Dirancang ku Todd Brady jeung Stephen H. Gedang, CDTC tiis kabentuk (CFSF) (ogé katelah "light gauge") pigura asalna alternatif pikeun kai, tapi sanggeus sababaraha dekade gawé agrésif, tungtungna maénkeun bagian na. Kawas kai tukang kayu-rengse, tulisan baja jeung lagu bisa motong sarta digabungkeun pikeun nyieun wangun leuwih kompleks. Nanging, dugi ka ayeuna tacan aya standarisasi nyata komponén atanapi sanyawa. Unggal liang kasar atawa elemen struktural husus sejenna kudu individual wincikan ku Insinyur of Record (EOR). Kontraktor teu salawasna nuturkeun rinci husus proyék ieu, sarta bisa "ngalakukeun hal béda" pikeun lila. Sanajan ieu, aya béda anu signifikan dina kualitas assembly lapangan.
Pamustunganana, familiarity breeds dissatisfaction, sarta dissatisfaction inspires inovasi. anggota framing anyar (saluareun standar C-Studs na U-Tracks) henteu ngan sadia ngagunakeun téhnik shaping canggih, tapi ogé bisa tos direkayasa / pre-disatujuan pikeun kaperluan husus pikeun ngaronjatkeun tahap CFSF dina watesan rarancang jeung konstruksi. .
Komponén standar anu didamel khusus anu saluyu sareng spésifikasi tiasa ngalaksanakeun seueur tugas sacara konsisten, nyayogikeun kinerja anu langkung saé sareng langkung dipercaya. Aranjeunna nyederhanakeun detailing sareng nyayogikeun solusi anu langkung gampang pikeun kontraktor dipasang leres. Éta ogé nyepetkeun konstruksi sareng ngagampangkeun pamariksaan, ngahémat waktos sareng repot. Komponén standar ieu ogé ningkatkeun kasalametan gaw ku ngirangan biaya motong, perakitan, screwdriving sareng las.
Praktek standar tanpa standar CFSF parantos janten bagian anu katampi dina bentang anu sesah dibayangkeun konstruksi padumukan komérsial atanapi tinggi tanpa éta. Panarimaan anu nyebar ieu dihontal dina waktos anu pondok sareng henteu seueur dianggo dugi ka ahir Perang Dunya II.
Standar desain CFSF munggaran diterbitkeun dina 1946 ku American Iron and Steel Institute (AISI). Versi panganyarna, AISI S 200-07 (Standar Amérika Kalér pikeun Cold Formed Steel Framing - Umum), ayeuna standar di Kanada, AS jeung Mexico.
Standarisasi dasar ngadamel bédana ageung sareng CFSF janten metode konstruksi anu populer, naha aranjeunna nanggung beban atanapi henteu nanggung beban. Mangpaatna diantarana:
Salaku inovatif sakumaha standar AISI nyaeta, teu codify sagalana. Désainer sareng kontraktor masih seueur anu kedah diputuskeun.
Sistim CFSF dumasar kana studs na rel. Tihang baja, sapertos tihang kai, mangrupikeun unsur nangtung. Aranjeunna biasana ngabentuk cross-bagian C ngawangun, kalawan "luhureun" jeung "handap" tina C ngabentuk diménsi sempit stud (flange na). Panungtun mangrupakeun elemen pigura horizontal (thresholds na lintels), ngabogaan wangun U pikeun nampung rak. Ukuran rak biasana sami sareng kayu nominal "2×": 41 x 89 mm (1 5/8 x 3 ½ inci) nyaéta "2 x 4" sareng 41 x 140 mm (1 5/8 x 5). ½ inci) sarua jeung “2×6″. Dina conto ieu, 41 diménsi mm disebut "rak" jeung 89 mm atawa 140 mm diménsi disebut "web", injeuman konsép akrab tina baja digulung panas sarta anggota tipe I-beam sarupa. Ukuran lagu pakait jeung lebar sakabéh stud nu.
Nepi ka ayeuna, unsur-unsur anu langkung kuat anu dibutuhkeun ku proyék kedah diwincik ku EOR sareng dirakit dina situs nganggo kombinasi studs combo sareng rel, ogé unsur C- sareng U ngawangun. Konfigurasi anu pasti biasana disayogikeun ka kontraktor bahkan dina proyék anu sami tiasa bénten pisan. Sanajan kitu, dekade pangalaman CFSF urang geus ngarah ka pangakuan watesan bentuk dasar ieu jeung masalah pakait sareng aranjeunna.
Contona, cai bisa ngumpulkeun dina rail handap témbok stud nalika stud dibuka nalika konstruksi. Ayana sawdust, kertas, atawa bahan organik lianna bisa ngabalukarkeun kapang atawa masalah nu patali jeung Uap séjén, kaasup deterioration of drywall atawa attracting hama tukangeun pager. Masalah anu sami tiasa kajantenan upami cai nembus kana tembok anu parantos réngsé sareng ngumpulkeun tina kondensasi, bocor, atanapi tumpahan.
Hiji leyuran nyaéta walkway husus kalawan liang dibor pikeun drainase. Ningkatkeun desain stud ogé dina pangwangunan. Aranjeunna nampilkeun fitur inovatif sapertos iga anu ditempatkeun sacara strategis anu flex dina bagian melintang pikeun kaku tambahan. Beungeut textured of stud nu nyegah screw ti "pindah", hasilna sambungan cleaner sarta finish leuwih seragam. Perbaikan leutik ieu, dikalikeun ku puluhan rébu paku, tiasa gaduh dampak anu ageung dina hiji proyék.
Ngaliwatan studs na rel studs tradisional jeung rel mindeng cukup pikeun tembok basajan tanpa liang kasar. Beban bisa ngawengku beurat tembok sorangan, finish jeung alat dina eta, beurat angin, sarta pikeun sababaraha tembok ogé ngawengku beban permanén sarta samentara ti hateup atawa lanté di luhur. Beban ieu dikirimkeun ti rel luhur ka kolom, ka rel handap, sarta ti dinya ka pondasi atawa bagian séjén superstructure (misalna dek beton atawa kolom baja struktural jeung balok).
Upami aya bukaan kasar (RO) dina témbok (sapertos panto, jandela, atanapi saluran HVAC ageung), beban ti luhur bukaan kedah dialihkeun ka sakurilingna. Lintel kudu cukup kuat pikeun ngarojong beban tina hiji atawa leuwih disebut studs (jeung drywall napel) luhureun lintel jeung mindahkeun ka jamb studs (anggota nangtung RO).
Kitu ogé, tihang-tihang panto kudu dirarancang pikeun mawa beban anu leuwih gedé batan tihang-tihang biasa. Contona, dina spasi interior, bukaan kudu cukup kuat pikeun ngarojong beurat drywall ngaliwatan bukaan (ie, 29 kg/m2 [6 lbs per suku pasagi] [hiji lapisan 16 mm (5/8 inci) per jam tembok.) per sisi gips] atawa 54 kg/m2 [11 pon per suku pasagi] pikeun tembok struktural dua jam [dua lapis 16 mm gips per sisi]), ditambah beban seismik sarta ilaharna beurat panto jeung operasi inersia na. Di lokasi éksternal, bukaan kedah tiasa tahan angin, gempa sareng beban anu sami.
Dina desain CFSF tradisional, header sareng tulisan sill dilakukeun dina situs ku ngagabungkeun slats standar sareng rel kana unit anu langkung kuat. A manifold reverse osmosis has, katelah manifold kaset, dijieun ku screwing jeung / atawa las lima lembar babarengan. Dua pos diapit ku dua rel, sarta rel katilu napel di luhur kalawan liang nyanghareup ka luhur pikeun nempatkeun pos luhureun liang (Gambar 1). tipe séjén kotak gabungan diwangun ku ukur opat bagian: dua studs na dua pituduh. Séjénna diwangun ku tilu bagian - dua lagu sareng jepit rambut. Métode produksi pasti pikeun komponén ieu teu standar, tapi rupa-rupa antara kontraktor komo pagawe.
Sanajan produksi combinatorial bisa ngabalukarkeun sababaraha masalah, éta geus kabuktian sorangan ogé di industri. Biaya fase rékayasa éta luhur sabab teu aya standar, jadi bukaan kasar kudu dirancang jeung finalized individual. Motong sareng ngarakit komponén-komponén padat karya ieu dina situs ogé nambihan biaya, ngabuang bahan, ningkatkeun runtah situs, sareng ningkatkeun résiko kaamanan situs. Salaku tambahan, nyiptakeun masalah kualitas sareng konsistensi anu kedah diperhatoskeun ku desainer profésional. Ieu condong ngurangan konsistensi, kualitas, jeung reliabilitas pigura, sarta ogé bisa mangaruhan kualitas finish drywall. (Tingali "Sambungan Buruk" kanggo conto masalah ieu.)
Sistem sambungan Ngalampirkeun sambungan modular kana rak ogé bisa ngabalukarkeun masalah estetika. Logam jeung logam tumpang tindih disababkeun ku tab dina manifold modular bisa mangaruhan finish témbok. Taya drywall interior atawa cladding exterior kudu tempatna datar dina lambaran logam ti mana huluna screw nonjol. Permukaan témbok anu digedékeun tiasa nyababkeun hasil anu henteu rata sareng ngabutuhkeun padamelan koréksi tambahan pikeun nyumputkeunana.
Hiji solusi pikeun masalah sambungan nyaéta ngagunakeun clamps siap-dijieun, nyepetkeun kana tulisan jamb jeung koordinat mendi. Pendekatan ieu ngabakukeun sambungan sareng ngaleungitkeun inconsistencies disababkeun ku fabrikasi dina situs. clamp nu eliminates tumpang tindihna logam jeung protruding huluna screw dina témbok, ngaronjatkeun finish témbok. Ogé bisa motong biaya kuli instalasi dina satengah. Saméméhna, hiji pagawe kedah nahan tingkat header sedengkeun anu sanésna ngaco kana tempatna. Dina sistem klip, hiji pagawe masang klip lajeng snaps konektor kana klip. Clamp ieu biasana dijieun salaku bagian tina sistem pas prefabricated.
Alesan pikeun nyieun manifolds tina sababaraha potongan logam ngagulung nyaéta nyadiakeun hal kuat ti sapotong tunggal lagu pikeun ngarojong témbok luhureun lawang. Kusabab bending stiffens logam pikeun nyegah warping, éféktif ngabentuk microbeams dina pesawat badag tina unsur, hasilna sarua bisa dihontal ngagunakeun sapotong tunggal logam kalawan loba bends.
Prinsip ieu gampang kahartos ku cara nahan lambar kertas dina panangan anu rada tegang. Kahiji, kertas tilep di tengah jeung slips. Sanajan kitu, lamun eta narilep sakali sapanjang panjang na lajeng unrolled (supaya kertas ngabentuk saluran V ngawangun), éta kurang kamungkinan kana ngabengkokkeun sarta ragrag. Beuki lipet anu anjeun damel, langkung kaku (dina wates anu tangtu).
Téhnik sababaraha bending mangpaatkeun éfék ieu ku nambahkeun alur tumpuk, saluran, jeung loop ka bentuk sakabéh. "Itungan Kakuatan Langsung" - métode analisis komputer-ditulungan praktis anyar - ngaganti tradisional "Itungan Width Éféktif" jeung diwenangkeun wangun basajan bisa dirobah jadi luyu, konfigurasi leuwih efisien pikeun meunangkeun hasil hadé tina baja. Tren ieu tiasa ditingali dina seueur sistem CFSF. Wangun ieu, utamana lamun ngagunakeun baja kuat (390 MPa (57 psi) tinimbang standar industri saméméhna 250 MPa (36 psi)), bisa ngaronjatkeun kinerja sakabéh unsur tanpa kompromi dina ukuran, beurat, atawa ketebalan. janten. geus aya parobahan.
Dina kasus baja tiis-kabentuk, faktor séjén datang kana antrian. Kerja tiis tina baja, kayaning bending, ngarobah sipat baja sorangan. Kakuatan ngahasilkeun sareng kakuatan tensile tina bagian olahan baja ningkat, tapi ductility turun. Bagian-bagian anu paling dianggo paling seueur. Kamajuan dina roll ngabentuk geus nyababkeun bends tighter, hartina baja pangdeukeutna ka ujung melengkung merlukeun leuwih gawé ti prosés roll ngabentuk heubeul. Nu leuwih badag sarta tighter bends, beuki baja dina unsur bakal strengthened ku kerja tiis, ngaronjatkeun kakuatan sakabéh unsur.
Lagu biasa U ngawangun dua bends, C-studs boga opat bends. Manifold W anu dirékayasa sateuacana gaduh 14 bends anu disusun pikeun maksimalkeun jumlah logam anu aktip nolak setrés. Sapotong tunggal dina konfigurasi ieu bisa jadi sakabéh pigura panto dina lawang kasar tina pigura panto.
Pikeun bukaan anu lega pisan (nyaéta langkung ti 2 m [7 ft]) atanapi beban anu luhur, poligon tiasa dikuatkeun deui ku sisipan ngawangun W anu pas. Ieu nambihan langkung logam jeung 14 bends, bringing total jumlah bends dina bentuk sakabéh ka 28. sisipan ieu disimpen di jero polygon kalawan Ws inverted supados dua Ws babarengan ngabentuk kasar X-bentuk. Suku W meta salaku palang. Aranjeunna dipasang studs leungit leuwih RO, nu dilaksanakeun di tempat kalawan screws. Ieu lumaku naha atanapi henteu hiji sisipan reinforcing dipasang.
Kauntungan utama tina sistem sirah / klip anu tos siap ieu nyaéta laju, konsistensi sareng parantos ningkat. Ku milih sistem lintel prefabricated anu disertipikasi, sapertos anu disatujuan ku International Code of Practice Committee Evaluation Service (ICC-ES), désainer tiasa netepkeun komponén dumasar kana beban sareng jinis témbok syarat panyalindungan seuneu, sareng ngahindarkeun kedah mendesain sareng rinci unggal padamelan. , ngahemat waktos sareng sumber. (ICC-ES, Layanan Evaluasi Komite Kode Internasional, akreditasi ku Déwan Standar Kanada [SCC]). Prefabrication Ieu ogé ensures yén bukaan buta diwangun sakumaha dirancang, kalawan soundness struktural konsisten tur kualitas, tanpa simpangan alatan motong sarta assembly dina situs.
Konsistensi instalasi ogé ningkat sabab clamps boga liang threaded pre-dibor, sahingga leuwih gampang pikeun angka na nempatkeun mendi jeung jamb studs. Ngaleungitkeun tumpang tindih logam dina témbok, ningkatkeun kerata permukaan drywall sareng nyegah henteu rata.
Sajaba ti éta, sistem misalna boga mangpaat lingkungan. Dibandingkeun komponén komposit, konsumsi baja tina hiji-sapotong manifolds bisa ngurangan nepi ka 40%. Kusabab ieu henteu meryogikeun las, émisi gas beracun anu disarengan dileungitkeun.
Wide Flange Studs studs tradisional dijieun ku ngagabung (screwing na / atawa las) dua atawa leuwih studs. Sanajan aranjeunna kuat, maranéhna ogé bisa nyieun masalah sorangan. Éta loba gampang keur ngumpul saméméh instalasi, utamana lamun datang ka soldering. Sanajan kitu, ieu blok aksés ka bagian stud napel na Hollow Metal Frame (HMF) doorway.
Hiji leyuran nyaéta motong liang dina salah sahiji uprights pikeun ngagantelkeun kana pigura ti jero assembly tegak. Nanging, ieu tiasa ngajantenkeun pamariksaan sesah sareng peryogi padamelan tambahan. Inspectors geus dipikawanoh pikeun keukeuh dina ngalampirkeun HMF kana hiji satengah tina doorjamb stud jeung inspecting eta, lajeng las satengah kadua assembly stud ganda kana tempat. Ieu ngeureunkeun sagala pagawean sabudeureun doorway, bisa reureuh karya sejenna, sarta merlukeun panyalindungan seuneu ngaronjat alatan las on-site.
Studs taktak lega prefabricated (dirancang husus salaku jamb studs) bisa dipaké dina tempat stackable studs, ngahemat waktos signifikan jeung bahan. Masalah aksés anu aya hubunganana sareng lawang HMF ogé direngsekeun salaku sisi C kabuka ngamungkinkeun aksés anu teu diganggu sareng pamariksaan anu gampang. Bentuk-C kabuka ogé nyayogikeun insulasi pinuh dimana gabungan lintel sareng tulisan jamb biasana nyiptakeun celah 102 dugi ka 152 mm (4 dugi ka 6 inci) dina insulasi sakitar panto.
Sambungan di luhur témbok Wewengkon desain anu sanés anu nguntungkeun tina inovasi nyaéta sambungan di luhur témbok ka dek luhur. Jarak ti hiji lantai ka lantai sejen bisa jadi rada béda dina waktu alatan variasi dina deflection dek dina kaayaan loading béda. Pikeun tembok non-beban-bearing, kudu aya celah antara luhureun studs na panel, hal ieu ngamungkinkeun dek pindah ka handap tanpa naksir studs. Platformna ogé kedah tiasa ngalih ka luhur tanpa ngarecah studs. Jarakna sahenteuna 12,5 mm (½ inci), nyaéta satengah tina total kasabaran perjalanan ± 12,5 mm.
Dua solusi tradisional ngadominasi. Hiji nyaéta ngagantelkeun lagu panjang (50 atawa 60 mm (2 atawa 2,5 di)) kana dek, jeung tips stud saukur diselapkeun kana lagu, teu diamankeun. Pikeun nyegah studs ti twisting jeung leungit nilai struktural maranéhanana, sapotong saluran tiis digulung diselapkeun ngaliwatan liang dina stud dina jarak 150 mm (6 inci) ti luhureun tembok. prosés consuming Prosésna teu populér kalayan kontraktor. Dina usaha pikeun motong sudut, sababaraha kontraktor malah bisa forego saluran cold rolled ku nempatkeun studs on rel tanpa hartosna nahan aranjeunna dina tempatna atawa leveling aranjeunna. Ieu ngalanggar Praktek Standar ASTM C 754 pikeun Masang Anggota Framing Steel pikeun Ngahasilkeun Produk Drywall Threaded, anu nyatakeun yén studs kedah dipasang dina rel nganggo sekrup. Upami panyimpangan ieu tina desain henteu dideteksi, éta bakal mangaruhan kualitas témbok bérés.
Solusi anu sanésna dianggo nyaéta desain jalur ganda. Lagu standar disimpen dina luhureun studs sarta unggal stud ieu bolted kana eta. A kadua, custom-dijieun, lagu lega disimpen di luhur kahiji jeung disambungkeun ka dek luhur. Lagu standar tiasa ngageser ka luhur sareng ka handap dina lagu khusus.
Sababaraha solusi geus dimekarkeun pikeun tugas ieu, sakabéh nu ngawengku komponén husus nu nyadiakeun sambungan slotted. Variasi kaasup tipe lagu slotted atawa tipe klip slotted dipaké pikeun ngagantelkeun lagu kana dek. Contona, ngamankeun rel slotted ka underside dek ngagunakeun métode fastening luyu pikeun bahan dek tinangtu. screws slotted napel na luhureun studs (nurutkeun ASTM C 754) ngamungkinkeun sambungan pikeun mindahkeun luhur jeung ka handap dina kurang leuwih 25 mm (1 inci).
Dina firewall, sambungan ngambang sapertos kitu kedah dijagi tina seuneu. Handapeun dek baja grooved ngeusi beton, bahan retardant seuneu kudu bisa ngeusian rohangan henteu rata handap alur jeung ngajaga fungsi seuneu-tarung na salaku jarak antara luhureun témbok jeung parobahan dek. Komponén anu dianggo pikeun gabungan ieu parantos diuji saluyu sareng ASTM E 2837-11 énggal (Metode Uji Standar pikeun Nangtukeun Résistansi Seuneu Sistem Gabungan Kepala Tembok Padet Dipasang Antara Komponén Tembok Dipeunteun sareng Komponén Horizontal Non-Peunteun). Standar ieu dumasar kana Underwriters Laboratories (UL) 2079, "Tes Seuneu pikeun Ngawangun Sistem Sambungan".
Kauntungannana ngagunakeun sambungan dedicated di luhureun témbok téh nya éta bisa ngawengku standarisasi, kode-disatujuan, rakitan tahan seuneu. Wangunan has nyaéta nempatkeun refractory dina dek sareng ngagantung sababaraha inci di luhur luhureun témbok dina dua sisi. Sagampil témbok bisa geser luhur jeung ka handap kalawan bébas dina fixture mortise, éta bisa geser luhur jeung ka handap dina gabungan seuneu ogé. Bahan pikeun komponén ieu bisa ngawengku wol mineral, cemented baja struktural refractory, atawa drywall, dipaké nyalira atanapi dina kombinasi. Sistem sapertos kitu kedah diuji, disatujuan sareng didaptarkeun dina katalog sapertos Underwriters Laboratories of Canada (ULC).
Kacindekan Standardisasi mangrupikeun pondasi sadaya arsitéktur modéren. Ironisna, aya saeutik standarisasi "praktek baku" lamun datang ka tiis kabentuk framing baja, sarta inovasi nu megatkeun tradisi maranéhanana ogé makers standar.
Pamakéan sistem standar ieu tiasa ngajaga désainer sareng juragan, ngahémat waktos sareng artos anu signifikan, sareng ningkatkeun kaamanan situs. Aranjeunna mawa konsistensi kana konstruksi sarta leuwih gampang dianggo sakumaha dimaksudkeun ti sistem diwangun. Kalawan kombinasi lightness, kelestarian sarta affordability, CFSF kamungkinan pikeun ngaronjatkeun pangsa pasar konstruksi na, teu ragu spurring inovasi salajengna.
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.
Stephen H. Miller, CDT mangrupa panulis-unggul pangajén jeung fotografer specializing dina industri konstruksi. Anjeunna diréktur kreatif Chusid Associates, firma konsultan anu nyayogikeun pamasaran sareng jasa téknis pikeun ngawangun pabrik produk. Miller tiasa ngahubungi di www.chusid.com.
Pariksa kotak di handap pikeun ngonfirmasi kahayang anjeun pikeun diasupkeun kana sagala rupa komunikasi email ti Kenilworth Media (kaasup e-newsletter, masalah majalah digital, survey periodik jeung nawaran * pikeun industri rékayasa jeung konstruksi).
* Kami henteu ngajual alamat email anjeun ka pihak katilu, kami ngan saukur neraskeun tawaran na ka anjeun. Tangtosna, anjeun salawasna ngagaduhan hak pikeun ngabatalkeun langganan tina komunikasi anu kami kirimkeun ka anjeun upami anjeun ngarobih pikiran anjeun ka hareup.
waktos pos: Jul-07-2023