recent advances in seismic and wind design of wood ... · 6/15/2015 1 seaoa2015 conference and...

59
6/15/2015 1 SEAoA 2015 Conference and Convention Recent Advances in Seismic and Wind Design of Wood Structures & Historic Preservation Examples Kelly Cobeen Wiss Janney Elstner Associates, Inc. 1. NEHRP Seismic Design Tech Brief 10 2. 2015 SDPWS Highlights 3. ASCE 716 Alternative Diaphragm Force Level 4. NEHRP Rigid Wall–Flexible Diaphragm Buildings 5. Rigger’s Loft Historic Preservation 6. Anna Head Alumnae Hall Historic Preservation Seminar Outline SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 2

Upload: doduong

Post on 22-Jun-2018

214 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

6/15/2015

1

SEAoA 2015 Conference and Convention

Recent Advances in Seismic and Wind Design of Wood Structures &Historic Preservation Examples

Kelly Cobeen

Wiss Janney Elstner Associates, Inc.

1. NEHRP Seismic Design Tech Brief 10

2. 2015 SDPWS Highlights

3. ASCE 7‐16 Alternative Diaphragm Force Level

4. NEHRP Rigid Wall–Flexible Diaphragm Buildings 

5. Rigger’s Loft Historic Preservation

6. Anna Head Alumnae Hall Historic Preservation

Seminar Outline

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood 2

6/15/2015

2

Wood Design

3SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

Wood Design

4SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

3

Wood Design

5SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

Wood Design

6SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

4

NEHRP Seismic Design Technical Brief 10:

Seismic Design of Wood Light‐Frame Structural  Diaphragm Systems

NEHRP Seismic Design Tech Briefs:Serieshttp://www.nehrp.gov/library/techbriefs.htm

8

NEHRP Seismic Design Technical Brief No. 1 (NIST GCR 8‐917‐1) Seismic Design of Reinforced Concrete Special Moment Frames: A Guide for Practicing Engineers 

NEHRP Seismic Design Technical Brief No. 2 (NIST GCR 9‐917‐3) Seismic Design of Steel Special Moment Frames: A Guide for Practicing Engineers 

NEHRP Seismic Design Technical Brief No. 3 (NIST GCR 10‐917‐4) Seismic Design of Cast‐in‐Place Concrete Diaphragms, Chords, and Collectors: A Guide for Practicing Engineers

NEHRP Seismic Design Technical Brief No. 4 (NIST GCR 10‐917‐5) Nonlinear Structural Analysis For Seismic Design: A Guide for Practicing Engineers 

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

5

NEHRP Seismic Design Tech Briefs:Serieshttp://www.nehrp.gov/library/techbriefs.htm

9

NEHRP Seismic Design Technical Brief No. 5 (NIST GCR 11‐917‐10) Seismic Design of Composite Steel Deck and Concrete‐filled Diaphragms: A Guide for Practicing Engineers 

NEHRP Seismic Design Technical Brief No. 6 (NIST GCR 11‐917‐11REV‐1) Seismic Design of Cast‐in‐Place Concrete Special Structural Walls and Coupling Beams: A Guide for Practicing Engineers 

NEHRP Seismic Design Technical Brief No. 7 (NIST GCR 12‐917‐22) Seismic Design of Reinforced Concrete Mat Foundations: A Guide for Practicing Engineers

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

NEHRP Seismic Design Tech Briefs:Serieshttp://www.nehrp.gov/library/techbriefs.htm

10

NEHRP Seismic Design Technical Brief No. 8 (NIST GCR 13‐917‐24) Seismic Design of Steel Special Concentrically Braced Frame Systems: A Guide for Practicing Engineers 

NEHRP Seismic Design Technical Brief No. 9 (NIST GCR 14‐917‐31) Seismic Design of Special Reinforced Masonry Shear Walls: A Guide for Practicing Engineers 

NEHRP Seismic Design Technical Brief No. 10 (NIST GCR 14‐917‐32) Seismic Design of Wood Light‐Frame Structural Diaphragm Systems: A Guide for Practicing Engineers 

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

6

NEHRP Seismic Design Tech Brief 10:

11SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

Chapter 2: The Roles of Diaphragms

Chapter 3: Diaphragm Components Diaphragm Sheathing   Diaphragm Boundary Elements Concrete and Masonry Wall Anchorage and Subdiaphragms 

12

NEHRP Seismic Design Tech Brief 10:

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood 12

6/15/2015

7

Chapter 4: Diaphragm Behavior and Design Principles Diaphragm Design Philosophy

13

NEHRP Seismic Design Tech Brief 10:

• Primary source of energy dissipation is the fasteners connecting the sheathing to framing

• Primary sources of deflection are yielding of the fastener, fastener withdrawal, and local crushing of the wood under head and around shank

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood 13

Chapter 4: Diaphragm Behavior and Design Principles Observed Earthquake Performance Observed Testing Performance

14

NEHRP Seismic Design Tech Brief 10:

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood 14

6/15/2015

8

Chapter 4: Diaphragm Behavior and Design Principles ASCE 7 – 10 diaphragm classification for purposes of force 

distribution to vertical elements Idealized as rigid Calculated as flexible Idealized as flexible Braced with concrete or masonry shear walls, steel braced frames One‐ and two‐family dwellings Wood structural panel diaphragms  with up to 1‐1/2” nonstructural topping provided drift limits met at each vertical element

15

NEHRP Seismic Design Tech Brief 10:

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood 15

Chapter 5: Diaphragm Seismic Design Forces Inertial forces  generated by the seismic 

weight tributary to the diaphragm

Transfer forces   generated by discontinued 

vertical elements or  generated by changes in 

stiffness of vertical elements over height of structure  

16

NEHRP Seismic Design Tech Brief 10:

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood 16

6/15/2015

9

Chapter 6: Modeling and Analysis Guidance Equivalent Lateral Force Analysis Dynamic Analysis Diaphragm Stiffness Modeling, Deflection Calculations 

17

NEHRP Seismic Design Tech Brief 10:

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood 17

Chapter 7: Design GuidanceChapter 8: Detailing and Construction Issues

18

NEHRP Seismic Design Tech Brief 10:

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood 18

6/15/2015

10

2015 SDPWS Design Provisions:

Highlights of Interest

Sec. 4.1.5.1 Anchorage of Concrete and Masonry Walls

Sec. 4.2.5 Horizontal Distribution of Shear

Sec. 4.3.3.4 Shear Walls in a Line &                     Sec. 4.3.4 Aspect Ratios &Capacity Adjustments

SDPWS Highlights of Interest

20SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

11

2015 SDPWS Anchorage of Concrete and Masonry Walls

21

Photo credit: FEMA P-1026

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

2015 SDPWS Anchorage of Concrete and Masonry Walls

22SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

12

2015 SDPWS Anchorage of Concrete and Masonry Walls

23SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

2015 SDPWS Anchorage of Concrete and Masonry Walls

The SDPWS Committee Issues:

Ensuring that users of SDPWS are aware of ASCE 7 provisions that materially affect diaphragm design and construction

Providing commentary to help guide users

24SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

13

2015 SDPWS Anchorage of Concrete and Masonry WallsChanges ASCE 7‐05 to ASCE 7‐10: 12.11  Structural Walls and Their Anchorage 12.11.1  Design for Out‐of‐Plane Forces 12.11.2  Anchorage of Concrete or Masonry Structural Walls 

and Transfer of Design Forces into Diaphragms 12.11.2.1 Anchorage of Concrete of Masonry Structural 

Walls to Flexible Diaphragms Wall Anchorage Forces

Fp=0.8SDSIWp= 0.4SDSKaIeWp

12.11.2.2 Additional Requirements for Diaphragms Supporting Concrete or Masonry Walls in Structures Assigned to Seismic Design Categories C through F(green is errata acknowledged by but yet to be published by ASCE)

25SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

2015 SDPWS Anchorage of Concrete and Masonry WallsASCE 7‐10: 12.11.2.2 Additional Requirements for Diaphragms 

Supporting Concrete or Masonry Walls in Structures Assigned to Seismic Design Categories C through F

12.11.2.2.1 Transfer of Anchorage Forces into Diaphragms– Continuous ties between diaphragm chords– Diaphragm connections positive, mechanical or welded– Added chords are permitted to be used to create 

subdiaphragms– Maximum length to width ratio of subdiaphragm is 2.5:1

26SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

14

2015 SDPWS Anchorage of Concrete and Masonry WallsASCE 7‐10: 12.11.2.2 Additional Requirements for Diaphragms 

Supporting Concrete or Masonry Walls in Structures Assigned to Seismic Design Categories C through F

12.11.2.2.3 Wood Diaphragms– Ties in addition to diaphragm sheathing– No toenails or nails subject to withdrawal– No ledgers or framing in cross‐grain tension or cross‐grain 

bending– Diaphragm sheathing shall not be used as continuous ties

27SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

2015 SDPWS Anchorage of Concrete and Masonry WallsSDPWS Sec. 4.1.5.1: Anchorage of Concrete or Masonry Structural Walls to 

Diaphragms. In Seismic Design Categories C, D, E or F, diaphragms shall be provided with continuous ties or struts between diaphragm chords to distribute concrete or masonry structural wall anchorage forces in accordance with Section 12.11.2 of ASCE 7.

Subdiaphragms shall be permitted to be used to transmit the anchorage forces to the main continuous cross‐ties. 

The maximum length‐to‐width ratio of the structural subdiaphragm shall be 2.5:1.

Connections and anchorages capable of resisting the prescribed forces shall be provided between the diaphragm and the attached components

28SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

15

2015 SDPWS Anchorage of Concrete and Masonry WallsSDPWS Sec. 4.1.5.1.1: Anchorage shall not be accomplished by use of nails subject 

to withdrawal or toe‐nails nor shall wood ledgers or framing be used in cross‐grain bending or cross‐grain tension.

SDPWS Sec. 4.1.5.1.2:  The diaphragm sheathing shall not be considered effective as 

providing the ties or struts required by this section.

29SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

2015 SDPWS Anchorage of Concrete and Masonry WallsSDPWS Sec. 4.1.5.1.1: Anchorage shall not be accomplished by use of nails subject 

to withdrawal or toe‐nails nor shall wood ledgers or framing be used in cross‐grain bending or cross‐grain tension.

SDPWS Sec. 4.1.5.1.2:  The diaphragm sheathing shall not be considered effective as 

providing the ties or struts required by this section.

30SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

16

2015 SDPWS Horizontal Distribution of Shear

The SDPWS Committee Issues: Coordinating with ASCE 7 flexible, rigid, and semi‐rigid 

diaphragm designations Providing greater clarity to provisions for open front and 

torsionally irregular buildings and cantilevered diaphragms Requiring more attention to analysis detail at open front  

and torsionally irregular buildings and cantilevered diaphragms 

Further consideration of acceptable diaphragm cantilevers given increased use in multi‐family residential projects

31SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

2015 SDPWS Horizontal Distribution of Shear

ASCE 7‐10 Sec. 12.3.1 Diaphragm Flexibility: Sec. 12.3.1.1. Flexible Diaphragm Condition. Diaphragms 

constructed of untopped steel decking of wood structural panels are permitted to be idealized as flexible is any of the following exist:a. Vertical element are steel braced frames, concrete or 

masonry shear walls, etc.b. One‐ and two‐ family dwellingsc. Light‐frame construction with maximum 1‐1/2” topping 

slab and meeting story drift limits at each line of vertical elements

Sec. 12.3.1.2 Rigid Diaphragm Condition… Se. 12.3.1.3 Calculated Flexible Diaphragm Condition...

32SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

17

2015 SDPWS Horizontal Distribution of Shear

SDPWS Sec. 4.2.5:– Distribution of  shear to vertical elements based on 

analysis where diaphragm is modeled as semi‐rigid, idealized as flexible, or idealized as rigid

– Where idealized as flexible, based on tributary area– When idealized as rigid, based on relative stiffness of 

vertical elements– When not idealized as rigid or flexible, distribute based 

on relative stiffness of diaphragm and vertical elements– In lieu of semi‐rigid, envelope method may be used

33SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

2015 SDPWS Horizontal Distribution of Shear

SDPWS Sec. 4.2.5.1 Torsional Irregularity: Structures with wood‐frame diaphragms modeled as semi‐

rigid or idealized as rigid shall be considered as torsionally irregular under seismic load when the maximum story drift, computed from seismic design forces including accidental torsion, at the end of the structure is more than 1.2 items the average of the story drifts at the two ends of the structure. When a torsional irregularity exists in structures assigned to SDC B, C, D, E of F, diaphragm shall meet all of the following requirements:– Wood structural panel or diagonal lumber sheathed– L/W<=1.5 wood structural panel, <=1 diagonal lumber– Maximum story drift checked at each edge of structure

34SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

18

2015 SDPWS Horizontal Distribution of Shear

SDPWS Sec. 2.2 Terminology  Open Front Structure. A structure in which any diaphragm 

edge cantilevers beyond vertical elements of the lateral force‐resisting system.

35SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

2015 SDPWS Horizontal Distribution of Shear

SDPWS Sec. 4.2.5.2 Open Front Structures:– Wood structural panel or diagonal lumber sheathed– L/W<=1.5 wood structural panel, <=1 diagonal lumber– When open front AND torsionally irregular L’/W’<= 0.67 

for multi‐story and <=1 for single story – Model as semi‐rigid or rigid for loading parallel to open 

front– Limit maximum story drift at each edge of diaphragm– Cantilever length L’ not to exceed 35 feet

– Exception: Diaphragms with cantilevers not more than 6 feet need not meet requirements of 4.2.5.2

36SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

19

2015 SDPWSHorizontal distribution of shear 

Practical Limits: Diaphragm not 

permitted to be classified as flexible for purposes of force distribution to vertical elements when diaphragm cantilevers greater than six feet

Sheathing limits Aspect ratio limits 35 foot maximum 

diaphragm cantilever 

37SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

2015 SDPWSHorizontal distribution of shear 

Calculating diaphragm deflection at open front

38SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

20

2015 SDPWS Force distribution to shear walls in a line

SDPWS Committee Issues:

2005, 2008 SDPWS method for distributing forces between walls in a line differed from common design practice

Need clarity for distribution where wall lines include slender walls

39SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

2015 SDPWS Sec. 4.3.3.4Force distribution to shear walls in a line 2005, 2008 SDPWS:

– Distribute seismic/ wind forces to provide same deflection where materials and construction are same

2015 SDPWS:– Exception: where 

materials and construction are same, distribute seismic/ wind forces proportional to shear capacity, adjust for slender piers

40SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

21

2015 SDPWS Sec. 4.3.3.4 & 4.3.4Shear walls with narrow piers Narrow wall pier capacity 

adjustment (multiplier) for force distribution to walls in a line:– Wood structural panel>2:1    

2bs/h– Fiberboard>1:1                              

0.1 + 0.9bs/h Narrow wall pier capacity 

adjustment (multiplier):– Wood structural panel>2:1     

1.25 – 0.125h/bs

– Fiberboard>1:1                              1.09 – 0.09h/bs       

41

Need not be used in addition to force distribution multiplier

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

2015 SDPWS Sec. 4.3.3.4 & 4.3.4Shear walls with narrow piers Narrow wall pier capacity 3’x9’ 

adjustment (multiplier) for force distribution to walls in a line:– Wood structural panel>2:1     

2bs/h                                                         = 2*3/9 = 0.67

Narrow wall pier capacity adjustment (multiplier):– Wood structural panel>2:1       

1.25 – 0.125h/bs                                                                 = 1.25 ‐ 0.125*9/3 = 0.88

42

Need not be used in addition to force distribution multiplier

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

22

ASCE 7‐16 Chapter 12:

Alternative Provisions for Diaphragms Including Chords and Collectors

Alternative Provisions for Diaphragms Including Chords and Collectors

BSSC IT‐06 Committee Issues: Rodriguez and Restrepo study of diaphragm force levels, 

vertical distribution of forces Higher forces than current code (when near‐elastic) Diaphragm forces limited by vertical element 

overstrength, 0, in first mode, but not necessarily for higher mode behavior

Precast concrete industry post‐Northridge development of seismic design methodology for precast concrete diaphragms

1997 UBC consideration of “real” demand and capacity for vertical elements, but not for diaphragms

44SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood 44

6/15/2015

23

Alternative Provisions for Diaphragms Including Chords and Collectors

BSSC IT‐06 Committee Solutions:1. New vertical distribution of forces for near‐elastic 

behavior2. Specific recognition of the ductility and 

deformation capacity of the diaphragm system

45SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood 45

Alternative Provisions for Diaphragms Including Chords and Collectors

Coefficient (g)

Flo

or L

evel

0

1

2

3

4

5

6

7

0 0.1 0.2 0.3 0.4

ASCE 7‐10 Vertical Distribution of Seismic Forces

Fx Fpx

5-Story concrete shear wall buildingSDS = 1R = 5Ie = 1V = 0.2WCs = wh/whFpx/w = Fx/wx

Cs

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood 46

6/15/2015

24

Diaphragm Design Force

0 0.4p DS eC S I

2 2

1 0 2 2pn m s m s piC C C C

First mode contribution reduced by R-factor and amplified by 0

Higher mode contribution not reduced by R or amplified by 0

pxpx px

s

CF = w

R

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood 47

Diaphragm Design Force

First mode contribution reduced by R-factor and amplified by 0

pxpx px

s

CF = w

R

1 00 9pi m sC . C

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood 48

6/15/2015

25

Alternative Provisions for Diaphragms Including Chords and Collectors

Coefficient (g)

Flo

or L

evel

5-Story concrete shear wall buildingSDS = 1R = 5Ie = 1V = 0.2WCs = wh/whFpx/w = Fx/wx 0

1

2

3

4

5

6

7

0 0.2 0.4 0.6 0.8

ASCE 7‐10 Vertical Distribution of Seismic Forces

Cs Fpx/wx New

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood 49

Diaphragm Design Force

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0.5 1.0 1.5 2.0

Relative height

Cpx / Cpo

Measured DEN67

Proposed

Figure C12.10-5 Comparison of measured floor accelerations and accelerations predicted by Eq. 12.10.3-1 for a 5-story special MRF building (Chen et al., 2013).

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood 50

6/15/2015

26

Diaphragm Design Force

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0.5 1.0 1.5

Relative height

Cpx / Cpo

Measured EQ4

Proposed

Figure C12.10-4 Comparison of measured floor accelerations and accelerations predicted by Eq. 12.10.3-1 for a 7-story bearing wall building (Panagiotou et al., 2011).

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood 51

Alternative Provisions for Diaphragms Including Chords and Collectors

BSSC IT‐06 Committee Solutions:2. Specific recognition of the ductility and 

deformation capacity of the diaphragm system

52

Diaphragm System Shear‐Controlled

Flexure‐Controlled

Cast‐in‐place concretedesigned in accordance with Section 14.2 and ACI 318 ‐ 1.5 2

Precast concrete designed in accordance with Section 14.2.4 and ACI 318

EDO 1 0.7 0.7BDO 2 1.0 1.0RDO 3 1.4 1.4

Wood sheathed designed in accordance with Section 14.5 and AF&PA (now AWC) Special Design Provisions for Wind and Seismic

‐ 3.0 NA

pxpx px

s

CF = w

R

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

27

Alternative Provisions for Diaphragms Including Chords and Collectors

Coefficient (g)

Flo

or L

evel

5-Story concrete shear wall buildingSDS = 1R = 5Ie = 1V = 0.2WCs = wh/whFpx/w = Fx/wx

0

1

2

3

4

5

6

7

0 0.2 0.4 0.6 0.8

ASCE 7‐10 Vertical Distribution of Seismic Forces

Cs Fpx/wx New New/Rs

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood 53

Alternative Provisions for Diaphragms Including Chords and Collectors

What is going into ASCE 7‐16 is: Required for precast concrete diaphragms in SDC’s C 

through F Permitted for precast concrete, cast‐in place concrete and 

wood diaphragms in any SDC

54SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

28

FEMA P‐1026:

Seismic Design of Rigid Wall –Flexible Diaphragm Buildings:         

An Alternate Approach

Seismic Design of Rigid Wall – Flexible Diaphragm Buildings: An Alternate Approach

56

Principal Authors:Dominic Kelly, SGHJohn Lawson, Cal Poly SLO

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

29

Seismic Design of Rigid Wall – Flexible Diaphragm Buildings: An Alternate Approach

57SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

Seismic Design of Rigid Wall – Flexible Diaphragm Buildings: An Alternate Approach

NEHRP Committee Issues:  Current design methods are not capturing behavior of this 

building type Building seismic response is dominated by diaphragm, 

while our design methods focus on the vertical shear wall elements

Analytical studies predict poor performance of diaphragms, suggesting larger than acceptable probability of collapse

58SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

30

Seismic Design of Rigid Wall – Flexible Diaphragm Buildings: An Alternate Approach

Solutions: Reformulate seismic design forces in two‐step process to specifically recognize diaphragm period in combination with mass acting with diaphragm, and vertical element period in combination with mass acting on vertical element

59

CurrentTa = 0.26 sec

AlternateTwo-step designTdiaph = 0.80 secTwall = 0.14 sec

Rdiaph, diaph

Cd diaph

SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

Seismic Design of Rigid Wall – Flexible Diaphragm Buildings: An Alternate Approach

Solutions:  Create strengthened protected zone at ends of diaphragm 

to move inelastic behavior away from critical location Reduce nailing away from end to encourage predictable 

yielding Conceptually equivalent to treatment of moment frame 

connections

60SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

31

Seismic Design of Rigid Wall – Flexible Diaphragm Buildings: An Alternate Approach

Solutions: Create strengthened protected zone at ends of diaphragm to move inelastic behavior away from critical location

61SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

Seismic Design of Rigid Wall – Flexible Diaphragm Buildings: An Alternate Approach

Solutions: Create strengthened protected zone at ends of diaphragm to move inelastic behavior away from critical location

62SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

32

Seismic Design of Rigid Wall – Flexible Diaphragm Buildings: An Alternate Approach

Solutions: Create strengthened protected zone at ends of diaphragm to move inelastic behavior away from critical location

63SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

Seismic Design of Rigid Wall – Flexible Diaphragm Buildings: An Alternate Approach

Solutions: Create strengthened protected zone at ends of diaphragm to move inelastic behavior away from critical location

64SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

33

Seismic Design of Rigid Wall – Flexible Diaphragm Buildings: An Alternate Approach

Caution ‐ Status of Published Document:  No formal code adoption exists ‐ serves as a guideline only, 

does not have ASCE 7 or building code recognition Recommendations for strengthening ends of diaphragm 

could be implemented on a voluntary basis for new design or retrofit right now as an above code measure

Reduction of design forces in center of diaphragm would fall below current code and could only be implemented as an alternate design method with case‐by‐case approval of the building official

Only works for simple diaphragm geometries

65SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

Conclusions

NEHRP Seismic Design Technical Brief No. 10 (NIST GCR 14‐917‐32) – currently available for free download

2015 SDPWS – currently available for download, in print

2015 SDPWS Commentary – coming soon

ASCE 7‐16 Chapter 12 changes – ASCE putting out to public ballot

FEMA P‐1026 Seismic Design of Rigid Wall‐Flexible Diaphragm Buildings – currently available for free download

66SEAoA 2015 Conference and Convention –Wood

6/15/2015

34

End Parts 1‐4

Questions?

Rigger’s Loft Historic Preservation 

and Wind/ Seismic Upgrade 

6/15/2015

35

Riggers Loft RehabilitationRigger’s LoftShipyard No. 3 Richmond CaliforniaProject for: Port of RichmondContractor: Alten ConstructionHistoric Preservation Architect: WJEStructural Engineer: WJEMEP: ACIESGeotechnical Engineer: Langan/ Treadwell & RolloOriginal Design: Kaiser, March 1942

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 69

Shipyard No. 3, Richmond California

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 70

6/15/2015

36

Shipyard No. 3, Richmond California

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 71

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 72

6/15/2015

37

WJE Riggers Loft Rehabilitation, Shipyard No. 3, Richmond California

73

Riggers Loft Rehabilitation, Shipyard No. 3, Richmond California

74

6/15/2015

38

Riggers Loft Rehabilitation, Shipyard No. 3, Richmond California

75

UPGRADE FOR SEISMIC AND WINDANALYSIS APPROACH

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 76

6/15/2015

39

UPGRADE FOR SEISMIC AND WINDANALYSIS APPROACH

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 77

Shipyard No. 3, Richmond California

UPGRADE FOR SEISMIC AND WINDANALYSIS APPROACH

78

6/15/2015

40

UPGRADE FOR SEISMIC AND WINDANALYSIS APPROACH

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 79

UPGRADE FOR SEISMIC AND WINDINCREASED DIAPHRAGM STRENGTH AND STIFFNESS

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 80

6/15/2015

41

UPGRADE FOR SEISMIC AND WINDINCREASED DIAPHRAGM STRENGTH AND

STIFFNESS

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 81

UPGRADE FOR SEISMIC AND WINDNEW DIAPHRAGM COLLECTORS

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 82

6/15/2015

42

UPGRADE FOR SEISMIC AND WINDNEW DIAPHRAGM COLLECTORS

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 83

UPGRADE FOR SEISMIC AND WINDNEW SHEAR WALL

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 84

6/15/2015

43

UPGRADE FOR SEISMIC AND WINDWIND BRACING

85

UPGRADE FOR SEISMIC AND WINDTRUSS IMRPOVEMENTS

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 86

6/15/2015

44

UPGRADE FOR SEISMIC AND WINDTRUSS IMRPOVEMENTS

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 87

UPGRADE FOR SEISMIC AND WINDTRUSS IMRPOVEMENTS

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 88

6/15/2015

45

END Thank You

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 89

Anna Head Alumnae Hall

Historic  Preservation and Wind/ 

Seismic Upgrade

6/15/2015

46

Anna Head Alumni HallAnna Head Alumnae HallProject for: UC BerkeleyContractor: BHM ConstructionHistoric Preservation Architect: Cody Anderson WasneyStructural Engineer: WJE

Original Architect:W.H. Ratcliff, 1926

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 91

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 92

6/15/2015

47

WJE Shipyard No. 3, Richmond California

UPGRADE FOR SEISMIC AND WIND

93

94

6/15/2015

48

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 95

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 96

6/15/2015

49

WJE

UPGRADE FOR SEISMIC AND WIND

97

WJE

EXISTING TRUSS FRAME SYSTEM

98

6/15/2015

50

WJE

EXISTING TRUSS FRAME SYSTEM

99

WJE

STEEL CANTILEVERED COLUMNS

100

6/15/2015

51

WJE Shipyard No. 3, Richmond California

UPGRADE FOR SEISMIC AND WIND

101

WJE

STEEL CANTILEVERED COLUMNS

102

6/15/2015

52

WJE Shipyard No. 3, Richmond California

UPGRADE FOR SEISMIC AND WIND

103

104

6/15/2015

53

WJE

STEEL CANTILEVERED COLUMNS

105

106

6/15/2015

54

WJE

COLUMN BASE AND FOUNDATION

107

WJE

COLUMN BASE AND FOUNDATION

108

6/15/2015

55

WJE

COLLECTOR

109

COLLECTOR

110

6/15/2015

56

ROOF DIAPHRAGM

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 111

TRANSVERSE END WALLS

112

6/15/2015

57

TRANSVERSE END WALLS

113

TRANSVERSE END WALLS

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 114

6/15/2015

58

LONGITUDINAL WALLS

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 115

LONGITUDINAL WALLS

116

6/15/2015

59

SEAoA 2015 Conference and Convention – Wood 117

End

Questions?