고층 커튼월 뒤에 있는 -섬유 강화 석고 보드는 단순한 수동 방화벽이나 흡음 라이너가 아닙니다. 건물이 올라가면 보드 자체가 실제 풍압을 독립적으로 처리해야 합니다. 압력이 시스템에서 어떻게 설계되는지는 대부분의 사람들이 깨닫는 것보다 더 중요합니다.
실제로 부하가 어디서 오는지
외부 유리나 알루미늄 스킨이 바람을 모두 흡수한다고 가정하기 쉽습니다. 실제로 커튼월은 밀폐된 경우가 거의 없습니다. 개방형-접합 레인스크린의 틈새, 배수 구멍 및 열 운동으로 인해 외부 공기 압력이 클래딩 뒤의 구멍으로 흘러들어갑니다. 고층에서는 이 효과가 더욱 강화됩니다. 캐비티 내 기압은 돌풍이 불 때마다 변동하며 양압 하에서는 석고보드를 안쪽으로 밀고 흡입 시 바깥쪽으로 당깁니다. 즉, 보드는 자체 바람 계산이 필요한 하중-지탱 요소입니다.
설계 압력 결정
시작점은 미국에서는 관리 코드 - ASCE 7이고 다른 곳에서는 유로코드입니다. 이 프로세스에서는 해당 지역의 기본 풍속을 취한 다음 높이, 노출, 건물 모양 및 돌풍 반응에 대한 요소를 계층화하여 순 설계 압력에 도달합니다. 클래딩 뒤에 있는 구성 요소의 경우 국지적 최고 압력 계수가 설계를 제어합니다. 왜냐하면 모서리와 가장자리 구역에서는 일반적으로 벽 중앙이 경험하는 것보다 두 배 이상 흡입이 발생하기 때문입니다. 공급업체로서 계수를 선택할 필요는 없지만 필수 안전 계수를 포함하여 최종 설계 풍하중과 일치하는 보드 성능 데이터를 제공해야 합니다.
보드가 압력에 저항하는 방법
석고보드는 셀프 태핑 나사를 사용하여 수직 또는 수평 강철 스터드에 부착됩니다. 스터드 간격은 굽힘 범위를 설정합니다. 수학에서는 1-피트- 너비의 보드 스트립을 균일하게 로드된 빔으로 처리합니다. - 일반적으로 단순 지지 또는 다중{6}} 스팬 조건입니다.
스터드 간격이 L(인치)이고 순 풍압이 p(psf)인 경우, 12-인치 너비 스트립의 선형 하중은 w= p plf입니다. 두 가지 확인 사항이 적용됩니다.
첫째, 굽힘강도이다. 최대 모멘트는 M=wL²/8입니다. 보드의 저항은 단면 계수 Z=bt²/6(보드 두께의 b=12 및 t 포함)과 파열 계수 MOR에서 비롯됩니다. 고급 섬유{7}}강화 석고보드에서 균일하게 분포된 알칼리-내성 유리 또는 목재 섬유는 MOR을 표준 종이 표면 보드보다 몇 배 높은 1,200~1,700psi 범위-로 밀어냅니다.- 충족되어야 하는 조건은 M (MOR × Z) / 이하입니다. 여기서 는 장기적인-기상 노출 및 크리프를 설명하는 재료 감소 계수입니다.
둘째, 강성과 처짐. 흡입하면 보드가 바깥쪽으로 휘어집니다. 너무 많이 휘어지면 접합부에 균열이 생기고 공기 밀봉이 파손되며 나사 머리에 응력이 집중됩니다. 균일 하중 하에서 중간{3}}스팬 처짐은 Δ= 5wL⁴/(384EI)입니다. 관성 모멘트 I=bt³/12이고 E는 보드의 탄성 계수입니다. 섬유 강화 코어는 밀도가 높고 섬유가 개질되어 있기 때문에 E는 일반적으로 400,000~900,000psi에 해당합니다. - 동일한 두께의 일반 석고보다 훨씬 더 단단합니다. 편향 한계는 일반적으로 L/360 또는 관절 움직임이 중요한 경우 L/480입니다.
보드 선택에 있어 이것이 의미하는 바
제품 관점에서 설계자에게 실제로 필요한 것은 명확한 매트릭스입니다. 주어진 보드 두께와 일반적인 스터드 간격 - 중앙에서 16인치 또는 중앙에서 24인치 - 허용되는 압력 한계는 얼마입니까? 이러한 값은 제3자-자-테스트를 거친 기계적 특성을 사용하여 강도 및 편향 공식을 역전시킨 결과입니다. 예를 들어, 16인치 oc의 스터드에 있는 고밀도 5/8-인치 섬유{17}}석고보드는 종종 63psf(3kPa) 이상의 극한 풍하중을 처리할 수 있습니다. 여기에는 허리케인이 발생하기 쉬운-해안선 밖의 가장 높은-상승 지역이 포함됩니다. 필요한 등급이 높아지면 더 두꺼운 보드를 선택하거나 더 좁은 스터드 간격을 선택해야 합니다. - 이는 비용과 설치 속도에 즉시 영향을 미치는 절충안입니다.
패스너는 나중에 생각할 수 없습니다
보드 계산만으로는 충분하지 않습니다. 음압이 가해지면 패널 전체가 스터드에서 멀어지려고 합니다. 나사의 당김{2}}및 당김{3}}용량은 시트에 가해지는 총 들어올림 힘과 일치해야 합니다. 이는 가장자리 거리, 나사 유형 및 스터드 두께에 따라 달라지며 보드를 따로 살펴보는 것보다 시스템{5}}수준 테스트 데이터로 처리하는 것이 가장 좋습니다.
섬유{0}}강화 석고보드가 고층 공간에 들어가는 경우-일용품 충전재가 아닙니다. 이는 구조적 방어의 예측 가능하고 계산된 부분입니다. 바람의 경로, 굽힘 논리 및 보드의 실제 기계적 특성을 연결하면 재료 선택이 대략적인 추측에서 확실하게 신뢰할 수 있는 것으로 변합니다.