Racking and bending tests for prefabricated wall panels

Abstract

El objetivo de este estudio fue evaluar y optimizar conexiones lineales “muro a muro” utilizadas en la instalación de muros de madera prefabricados para casas. Los resultados de 6 tests de cizallamiento y 9 tests de flexión realizados en muros de 2.44 x 2.44 m son presentados a continuación. Los muros fueron prefabricados a partir de dos segmentos de 1.22 x 2.44 m conectados con tres tipos de conexión. Los tests de cizallamiento fueron realizados de acuerdo a las indicaciones presentes en la norma ASTM, y dos conexiones diferentes a los cimientos fueron utilizadas. Los tests de flexión fueron llevados a cabo utilizando un protocolo de carga propuesto, ideado a partir del cálculo de la presión de viento ejercida perpendicularmente a los muros. Para estos tests, tres tipos de conexión a los cimientos fueron utilizadas.

En los tests de cizallamiento, los resultados demuestran que el tipo de conexión utilizada entre los muros no incide significativamente en la resistencia de los muros anclados a los cimientos, mientras que, para los muros clavados a los cimientos, la capacidad de resistencia no fue alcanzada. Respecto a los tests de flexión, los muros resistieron alta presión de viento, independiente del tipo de conexión muro a muro utilizada. Los resultados serán usados para validar un modelo preliminar de elementos finitos, desarrollado para predecir el comportamiento de muros prefabricados ante solicitaciones de cizallamiento y de flexión, con especial atención en la optimización de la conexión muro a muro y del anclaje a los cimientos.

Abstract

The goal of this research was to evaluate and recommend improvement of wall-to-wall connections for prefabricated wall panels. Results of 6 racking tests and 9 bending tests on full-size 2.44 by 2.44 m walls are presented. The specimens were composed of two 1.22 by 2.44 m segments attached with three different types of connection configurations. Static racking tests were performed according to ASTM standards and with two types of wall-to-foundation attachments. Bending wall tests were carried out according to a proposed protocol based on the calculation of the wind pressure corresponding to the five hurricane categories. For bending tests three types of wall-to-foundation attachments were used.

The results of the racking tests indicate that the type of connection between the wall segments did not have a definite influence on the strength of the anchored walls, whereas for walls nailed to the base the underutilization of the full capacity was noted. For bending tests, the connected wall segments resisted high pressure independent on the central connection used. The trend of the test results will be used to validate a preliminary finite element model developed to predict the performance of prefabricated wall panels subjected to bending and racking forces, with special focus on the interface and anchorage behaviour for performance optimization.