Дизајниран од стране Тодда Брејдија и Стивена Х. Милера, ЦДТЦ хладно обликовани (ЦФСФ) (такође познат као „лигхт гауге”) оквир је првобитно био алтернатива дрвету, али је после деценија агресивног рада коначно одиграо своју улогу. Као и дрво обрађено столаријом, челични стубови и шине се могу сећи и комбиновати да би се створили сложенији облици. Међутим, до недавно није било праве стандардизације компоненти или једињења. Сваку грубу рупу или други посебан структурални елемент мора појединачно да детаљно разради инжењер евиденције (ЕОР). Извођачи радова не прате увек ове детаље специфичне за пројекат и могу „радити ствари другачије“ дуго времена. Упркос томе, постоје значајне разлике у квалитету монтаже на терену.
На крају крајева, познатост рађа незадовољство, а незадовољство инспирише иновације. Нови елементи оквира (поред стандардних Ц-стубова и У-трака) не само да су доступни користећи напредне технике обликовања, већ могу бити и унапред пројектовани/претходно одобрени за специфичне потребе да се побољша фаза ЦФСФ-а у смислу дизајна и конструкције. .
Стандардизоване, наменски направљене компоненте које су у складу са спецификацијама могу да обављају многе задатке на доследан начин, обезбеђујући боље и поузданије перформансе. Они поједностављују израду детаља и пружају решење које је извођачима лакше да правилно инсталирају. Такође убрзавају изградњу и олакшавају инспекције, штеде време и гњаважу. Ове стандардизоване компоненте такође побољшавају безбедност на радном месту смањењем трошкова сечења, монтаже, увртања шрафова и заваривања.
Стандардна пракса без ЦФСФ стандарда постала је толико прихваћен део пејзажа да је тешко замислити комерцијалну или вишеспратницу без ње. Ово широко прихватање постигнуто је у релативно кратком временском периоду и није било широко коришћено све до краја Другог светског рата.
Први ЦФСФ стандард дизајна објавио је 1946. године Амерички институт за гвожђе и челик (АИСИ). Најновија верзија, АИСИ С 200-07 (Северноамерички стандард за хладно обликоване челичне оквире – опште), сада је стандард у Канади, САД и Мексику.
Основна стандардизација је направила велику разлику и ЦФСФ је постао популаран метод конструкције, било да су носиви или неносиви. Његове предности укључују:
Колико год да је АИСИ стандард иновативан, он не кодификује све. Пројектанти и извођачи морају још много тога да одлуче.
ЦФСФ систем је заснован на клиновима и шинама. Челични стубови, као и дрвени стубови, су вертикални елементи. Обично формирају попречни пресек у облику слова Ц, при чему „врх“ и „дно“ Ц чине уску димензију клина (његова прирубница). Водилице су хоризонтални елементи оквира (прагови и надвратници), који имају У-облик за смештај регала. Величине регала су обично сличне номиналној "2×" грађи: 41 к 89 мм (1 5/8 к 3 ½ инча) је "2 к 4" и 41 к 140 мм (1 5/8 к 5). ½ инча) једнако је „2×6″. У овим примерима, димензија од 41 мм се назива „полица“, а димензија 89 мм или 140 мм се назива „мрежа“, позајмљујући концепте познате из топло ваљаног челика и сличних елемената типа И-греде. Величина стазе одговара укупној ширини клина.
До недавно, јачи елементи који су били потребни за пројекат је морао да буде детаљан од стране ЕОР-а и састављен на лицу места коришћењем комбинације комбинованих клинова и шина, као и елемената у облику слова Ц и У. Тачна конфигурација се обично даје извођачу, а чак и унутар истог пројекта може се значајно разликовати. Међутим, деценије искуства ЦФСФ-а довеле су до препознавања ограничења ових основних облика и проблема повезаних са њима.
На пример, вода се може акумулирати у доњој шини зида стуба када се клин отвори током изградње. Присуство пиљевине, папира или других органских материјала може узроковати буђ или друге проблеме везане за влагу, укључујући пропадање сухозида или привлачење штеточина иза ограда. Сличан проблем може настати ако вода продре у готове зидове и скупи се од кондензације, цурења или изливања.
Једно решење је специјална стаза са избушеним рупама за дренажу. Побољшани дизајн шиљака је такође у развоју. Имају иновативне карактеристике као што су стратешки постављена ребра која се савијају у попречном пресеку за додатну крутост. Текстурирана површина клина спречава да се шраф „помера“, што резултира чистијим спојем и уједначенијим завршним слојем. Ова мала побољшања, помножена са десетинама хиљада шиљака, могу имати огроман утицај на пројекат.
Ићи даље од клинова и шина Традиционални клинови и шине често су довољни за једноставне зидове без грубих рупа. Оптерећења могу укључивати тежину самог зида, завршне обраде и опреме на њему, тежину ветра, а за неке зидове такође укључују стална и привремена оптерећења од крова или спрата изнад. Ова оптерећења се преносе са горње шине на стубове, на доњу шину, а одатле на темељ или друге делове горње конструкције (нпр. бетонску палубу или челичне конструкцијске стубове и греде).
Ако постоји груби отвор (РО) у зиду (као што су врата, прозор или велики ХВАЦ канал), оптерећење изнад отвора мора се пренети око њега. Надвратник мора бити довољно јак да издржи оптерећење од једног или више такозваних клинова (и причвршћеног гипсаног зида) изнад надвратника и да га пренесе на довратнике (РО вертикални елементи).
Исто тако, стубови довратника морају бити дизајнирани да носе веће оптерећење од обичних стубова. На пример, у унутрашњим просторима, отвор мора бити довољно јак да издржи тежину сухозида преко отвора (тј. 29 кг/м2 [6 фунти по квадратном метру] [један слој од 16 мм (5/8 инча) по сат зида.) по страни малтера] или 54 кг/м2 [11 фунти по квадратном метру] за двочасовни структурални зид [два слоја гипса од 16 мм по страни]), плус сеизмичко оптерећење и обично тежина врата и њихов инерцијски рад. На спољним локацијама отвори морају бити способни да издрже ветар, земљотрес и слична оптерећења.
У традиционалном ЦФСФ дизајну, заглавља и стубови прагова се праве на лицу места комбиновањем стандардних летвица и шина у јачу целину. Типичан колектор реверзне осмозе, познат као касетни разводник, прави се завртњем и/или заваривањем пет делова заједно. Два стуба су окружена са две шине, а трећа шина је причвршћена на врху са рупом окренутом нагоре да би се стуб поставио изнад рупе (слика 1). Друга врста кутијастих спојева састоји се од само четири дела: два клина и две вођице. Други се састоји од три дела - две стазе и укоснице. Тачне методе производње за ове компоненте нису стандардизоване, али варирају између извођача, па чак и радника.
Иако комбинаторна производња може да изазове бројне проблеме, она се добро доказала у индустрији. Цена инжињерске фазе била је висока јер није било стандарда, па су груби отвори морали да се пројектују и финализирају појединачно. Сечење и монтажа ових радно интензивних компоненти на лицу места такође повећава трошкове, троши материјале, повећава отпад на локацији и повећава безбедносне ризике на локацији. Поред тога, то ствара проблеме квалитета и доследности због којих професионални дизајнери треба да буду посебно забринути. Ово има тенденцију да смањи конзистентност, квалитет и поузданост оквира, а такође може утицати на квалитет завршне обраде сувог зида. (Погледајте „Лоша веза“ за примере ових проблема.)
Системи повезивања Причвршћивање модуларних прикључака на полице такође може изазвати естетске проблеме. Преклапање метала са металом узроковано језичцима на модуларном разводнику може утицати на завршну обраду зида. Ниједан унутрашњи гипсани зид или спољашња облога не би требало да леже равно на металном листу из којег вире главе шрафова. Повишене зидне површине могу изазвати приметне неравне завршне обраде и захтевати додатне корективне радове да би се сакриле.
Једно решење за проблем повезивања је употреба готових стезаљки, причвршћивање на стубове довратника и координација спојева. Овај приступ стандардизује везе и елиминише недоследности изазване израдом на лицу места. Стезаљка елиминише метално преклапање и избочене главе шрафова на зиду, побољшавајући завршну обраду зида. Такође може преполовити трошкове монтаже. Раније је један радник морао да држи заглавље у нивоу, док га је други завртао на место. У систему клипова, радник поставља штипаљке, а затим спаја конекторе на копче. Ова стезаљка се обично производи као део префабрикованог система фитинга.
Разлог за прављење колектора од више комада савијеног метала је да се обезбеди нешто јаче од једног комада стазе за подупирање зида изнад отвора. Пошто савијање учвршћује метал како би се спречило савијање, ефикасно формирајући микрогреде у већој равни елемента, исти резултат се може постићи коришћењем једног комада метала са много кривина.
Овај принцип је лако разумети држећи лист папира у благо испруженим рукама. Прво се папир савија у средини и клизи. Међутим, ако се једном пресавије дуж дужине, а затим одмота (тако да папир формира канал у облику слова В), мања је вероватноћа да ће се савити и пасти. Што више набора направите, то ће бити чвршће (у одређеним границама).
Техника вишеструког савијања искоришћава овај ефекат додавањем наслаганих жлебова, канала и петљи целокупном облику. „Директно израчунавање чврстоће“ – нова практична метода анализе потпомогнута рачунаром – заменила је традиционално „Ефективно израчунавање ширине“ и омогућила да се једноставни облици конвертују у одговарајуће, ефикасније конфигурације како би се добили бољи резултати од челика. Овај тренд се може видети у многим ЦФСФ системима. Ови облици, посебно када се користи јачи челик (390 МПа (57 пси) уместо претходног индустријског стандарда од 250 МПа (36 пси)), могу побољшати укупне перформансе елемента без икаквог компромиса у величини, тежини или дебљини. постати. дошло је до промена.
У случају хладно обликованог челика, још један фактор долази у обзир. Хладна обрада челика, као што је савијање, мења својства самог челика. Граница течења и затезна чврстоћа обрађеног дела челика се повећавају, али се дуктилност смањује. Делови који највише раде добијају највише. Напредак у обликовању ваљака довео је до чвршћих савијања, што значи да челик најближи закривљеној ивици захтева више посла него стари процес обликовања ваљака. Што су кривине веће и чвршће, то ће више челика у елементу бити ојачано хладном обрадом, повећавајући укупну чврстоћу елемента.
Уобичајене шине у облику слова У имају два завоја, Ц-стубови имају четири кривине. Унапред конструисани модификовани В разводник има 14 кривина распоређених да максимизирају количину метала који се активно одупире напрезању. Један комад у овој конфигурацији може бити цео оквир врата у грубом отвору оквира врата.
За веома широке отворе (тј. преко 2 м [7 стопа]) или велика оптерећења, полигон се може додатно ојачати одговарајућим уметцима у облику слова В. Додаје више метала и 14 савијања, чиме се укупан број савијања у укупном облику повећава на 28. Уметак је постављен унутар полигона са обрнутим В-овима тако да два В-а заједно формирају груб Кс-облик. В ноге делују као пречке. Инсталирали су недостајуће клинове преко РО, који су држани на месту помоћу шрафова. Ово важи без обзира да ли је уграђен уметак за појачање или не.
Главне предности овог претходно обликованог система глава/копча су брзина, конзистентност и побољшана завршна обрада. Одабиром сертификованог система префабрикованих надвратника, као што је онај који је одобрила Служба за оцењивање Комисије за међународни кодекс праксе (ИЦЦ-ЕС), дизајнери могу да одреде компоненте на основу захтева за заштиту од пожара оптерећења и типа зида, и избегну потребу да дизајнирају и детаљизирају сваки посао. , штедећи време и ресурсе. (ИЦЦ-ЕС, Служба за процену Међународног комитета кодова, акредитована од стране Савета за стандарде Канаде [СЦЦ]). Ова префабрикација такође обезбеђује да су слепи отвори направљени како је пројектован, са доследном структурном чврстоћом и квалитетом, без одступања услед сечења и монтаже на лицу места.
Конзистентност уградње је такође побољшана јер стезаљке имају унапред избушене рупе са навојем, што олакшава нумерисање и постављање спојева са завртњима. Елиминише метална преклапања на зидовима, побољшава равност површине сувог зида и спречава неравнине.
Поред тога, такви системи имају користи за животну средину. У поређењу са композитним компонентама, потрошња челика једноделних колектора може се смањити до 40%. Пошто ово не захтева заваривање, елиминишу се пратеће емисије токсичних гасова.
Шипке са широким прирубницама Традиционални клинови се праве спајањем (увртањем и/или заваривањем) два или више клинова. Иако су моћни, они такође могу створити сопствене проблеме. Много их је лакше саставити пре уградње, посебно када је у питању лемљење. Међутим, ово блокира приступ делу са клиновима причвршћеним за врата шупљег металног оквира (ХМФ).
Једно решење је да се исече рупа у једном од стубова да се причврсти на оквир изнутра склопа усправних стубова. Међутим, ово може отежати инспекцију и захтевати додатни рад. Познато је да инспектори инсистирају на причвршћивању ХМФ-а на једну половину клина довратника и прегледу, а затим на заваривању друге половине склопа двоструког клина. Ово зауставља све радове око врата, може одложити друге радове и захтева повећану заштиту од пожара због заваривања на лицу места.
Префабриковани клинови за широка рамена (посебно дизајнирани као завојнице) могу се користити уместо клинова који се могу слагати, штедећи значајно време и материјал. Проблеми са приступом повезаним са ХМФ вратима су такође решени јер отворена Ц страна омогућава несметан приступ и лаку инспекцију. Отворени Ц-облик такође пружа пуну изолацију где комбиновани надвратници и довратници обично стварају размак од 102 до 152 мм (4 до 6 инча) у изолацији око врата.
Прикључци на врху зида Још једна област дизајна која је имала користи од иновација је веза на врху зида са горњом палубом. Растојање од једног спрата до другог може се незнатно разликовати током времена због варијације у прогибу палубе под различитим условима оптерећења. За зидове који нису носиви, треба да постоји размак између врха клинова и панела, што омогућава да се палуба помери надоле без дробљења клинова. Платформа такође мора бити у стању да се помери нагоре без ломљења клинова. Зазор је најмање 12,5 мм (½ ин.), што је половина укупне толеранције кретања од ±12,5 мм.
Доминирају два традиционална решења. Један је да причврстите дугачку шину (50 или 60 мм (2 или 2,5 ин)) на палубу, са врховима клинова једноставно уметнутим у шину, а не причвршћеним. Да би се спречило увијање затика и губитак њихове структуралне вредности, комад хладно ваљаног канала се убацује кроз рупу у завојници на удаљености од 150 мм (6 инча) од врха зида. процес потрошње Процес није популаран код извођача радова. У настојању да исеку углове, неки извођачи могу чак и да одустану од хладно ваљаног канала тако што постављају клинове на шине без начина да их држе на месту или изравнавају. Ово крши стандардну праксу АСТМ Ц 754 за уградњу челичних елемената оквира за производњу производа од гипсаних зидова са навојем, у којој се наводи да клинови морају бити причвршћени за шине помоћу шрафова. Ако се ово одступање од дизајна не открије, то ће утицати на квалитет готовог зида.
Још једно широко коришћено решење је дизајн са дуплим колосеком. Стандардна стаза је постављена на врх клинова и сваки клин је причвршћен за њу. Друга, шира шина по мери је постављена изнад прве и повезана са горњом палубом. Стандардне нумере могу да клизе горе и доле унутар прилагођених стаза.
За овај задатак развијено је неколико решења, од којих сва укључују специјализоване компоненте које обезбеђују везе са прорезима. Варијације укључују тип траке са прорезима или тип копче са прорезима која се користи за причвршћивање стазе на палубу. На пример, причврстите шину са прорезима за доњу страну палубе користећи методу причвршћивања која је одговарајућа за одређени материјал палубе. Вијци са прорезима су причвршћени за врхове клинова (према АСТМ Ц 754) омогућавајући вези да се помера горе-доле унутар приближно 25 мм (1 инча).
У заштитном зиду, такве плутајуће везе морају бити заштићене од пожара. Испод челичне палубе са жљебовима испуњене бетоном, ватроотпорни материјал мора бити у стању да испуни неравни простор испод жлеба и задржи своју функцију за гашење пожара како се растојање између врха зида и палубе мења. Компоненте које се користе за овај спој су тестиране у складу са новим АСТМ Е 2837-11 (Стандардна метода испитивања за одређивање отпорности на ватру система спојних глава са чврстим зидом инсталираних између номиналних зидних компоненти и неозначених хоризонталних компоненти). Стандард је заснован на Ундервритерс Лабораториес (УЛ) 2079, „Тестирање пожара за изградњу система за повезивање“.
Предност коришћења наменске везе на врху зида је у томе што може укључити стандардизоване, кодом одобрене, ватроотпорне склопове. Типична конструкција је да се ватростални материјал постави на палубу и виси неколико инча изнад врха зидова са обе стране. Баш као што зид може слободно да клизи горе-доле у утичници, може клизити горе-доле иу пожарном споју. Материјали за ову компоненту могу укључивати минералну вуну, цементирани конструкцијски челични ватростални материјал или суви зид, који се користи самостално или у комбинацији. Такви системи морају бити тестирани, одобрени и наведени у каталозима као што су Ундервритерс Лабораториес оф Цанада (УЛЦ).
Закључак Стандардизација је темељ све модерне архитектуре. Иронично, постоји мало стандардизације „стандардне праксе“ када је у питању хладно обликовано челично уоквиривање, а иновације које разбијају те традиције такође стварају стандарде.
Употреба ових стандардизованих система може заштитити дизајнере и власнике, уштедети значајно време и новац и побољшати безбедност локације. Они доносе доследност у конструкцију и већа је вероватноћа да ће функционисати како је предвиђено него изграђени системи. Комбинацијом лакоће, одрживости и приступачности, ЦФСФ ће вероватно повећати свој удео на грађевинском тржишту, без сумње подстаћи даље иновације.
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 је награђивани писац и фотограф специјализован за грађевинску индустрију. Он је креативни директор Цхусид Ассоциатес, консултантске фирме која пружа маркетиншке и техничке услуге произвођачима грађевинских производа. Миллер се може контактирати на ввв.цхусид.цом.
Означите поље испод да бисте потврдили своју жељу да будете укључени у различите комуникације путем е-поште компаније Кенилвортх Медиа (укључујући е-билтене, издања дигиталних часописа, периодичне анкете и понуде* за инжењеринг и грађевинску индустрију).
*Не продајемо вашу адресу е-поште трећим лицима, већ вам једноставно прослеђујемо њихове понуде. Наравно, увек имате право да се одјавите са било које комуникације коју вам пошаљемо ако се предомислите у будућности.
Време поста: Јул-07-2023