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2 | PROJECT : | PAGE : | |||||||||||||||||||
3 | CLIENT : | DESIGN BY : | |||||||||||||||||||
4 | JOB NO. : | DATE: | REVIEW BY : | ||||||||||||||||||
5 | Composite Strong Wall Design Based on ACI 318-14, AISI S100/SI-10 & ER-4943P | ||||||||||||||||||||
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7 | DESIGN CRITERIA | ||||||||||||||||||||
8 | 1. | At middle of wall, with out of plan loads (seismic or wind), the inside web of C-Stud within concrete and End Bar are used | |||||||||||||||||||
9 | as tension steel, conservatively. | ||||||||||||||||||||
10 | 2. | The bottom joint, which shall be clean & rough, is pinned connection out of plan (Mu,y zero), so only Holdown as shear | |||||||||||||||||||
11 | wall tension steel used. | ||||||||||||||||||||
12 | 3. | The Holdown / End Bar shall have full tension capacity with Ld, Ldh, & Ls (ACI 318-14 25 & 17). The two End Bars | |||||||||||||||||||
13 | shall be tied by horizontal strap (not shown), in the wall middle, at 4'-0" o.c. max. | ||||||||||||||||||||
14 | 4. | The wall, with high stiffness (small drift), can be partially used as shear wall to reach flexible diaphragm condition | |||||||||||||||||||
15 | (ASCE 7-10 Figure 12.3-1). | ||||||||||||||||||||
16 | 5. | The wall has higher fire-resistance ratings (CBC Table 706.4) and capacity, than pure wood / metal wall, without | |||||||||||||||||||
17 | Type V construction limits. | ||||||||||||||||||||
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29 | INPUT DATA & DESIGN SUMMARY | ||||||||||||||||||||
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31 | C-STUD SECTION & SPACING | 600S162-54 | @ | 18 | in o.c | ||||||||||||||||
32 | ( 50 ksi ) | ||||||||||||||||||||
33 | WALL LENGTH | Lw = | 3 | ft | THE DESIGN IS ADEQUATE. | ||||||||||||||||
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35 | FACTORED SAME HORIZONTAL SECTION LOADS | Pu = | 120 | kips, axial | |||||||||||||||||
36 | (SD Level, equal to 1.5 ASD Level Force) | Mu,x = | 150 | ft-k, shear wall bending | |||||||||||||||||
37 | Mu,y = | 50 | ft-k, out of plan bending | ||||||||||||||||||
38 | Vu,x = | 17 | kips, max horizontal shear load | ||||||||||||||||||
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40 | CONCRETE STRENGTH | fc' = | 3 | ksi | |||||||||||||||||
41 | HOLDOWN / END BAR | Diameter = | 0,875 | in, with | Fy = | 60 | ksi | ||||||||||||||
42 | (Total SD level tension capacity at each end, 36.08 kips, # 7 Reinforcement) | ||||||||||||||||||||
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44 | ANALYSIS | ||||||||||||||||||||
45 | C-STUD SECTION PROPERTIES OF EACH METAL STUD (SSMA page 7 & 8) | ||||||||||||||||||||
46 | t = | 0,0566 | in | Fy = | 50 | ksi | h = | 6 | in | ||||||||||||
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48 | CHECK FLEXURAL & AXIAL CAPACITY | ||||||||||||||||||||
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64 | (cont'd) | ||||||||||||||||||||
65 | f Pmax =0.8 f [ 0.85 fc' (Ag - Ast) + fy Ast] = | 339,10 | kips | ||||||||||||||||||
66 | (at max axial load, ACI 318-14 22.4) | ||||||||||||||||||||
67 | > | Pu | [Satisfactory] | ||||||||||||||||||
68 | where | f = | 0,65 | (ACI 318-14 21.2) | |||||||||||||||||
69 | Ag = | 216 | in2 | ||||||||||||||||||
70 | Ast,C = | 0,68 | in2, C-Stud | ||||||||||||||||||
71 | f Pn (k) | Ast,H = | 1,20 | in2, Holdown / End Bar | |||||||||||||||||
72 | |||||||||||||||||||||
73 | f =0.65 + ( et - 0.002 ) (250 / 3) = | 0,656 | |||||||||||||||||||
74 | (ACI 318-14 Fig. R21.2.2) | ||||||||||||||||||||
75 | where | D = | 36,0 | in | |||||||||||||||||
76 | Cover = | 2,0 | in, (ACI 318-14 20.6) | ||||||||||||||||||
77 | d = | 32,8 | in | ||||||||||||||||||
78 | f Mn (ft-k) | ec = | 0,003 | ||||||||||||||||||
79 | et = | 0,0021 | |||||||||||||||||||
80 | C = | 19,4 | in, at balanced condition | ||||||||||||||||||
81 | |||||||||||||||||||||
82 | f Mn = | 206 | ft-kips @ Pu = | 120 | kips | > | Mu = | 158 | ft-kips | [Satisfactory] | |||||||||||
83 | |||||||||||||||||||||
84 | rmax | = | 0,025 | (ACI 318-14 18.6.3) | > | rprovd | = | 0,003 | ,bending one End Bar | ||||||||||||
85 | rmin | = | 0,0015 | (ACI 318-14 11.6) | < | rprovd | = | 0,009 | ,total steel | ||||||||||||
86 | [Satisfactory] | ||||||||||||||||||||
87 | |||||||||||||||||||||
88 | CHECK SHEAR CAPACITY (ACI 318-14 11.5.4) | ||||||||||||||||||||
89 | f Vn,x = f [2 (fc')0.5Ag] = | 17,75 | kips | > | Vu,x | [Satisfactory] | |||||||||||||||
90 | where | f = | 0,75 | , (ACI 318-14 21.2) | |||||||||||||||||
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92 | DETERMINE SHEAR WALL STORY DRIFT | ||||||||||||||||||||
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95 | 1,07 | in, SD level | |||||||||||||||||||
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97 | where | Ec = | 3122 | ksi | |||||||||||||||||
98 | Ix = | 23328 | in4 | ||||||||||||||||||
99 | H = | 14 | ft, Story Height | ||||||||||||||||||
100 | |||||||||||||||||||||