Verhoseinän upotetut osat: rakenne-, käyttö- ja sisäopas

Mitä verhoseinään upotetut osat todella tekevät

Upotetut osat toimivat mekaanisena rajapintana kahden hyvin eri tavalla käyttäytyvän järjestelmän välillä: betoni- tai teräsrakennerunko, joka liikkuu hitaasti pitkäaikaisessa kuormituksessa, ja lasi-alumiiniseinä, joka laajenee, supistuu ja taipuu nopeasti lämpötilan ja tuulen vaikutuksesta. Upotetun osan on sovittava molemmat, siirtäen samalla määritellyt kuormat puhtaasti.

Neljä ensisijaista kuormitusreittiä upotetun osan läpi ovat:

• Kuolleen kuorman siirto: Verhoseinäpaneelien omapaino - tyypillisesti 25-50 kg/m² lasi- ja alumiinijärjestelmille — kuljetetaan pystysuunnassa upotetun ankkurin läpi takaisin laatan reunaan tai pilarin pintaan.
• Tuulikuorman siirto: Positiivinen ja negatiivinen tuulenpaine julkisivussa synnyttää tason sisäisiä ja tason ulkopuolisia voimia. Korkeatasoisissa sovelluksissa suunnitellut tuulenpaineet saavuttavat yleensä 2,0 - 4,0 kPa rakennusten kulmissa ja reunoissa.
• Seismisen kuormituksen majoitus: Seismillä vyöhykkeillä upotettujen osien on sallittava tarinoiden välinen ajautuminen - tyypillisesti ±25 mm - ±50 mm suhteellisesta liikkeestä kerrosten välillä — murtamatta ankkuria tai verhoseinän runkoa.
• Lämpöliikeraja: Alumiini laajenee 23 × 10⁻-6/°C , suunnilleen kaksinkertainen betoniin verrattuna. Yli 10 metrin paneelikorkeus 60 °C:n lämpötilavaihtelussa, eli 13,8 mm:n eroliike, joka upotettujen liitäntöjen on mahduttava uritettujen reikien tai säädettävien kannatinjärjestelmien kautta.

Ovatko verhoseinät rakenteellisia? Eron ymmärtäminen

Perinteinen verhoseinä on ei-rakenteellinen määritelmän mukaan: se ulottuu kerrosten välillä, kantaa omaa painoaan, kestää tuulenpainetta ja siirtää ne kuormat rakennuksen runkoon - mutta se ei kanna lattiakuormia, kattokuormia tai muiden rakennusosien painoa. Tämä on se ominaisuus, joka erottaa verhoseinän kantavasta julkisivusta tai rakenteellisesta lasiseinästä.

Raja hämärtyy kuitenkin kahdessa skenaariossa:

• Rakenteelliset verhoseinät matalassa rakennuksessa: Yksikerroksisissa liikerakennuksissa käytetään toisinaan verhoseiniä ensisijaisena sivuttaissuojaelementtinä yhdessä julkisivussa, varsinkin kun rakenteellinen väli on kokonaan lasitettu. Tällaisissa tapauksissa ristikot ja niiden upotetut osaliitokset on suunniteltu siirtämään sivuttaiskuormia perustukseen.
• Pistekiinnitetyt rakennelasijärjestelmät: Atriumeissa ja katoksissa käytetyt patch-levy- ja kaapeliverkkolasijärjestelmät siirtävät kuormia itse lasin läpi kehäkehyksiin tai kiristyskaapeleihin. Nämä ovat teknisesti rakenteellisia laseja, eivät verhoseiniä, mutta niillä on sama upotettu ankkurilogiikka tukipisteissä.

Kaupallisten tornien tavallisiin monikerroksisiin verhoseiniin upotetut osat on suunniteltu vain julkisivukuormituksille. Rakennusinsinööri määrittää upotetun osan geometrian ja sijainnin; verhoseinäinsinööri suunnittelee siihen liitettävän kannakkeen.

Voivatko verhoseinät olla käyttökelpoisia?

Kyllä – mutta käytettävät osat ovat paneelitason ominaisuuksia, eivät järjestelmätason ominaisuuksia. Tavallinen puikkorakenteinen tai yhtenäinen verhoseinä tarjoaa kiinteän, säänkestävän kirjekuoren. Tämän kirjekuoren sisällä yksittäiset paneelit voivat sisältää:

• Ylös tai sivulle ripustetut tuuletusaukot (tyypilliset aukot: 0,3-1,2 m² tuuletusaukkoa kohti)
• Kääntyvät ikkunat keskikorkeiden julkisivujen kunnossapitoon
• Pohjaan ripustettavat suppilon tuuletusaukot luonnolliseen ilmanvaihtostrategioihin kaksikerroksisissa verhoseinäjärjestelmissä
• Moottoroidut säleiköt, jotka on integroitu kaksoisjulkisivujärjestelmän ulkokuoreen

Upotettuihin osiin ei vaikuta se, ovatko paneelit käyttökelpoisia vai kiinteitä – ankkurien sijainnit määräytyvät rakenteellisen ristikon, ei paneelityypin mukaan. Mitä muutoksia on monikerroksinen mitoitus: käytettävät paneelit tuovat lisäkuormitusta laitteistoista (saranat, käyttölaitteet, lukitusmekanismit), jotka peräpeilin ja verhoseinäkiinnikkeen on kannettava.

Voidaanko verhoseiniä käyttää sisätiloissa?

Sisäverhoseinäsovellukset ovat yleisiä suurissa liike-, vähittäis- ja laitosrakennuksissa. Sama puikkorakennettu tai yhtenäinen järjestelmä, jota käytetään ulkojulkisivulla, voidaan asentaa sisärajoille luomaan:

• Lasiseinäiset kokoustilat ja toimistotilat avokerroksissa
• Atriumin väliseinät asuttujen kerrosten ja kiertoonteloiden välillä
• Aulassa on seiniä ja sisäisiä vähittäiskaupan julkisivuja lentokentillä, ostoskeskuksissa ja julkisen liikenteen solmukohdissa
• Paloluokitetut sisäiset lasiseinät (paloturvalliset verhoseinäjärjestelmät saavuttavat jopa EI 120 — 120 minuutin eheys- ja eristysarvot)

Sisäasennuksissa käytetään tyypillisesti kevyempiä upotettuja osia kuin ulkosovelluksissa, koska tuulen kuormitus on eliminoitu. Hallitsevat kuormat muuttuvat omapainoksi ja rakennusmääräysten sisäseinille määritellyiksi törmäys- / tahattomaksi kuormituksiksi - yleensä vaakasuuntaiseksi pistekuormitukseksi 0,5 - 1,5 kN levitetään 1,1 m lattiatason yläpuolelle. Seismisen ajautumisen säännökset ovat edelleen voimassa seismisillä vyöhykkeillä, jopa sisäseinissä.

Verhoseinän upotettujen osien tyypit ja niiden valintakriteerit

Oikea upotetun osan tyyppi riippuu rakenteellisesta alustasta, kuormituksen suuruudesta ja vaaditusta säätöalueesta. Neljä pääluokkaa:

Valetut kanavat tarjoavat parhaan yhdistelmän kantokykyä ja paikan päällä säädettävyyttä korkeisiin yhtenäistettyihin verhoseiniin, joissa kannakkeiden asennot on hienosäädettävä betonirungon kartoituksen jälkeen. Elementtiterät ovat suositeltavia tehdasohjatuissa ympäristöissä, joissa paikkatoleranssi voidaan pitää kiinni ±2 mm , tiukempi kuin ±5 - ±10 mm tyypillistä työmaavaletulle betonille.

Sulautettujen osien rakennetekniikan vaatimukset

Verhoseinien upotetut osat on suunniteltu julkisivusuunnittelustandardien ja betoniankkuristandardien yhdistelmällä. Tärkeimmät suunnittelureferenssit nykykäytännössä ovat:

• ACI 318 Liite D / ACI 318-19 Luku 17: Ohjaa betoniankkurien suunnittelua Pohjois-Amerikan käytännössä. Kattaa betonin murtumis-, ulosveto- ja sivupinnan puhallusvikatilat.
• ETAG 001 / EAD 330232: Eurooppalainen tekninen hyväksyntäohje metalliankkureille. Pakollinen eurooppalaisissa projekteissa käytettäville CE-merkityille ankkureille.
• AAMA 501.6 / AAMA TIR-A11: American Architectural Manufacturers Associationin testimenetelmät verhoseinien ankkuriliitoksille, mukaan lukien seismisen ajautumisen simulointi.
• EN 1992-4 (Eurocode 2, osa 4): Eurocode-suunnittelustandardi betoniin kiinnityksille, yhtenäinen jälkiasennetuille ja valuankkurityypeille vuodesta 2018 lähtien.

Oikein suunniteltu upotettu osa sisältää vähintään reunaetäisyyden 6 × ankkurin halkaisija mistä tahansa betonireunasta ja vähimmäisetäisyys 3 × ankkurin halkaisija ryhmän vierekkäisten ankkurien välillä. Näiden vähimmäisvaatimusten rikkominen laukaisee jyrkkiä vähennyskertoimia, jotka voivat vähentää sallittua kapasiteettia 40 % tai enemmän.

Asennustoleranssit ja koordinointi rakennerungon kanssa

Paikannustarkkuus verhoseinään upotetut osat on kriittinen, koska verhoseinäkiinnikejärjestelmällä on rajallinen säätöalue – tyypillisesti ±20 mm kolmella akselilla tavalliselle kolmisuuntaiselle säädettävälle ankkurikannattimelle. Jos upotetut osat jäävät tämän rajan ulkopuolelle, korjausvaihtoehdot ovat kalliita: jälkiporaus, hitsattavat jatkolevyt tai täydellinen uudelleenankkurit uuteen paikkaan.

Suurhankkeiden parhaat käytännöt sisältävät kolme koordinointivaihetta:

• Kaatoa edeltävä kysely: Rakennerunko mitataan muotin asennuksen jälkeen, mutta ennen betonin kaatamista. Upotetut osamallit verrataan rakennepiirustuksiin. Kaikki yli 5 mm poikkeamat korjataan ennen kaatamista.
• Stripin jälkeinen kysely: Muotin irrotuksen jälkeen upotettujen osien valmiit sijainnit tallennetaan takymetrillä tai 3D-laserkeilauksella. Nämä tiedot syötetään verhoseinän valmistajalle, jotta se säätää kiinnikkeiden siirtymät ennen valmistusta.
• Kehyksen hyväksymiskriteerit: Useimmissa verhoseinäsopimuksissa määrätään, että rakennekehyksen on oltava sisällä ±10 mm teoreettisesta sijainnista suunnitelmassa ja korkeudessa sekä sisällä ±5 mm luoti yli 3 metrin korkeudella, ennen kuin verhoseinän urakoitsija ottaa haltuunsa lattian asennusta varten.

Materiaali- ja korroosionäkökohdat

Upotetut osat toimivat kahden korroosioympäristön rajalla: alkalisen betonin sisäpinnan (pH 12–13) ja kosteudelle, saastumiselle ja – rannikkoalueilla – kloridilaskeumalle altistuvan paljaan kannatinalueen. Materiaalin valinnan tulee koskea molempia vyöhykkeitä.

• Kuumasinkitty hiiliteräs (HDG): Vakiospesifikaatio sisä- ja keskivalotusjulkisivuille. Sinkkipinnoitteen paksuus Vähintään 85 mikronia (ISO 1461 mukaan) tarjoaa 40–60 vuoden käyttöiän C3-rasitusluokkaympäristössä.
• Ruostumaton teräs (luokka 316L): Vaaditaan rannikko-, teollisuus- ja uima-allassovelluksiin. Molybdeenipitoisuus 316L tarjoaa kriittisen kestävyyden kloridipistesyöpymiselle, jota tavallinen 304-laatu ei pysty vastaamaan. Odotettu käyttöikä ylittää 50 vuotta C5-M (meri)ympäristöissä.
• Duplex ruostumaton teräs (2205): Käytetään, kun tarvitaan sekä korroosionkestävyyttä että suurta lujuutta. Myötön voimakkuus 450 MPa verrattuna 220 MPa:iin 316 litrassa, mikä mahdollistaa ohuemman upotetun levygeometrian, kun betonipeite on rajoitettu.

Bimetallinen korroosio (galvaaninen toiminta) on jatkuva riski, jos alumiinikannattimet koskettavat teräsosia. Neopreeni- tai EPDM-eristyslevy, jonka paksuus on vähintään 3 mm, jokaisella kannattimen ja upotetun osan kosketuspinnalla on koodivaatimus useimmissa julkisivuerittelyissä, eikä sitä tule koskaan jättää pois kustannusten säästämiseksi.