Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

44
1    C OLORADO G EORGIA O REGON U TAH W ASHINGTON Providing Engineered Concrete Solutions Wall Panel Design Manual 

description

design manual

Transcript of Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

Page 1: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

1

   

 

COLORADO

GEORGIA

OREGON

UTAH

WASHINGTON

Providing Engineered Concrete Solutions

Wall Panel Design Manual 

Page 2: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

 

Copyright © 2010 By EnCon Design, LLC

WPM001 11.23.2010 Rev 3

Page 3: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

1

Introduction  

Precast  concrete  wall  panels  are  an  extremely  versatile 

product.    They  have  the  capability  to  be  an  integral 

component of a traditional building system as well as part 

of an entire precast concrete building  system.   This Wall 

Panel Systems Design Manual provides information about 

the  various  types  of  precast  wall  panels  and  building 

systems  that  are  available  from  EnCon  Companies,  and 

the ways each  system  is best used. Owners, contractors, 

architects, and engineers will discover that wall panels can 

function in a wide variety of settings and offer a myriad of 

benefits.  A  few  of  the  countless  benefits  include  the 

economical,  environmentally  friendly,  and  timely 

construction compared to traditional building methods.   

 

Every  segment  of  the  construction  industry  can  benefit 

from  the  high  performance  of  precast  concrete  wall 

panels.   They are an energy‐saving, resilient, and easy‐to‐

maintain building envelope  that  require minimal upkeep. 

In addition, they provide a finished  interior hard wall and 

eliminate  the  need  for  exterior  columns  for  support.  

Precast wall  panels  can  be  rapidly  constructed,  are  fire 

resistant, mold and mildew resistant, and decrease sound 

transmission.  They  also meet unique building needs  and 

challenges,  and offer  unrivaled  design  flexibility  in  every 

area  including  shape,  style,  finish,  color,  texture,  and 

decorative ornamentation. Thus, when low building costs, 

reduced  energy  expenditure, minimal maitenence,  long‐

term  durability,  and  minimal  fire  insurance  rates  are 

important, a precast wall panel system is the ideal building 

arrangement for any structure, whether it be a low‐, mid‐, 

or  high‐rise  edifice.    Regardless  of  the  type  of  design, 

EnCon’s  precast  concrete  wall  panels  and  wall  panel 

building  systems  provide  owners,  designers,  and 

contractors with benefits that are unsurpassed.  

 

The  following  information  includes  sections  that  address 

frequently asked questions and  technical data, as well as 

product  cross  section  details  and  connection  concepts. 

Also  enclosed  are  sample  specifications  and  a  set  of 

typical  general  notes.    For  further  information,  or  to 

discuss a project, please  see  the contact  list on  the back 

cover of this manual.    

 

Sand Creek High School

Colorado Springs Airport 

The Shops at Walnut Creek 

Page 4: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

Page 5: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

3

Table of Contents Introduction ................................................................................................................................................................................................ 1 Table of Contents ........................................................................................................................................................................................ 3 Benefits over other Construction Materials ............................................................................................................................................... 5 Product System Use .................................................................................................................................................................................... 5 

Residential: Single Family, Multi‐Family, Multiple Unit ......................................................................................................................... 5 Retail ...................................................................................................................................................................................................... 5 Education ............................................................................................................................................................................................... 6 Commercial/Warehouse/Manufacturing ............................................................................................................................................... 6 Office ...................................................................................................................................................................................................... 6 Religious ................................................................................................................................................................................................. 7 Secure Environments: Food Industry, Medical/Laboratory Facilities ..................................................................................................... 7 Judicial and Military ............................................................................................................................................................................... 7 

Product Variations ...................................................................................................................................................................................... 8 Manufacturing Tolerances ..................................................................................................................................................................... 8 Color ....................................................................................................................................................................................................... 8 Finish ...................................................................................................................................................................................................... 8 Thermal Efficiency .................................................................................................................................................................................. 8 Loadbearing vs. Non‐Loadbearing (Gravity) ........................................................................................................................................... 9 Typical Combinations ............................................................................................................................................................................. 9       Industrial Grade Wall ........................................................................................................................................................................ 9       Structural Plus ................................................................................................................................................................................... 9       High End Architectural ...................................................................................................................................................................... 9 

Product Types ........................................................................................................................................................................................... 10 Shear Walls .......................................................................................................................................................................................... 10 Column Cover ....................................................................................................................................................................................... 10 Spandrels ............................................................................................................................................................................................. 10 Mullions ............................................................................................................................................................................................... 10 Truss Wall ............................................................................................................................................................................................. 10       Truss Wall Advantages .................................................................................................................................................................... 10   CarbonCast® ......................................................................................................................................................................................... 11       CarbonCast® Advantages ................................................................................................................................................................ 11     

Building System Variations ....................................................................................................................................................................... 11 Envelope Systems ................................................................................................................................................................................ 11 Loadbearing Systems ........................................................................................................................................................................... 11 Lateral Force Resisting Systems, either Loadbearing or Non‐Loadbearing .......................................................................................... 12 Architectural Enhancement Panels ...................................................................................................................................................... 12 

Product System Benefits ........................................................................................................................................................................... 12 Advantages of an EnCon Precast Wall Panel System ........................................................................................................................... 12 

Precast vs. EIFS ......................................................................................................................................................................................... 15 Typical Design and Delivery Process ......................................................................................................................................................... 16 Embedded Brick ........................................................................................................................................................................................ 17 

Advantages of Embedded Brick over Traditional Masonry .................................................................................................................. 17 Other Benefits Include ......................................................................................................................................................................... 17 Brick Patterns ....................................................................................................................................................................................... 18 Brick Sizes ............................................................................................................................................................................................. 18 Requirements of Embedded Brick Units .............................................................................................................................................. 19 Considerations when Choosing Embedded Brick Wall Panels ............................................................................................................. 19 

Frequently Asked Questions ..................................................................................................................................................................... 20 What is a Sandwich Panel? .................................................................................................................................................................. 20 What is a Wythe? ................................................................................................................................................................................. 20 What is a Wythe Tie? ........................................................................................................................................................................... 20 What are R‐values? .............................................................................................................................................................................. 20 What is a Thermal Bridge? ................................................................................................................................................................... 21 What is the Difference between a Composite and Non‐Composite? .................................................................................................. 22 What kind of Insulation is used in Insulated Wall Panels? ................................................................................................................... 22 Why are Wythe Ties and Solid Zones so Important? ........................................................................................................................... 22 How thick is the amount of Insulation in the Panels? .......................................................................................................................... 23 

Page 6: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

4

What size Panels are Available? .......................................................................................................................................................... 23 How are Wall Panels Produced? .......................................................................................................................................................... 23 How is a Wall Panel System Installed? ................................................................................................................................................ 23 Are Precast Wall Panels Resistant to Air Born Debris? ........................................................................................................................ 24 What are the Finish Options? .............................................................................................................................................................. 24 How does Building with Precast Concrete Contribute to LEED® Certification? ................................................................................... 25 What is the PCI Plant Certification Program? ...................................................................................................................................... 27 

Common Details ....................................................................................................................................................................................... 28 Wall to Foundation .............................................................................................................................................................................. 29 Wall to Slab on Grade at Dock Door .................................................................................................................................................... 29 Architectural Details ............................................................................................................................................................................ 30 Insulation and Brick Details ................................................................................................................................................................. 31 Wall Panel to Wall Panel Alignment .................................................................................................................................................... 33 Spandrel to Wall Gravity ...................................................................................................................................................................... 33 Wall Panel to Wall Panel Corner .......................................................................................................................................................... 34 Steel Beam Embed Support ................................................................................................................................................................. 34 Steel Joist Bearing ................................................................................................................................................................................ 35 Steel Joist Bearing (Alternative View) .................................................................................................................................................. 35 Steel Deck Support .............................................................................................................................................................................. 36 Steel Beam Bearing Pocket .................................................................................................................................................................. 36 Double Tee Bearing Pocket.................................................................................................................................................................. 37 Double Tee Bearing without Pocket .................................................................................................................................................... 37 

Sample set of Project Specifications ........................................................................................................................................................ 38 Sample set of General Notes .................................................................................................................................................................... 40

 

Page 7: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

5

Benefits over other Construction Materials There  are  a  variety  of wall  panel  building  systems  on  the market  but  none  compare  to  or  contain  the  benefits  of precast/prestressed concrete.

Product System Use 

Residential: Single Family, Multi‐Family, Multiple Unit Precast wall structures are the ideal building system.  In 

addition  to  their many benefits,  they offer  an  average 

reduction  in  heating  and  cooling  costs  of  50%.  The 

panels eliminate heat transfer, keeping warm air in and 

cold air out  in  the winter, and  the opposite during  the 

summer  months.  The  safety,  security,  and  high  fire 

resistance panels keep insurance rates low. Wall panels, 

especially  insulated  panels,  minimize  noise  between 

units and help dampen noise outside of  the  structure.  

Precast concrete also helps minimize mold, mildew, and other water  related damage by providing superior moisture 

control and protection.   

 Retail Durable  and  easy  to  care  for, wall  panels  are  perfect  for  public  spaces.  A  large 

variety of surface options make 

precast wall panel  systems especially well‐suited  to  retail  centers 

that  desire  a  particular  aesthetic  appearance.  The  rapid 

construction time of a wall panel system minimizes initial costs and 

enables prompt occupancy and revenue returns.

 

 

 

  EnCon PrecastWall Systems 

Tilt‐Up Metal Panel Masonry

Design Flexibility  X   X

Durability  X X   X

Low Life Cycle Costs  X  

Low Maintenance  X X  

Moisture Resistance  X X  

Plant‐Production for Quality Assurance X X 

Thermal Efficiency  X X  

Year Round Rapid Construction  X  

Security and Safety  X X  

Produced Under a Plant Certification Program X  

Pikes Peak Harley‐Davidson & Buell

Single Family Residence

The Shops at Walnut Creek 

Page 8: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

6

Education The  finished  and  resilient  interior  and  exterior  surfaces of  a  precast wall  system  retains  its  excellent  condition  and 

attractive  appearance  throughout  the  life  of  the  structure.  Energy  efficient  insulated  panels  eliminate  the  need  for 

additional  insulation,  air  gaps,  and  thicker wall  sections. Due  to  its  high  level  of  fire‐resistance,  precast wall  panels 

provide advanced safety for students and staff members of educational buildings. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Commercial/Warehouse/Manufacturing Precast wall panel  systems offer high value and  long  life while meeting demanding 

requirements. It provides a smooth, hard interior surface that resists abrasive damage 

caused by heavy equipment.   Also, precast allows for great expanses under the roof 

without  perimeter  support 

columns,  as  well  as  openings 

wider  than  conventional  ones.  

This  makes  it  particularly 

convenient  for  loading  and 

unloading  materials  and 

supplies.   Floors can be poured 

after  the walls are erected and 

the  roof  is  in  place.  This 

protects  the  floor  from 

construction damage and avoids schedule delays due to inclement weather. 

Office Corporate  owners  and  managers  profit  from  the 

accelerated  occupancy,  insurance  and  tax  benefits, 

and reduced construction financing that a precast wall 

panel  system  offers.  The  panels  are  an  excellent 

option for an office park environment as exteriors can 

be matched  to  those of other buildings  to help new 

construction  blend  with  existing  structures.  This 

system  also  accommodates  the moving  of walls  for 

the possibility of future building expansions. 

  

Fox Meadow Middle School

GCC Office, Shop & Warehouse

The Aerospace Corporation

Page 9: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

7

 Religious With a precast wall system, a multitude of aesthetic choices, such as customized designs and finishes, are available to 

create nearly any motif.   Also,  insulated panels provide excellent  sound  reduction, events held  in one  space do not 

disturb concurrent activities in adjacent spaces. In addition, precast wall panels offer long‐term energy and cost‐saving 

benefits with a nearly maintenance‐free façade. 

Secure Environments: Food Industry, Medical/Laboratory Facilities Precast wall  systems  offer  clean,  germ‐free  environments  for  facilities,  such  as  food‐processing  plants  and medical 

offices, where this  is of utmost  importance.   This  is an economical and effective way to meet government standards. 

Interior panel surfaces can be given a smooth finish that is easy to clean, free of air voids, and resists soiling. In addition, 

the concrete can be microbiotically treated to provide enhanced mildew resistance.  Also, ledges that might collect dirt 

can be eliminated, and durable interior walls are able to endure the continued application of harsh chemicals. 

Judicial and Military Precast wall panels are strong and hard‐wearing for an increased level of safety and security. They resist rust, dents, and 

punctures as well as  forces of nature  that  can damage or destroy other buildings. Panels  can be produced  to exact 

specifications  in a wide variety of dimensional choices  to meet building requirements.   Precast  insulated panels have 

been tested and shown to exhibit exceptional blast resistance, a typical requirement for these facilities.   

Eastern Hills Community Church 

Fort Carson Division Headquarters

Page 10: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

8

Product Variations Wall panels are versatile pieces that can be used as architectural, structural, or combination elements.  Insulated wall panels can be designed as composite or non‐composite, and loadbearing or non‐loadbearing.  In addition, panels can be cast with blockouts for electrical conduit, HVAC ductwork, windows, and entrance and egress openings.  Because of the substantial number of variations and combinations of panel configurations and manufacturing tolerances, this manual has provided you with the following list of features that can help with product selection and specification.   

Manufacturing Tolerances There  are  two  distinct  sets  of  tolerances  in  the manufacturing  of  precast/prestressed  concrete.    These  can  include dimensional, surface finish, and color variation.  Typical structural grade product is produced under PCI MNL 116 while architectural product is produced under PCI MNL 117.  This however should not imply that all product made to PCI MNL 116  is  gray  and  has  large  variations  in  dimensions  or  all  exterior  façades  of  structures  are  produced  to  the more stringent architectural requirements of  PCI MNL 117.  Any combination of the quality guidelines can be put together to facilitate the most economical wall panel system while ensuring the aesthetic and architectural intent.  As opposed to a painted precast panel, a brick panel would require significantly tighter tolerances.    Our Structural Plus panels are manufactured to PCI MNL 116 for dimensional tolerances and PCI MNL 116 for color and surface finish variation. 

Color Panel color is developed through a variety of techniques:  

Colored Pigment 

Colored Aggregate 

Surface Finish Variation 

Supplemental Material – Paint and Stain  Structural Plus panels come in colors based on local aggregates, gray cement, and pigment.  Currently, these colors are Gray, Cinnamon Toast, and Cream.

Finish Panel  finishes can vary  from a  form  finish, to a very smooth  finish, to a heavy exposed aggregate  finish.   The  installation of  the  finish  is a  cement or matrix  removal process.  The material removal can be accomplished with a high pressure sand, or acid and high pressure wash.      

 

 

Thermal Efficiency These panels can be  insulated with  limited  solid zones  to  100 percent  thermal  efficient.    Typical steady state thermal R‐values are on the order of 8 to 15.  If thermal mass is accounted for, and the interior surface is the concrete panel or contains a  single  layer of  gypsum,  effective  R‐values  can be on  the order of 12  to 22.      In addition  to R‐values, precast concrete provides  the advantage of  thermal  mass.    This  benefit  enables  the storage  of  heat  which  is  released  over  time, 

Page 11: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

9

leveling the peak fluctuations in mechanical HVAC equipment demand. 

Loadbearing vs. Non‐Loadbearing (Gravity) For the most efficient structural system, the exterior wall panels should be loadbearing.  This solution prevents interior columns adjacent  to the panels, and eliminates  the roof or  floor perimeter spandrel beams.   Non‐loadbearing panels can be referred to as cladding, or curtain wall systems, and are common building envelopes.  They can be connected to any  type  of  structural  frame,  including  precast  concrete,  cast‐in‐place  concrete,  or  steel. When  designated  as  non‐loadbearing,  they are  typically designed  to  resist wind and seismic  forces generated by  their own weight.     Either of these bearing systems can include wall panels with or without windows, spandrels, mullions, or column covers.  

Typical Combinations 

Industrial Grade Wall 

Concrete Color  Gray 

Surface Finish  Paint Ready 

Insulation  Insulated or non‐insulated 

Loadbearing  Loadbearing or non‐loadbearing 

Inlay Material  None 

Liner  None 

Dimensional Tolerance  PCI MNL 116 

Color and Surface Finish Tolerance  PCI MNL 116 

 

Structural Plus 

Concrete Color  Gray, Cream, Cinnamon 

Surface Finish  Light to medium sandblast finish Insulation  Insulated or non‐insulated 

Loadbearing  Loadbearing or non‐loadbearing 

Inlay Material  Thin brick, block 

Liner  Thin plastic liner 

Dimensional Tolerance  PCI MNL 116 

Color and Surface Finish Tolerance  PCI MNL 116 

 

High End Architectural 

Concrete Color  Any variety based on aggregate and pigment 

Surface Finish  Exposed Aggregate, sandblast, or acid‐etch Insulation  Insulated or non‐insulated 

Inlay Material  Stone, brick, etc. 

Liner  Stone, brick, etc. 

Loadbearing  Loadbearing or non‐loadbearing 

Dimensional Tolerance  PCI MNL 117 

Color and Surface Finish Tolerance  PCI MNL 117 

Fox Middle School 

Falcon High School 

Sand Creek High School 

Centralia High School

Page 12: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

10

Product Types 

Shear Walls Shear  walls  are  also  structural  components  and  function  as  part  of  the  lateral  resistance  system  of  a  building, withstanding  forces  from wind, blast, or earthquake. They can be  load bearing or non‐load bearing and  include both solid and window panels.    Structural  panels  can  be  loadbearing  or  non‐loadbearing,  but  are  manufactured  to  PCI  MNL  116  tolerances.  Loadbearing panels are  structural  components  that  transfer gravitational or  vertical  loads  from other elements, and contribute  to  the strength and stability of a structure. Loadbearing elements  include solid wall panels and composite and non‐composite insulated panels, both of which can contain blockouts. 

Column Cover A column cover is a precast panel that covers one or more sides of a column. 

Spandrels Spandrels are used to fill the space between the top of a window or door in one story, and the sill of the window in the story above, or a parapet. As part of the exterior of a building, spandrel panels span the distance between wall panels that act as columns. These panels can be loadbearing or non‐loadbearing. 

Mullions Mullions  are  structural  components  that  vertically  divide  adjacent windows  and/or  doors.  They  are  non‐structural members and do not typically carry any dead  load. They will generally only support wind  load from the window/door unit, carrying it back to the building structure.  

Truss Wall EnCon also provides a metal truss wall.  This is a medium performance product that can have  an  enhanced  thermal  efficiency  over  solid  panel  and  panels with  solid  zones  in through  the  insulation.    Prestress  steel  serves  as  primary  out‐of‐plane  flexural reinforcing.   A metal  truss  is used  for  reinforcing  to produce composite shear  transfer. The panels are designed as nearly 100% composite and thus require less concrete than a non‐composite panel.  

Truss Wall Advantages  Composite action between wythes 

Lighter panel 

Edge to edge Insulation 

Minimal thermal bridging 

Minimal condensation regions 

Increased useable floor area    

    

Page 13: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

11

   CarbonCast® EnCon  also  provides  CarbonCast®.    This  is  a  high  performance  product  that  can  be thermally efficient with carbon fiber reinforcement.  Prestress steel serves as primary out‐of‐plane  flexural reinforcing.   A resin‐bonded, carbon‐fiber grid  is used  for reinforcing to produce  composite  shear  transfer.  Since  carbon  is  non‐corrosive  and  non‐thermally conductive,  it eliminates  the  risk of  internal deterioration  and  thermal  loss.      Since  the panels  are designed  as 100% Composite,  the panel  requires  less  concrete,  allowing  the panels  to be  thinner and  lighter weight.  In addition, carbon can be used  in  the panel as transverse reinforcement, limiting the exposure and risk of corrosion.  

CarbonCast® Advantages  Composite action between wythes 

Thinner panel 

Lighter panel 

Edge to edge Insulation 

Minimal to no thermal bridging 

Minimal to no Condensation regions 

Thermally non‐conductive wythe connections 

Increased useable floor area 

  Building System Variations 

Envelope Systems Architectural or non‐loadbearing panels, often referred to as cladding or curtain walls, are the most  common use of precast  for building envelopes. They  can be  connected  to any type  of  structural  frame,  including  precast  concrete,  cast‐in‐place  concrete,  or  steel. Architectural  wall  panels  enclose  a  space  and  do  not  transfer  vertical  loads.  They  are typically designed to resist wind and seismic forces generated by their own weight. These precast pieces can  include wall panels with or without windows, spandrels, mullions, and column covers. 

 

Loadbearing Systems Loadbearing panels are structural components that transfer gravitational or vertical loads from other elements and contribute to the strength and stability of a  structure.  Loadbearing elements  include  solid wall panels and composite and non‐composite  insulated panels, both of which can contain blockouts. 

 

 

 

  

CEC Project 

Page 14: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

12

Lateral Force Resisting Systems, either Loadbearing or Non‐Loadbearing Shear walls are also structural components and function as part of the lateral resistance system of a building, withstanding forces from wind,  blast,  or  earthquake.  They  can  be  loadbearing  or  non‐loadbearing and include both solid and window panels. 

 

   

 Architectural Enhancement Panels 

Architectural wall panels can be used to enhance the appearance  of  multiple  construction  applications. Integrated with steel, stone, masonry, or even cast‐in‐place concrete, highly detailed and ornate panels can dramatically improve the exterior of a structure. Personalized  emblems,  symbols,  or  logos  add additional visual interest.

Product System Benefits Precast concrete wall panel systems have demonstrated high value and versatility in every market.  No other material or system combines as many benefits as a precast wall system. 

 Advantages of an EnCon Precast Wall Panel System The EnCon Companies have delivered high quality precast concrete structures throughout the United States, and hold a strong  commitment  to  partnership,  customer  care,  and  product  excellence.    From  design  support  to  product installation, they maintain a full service,  integrated approach to delivery.   As a result, clients receive the benefits and convenience of a single source supplier.  This helps limit the project risk, as well as the number of subcontracts needed.   

 

Design Flexibility Precast wall panels can be produced  in different sizes and depths, offering more design  flexibility than other building  systems  where  components may  be  limited  to  standard  sizes  and  dimensions. Wall  systems  can accommodate nearly  any design  requirement, unusual  lengths  and widths, wide openings,  and  varying wall thicknesses. Specially constructed forms allow for the casting of curved or radiused panels to create uniquely shaped buildings. Panels can be cast with blockouts for windows, ductwork, and electrical, as well as entrance and egress openings. Panels can also be fabricated with pre‐installed windows and stud nailers applied at the plant.  The entire panel can then be lifted into place with minimum preparation.  

Aesthetically Versatile Exteriors Precast  is  an  extremely  adaptable material  and offers unlimited  aesthetic options.  Exterior  surfaces  can  be finished to complement the surrounding landscape as well as match the design of an existing structure. Precast easily accommodates the use of other building materials to create a cohesive appearance. Unique and intricate personalized designs can be cast  into the panels using  form  liners.   This makes  it easy to add details such as 

Folsom Field Addition

University of Colorado at Colorado Springs Dorms 

Page 15: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

13

reveal patterns, names, emblems, and symbols. Multi‐color paint treatments can further highlight architectural features. Panels can be produced in one or multiple colors, and also in a variety of textures and aggregates. A variety of surfacing techniques may also be applied to the panels. These  include sandblast, acid‐etch, trowel, polishing, stain, and paint. The results can include a smooth, ribbed, or exposed aggregate finish.  They can also replicate  the appearance of wooden boards.   Furthermore, panels can also be clad  in brick,  tile,  terra cotta, limestone, sandstone, granite, marble, or stone.  

Interior Surfaces Panels create a double‐wall system where the interior walls are essentially prefinished, eliminating the need for and expense of additional surface treatments, including drywall. A wide variety of finishes, including paint, can be applied to the panels if desired. Intermediate bracing is not needed, as panels typically offer clear heights of 30 ft creating unobstructed use of the full interior height of the building.  

Economical EnCon’s precast wall panels are an excellent budget‐conscious choice that does not sacrifice high quality. Wall panel systems are cost competitive with other systems that do not offer the benefits of precast. Fabrication on a permanent  long  line  facility allows  for more panels  to be cast simultaneously,  resulting  in decreased  labor costs and an accelerated project schedule. Precast wall systems facilitate building expansions, which help keep future construction costs to a minimum.  

Expedited Construction Schedule Wall panel systems can be cast at the manufacturing facility simultaneously with job‐site preparation and there is no need to cast the  interior slab before panel erection.   Thus,  installation can begin  immediately following delivery.  In addition, the availability of  large panel sizes means  fewer panels to be cast and erected. EnCon’s wall panels and systems can be fabricated and erected  in  inclement weather conditions and  in environments that would otherwise interfere with building construction.   Finished interior walls also eliminate the time and expense of furring strips and drywall.   

 

Green Construction Sustainable,  thermally  efficient,  and  having  low  life  cycle  costs,  a  precast wall  system  is  an  excellent  building solution  in  today’s environmentally‐conscious climate. Plant  fabrication  results  in  reduced construction  time and less job‐site waste and congestion, all of which have less of an impact on the landscape. Unlike other building and framing materials, precast concrete does not release toxins when burned. Concrete provides thermal mass, which delays heat transfer through building walls and moderates indoor temperature fluctuations as outdoor temperature varies.  Along with  lowering  heating  and  cooling  costs,  this  helps  to meet  stricter  energy  requirements.   With integral  insulation, high‐performance sandwich panels  further reduce energy consumption,  forgoing  the need  for extra insulation. Typical R‐values can range from 8 to more than 18.  

High Quality Plant  casting  yields  a more predictable product with  greater quality  control,  consistency,  and  finish. With  focus placed on ultimate strength rather than cure time and temperature, precast wall panels are stronger than concrete blocks or walls that are cast on‐site and tilted into place. Prestressing reinforcement yields inherent structural and serviceability advantages, such as increased strength, ductility, crack control, and panel flatness. 

 

Safety and Security Precast concrete is naturally fire resistant while wall panel systems inhibit fire spread.  This helps to ensure a blaze remains  contained.   Consequently, more  time  is provided  for  fire detection, evacuation,  and  suppression.   Wall panels  protect  a  building  from  the  spread  of  adjacent  fires  and  aid  in  compliance  with  special  building  code requirements. Foam blockouts are used to accommodate plumbing, mechanical, and electrical penetrations.   This minimizes  the  amount  of  on‐site  core  drilling  and  decreases  job‐site  risk.  Precast  concrete’s  structural  stability provides resistance to damage caused by forces of nature that including seismic events. Wall panels can be treated and finished to create a room free of dust, particles, and other contaminants.  These characteristics are of particular importance to healthcare and research facilities. 

    

Page 16: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

14

 

Moisture Resistance and Acoustical Control Fabricated with a low water‐to‐cement ratio, highly dense precast concrete inhibits water penetration. Precast wall panels eliminate the need for drywall, supplying an added measure of protection against mold and mildew growth. Panels, especially insulated panels, diminish noise transmission for greater privacy and reduce sound transmission from outside a building to the inside. 

 

Loadbearing vs Non‐Loadbearing The wall  panel  system  can  function  as  a  structural  loadbearing  element  as well  as  an  architectural  skin.  This eliminates  the  need  for  floor  and  roof  support  framing.  In many  cases,  spread  footings  are  not  necessary  as  a special built‐in beam feature at the base of a panel enables it to span from caisson to caisson.  

 

Fire Resistance Fire ratings are based on a Rational Fire Design calculation method or an IBC Prescriptive Fire Rating method. A fire rating  is dependent upon equivalent thickness, heat transmission thickness, cover on the prestressing strand, and end restraint. A standard 8 in.‐thick Hollow Core system has a two hour fire rating.  However, higher ratings (three or  four  hour) may  be  achieved with  topping  and  gypsum  board, or  the  application or  a  spray‐on,  fire‐resistant material to the underside of the slab.    

Blast Resistance Insulated wall panels have been shown to hold superior strengths and energy absorption characteristics.   This has been  revealed  through  recent,  full  scale  testing  and  blast  simulations with  end  results  that  place  precast wall systems high above traditional building methods.    

                  

Page 17: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

15

 Precast vs. EIFS EnCon’s precast products stand up to other options within the industry as the premier building system.  The quality of EnCon’s Insulated Precast Concrete Products is unsurpassed as each piece is engineered against cracking under all service conditions.  Their products are predominantly used for the exterior building envelope and are designed 

to  prevent  moisture  infiltration  into  the  structure,  for  the  life  of  the structure.   In addition, many of the products are prestressed, a reinforcing technique  developed  to  increase  span,  capacity,  and  decrease  the propensity  for  cracking.    Because  of  the  high  standards  placed  on  the precast design and manufacturing process, it is a more durable and efficient choice than its counterparts within the industry.     

   EIFS,  an  alternative  to  precast,  is  a  finishing  technique  in which  crementitious  top  and  base  coats  are  applied  to Expanded Polystyrene Insulation.  The insulation is then applied directly to the structured sheeting either through glue or  mechanical  fasteners.    Due  to  this  method  of  construction,  the  finished  exterior  can  be  somewhat  soft  and susceptible to cracking,  indentations, and penetrations, damaging the finished surface.    In turn, water  infiltration and mold become common problems.    Another form of EIFS consists of a pre‐manufactured panel of insulation with a structural metal frame coated in a thin base and finish coat.  Although this is a similar concept to that of a precast panel, the EIFS Panel system is typically not engineered  for  rigidity  or  to  prevent  surface  cracks.    The  latest  EIFS  system  designs  have  included  a  vapor  barrier between  the  insulation  and sheathing.  Although this provides better  moisture  control  in  the field,  portions  of  the  insulation and  mechanical  fasteners  still penetrate  this  membrane  and create  a  potential  source  of moisture intrusion.     

      

Insulated Concrete Wall Panel 

Typical EIFS Cross Section 

Page 18: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

16

 Typical Design and Delivery Process The  flow  chart  below  highlights  the  general  process  from  project  initiation  to  completion.  The  tables  contain representative  project  schedules  and  demonstrate  the  primary  scheduling  benefit  of  precast  concrete  construction. There are a number of interrelated yet overlapping activities that allow faster turnaround and quicker job completion. 

 Preliminary

Design Assistance

Project Identification

Estimate and Award Project

Final Design Calculations,

Erection Drawings, and Details

Manufacture, Store, and Transport

Final Erection and Production

Drawings

Erection and Field Finish

Project Completion

Submittal and Approval

Process

Page 19: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

17

Embedded Brick When thin brick is cast into concrete wall panels, this produces embedded brick; a material that can be implemented to create an entire structure as well as decorative elements on a building façade.    

 

Advantages of Embedded Brick over Traditional Masonry Along with  aesthetic  appeal  and  low  cost,  there  are  numerous  benefits  surrounding  brick‐embedded  concrete  over conventional masonry.   These  include no  lintels, flashing, weep cavities, air space, waterproofing, or efflorescence.   In addition, there is no time‐consuming, on‐site construction of masonry products.      

Other Benefits Include:  Pleasing traditional appearance of brick, while leveraging 

the strength, speed, and economy of precast concrete 

Due to low absorption rates, thin brick is rated not to 

effloresce 

Inlaid thin brick walls required no periodic sealing or tuck‐

pointing repair 

Thin brick precast conforms to PCI standards for brick 

embedded in precast 

   

Rose Medical Center 

Split‐face Inlay 

Page 20: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

18

For those seeking a brick finish that is both visually appealing and economical, EnCon offers thin brick wall panels that come with various options including a range of finishes, sizes, and shapes of brick.  There are also pieces that are used to create architectural corners, arches, soldier courses, and other traditional brick patterns. 

 Brick Patterns   Brick Sizes             

Running Bond  Flemish Bond  Stack Bond English Bond

Arches  Numerous Bonding Patterns Ornate Corbels

Soldier Course

Norman Brick 

Modular Brick 

Utility Brick 

Brick Corner 

Edge Cap

Page 21: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

19

 Requirements of Embedded Brick Units 

Have dimensional tolerances +0 in. ‐1/16 in. on all units 8 in. or under; +0 in. ‐3/32 in. on all units larger than 8 in. 

Have a 24‐hour cold water absorption rate nor more than 6% when tested per ASTM C67 

Maintain a consistent plane of +0 in. ‐1/16 in.  (+0 ‐1.6 mm) 

– All Shapes shall confirm to the architect’s specified angle with a tolerance of ±1˚ (Measured per ASTM 

C67) 

Maintain an out‐of‐square dimension ±1/16 in.  (±1.6 mm).  Measure per ASTM C67 

Rate “not effloresced” per ASTM C67 

Exhibit minimum tensile bond strength or 150 psi (1.0MPA) when tested per ASTM C482 

Exhibit no detectable deterioration (spalling, cracking, chafing, etc.) when tested in accordance with ASTM 

C666 Method B, modified to withstand 300 cycles 

Be shown to demonstrate minimum of modules of rupture or 250 psi per (1.7MPA) when tested in accordance 

to ASTM C67 

Rate “not affected” by chemical attack when tested per ASTM C650 

Considerations when Choosing Embedded Brick Wall Panels A number of things should be considered during the design and detailing of each specific project.   These  include brick and panel sizes and shapes, loadbearing conditions, panel openings, and brick panel tolerances.    

Modular brick sizes should be used when determining panel widths, heights, and openings. 

The use of concrete banding at the edges of precast panels and openings should be considered.  Banding can minimize the cost of having to cut brick to odd sizes, or the need to build panels to sizes that only fit the module of the brick.  Banding helps with this by creating a solid concrete face along a panel edge to which the brick is set against.  It can also be used to differentiate floor locations, panel joints, and other architectural effects.  Banding also permits panel heights, widths, and opening sizes to be nearly any dimension, independent of brick coursing.   

It is vital that masonry coursing be continuous from panel to panel, both vertically and horizontally.  This is important when concrete banding is not used at the edge of panels. 

When a formliner pattern that is rectilinear or modular is used, aligning the brick pattern with the concrete pattern should be considered.  This will help to align openings in the different patterns, as well as create a well‐ordered, visually pleasing façade.   

When using concrete banding at jambs of window or door openings, ¾ in. is the minimum recommended concrete jamb band width. 

Precast header and sill heights and lengths should be placed symmetrically within the brick modular pattern. 

Corner brick can be used for both panel ends and brick returns at window and door heads and jambs.  Opening sizes should fit symmetrically within the brick module.  Please note that creating opening sizes to fit the brick module may require ordering custom size windows. 

Although it is more costly than using standard modular sizes, cutting brick to special sizes at edges of panels and panel openings can be achieved if necessary.  If a special size opening is required, the opening should be located so that the brick is cut equally on either side of the opening.   

Industry standard manufacturing tolerances of both precast panels should be considered during the design of each project.  

Tolerances that should be taken into consideration include floor‐to‐floor heights, panel heights, brick coursing, joint sizes, loadbearing conditions, and joint details. 

  

Page 22: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

20

Steady State R‐Value

Air Infiltration

Thermal Mass

Foundation Conectivity

Floor System

Geographic Position

Humidity

Thermal Shorts

Daily Temperature 

Range

Effects of Analysis Duration

 Frequently Asked Questions The  following  section  relates  to  typical  questions  regarding  wall  panels,  specific  terms  and  properties,  and  the manufacturing and erection process. 

What is a Sandwich Panel? Insulated wall panels  are also  referred  to  as  sandwich panels. An  inner  core of insulation  is surrounded or sandwiched between  two precast concrete  layers or wythes. 

What is a Wythe? A wythe is a layer within, or on the surface of a sandwich panel or insulated wall Panel. 

What is a Wythe Tie? A Wythe  Tie  is  the  name  of  the material  that  connects  two  or more  layers  of concrete (wythes) together in an insulated wall panel.    

What are R‐values? R‐value, or Thermal Resistance,  is one measurement of the  thermal  performance  of  a  system.    There  are  two types of R‐values discussed in the construction industry.  These are Steady State R‐values and Effective R‐values.  The  Steady  State  R‐value  is  traditionally  based  on  the measured,  one  dimensional  resistances  of  the construction materials  that  comprise  the  system  for  a given assembly of materials.   Although there are a number of factors that influence R‐values,  the Effective R‐value  is primarily  a  combination of Steady State R‐value and Thermal Mass.    There  are  no  standard methods  of  calculating  Effective  R‐values.   One method,  however,  is  the  development  of  a multiplier for mass wall systems or the Dynamic Benefit for Massive Systems (DBMS).  This multiplier relates the Steady State  R‐values  to  Effective  R‐values  using  a  standardized  lightweight  wood  frame  structure  as  a  base  line.    The standardized home  is modeled with each wall system  in order to determine the total building energy  load for a given duration and climate.  The  Steady  State  R‐value  of  the  exterior wall  system  for  the  standardized  lightweight wood  framed  home  is  then manipulated until the energy loads are the same as the mass wall system in question.  The ratio of the Steady State R‐value of the modified wood structure to the Steady State R‐value of the mass wall system  is equal to the DBMS.   One benefit of this approach is that it allows for the evaluation of similar mass wall construction techniques, wall assemblies of sandwiched insulation, and wall assemblies of sandwiched concrete.  The industry standard for thermal performance comparison should be a comparison of Steady State R‐values.   This method is an excellent predictor of R‐values with variations in material thickness, solid zones, or thermal shorts.  It has  been  adopted  by  the  Precast  and  Prestressed  Concrete  Institute Design Handbook  as  the  preferred method  of calculating R‐values for complex assemblies.  

Factors that Impact the Thermal  Performance of a Structure 

Page 23: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

21

 What is a Thermal Bridge? The  inner  and outer  concrete  thicknesses of a typical precast insulated wall panel are called wythes, and are connected together with wythe ties.  These ties can be made of steel,  carbon  fiber,  or  solid  zones  of concrete.  It is the intent of most designers to minimize  these  ties  to prevent  thermal shorts  or  thermal  bridging.    A  thermal bridge  is  a  component,  or  assembly  of components,  in  a  building  envelope  in which heat is transferred at a substantially higher  rate  than  through  the  surrounding envelope  area.    It  consists  of  a  thermally conductive  material  that  penetrates  or bypasses  an  insulation  system  such  as  a metal fastener or concrete beam.    A thermal bridge is created when materials that are poor insulators come in contact, allowing heat to flow through the path that  is generated.   Because of thermal bridging, insulation around a bridge is of little help in preventing heat loss or gain.        

      Typical effects of thermal bridges include: 

Decreased interior surface temperatures; in the worst cases this can result in condensation problems, particularly at corners 

Significantly increased heat losses 

Cold areas in buildings.  

     Surface  moisture  due  to  condensation,  may  occur  in  such regions as floor to wall connections, window  installations, etc., as  well  as mold  growth  in  humid  environments  can  also  be effectively prevented by means of multi‐dimensional evaluation during  planning  and  detail  design.    Concrete  balconies  that extend the  floor slab through the building envelope are also a common example of thermal bridging. 

 

 

  

Brick Tie Image 

Temperature Results  12 in. Brick and Block Wall

Temperature Scale

Brick Tie Thermal Image 

Page 24: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

22

What is the Difference between a Composite and Non‐Composite? A  panel  is  classified  by  the  amout  of  composite  action  it  has,  or  the  amount  of interaction between the two layers of concrete it holds.  The more composite action a panel has,  the more  the  two  layers act  together, and  the stiffer  the panel.   The  less composite action, the more each  layer acts  independent, and the  less stiff the panel.  Composite wall panels are  insulated sandwich panels with wythes that act as a single unit under loadbearing and non‐loadbearing conditions.  Composite shear connectors, or composite wythe ties, enable the member to act as one single unit with the same structural  functionality  similar  to  a  solid  panel  of  similar  thickness,  only  with  less concrete.   Less concrete equates  to  less weight, making  the panel more efficient  for the same application as a solid panel.   Since the inner concrete wythe is thinner there is more usable interior space.  Non‐composite panels contain connectors or wythe ties that allow the concrete layers to act independently.  These panels are typically heavier than composite panels and must be thicker to perform the same structural tasks.        

 What kind of Insulation is used in Insulated Wall Panels? Insulated panels contain two wythes of precast concrete and an interior core of foam insulation.  The insulating foam R‐values are two to three times greater than most other insulating materials of the same thickness, such as fiberglass or cellulose.  There are two primary types of insulation.  These are expanded polystyrene foam and extruded polystyrene foam.  Expanded polystyrene foam (EPS), commonly known as “beadboard,” is a closed‐cell foam board containing small beads of polystyrene which are expanded by heat.   EPS has a typical density of 1 ½ to 2 pounds and offers long‐term R‐value,  strength,  stability,  and  water  resistance.  Extruded  polystyrene  foam  (XPS),  also  a  closed‐cell  material,  is comprised of polystyrene that is chemically liquefied and forced through a shaping die.   

 

Why are Wythe Ties and Solid Zones so Important? No matter how much insulation is in a system, certain wythe tie methods, such as metal and solid zones, create thermal bridges  that  dramatically  reduce  the  insulation’s  effectiveness.    These  “thermal  shorts”  create  cold  spots  that may produce condensation which could potentially develop into other problems. 

 1. Value obtained summing R‐values for concrete and insulation layers, no air films included.  Source: “Summary of Thermal 

Tests of Insulated Concrete Sandwich Walls U.S. Dept. of Energy 1998‐1999. 

Nearly all brick and block systems contain metal  tiles  to  laterally support  the exterior brick face.  The cold spots, produced by these thermal shorts, increase the passage of the exterior environment  to  the  interior environment  creating an  increase  in  the  interiors heating and cooling demand.  

Panel Description   3‐2‐3 panels made with extruded polystyrene 

Material R‐value1  Test R‐value1 

 Percent Loss 

Panel with steel wythe ties  10.48  7.55  27.96% 

Panel with solid zones  10.48  5.77  44.94% 

Panel with solid zones and steel wythe ties  10.48  4.56  56.58% 

Panel with low thermal conductivity FRP connections  10.48  10.57  ‐0.86% 

Page 25: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

23

How thick is the amount of Insulation in the Panels? The typical thickness  is 2  in.   However, this  is normally a minimum.   Depending upon the required R‐value,  insulation thickness can reach up to 6 in. 

    

 

 

 

* R-value does not account for combined materials. This is the R-value for insulation only.

What Size Panels are Available? 10  ft 0  in.  to 12  ft 0  in. widths are standard.   However, widths of up  to 13  ft 4  in. can be manufactured. Panels can extend over several floors in height with a preferred maximum height of 50 ft 0 in. 

How are Wall Panels Produced? Precast panels are formed by placing concrete into a series of molds or forms. 

         

How is a Wall Panel System Installed? Wall panels should be installed by skilled technicians with experience in erecting precast concrete. The panels are to be positioned and connected  to  the structure  in accordance with engineering calculations, drawings, and details.   Other factors  that should be considered  in  the erection of a wall panel system are site access, crane access, sequence and starting position, as well as the results of a site survey to ensure proper elevations and building geometry before the start of erection. 

 

 

 

 

 

 

 

Insulation Thickness 

Expanded Polystyrene 

(EPS) 

Extruded Polystyrene 

(XPS) 

R‐value*   ∙ ∙

 

2 inches  8  10 

4 inches  16  20 

6 inches  24  30 

Forming and Setup  Concrete Placement Finished Surface Preparation  Product Storage

Transporting  Tripping Rotating to Vertical

Placement

Page 26: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

24

Are Precast Panels Resistant to Air Born Debris? The following pictures have been captured from a video courtesy of The Precast Concrete Institute, Portland Cement 

Association, and PCA and Dukane Precast Inc.  The projectile, a wood 2 x 4, was delivered from a 100 mph air cannon 

into a thin brick insulated precast sandwich panel and a traditional steel brick face commercial wall system.  There is no 

sign of projectile penetration in the precast wall panel, while the traditional commercial system clearly shows signs of 

penetration into the space of the interior of the structure.  

 

 

 

 

 

 

 

What are the Finish Options? From  a  simple  paint  treatment  to  a  more  complex  acid‐etch technique,  EnCon  has  a  finish  to  fit  every  budget.   When  the concrete is poured into a horizontal bed, the bottom, or form side of the panel, is usually the exterior façade, while the top serves as the interior wall.  This creates a double wall system.    Interior surfaces can  range  from a single‐pass Fresno  to a multi‐pass trowel. Paint or stain may also be applied to coordinate with any color scheme. 

         

Thin Brick Insulated Precast Sandwich Wall Panel

Traditional Commercial Construction: Brick Veneer with 2 x 6 Steel Stud Framing 

Page 27: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

25

Exterior  finishes  include paint and  stain applications, acid‐etch, exposed  aggregate,  sandblast,  and  a  countless  number  of patterns shaped with form liners.                   

 

 

How does Building with Precast Concrete Contribute to LEED® Certification? The  Leadership  in  Energy  and  Environmental  Design  (LEED)  green  building  rating system  is  a  national  standard  for  developing  energy  efficient  and  sustainable buildings. Applying  green building practices  can  yield both  energy  and  cost  savings over the  life of the structure, have  less negative  impact on the surrounding ecology, as well as increase the life of a building.  Precast is the most widely used building material and has many attributes that make it more preferable than cast‐in‐place concrete and other traditional building systems.   The use of precast is less destructive to the natural environment: 

1. Plant  casting  reduces  the  resources  needed  for  on‐site  formwork  and decreases waste generated at the construction site. 

2. As  precast  components  are  installed more  quickly,  construction  time  is  faster with  less  on‐site  congestion, noise, and emissions from equipment. 

3. Less material is required to achieve loadbearing capacity similar to that of other building systems.  Precast concrete conserves both resources and materials: 

1. Precast contains recycled materials that would otherwise go to landfills. By‐products of other industries, such as fly ash, slag, and silica fume can be incorporated into concrete. These supplementary materials enhance the performance of precast and also reduce the amount of cement that is used in concrete. 

2. Precast pieces can be recycled and may be rearranged or removed to accommodate building additions.   They can also be reused in other applications. 

3. Concrete itself can be recycled as fill or road base and can be reused to protect shorelines. 4. Most reinforcing bars are manufactured from recycled steel. 

Paint treatment applied to Gray Insulated Wall Panels

Acid‐Etch  Exposed Aggregate Sandblasted Exposed Aggregate/Acid‐Etch

Brick  Reveals Stone Wooden Boards

Page 28: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

26

5. As  precast  is  usually made  from  regional  elements,  the  need  for  extensive  transportation  of  ingredients  is eliminated. 

 Precast  concrete’s  inherent  thermal  mass  and  heat‐storage  capacity  offer  major  advantages  to  maximize  energy performance. Insulated wall panels provide even greater thermal efficiency. 

          

 

 

 

 

                     

    

Falcon High School Seeking LEED® Certification Silver 

Fort Carson Brigade and Battalion Headquarters First LEED® Gold Certified building in the Military 

Page 29: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

27

 What is the PCI Plant Certification Program? PCI’s Plant Certification Program ensures that each plant has developed and documented an in‐depth, in‐house quality system based on time‐tested, national industry standards.  PCI Certified plants are audited in accordance with standards published in three PCI quality‐control manuals (MNL‐116, MNL‐117, and MNL‐130).  Precasting plants can be certified in as many as four product groups: 

Group A – Architectural Products 

Group B and BA – Bridge Products 

Group C and CA – Commercial (Structural) Products  

PCI's plant certification program as compared to those offered by the National Precast Concrete Association (NPCA) and the Architectural Precast Association (APA): 

Criterion  PCI  NPCA APA  Comment 

Structuralproducts (prestressed)—established 5 years or more 

X   

Established, proven experience demanded by the construction industry.  High structural capacity, long‐term durability, and serviceability of both conventionally reinforced and prestressed concrete products, all of which are directly influenced by the manufacturer’s quality and production operations. Prestressing operations are performed by properly trained plant personnel supervised by certified quality‐control personnel. 

Precast concrete product (conventional reinforcement) 

X  X High‐quality manufacturing of conventionally reinforced products, which are often non‐structural and non‐architectural in nature.  

Architectural precast concrete  X  X 

More stringent tolerance and appearance requirements for architectural precast concrete products than for conventional or structural precast concrete products. Architectural precast concrete products that not only look good, but are manufactured to maximize long‐term durability and desired function. 

P.E. inspection/oversight  X  X  X Verifiable proof, provided by professional engineering registration, of a minimum level of competence, experience, and education. 

All inspections unannounced  X  X A more accurate measure of a plant’s routine compliance with required quality operations and manufacturing practices, leading plants to maintain constant vigilance and a strong focus on quality. 

Minimum 2 inspections per year 

X  X Ongoing compliance with quality and manufacturing requirements.  A plant quality system that incorporates the latest techniques and is operating properly on a regular basis. 

Approval of plant QC manual  X  X 

Review and approval of a plant’s internal quality manual prior to conducting an audit to verify that a plant has addressed all of the critical factors throughout the quality system. A quality manual that clearly addresses each product group and category that the plant manufactures. 

Mandatory for PCI Producer Members 

X   

Mandatory participation for members, which indicates that an organization truly believes in and supports quality in the industry. All members’ plants are operated with established processes and professionalism because their organization requires certification as a prerequisite for membership. 

Personnel certification  X   

Properly trained plant personnel, who are critical to ensuring production of high‐quality precast concrete products. Verifiable proof of proper personnel training, which creates a positive credential that can be used in job advancement. Expiration dates for personnel training and certification, requiring periodic recertification with verification of qualifications and competence assessments. 

Field certification  X   Extension of the demanding quality standards required with plant certification to the process of erecting the finished precast concrete components at the site. Erection to nationally recognized standards. 

Quality‐control (QC) manuals  X  X  X 

Exposure to detailed and comprehensive quality‐control manuals that provide the basis for proper personnel training and each plant’s manufacturing and quality operations, with specific information to ensure uniform interpretation of both requirements and supplemental commentary. 

© 2008 Precast/Prestressed Concrete Institute 

Page 30: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

28

Common Details The details on the  following pages are non‐cross section specific and are applicable  in standard  loadbearing and non‐loadbearing conditions. In addition, they can be used as generic details for insulated panels.  Although these are not the only design options available, they are often used as starting points  for  job‐specific sections and detail requirements. Connection details will vary slightly depending on whether  the slab was produced using a dry cast extrusion or a slip form  technique.  Designers  are  strongly  encouraged  to  discuss  potential  details  with  the  fabricator  during  design development.    

Page 31: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

29

 

Wall to Foundation 

       

 

Wall to Slab on Grade at Dock Door 

 

Page 32: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

30

Architectural Details   

       

 

Page 33: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

31

Insulation and Brick Details   

 

       

 

Page 34: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

32

Insulation and Brick Details 

       

 

Page 35: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

33

Wall Panel to Wall Panel Alignment 

       

 

Spandrel to Wall Gravity 

       

                  

 

Page 36: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

34

Wall Panel to Wall Panel Corner 

 

Steel Beam Embed Support 

       

 

Page 37: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

35

Steel Joist Bearing 

 

 Steel Joist Bearing (Alternative View) 

Page 38: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

36

Steel Deck Support 

 

Steel Beam Bearing Pocket 

 

Note:This detail cannot occur at each end of the same Tee. 

Page 39: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

37

Double Tee Bearing Pocket 

       

 

Double Tee Bearing without Pocket 

 

Note:This detail cannot occur at each end of the same Tee. 

Page 40: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

38

Sample set of Project Specifications 1.01  SECTION INCLUDES 

A. Structural, Architectural and Insulated wall panels, related connection plates, brackets, hangers, and grouting of horizontal joints.  

1.02  RELATED SECTION   A.  Section 03410 – Structural Precast Concrete, Structural Precast Concrete with Commercial Architectural Finish   B.  Section 03450 – Architectural Precast Concrete  1.03  REFERENCES 

A. ACI 301 – Structural Concrete for Buildings. B. ACI 318 – Building Code Requirements for Structural Concrete. C. ASTM A36 – Structural Steel. D. ASTM A153 – Zinc Coating on Iron and Steel Hardware. E. ASTM A416 – Uncoated Seven‐Wire Stress‐Relieved Steel Strand for Prestressed Concrete. F. ASTM A615 – Deformed and Plain Billet‐Steel Bars for Concrete Reinforcement. G. ASTM A666 – Austenitic Stainless Steel, Sheet, Strip, Plate, and Flat Bar for Structural Applications. H. ASTM C150 – Portland cement. I. ASTM C618 ‐‐ Fly Ash. J. ASTM C33 ‐‐ Aggregates. K. ASTM C260 – Air Entrainment Admixtures. L. ASTM C494 – Water Reducing Agents. M. AWS D1.1 – Structural Welding Code. N. AWS D1.4 – Structural Welding Code – Reinforcing Steel. O. PCI Manual For The Design of Hollow Core Slabs. P. PCI MNL‐116 – PCI Structural Quality Control Manual. Q. PCI MNL‐117 – PCI Architectural Quality Control Manual. R. PCI MNL‐120 – PCI Design Handbook.  S. PCI MNL‐123 – PCI Connections Manual. T. PCI MNL‐124 – PCI Design for Fire Resistance of Precast Prestressed Concrete. U. PCI MNL‐127 – PCI Erection Tolerances. V. PCI MNL‐135 – Tolerances for Precast and Prestressed Concrete. W. IBC – International Building Code. 

 

1.04  DESIGN REQUIREMENTS A. Size components to withstand design loads. B. Concrete: Minimum compressive strength of 5000 psi at 28 days and 2500 psi at release. C. Design components to accommodate construction tolerances, deflection of other building structural members and clearances of 

intended openings. D. Grout and  connections at  joints  to  resist  lateral and gravity  loads or  the  structure. Calculate  structural properties of  framing 

members in accordance with ACI 318.  

1.05  SUBMITTALS A. Shop Drawings:  Indicate wall  locations,  unit  identification marks,  connection  details,  edge  conditions,  bearing  requirements, 

support conditions, dimensions, openings, openings intended to be field cut, and relationship to adjacent materials. B. Product Data: Indicate standard component configuration and design loads. C. Fabricator’s Installation Instructions: Indicate special procedures and  conditions requiring special attention. 

 

1.06  QUALITY ASSURANCE A. Perform work in accordance with the requirements of PCI MNL‐116 or PCI MNL‐117_, PCI MNL‐123, and PCI MNL‐120. B. Maintain plant records and quality control program during production of precast walls.  Records available upon request. 

 

1.07  QUALIFICATIONS A. Fabricator: Company specializing in manufacturing the work of this section and PCI certified. B. Erector: Company specializing in erecting the work is recommended. C. Design precast concrete members in accordance with MNL‐120 “PCI Design Handbook – Prestressed and Precast Concrete”, under 

direct supervision of a Professional Engineer experienced in design of this work and licensed in the state of the project. D. Welder: Qualified in accordance with AWS D1.1. 

 

1.08  REGULATORY REQUIREMENTS 

Page 41: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

39

A. Conform to ACI 318 code for design load and on‐site construction requirements. B. Conform to PCI MNL‐124, PCI MNL‐116 or 117 for architectural,. 

 1.09  PRE‐INSTALLATION CONFERENCE 

A. Discuss anchor and weld plate locations, sleeve locations, and cautions regarding cutting or core drilling.  

1.10  DELIVERY, STORAGE, AND HANDLING A. Lifting or Handling Devices: Capable of supporting member in positions anticipated during manufacture, storage, transportation, 

and erection. B. Mark each member with production identification and orientation (if required.) 

 

1.12   COORDINATION A. Coordinate work under provisions of separate section. 

 

2.01   FABRICATORS – PCI Certified Plant  2.02    MATERIALS 

A. Materials: To be in conformance with ACI 318. B. Tensioning Steel Tendons: ASTM A416 Grade 270. C. Reinforcing Steel: ASTM A615 or A706, deformed steel bars. D. Sand ‐ Cement Grout: Sufficient for placement and hydration. 

 

2.03   ACCESSORIES A. Connecting and Supporting Devices: Conform to PCI MNL‐120 plates, angles, items cast into concrete, items connected to steel 

framing members, and inserts; ASTM A36 carbon steel. B. Steel shims as required by design 

 

2.04  FABRICATION A. Conform to AWS D1.4 and PCI MNL‐116 or 117 for architectural. B. Embed anchors, inserts, plates, angles, and other items at locations indicated. C. Provide openings required by other sections at locations indicated. Greater than 12 inches square or in diameter. 

 

2.05  COMPONENTS A. Nominal Thickness: As required by the project B. Nominal Width: As required by the project 

 

2.06   FINISHES A. Plant Finish: Finish members to PCI MNL‐116 Finish B Grade. 

 

2.07  FABRICATION TOLERANCES A. Conform to PCI MNL‐116 or MNL‐117 

 2.08  SOURCE QUALITY CONTROL AND TESTS 

A. Provide testing and analysis of site‐placed concrete and grout under provisions of Section 01400. B. Maintain shop inspection and testing reports for stressing tendons. C. Test samples in accordance with specified ASTM and ACI standards. 

 3.0 ERECTION 

A. Erect members without damage to structural capacity, shape, or finish. Replace or repair damaged members. B. Align and maintain uniform horizontal and end joints as erection progresses. C. Install bearing material or shims at bearing ends of walls as indicated or necessary. D. Adjust differential elevation between precast members to tolerance before final attachment and grouting. E. Secure units in place. Grout horizontal joints as per shop drawings. F. Perform welding in accordance with AWS D1.1. 

 

3.03  ERECTION TOLERANCES A. Erect members level and plumb within allowable tolerances. B. All work to conform to PCI MNL‐127 and PCI MNL‐135. 

 

3.04  PROTECTION OF FINISHED WORK A. Protection of members from damage from other trades by General Contractor throughout the job.

Page 42: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

40

Sample Set of General Notes 

This section includes generic General Notes that may be found on erection drawings or contract documents.  1. Precast units to be designed, detailed, manufactured, delivered, and installed by EnCon as per contract. 

 2. General Contractor to provide free and adequate access at job site for delivery, including temporary roadways, crane pad, and 

crane path.  3. Wall panels must be lifted with slings or lifting eyes unless noted otherwise.  4. Do not lift, store, or support walls other than as detailed by engineered criteria. 

 5. Use shims under ends of walls bearing on precast and cast‐in‐place concrete. 

 6. Plumb and level the wall and grout horizontal joints. 

 7. Grouting of horizontal wall joints by EnCon as per contract.  8. All openings under contract must be shown on this layout unless noted otherwise. 

 9. Any drilling or cutting of holes 12 in. or smaller in any direction is by others. 

 10. No prestressing strand and/or reinforcing shall be cut in field unless approved by EnCon Design. 

 11. All holes must be approved by EnCon Design in writing prior to drilling or cutting.  12. All trades are to remain out of “control access zone” areas until field crews have completed erecting, leveling, and grouting. 

 13. Modifications required due to field survey may be the responsibility of the General Contractor. 

 14. Any  and  all hardware  supplied by  EnCon  is  indicated by  a unique  and distinct number on  the erection drawings. All other 

hardware shown is by others even if not explicitly stated.  15. Unless  the wall  is  supported  on  precast,  the General  Contractor  shall  be  responsible  for  providing  true  and  level  bearing 

surfaces for its support.  

16. Joint sealants and caulks are excluded by EnCon and supplied and installed by the General Contractor. 

 

 

 

    

Page 43: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

41

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    

Page 44: Wall Panel Design Manual- Inside Pages 11.23.10

42

 Contact List:                         

 

80 DeHunt Drive Buchanan, GA 30113 770.646.1888 

8600 Welby Road PO Box 29039 Denver, CO 80229 303.287.4312 

101 South Industrial Loop Road Tooele, UT 84074 435.843.4230 

3210 Astrozon Boulevard Colorado Springs, CO 80910 719.390.5041 

Stresscon Denver Metro Division 5434 Grand View Boulevard Dacono, CO 80514 303.659.6661 

2140 South Ivanhoe, Suite 100 Denver, CO 80222 303.298.1900 

5415 189th Street East Puyallup, WA 98375 253.846.2774 

1615 SE 6th Avenue Camas, WA 98607 360.834.3459 

2140 South Ivanhoe, Suite 100 Denver, CO 80222 303.298.1900