Za wysoką-ścianą osłonową płyta gipsowo-kartonowa-wzmocniona włóknem to nie tylko pasywna bariera ogniowa lub wykładzina akustyczna. W miarę wznoszenia się budynku sama płyta musi samodzielnie stawić czoła rzeczywistemu naporowi wiatru. Sposób, w jaki to ciśnienie jest wyprowadzane z systemu, ma większe znaczenie, niż większość ludzi zdaje sobie sprawę.
Skąd właściwie pochodzi ładunek
Łatwo założyć, że zewnętrzna powłoka ze szkła lub aluminium przyjmuje cały wiatr. W praktyce ściany osłonowe rzadko są szczelne. Szczeliny w otwartych-łączonych osłonach przeciwdeszczowych, otwory drenażowe i ruchy termiczne powodują przedostawanie się ciśnienia powietrza zewnętrznego do szczeliny za okładziną. Na wyższych piętrach efekt ten nasila się. Ciśnienie powietrza we wnęce zmienia się przy każdym podmuchu, popychając płytę gipsową do wewnątrz pod ciśnieniem i ciągnąc ją na zewnątrz pod wpływem zasysania. Innymi słowy, płyta jest elementem nośnym-, który wymaga własnych obliczeń wiatru.
Wyznaczanie ciśnienia obliczeniowego
Punktem wyjścia jest obowiązujący kod - ASCE 7 w USA lub Eurokod gdzie indziej. W procesie uwzględniana jest podstawowa prędkość wiatru dla regionu, a następnie uwzględniane są czynniki takie jak wysokość, ekspozycja, kształt budynku i reakcja na podmuchy, aby uzyskać projektowe ciśnienie netto. W przypadku elementów znajdujących się za okładziną projekt kontrolują lokalne współczynniki ciśnienia szczytowego, ponieważ w strefach narożnych i krawędziowych zasysanie jest zwykle ponad dwukrotnie większe niż w środku ściany. Jako dostawca nie musisz wybierać współczynników, ale musisz dostarczyć dane dotyczące wydajności płyty, które odpowiadają ostatecznemu projektowemu obciążeniu wiatrem, w tym wymaganym współczynnikom bezpieczeństwa.
Jak deska wytrzymuje nacisk
Płyta gipsowa jest mocowana do pionowych lub poziomych stalowych kołków za pomocą-wkrętów samogwintujących. Rozstaw kołków określa rozpiętość zginania. Matematycznie traktuje pas deski o szerokości-metra-jako równomiernie obciążoną belkę, -zazwyczaj swobodnie podpartą lub o wielu-rozpiętościach.
Jeżeli rozstaw słupków wynosi L (w calach), a ciśnienie wiatru netto wynosi p (w psf), obciążenie liniowe na pasie o szerokości 12- cali wynosi w=p plf. Obowiązują dwie kontrole:
Po pierwsze, wytrzymałość na zginanie. Maksymalny moment to M=wL²/8. Opór płyty wynika z jej modułu przekroju Z=bt²/6 (przy b=12 in i t grubości płyty) oraz modułu wytrzymałości na zerwanie MOR. W wysokiej jakości płycie gipsowej-wzmocnionej włóknem równomiernie rozmieszczone-algoodporne włókna szklane lub drewniane podnoszą współczynnik MOR do zakresu 1200–1700 psi - kilka razy wyższego niż w przypadku standardowej płyty-oklejonej papierem. Warunek, który musi zostać spełniony, to M M mniejsze lub równe (MOR × Z) / , gdzie jest współczynnikiem redukcji materiału, który uwzględnia-długoterminową ekspozycję na warunki atmosferyczne i pełzanie.
Po drugie, sztywność i ugięcie. Pod wpływem zasysania deska wygina się na zewnątrz. Zbyt duże ugięcie powoduje pękanie połączeń, rozrywa uszczelkę powietrzną i koncentruje naprężenia na łbach śrub. Ugięcie-w połowie rozpiętości pod równomiernym obciążeniem wynosi Δ=5wL⁴/(384EI). Moment bezwładności I=bt³/12, a E to moduł sprężystości płyty. Ponieważ rdzenie-wzmocnione włóknem są gęste i{11}}modyfikowane włóknem, E zwykle mieści się w zakresie od 400 000 do 900 000 psi -, jest znacznie sztywniejszy niż dostępny na rynku gips o tej samej grubości. Limit ugięcia wynosi zazwyczaj L/360 lub, gdy ruch stawu ma krytyczne znaczenie, L/480.
Co to oznacza dla wyboru płyty
Z punktu widzenia produktu projektant tak naprawdę potrzebuje jasnej matrycy: dla danej grubości płyty i typowych rozstawów słupków - powiedzmy 16 cali pośrodku lub 24 cale pośrodku - jaki jest dopuszczalny limit ciśnienia? Wartości te wynikają z odwrócenia wzorów na wytrzymałość i ugięcie przy użyciu-testowanych-firm zewnętrznych właściwości mechanicznych. Na przykład płyta gipsowa wzmocniona włóknem 5/8{10}}o dużej gęstości i grubości 5/8{10}}, osadzona na kołkach przy grubości 16 cali, często wytrzymuje maksymalne obciążenie wiatrem powyżej 3 kPa (63 psf). Obejmuje to większość-stref wzniesień poza liniami brzegowymi-narażonymi na huragany. Kiedy wymagana wartość znamionowa wzrasta, można wybrać albo grubszą płytę, albo mniejszy rozstaw słupków -. Jest to kompromis, który natychmiast wpływa na koszt i szybkość instalacji.
Elementy złączne nie mogą być kwestią przemyślenia
Same obliczenia tablicy nie wystarczą. Pod podciśnieniem cały panel chce się oderwać od kołków. Siła-przeciągania i wyciągania-wkrętów musi odpowiadać całkowitej sile unoszącej działającej na arkusz. Zależy to od odległości krawędzi, typu wkrętu i grubości kołka. Najlepiej jest to sprawdzić na podstawie danych testowych-na poziomie systemu, a nie na samej płycie.
Kiedy płyta gipsowa-wzmocniona włóknami trafia do-wnęki w wysokim budynku, nie jest to standardowy wypełniacz. To przewidywalna, skalkulowana część obrony strukturalnej. Połączenie ścieżki wiatru, logiki zginania i rzeczywistych właściwości mechanicznych deski sprawia, że wybór materiału przestaje być przybliżonym przypuszczeniem, a staje się czymś, na czym można z całą pewnością polegać.