Bag en-høj gardinvæg er en fiber-forstærket gipsplade ikke bare en passiv brandbarriere eller akustisk liner. Efterhånden som bygningen stiger, skal brættet selv håndtere reelt vindtryk. Hvordan det tryk er konstrueret ud af systemet betyder mere, end de fleste er klar over.
Hvor belastningen egentlig kommer fra
Det er let at antage, at den ydre glas- eller aluminiumshud tager al vinden. I praksis er gardinvægge sjældent lufttætte. Huller i åbne-samlingsregnafskærmninger, grædehuller og termiske bevægelser lader det udvendige lufttryk bløde ind i hulrummet bag beklædningen. På de øverste etager forstærkes denne effekt. Lufttrykket i hulrummet svinger med hvert vindstød, skubber gipspladen indad under positivt tryk og trækker den udad under sugning. Tavlen er med andre ord et lastbærende-element, der har brug for sin egen vindberegning.
Bestemmelse af designtrykket
Udgangspunktet er den styrende kode - ASCE 7 i USA eller Eurocode andre steder. Processen tager den grundlæggende vindhastighed for regionen, derefter lag i faktorer for højde, eksponering, bygningsform og vindstødsrespons for at nå frem til et netto designtryk. For komponenter bag beklædningen styrer lokale spidstrykskoefficienter designet, fordi hjørne- og kantzoner rutinemæssigt ser et sug mere end det dobbelte af, hvad midten af væggen oplever. Som leverandør behøver du ikke vælge koefficienterne, men du skal levere data om bordydelse, der stemmer overens med den ultimative designvindbelastning, inklusive de nødvendige sikkerhedsfaktorer.
Hvordan brættet modstår presset
Gipspladen er fastgjort til lodrette eller vandrette stålstifter med selvskærende-skruer. Knogleafstanden bestemmer bøjningsspændet. Matematikken behandler en-fods-bred brætstrimmel som en ensartet belastet bjælke -, typisk en enkelt understøttet eller multi-span tilstand.
Hvis studsafstanden er L (i tommer) og nettovindtrykket er p (i psf), er den lineære belastning på en 12-tommer bred strimmel w=p plf. To checks regulerer:
Først bøjningsstyrke. Det maksimale øjeblik er M=wL²/8. Brættets modstand kommer fra dets sektionsmodul, Z=bt²/6 (med b=12 i og t pladetykkelsen), og dets brudmodul, MOR. I en kvalitetsfiber-forstærket gipsplade skubber de ensartet fordelte alkali-resistente glas- eller træfibre MOR'en ind i intervallet 1.200-1.700 psi - flere gange højere end en standardpapir-beklædt plade. Betingelsen, der skal være opfyldt, er M Mindre end eller lig med (MOR × Z) / , hvor er en materialereduktionsfaktor, der tegner sig for langvarig-vejreksponering og krybning.
For det andet stivhed og afbøjning. Under sug bukker brættet udad. For meget afbøjning knækker samlingerne, bryder luftforseglingen og koncentrerer spændingen ved skruehovederne. Den midterste-spændviddeafbøjning under ensartet belastning er Δ=5wL⁴/(384EI). Inertimomentet I=bt³/12, og E er brættets elasticitetsmodul. Fordi fiber{10}}forstærkede kerner er tætte og fiber{11}modificerede, falder E typisk mellem 400.000 og 900.000 psi - langt stivere end rågips i samme tykkelse. Afbøjningsgrænsen er normalt L/360 eller, hvor ledbevægelsen er kritisk, L/480.
Hvad det betyder for bestyrelsesvalg
Fra et produktsynspunkt er det, designeren virkelig har brug for, en klar matrix: For en given pladetykkelse og almindelige studsafstande - sig 16 tommer på midten eller 24 tommer på midten - hvad er den tilladte trykgrænse? Disse værdier kommer fra at vende styrke- og afbøjningsformlerne ved hjælp af-parts-testede mekaniske egenskaber. For eksempel kan en høj-densitet 5/8-tommer fiber-forstærket gipsplade på nitter på 16 tommer oc ofte klare ultimative vindbelastninger over 63 psf (3 kPa). Det dækker de fleste{18}}højhuse uden for{20}orkanudsatte kyster. Når den nødvendige vurdering stiger højere, er valget enten et tykkere bræt eller snævrere studsafstand - en afvejning, der rammer omkostninger og installationshastighed med det samme.
Fastgørelseselementer kan ikke være en eftertanke
Tavleberegningerne alene er ikke nok. Under undertryk vil hele panelet trække sig væk fra tappene. Skruernes træk-gennem- og-udtrækskapacitet skal svare til den samlede løftekraft på arket. Det afhænger af kantafstand, skruetype og taptykkelse og håndteres bedst med testdata på system-niveau i stedet for at se på brættet isoleret.
Når en fiber-forstærket gipsplade går ind i et højt-hulrum, er det ikke et fyldstof. Det er en forudsigelig, beregnet del af det strukturelle forsvar. At forbinde vindstien, bøjningslogikken og brættets reelle mekaniske egenskaber gør materialevalg fra et groft gæt til noget, du med sikkerhed kan stole på.