Toddo Brady ir Stepheno H. Millerio sukurtas CDTC šalto formavimo (CFSF) (taip pat žinomas kaip „šviesos matuoklis“) rėmas iš pradžių buvo alternatyva medienai, tačiau po dešimtmečius trukusio agresyvaus darbo jis pagaliau atliko savo vaidmenį. Kaip ir dailidės apdorotą medieną, plieninius stulpelius ir vikšrus galima pjaustyti ir sujungti, kad būtų sukurtos sudėtingesnės formos. Tačiau iki šiol nebuvo realaus komponentų ar junginių standartizavimo. Kiekvieną neapdorotą skylę ar kitą specialų konstrukcinį elementą turi atskirai detalizuoti įrašų inžinierius (EOR). Rangovai ne visada laikosi šių su projektu susijusių detalių ir ilgą laiką gali „daryti dalykus kitaip“. Nepaisant to, lauko surinkimo kokybė labai skiriasi.
Galiausiai pažįstamumas sukelia nepasitenkinimą, o nepasitenkinimas įkvepia naujovėms. Nauji rėminimo elementai (be standartinių C-Studs ir U-Tracks) yra ne tik prieinami naudojant pažangias formavimo technologijas, bet taip pat gali būti iš anksto suprojektuoti / iš anksto patvirtinti pagal specifinius poreikius, siekiant pagerinti CFSF etapą projektavimo ir konstrukcijos požiūriu. .
Standartizuoti, specialiai sukurti komponentai, atitinkantys specifikacijas, gali nuosekliai atlikti daugelį užduočių ir užtikrinti geresnį ir patikimesnį veikimą. Jie supaprastina detalizavimą ir pateikia sprendimą, kurį rangovams lengviau tinkamai sumontuoti. Jie taip pat pagreitina statybą ir palengvina patikrinimus, taupydami laiką ir rūpesčius. Šie standartizuoti komponentai taip pat pagerina darbo vietos saugą, nes sumažina pjovimo, surinkimo, varžtų sukimo ir suvirinimo išlaidas.
Standartinė praktika be CFSF standartų tapo tokia priimta kraštovaizdžio dalimi, kad be jos sunku įsivaizduoti komercinę ar daugiaaukštę gyvenamąją statybą. Šis plačiai paplitęs pripažinimas buvo pasiektas per gana trumpą laiką ir nebuvo plačiai naudojamas iki Antrojo pasaulinio karo pabaigos.
Pirmąjį CFSF projektavimo standartą 1946 m. paskelbė Amerikos geležies ir plieno institutas (AISI). Naujausia versija AISI S 200-07 (Šiaurės Amerikos standartas šalto formavimo plieno rėmams – bendras) dabar yra standartas Kanadoje, JAV ir Meksikoje.
Pagrindinis standartizavimas padarė didelį skirtumą ir CFSF tapo populiariu statybos metodu, nesvarbu, ar jie buvo laikantys, ar nelaikantys. Jo pranašumai apima:
Kad ir kaip novatoriškas būtų AISI standartas, jis ne visko kodifikuoja. Projektuotojai ir rangovai dar turi daug ką nuspręsti.
CFSF sistema yra pagrįsta smeigėmis ir bėgiais. Plieniniai stulpai, kaip ir mediniai, yra vertikalūs elementai. Paprastai jie sudaro C formos skerspjūvį, o C "viršus" ir "apačia" sudaro siaurą smeigės (jos flanšo) matmenį. Kreiptuvai yra horizontalūs rėmo elementai (slenksčiai ir sąramos), turintys U formą, kad tilptų stelažus. Stelažų dydžiai paprastai yra panašūs į vardinę „2ד medieną: 41 x 89 mm (1 5/8 x 3 ½ colio) yra 2 x 4 colio ir 41 x 140 mm (1 5/8 x 5). ½ colio) yra lygus „2 × 6“. Šiuose pavyzdžiuose 41 mm matmuo yra vadinamas „lentyna“, o 89 mm arba 140 mm matmuo – „juostas“, pasiskolinant sąvokas, pažįstamas iš karštai valcuoto plieno ir panašių I sijos tipo elementų. Tako dydis atitinka bendrą smeigės plotį.
Dar visai neseniai projektui reikalingus tvirtesnius elementus turėjo detalizuoti EOR ir surinkti vietoje, naudojant kombinuotų smeigių ir bėgių derinį, taip pat C ir U formos elementus. Tiksli konfigūracija paprastai pateikiama rangovui ir net to paties projekto metu ji gali labai skirtis. Tačiau CFSF dešimtmečių patirtis leido pripažinti šių pagrindinių formų ribotumą ir su jomis susijusias problemas.
Pavyzdžiui, kai smeigė statybų metu atidaroma, apatiniame smeigės sienos bėgelyje gali kauptis vanduo. Pjuvenų, popieriaus ar kitų organinių medžiagų buvimas gali sukelti pelėsių ar kitų su drėgme susijusių problemų, įskaitant gipso kartono pablogėjimą arba kenkėjų pritraukimą už tvorų. Panaši problema gali kilti, jei vanduo prasiskverbia į baigtas sienas ir susirenka dėl kondensato, nuotėkio ar išsiliejimo.
Vienas iš sprendimų – specialus takas su išgręžtomis skylėmis drenažui. Taip pat kuriami patobulinti smeigių dizainai. Jie pasižymi naujoviškomis savybėmis, tokiomis kaip strategiškai išdėstytos briaunos, kurios lankstosi skerspjūvyje, kad būtų padidintas standumas. Tekstūruotas smeigės paviršius neleidžia varžtui „judėti“, todėl sujungimas yra švaresnis ir apdaila yra vienodesnė. Šie nedideli patobulinimai, padauginti iš dešimčių tūkstančių spyglių, gali turėti didžiulę įtaką projektui.
Paprastoms sienoms be grubių skylių dažnai pakanka tradicinių smeigių ir bėgių. Apkrovos gali apimti pačios sienos svorį, ant jos esančią apdailą ir įrangą, vėjo svorį, o kai kurioms sienoms taip pat gali būti įtrauktos nuolatinės ir laikinos apkrovos iš stogo arba aukščiau esančio grindų. Šios apkrovos nuo viršutinio bėgio perduodamos į kolonas, į apatinį bėgį, o iš ten į pamatą ar kitas antstato dalis (pvz., betoninį paklotą arba konstrukcines plienines kolonas ir sijas).
Jei sienoje yra šiurkšti anga (RO) (pvz., durys, langas ar didelis ŠVOK kanalas), apkrova iš viršaus turi būti perkelta aplink ją. Sąrama turi būti pakankamai tvirta, kad išlaikytų apkrovą iš vienos ar kelių vadinamųjų smeigių (ir pritvirtintos gipso kartono plokštės) virš sąramos ir perkeltų ją į staktos smeiges (RO vertikalius elementus).
Taip pat durų staktos turi būti suprojektuotos taip, kad atlaikytų didesnę apkrovą nei įprasti stulpeliai. Pavyzdžiui, vidaus erdvėse anga turi būti pakankamai stipri, kad išlaikytų gipso kartono svorį virš angos (ty 29 kg/m2 [6 svarai kvadratinei pėdai] [vienas 16 mm (5/8 colio) sluoksnis val. sienos.) vienoje tinko pusėje] arba 54 kg/m2 [11 svarų kvadratinei pėdai] dviejų valandų konstrukcinei sienai [du 16 mm tinko sluoksniai vienoje pusėje]), pridėjus seisminę apkrovą ir paprastai durys ir jų inercinis veikimas. Išorinėse vietose angos turi atlaikyti vėjo, žemės drebėjimo ir panašias apkrovas.
Tradicinėje CFSF konstrukcijoje antgaliai ir slenksčių stulpeliai gaminami vietoje, sujungiant standartines lentjuostes ir bėgelius į tvirtesnį vienetą. Įprastas atvirkštinio osmoso kolektorius, žinomas kaip kasetinis kolektorius, pagamintas prisukant ir (arba) suvirinant penkias dalis. Du stulpai yra sujungti dviem bėgiais, o trečiasis bėgelis yra pritvirtintas viršuje su skyle į viršų, kad stulpas būtų virš skylės (1 pav.). Kitas dėžės jungties tipas susideda tik iš keturių dalių: dviejų smeigių ir dviejų kreiptuvų. Kitas susideda iš trijų dalių – dviejų takelių ir plaukų segtuko. Tikslūs šių komponentų gamybos metodai nėra standartizuoti, bet skiriasi tarp rangovų ir net darbuotojų.
Nors kombinatorinė gamyba gali sukelti nemažai problemų, pramonėje ji pasiteisino. Inžinerinio etapo kaina buvo didelė, nes nebuvo standartų, todėl grubias angas reikėjo projektuoti ir užbaigti individualiai. Šių daug darbo reikalaujančių komponentų pjovimas ir surinkimas vietoje taip pat padidina sąnaudas, eikvoja medžiagas, padidina atliekų kiekį ir padidina saugos riziką. Be to, tai sukuria kokybės ir nuoseklumo problemų, dėl kurių profesionalūs dizaineriai turėtų ypač susirūpinti. Tai sumažina rėmo nuoseklumą, kokybę ir patikimumą, taip pat gali turėti įtakos gipso kartono apdailos kokybei. (Šių problemų pavyzdžius žr. „Blogas ryšys“.)
Sujungimo sistemos Modulinių jungčių tvirtinimas prie stelažų taip pat gali sukelti estetinių problemų. Metalo ir metalo persidengimas dėl modulinio kolektoriaus skirtukų gali turėti įtakos sienos apdailai. Jokia vidinė gipso kartono plokštė arba išorinė danga neturėtų būti lygiai ant metalinio lakšto, iš kurio išsikiša varžtų galvutės. Dėl iškilusių sienų paviršių gali atsirasti pastebimų nelygių apdailų, todėl norint juos paslėpti, reikia atlikti papildomus koregavimo darbus.
Vienas iš sujungimo problemos sprendimų yra naudoti paruoštus spaustukus, pritvirtinti juos prie staktos stulpų ir suderinti sujungimus. Šis metodas standartizuoja jungtis ir pašalina neatitikimus, atsiradusius dėl gamybos vietoje. Spaustuvas pašalina metalinį persidengimą ir išsikišusias varžtų galvutes ant sienos, pagerindamas sienos apdailą. Tai taip pat gali perpus sumažinti montavimo darbo sąnaudas. Anksčiau vienas darbuotojas turėjo laikyti antraštę lygiai, o kitas prisukdavo ją į vietą. Gnybtų sistemoje darbuotojas sumontuoja spaustukus, o tada prie spaustukų pritvirtina jungtis. Šis spaustukas paprastai gaminamas kaip surenkamos tvirtinimo sistemos dalis.
Priežastis, kodėl kolektoriai gaminami iš kelių sulenkto metalo gabalų, yra pateikti kažką tvirtesnio nei vienas takelis, kuris paremtų sieną virš angos. Kadangi lenkiant metalas standinamas, kad būtų išvengta deformacijos, efektyviai formuojant mikrospindulius didesnėje elemento plokštumoje, tą patį rezultatą galima pasiekti naudojant vieną metalo gabalą su daugybe lenkimų.
Šį principą lengva suprasti laikant popieriaus lapą šiek tiek ištiestomis rankomis. Pirma, popierius susilanksto per vidurį ir paslysta. Tačiau jei jis vieną kartą sulankstytas išilgai ir tada išvyniotas (kad popierius sudarytų V formos kanalą), mažiau tikėtina, kad jis sulinks ir nukris. Kuo daugiau klostysite, tuo jis bus standesnis (tam tikrose ribose).
Daugkartinio lenkimo technika išnaudoja šį efektą, pridedant sukrautus griovelius, kanalus ir kilpas į bendrą formą. „Tiesioginis stiprumo skaičiavimas“ – naujas praktinis kompiuterinės analizės metodas – pakeitė tradicinį „efektyvųjį pločio skaičiavimą“ ir leido paprastas formas paversti tinkamomis, efektyvesnėmis konfigūracijomis, kad būtų gauti geresni plieno rezultatai. Šią tendenciją galima pastebėti daugelyje CFSF sistemų. Šios formos, ypač kai naudojamas tvirtesnis plienas (390 MPa (57 psi), o ne ankstesnis pramonės standartas 250 MPa (36 psi)), gali pagerinti bendrą elemento veikimą be jokių kompromisų dėl dydžio, svorio ar storio. tapti. buvo pasikeitimų.
Šaltai formuoto plieno atveju turi įtakos dar vienas veiksnys. Šaltasis plieno apdirbimas, pavyzdžiui, lenkimas, keičia paties plieno savybes. Apdorojamos plieno dalies takumo riba ir atsparumas tempimui didėja, tačiau mažėja plastiškumas. Labiausiai veikiančios dalys gauna daugiausiai. Dėl ritininio formavimo pažangos atsirado griežtesni lenkimai, o tai reiškia, kad arčiausiai išlenkto krašto esantis plienas reikalauja daugiau darbo nei senas ritininio formavimo procesas. Kuo didesni ir griežtesni posūkiai, tuo daugiau plieno elemente bus sustiprintas šalto apdirbimo būdu, padidinant bendrą elemento stiprumą.
Įprasti U formos vikšrai turi du posūkius, C formos smeigės – keturis posūkius. Iš anksto suprojektuotas modifikuotas W kolektorius turi 14 posūkių, išdėstytų taip, kad maksimaliai padidintų metalo, aktyviai atsparaus įtempiams, kiekį. Vienintelis šios konfigūracijos elementas gali būti visas durų rėmas grubioje durų staktos angoje.
Esant labai plačioms angoms (ty daugiau nei 2 m [7 pėdoms]) arba esant didelėms apkrovoms, daugiakampis gali būti papildomai sutvirtintas atitinkamais W formos įdėklais. Pridedama daugiau metalo ir 14 posūkių, todėl bendras lenkimų skaičius bendroje formoje yra 28. Įdėklas dedamas į daugiakampį su apverstais W, kad du W kartu sudarytų grubią X formą. W kojos veikia kaip skersiniai. Jie sumontavo trūkstamas smeiges virš RO, kurios buvo laikomos varžtais. Tai taikoma neatsižvelgiant į tai, ar sumontuotas armuojantis įdėklas.
Pagrindiniai šios iš anksto suformuotos galvutės / spaustuko sistemos pranašumai yra greitis, nuoseklumas ir patobulinta apdaila. Pasirinkę sertifikuotą surenkamą sąramų sistemą, pvz., patvirtintą Tarptautinio praktikos kodekso komiteto vertinimo tarnybos (ICC-ES), dizaineriai gali nurodyti komponentus pagal apkrovos ir sienos tipo priešgaisrinės apsaugos reikalavimus, todėl nereikės projektuoti ir detalizuoti kiekvieno darbo. , taupydami laiką ir išteklius. (ICC-ES, Tarptautinių kodeksų komiteto vertinimo tarnyba, akredituota Kanados Standartų tarybos [SCC]). Šis surenkamasis gaminys taip pat užtikrina, kad žaliuzių angos būtų pastatytos taip, kaip suprojektuota, nuosekliai tvirtos ir kokybiškos, be nukrypimų dėl pjovimo ir surinkimo vietoje.
Taip pat pagerėjo montavimo nuoseklumas, nes spaustukuose yra iš anksto išgręžtos srieginės skylės, todėl jungtis su staktos smeigėmis lengviau sunumeruoti ir uždėti. Pašalina metalo persidengimus ant sienų, pagerina gipso kartono paviršiaus lygumą ir apsaugo nuo nelygumo.
Be to, tokios sistemos turi naudos aplinkai. Lyginant su kompozitiniais komponentais, vientisų kolektorių plieno sąnaudos gali būti sumažintos iki 40%. Kadangi tam nereikia suvirinti, pašalinamos lydinčios nuodingų dujų emisijos.
Plačios flanšinės smeigės Tradicinės smeigės gaminamos sujungiant (įsukant ir (arba) suvirinant) dvi ar daugiau smeigių. Nors jie yra galingi, jie taip pat gali sukurti savo problemų. Juos daug lengviau surinkti prieš montuojant, ypač kai kalbama apie litavimą. Tačiau tai blokuoja prieigą prie smeigių dalies, pritvirtintos prie tuščiavidurio metalinio rėmo (HMF) durų.
Vienas iš sprendimų yra išpjauti skylę viename iš statramsčių, kad būtų galima pritvirtinti prie rėmo iš vertikalios konstrukcijos vidaus. Tačiau tai gali apsunkinti patikrinimą ir pareikalauti papildomo darbo. Buvo žinoma, kad inspektoriai primygtinai reikalauja pritvirtinti HMF prie vienos durų staktos smeigės pusės ir ją patikrinti, tada suvirinti antrąją dvigubo smeigės mazgo pusę. Tai sustabdo visus darbus aplink durų angą, gali atidėti kitus darbus ir dėl suvirinimo vietoje reikalinga didesnė apsauga nuo gaisro.
Surenkamos plačių pečių smeigės (specialiai sukurtos kaip staktos smeigės) gali būti naudojamos vietoje sukrautų smeigių, taip sutaupant daug laiko ir medžiagų. Prieigos problemos, susijusios su HMF durų anga, taip pat išspręstos, nes atvira C pusė leidžia nepertraukiamai patekti ir lengvai patikrinti. Atvira C forma taip pat užtikrina visišką izoliaciją, kur kombinuotos sąramos ir staktos stulpai paprastai sukuria 102–152 mm (4–6 colių) izoliacijos tarpą aplink durų angą.
Jungtys sienos viršuje Kita dizaino sritis, kuriai buvo naudingos naujovės, yra jungtis sienos viršuje su viršutiniu aukštu. Atstumas nuo vieno aukšto iki kito laikui bėgant gali šiek tiek skirtis dėl denio deformacijos skirtumo skirtingomis apkrovos sąlygomis. Nelaikančioms sienoms tarp smeigių viršaus ir plokštės turi būti tarpas, tai leidžia paklotui judėti žemyn nesutraiškant smeigių. Platforma taip pat turi turėti galimybę judėti aukštyn nesulaužant smeigių. Tarpas yra ne mažesnis kaip 12,5 mm (½ colio), o tai yra pusė visos eigos tolerancijos ±12,5 mm.
Dominuoja du tradiciniai sprendimai. Vienas iš jų yra pritvirtinti ilgą takelį (50 arba 60 mm (2 arba 2,5 colio)) prie pakloto, kai smeigių galiukai tiesiog įkišti į takelį, o ne pritvirtinti. Kad smeigės nesisuktų ir neprarastų savo konstrukcinės vertės, per smeigės skylę 150 mm (6 colių) atstumu nuo sienos viršaus įkišamas šaltai valcuoto kanalo gabalas. sunaudojantis procesas Procesas nėra populiarus tarp rangovų. Siekdami sumažinti kampus, kai kurie rangovai gali net atsisakyti šaltai valcuotų kanalų, uždėdami smeiges ant bėgių, neturėdami jokių priemonių jų laikyti arba išlyginti. Tai pažeidžia ASTM C 754 standartinę plieno rėmo elementų montavimo praktiką, skirtą gaminti srieginius gipso kartono gaminius, kurioje teigiama, kad smeigės turi būti pritvirtintos prie bėgių varžtais. Jei šis nukrypimas nuo projekto nebus aptiktas, tai turės įtakos gatavos sienos kokybei.
Kitas plačiai naudojamas sprendimas – dvivėžės konstrukcija. Standartinis takelis dedamas ant smeigių viršaus ir kiekviena smeigė prie jo prisukama varžtais. Antrasis, pagal užsakymą pagamintas, platesnis takelis yra virš pirmojo ir prijungiamas prie viršutinio denio. Standartiniai takeliai gali slysti aukštyn ir žemyn tinkintuose takeliuose.
Šiai užduočiai atlikti buvo sukurti keli sprendimai, visi jie apima specializuotus komponentus, užtikrinančius plyšines jungtis. Variacijos apima plyšio takelio tipą arba įpjovos spaustuko tipą, naudojamą takeliui pritvirtinti prie denio. Pavyzdžiui, pritvirtinkite išpjovą bėgelį prie apatinės denio pusės naudodami tvirtinimo būdą, tinkamą konkrečiai denio medžiagai. Sraigtai su įpjovomis yra pritvirtinti prie smeigių viršūnių (pagal ASTM C 754), todėl jungtis gali judėti aukštyn ir žemyn maždaug 25 mm (1 colio) atstumu.
Ugniasienėje tokios plūduriuojančios jungtys turi būti apsaugotos nuo ugnies. Po grioveliais betonu užpildytu plieniniu paklotu antipireninė medžiaga turi užpildyti nelygią erdvę po grioveliu ir išlaikyti savo gaisro gesinimo funkciją, kai keičiasi atstumas tarp sienos viršaus ir pakloto. Šiam sujungimui naudojami komponentai buvo išbandyti pagal naująjį ASTM E 2837-11 (standartinį bandymo metodą, skirtą tvirtos sienelės galvutės jungčių sistemų, sumontuotų tarp vardinių sienos komponentų ir neįvertintų horizontalių komponentų, atsparumo ugniai nustatymo metodas). Standartas pagrįstas Underwriters Laboratories (UL) 2079 „Pastatų jungiamųjų sistemų ugnies bandymas“.
Specialios jungties naudojimo sienos viršuje pranašumas yra tas, kad joje gali būti standartizuotų, pagal kodą patvirtintų, ugniai atsparių mazgų. Įprasta konstrukcija yra pastatyti ugniai atsparią medžiagą ant denio ir pakabinti kelis colius virš sienų iš abiejų pusių. Lygiai taip pat, kaip siena gali laisvai slysti aukštyn ir žemyn įstrižainėje, ji taip pat gali slysti aukštyn ir žemyn priešgaisrinėje jungtyje. Šio komponento medžiagos gali būti mineralinė vata, ugniai atsparus cementinis konstrukcinis plienas arba gipso kartono plokštės, naudojamos atskirai arba kartu. Tokios sistemos turi būti išbandytos, patvirtintos ir įtrauktos į katalogus, tokius kaip Underwriters Laboratories of Canada (ULC).
Išvada Standartizacija yra visos šiuolaikinės architektūros pagrindas. Ironiška, bet šalto formavimo plieno rėmų „standartinė praktika“ yra mažai standartizuota, o tas tradicijas laužančios naujovės taip pat yra standartų kūrėjos.
Šių standartizuotų sistemų naudojimas gali apsaugoti dizainerius ir savininkus, sutaupyti daug laiko ir pinigų bei pagerinti svetainės saugą. Jie suteikia statybai nuoseklumo ir labiau tikėtina, kad veiks taip, kaip numatyta, nei pastatytos sistemos. Dėl lengvumo, tvarumo ir įperkamumo derinio CFSF greičiausiai padidins savo dalį statybų rinkoje, be jokios abejonės, paskatins tolesnes naujoves.
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.
Stephenas H. Milleris, CDT yra apdovanojimus pelnęs rašytojas ir fotografas, besispecializuojantis statybų pramonėje. Jis yra konsultacinės įmonės „Chusid Associates“, teikiančios rinkodaros ir technines paslaugas statybos produktų gamintojams, kūrybos direktorius. Su Milleriu galima susisiekti adresu www.chusid.com.
Pažymėkite toliau esantį laukelį, kad patvirtintumėte savo norą būti įtrauktam į įvairius Kenilworth Media pranešimus el. paštu (įskaitant el. naujienlaiškius, skaitmeninių žurnalų numerius, periodines apklausas ir pasiūlymus* inžinerijos ir statybos pramonei).
*Mes neparduodame jūsų el. pašto adreso trečiosioms šalims, tiesiog persiunčiame jums jų pasiūlymus. Žinoma, jūs visada turite teisę atsisakyti bet kokių mūsų jums siunčiamų pranešimų prenumeratos, jei apsigalvosite ateityje.
Paskelbimo laikas: 2023-07-07