În spatele unui-perete cortină înalt, o placă de gips-carton armat-fibră nu este doar o barieră pasivă împotriva incendiului sau o căptușeală acustică. Pe măsură ce clădirea urcă, placa în sine trebuie să gestioneze în mod independent presiunea reală a vântului. Modul în care această presiune este proiectată din sistem contează mai mult decât își dau seama majoritatea oamenilor.
De unde vine de fapt sarcina
Este ușor să presupunem că sticla exterioară sau pielea de aluminiu ia tot vântul. În practică, pereții cortină sunt rar etanși. Golurile din paratoarele de ploaie-deschise, găurile de ploaie și mișcarea termică, toate lasă presiunea aerului exterior să se scurgă în cavitatea din spatele placajei. La etajele superioare, acest efect se intensifică. Presiunea aerului din cavitate fluctuează cu fiecare rafală, împingând placa de gips-carton în interior sub presiune pozitivă și trăgând-o spre exterior prin aspirare. Placa, cu alte cuvinte, este un element portant-sarcină care are nevoie de propriul calcul al vântului.
Determinarea presiunii de proiectare
Punctul de plecare este codul de guvernare - ASCE 7 în SUA sau Eurocod în altă parte. Procesul ia viteza de bază a vântului pentru regiune, apoi stratifică factori pentru înălțime, expunere, forma clădirii și răspunsul la rafale pentru a ajunge la o presiune netă de proiectare. Pentru componentele din spatele placajului, coeficienții locali de presiune de vârf controlează designul, deoarece zonele de colț și margini văd în mod obișnuit aspirație mai mult decât dublul față de mijlocul peretelui. În calitate de furnizor, nu trebuie să alegeți coeficienții, dar trebuie să furnizați date de performanță a plăcii care se potrivesc cu sarcina de vânt de proiectare finală, inclusiv factorii de siguranță necesari.
Cum rezistă placa la presiune
Placa de gips-carton este atașată de știfturi de oțel verticale sau orizontale cu șuruburi auto-filetante. Distanța dintre știfturi stabilește intervalul de îndoire. Matematica tratează o bandă de scândură lată de un -picior-ca o grindă încărcată uniform -, de obicei, o condiție pur și simplu susținută sau cu mai multe travee.
Dacă distanța dintre știfturi este L (în inci) și presiunea netă a vântului este p (în psf), sarcina liniară pe o bandă cu lățimea de 12-inchi este w=p plf. Două verificări guvernează:
În primul rând, rezistența la îndoire. Momentul maxim este M=wL²/8. Rezistența plăcii provine din modulul de secțiune, Z=bt²/6 (cu b=12 în și t grosimea plăcii) și modulul său de rupere, MOR. Într-o placă de gips-carton armat cu fibre de calitate-, fibrele de sticlă sau lemn rezistente la alcali-distribuite uniform împing MOR în intervalul 1.200–1.700 psi - de câteva ori mai mare decât o placă standard de hârtie-. Condiția care trebuie îndeplinită este M Mai mică sau egală cu (MOR × Z) / , unde este un factor de reducere a materialului care ține cont de-expunerea pe termen lung la vreme și de fluaj.
În al doilea rând, rigiditatea și deformarea. Sub aspirație, placa se înclină spre exterior. Prea multă deformare sparge îmbinările, rupe etanșarea cu aer și concentrează stresul la capetele șuruburilor. Deformarea de la mijlocul-portului sub sarcină uniformă este Δ=5wL⁴/(384EI). Momentul de inerție I=bt³/12, iar E este modulul de elasticitate al plăcii. Deoarece miezurile armate cu fibre-sunt dense și cu fibre-modificate, E se încadrează de obicei între 400.000 și 900.000 psi - mult mai rigid decât gipsul de bază la aceeași grosime. Limita de deviere este de obicei L/360 sau, acolo unde mișcarea articulației este critică, L/480.
Ce înseamnă asta pentru selecția consiliului
Din punct de vedere al produsului, proiectantul are nevoie cu adevărat de o matrice clară: pentru o anumită grosime a plăcii și distanțe obișnuite între bolțuri - să spunem 16 inchi pe centru sau 24 inchi pe centru - care este limita de presiune admisă? Aceste valori provin din inversarea formulelor de rezistență și deformare folosind proprietăți mecanice testate de terți--parte. De exemplu, o placă de gips-carton armată cu fibre de-densitate înaltă de 5/8-inchi-pentru știfturi la 16 inchi oc poate suporta adesea sarcini de vânt de peste 63 psf (3 kPa). Aceasta acoperă majoritatea zonelor-înalte din afara coastelor-supuse la uragane. Atunci când evaluarea necesară crește, alegerea este fie o placă mai groasă, fie o distanță mai strânsă a stâlpilor -, un compromis care afectează imediat costul și viteza de instalare.
Elementele de fixare nu pot fi o gândire ulterioară
Numai calculele de bord nu sunt suficiente. Sub presiune negativă, întregul panou vrea să se îndepărteze de știfturi. Capacitatea de tragere-prin și extragere-în afară a șuruburilor trebuie să se potrivească cu forța totală de ridicare a foii. Acest lucru depinde de distanța la margini, tipul șurubului și grosimea știftului și este cel mai bine gestionat cu datele de testare la nivel de sistem-decât să priviți placa în mod izolat.
Când o placă de gips-armat cu fibre intră într-o cavitate-înaltă, nu este un material de umplutură. Este o parte previzibilă, calculată a apărării structurale. Conectarea traiectoriei vântului, a logicii de îndoire și a proprietăților mecanice reale ale plăcii transformă selecția materialului de la o presupunere grosieră în ceva pe care te poți baza cu siguranță.