Ûntwurpen troch Todd Brady en Stephen H. Miller, de CDTC kâld foarme (CFSF) (ek wol bekend as "ljocht gauge") frame wie oarspronklik in alternatyf foar hout, mar nei tsientallen jierren fan agressyf wurk, it úteinlik spile syn rol. Lykas timmerman-klear hout, stielen posten en spoaren kinne wurde knipt en kombinearre om mear komplekse foarmen te meitsjen. Oant koartlyn hat d'r lykwols gjin echte standerdisearring west fan komponinten of ferbiningen. Elk rûch gat of oar spesjaal struktureel elemint moat yndividueel detaillearre wurde troch in Engineer of Record (EOR). Oannimmers folgje dizze projektspesifike details net altyd, en kinne "dingen oars dwaan" foar in lange tiid. Nettsjinsteande dit binne d'r signifikante ferskillen yn 'e kwaliteit fan fjildmontage.
Uteinlik bringt bekendheid ûnfrede, en ûntefredenens ynspirearret ynnovaasje. Nije framing leden (bûten de standert C-Studs en U-Tracks) binne net allinnich beskikber mei help fan avansearre foarmjouwing techniken, mar kin ek foarôf oanlein / pre-goedkard foar spesifike behoeften te ferbetterjen de CFSF poadium yn termen fan ûntwerp en bou. .
Standertisearre, doel-boude komponinten dy't oerienkomme mei spesifikaasjes kinne in protte taken op in konsekwinte manier útfiere, en leverje bettere en betroubere prestaasjes. Se ferienfâldigje detaillearring en leverje in oplossing dy't makliker is foar oannimmers om korrekt te ynstallearjen. Se fersnelle ek de bou en meitsje ynspeksjes makliker, besparje tiid en gedoe. Dizze standerdisearre komponinten ferbetterje ek feiligens op wurkplak troch it ferminderjen fan kosten foar snijen, montage, skroefdraaien en lassen.
Standertpraktyk sûnder CFSF-noarmen is sa'n akseptearre diel fan it lânskip wurden wurden dat it dreech is om kommersjele of hege wenningbou sûnder it foar te stellen. Dizze wiidferspraat akseptaasje waard berikt yn in relatyf koarte perioade fan tiid en waard net in soad brûkt oant it ein fan de Twadde Wrâldoarloch.
De earste CFSF-ûntwerpstandert waard yn 1946 publisearre troch it American Iron and Steel Institute (AISI). De lêste ferzje, AISI S 200-07 (North American Standard for Cold Formed Steel Framing - Algemien), is no de standert yn Kanada, USA en Meksiko.
Basisstanderdisearring makke in grut ferskil en CFSF waard in populêre boumetoade, oft se load-bearing of net-load-bearing wiene. De foardielen dêrfan omfetsje:
Sa ynnovatyf as de AISI-standert is, kodifisearret it net alles. Untwerpers en oannimmers moatte noch in soad beslute.
It CFSF-systeem is basearre op studs en rails. Stielposten, lykas houten peallen, binne fertikale eleminten. Se foarmje meastentiids in C-foarmige dwerstrochsneed, mei de "top" en "ûnder" fan de C foarmje de smelle diminsje fan de stud (syn flange). Gidsen binne horizontale frame-eleminten (drompels en lintels), dy't in U-foarm hawwe om rekken te meitsjen. Rackgrutte binne normaal fergelykber mei nominale "2 ×" hout: 41 x 89 mm (1 5/8 x 3 ½ inch) is "2 x 4" en 41 x 140 mm (1 5/8 x 5). ½ inch) is lyk oan "2 × 6". Yn dizze foarbylden wurdt de 41 mm diminsje oantsjutten as "shelf" en de 89 mm of 140 mm diminsje wurdt oantsjutten as "web", lieningsbegripen bekend fan waarm rôle stiel en ferlykbere I-beam type leden. De grutte fan it spoar komt oerien mei de totale breedte fan 'e stud.
Oant koartlyn, de sterkere eleminten easke troch it projekt moasten wurde detaillearre troch EOR en gearstald op site mei help fan in kombinaasje fan combo studs en rails, likegoed as C- en U-foarmige eleminten. De krekte konfiguraasje wurdt normaal levere oan de oannimmer en sels binnen itselde projekt kin it sterk ferskille. De desennia fan ûnderfining fan CFSF hawwe lykwols laat ta de erkenning fan 'e beheiningen fan dizze basisfoarmen en de problemen dy't dêrmei ferbûn binne.
Bygelyks, wetter kin accumulearje yn 'e ûnderste spoar fan in stud muorre as de stud wurdt iepene by de bou. De oanwêzigens fan zaagsel, papier, of oare organyske materialen kin feroarsaakje skimmel of oare focht-relatearre problemen, ynklusyf efterútgong fan drywall of it oanlûken fan pleagen efter hekken. In soartgelikense probleem kin foarkomme as wetter yn fertige muorren sipt en sammelet fan kondensaasje, lekkages of spillingen.
Ien oplossing is in spesjale kuierpaad mei gatten boarre foar ôfwettering. Ferbettere stud-ûntwerpen binne ek yn ûntwikkeling. Se hawwe ynnovative funksjes lykas strategysk pleatste ribben dy't bûgje yn dwerstrochsneed foar tafoege rigiditeit. It strukturearre oerflak fan 'e stud foarkomt dat de skroef "beweecht", wat resulteart yn in skjinnere ferbining en in mear unifoarme finish. Dizze lytse ferbetterings, fermannichfâldige mei tsientûzenen spikes, kinne in enoarme ynfloed hawwe op in projekt.
Trochgean oer studs en rails Tradisjonele studs en rails binne faak genôch foar ienfâldige muorren sûnder rûge gatten. Lasten kinne omfetsje it gewicht fan 'e muorre sels, de finishen en apparatuer derop, it gewicht fan' e wyn, en foar guon muorren ek permaninte en tydlike loads fan it dak of flier boppe. Dizze loads wurde oerbrocht fan de boppeste rail nei de kolommen, nei de ûnderste rail, en dêrwei nei de fundearring of oare dielen fan de boppebou (bgl. betonnen dek of strukturele stielen kolommen en balken).
As d'r in rûge iepening (RO) yn 'e muorre is (lykas in doar, finster, of grutte HVAC-kanaal), moat de lading fan boppe de iepening omhinne wurde oerbrocht. De lintel moat sterk genôch wêze om de lading fan ien of mear saneamde studs (en de taheakke drywall) boppe de lintel te stypjen en oer te bringen nei de jamb studs (RO fertikale leden).
Likegoed moatte doarposten wurde ûntwurpen om in gruttere lading te dragen dan gewoane posten. Bygelyks, yn ynterieurromten moat de iepening sterk genôch wêze om it gewicht fan 'e gipsmuorre oer de iepening te stypjen (dus 29 kg/m2 [6 lbs per fjouwerkante foet] [ien laach fan 16 mm (5/8 inch) per fjouwerkante foet] oere muorre.) per kant fan gips] of 54 kg/m2 [11 pûn per fjouwerkante foet] foar in strukturele muorre fan twa oeren [twa lagen fan 16 mm gips per kant]), plus seismyske lading en typysk it gewicht fan de doar en syn inertial operaasje. Op eksterne lokaasjes moatte iepenings tsjin wyn, ierdbeving en ferlykbere loads kinne.
Yn it tradisjonele CFSF-ûntwerp wurde de kopteksten en sillposten op it plak makke troch standert latten en rails te kombinearjen yn in sterkere ienheid. In typysk omkearde osmose manifold, bekend as in cassette manifold, wurdt makke troch screwing en / of welding fiif stikken tegearre. Twa berjochten wurde flankearre troch twa rails, en in tredde rail is oan 'e boppekant mei it gat nei boppen ta om de post boppe it gat te pleatsen (figuer 1). In oare soarte fan doaze joint bestiet út mar fjouwer dielen: twa studs en twa gidsen. De oare bestiet út trije dielen - twa spoaren en in haarspeld. De krekte produksjemetoaden foar dizze komponinten binne net standerdisearre, mar ferskille tusken oannimmers en sels arbeiders.
Hoewol't kombinatoryske produksje in oantal problemen kin feroarsaakje, hat it himsels goed bewiisd yn 'e yndustry. De kosten fan 'e yngenieurfaze wiene heech, om't d'r gjin noarmen wiene, sadat rûge iepeningen yndividueel ûntwurpen en finalisearre wurde moasten. It snijen en gearstallen fan dizze arbeidsyntinsive komponinten op it terrein draacht ek ta oan kosten, fergriemt materialen, fergruttet ôffal fan 'e side en fergruttet risiko's foar sitefeiligens. Derneist makket it kwaliteits- en konsistinsjeproblemen dêr't profesjonele ûntwerpers foaral soargen oer moatte wêze. Dit hat de neiging om de konsistinsje, kwaliteit en betrouberens fan it frame te ferminderjen, en kin ek de kwaliteit fan 'e drywallfinish beynfloedzje. (Sjoch "Min ferbining" foar foarbylden fan dizze problemen.)
Ferbiningssystemen It taheakjen fan modulêre ferbiningen oan rekken kin ek estetyske problemen feroarsaakje. Metal oan metaal oerlaap feroarsake troch ljeppers op de modulêre mannichfâldich kin beynfloedzje de muorre finish. Gjin ynterieur drywall of eksterieur beklaaiïng moat flak lizze op it metalen blêd dêr't de skroefkoppen út stekke. Ferhege muorreflakken kinne merkbere unjildige finishen feroarsaakje en ekstra korrektyf wurk nedich om se te ferbergjen.
Ien oplossing foar it ferbiningsprobleem is it brûken fan klearmakke klemmen, befestigje se oan 'e posten fan' e jamb en koördinearje de gewrichten. Dizze oanpak standerdisearret ferbiningen en elimineert inkonsistinsjes feroarsake troch fabrikaazje op it plak. De clamp elimineert metalen oerlaap en útspringende skroef koppen op 'e muorre, ferbetterjen fan de muorre finish. It kin ek snije ynstallaasje arbeidskosten yn de helte. Earder moast ien arbeider de koptekst nivo hâlde, wylst in oare it op syn plak skroefde. Yn in klipsysteem ynstalleart in arbeider de klips en snapt dan de ferbiningen op 'e klips. Dizze klem wurdt normaal produsearre as ûnderdiel fan in prefabrykearre fittingsysteem.
De reden foar it meitsjen fan manifolds fan meardere stikken bûgde metaal is om wat sterker te leverjen as in inkeld stik spoar om de muorre boppe de iepening te stypjen. Sûnt bûgen stiffens it metaal te kommen warping, effektyf foarmje microbeams yn it gruttere fleantúch fan it elemint, itselde resultaat kin berikt wurde mei help fan in inkele stik metaal mei in protte bochten.
Dit prinsipe is maklik te begripen troch it hâlden fan in blêd papier yn in bytsje útstutsen hannen. Earst falt it papier yn 'e midden en slipet. As it lykwols ien kear oer syn lingte fold wurdt en dan útrôle (sadat it papier in V-foarmich kanaal foarmet), is it minder kâns om te bûgjen en te fallen. Hoe mear plooien jo meitsje, de stiver it sil wêze (binnen bepaalde grinzen).
De technyk foar meardere bûgen eksploitearret dit effekt troch steapele groeven, kanalen en loops ta te foegjen oan 'e algemiene foarm. "Direct Strength Calculation" - in nije praktyske kompjûter-assistearre analyze metoade - ferfong de tradisjonele "Effektive Width Calculation" en tastien ienfâldige foarmen wurde omsetten yn passende, effisjinter konfiguraasjes te krijen bettere resultaten út stiel. Dizze trend is te sjen yn in protte CFSF-systemen. Dizze foarmen, benammen by it brûken fan sterker stiel (390 MPa (57 psi) ynstee fan 'e foarige yndustrystandert fan 250 MPa (36 psi)), kinne de algemiene prestaasjes fan it elemint ferbetterje sûnder kompromis yn grutte, gewicht of dikte. wurde. der hawwe feroarings west.
Yn it gefal fan kâld foarme stiel komt in oare faktor yn it spul. Kâlde wurking fan stiel, lykas bûgen, feroaret de eigenskippen fan it stiel sels. De opbringststerkte en treksterkte fan it ferwurke diel fan it stiel ferheegje, mar de duktiliteit nimt ôf. De dielen dy't it meast wurkje krije it measte. Foarútgong yn roll foarmjen hat resultearre yn strakkere bochten, wat betsjut dat it stiel tichtst by de bûgde râne fereasket mear wurk as de âlde roll foarmjen proses. De grutter en strakker de bochten, de mear stiel yn it elemint sil wurde fersterke troch kâld wurkjen, it fergrutsjen fan de totale sterkte fan it elemint.
Reguliere U-foarmige spoaren hawwe twa bochten, C-studs hawwe fjouwer bochten. De foarôf oanleine wizige W-manifold hat 14 bochten ynrjochte om de hoemannichte metaal aktyf te wjerstean stress te maksimalisearjen. It ienige stik yn dizze konfiguraasje kin it hiele doarframe wêze yn 'e rûge iepening fan it doarframe.
Foar heul brede iepeningen (dus mear as 2 m [7 ft]) of hege loads kin de polygoon fierder fersterke wurde mei passende W-foarmige ynserts. It foeget mear metaal en 14 bochten, wêrtroch it totale oantal bochten yn 'e algemiene foarm nei 28. It ynset wurdt pleatst binnen de polygoon mei inverted Ws sadat de twa Ws tegearre foarmje in rûge X-foarm. De skonken fan W fungearje as dwersbalken. Se ynstallearre de ûntbrekkende studs oer de RO, dy't waarden holden yn plak mei screws. Dat jildt oft der al of net in fersterkjende ynfoegje is ynstallearre.
De wichtichste foardielen fan dit foarfoarme kop- / klipsysteem binne snelheid, konsistinsje en ferbettere finish. Troch te kiezen foar in sertifisearre prefabrykearre lintelsysteem, lykas ien goedkard troch de International Code of Practice Committee Evaluation Service (ICC-ES), kinne ûntwerpers komponinten spesifisearje op basis fan load- en muorre-type brânbeskermingseasken, en foarkomme dat jo elke baan ûntwerpe en detailje moatte. , tiid en boarnen besparje. (ICC-ES, International Codes Committee Evaluation Service, akkrediteare troch de Standards Council of Canada [SCC]). Dizze prefabryk soarget der ek foar dat bline iepeningen wurde boud lykas ûntwurpen, mei konsekwint strukturele solidens en kwaliteit, sûnder ôfwikingen troch on-site cutting en montage.
Ynstallaasje konsistinsje wurdt ek ferbettere as de clamps hawwe pre-boarre threaded gatten, wêrtroch't it makliker te nûmer en pleats gewrichten mei jamb studs. Elimineert metalen oerlappingen op muorren, ferbetteret de platheid fan drywall oerflak en foarkomt unevenness.
Derneist hawwe sokke systemen miljeufoardielen. Yn ferliking mei gearstalde komponinten kin it stielferbrûk fan ien-dielige manifolds mei maksimaal 40% wurde fermindere. Om't dit gjin lassen nedich is, wurde de byhearrende útstjit fan giftige gassen elimineare.
Wide Flange Studs Tradisjoneel studs wurde makke troch joining (screwing en / of welding) twa of mear studs. Hoewol se machtich binne, kinne se ek har eigen problemen meitsje. Se binne folle makliker te sammeljen foar ynstallaasje, benammen as it giet om soldering. Dit blokkearret lykwols tagong ta de studseksje ferbûn oan 'e doar fan Hollow Metal Frame (HMF).
Ien oplossing is te snijen in gat yn ien fan 'e uprights te heakjen oan it frame fan binnen de oprjochte gearstalling. Dit kin lykwols ynspeksje lestich meitsje en ekstra wurk fereaskje. It is bekend dat ynspekteurs insistearje om de HMF oan 'e iene helte fan' e doorjamb stud te befestigjen en it te ynspektearjen, en dan de twadde helte fan 'e dûbele stud-assemblage yn plak te lassen. Dit stopt alle wurk om 'e doar, kin fertrage oar wurk, en fereasket ferhege fjoer beskerming fanwege on-site welding.
Prefabricearre studs mei brede skouder (spesjaal ûntworpen as jamb studs) kinne brûkt wurde yn plak fan stapelbere studs, wat wichtige tiid en materiaal besparret. De tagongsproblemen dy't ferbûn binne mei de HMF-doar binne ek oplost, om't de iepen C-kant ûnûnderbrutsen tagong en maklike ynspeksje mooglik makket. De iepen C-foarm soarget ek foar folsleine isolaasje wêr't de kombineare lintels en jambposten typysk in gat meitsje fan 102 oant 152 mm (4 oant 6 inch) yn isolaasje om 'e doar.
Ferbinings oan 'e boppekant fan' e muorre In oar gebiet fan ûntwerp dat profitearre hat fan ynnovaasje is de ferbining oan 'e boppekant fan' e muorre nei it boppedek. De ôfstân fan de iene ferdjipping nei de oare kin in bytsje fariearje yn 'e rin fan' e tiid fanwege fariaasje yn dek deflection ûnder ferskillende lading betingsten. Foar net-load-bearing muorren moat der in gat tusken de top fan 'e studs en it paniel, dit makket it mooglik it dek te bewegen del sûnder crushing de studs. It platfoarm moat ek omheech kinne sûnder de studs te brekken. De klaring is op syn minst 12,5 mm (½ yn.), dat is de helte fan 'e totale reistolerânsje fan ± 12,5 mm.
Twa tradisjonele oplossingen dominearje. Ien is te heakjen in lange spoar (50 of 60 mm (2 of 2,5 yn)) oan it dek, mei de stud tips gewoan ynfoege yn it spoar, net befeilige. Om foar te kommen dat de studs draaie en ferlieze har strukturele wearde, wurdt in stik kâld rôle kanaal ynfoege troch in gat yn 'e stud op in ôfstân fan 150 mm (6 inch) fan' e top fan 'e muorre. consuming process It proses is net populêr by oannimmers. Yn in poging om hoeken te snijen, kinne guon oannimmers sels kâld rôle kanaal ferlitte troch studs op rails te setten sûnder middels om se op it plak te hâlden of se te nivellerjen. Dit is yn striid mei ASTM C 754 Standertpraktyk foar it ynstallearjen fan stielen framing-leden om Threaded Drywall-produkten te produsearjen, dy't stelt dat de studs moatte wurde hechte oan 'e rails mei skroeven. As dizze ôfwiking fan it ûntwerp net ûntdutsen wurdt, sil it de kwaliteit fan 'e fertige muorre beynfloedzje.
In oare breed brûkte oplossing is it ûntwerp fan dûbele spoaren. De standert spoar wurdt pleatst boppe op 'e studs en elke stud wurdt bolted oan it. In twadde, op maat makke, breder spoar wurdt boppe de earste pleatst en ferbûn mei it boppedek. Standert tracks kinne slide op en del binnen oanpaste tracks.
Ferskate oplossings binne ûntwikkele foar dizze taak, allegearre dy't omfiemet spesjalisearre komponinten dy't soargje slotted ferbinings. Fariaasjes omfetsje it type slotted spoar of it type slotted clip brûkt om hechtsje it spoar oan it dek. Bygelyks, feilich in slotted rail oan 'e ûnderkant fan it dek mei help fan in bevestiging metoade passend foar de bysûndere dek materiaal. De slotted screws wurde hechte oan 'e toppen fan' e studs (neffens ASTM C 754) wêrtroch't de ferbining te bewegen op en del binnen likernôch 25 mm (1 inch).
Yn in brânmuorre moatte sokke driuwende ferbiningen beskerme wurde fan brân. Under in groeven stielen dek fol mei beton, it fjoer brânfertraagjend materiaal moat by steat wêze om te foljen de ûngelikense romte ûnder de groove en behâlde syn fjoer-fighting funksje as de ôfstân tusken de top fan 'e muorre en it dek feroaret. De komponinten dy't brûkt wurde foar dizze ferbining binne hifke yn oerienstimming mei de nije ASTM E 2837-11 (Standert testmetoade foar it bepalen fan de fjoerresistinsje fan solide muorrekop-jointsystemen ynstalleare tusken beoardielde muorrekomponinten en net-beoardielde horizontale komponinten). De standert is basearre op Underwriters Laboratories (UL) 2079, "Fire Testing for Building Connecting Systems".
It foardiel fan it brûken fan in tawijd ferbining oan 'e boppekant fan' e muorre is dat it kin befetsje standerdisearre, koade-goedkard, fjoer-resistant gearkomsten. In typyske bou is om it fjoerwurk op dek te pleatsen en in pear sintimeter boppe de top fan 'e muorren oan beide kanten te hingjen. Krekt as in muorre kin glide op en del frij yn in mortise fixture, it kin glide op en del yn in fjoer joint ek. Materialen foar dizze komponint kinne omfetsje mineralwolle, cemented struktureel stiel fjoerwurk, of drywall, brûkt allinnich of yn kombinaasje. Sokke systemen moatte wurde hifke, goedkard en fermeld yn katalogussen lykas Underwriters Laboratories of Canada (ULC).
Konklúzje Standerdisearring is de basis fan alle moderne arsjitektuer. Iroanysk, der is net folle standerdisearring fan "standert praktyk" as it giet om kâld foarme stielen framing, en ynnovaasjes dy't brekke dy tradysjes binne ek noarmen makkers.
It gebrûk fan dizze standerdisearre systemen kin ûntwerpers en eigners beskermje, wichtige tiid en jild besparje, en sidefeiligens ferbetterje. Se bringe konsistinsje oan de bou en wurkje earder as bedoeld as boude systemen. Mei in kombinaasje fan ljochtheid, duorsumens en betelberens, sil CFSF wierskynlik har oandiel fan 'e bouwmerk ferheegje, sûnder twifel fierdere ynnovaasje stimulearje.
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 is in priiswinnende skriuwer en fotograaf spesjalisearre yn de bou yndustry. Hy is de kreatyf direkteur fan Chusid Associates, in advysbedriuw dat marketing en technyske tsjinsten leveret oan fabrikanten fan bouwprodukten. Miller kin kontakt opnommen wurde mei op www.chusid.com.
Kontrolearje it fakje hjirûnder om jo winsk te befestigjen om opnommen te wurden yn ferskate e-postkommunikaasje fan Kenilworth Media (ynklusyf e-nijsbrieven, problemen mei digitale tydskriften, periodike enkêtes en oanbiedingen * foar de yngenieur- en bousektor).
* Wy ferkeapje jo e-mailadres net oan tredden, wy stjoere har oanbiedingen gewoan troch nei jo. Fansels hawwe jo altyd it rjocht om jo út te melden foar alle kommunikaasje dy't wy jo stjoere as jo yn 'e takomst fan gedachten feroarje.
Post tiid: Jul-07-2023