Achter een hoge- vliesgevel is een vezel-versterkte gipsplaat niet alleen een passieve brandwering of akoestische voering. Naarmate het gebouw stijgt, moet het bord zelf de echte winddruk zelfstandig aankunnen. Hoe die druk uit het systeem wordt gehaald, is belangrijker dan de meeste mensen zich realiseren.
Waar de belasting daadwerkelijk vandaan komt
Het is gemakkelijk om aan te nemen dat de buitenste glazen of aluminium huid alle wind opvangt. In de praktijk zijn vliesgevels zelden luchtdicht. Gaten in open-naadschermen, gaten en thermische bewegingen zorgen er allemaal voor dat de luchtdruk van buitenaf in de holte achter de bekleding terechtkomt. Op de bovenste verdiepingen wordt dit effect sterker. De luchtdruk in de spouw fluctueert bij elke windvlaag, waardoor de gipsplaat onder positieve druk naar binnen wordt geduwd en onder zuiging naar buiten wordt getrokken. Met andere woorden: het bord is een last-dragend element dat zijn eigen windberekening nodig heeft.
Het bepalen van de ontwerpdruk
Het uitgangspunt is de geldende code - ASCE 7 in de VS of de Eurocode elders. Het proces neemt de basiswindsnelheid voor de regio en voegt vervolgens factoren voor hoogte, blootstelling, gebouwvorm en windvlaagreactie toe om tot een netto ontwerpdruk te komen. Voor componenten achter de bekleding bepalen lokale piekdrukcoëfficiënten het ontwerp, omdat hoek- en randzones routinematig meer dan het dubbele van de zuigkracht in het midden van de muur ervaren. Als leverancier hoeft u de coëfficiënten niet te kiezen, maar u moet wel prestatiegegevens van het bord aanleveren die aansluiten bij de uiteindelijke ontwerpwindbelasting, inclusief de vereiste veiligheidsfactoren.
Hoe het bestuur de druk weerstaat
De gipsplaat wordt met zelf-tappende schroeven aan verticale of horizontale stalen stijlen bevestigd. De afstand tussen de noppen bepaalt de buigoverspanning. In de wiskunde wordt een strook van een meter breed- een plank behandeld als een gelijkmatig belaste balk -, doorgaans een eenvoudig ondersteunde of meer- overspanning.
Als de afstand tussen de noppen L (in inches) is en de netto winddruk p (in psf), is de lineaire belasting op een 12- inch brede strook w=p plf. Er zijn twee controles van toepassing:
Ten eerste, buigsterkte. Het maximale moment is M=wL²/8. De weerstand van de plaat komt van de sectiemodulus, Z=bt²/6 (met b=12 in en t de dikte van de plaat), en de breukmodulus, MOR. In een kwaliteitsvezel-versterkte gipsplaat duwen de gelijkmatig verdeelde alkali-resistente glas- of houtvezels de MOR in het bereik van 1.200–1.700 psi - meerdere malen hoger dan bij een standaard papier-plaat. De voorwaarde waaraan moet worden voldaan is M Kleiner dan of gelijk aan (MOR × Z) / , waarbij een materiële reductiefactor is die rekening houdt met langdurige blootstelling aan weersinvloeden en kruip.
Ten tweede, stijfheid en doorbuiging. Onder zuiging buigt het bord naar buiten. Te veel doorbuiging scheurt de verbindingen, verbreekt de luchtafdichting en concentreert de spanning op de schroefkoppen. De doorbuiging in het midden-van de overspanning onder uniforme belasting is Δ=5wL⁴/(384EI). Het traagheidsmoment I=bt³/12, en E is de elasticiteitsmodulus van het bord. Omdat met vezels-versterkte kernen compact zijn en met vezels-gemodificeerd, valt E doorgaans tussen de 400.000 en 900.000 psi -, veel stijver dan standaardgips bij dezelfde dikte. De doorbuigingslimiet is gewoonlijk L/360 of, wanneer gewrichtsbeweging cruciaal is, L/480.
Wat dit betekent voor de boardselectie
Vanuit productoogpunt heeft de ontwerper echt een duidelijke matrix nodig: voor een bepaalde plaatdikte en gebruikelijke noppenafstanden - zeg 16 inch in het midden of 24 inch in het midden - wat is de toegestane druklimiet? Deze waarden zijn afkomstig van het omkeren van de sterkte- en doorbuigingsformules met behulp van door derden-partij-geteste mechanische eigenschappen. Een met vezels versterkte gipsplaat met een hoge-dichtheid van 5/8-inch-op noppen op een hoogte van 16 inch kan vaak ultieme windbelastingen van meer dan 63 psf (3 kPa) aan. Dat omvat de meeste hoge-gebieden buiten de orkaan-kustgebieden. Wanneer de vereiste beoordeling hoger wordt, is de keuze een dikker board of een kleinere noppenafstand - een afweging die meteen gevolgen heeft voor de kosten en de installatiesnelheid.
Bevestigingsmiddelen mogen geen bijzaak zijn
Alleen de bordberekeningen zijn niet voldoende. Onder negatieve druk wil het hele paneel wegtrekken van de noppen. De trek-door- en uittrek-capaciteit van de schroeven moet overeenkomen met de totale optilkracht op de plaat. Dat hangt af van de randafstand, het schroeftype en de dikte van de noppen, en kan het beste worden afgehandeld met testgegevens op systeem-niveau in plaats van naar het bord afzonderlijk te kijken.
Wanneer een vezel{0}}versterkte gipsplaat in een hoge- holte gaat, is het geen standaardvulmiddel. Het is een voorspelbaar, berekend onderdeel van de structurele verdediging. Door het windpad, de buiglogica en de echte mechanische eigenschappen van het board met elkaar te verbinden, verandert de materiaalkeuze van een ruwe gok in iets waar je met zekerheid op kunt vertrouwen.