Дизајнирана од Тод Брејди и Стивен Х. Милер, рамката со ладна форма CDTC (CFSF) (позната и како „мерач на светлина“) првично беше алтернатива на дрвото, но по децении агресивна работа, конечно ја одигра својата улога. Како дрвото доработено од столар, челичните столбови и шини може да се исечат и комбинираат за да создадат посложени форми. Сепак, до неодамна немаше вистинска стандардизација на компонентите или соединенијата. Секоја груба дупка или друг посебен структурен елемент мора да биде поединечно детално опишан од инженер за евиденција (EOR). Изведувачите не секогаш ги следат овие детали специфични за проектот и може да ги „прават работите поинаку“ долго време. И покрај ова, постојат значителни разлики во квалитетот на склопувањето на теренот.
На крајот на краиштата, блискоста раѓа незадоволство, а незадоволството инспирира иновации. Новите членови на кадрирање (надвор од стандардните C-Studs и U-Tracks) не се достапни само со користење на напредни техники за обликување, туку исто така можат да бидат претходно инженерски/претходно одобрени за специфични потреби за подобрување на фазата CFSF во однос на дизајнот и конструкцијата. .
Стандардизираните, наменски изградени компоненти кои одговараат на спецификациите можат да извршуваат многу задачи на доследен начин, обезбедувајќи подобри и посигурни перформанси. Тие го поедноставуваат детализирањето и обезбедуваат решение што е полесно за изведувачите правилно да го инсталираат. Тие исто така ја забрзуваат изградбата и ги олеснуваат инспекциите, заштедувајќи време и мака. Овие стандардизирани компоненти, исто така, ја подобруваат безбедноста на работното место со намалување на трошоците за сечење, монтажа, навртување и заварување.
Стандардната практика без стандардите на CFSF стана толку прифатен дел од пејзажот што е тешко да се замисли комерцијална или висока станбена градба без неа. Ова широко распространето прифаќање беше постигнато за релативно краток временски период и не беше широко користен до крајот на Втората светска војна.
Првиот стандард за дизајн на CFSF беше објавен во 1946 година од страна на Американскиот институт за железо и челик (AISI). Најновата верзија, AISI S 200-07 (Северноамерикански стандард за рамка од ладно оформен челик – Општо), сега е стандард во Канада, САД и Мексико.
Основната стандардизација направи голема разлика и CFSF стана популарен метод на градба, без разлика дали тие беа носечки или неносливи. Неговите придобивки вклучуваат:
Колку и да е иновативен стандардот AISI, тој не кодифицира сè. Дизајнерите и изведувачите имаат уште многу да одлучат.
Системот CFSF се заснова на столпчиња и шини. Челичните столбови, како дрвени столбови, се вертикални елементи. Тие обично формираат пресек во облик на C, при што „горниот“ и „долниот дел“ на C ја формираат тесната димензија на обетката (неговата прирабница). Водичите се хоризонтални елементи на рамката (прагови и надвратници), кои имаат форма на буквата У за сместување на лавици. Големините на решетките обично се слични на номиналната граѓа „2ד: 41 x 89 mm (1 5/8 x 3 ½ инчи) е „2 x 4“ и 41 x 140 mm (1 5/8 x 5). ½ инч) е еднакво на „2×6″. Во овие примери, димензијата од 41 mm е означена како „полица“, а димензијата од 89 mm или 140 mm се нарекува „мрежа“, позајмувајќи концепти познати од топло валани челик и слични членови од типот I-зраци. Големината на патеката одговара на вкупната ширина на обетката.
До неодамна, посилните елементи што ги бараше проектот мораше да бидат детализирани од EOR и да се склопат на лице место користејќи комбинација од комбинирани столпчиња и шини, како и елементи во облик на C и U. Точната конфигурација обично му се обезбедува на изведувачот, па дури и во рамките на истиот проект може многу да варира. Сепак, децениското искуство на CFSF доведе до препознавање на ограничувањата на овие основни форми и проблемите поврзани со нив.
На пример, водата може да се акумулира во долната шина на ѕидот на обетката кога обетката се отвора за време на изградбата. Присуството на струготини, хартија или други органски материјали може да предизвика мувла или други проблеми поврзани со влагата, вклучително и влошување на drywall или привлекување штетници зад оградите. Сличен проблем може да се појави ако водата навлезе во завршените ѕидови и се собира од кондензација, протекување или излевање.
Едно решение е специјална патека со дупки дупчат за одводнување. Во развој се и подобрени дизајни на нитни. Тие се карактеризираат со иновативни карактеристики како што се стратешки поставени ребра кои се виткаат во пресек за дополнителна цврстина. Текстурираната површина на обетката го спречува „движењето“ на завртката, што резултира со почиста врска и порамномерна завршница. Овие мали подобрувања, помножени со десетици илјади шила, можат да имаат огромно влијание врз проектот.
Одење подалеку од столпчиња и шини Традиционалните столпчиња и шини често се доволни за едноставни ѕидови без груби дупки. Товарите може да ја вклучуваат тежината на самиот ѕид, завршетоците и опремата на него, тежината на ветрот, а за некои ѕидови исто така вклучуваат постојани и привремени товари од покривот или подот горе. Овие оптоварувања се пренесуваат од горната шина до столбовите, до долната шина и од таму до темелот или другите делови на надградбата (на пр. бетонска палуба или конструктивни челични столбови и греди).
Ако има груб отвор (RO) во ѕидот (како врата, прозорец или голем HVAC канал), товарот од над отворот мора да се пренесе околу него. Надвратникот мора да биде доволно цврст за да го поддржи товарот од една или повеќе таканаречени столпчиња (и приложениот drywall) над надвратникот и да го префрли на навртките (вертикални членови RO).
Слично на тоа, столпчињата за држачи на вратите мора да бидат дизајнирани да носат поголем товар од обичните столбови. На пример, во внатрешните простори, отворот мора да биде доволно силен за да ја поддржи тежината на гипс картон над отворот (т.е. 29 kg/m2 [6 lbs по квадратен стапал] [еден слој од 16 mm (5/8 инчи) на час ѕид.) по страна од малтер] или 54 kg/m2 [11 фунти по квадратен стапал] за двочасовен структурен ѕид [два слоја малтер од 16 mm по страна]), плус сеизмичко оптоварување и обично тежината на вратата и нејзината инерцијална работа. На надворешните локации, отворите мора да бидат способни да издржат ветер, земјотрес и слични оптоварувања.
Во традиционалниот дизајн на CFSF, заглавјата и столбовите на праговите се направени на лице место со комбинирање на стандардни летви и шини во поцврста единица. Типичен колектор за обратна осмоза, познат како колектор со касета, се прави со навртување и/или заварување пет парчиња заедно. Два столба се опколени со две шини, а третата шина е прикачена на врвот со дупката свртена нагоре за да го поставите столбот над дупката (Слика 1). Друг тип на спојување на кутии се состои од само четири дела: две столпчиња и два водилки. Другиот се состои од три дела – две патеки и фиба. Точните методи на производство за овие компоненти не се стандардизирани, но варираат помеѓу изведувачите, па дури и работниците.
Иако комбинираното производство може да предизвика голем број проблеми, тоа добро се докажа во индустријата. Трошоците за инженерската фаза беа високи бидејќи немаше стандарди, па грубите отвори требаше да се проектираат и финализираат поединечно. Сечењето и составувањето на овие трудоинтензивни компоненти на лице место, исто така, ги зголемува трошоците, ги троши материјалите, го зголемува отпадот на локацијата и ги зголемува ризиците за безбедноста на локацијата. Покрај тоа, тој создава прашања за квалитетот и конзистентноста за кои професионалните дизајнери треба да бидат особено загрижени. Ова има тенденција да ја намали конзистентноста, квалитетот и доверливоста на рамката, а исто така може да влијае на квалитетот на финишот на гипс картон. (Видете „Лоша врска“ за примери за овие проблеми.)
Системи за поврзување Прицврстувањето модуларни врски на лавици може да предизвика и естетски проблеми. Преклопувањето од метал со метал предизвикано од јазичиња на модуларниот колектор може да влијае на финишот на ѕидот. Ниту еден внатрешен гипс картон или надворешно обложување не треба да лежи рамно на металниот лим од кој излегуваат главите на завртките. Подигнатите ѕидни површини може да предизвикаат забележителни нерамни завршетоци и бараат дополнителна корективна работа за да се сокријат.
Едно решение за проблемот со поврзувањето е да користите готови стеги, да ги прицврстите на столбовите на заглавувањето и да ги координирате зглобовите. Овој пристап ги стандардизира врските и ги елиминира недоследностите предизвикани од изработка на лице место. Стегачот го елиминира металното преклопување и испакнатите глави на завртките на ѕидот, подобрувајќи го финишот на ѕидот. Исто така, може да ги намали трошоците за работна сила за инсталација на половина. Претходно, еден работник мораше да го држи заглавието на ниво, додека друг го навртуваше на своето место. Во системот со клипови, работник ги инсталира клиповите и потоа ги прицврстува конекторите на клиповите. Оваа стегач обично се произведува како дел од префабрикуван систем за фитинг.
Причината за изработка на колектори од повеќе парчиња свиткан метал е да се обезбеди нешто посилно од едно парче патека за поддршка на ѕидот над отворот. Бидејќи виткањето го вкочанува металот за да спречи искривување, ефикасно формирајќи микрогреди во поголемата рамнина на елементот, истиот резултат може да се постигне со користење на едно парче метал со многу свиоци.
Овој принцип е лесно да се разбере со држење на лист хартија во малку испружени раце. Прво, хартијата се превиткува на средина и се лизга. Меѓутоа, ако се свитка еднаш по должината и потоа се одвиткува (така хартијата да формира канал во форма на V), помала е веројатноста да се свитка и да падне. Колку повеќе набори правите, толку ќе биде поцврсто (во одредени граници).
Техниката на повеќекратно свиткување го користи овој ефект со додавање наредени жлебови, канали и јамки на целокупната форма. „Директна пресметка на јачината“ – нов практичен метод за анализа со помош на компјутер – ја замени традиционалната „Ефективна пресметка на ширината“ и овозможи едноставните форми да се претворат во соодветни, поефикасни конфигурации за да се добијат подобри резултати од челикот. Овој тренд може да се види во многу CFSF системи. Овие форми, особено кога се користи појак челик (390 MPa (57 psi) наместо претходниот индустриски стандард од 250 MPa (36 psi)), може да ги подобрат вкупните перформанси на елементот без никаков компромис во големината, тежината или дебелината. стане. имаше промени.
Во случајот на ладно оформен челик, друг фактор доаѓа во игра. Ладна обработка на челик, како што е свиткување, ги менува својствата на самиот челик. Јачината на попуштање и цврстината на истегнување на обработениот дел од челикот се зголемуваат, но еластичноста се намалува. Деловите што работат најмногу добиваат најмногу. Напредокот во обликувањето на ролна резултираше со поцврсти свиоци, што значи дека челикот најблиску до заоблениот раб бара повеќе работа отколку стариот процес на формирање на ролна. Колку се поголеми и поцврсти свиоците, толку повеќе челик во елементот ќе се зајакне со ладна работа, зголемувајќи ја вкупната јачина на елементот.
Редовните патеки во форма на буквата У имаат две кривини, Ц-столбовите имаат четири свиоци. Однапред конструираниот модифициран W колектор има 14 свиоци наредени за да го максимизираат количеството метал кој активно се спротивставува на стрес. Единечното парче во оваа конфигурација може да биде целата рамка на вратата во грубиот отвор на рамката на вратата.
За многу широки отвори (т.е. над 2 m [7 стапки]) или големи оптоварувања, полигонот може дополнително да се зајакне со соодветни влошки во форма на W. Додава повеќе метал и 14 свиоци, со што вкупниот број на свиоци во целокупната форма е 28. Вметнувањето е поставено внатре во полигонот со превртени Ws така што двете W заедно формираат груба X-форма. Нозете на W делуваат како попречни шипки. Тие ги поставија столпчињата што недостасуваа над RO, кои беа држени со завртки. Ова важи без разлика дали е инсталиран зајакнувач или не.
Главните придобивки од овој претходно формиран систем за глава/клип се брзината, конзистентноста и подобрената завршница. Со избирање на сертифициран префабрикуван надвратен систем, како што е одобрен од Службата за евалуација на Комитетот за меѓународни законитости (ICC-ES), дизајнерите можат да ги специфицираат компонентите врз основа на барањата за заштита од пожари од оптоварување и тип на ѕид и да избегнат дизајнирање и детали за секоја работа , заштедувајќи време и ресурси. (ICC-ES, Служба за евалуација на комитетот за меѓународни кодови, акредитирана од Советот за стандарди на Канада [SCC]). Оваа префабрикација, исто така, осигурува дека слепите отвори се изградени како што е дизајнирано, со постојана структурна цврстина и квалитет, без отстапувања поради сечење и монтажа на лице место.
Конзистентноста на инсталацијата е исто така подобрена бидејќи стегите имаат претходно издупчени дупки со навој, што го олеснува нумерирањето и поставувањето на спојниците со нишките. Ги елиминира металните преклопувања на ѕидовите, ја подобрува плошноста на површината на гипс картон и спречува нерамномерност.
Покрај тоа, ваквите системи имаат еколошки придобивки. Во споредба со композитните компоненти, потрошувачката на челик на едноделните колектори може да се намали до 40%. Бидејќи ова не бара заварување, се елиминираат придружните емисии на токсични гасови.
Навртки со широка прирабница Традиционалните столпчиња се прават со спојување (зашрафување и/или заварување) на две или повеќе столпчиња. Иако се моќни, тие можат и сами да си создаваат проблеми. Тие се многу полесно да се соберат пред инсталацијата, особено кога станува збор за лемење. Сепак, ова го блокира пристапот до делот за обетка прикачен на вратата од шуплива метална рамка (HMF).
Едно решение е да се отсече дупка во еден од исправените столбови за да се прицврсти на рамката од внатрешноста на исправениот склоп. Сепак, ова може да ја отежне проверката и да бара дополнителна работа. Познато е дека инспекторите инсистираат на прицврстување на HMF на едната половина од обетката на вратата и да ја проверат, а потоа да ја заварат втората половина од склопот на двојната обетка на своето место. Ова ја запира целата работа околу вратата, може да ја одложи другата работа и бара зголемена заштита од пожар поради заварување на лице место.
Монтажни столпчиња со широки раменици (специјално дизајнирани како нитни нитни) може да се користат наместо нитни што се наложуваат, заштедувајќи значително време и материјал. Проблемите со пристапот поврзани со вратата HMF исто така се решени бидејќи отворената страна C овозможува непрекинат пристап и лесна проверка. Отворениот C-облик, исто така, обезбедува целосна изолација каде што комбинираните надвратници и столбови обично создаваат празнина од 102 до 152 mm (4 до 6 инчи) во изолацијата околу вратата.
Врски на врвот на ѕидот Друга област на дизајн што има корист од иновациите е поврзувањето на горниот дел од ѕидот со горната палуба. Растојанието од еден кат до друг може малку да варира со текот на времето поради варијации во отклонувањето на палубата при различни услови на товарење. За неносливи ѕидови, треба да има празнина помеѓу врвот на столпчињата и панелот, што овозможува палубата да се движи надолу без да ги дроби столпчињата. Платформата исто така мора да може да се движи нагоре без да ги скрши столпчињата. Расчистувањето е најмалку 12,5 mm (½ инчи), што е половина од вкупната толеранција на патување од ±12,5 mm.
Доминираат две традиционални решенија. Една од нив е да прикачите долга патека (50 или 60 mm (2 или 2,5 инчи)) на палубата, со врвовите на обетките едноставно вметнати во патеката, не обезбедени. За да се спречи извиткување на столпчињата и губење на нивната структурна вредност, парче ладно валани канал се вметнува низ дупката во обетката на растојание од 150 mm (6 инчи) од врвот на ѕидот. процес на потрошувачка Процесот не е популарен кај изведувачите. Во обид да ги скратат аглите, некои изведувачи може дури и да се откажат од ладно валани канали со ставање на столпчиња на шини без средства за нивно држење или израмнување. Ова ја прекршува стандардната практика на ASTM C 754 за инсталирање членови на челична рамка за производство на производи од гипс картон со навој, која вели дека столпчињата мора да се прицврстат на шините со завртки. Ако ова отстапување од дизајнот не се открие, тоа ќе влијае на квалитетот на готовиот ѕид.
Друго широко користено решение е дизајнот на двојна патека. Стандардната патека е поставена на врвот на столпчињата и секоја обетка е прицврстена на неа. Втора, нарачана, поширока патека е поставена над првата и поврзана со горната палуба. Стандардните песни може да се лизгаат нагоре и надолу во сопствените патеки.
Развиени се неколку решенија за оваа задача, од кои сите вклучуваат специјализирани компоненти кои обезбедуваат врски со дупчиња. Варијациите го вклучуваат типот на патеката со дупчиња или типот на спојката што се користи за прицврстување на патеката на палубата. На пример, прицврстете шина со процепи на долната страна на палубата користејќи метод на прицврстување соодветен за конкретниот материјал на палубата. Завртките со дупчиња се прикачени на врвовите на столпчињата (според ASTM C 754) овозможувајќи поврзувањето да се движи нагоре и надолу за приближно 25 mm (1 инч).
Во заштитен ѕид, таквите пловечки врски мора да бидат заштитени од пожар. Под жлебната челична палуба исполнета со бетон, материјалот за огноотпорен материјал мора да може да го пополни нерамниот простор под жлебот и да ја одржува својата функција за гаснење пожар како што се менува растојанието помеѓу врвот на ѕидот и палубата. Компонентите што се користат за овој спој се тестирани во согласност со новиот ASTM E 2837-11 (Стандарден метод за тестирање за одредување на отпорност на пожар на цврсти ѕидни системи за зглобови инсталирани помеѓу номиналните ѕидни компоненти и неоценетите хоризонтални компоненти). Стандардот се заснова на Underwriters Laboratories (UL) 2079, „Тестирање на пожар за градење системи за поврзување“.
Предноста на користењето наменска врска на врвот на ѕидот е тоа што може да вклучува стандардизирани, огноотпорни склопови одобрени со код. Типична конструкција е да се постави огноотпорниот материјал на палубата и да се закачи неколку инчи над врвот на ѕидовите од двете страни. Исто како што ѕидот може слободно да се лизга нагоре и надолу во тела за млазница, може да се лизга нагоре и надолу и во огнениот спој. Материјалите за оваа компонента може да вклучуваат минерална волна, огноотпорен огноотпорен цементиран челик или drywall, што се користи самостојно или во комбинација. Таквите системи мора да бидат тестирани, одобрени и наведени во каталози како што се Underwriters Laboratories of Canada (ULC).
Заклучок Стандардизацијата е основа на целата модерна архитектура. Иронично, има мала стандардизација на „стандардната практика“ кога станува збор за ладно обликувана челична рамка, а иновациите што ги кршат тие традиции се исто така креатори на стандарди.
Употребата на овие стандардизирани системи може да ги заштити дизајнерите и сопствениците, да заштеди значително време и пари и да ја подобри безбедноста на локацијата. Тие носат конзистентност во изградбата и имаат поголема веројатност да работат како што е предвидено отколку изградените системи. Со комбинација на леснотија, одржливост и достапност, CFSF најверојатно ќе го зголеми својот удел на градежниот пазар, без сомнение поттикнувајќи понатамошни иновации.
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.
Стивен Х. Милер, ЦДТ е наградуван писател и фотограф специјализиран за градежната индустрија. Тој е креативен директор на Chusid Associates, консултантска фирма која обезбедува маркетинг и технички услуги за производителите на градежни производи. Милер може да се контактира на www.chusid.com.
Обележете го полето подолу за да ја потврдите вашата желба да бидете вклучени во различни пораки преку е-пошта од Kenilworth Media (вклучувајќи е-билтени, изданија на дигитални списанија, периодични истражувања и понуди* за инженерската и градежната индустрија).
*Ние не ја продаваме вашата адреса за е-пошта на трети страни, туку едноставно ги проследуваме нивните понуди до вас. Се разбира, секогаш имате право да се откажете од какви било комуникации што ви ги испраќаме доколку се премислите во иднина.
Време на објавување: јули-07-2023 година