBC و بند §2.4 از ASCE 7:
D + 0.7E + H + F
که در آن E = Eh + Ev و H + F = 0.0
از آنجا که بار مرده عمودی در برش افقی واحد دیافراگم مؤثر نیست (D = 0):
Ev = 0.0
پس:
E = Eh = ρQE = 1.0 × Vmax
English:
Where ρ is considered 1.0 when calculating the seismic force affecting diaphragms, and Vmax is the maximum diaphragm shear force determined from simple beam analysis (as previously shown in Chapter 6).
فارسی:
در اینجا ρ (رو) برابر با 1.0 در نظر گرفته میشود هنگام محاسبه نیروی زلزلهای مؤثر بر دیافراگمها، و Vmax حداکثر نیروی برشی دیافراگم است که از تحلیل تیر ساده به دست میآید (همانطور که در فصل ۶ نشان داده شد).
English:
To determine the maximum unit horizontal diaphragm shear, vmax, for the given load direction:
vmax = 0.7 × Vmax / diaphragm depth = 0.7 × Vmax / d (plf)
فارسی:
برای تعیین حداکثر برش افقی واحد دیافراگم (vmax) در جهت بارگذاری داده شده:
vmax = 0.7 × Vmax / عمق دیافراگم = 0.7 × Vmax / d (پوند بر فوت خطی)
English:
Figure 9.4 shows the definition of the diaphragm span and depth according to the given load direction.
فارسی:
شکل 9.4 تعریف طول دهانه (span) و عمق (depth) دیافراگم را بر اساس جهت بارگذاری نشان میدهد.
English (Bullet):
Using IBC Tables 2306.2(1) and 2306.2(2) for staples or SDPWS Tables 4.2A, 4.2B, and 4.2C for nails, with the calculated vmax, for the given load direction and loading case (as shown in Fig. 9.3), the horizontal diaphragm panel grade, thickness, fastener (staple/nail) size and spacing can be determined.
فارسی (نکته):
با استفاده از جداول 2306.2(1) و 2306.2(2) آییننامه IBC برای منگنهها یا جداول 4.2A، 4.2B و 4.2C در SDPWS برای میخها، با vmax محاسبهشده، برای جهت و حالت بارگذاری مشخصشده (طبق شکل 9.3)، میتوان درجه، ضخامت، نوع اتصال (میخ/منگنه) و فاصلهگذاری در دیافراگم افقی را تعیین کرد.
English (Warning):
Please note that WSP diaphragms using staples as their fasteners are not permitted for California public schools and hospitals (DSA and OSHPD structures) CBC §2306.2.
فارسی (هشدار):
توجه داشته باشید که دیافراگمهای WSP که از منگنهها به عنوان اتصالدهنده استفاده میکنند، برای مدارس و بیمارستانهای عمومی کالیفرنیا (ساختمانهای DSA و OSHPD) مجاز نیستند (بند 2306.2 آییننامه CBC).
English (Figure Caption):
Fig. 9.4 Definition of Diaphragm Span and Depth for Longitudinal and Transverse Loading
فارسی (عنوان شکل):
شکل 9.4 تعریف طول و عمق دیافراگم برای بارگذاری طولی و عرضی
جدول نسبت طول به عرض دیافراگم افقی (مثل جدول 9.1):
منبع:
AF&PA SDPWS (Special Design Provisions for Wind and Seismic)
شماره جدول:
SDPWS Table 4.2.2 — این جدول نسبت مجاز طول به عرض برای انواع دیافراگمهای چوبی را ارائه میدهد.
جداول ضخامت و ظرفیت برشی دیافراگمها:
بسته به نوع اتصال (میخ یا منگنه):
برای میخها (nails):
SDPWS Table 4.2A, 4.2B, 4.2C — ظرفیت برشی اسمی دیافراگمها را برای چیدمان مختلف قاببندی و نوع میخ نشان میدهند.
برای منگنهها (staples):
IBC Table 2306.2(1) و 2306.2(2) — ظرفیت برشی مجاز دیافراگمها با منگنهها برای چوبهایی مثل Douglas Fir-Larch یا Southern Pine.
ASCE 7 بهطور مستقیم این جداول را ارائه نمیدهد. ASCE 7 صرفاً بارهای لرزهای و ترکیب بارها را مشخص میکند (مثلاً در بخشهای 12 و 2.4) و میگوید دیافراگم باید برای نیروی مشخصشده طراحی شود، اما برای تعیین ظرفیت مجاز دیافراگم ارجاع میدهد به:
AF&PA SDPWS
IBC Chapter 23 (Wood Design)
اگر بخواهی شماره دقیق صفحه یا پاراگراف را از نسخه 2015 یا 2021 SDPWS یا IBC بگویم، لطفاً بگو از کدام ویرایش استفاده میکنی.
4o
You said:
داگلاس و کاج جنوبی اینها چی بودند یعنی همه خانه ها از این دو نوع چوب ساخته میشه
ChatGPT said:
سؤال بسیار خوبی پرسیدی!
این دو نوع چوب از رایجترین چوبهای ساختمانی در آمریکای شمالی هستند و در طراحیهای مهندسی شده مثل دیافراگمها، برشگیرها، تیرها و ستونها استفاده میشن. حالا بررسی کنیم:
چوب نرم (softwood) ولی بسیار محکم
از درختان سوزنیبرگ در نواحی غربی آمریکا (واشنگتن، اورگان)
مقاومت بالا در برابر فشار و برش
برای اعضای سازهای سنگین، تیرها، ستونها و دیافراگمهای چوبی خیلی مناسب است
در جدولهای طراحی مثل SDPWS اغلب به همراه Larch (نوعی سرو کوهی) دیده میشود چون خواص مکانیکی مشابه دارند
گروهی از گونههای کاج که در جنوب شرقی آمریکا رشد میکنند
نسبت به داگلاسفیر، سنگینتر و سختتر
قابلیت نگهداری خوب در برابر میخ و پیچ
اغلب در ساخت خانههای معمولی و سبک، کفها، دیوارها و سقفها استفاده میشود
آیا همه خانهها با این دو ساخته میشن؟
نه دقیقاً. این دو فقط در طراحیهای مرجع و استاندارد مهندسی استفاده میشن چون:
خواص مکانیکیشون دقیقاً مشخصه
مقاومتشون در جدولهای طراحی هست
اگر مهندس میخواد از نوع دیگهای از چوب استفاده کنه، باید خواص مکانیکی اون رو دقیق بدونه یا تست کنه
در عمل، تو ساخت خانهها بسته به موقعیت جغرافیایی، قیمت چوب، یا موجودی بازار ممکنه چوبهای دیگهای هم استفاده بشه مثل:
Hem-Fir
Spruce-Pine-Fir (SPF)
Redwood یا Cedar برای کاربردهای خاص
اما مهندس سازه معمولاً طراحی رو بر مبنای Douglas Fir یا Southern Pine انجام میده چون اینها در استانداردها مشخص شدهاند.
Subdiaphragms
A subdiaphragm is a portion of a larger wood diaphragm designed to anchor and transfer the out-of-plane anchorage forces from the structural (concrete or masonry) walls to the primary (main) diaphragm.
Farsi:
سابدیافراگم بخشی از یک دیافراگم بزرگتر چوبی است که برای مهار و انتقال نیروهای مهاربندی خارج از صفحه از دیوارهای سازهای (بتنی یا بنایی) به دیافراگم اصلی طراحی شده است.
English:
When a diaphragm is supported by structural (concrete or masonry) walls in structures assigned to Seismic Design Category C, D, E, or F, ASCE 7 §12.11.2.2.1 requires the use of continuous ties between the diaphragm parallel chords, in order to distribute the anchorage forces that are perpendicular to the walls into the diaphragm. It is not possible, however, to have all the framing members from one chord to the other, to be continuous. A subdiaphragm (or a mini diaphragm) concept is used to reduce the number of continuous ties between the diaphragm chords. Thus, use of the subdiaphragm avoids the requirement for continuous ties at every purlin extending across the full span of the diaphragm, except at the subdiaphragm boundaries.
Farsi:
وقتی دیافراگم توسط دیوارهای سازهای (بتنی یا بنایی) در سازههایی با دستهبندی طراحی لرزهای C، D، E، یا F پشتیبانی میشود، ASCE 7 بند 12.11.2.2.1 نیاز به استفاده از بستهای پیوسته بین کرنرهای موازی دیافراگم دارد تا نیروهای مهاربندی عمود بر دیوارها در دیافراگم توزیع شوند. اما، امکانپذیر نیست که همه اعضای قاببندی از یک کرنر به کرنر دیگر پیوسته باشند. مفهوم سابدیافراگم (یا دیافراگم کوچک) برای کاهش تعداد بستهای پیوسته بین کرنرهای دیافراگم استفاده میشود. بنابراین استفاده از سابدیافراگم نیاز به بست پیوسته در هر پرلین را در طول کامل دیافراگم، بجز در مرزهای سابدیافراگم، حذف میکند.
English:
Figure 9.5 illustrates the concept and framing arrangement of a subdiaphragm. The subdiaphragm is placed next to each chord, and the continuous cross ties are concentrated at the subdiaphragm boundaries. A subdiaphragm shall have its own chords (also known as subchords) and continuous ties (also known as subpurlins or subcross ties). The subdiaphragm reaction will in turn be carried out by the main continuous cross ties.
Farsi:
شکل 9.5 مفهوم و آرایش قاببندی یک سابدیافراگم را نشان میدهد. سابدیافراگم در کنار هر کرنر قرار میگیرد و بستهای عرضی پیوسته در مرزهای سابدیافراگم متمرکز میشوند. سابدیافراگم باید کرنرهای مخصوص به خود داشته باشد (که به آنها زیرکرنر نیز گفته میشود) و بستهای پیوسته مخصوص به خود (که به آنها زیربست یا زیربست عرضی نیز گفته میشود). واکنشهای سابدیافراگم در نهایت توسط بستهای عرضی پیوسته اصلی منتقل میشوند.
English:
Subdiaphragm anchorage forces consider only the tributary weight of the wall being anchored and not the weight of the diaphragm. Per ASCE 7 §12.11.2.1, the minimum subdiaphragm design force:
Fp = 0.4 SDS ka Ie Wp
with a minimum value Fp ≥ 0.2 ka Ie Wp (ASCE 7 Eq. 12.11-1)
Farsi:
نیروهای مهاربندی سابدیافراگم فقط وزن سهمی دیوار مهاربندی شده را در نظر میگیرند، نه وزن دیافراگم. طبق ASCE 7 بند 12.11.2.1، حداقل نیروی طراحی سابدیافراگم برابر است با:
Fp = 0.4 SDS ka Ie Wp
با حداقل مقدار Fp ≥ 0.2 ka Ie Wp (معادله 12.11-1 ASCE 7)
English:
Where:
Fp = the design force in the individual anchor.
SDS = design spectral response acceleration for short period (0.2 sec).
Ie = the importance factor.
Wp = the weight of the wall tributary to the anchor (plf), that is:
w_wall(h_w1/2 + h_w2/2) for the anchor at the 2nd floor diaphragm, or
w_wall(h_w2/2 + h_parapet) for the anchor at the roof diaphragm with a parapet.
h_w1 and h_w2 are the height of the first story and second story wall and h_parapet is the height of the attached parapet.
Farsi:
که در آن:
Fp = نیروی طراحی در مهار تکی
SDS = شتاب طیفی طراحی برای دوره کوتاه (0.2 ثانیه)
Ie = ضریب اهمیت
Wp = وزن دیوار سهمی مربوط به مهار (پوند بر فوت)، به این صورت که:
w_wall(h_w1/2 + h_w2/2) برای مهار در دیافراگم طبقه دوم، یا
w_wall(h_w2/2 + h_parapet) برای مهار در دیافراگم سقف با جانپناه
h_w1 و h_w2 به ترتیب ارتفاع دیوار طبقه اول و دوم هستند و h_parapet ارتفاع جانپناه متصل شده است.
English:
ka = amplification factor for diaphragm flexibility for light frame Flexible Diaphragm
ka = 1.0 + Lf / 100
where Lf is the span, in feet, of the flexible diaphragm that supports the wall.
The span is measured between the vertical elements that provide the lateral support to the diaphragm in the direction considered.
See Fig. 7.3.
1.0 ≤ ka ≤ 2.0
Farsi:
ka = ضریب تقویت برای انعطافپذیری دیافراگم سبک قاب سبک
ka = 1.0 + Lf / 100
که در آن Lf طول دهانه (بر حسب فوت) دیافراگم انعطافپذیری است که از دیوار پشتیبانی میکند.
این طول بین عناصر عمودیای اندازهگیری میشود که پشتیبانی جانبی را در جهت مورد نظر برای دیافراگم فراهم میکنند.
نگاه کنید به شکل 7.3.
1.0 ≤ ka ≤ 2.0
English:
ASCE 7 places a limit of 2.5:1 on the subdiaphragm aspect ratio (length/width).
IBC Tables 2306.2(1) and (2) and SDPWS Tables 4.2A, 4.2B, and 4.2C are used to determine the subdiaphragm sheathing thickness, panel grade, fastener (nail/staple) size and spacing, similar to what was shown for the main diaphragm.
Typically, the subdiaphragm will require fasteners at a closer spacing than for the main diaphragm.
Farsi:
ASCE 7 نسبت طول به عرض سابدیافراگم را به 2.5 به 1 محدود میکند.
برای تعیین ضخامت پوشش سابدیافراگم، درجه پانل، اندازه و فاصله میخ یا منگنه، از جدولهای IBC 2306.2(1) و (2) و همچنین جدولهای SDPWS 4.2A، 4.2B و 4.2C استفاده میشود، مشابه آنچه برای دیافراگم اصلی نشان داده شده است.
معمولاً، برای سابدیافراگم نیاز به فواصل میخکاری نزدیکتری نسبت به دیافراگم اصلی وجود دارد.
Figure 9.5 Description in English (below images):
Use of Subdiaphragm to Resist Out-of-Plane Anchorage Forces from Structural Walls to the Primary Diaphragm
Farsi:
استفاده از سابدیافراگم برای مقابله با نیروهای مهاربندی خارج از صفحه از دیوارهای سازهای به دیافراگم اصل
English Term
Farsi Translation
Structural wall
دیوار سازهای
Subdiaphragm
سابدیافراگم
Main diaphragm
دیافراگم اصلی
Subdiaphragm chord
کرنر سابدیافراگم (زیرکرنر)
Subdiaphragm collector
کلکتور سابدیافراگم
Cross tie
بست عرضی
Subcross tie (subpurlin)
زیربست عرضی (سابپرلین)
Main cross tie
بست عرضی اصلی
Roof sheathing
پوشش سقف
Joist
تیر فرعی
Nail or staple
میخ یا منگنه
Anchor
مهار (Anchor)
Vertical Wood Shear Walls
دیوارهای برشی چوبی قائم
Vertical shear walls support the horizontal diaphragm and transfer the wind and seismic lateral forces down to the foundation. However, shear wall deflection should not exceed the more restrictive of the permissible deflection of the attached distributing or resisting elements or the allowable drift limits of ASCE 7 §12.12.
دیوارهای برشی قائم، دیافراگم افقی را پشتیبانی کرده و نیروهای جانبی ناشی از باد و زلزله را به فونداسیون منتقل میکنند. با این حال، تغییر مکان دیوار برشی نباید از مقدار مجاز تعیین شده برای اجزای متصل یا محدودیت تغییر مکان مجاز مطابق با ASCE 7 بخش 12.12 تجاوز کند.
Shear walls are assembled of sheathing, framing members (studs and blocking), boundary elements (chords, collectors, and sill plates) and anchorage devices. See Fig. 9.6.
دیوارهای برشی از روکشها، اعضای قاببندی (استادها و بلوکها)، اجزای مرزی (کوردها، جمعکنندهها و صفحه کف) و وسایل مهارکننده تشکیل شدهاند. به شکل 9.6 مراجعه کنید.
Sheathing materials include Wood Structural Panels (e.g. plywood, OSB, composite panels); Fiberboard; Particleboard; Gypsum; Plaster; and Lumber.
مواد روکش شامل پنلهای ساختاری چوبی (مانند تخته چندلایه، OSB، پنلهای کامپوزیتی)، فایبر برد، تخته خرده چوب، گچ، گچبری و چوب هستند.
Shear wall sheathings other than Wood Structural Panel (WSP) are not permitted in SDC = E or F. In addition, Fiberboard and Particleboard shear walls are not permitted in SDC = D (SDPWS §4.3.7.1, §4.3.7.3, and §4.3.7.4).
روکشهای دیوار برشی غیر از پنلهای ساختاری چوبی (WSP) در مناطق زلزلهخیز سطح E یا F مجاز نیستند. همچنین، استفاده از دیوارهای برشی با فایبر برد و تخته خرده چوب در سطح D نیز مجاز نیست (SDPWS بخش 4.3.7.1، 4.3.7.3 و 4.3.7.4).
Main design considerations for a wood shear wall are given to sheathing thickness, shear wall nailing, chord and collector strength, anchorage requirements and deflection.
ملاحظات اصلی طراحی برای دیوار برشی چوبی شامل ضخامت روکش، نحوه میخکوبی دیوار برشی، مقاومت کورد و جمعکننده، الزامات مهار و میزان تغییر مکان میباشد.
Construction Requirements
الزامات ساخت
Wood Structural Panels shear walls (IBC §2306.3) shall be constructed in accordance with AF&PA SDPWS (§4.3.6, §4.3.7). The WSP shall be manufactured with sheathings that are not less than 4 ft × 8 ft. At boundaries and edges of the panel where changes occur, a minimum dimension of 2 ft may be used.
دیوارهای برشی با پنل ساختاری چوبی باید مطابق با IBC بخش 2306.3 و الزامات AF&PA SDPWS بخشهای 4.3.6 و 4.3.7 ساخته شوند. ابعاد روکشها نباید کمتر از ۴ فوت در ۸ فوت باشد. در لبهها یا محل تغییر پنل، حداقل اندازه ۲ فوت قابل قبول است.
Sheathing panels shall have all panel edges supported by and nailed to framing members (Blocked). Unblocked framing arrangement is permitted provided that shear wall height does not exceed 16 ft, and that requirements of AF&PA SDPWS §4.3.5.3 are satisfied.
تمام لبههای پنل باید توسط اعضای قاببندی پشتیبانی و میخکوبی شوند (بلوکه شده). استفاده از قاببندی غیر بلوکه مجاز است به شرطی که ارتفاع دیوار برشی از ۱۶ فوت بیشتر نباشد و الزامات بخش 4.3.5.3 AF&PA SDPWS رعایت شود.
Nail spacing for boundaries and panel edges ranges from 2" to 6" maximum spacing On Center (OC). Maximum spacing of studs is 24 inches. Nailing to intermediate support framing (field nailing) is set at 12" typical when stud spacing is less than 24" or panel thickness is greater than 7/16 inch, otherwise, the maximum spacing for field nailing is set at 6". Nails shall be a minimum of 3/8" from the panel edges.
فاصله میخها در لبهها و مرزهای پنلها بین ۲ تا ۶ اینچ مرکزی (OC) است. حداکثر فاصله بین استادها ۲۴ اینچ است. میخکوبی در میانه پنل (field nailing) معمولاً ۱۲ اینچ است، زمانی که فاصله استادها کمتر از ۲۴ اینچ یا ضخامت پنل بیشتر از 7/16 اینچ باشد؛ در غیر این صورت حداکثر فاصله ۶ اینچ در نظر گرفته میشود. فاصله میخها از لبه پنل نباید کمتر از 3/8 اینچ باشد.
Thickness for Wood Structural Panel shear walls shall not be less than values specified in IBC Table 2306.3(1), or SDPWS Tables 4.3A and 4.3B for corresponding framing spacing and sheathing grade.
ضخامت پنلهای ساختاری چوبی برای دیوارهای برشی نباید از مقادیر مشخص شده در جدول 2306.3(1) IBC یا جدولهای 4.3A و 4.3B SDPWS کمتر باشد (مطابق با فاصله قاببندی و نوع روکش).
Shear Wall Aspect Ratio
نسبت ابعادی دیوار برشی
A shear wall aspect ratio is defined as the height to width ratio of the individual shear wall. Size and shape of a shear wall shall be limited according to values specified in AF&PA SDPWS Table 4.3.3, and is summarized in Table 9.2.
نسبت ابعادی دیوار برشی به نسبت ارتفاع به عرض آن تعریف میشود. اندازه و شکل دیوار برشی باید مطابق با مقادیر مشخص شده در جدول 4.3.3 AF&PA SDPWS محدود شود که در جدول 9.2 خلاصه شده است.
Shear wall height, h, is defined as the maximum clear height from the top of foundation or diaphragm to the bottom of the diaphragm framing above.
ارتفاع دیوار برشی، h، به فاصله قائم از بالای فونداسیون یا دیافراگم تا زیر دیافراگم فوقانی تعریف میشود.
Shear wall width, bw, is defined as the sheathed dimension of the shear wall in the direction of the force application.
عرض دیوار برشی، bw، به بعد روکششده دیوار برشی در راستای اعمال نیرو اطلاق میشود.
IBC Table 2306.3(1) gives the allowable design shear for Wood Structural Panel Shear Wall... using staples.
جدول IBC 2306.3(1) مقدار مجاز برش طراحی برای دیوار برشی پانل چوبی را ارائه میدهد... در حالتی که از منگنه استفاده شود.
SDPWS Tables 4.3A, and 4.3B give the nominal design shear... using nails (common or galvanized box)
جدولهای SDPWS 4.3A و 4.3B مقدار اسمی برش طراحی را ارائه میدهند... وقتی از میخها (معمولی یا گالوانیزهشده) استفاده شده باشد.
AF&PA SDPWS 4.1.4.1 determines the design shear capacity for seismic design
بند 4.1.4.1 از SDPWS AF&PA ظرفیت برش طراحی برای طراحی زلزلهای را مشخص میکند.
divided by a factor of 2.8 to determine the allowable shear capacity
تقسیم بر ضریب ۲.۸ برای محاسبه ظرفیت برش مجاز
divided by a factor of 2.0 to determine the factored shear capacity used with Load and Resistance Factor Design, LRFD
تقسیم بر ضریب ۲.۰ برای محاسبه ظرفیت برش ضریبدار در طراحی LRFD (بار و مقاومت)
AF&PA SDPWS 4.1.4.2 determines the design shear capacity for wind design
بند 4.1.4.2 از SDPWS AF&PA ظرفیت برش طراحی برای باد را تعیین میکند.
The nominal design shear values obtained from the SDPWS Tables shall be:
مقادیر برش طراحی اسمی از جداول SDPWS باید به صورت زیر استفاده شوند:
divided by a factor of 2.0 to determine the allowable shear capacity...
تقسیم بر ضریب ۲.۰ برای محاسبه ظرفیت برش مجاز...
divided by a factor of 1.25 to determine the factored shear capacity used with LRFD
تقسیم بر ضریب ۱.۲۵ برای محاسبه ظرفیت برش ضریبدار در LRFD
Sheathing on one side only
پوشش (پانل) فقط در یک طرف دیوار
Aspect ratio of 2 : 1
نسبت ارتفاع به عرض برابر با ۲ به ۱
All panel edges blocked
تمام لبههای پانلها مهاربندی شده باشد
A minimum of 2 in. framing members
استفاده از اعضای سازهای حداقل ۲ اینچی
applied to both faces
در دو طرف دیوار اجرا شده باشد
twice the value permitted for one side
دو برابر مقدار مجاز برای یک طرف
When the shear capacities are not equal... (SDPWS §4.3.5.4.2):
وقتی ظرفیت برشی در دو طرف برابر نباشد... (بند 4.3.5.4.2 SDPWS):
shear capacity is determined... aspect ratio greater than 2:1... in a resisting wall line
وقتی ظرفیت برشی برای دیواری با نسبت بیشتر از ۲ به ۱ در یک خط مقاوم محاسبه میشود
reduced by the: Stiffness reduction factor = (2bw/h)
کاهش طبق فرمول ضریب سختی: Stiffness = (2 × bw / h)
For Unblocked Shear walls... Cub adjustment factor
برای دیوارهای بدون مهاربندی... ضرب در ضریب اصلاحی Cub
For Seismic Design Category D, E or F... allowable design unit shear exceeds 350 plf
برای گروه طراحی لرزهای D، E یا F... اگر برش طراحی مجاز بیشتر از ۳۵۰ پوند بر فوت باشد
All framing members at abutting panel joints... double 2× nominal members
تمام اعضای سازهای در محل اتصال پنلها... حداقل دوبل 2× باشند
Nailing of panel joint and sill plate shall be staggered
میخکوبی در محل اتصال پنل و صفحه کف باید به صورت زیگزاگ باشد
Sill plate size and anchorage requirements... comply with AF&PA SDPWS §4.3.6.1 and §4.3.6.4.3
ابعاد صفحه کف و الزامات مهاربندی باید مطابق با بندهای 4.3.6.1 و 4.3.6.4.3 از SDPWS باشند
D + 0.7E + H + F
D + 0.7E + H + F
H = F = 0.0
H = F = صفر
E = Eh = ρ.Qe = ρ.Vw
E = Eh = ρ.Qe = ρ.Vw
Vw is the portion of the story shear... ρ is the redundancy factor
Vw بخش دیواری نیروی طبقه است... و ρ ضریب افزونگی (1 یا 1.3)
Use vtop for collector (drag) design calculation (considering ρ = 1.0).
از vtop برای محاسبه طراحی عضو جمعکننده (کلکتور یا drag) استفاده کنید، در حالتی که ضریب افزونگی ρ برابر با 1.0 فرض شود.
Use vbot for anchorage design calculation to the lower level wall or foundation (i.e., sill plate anchor bolt design to foundation).
از vbot برای طراحی مهاربندی به دیوار طبقه پایین یا فونداسیون استفاده شود (مانند طراحی پیچ مهاری صفحه کف به فونداسیون).
Use vbot for specifying panel grade, thickness, nail size and spacing using either IBC Table 2306.3(1) for staples, or SDPWS Tables 4.3A and 4.3B for nails (common or galvanized box).
از vbot برای تعیین نوع پانل، ضخامت، اندازه میخ و فاصلهگذاری آن استفاده کنید، با مراجعه به جدول 2306.3(1) IBC برای منگنه یا جداول 4.3A و 4.3B SDPWS برای میخهای معمولی یا گالوانیزه.
If weight of the wall, Ww, is negligible, vbot equals vtop.
اگر وزن دیوار (Ww) قابل صرفنظر باشد، مقدار vbot برابر با vtop در نظر گرفته میشود.
Shear Wall Overturning
English
Lateral force (wind or seismic) can cause uplift (overturning) at one end of the shear wall if the dead load is not adequate to prevent the uplift. Because of the light weight of timber framed construction, it is often necessary to provide an anchorage device to hold down the shear wall (hold-down device).
فارسی
نیروی جانبی (باد یا زلزله) میتواند باعث بلند شدن (واژگونی) در یک انتهای دیوار برشی شود اگر بار مرده برای جلوگیری از بلند شدن کافی نباشد. به دلیل وزن کم سازه چوبی، اغلب لازم است برای نگه داشتن دیوار برشی، تجهیز مهاری (دستگاه نگهدارنده) نصب شود.
Overturning Moment (OTM)
English
Forces acting on the wall that may cause overturning (Horizontal forces): see Fig. 9.7.
• Lateral seismic force at top of wall, Vₙw.
• Inertial force due to weight of the wall, Cₛ Wₙw.
فارسی
نیروهای وارد بر دیوار که ممکن است باعث واژگونی شوند (نیروهای افقی): به شکل 9.7 مراجعه کنید.
• نیروی جانبی زلزله در بالای دیوار، Vₙw.
• نیروی اینرسی ناشی از وزن دیوار، Cₛ Wₙw.
Resisting Moment (RM)
English
Forces acting on the wall that resist overturning (Vertical forces): see Fig. 9.7.
• Dead load weight of the wall, Wₙw.
• Tributary dead load from the roof or floor, Wᴰᴸ bₙw.
فارسی
نیروهای وارد بر دیوار که در برابر واژگونی مقاومت میکنند (نیروهای عمودی): به شکل 9.7 مراجعه کنید.
• وزن بار مرده دیوار، Wₙw.
• بار مرده سهمی از سقف یا کف، Wᴰᴸ bₙw.
Note
English
Note that the vertical seismic force due to dead load will reduce the effect of the resisting moments.
فارسی
توجه کنید که نیروی عمودی زلزله ناشی از بار مرده، اثر گشتاورهای مقاومتی را کاهش میدهد.
Factor of Safety (FOS)
English
The factor of safety (FOS) against overturning is the resisting moment (RM) divided by the overturning moment (OTM). FOS less than 1.0 indicates tension force exists and the installation of hold-down devices at the two ends of the shear wall is required.
فارسی
ضریب اطمینان (FOS) در برابر واژگونی برابر است با گشتاور مقاومتی (RM) تقسیم بر گشتاور واژگونی (OTM). ضریب کمتر از 1.0 نشاندهنده وجود نیروهای کششی است و نصب دستگاههای نگهدارنده (hold-down) در دو انتهای دیوار برشی ضروری است.
Design of Hold-Down
English
To design the anchorage device of the shear wall, the maximum uplift force at one end of the wall must be determined. Using the Allowable Stress Design (ASD) load combination (IBC §1605.3), and since the earthquake uplift force (tension force) is opposing the gravity dead load, the minimum effect load combination is used.
فارسی
برای طراحی تجهیز مهاری دیوار برشی، باید بیشینه نیروی بلندکننده در یک انتهای دیوار تعیین شود. با استفاده از ترکیب بار طراحی با تنش مجاز (ASD) (IBC §1605.3) و با توجه به اینکه نیروی بلندکننده زلزله (نیروی کششی) با بار مرده گرانشی مقابله میکند، از ترکیب بار با حداقل اثر استفاده میشود.
0.6 D + 0.7 E + H + 0.6 F
English
Where: D is dead load weight of the wall, and tributary dead load from roof or floor, and H = F = 0.0.
E = –Eₕ – Eᵥ for minimum effect
Eₕ = ρ·Qₑ
Eᵥ = 0.2 Sₙds D
فارسی
جایی که: D وزن بار مرده دیوار و بار مرده سهمی از سقف یا کف است و H = F = 0.0.
E = –Eₕ – Eᵥ برای حداقل اثر
Eₕ = ρ·Qₑ
Eᵥ = 0.2 Sₙds D
Thus:
English
(0.6 – 0.7·0.2 Sₙds) D + 0.7 ρ·Qₑ with opposite signs for D and Qₑ, and ρ = 1.0 or 1.3 (Chapter 5).
فارسی
بنابراین:
(0.6 – 0.7·0.2 Sₙds) D + 0.7 ρ·Qₑ با علائم مخالف برای D و Qₑ، و ρ = 1.0 یا 1.3 (فصل 5).
Referring to Fig. 9.7, and taking the moment about Point O:
English
Overturning Moment (OTM)
= 0.7 Eₕ
= 0.7 ρ·Qₑ
= 0.7 [ρ (Vₙw·h + Cₛ·Wₙw·h/2)]
Resisting Moment (RM)
= (0.6 – 0.14 Sₙds) [(Wₙw·bₙw/2) + (Wᴰᴸ·bₙw²/2)]
Where, Vₙw = lbs, Wₙw = lbs, Wᴰᴸ = plf, and bₙw = ft.
فارسی
با ارجاع به شکل 9.7 و محاسبه گشتاور حول نقطه O:
گشتاور واژگونی (OTM)
= 0.7 Eₕ
= 0.7 ρ·Qₑ
= 0.7 [ρ (Vₙw·h + Cₛ·Wₙw·h/2)]
گشتاور مقاومتی (RM)
= (0.6 – 0.14 Sₙds) [(Wₙw·bₙw/2) + (Wᴰᴸ·bₙw²/2)]
که در آن، Vₙw بر حسب پوند، Wₙw بر حسب پوند، Wᴰᴸ بر حسب پوند بر فوت طولی، و bₙw بر حسب فوت است.
When Overturning Moment exceeds the Resisting Moment, tension exists and a hold-down device is required:
English
Hold Down Tension Force = (OTM – RM) / bₙw
If the wall dead load and tributary load from the roof or floor are neglected, the above equation is simplified to:
Hold Down Tension Force = 0.7 ρ (Vₙw·h) / bₙw
فارسی
هرگاه گشتاور واژگونی از گشتاور مقاومتی بیشتر شود، نیروی کششی ایجاد شده و نصب دستگاه مهاری لازم است:
نیروی کشش نگهدارنده = (OTM – RM) / bₙw
اگر بار مرده دیوار و بار سهمی سقف یا کف نادیده گرفته شوند، معادله به صورت زیر ساده میشود:
نیروی کشش نگهدارنده = 0.7 ρ (Vₙw·h) / bₙw
Figure 9.8 (a)
English
Figure 9.8 (a) shows a proprietary hold-down system connecting the shear wall end post to the concrete or masonry foundation through the sill plate. In addition, sill plates at the bottom of shear walls are connected to the foundation with Sill Bolts. Minimum sill bolt requirements are illustrated on Fig. 9.8 (b) (IBC §2308.3) and presented herein:
فارسی
شکل 9.8 (a) یک سیستم مهاری اختصاصی را نشان میدهد که ستون انتهای دیوار برشی را از طریق تیرک زیرین به پی بتنی یا بنایی متصل میکند. علاوه بر این، تیرکهای زیرین در پایین دیوارهای برشی با پیچهای سورل (Sill Bolt) به پی متصل میشوند. حداقل الزامات پیچهای سورل در شکل 9.8 (b) (IBC §2308.3) نشان داده شده و در ادامه آورده شده است:
Minimum Sill Bolt Requirements
• 4″ minimum and 12″ maximum end distance at each end of sill plate. Min. 2 bolts.
• 6′-0″ maximum spacing on center, reduced to 4′ maximum spacing for structures having more than 2 stories above grade plane (IBC §2308.3.1).
• 7″ minimum embedment into concrete or masonry foundation.
• Minimum ½″ diameter sill bolts for SDC: A, B, C and D, and a minimum of 5⁄8″ diameter sill bolts for SDC: E (IBC §2308.3.1.1, §2308.3.1.2).
• Sill bolt nut with standard washers for SDC: A, B and C, and sill bolt with 3″ × 3″ × 0.229″ plate washer for SDC: D and E (IBC §2308.3.1.1, §2308.3.1.2).
الزامات حداقل پیچ سورل
• فاصله انتهایی ۴″ حداقل و ۱۲″ حداکثر در هر انتهای تیرک زیرین. حداقل دو پیچ.
• فاصله مرکزی حداکثر ۶′-0″، کاهشیافته به ۴′ برای سازههایی با بیش از دو طبقه بالاتر از تراز زمین (IBC §2308.3.1).
• عمق فرو رفتگی حداقل ۷″ در پی بتنی یا بنایی.
• پیچهای سورل با قطر حداقل ½″ برای منطقه لرزهخیزی A, B, C و D، و قطر حداقل 5⁄8″ برای منطقه E (IBC §2308.3.1.1، §2308.3.1.2).
• مهره پیچ سورل با واشر استاندارد برای منطقه A, B و C، و پیچ سورل همراه با واشر صفحهای 3″ × 3″ × 0.229″ برای منطقه D و E (IBC §2308.3.1.1، §2308.3.1.2).
2/2
4o
Shear Wall with Openings
A continuous shear wall along an entire line is seldom found. Openings for windows, doors, or other purposes break up the wall. According to SDPWS §4.3.2, three methods are allowed for shear walls with openings:
Segmented shear wall method (individual full-height wall segment)
Enclosed opening method
Perforated shear wall method
دیوار برشی با بازشوها
یافتن دیوار برشی پیوسته در طول یک خط کامل، به ندرت ممکن است. معمولاً پنجرهها، درها یا سایر بازشوها باعث قطع شدن دیوار میشوند. طبق آییننامه SDPWS بخش ۴.۳.۲، سه روش برای طراحی دیوارهای برشی دارای بازشو مجاز است:
روش دیوار برشی بخشبندی شده (هر قطعه دیوار کامل به صورت جداگانه)
روش بازشو محصور
روش دیوار برشی مشبک (Perforated)
Segmented Shear Wall Method (SDPWS §4.3.2.1)
The segmented shear wall method is the traditional method of designing shear walls with openings.
Each full-height segment of the wall is considered a separate shear wall.
Hold-downs are necessary at the ends of each segment to provide resistance against overturning.
Sheathing above and below the opening is not considered to contribute to the overall shear capacity.
The total capacity of the wall is calculated as the sum of the capacities of the individual full-height segments.
روش دیوار برشی بخشبندیشده (SDPWS بخش ۴.۳.۲.۱)
این روش، روش سنتی طراحی دیوار برشی با بازشو است.
هر قطعه از دیوار که به صورت کامل تا ارتفاع طبقه باشد، به عنوان یک دیوار برشی مستقل در نظر گرفته میشود.
استفاده از قطعه مهار (Hold-down) در دو انتهای هر قطعه برای مقاومت در برابر واژگونی ضروری است.
پوشش (Sheathing) بالای بازشو و زیر آن، در ظرفیت برشی دیوار منظور نمیشود.
ظرفیت کلی دیوار برابر است با جمع ظرفیتهای تکتک قطعات کامل دیوار.
(a) Anchor Bolt & Proprietary Hold Down Requirements
(b) Sill Bolt Detailing
This figure shows structural details for:
Maximum and minimum dimensions for anchor bolt placement (e.g., 7" min from edge to anchor bolt).
Hold-downs anchored into concrete with proper edge distances.
Sheathing, sill plates, studs, and fasteners layout.
The 12" max and 6" max spacing of fasteners.
(الف) الزامات پیچ مهاری و قطعه مهار ثبتشده
(ب) جزئیات نصب پیچ صفحه کف (Sill Bolt)
این شکل، جزئیات سازهای زیر را نمایش میدهد:
حداقل و حداکثر فاصله پیچهای مهاری از لبه بتن (مثلاً ۷ اینچ حداقل فاصله).
نحوه مهار قطعات Hold-down در فونداسیون بتنی با رعایت فاصله مناسب از لبه.
محل قرارگیری روکوبها، صفحههای کف، تیرهای عمودی و پیچها.
فاصله حداکثر ۱۲ اینچ و ۶ اینچ برای میخکاری در روکش دیوار.
English:
This method considers the entire wall (including the opening) instead of analyzing each segment independently. The sheathing above and below the opening acts like a coupling beam, transferring shear across the opening.
A rational analysis of shear wall and boundary members is required.
Special detailing is needed around the openings and their boundary members.
Usually involves tighter nailing, additional blocking, and strapping.
Note: Pier aspect ratio limits must follow SDPWS §4.3.3.3 and Figure 4F.
Farsi:
در این روش کل دیوار (از جمله بازشو) به صورت یک واحد تحلیل میشود، نه هر قطعه به طور جداگانه. پوشش بالای و پایین بازشو مانند تیر رابط عمل کرده و نیروی برشی را منتقل میکند.
تحلیل منطقی دیوار برشی و اعضای مرزی لازم است.
جزییات خاصی اطراف بازشو و اعضای مرزی آن باید رعایت شود.
معمولاً شامل افزایش تعداد میخ، بلاکینگ اضافی و تسمهکشی است.
یادداشت: نسبت طول به عرض پییر باید طبق SDPWS §4.3.3.3 و شکل 4F محدود شود.
English:
This semi-empirical method uses wall test results. No need to explicitly calculate forces around openings. Instead, shear strength is reduced based on how much of the wall is solid vs. opened.
SDPWS §4.3.2.3 limitations:
Shear wall segments must exist at each end.
Nominal shear capacity must not exceed 2435 plf.
Offset walls are treated as separate shear walls.
Collector/drag struts are required along the wall length.
Uniform top and bottom height required.
Max height = 20 ft.
Farsi:
در این روش نیمهتجربی که بر پایه تستهای واقعی دیوار است، نیاز به محاسبه نیروهای اطراف بازشو نیست. ظرفیت برشی بر اساس میزان سطح باز نشده نسبت به کل دیوار تنظیم میشود.
محدودیتهای §4.3.2.3 SDPWS:
در دو انتهای دیوار باید قطعه دیوار برشی وجود داشته باشد.
ظرفیت اسمی برش از 2435 plf بیشتر نباشد.
اگر دیوار به صورت پلکانی باشد، دو دیوار جدا حساب میشوند.
در کل طول دیوار باید کلکتور یا دراگ برای انتقال نیرو وجود داشته باشد.
تراز بالا و پایین دیوار باید یکنواخت باشد.
حداکثر ارتفاع = 20 فوت.
Method
Description
Segmented Shear Wall
Each full segment on sides of opening is designed independently.
Force Transfer Around
Uses straps, blocking, and detailing to transfer shear across opening.
Perforated Shear Wall
Uses full wall as unit, adjusts capacity based on opening percentage.
Farsi Table:
روش
توضیح
دیوار برشی قطعهای
هر قطعه جداگانه در دو طرف بازشو طراحی میشود.
انتقال نیرو اطراف بازشو
از تسمه، بلاک و جزییات برای انتقال نیرو از دو طرف بازشو استفاده میشود.
دیوار برشی سوراخدار
کل دیوار به عنوان واحد بررسی میشود و ظرفیت آن کاهش مییابد.
(A) The roof diaphragm shear (in-plane shear) is transferred to the end blocking via boundary diaphragm nailing.
Ref: IBC Table 2306.2(1) or (2), SDPWS Tables 4.2A, 4.2B, 4.2C
(B) From the end blocking, shear is transferred to the double top plate of the second-story wall via framing anchors or wood blocking.
Ref: NDS Table 12N for nailing of wood blocking.
(C) Shear force moves from the double top plate to shear wall sheathing using edge nailing.
Ref: IBC Table 2306.3(1), SDPWS Tables 4.3A, 4.3B
(D) At the bottom of the second-story shear wall, total shear from wall weight and diaphragm transfers to bottom plate, then to second floor end blocking.
Connection via nailing
(E, F) Second-floor diaphragm shear transfers in-plane force to end blocking by boundary diaphragm nailing.
(G, H, I) Shear force continues to first-floor sill plate:
(G) Framing anchors
(H) Double top plate to shear wall edge nailing
(I) To sill plate
Anchor bolts then transfer the sill plate force to concrete foundation.
To resist uplift, use straps to tie upper and lower posts.
See Fig. 9.10, straps can be nailed or bolted.
Use hold downs at shear wall ends to resist uplift and anchor to the foundation.
۱. (A) برش دیافراگم سقف (برش درون صفحهای) از طریق میخکوبی لبه دیافراگم به بلوکه انتهایی منتقل میشود.
ارجاع: جدول IBC 2306.2(1) یا (2)، جداول SDPWS 4.2A، 4.2B، 4.2C
۲. (B) برش از بلوکه انتهایی به صفحه دوبل فوقانی دیوار طبقه دوم از طریق اتصالات فلزی (Framing Anchor) یا بلوکبندی چوبی افقی منتقل میشود.
میخکوبی طبق جدول NDS 12N
۳. (C) نیرو از صفحه دوبل بالا به پوشش دیوار برشی از طریق میخکوبی لبهای منتقل میشود.
ارجاع: جدول IBC 2306.3(1)، جداول SDPWS 4.3A، 4.3B
۴. (D) کل نیروی برشی در پایین دیوار برشی طبقه دوم (ناشی از وزن و دیافراگم) به صفحه پایین و سپس به بلوکه انتهایی طبقه دوم منتقل میشود.
اتصال از طریق میخکوبی
۵. (E، F) برش درونصفحهای دیافراگم طبقه دوم از طریق میخکوبی لبه دیافراگم به بلوکه انتهایی منتقل میشود.
۶. (G، H، I) نیروهای منتقلشده به صفحه پایین دیوار طبقه اول:
(G) اتصالات فلزی
(H) از صفحه فوقانی به پوشش دیوار با میخکوبی لبه
(I) به صفحه زیرین
۷. پیچهای مهاری (Anchor Bolts) نیرو را از صفحه به فونداسیون بتنی منتقل میکنند.
۸. برای مقاومت در برابر نیروی بلندکننده (Uplift)، تسمههای فولادی برای اتصال تیرهای طبقه اول و دوم استفاده میشود.
شکل 9.10، اتصال با میخ یا پیچ
۹. در انتهای دیوارهای برشی از مهارکنندهها (Hold Downs) برای جلوگیری از بلندشدن و انتقال نیرو به فونداسیون استفاده میشود.
Would you like me to make this into reversible flashcards (HTML style) with one side English and one side Farsi?
4o
You said:
what are tables NDS
ChatGPT said:
NDS Tables refer to the National Design Specification (NDS) for Wood Construction, published by the American Wood Council (AWC). These tables provide design values and construction requirements for wood members and connections.
Here are some important ones mentioned in your document or commonly used in lateral and vertical wood design:
Table
Title / Content
Use in Shear Transfer
Table 12N
Nailing Schedule for Wood Frame Construction
Specifies nailing patterns (e.g., edge spacing, number of nails) for connections such as blocking, sheathing, framing anchors. Used in B (end blocking to top plate).
Table 10.3A/B
Design Values for Fasteners (Nails, Screws, Bolts)
Used when calculating allowable loads for nails, especially under lateral loads.
Appendix L
Typical Construction Details
Visuals for blocking, nailing, and framing anchors – helpful for inspections and field application.
Table 11.3.1
Design values for framing anchors, joist hangers, straps
Useful for verifying anchor capacities like in B and G locations.
The connection B (from end blocking to top plate) may require nailing per NDS Table 12N if done using wood blocking.
This table would specify:
Nail type (e.g., 10d common nails)
Spacing (e.g., 6” O.C.)
Penetration depth
Number of fasteners per connection
Would you like a Farsi version of this summary too?
4o
You said:
is NDS a ref book
ChatGPT said:
Yes, NDS is a reference book—and a very important one in wood design.
NDS = National Design Specification for Wood Construction
American Wood Council (AWC)
Website: https://awc.org
The NDS is a code-referenced standard used across the U.S. for structural wood design. It contains:
Design values for wood members (lumber, glulam, LVL, etc.)
Connection design (nails, screws, bolts, etc.)
Shear walls and diaphragms (if used with SDPWS)
Tables for nailing schedules, fastener capacities, etc.
Design equations for bending, shear, bearing, and combined stresses
Appendices for fire design, load duration, and modification factors
It is often used alongside:
SDPWS (Special Design Provisions for Wind and Seismic) – for seismic/shear wall design
IBC (International Building Code) – references the NDS for structural wood
Yes, it's an approved reference for the PE (Civil Structural) and SE exam and often cited in design plans or engineering details.
Would you like me to show how to cite NDS in a plan or submittal? Or a list of which chapters are most important for shear wall and diaphragm design?
4o
You said:
make some importand flash cards
ChatGPT said:
Here are important NDS flashcards (HTML reversible format) focused on shear wall connection design, fasteners, and references like Table 12N. These are especially useful for design and PE/SE exam prep:
Connection Details of Typical Ledger Anchorage to Wall (Fig. 9.11)
Vertical loads (dead and live) from joists or purlins are transferred to the ledger through the beam hanger (a).
In-plane lateral shear from the diaphragm is transferred into the ledger through edge nails (b).
These vertical and lateral loads from (a) and (b) are then transferred to the wall via the anchor bolt (c).
Out-of-plane lateral forces are transferred from the wall to the framing via the wall anchor (d) or alternatively through a tie shown in (b).
Important Note:
If anchor (d) or the tie is not provided, the ledger will be subject to:
Cross grain bending — due to in-plane shear forces at (b) and (c), producing a twisting couple (Fig. 9.12a).
Cross grain tension — due to out-of-plane shear not resisted by (c) (Fig. 9.12b).
دیوار مهاربند Ledger به دیوار بتنی یا بنایی (شکل 9.11)
بارهای قائم (مرده و زنده) از تیرچهها یا پرلینها از طریق نگهدارنده تیر (a) به لجر منتقل میشوند.
نیروی برشی درون صفحهای از دیافراگم از طریق میخهای کناری (b) به لجر منتقل میشود.
این بارهای قائم و برشی از (a) و (b) از طریق پیچ مهار (c) به دیوار منتقل میشوند.
نیروهای جانبی عمود بر صفحه (برونصفحهای) از دیوار از طریق مهار دیواری (d) یا از طریق اتصال جایگزین در شکل (b) به سازه منتقل میشود.
نکته مهم:
اگر مهار دیواری (d) یا اتصال جایگزین استفاده نشود:
لجر دچار خمش در جهت الیاف عرضی میشود — به دلیل نیروی برشی بین (b) و (c) که یک گشتاور پیچشی ایجاد میکند (شکل 9.12a).
نیروی برشی برونصفحهای در غیاب پیچ مهار (c)، باعث کشش در جهت الیاف عرضی میشود که مجاز نیست (شکل 9.12b).
CRIPPLE WALLS
Cripple walls are short walls supporting the first floor of a raised structure.
They must be framed with studs matching or exceeding the size of upper story studs.
To resist seismic forces, IBC requires bracing:
Short cripple walls (<14 in.): Must have solid blocking (IBC §2308.5.6).
Stud height >14 in.: Must be braced per Table 2308.6.1 for SDC A, B, C.
For SDC D and E: Use IBC §2308.6.6.2.
دیوارهای کوتاه (Cripple Walls)
دیوارهای کوتاه، دیوارهای کوچکی هستند که طبقه اول سازههای بالا آمده را پشتیبانی میکنند.
باید با ستونهایی حداقل برابر با ستونهای بالا ساخته شوند.
برای مقاومت در برابر زلزله، آییننامه IBC الزامات زیر را مشخص میکند:
دیوارهای کوتاه کمتر از ۱۴ اینچ: نیاز به بلاکینگ کامل دارند (IBC بند 2308.5.6).
ارتفاع ستون بیش از ۱۴ اینچ: باید طبق جدول 2308.6.1 برای SDC A، B، C مهاربندی شوند.
برای SDC D و E: از بند IBC 2308.6.6.2 استفاده شود.
If you want these as flashcards or HTML format, let me know.
4o
You said:
What ledger mean
ChatGPT said:
In structural and construction terms, a ledger is a horizontal framing member that is attached to a wall and supports joists or rafters. It acts like a shelf or ledge to carry part of the floor or roof load.
Ledger = a horizontal wood or steel beam fixed to a wall that supports floor or roof framing.
In wood framing:
You attach a ledger board to a concrete or masonry wall.
Then you connect joists (like floor beams) to that ledger using metal hangers.
The ledger helps transfer the load from the joists into the wall.
لجر (Ledger) در سازههای چوبی یا فلزی، یک عضو افقی است که به دیوار متصل میشود و تیرچهها یا خرپاها را پشتیبانی میکند.
مثل یک طاقچه که بار کف یا سقف را به دیوار منتقل میکند.
اگر خواستی عکس شماتیک یا فلشکارت برایش درست کنم، بگو.
You said:
Cripple wall آیا آنها روی سقف طبقه اول هستند مثل جانپناه
ChatGPT said:
خیر، Cripple Wall (دیوار کوتاه یا دیوار زیر طبقه) روی سقف طبقه اول نیست و جانپناه (Parapet) هم نیست.
برعکس، Cripple Wall زیر طبقه اول ساختمانهای بالا آمده ساخته میشود.
Cripple Wall دیواری است بین فونداسیون و کف طبقه اول، معمولاً در ساختمانهایی که طبقه اول بالاتر از سطح زمین ساخته میشود، مثلاً وقتی خانه روی یک فضای خزنده (Crawl Space) یا پایههای بلندی ساخته شده است.
مورد
Cripple Wall
جانپناه (Parapet)
محل قرارگیری
زیر طبقه اول، بین فونداسیون و کف
بالای بام یا لبه سقف
کاربرد
پشتیبانی طبقه اول در ساختمان بالا آمده
جلوگیری از سقوط یا زیباسازی لبه سقف
خطر لرزهای
اگر درست مهاربندی نشود، ضعیفترین قسمت سازه در زلزله میشود
ممکن است جدا شود و سقوط کند، ولی عضو سازهای اصلی نیست
خانههایی که کفشان از سطح زمین بالاتر است (مثلاً روی شیب یا خاک نرم)، معمولاً یک دیوار کوتاه دارند که کف را بالا نگه میدارد—این همان cripple wall است.
اگر خواستی با عکس مقایسهای یا شماتیک نشون بدم، بگو تا طراحی کنم.
You said:
مثل پارکینگ دیوار کوتاه به سقف نمیره
ChatGPT said:
دقیقاً! مثال پارکینگ در طبقه همکف (مثلاً در یک خانه روی شیب یا در مناطق زلزلهخیز مثل کالیفرنیا) کاملاً درست است.
در این حالت:
پارکینگ در طبقه پایین قرار دارد.
طبقه اصلی (اتاقها، پذیرایی و ...) روی یک سری دیوارهای کوتاه (cripple walls) ساخته شده.
این دیوارهای کوتاه کف طبقه اول را نگه میدارند اما تا سقف بالا نمیروند.
این فضا معمولاً باز است یا دارای ارتفاع کم است.
ممکن است خیلی کوتاهتر از دیوارهای معمولی باشند.
چون قدشان کوتاه است، در زلزله ممکن است اولین جایی باشند که خراب میشوند.
به همین دلیل، طبق کد IBC باید مهاربندی ویژهای برایشان انجام شود.
Cripple Wall یعنی:
دیوار زیر طبقه اول
تا سقف نمیرسد
برای سازههای بالا آمده یا روی پارکینگ یا Crawl Space استفاده میشود
SEISMIC PERFORMANCE OF OLDER EXISTING WOOD STRUCTURES
عملکرد لرزهای سازههای چوبی قدیمی
Residential Wood Frame Buildings
ساختمانهای مسکونی با اسکلت چوبی
Single family dwelling, multi unit residence, schools, warehouse and commercial buildings are most commonly built as wood frames:
خانههای تکخانواری، مجتمعهای مسکونی، مدارس، انبارها و ساختمانهای تجاری اغلب با اسکلت چوبی ساخته شدهاند.
Older existing wood framed structures do not typically have a complete and clearly defined lateral load resisting path, including shear walls and adequate anchorage connections.
سازههای چوبی قدیمی معمولاً مسیر مقاوم مشخص و کاملی برای بار جانبی ندارند، از جمله دیوارهای برشی و اتصالات مهاربندی مناسب.
Most of the current code stringent requirements for SDC = D, E, and F are not observed. Hence, shear walls with gypsum board, plaster sheathing, diagonally sheathed diaphragms, and lack of out-of-plane anchorage (among others) are likely to be present in these older structures.
اغلب الزامات سختگیرانه آییننامههای فعلی برای مناطق لرزهای SDC = D, E, F در این سازهها رعایت نشدهاند. بنابراین، احتمال دارد دیوارهای برشی با گچبرگ، پوشش گچی، دیافراگمهای مورب، و عدم مهاربندی خارج از صفحه در این ساختمانها وجود داشته باشند.
Typical damage during an earthquake event includes (Fig. 9.13):
آسیبهای معمول در هنگام زلزله شامل موارد زیر است (شکل 9.13):
Structure moved off base (slide) resulting from inadequate anchorage to foundation (lack of sill bolts and anchors). See Fig. 9.14 (a).
جابجایی سازه از روی پایه (لغزش) به دلیل مهاربندی ناکافی به فونداسیون (عدم وجود بولتهای کف یا انکرها). به شکل 9.14 (الف) مراجعه شود.
Cripple wall failure resulting from inadequate strength – weak story (due to use of non-structural sheathing materials, i.e., lap siding, or insufficient thickness of sheathing panels). See Fig. 9.14 (b).
خرابی دیوار کوتاه به دلیل ضعف در مقاومت – طبقه ضعیف (ناشی از استفاده از پوششهای غیرسازهای مانند سایدینگ افقی، یا ضخامت ناکافی پانلها). به شکل 9.14 (ب) مراجعه شود.
Weak story failure or soft story excessive deflection of the first story of a multi-story building, resulting from existence of large openings for garage or parking.
شکست طبقه ضعیف یا تغییرمکان زیاد در طبقه اول ساختمانهای چندطبقه به دلیل وجود بازشوهای بزرگ برای پارکینگ یا گاراژ.
Chimney failure resulting from weak unreinforced brick masonry or inadequate anchorage to roof.
شکست دودکش به دلیل آجرکاری بدون تقویت یا مهاربندی ناکافی به سقف.
Failure of wood brace, pier, or post supporting hillside structure due to inadequate strength.
شکست مهاربند، ستون چوبی یا تکیهگاه سازههای روی شیب به دلیل مقاومت ناکافی.
Failure of entry canopy resulting from inadequate anchorage to the main roof.
خرابی سایبان ورودی به دلیل مهاربندی ناکافی به سقف اصلی.
Rupture of gas line, water line, etc.
پارگی لوله گاز، لوله آب و سایر تاسیسات.
Example 9.1:
Single story light frame construction with flexible wood diaphragm
Wood Structural Panel (WSP), Structural I grade, for diaphragm and shear wall. 3x - Douglas-Fir framing member with 8d common nails. Roof joists run parallel to the E-W direction.
Redundancy Factor, ρ = 1.0, SDC = D, S_DS = 1.30
Wall height 15’ with 3’ parapet roof
Plan View
w = 200 plf
Joists @ 2’
Beams @ 24’
WSP 4’×8’ sheathing
Plan: 120’ (E-W) × 50’ (N-S)
Elevation View (E-W walls)
w_DL = 140 plf
Wall height = 15’
Parapet = 3’
w_w = ???
b_w = 50’
1) Determine the allowable diaphragm shear on the N-S wall line
Unblocked diaphragm arrangement. Table 4.2A (ASD) SDPWS:
v_allow = 0.7 × 1.0 × 240 = 168 plf
→ Roof diaphragm unit shear along its N-S wall line using strength design:
v_n = (0.7 × v_d) = 0.7 × 240 = 168 plf (ASD)
(SDPWS Table 4.2A)
2 ) Determine the Roof Diaphragm Nailing Schedule on the N–S Wall Line 560/2.8>168
3) Determine the Allowable Unit Wall Shear on the N–S Wall Line
15/50=0.3:1 <2:1 SDPWS Table 4.3.4 Vbot+0.7*Ro*Vw/bw=0.7*1*12000/50=168 plf
4 ) Determine the wall nailing schedule on the N-S wall line 645/2.8=230plf>168
5) Determine the Hold Down allowable design force for the Shear Wall on the N-S wall line:
Step 1 – Overturning Moment (OTM):
Formula:
OTM = 0.7 × ρ × (Vw × h)
Given:
Vw = 12,000 lb
h = 15 ft
ρ = 1.0
→
OTM = 0.7 × 12,000 × 15 = 126,000 lb-ft
Step 2 – Resisting Moment (RM):
Formula:
RM = (0.6 − 0.14 × SDS) × [(Ww × bw / 2) + (WDL × bw² / 2)]
Given:
SDS = 1.30
WDL = 140 plf
Ww = 0
bw = 50 ft
→
RM = (0.6 − 0.182) × 175,000 = 73,150 lb-ft
Step 3 – Hold-Down Tension Force:
Formula:
T = (OTM − RM) / bw
→
T = (126,000 − 73,150) / 50 = 1057 lbs
Simplified Formula:
If wall and roof weight are ignored:
T = 0.7 × ρ × Vw × h / bw
Which of the following is the corresponding load case of SDPWS used for the diaphragm shear capacity?
A. Case 3
B. Case 4
C. Case 5
D. Case 6
"Panel arrangement is not staggered. Case 5 or Case 6. Since the loading is parallel to framing purlins (E-W), so Case 5." SDPWS Table 4.2A.
چیدمان پنلها بهصورت نامنظم (staggered) نیست. بنابراین حالت ۵ یا ۶ قابل استفاده هستند. از آنجایی که بار در راستای تیرهای افقی (جهت شرق-غرب) وارد میشود، پس حالت ۵ استفاده میشود.
9.11 Determine the allowable unit diaphragm shear subjected to E-W loading?
120/50=2.4:1<3:1
9-12 Which of the following nailing requirements are most economical for the roof diaphragm on the E-W wall line? Assume allowable unit diaphragm shear is 175 plf. Use Structural I grade with Unblocked framing arrangement.
Roof Diaphragm nailing (ASD)
Vallow = 175 plf G
Using common nail, Case 6; Unblocked diaphragm. SDPWS Table 4.2C for nominal resistance.
Use 3/8" WSP sheathing, 2x nominal framing, 8d common @ 6" O.C. at panel edges (Case 5).
Field nailing is 12" O.C. as the spacing between the framing is less than 48".
Nominal shear = 505 plf
Allowable shear = 505 / 2.8 = 180 > 175 → OK
Answer: A ✅
"Assume allowable unit diaphragm shear is 175 plf. Use Structural I grade with Unblocked framing arrangement."
It does not specify:
Nail size
Width of framing (2x or 3x)
So, we must find the most economical option that meets or exceeds 175 plf (ASD).
Option 1 – Case 6, 3/8" panel, 2x framing, 8d common nails:
Structural I
Panel thickness = 3/8"
Nominal width of nailed face = 2 in.
Case 6 (Unblocked diaphragm)
Nominal shear vn = 505 plf
→ Allowable shear = 505 / 2.8 = 180.36 plf > 175 plf → ✅ Acceptable
→ Most economical: 2x framing, 3/8" panel, 8d nail
Option 2 – Case 6, 3/8" panel, 3x framing, 8d common:
Nominal width = 3 in.
vn = 560 plf
→ ASD = 560 / 2.8 = 200 plf > 175 → ✅ Acceptable
→ But more expensive due to wider framing
https://chatgpt.com/share/68349c5f-545c-8007-baf4-dfbc0eff050f For mor Details