Dirancang dening Todd Brady lan Stephen H. Miller, CDTC kadhemen kawangun (CFSF) (uga dikenal minangka "light gauge") pigura Originally alternatif kanggo kayu, nanging sawise dekade saka karya agresif, pungkasanipun main peran sawijining. Kaya kayu sing wis rampung tukang kayu, tiang baja lan trek bisa dipotong lan digabungake kanggo nggawe bentuk sing luwih rumit. Nanging, nganti saiki durung ana standarisasi nyata komponen utawa senyawa. Saben bolongan kasar utawa unsur struktur khusus liyane kudu dirinci kanthi rinci dening Engineer of Record (EOR). Kontraktor ora tansah ngetutake rincian khusus proyek kasebut, lan bisa uga "nindakake macem-macem" kanggo wektu sing suwe. Senadyan iki, ana beda sing signifikan ing kualitas perakitan lapangan.
Pungkasane, akrab nyebabake rasa ora puas, lan rasa ora puas menehi inspirasi kanggo inovasi. Anggota rongko anyar (ngluwihi standar C-Studs lan U-Tracks) ora mung kasedhiya nggunakake Techniques mbentuk majeng, nanging uga bisa wis rekayasa / wis disetujoni kanggo kabutuhan tartamtu kanggo nambah tataran CFSF ing syarat-syarat desain lan construction. .
Komponen standar sing dibangun kanthi tujuan sing cocog karo spesifikasi bisa nindakake akeh tugas kanthi konsisten, nyedhiyakake kinerja sing luwih apik lan dipercaya. Dheweke nyederhanakake rincian lan menehi solusi sing luwih gampang kanggo kontraktor nginstal kanthi bener. Dheweke uga nyepetake konstruksi lan nggawe pemeriksaan luwih gampang, ngirit wektu lan repot. Komponen standar iki uga nambah safety ing papan kerja kanthi nyuda biaya pemotongan, perakitan, screwdriving lan welding.
Praktek standar tanpa standar CFSF wis dadi bagéan sing ditampa saka lanskap sing angel mbayangno konstruksi omah komersial utawa dhuwur tanpa iku. Penerimaan sing nyebar iki digayuh ing wektu sing relatif cendhak lan ora digunakake kanthi akeh nganti pungkasan Perang Donya II.
Standar desain CFSF pisanan diterbitake ing 1946 dening American Iron and Steel Institute (AISI). Versi paling anyar, AISI S 200-07 (North American Standard for Cold Formed Steel Framing - General), saiki dadi standar ing Kanada, AS lan Meksiko.
Standarisasi dhasar nggawe prabédan gedhe lan CFSF dadi cara konstruksi sing populer, manawa ana beban utawa ora duwe beban. Manfaate kalebu:
Minangka inovatif minangka standar AISI, iku ora codify kabeh. Desainer lan kontraktor isih akeh sing kudu diputusake.
Sistem CFSF adhedhasar stud lan ril. Tiang baja, kaya tiang kayu, minangka unsur vertikal. Biasane mbentuk salib-bagean C-shaped, karo "ndhuwur" lan "ngisor" saka C mbentuk dimensi panah saka kandang jaran (flange sawijining). Pandhuan minangka unsur pigura horisontal (ambang lan lintel), duwe wangun U kanggo nampung rak. Ukuran rak biasane padha karo kayu "2×" nominal: 41 x 89 mm (1 5/8 x 3 ½ inci) yaiku "2 x 4" lan 41 x 140 mm (1 5/8 x 5). ½ inci) padha karo "2×6". Ing conto iki, 41 mm ukuran diarani minangka "rak" lan 89 mm utawa 140 mm ukuran diarani minangka "web", nyilih konsep menowo saka baja panas mbalek lan anggota jinis I-beam padha. Ukuran trek cocog karo jembaré sakabèhé saka kandang jaran.
Nganti saiki, unsur sing luwih kuat sing dibutuhake proyek kasebut kudu dirinci dening EOR lan dirakit ing situs kanthi nggunakake kombinasi stud lan rel kombo, uga unsur C- lan U. Konfigurasi sing tepat biasane diwenehake kanggo kontraktor lan sanajan ing proyek sing padha bisa beda-beda. Nanging, dekade pengalaman CFSF wis nyebabake pangenalan watesan saka formulir dhasar kasebut lan masalah sing ana gandhengane.
Contone, banyu bisa nglumpukake ing ril ngisor tembok kandang jaran nalika kandang jaran dibukak nalika construction. Anane serbuk gergaji, kertas, utawa bahan organik liyane bisa nyebabake jamur utawa masalah sing gegandhengan karo kelembapan liyane, kalebu rusake drywall utawa narik hama ing mburi pager. Masalah sing padha bisa kedadeyan yen banyu mlebu ing tembok sing wis rampung lan ngumpulake saka kondensasi, bocor, utawa tumpahan.
Salah sawijining solusi yaiku dalan khusus kanthi bolongan sing dibor kanggo saluran. Desain kandang jaran sing luwih apik uga dikembangake. Dheweke duwe fitur inovatif kayata iga sing diselehake kanthi strategis sing fleksibel ing bagean salib kanggo nambah kaku. Lumahing tekstur saka kandang jaran ngalangi meneng saka "obah", asil ing sambungan resik lan Rampung liyane seragam. Perbaikan cilik iki, dikalikan kanthi puluhan ewu spike, bisa nduwe pengaruh gedhe ing sawijining proyek.
Ngluwihi stud lan ril Kancing lan ril tradisional asring cukup kanggo tembok sing prasaja tanpa bolongan sing kasar. Beban bisa uga kalebu bobot tembok dhewe, finish lan peralatan, bobot angin, lan kanggo sawetara tembok uga kalebu beban permanen lan sementara saka atap utawa lantai ing ndhuwur. Beban kasebut ditularake saka ril ndhuwur menyang kolom, menyang rel ngisor, lan saka ing kono menyang pondasi utawa bagean superstruktur liyane (contone dek beton utawa kolom lan balok baja struktural).
Yen ana bukaan kasar (RO) ing tembok (kayata lawang, jendhela, utawa saluran HVAC gedhe), beban saka ndhuwur bukaan kudu ditransfer ing sakubenge. Lintel kudu cukup kuwat kanggo ndhukung beban saka siji utawa luwih sing disebut studs (lan drywall ditempelake) ndhuwur lintel lan transfer menyang jamb studs (anggota vertikal RO).
Mangkono uga, kusen lawang kudu dirancang kanggo nggawa beban sing luwih gedhe tinimbang kiriman biasa. Contone, ing spasi interior, bukaan kudu cukup kuwat kanggo ndhukung bobot saka drywall liwat bukaan (ie, 29 kg/m2 [6 lbs saben kothak kaki] [siji lapisan 16 mm (5/8 inci) saben. jam tembok.) saben sisih plester] utawa 54 kg/m2 [11 pon saben kaki persegi] kanggo tembok struktural rong jam [loro lapisan plester 16 mm saben sisih]), ditambah beban seismik lan biasane bobote lawang lan operasi inersia. Ing lokasi njaba, bukaan kudu bisa tahan angin, lindhu lan beban sing padha.
Ing desain CFSF tradisional, header lan postingan sill digawe ing situs kanthi nggabungake slats lan rel standar dadi unit sing luwih kuat. A manifold reverse osmosis khas, dikenal minangka manifold kaset, digawe dening screwing lan / utawa welding limang bêsik bebarengan. Rong kiriman diapit dening rong ril, lan ril katelu dipasang ing sisih ndhuwur kanthi bolongan madhep munggah kanggo nyelehake postingan ing ndhuwur bolongan (Gambar 1). Jinis gabungan kothak liyane mung dumadi saka patang bagean: loro kandang lan loro panuntun. Liyane kasusun saka telung bagean - loro trek lan jepit rambut. Cara produksi sing tepat kanggo komponen kasebut ora standar, nanging beda-beda antarane kontraktor lan malah buruh.
Sanajan produksi gabungan bisa nyebabake sawetara masalah, nanging wis kabukten kanthi apik ing industri. Biaya fase rekayasa dhuwur amarga ora ana standar, mula bukaan kasar kudu dirancang lan dirampungake kanthi individu. Nglereni lan ngrakit komponen sing padat karya iki ing situs uga nambah biaya, mbuang bahan, nambah sampah situs, lan nambah risiko safety situs. Kajaba iku, nggawe masalah kualitas lan konsistensi sing kudu digatekake dening desainer profesional. Iki cenderung nyuda konsistensi, kualitas, lan linuwih pigura, lan uga bisa mengaruhi kualitas finish drywall. (Deloken "Sambungan Bad" kanggo conto masalah kasebut.)
Sistem sambungan Masang sambungan modular menyang rak uga bisa nimbulaké masalah estetis. Tumpang tindih logam menyang logam sing disebabake dening tab ing manifold modular bisa mengaruhi finish tembok. Ora ana drywall interior utawa cladding njaba sing kudu dilebokake ing lembaran logam saka endhas sekrup metu. Permukaan tembok sing munggah bisa nyebabake finish sing ora rata lan mbutuhake karya koreksi tambahan kanggo ndhelikake.
Salah sawijining solusi kanggo masalah sambungan yaiku nggunakake klem sing wis siap, nyepetake menyang kiriman jamb lan koordinasi sendi. Pendekatan iki nggawe standarisasi sambungan lan ngilangi inconsistencies sing disebabake dening fabrikasi ing situs. Clamp ngilangake tumpang tindih logam lan protruding kepala meneng ing tembok, Ngapikake tembok Rampung. Uga bisa nyuda biaya tenaga kerja instalasi ing setengah. Sadurunge, siji buruh kudu nyekel tingkat header nalika liyane ngaco menyang panggonan. Ing sistem klip, buruh masang klip banjur njepret konektor menyang klip. Clamp iki biasane diprodhuksi minangka bagéan saka sistem pas prefabricated.
Alesan kanggo nggawe manifolds saka macem-macem potongan logam mbengkongaken iku kanggo nyedhiyani soko kuwat saka Piece siji saka trek kanggo ndhukung tembok ndhuwur bukaan. Wiwit mlengkung stiffens logam kanggo nyegah warping, èfèktif mbentuk microbeams ing bidang luwih saka unsur, asil padha bisa ngrambah nggunakake Piece siji saka logam karo akeh bends.
Prinsip iki gampang dimangerteni kanthi nyekel selembar kertas ing tangan sing rada ucul. Kaping pisanan, kertas dilipat ing tengah lan diluncurake. Nanging, yen lempitan sapisan ing dawane banjur dibukak (supaya kertas dadi saluran sing bentuke V), ora bisa mlengkung lan tiba. Luwih akeh lipatan sing digawe, luwih kaku (ing watesan tartamtu).
Teknik mlengkung kaping ngeksploitasi efek iki kanthi nambahake alur, saluran, lan puteran sing ditumpuk ing wangun sakabèhé. "Direct Strength Calculation" - cara analisis komputer-dibantu praktis anyar - ngganti tradisional "Efektif Width Pitungan" lan diijini manéka prasaja kanggo diowahi menyang cocok, konfigurasi luwih efisien kanggo oleh asil sing luwih apik saka baja. Tren iki bisa dideleng ing akeh sistem CFSF. Wangun iki, utamané nalika nggunakake baja kuwat (390 MPa (57 psi) tinimbang standar industri sadurungé 250 MPa (36 psi)), bisa nambah kinerja sakabèhé saka unsur tanpa kompromi ing ukuran, bobot, utawa kekandelan. dadi. wis ana owah-owahan.
Ing cilik saka baja kadhemen-kawangun, faktor liyane teka menyang muter. Kerja baja sing adhem, kayata mlengkung, ngganti sifat baja kasebut. Kekuwatan ngasilake lan kekuatan tensile saka bagean diproses saka baja nambah, nanging ductility sudo. Bagian-bagian sing kerjane paling akeh entuk akeh. Kemajuan ing roll mbentuk wis ngasilaken ing bends tighter, tegesé baja paling cedhak sudhut mlengkung mbutuhake karya luwih saka proses muter mbentuk lawas. Sing luwih gedhe lan kenceng bend, luwih akeh baja ing unsur kasebut bakal dikuatake kanthi kerja sing adhem, nambah kekuatan sakabèhé unsur kasebut.
Trek biasa U-shaped duwe loro bend, C-studs duwe papat bend. Manifold W modifikasi sing wis direkayasa duwe 14 lengkungan sing disusun kanggo nggedhekake jumlah logam sing aktif nolak stres. Potongan siji ing konfigurasi iki bisa uga kabeh pigura lawang ing bukaan kasar saka pigura lawang.
Kanggo bukaan sing amba banget (yaiku luwih saka 2 m [7 ft]) utawa beban sing dhuwur, poligon bisa dikuwatake kanthi sisipan kanthi bentuk W sing cocog. Iku nambah liyane logam lan 14 bends, nggawa total bends ing wangun sakabèhé kanggo 28. Sisipan diselehake nang polygon karo Ws kuwalik supaya loro Ws bebarengan mbentuk X-wangun atos. Sikil W tumindak minangka palang. Padha diinstal kandang jaran ilang liwat RO, kang dianakaké ing panggonan karo ngawut-awut. Iki ditrapake manawa insert reinforcing dipasang utawa ora.
Keuntungan utama sistem kepala / klip sing wis dibentuk iki yaiku kacepetan, konsistensi lan finish sing luwih apik. Kanthi milih sistem lintel prefabrikasi sing wis disertifikasi, kayata sing disetujoni dening International Code of Practice Committee Evaluation Service (ICC-ES), perancang bisa nemtokake komponen adhedhasar syarat proteksi kebakaran jinis beban lan tembok, lan ora kudu ngrancang lan njlentrehake saben proyek. , ngirit wektu lan sumber daya. (ICC-ES, Layanan Evaluasi Komite Kode Internasional, akreditasi dening Dewan Standar Kanada [SCC]). Prefabrikasi iki uga njamin yen bukaan wuta dibangun kaya sing dirancang, kanthi struktur lan kualitas sing konsisten, tanpa panyimpangan amarga pemotongan lan perakitan ing situs.
Konsistensi instalasi uga apik amarga clamps duwe bolongan Utas sing wis dibor, dadi luwih gampang kanggo nomer lan panggonan joints karo jamb studs. Ngilangi tumpang tindih logam ing tembok, nambah flatness permukaan drywall lan nyegah unevenness.
Kajaba iku, sistem kasebut duwe keuntungan lingkungan. Dibandhingake karo komponen komposit, konsumsi baja manifold siji-potong bisa dikurangi nganti 40%. Amarga iki ora mbutuhake welding, emisi gas beracun sing diiringi.
Wide Flange Studs Traditional studs digawe dening gabung (screwing lan / utawa welding) loro utawa luwih studs. Senajan padha kuat, padha uga bisa nggawe masalah dhewe. Padha luwih gampang kanggo ngumpul sadurunge instalasi, utamané nalika nerangake soldering. Nanging, iki ngalangi akses menyang bagean kandang jaran sing dipasang ing lawang Hollow Metal Frame (HMF).
Salah sawijining solusi yaiku ngethok bolongan ing salah sawijining uprights kanggo dipasang ing pigura saka njero rakitan tegak. Nanging, iki bisa nggawe inspeksi angel lan mbutuhake karya tambahan. Inspektur wis dikenal kanggo nandheske kanggo nempelake HMF menyang setengah saka doorjamb kandang jaran lan mriksa iku, banjur welding setengah kapindho perakitan kandang jaran pindho menyang Panggonan. Iki mandheg kabeh karya ing lawang, bisa uga tundha karya liyane, lan mbutuhake pangayoman geni tambah amarga welding ing situs.
Kancing pundhak lebar prefabrikasi (dirancang khusus minangka kancing jamb) bisa digunakake kanggo ngganti stud sing bisa ditumpuk, ngirit wektu lan materi sing signifikan. Masalah akses sing ana gandhengane karo lawang HMF uga ditanggulangi amarga sisih C sing mbukak ngidini akses tanpa gangguan lan pengawasan sing gampang. Bentuk-C sing mbukak uga nyedhiyakake insulasi lengkap ing endi gabungan lintel lan tiang jamb biasane nggawe celah 102 nganti 152 mm (4 nganti 6 inci) ing insulasi ing saubengé lawang.
Sambungan ing sisih ndhuwur tembok Area desain liyane sing entuk manfaat saka inovasi yaiku sambungan ing sisih ndhuwur tembok menyang dek ndhuwur. Jarak saka lantai siji menyang lantai liyane bisa uga beda-beda sajrone wektu amarga variasi defleksi dek ing kahanan muatan sing beda. Kanggo tembok sing ora duwe beban, kudu ana celah ing antarane ndhuwur studs lan panel, iki ngidini dek kanggo mindhah mudhun tanpa crushing studs. Platform kasebut uga kudu bisa munggah tanpa mecah kandang. Reresik paling sethithik 12,5 mm (½ in.), yaiku setengah saka total toleransi perjalanan ± 12,5 mm.
Loro solusi tradisional dominasi. Salah sijine yaiku masang trek sing dawa (50 utawa 60 mm (2 utawa 2,5 in)) menyang dek, kanthi tips stud mung dilebokake ing trek, ora diamanake. Kanggo nyegah kandang jaran saka twisting lan kelangan nilai struktural sing, Piece saka saluran kadhemen mbalek dilebokake liwat bolongan ing kandang jaran ing kadohan saka 150 mm (6 inci) saka ndhuwur tembok. proses konsumsi Proses iki ora populer karo kontraktor. Ing upaya kanggo ngethok pojok, sawetara kontraktor bisa uga ora nglirwakake saluran sing digulung kanthi nglebokake stud ing ril tanpa bisa nahan utawa leveling. Iki nglanggar Praktek Standar ASTM C 754 kanggo Nginstal Anggota Framing Baja kanggo Ngasilake Produk Drywall Utas, sing nyatakake yen stud kudu dipasang ing ril kanthi sekrup. Yen panyimpangan saka desain iki ora dideteksi, bakal mengaruhi kualitas tembok rampung.
Solusi liyane sing akeh digunakake yaiku desain trek ganda. Track standar diselehake ing ndhuwur kandang jaran lan saben kandang jaran bolted menyang. A liya, adat-digawe, trek luwih amba diselehake ing ndhuwur pisanan lan disambungake menyang kelompok ndhuwur. Trek standar bisa geser munggah lan mudhun ing trek khusus.
Sawetara solusi wis dikembangaké kanggo tugas iki, kabeh kalebu komponen specialized sing nyedhiyani sambungan slotted. Variasi kalebu jinis trek slotted utawa jinis klip slotted digunakake kanggo masang trek menyang kelompok. Contone, ngamanake alur slotted menyang underside saka kelompok nggunakake cara fastening cocok kanggo materi kelompok tartamtu. Sekrup slotted ditempelake ing ndhuwur studs (miturut ASTM C 754) ngidini sambungan kanggo mindhah munggah lan mudhun ing kira-kira 25 mm (1 inci).
Ing firewall, sambungan ngambang kasebut kudu direksa saka geni. Ing ngisor dek baja grooved kapenuhan beton, materi retardant geni kudu bisa ngisi spasi ora rata ing ngisor alur lan njaga fungsi geni-fighting minangka kadohan antarane ndhuwur tembok lan geladhak owah-owahan. Komponen sing digunakake kanggo gabungan iki wis diuji sesuai karo ASTM E 2837-11 anyar (Metode Uji Standar kanggo Nemtokake Ketahanan Kebakaran Sistem Gabungan Kepala Tembok Padat Dipasang Antarane Komponen Tembok Rated lan Komponen Horizontal Non-Rated). Standar kasebut adhedhasar Underwriters Laboratories (UL) 2079, "Fire Testing for Building Connecting Systems".
Kauntungan saka nggunakake sambungan darmabakti ing ndhuwur tembok iku bisa kalebu standar, disetujoni kode, rakitan tahan geni. A mbangun khas kanggo nyeleh refractory ing kelompok lan nyumerepi sawetara inci ndhuwur ndhuwur tembok ing salah siji sisih. Kaya tembok bisa geser munggah lan mudhun kanthi bebas ing piranti tanggam, bisa uga geser munggah lan mudhun ing gabungan geni. Bahan kanggo komponèn iki bisa uga kalebu wol mineral, baja tahan api struktural sing disemen, utawa drywall, digunakake piyambak utawa ing kombinasi. Sistem kasebut kudu diuji, disetujoni lan didaftar ing katalog kayata Underwriters Laboratories of Canada (ULC).
Kesimpulan Standardisasi minangka pondasi kabeh arsitektur modern. Ironis, ana sethitik standarisasi "praktik standar" nalika nerangake kadhemen kawangun baja rongko, lan inovasi sing break tradhisi sing uga standar produsen.
Panggunaan sistem standar iki bisa nglindhungi desainer lan pemilik, ngirit wektu lan dhuwit sing signifikan, lan nambah safety situs. Padha nggawa konsistensi kanggo konstruksi lan luwih cenderung bisa digunakake tinimbang sistem sing dibangun. Kanthi kombinasi entheng, kelestarian lan keterjangkauan, CFSF bisa uga bakal nambah pangsa pasar konstruksi, mesthi bakal nambah inovasi.
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 minangka panulis lan fotografer sing menang penghargaan sing spesialisasine ing industri konstruksi. Dheweke dadi direktur kreatif Chusid Associates, perusahaan konsultasi sing nyedhiyakake layanan pemasaran lan teknis kanggo mbangun manufaktur produk. Miller bisa dikontak ing www.chusid.com.
Priksa kothak ing ngisor iki kanggo konfirmasi kepinginan sampeyan kalebu ing macem-macem komunikasi email saka Kenilworth Media (kalebu e-newsletter, masalah majalah digital, survey periodik lan tawaran * kanggo industri engineering lan construction).
* Kita ora ngedol alamat email menyang pihak katelu, kita mung nerusake tawaran kanggo sampeyan. Mesthi, sampeyan mesthi duwe hak kanggo mbatalake saka komunikasi apa wae sing dikirimake yen sampeyan ngganti pikiran ing mangsa ngarep.
Wektu kirim: Jul-07-2023