Toda Breidija un Stīvena H. Millera izstrādātais CDTC aukstās formas (CFSF) (pazīstams arī kā “gaismas mērītājs”) rāmis sākotnēji bija alternatīva kokam, taču pēc desmitiem gadu ilga agresīva darba tas beidzot nospēlēja savu lomu. Tāpat kā ar galdnieku apstrādātu koku, tērauda stabus un sliedes var sagriezt un apvienot, lai izveidotu sarežģītākas formas. Tomēr līdz nesenam laikam nebija reālas sastāvdaļu vai savienojumu standartizācijas. Katrs neapstrādāts caurums vai cits īpašs konstrukcijas elements ir atsevišķi jādetalizē ierakstu inženierim (EOR). Darbuzņēmēji ne vienmēr ievēro šīs projekta specifikas un ilgu laiku var “darīt lietas savādāk”. Neskatoties uz to, lauka montāžas kvalitātē ir būtiskas atšķirības.
Galu galā pazīstamība rada neapmierinātību, un neapmierinātība iedvesmo jauninājumus. Jauni ierāmēšanas elementi (papildus standarta C-Studs un U-Tracks) ir pieejami ne tikai, izmantojot progresīvas formēšanas metodes, bet arī var būt iepriekš izstrādāti/iepriekš apstiprināti īpašām vajadzībām, lai uzlabotu CFSF posmu projektēšanas un konstrukcijas ziņā. .
Standartizēti, speciāli izstrādāti komponenti, kas atbilst specifikācijām, var konsekventi veikt daudzus uzdevumus, nodrošinot labāku un uzticamāku veiktspēju. Tie vienkāršo detalizāciju un nodrošina risinājumu, ko darbuzņēmējiem ir vieglāk pareizi uzstādīt. Tie arī paātrina būvniecību un atvieglo pārbaudes, ietaupot laiku un grūtības. Šīs standartizētās sastāvdaļas arī uzlabo darba vietas drošību, samazinot griešanas, montāžas, skrūvēšanas un metināšanas izmaksas.
Standarta prakse bez CFSF standartiem ir kļuvusi par tik pieņemtu ainavas sastāvdaļu, ka ir grūti iedomāties komerciālu vai daudzstāvu dzīvojamo ēku bez tās. Šī plaši izplatītā atzinība tika panākta salīdzinoši īsā laika periodā un netika plaši izmantota līdz Otrā pasaules kara beigām.
Pirmo CFSF dizaina standartu 1946. gadā publicēja Amerikas Dzelzs un tērauda institūts (AISI). Jaunākā versija AISI S 200-07 (Ziemeļamerikas standarts auksti formēta tērauda ierāmēšanai — vispārīgi) tagad ir standarts Kanādā, ASV un Meksikā.
Pamata standartizācija radīja lielu atšķirību, un CFSF kļuva par populāru būvniecības metodi neatkarīgi no tā, vai tās bija nesošas vai nenesošas. Tās priekšrocības ietver:
Lai cik novatorisks būtu AISI standarts, tas nekodificē visu. Projektētājiem un darbuzņēmējiem vēl daudz jāizlemj.
CFSF sistēma ir balstīta uz radzēm un sliedēm. Tērauda stabi, tāpat kā koka stabi, ir vertikāli elementi. Tie parasti veido C formas šķērsgriezumu, un C “augšējā” un “apakšējā daļa” veido tapas (tā atloka) šauro izmēru. Vadītāji ir horizontāli rāmja elementi (sliekšņi un pārsedzes), kuriem ir U forma, lai novietotu statīvus. Plauktu izmēri parasti ir līdzīgi nominālajiem “2×” zāģmateriāliem: 41 x 89 mm (1 5/8 x 3 ½ collas) ir 2 x 4” un 41 x 140 mm (1 5/8 x 5). ½ collu) ir vienāds ar "2 × 6". Šajos piemēros 41 mm izmērs ir apzīmēts kā “plaukts”, bet 89 mm vai 140 mm izmērs tiek saukts par “tīklu”, kas aizņem jēdzienus, kas pazīstami no karsti velmēta tērauda un līdzīgiem I-siju tipa elementiem. Trases izmērs atbilst radzes kopējam platumam.
Vēl nesen EOR bija jādetalizē projektam nepieciešamie stingrāki elementi un jāsamontē uz vietas, izmantojot kombinēto tapu un sliežu kombināciju, kā arī C un U formas elementus. Precīza konfigurācija parasti tiek sniegta darbuzņēmējam, un pat viena projekta ietvaros tā var ievērojami atšķirties. Tomēr CFSF gadu desmitiem ilgā pieredze ir ļāvusi atpazīt šo pamatformu ierobežojumus un ar tām saistītās problēmas.
Piemēram, ūdens var uzkrāties radžu sienas apakšējā sliedē, kad radze tiek atvērta būvniecības laikā. Zāģu skaidas, papīrs vai citi organiski materiāli var izraisīt pelējumu vai citas ar mitrumu saistītas problēmas, tostarp ģipškartona nolietošanos vai kaitēkļu piesaistīšanu aiz žogiem. Līdzīga problēma var rasties, ja ūdens iesūcas gatavajās sienās un uzkrājas no kondensāta, noplūdēm vai noplūdēm.
Viens no risinājumiem ir īpašs celiņš ar urbumiem kanalizācijai. Tiek izstrādāti arī uzlaboti tapas dizaini. Tiem ir novatoriskas iezīmes, piemēram, stratēģiski novietotas ribas, kas saliecas šķērsgriezumā, lai palielinātu stingrību. Tapas teksturētā virsma neļauj skrūvei “kustēties”, tādējādi nodrošinot tīrāku savienojumu un vienmērīgāku apdari. Šie mazie uzlabojumi, kas reizināti ar desmitiem tūkstošu tapas, var ļoti ietekmēt projektu.
Pārsniedzot tapas un sliedes Vienkāršām sienām bez raupjiem caurumiem bieži vien pietiek ar tradicionālajām radzēm un sliedēm. Slodzes var ietvert pašas sienas svaru, apdari un aprīkojumu uz tās, vēja svaru un dažām sienām arī pastāvīgas un īslaicīgas slodzes no jumta vai grīdas augšā. Šīs slodzes tiek pārnestas no augšējās sliedes uz kolonnām, uz apakšējo sliedi un no turienes uz pamatu vai citām virsbūves daļām (piemēram, betona klāja vai konstrukcijas tērauda kolonnas un sijas).
Ja sienā ir raupja atvere (RO) (piemēram, durvis, logs vai liels HVAC kanāls), slodze no atveres augšpuses ir jāpārvieto ap to. Pārsednei jābūt pietiekami izturīgai, lai noturētu slodzi no vienas vai vairākām tā sauktajām tapām (un pievienotās drywall) virs pārsedzes un pārnestu to uz aplodas tapām (RO vertikālajiem elementiem).
Tāpat durvju aplodas stabiem jābūt konstruētiem tā, lai izturētu lielāku slodzi nekā parastiem stabiem. Piemēram, iekštelpās atverei jābūt pietiekami izturīgai, lai izturētu ģipškartona svaru virs atveres (ti, 29 kg/m2 [6 mārciņas uz kvadrātpēdu] [viens slānis 16 mm (5/8 collas) uz vienu stunda sienas.) uz katru apmetuma pusi] vai 54 kg/m2 [11 mārciņas uz kvadrātpēdu] divu stundu konstrukcijas sienai [divas 16 mm apmetuma kārtas katrā pusē]), plus seismiskā slodze un parasti apmetuma svars. durvis un to inerciālā darbība. Ārējās vietās atverēm jāspēj izturēt vēju, zemestrīci un līdzīgas slodzes.
Tradicionālajā CFSF konstrukcijā galvenes un sliekšņu stabi tiek izgatavoti uz vietas, apvienojot standarta līstes un sliedes stiprākā vienībā. Tipisks reversās osmozes kolektors, kas pazīstams kā kasešu kolektors, tiek izgatavots, pieskrūvējot un/vai metinot kopā piecus gabalus. Divus stabus papildina divas sliedes, un trešā sliede ir piestiprināta augšpusē ar caurumu uz augšu, lai stabu novietotu virs cauruma (1. attēls). Cita veida kastes savienojums sastāv tikai no četrām daļām: divām tapām un divām vadotnēm. Otra sastāv no trim daļām – divām sliedēm un matadata. Precīzas šo komponentu ražošanas metodes nav standartizētas, taču tās atšķiras starp darbuzņēmējiem un pat darbiniekiem.
Lai gan kombinatoriskā ražošana var radīt vairākas problēmas, rūpniecībā tā sevi ir labi pierādījusi. Inženiertehniskā posma izmaksas bija augstas, jo nebija standartu, tāpēc neapstrādātās atveres bija jāprojektē un jāpabeidz individuāli. Šo darbietilpīgo komponentu griešana un montāža uz vietas arī palielina izmaksas, tērē materiālus, palielina atkritumu daudzumu un palielina objekta drošības riskus. Turklāt tas rada kvalitātes un konsekvences problēmas, par kurām profesionāliem dizaineriem būtu īpaši jāuztraucas. Tam ir tendence samazināt rāmja konsistenci, kvalitāti un uzticamību, kā arī var ietekmēt ģipškartona apdares kvalitāti. (Šo problēmu piemērus skatiet sadaļā “Slikts savienojums”.)
Savienojumu sistēmas Moduļu savienojumu piestiprināšana statīviem var radīt arī estētiskas problēmas. Metāla pārklāšanās ar metālu, ko izraisa moduļu kolektora izciļņi, var ietekmēt sienas apdari. Neviena iekšējā drywall vai ārējais apšuvums nedrīkst atrasties plakaniski uz metāla loksnes, no kuras izvirzītas skrūvju galviņas. Paaugstinātas sienu virsmas var radīt pamanāmus nelīdzenus apdari un prasīt papildu koriģējošus darbus, lai tās paslēptu.
Viens savienojuma problēmas risinājums ir izmantot gatavus skavas, nostiprināt tos pie aplodas statņiem un saskaņot savienojumus. Šī pieeja standartizē savienojumus un novērš neatbilstības, ko izraisa izgatavošana uz vietas. Skava novērš metāla pārklāšanos un izvirzītās skrūvju galviņas uz sienas, uzlabojot sienas apdari. Tas var arī samazināt uzstādīšanas darbaspēka izmaksas uz pusi. Iepriekš vienam strādniekam galveni bija jātur līmenī, bet citam to pieskrūvēja vietā. Klipu sistēmā darbinieks instalē klipus un pēc tam uzspiež savienotājus uz klipiem. Šo skavu parasti ražo kā daļu no saliekamās montāžas sistēmas.
Iemesls kolektoru izgatavošanai no vairākiem liekta metāla gabaliem ir nodrošināt kaut ko stiprāku par vienu sliežu ceļu, lai atbalstītu sienu virs atveres. Tā kā locīšana stingrā metālu, lai novērstu deformāciju, efektīvi veidojot mikrosijas elementa lielākajā plaknē, tādu pašu rezultātu var sasniegt, izmantojot vienu metāla gabalu ar daudziem līkumiem.
Šo principu ir viegli saprast, turot papīra lapu nedaudz izstieptās rokās. Pirmkārt, papīrs salocās vidū un paslīd. Taču, ja tas ir vienreiz salocīts visā garumā un pēc tam atritināts (tā, lai papīrs veidotu V veida kanālu), ir mazāka iespēja, ka tas salieksies un nokrīt. Jo vairāk ielocīsi, jo stingrāka tas būs (noteiktās robežās).
Vairāku lieces paņēmiens izmanto šo efektu, kopējai formai pievienojot sakrautas rievas, kanālus un cilpas. “Tiešais stiprības aprēķins” – jauna praktiska datorizēta analīzes metode – aizstāja tradicionālo “Efektīvo platuma aprēķinu” un ļāva vienkāršas formas pārveidot atbilstošās, efektīvākās konfigurācijās, lai iegūtu labākus rezultātus no tērauda. Šo tendenci var redzēt daudzās CFSF sistēmās. Šīs formas, it īpaši, ja tiek izmantots izturīgāks tērauds (390 MPa (57 psi) iepriekšējā nozares standarta 250 MPa (36 psi) vietā), var uzlabot elementa vispārējo veiktspēju bez izmēra, svara vai biezuma kompromisiem. kļūt. ir notikušas izmaiņas.
Auksti formēta tērauda gadījumā tiek ņemts vērā cits faktors. Tērauda aukstā apstrāde, piemēram, liekšana, maina paša tērauda īpašības. Tērauda apstrādātās daļas tecēšanas robeža un stiepes izturība palielinās, bet elastība samazinās. Detaļas, kas darbojas visvairāk, iegūst visvairāk. Ruļļu formēšanas sasniegumi ir radījuši stingrākus līkumus, kas nozīmē, ka tērauds, kas atrodas vistuvāk izliektajai malai, prasa vairāk darba nekā vecais ruļļu formēšanas process. Jo lielāki un stingrāki ir līkumi, jo vairāk tērauda elementā tiks nostiprināts ar aukstu apstrādi, palielinot elementa kopējo izturību.
Parastajām U veida trasēm ir divi līkumi, C veida radzēm ir četri līkumi. Iepriekš izstrādātajam modificētajam W kolektoram ir 14 līkumi, kas sakārtoti, lai maksimāli palielinātu metāla daudzumu, kas aktīvi iztur spriedzi. Atsevišķs gabals šajā konfigurācijā var būt viss durvju rāmis durvju rāmja aptuvenajā atverē.
Ļoti platām atverēm (ti, virs 2 m [7 pēdām]) vai lielām slodzēm daudzstūri var vēl vairāk pastiprināt ar atbilstošiem W formas ieliktņiem. Tas pievieno vairāk metāla un 14 līkumus, palielinot kopējo līkumu skaitu kopējā formā līdz 28. Ieliktnis ir novietots daudzstūra iekšpusē ar apgrieztiem W tā, lai abi W kopā veidotu aptuvenu X formu. W kājas darbojas kā šķērsstieņi. Viņi uzstādīja trūkstošās kniedes virs RO, kuras tika turētas ar skrūvēm. Tas attiecas neatkarīgi no tā, vai ir uzstādīts pastiprinošais ieliktnis.
Šīs iepriekš izveidotās galvas/skavas sistēmas galvenās priekšrocības ir ātrums, konsistence un uzlabota apdare. Izvēloties sertificētu saliekamo pārsedzes sistēmu, piemēram, tādu, ko apstiprinājis Starptautiskā prakses kodeksa komitejas novērtēšanas dienests (ICC-ES), dizaineri var norādīt sastāvdaļas, pamatojoties uz slodzes un sienas tipa ugunsdrošības prasībām, un izvairīties no nepieciešamības projektēt un detalizēt katru darbu. , ietaupot laiku un resursus. (ICC-ES, Starptautisko kodeksu komitejas novērtēšanas dienests, akreditēts Kanādas Standartu padomes [SCC]). Šī saliekamā konstrukcija nodrošina arī to, ka žalūziju atveres tiek veidotas atbilstoši projektēšanai, ar nemainīgu konstrukcijas stabilitāti un kvalitāti, bez novirzēm, ko rada griešana un montāža uz vietas.
Uzstādīšanas konsekvence ir arī uzlabota, jo skavām ir iepriekš izurbti vītņoti caurumi, kas atvieglo savienojumu numurēšanu un novietošanu ar aplodas tapām. Novērš metāla pārklāšanos uz sienām, uzlabo drywall virsmas līdzenumu un novērš nelīdzenumus.
Turklāt šādām sistēmām ir vides priekšrocības. Salīdzinot ar kompozītmateriālu komponentiem, viengabala kolektoru tērauda patēriņu var samazināt līdz pat 40%. Tā kā tam nav nepieciešama metināšana, tiek novērsta toksisko gāzu emisija.
Platas atloka kniedes Tradicionālās tapas tiek izgatavotas, savienojot (skrūvējot un/vai metinot) divas vai vairākas tapas. Lai gan tie ir spēcīgi, tie var arī radīt savas problēmas. Pirms uzstādīšanas tos ir daudz vieglāk montēt, it īpaši, ja runa ir par lodēšanu. Tomēr tas bloķē piekļuvi tapu sekcijai, kas piestiprināta pie dobā metāla rāmja (HMF) durvju ailes.
Viens risinājums ir izgriezt caurumu vienā no statņiem, lai to piestiprinātu pie rāmja no statņa iekšpuses. Tomēr tas var apgrūtināt pārbaudi un prasīt papildu darbu. Ir zināms, ka inspektori uzstāj, ka HMF jāpiestiprina pie vienas durvju aplodas tapas puses un jāpārbauda tā, pēc tam jāpiemetina dubultā tapu komplekta otrā puse. Tas aptur visus darbus ap durvīm, var aizkavēt citus darbus, un ir nepieciešama pastiprināta ugunsdrošība, jo notiek metināšana uz vietas.
Saliekamās kniedes vietā var izmantot rūpnieciski izgatavotas platplecu kniedes (īpaši izstrādātas kā aplodas tapas), ietaupot ievērojami laiku un materiālus. Ir atrisinātas arī piekļuves problēmas, kas saistītas ar HMF durvīm, jo atvērtā C puse nodrošina nepārtrauktu piekļuvi un vieglu pārbaudi. Atvērtā C forma nodrošina arī pilnīgu izolāciju, kur kombinētās pārsedzes un aplodas stabi parasti rada izolācijā ap durvju aili 102 līdz 152 mm (4 līdz 6 collu) atstarpi.
Savienojumi sienas augšpusē Vēl viena dizaina joma, kas ir guvusi labumu no jauninājumiem, ir savienojums sienas augšpusē ar augšējo klāju. Attālums no viena stāva līdz otram laika gaitā var nedaudz atšķirties, jo atšķiras klāja novirze dažādos slodzes apstākļos. Nenesošajām sienām starp tapu augšdaļu un paneli jābūt atstarpei, kas ļauj klājam pārvietoties uz leju, nesaspiežot tapas. Platformai arī jābūt iespējai pārvietoties uz augšu, nesalaužot radzes. Klīrenss ir vismaz 12,5 mm (½ collas), kas ir puse no kopējās pārvietošanās pielaides ±12,5 mm.
Dominē divi tradicionāli risinājumi. Viens no tiem ir piestiprināt garu kāpurķēžu (50 vai 60 mm (2 vai 2,5 collas)) pie klāja, ar tapu galiem vienkārši ievietot sliežu ceļu, nevis nostiprināt. Lai tapas nesagrieztos un nezaudētu savu strukturālo vērtību, 150 mm (6 collu) attālumā no sienas augšdaļas caur caurumu tapā tiek ievietots auksti velmēta kanāla gabals. patērējošs process Šis process nav populārs darbuzņēmēju vidū. Cenšoties nogriezt stūrus, daži darbuzņēmēji pat var atteikties no auksti velmēta kanāla, uz sliedēm uzliekot tapas, bez līdzekļiem tos noturēt vai izlīdzināt. Tas pārkāpj ASTM C 754 standarta praksi tērauda karkasa elementu uzstādīšanai, lai ražotu vītņotus ģipškartona izstrādājumus, kas nosaka, ka tapas ir jāpiestiprina pie sliedēm ar skrūvēm. Ja šī novirze no konstrukcijas netiek atklāta, tas ietekmēs gatavās sienas kvalitāti.
Vēl viens plaši izmantots risinājums ir dubultsliežu dizains. Standarta kāpurķēde ir novietota virs radzēm, un katra radze ir pieskrūvēta tai. Otra, pēc pasūtījuma izgatavota, platāka trase ir novietota virs pirmās un savienota ar augšējo klāju. Standarta sliedes var slīdēt uz augšu un uz leju pielāgotajās trasēs.
Šim uzdevumam ir izstrādāti vairāki risinājumi, kas visi ietver specializētus komponentus, kas nodrošina rievotus savienojumus. Variācijas ietver rievotās sliedes veidu vai rievotā klipa veidu, ko izmanto, lai piestiprinātu sliežu ceļu pie klāja. Piemēram, nostipriniet sliedi ar rievām klāja apakšpusē, izmantojot stiprinājuma metodi, kas piemērota konkrētajam klāja materiālam. Rievotās skrūves ir piestiprinātas tapu augšdaļās (saskaņā ar ASTM C 754), ļaujot savienojumam pārvietoties uz augšu un uz leju aptuveni 25 mm (1 collas) robežās.
Ugunsmūrī šādi peldošie savienojumi ir jāaizsargā no uguns. Zem rievota tērauda klāja, kas piepildīts ar betonu, ugunsdrošajam materiālam jāspēj aizpildīt nelīdzeno vietu zem rievas un saglabāt savu ugunsdzēsības funkciju, mainoties attālumam starp sienas augšdaļu un klāju. Šim savienojumam izmantotie komponenti ir pārbaudīti saskaņā ar jauno ASTM E 2837-11 (standarta pārbaudes metode cieto sienu galviņu savienojumu sistēmu ugunsizturības noteikšanai, kas uzstādītas starp nominālām sienas sastāvdaļām un nenovērtētām horizontālām sastāvdaļām). Standarta pamatā ir Underwriters Laboratories (UL) 2079 “Ugunsdrošības pārbaude ēku savienošanas sistēmām”.
Īpaša savienojuma izmantošanas priekšrocība sienas augšpusē ir tāda, ka tajā var būt iekļauti standartizēti, saskaņā ar kodu apstiprināti ugunsizturīgi mezgli. Tipiska konstrukcija ir ugunsizturīgo materiālu novietot uz klāja un pakārt dažus collas virs sienu augšdaļas abās pusēs. Tāpat kā siena var brīvi slīdēt uz augšu un uz leju, izmantojot stiprinājumu, tā var slīdēt uz augšu un uz leju arī ugunsdrošības savienojumā. Šīs sastāvdaļas materiāli var ietvert minerālvati, cementētu konstrukciju ugunsizturīgu tēraudu vai drywall, ko izmanto atsevišķi vai kopā. Šādas sistēmas ir jāpārbauda, jāapstiprina un jānorāda tādos katalogos kā Underwriters Laboratories of Canada (ULC).
Secinājums Standartizācija ir visas mūsdienu arhitektūras pamats. Ironiski, ka auksti formētā tērauda ierāmēšanas jomā “standarta prakse” ir maz standartizēta, un inovācijas, kas pārkāpj šīs tradīcijas, ir arī standartu veidotāji.
Šo standartizēto sistēmu izmantošana var aizsargāt projektētājus un īpašniekus, ievērojami ietaupīt laiku un naudu un uzlabot vietnes drošību. Tie nodrošina konsekvenci būvniecībā un, visticamāk, darbosies kā paredzēts, nevis uzbūvētās sistēmas. Apvienojot vieglumu, ilgtspējību un pieejamību, CFSF, visticamāk, palielinās savu daļu būvniecības tirgū, neapšaubāmi veicinot turpmākus jauninājumus.
Todd Brady is President of Brady Construction Innovations and inventor of the ProX manifold roughing system and the Slp-Trk wall cap solution. He is a metal beam specialist with 30 years of experience in the field and contract work. Brady can be contacted by email: bradyinnovations@gmail.com.
Stīvens H. Millers, CDT ir godalgots rakstnieks un fotogrāfs, kas specializējas būvniecības nozarē. Viņš ir Chusid Associates radošais direktors, konsultāciju uzņēmums, kas sniedz mārketinga un tehniskos pakalpojumus būvizstrādājumu ražotājiem. Ar Milleru var sazināties vietnē www.chusid.com.
Atzīmējiet tālāk esošo izvēles rūtiņu, lai apstiprinātu savu vēlmi tikt iekļautam dažādos Kenilworth Media e-pasta ziņojumos (tostarp e-biļetenos, digitālo žurnālu izdevumos, periodiskās aptaujās un piedāvājumos* inženierzinātņu un būvniecības nozarei).
*Mēs nepārdodam jūsu e-pasta adresi trešajām personām, mēs vienkārši pārsūtām jums to piedāvājumus. Protams, jums vienmēr ir tiesības atteikties no jebkādas mūsu nosūtītās saziņas abonēšanas, ja nākotnē mainīsit savas domas.
Publicēšanas laiks: 07.07.2023