Selezione della parete a taglio per legno

Apr 18, 2023

Dal rinforzo delle pareti all'ALS, esistono molti modi per proteggere le pareti di un edificio. Scopri come valutare quale metodo è migliore per un progetto.

L'edificio non residenziale completamente rivestito mostra la forza e la resilienza delle pareti a taglio.

Le pareti di taglio sono pareti specificatamente progettate per resistere ai carichi laterali, trasferendo il carico dal muro sopra a quello sottostante e, infine, attraverso la fondazione. Questo è un ruolo fondamentale nel telaio strutturale di un edificio, poiché le pareti che non gestiscono adeguatamente i carichi laterali possono subire travasi, tagli alla base e ribaltamento.

Una parete con montanti di per sé, senza rinforzi come quelli forniti dai pannelli strutturali in legno, ha pochissima rigidità. Quando viene applicato un carico, i giunti dei chiodi tra i perni e le piastre superiore e inferiore agiscono come cerniere, piegandosi facilmente. Il muro può essere spinto da un'estremità con il minimo sforzo, ma quando viene fissato un prodotto a pannello, la capacità del pannello di resistere alle forze viene impartita al muro.

La capacità di un pannello di resistere ai carichi dipende dalle proprietà fisiche del pannello; più spesso/rigido è ciascun pannello, maggiore sarà la resistenza del muro. Anche gli elementi di fissaggio utilizzati per fissare i pannelli all'intelaiatura influiscono sulla resistenza laterale della parete. Una spaziatura più ravvicinata dei dispositivi di fissaggio e dimensioni maggiori dei dispositivi di fissaggio aumenteranno la resistenza della parete. La guaina rende rigidi i collegamenti delle cerniere e trasferisce il carico laterale attraverso il pannello al fondo della parete.

Un ingegnere calcola i carichi laterali sostenuti dal muro per determinare lo spessore del pannello, la dimensione dei chiodi, la spaziatura dei chiodi e altri dettagli.

Mettendo insieme il tutto, i componenti della parete a taglio sono:

Le pareti di taglio sono limitate a un rapporto d'aspetto di 3,5:1. Un rapporto d'aspetto più elevato in genere significa una maggiore deflessione della parete quando viene spinta al massimo. La deflessione e la rigidità vanno di pari passo, quindi anche questo avrà importanza per la distribuzione della forza.

Il primo passo nella progettazione delle pareti a taglio per strutture commerciali inizia con la determinazione dei carichi a cui è necessario resistere. Il capitolo 16 dell'International Building Code (IBC) regola la progettazione strutturale degli edifici e rimanda il progettista all'ASCE 7 per ulteriori indicazioni. Quando un ingegnere progetta una parete di taglio in legno, il riferimento principale sono le disposizioni speciali di progettazione per vento e sismica (SDPWS), pubblicate insieme alla specifica nazionale di progettazione dell'American Wood Council.

Con i pannelli strutturali in legno, i valori di taglio in SDPWS sono una funzione della dimensione e della spaziatura degli elementi di fissaggio, dello spessore e della qualità del pannello e del peso specifico del materiale dell'intelaiatura. La Tabella SDPWS 4.3A fornisce le capacità di taglio nominali unitarie per pareti di taglio con intelaiatura in legno che utilizzano pannelli a base di legno.

Nel libro ci sono tre metodi per progettare pareti a taglio: segmentate, perforate o con trasferimento di forza attorno alle aperture (FTAO).

SegmentatoQuesto è l'approccio progettuale tradizionale in cui contribuiscono solo i segmenti a tutta altezza; i pannelli sopra e sotto le aperture vengono ignorati. L'altezza totale del muro viene utilizzata per determinare le proporzioni pure o il rapporto altezza-larghezza. Ad esempio, un muro da 8' con un pannello da 4' ha proporzioni di 2:1. Solitamente sono necessari dei dispositivi di fissaggio a ciascuna estremità di ciascun segmento di parete a taglio per resistere alle forze di ribaltamento.

PerforatoQuesto metodo di progettazione empirico si basa sulla percentuale di segmenti di muro a tutta altezza adiacenti alle aperture. Il rapporto tra altezza e larghezza dipende ancora una volta dall'altezza totale del muro sulla larghezza del molo. Ma a differenza delle pareti di taglio segmentate, le pareti perforate rappresentano l’area rivestita sopra e sotto le aperture.

Sono necessari ancoraggi in acciaio alla base dei pilastri a tutta altezza per resistere sia al sollevamento che al taglio, ma i fissaggi sono necessari solo a ciascuna estremità della lunghezza totale della parete.

Il progettista dovrà determinare il fattore di aggiustamento della capacità di taglio in base alla geometria del muro. In altre parole, percentuale di rivestimento a tutta altezza e percentuale di aperture nella zona della parete. Questo fattore riduce la capacità di taglio della parete per tenere conto dell'impatto delle aperture e aumenta le forze per l'ancoraggio e il ribaltamento.