Ocel tvářená za studena - Cold-formed steel

Příklady a perspektiva v tomto článku jednají primárně se Spojenými státy a nepředstavují a celosvětový pohled subjektu. Můžeš vylepšit tento článek, diskutovat o problému na diskusní stránkanebo vytvořit nový článek, podle potřeby. (Prosinec 2010) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

Ocel tvářená za studena (CFS) je běžný termín pro výrobky z oceli ve tvaru za studena procesy prováděné při pokojové teplotě, jako např válcování, lisování, lisování, ohýbání atd pruhy a listy ocel válcovaná za studena (CRS) se běžně používají ve všech oblastech výroby. Podmínky jsou proti ocel tvářená za tepla a ocel válcovaná za tepla.

Za tepla se běžně používá ocel tvářená za studena, zejména ve formě tenkostěnných plechů stavební průmysl pro konstrukční nebo nekonstrukční prvky, jako jsou sloupy, nosníky, trámy, sloupky, podlahové krytiny, zastavěné profily a další součásti. Taková použití jsou v USA od jejich standardizace v roce 1946 stále populárnější.

Ocelová budova tvarovaná za studena

Ocelové prvky tvářené za studena byly použity také v mostech, skladovacích regálech, obilné koše, karoserie, železniční vozy, produkty dálnice, přenosové věže, přenosové sloupy, odvodnění zařízení, střelné zbraně, různé druhy vybavení a další.^[1][2] Tyto typy profilů jsou tvářeny za studena z ocelového plechu, pásu, desky nebo ploché tyče válcování stroje, ohraňovacím lisem (strojní lis ) nebo ohýbací operace. Tlouštky materiálu pro takové tenkostěnné ocelové členy se obvykle pohybují od 0,373 mm do 0,0147 palce do 6,35 mm. Ocelové desky a tyče o tloušťce 1 palce (25,4 mm) lze také úspěšně tvarovat za studena do konstrukčních tvarů (AISI, 2007b).^[3]

Dějiny

Použití ocelových členů tvářených za studena ve stavebnictví začalo v padesátých letech 20. století ve Spojených státech i ve Velké Británii. Ve dvacátých a třicátých letech minulého století bylo přijímání oceli tvářené za studena jako stavebního materiálu stále omezené, protože ve stavebních předpisech neexistoval odpovídající konstrukční standard a omezené informace o použití materiálu. Jedním z prvních zdokumentovaných použití oceli tvářené za studena jako stavebního materiálu je baptistická nemocnice ve Virginii,^[4] postavena kolem roku 1925 v Lynchburgu ve Virginii. Stěny byly nosné zdivo, ale podlahový systém byl orámován dvojitými za sebou za studena tvarovanými ocelovými kanály s rty. Podle Chucka Greena, P.E., společnosti Nolen Frisa Associates,^[5] trámy byly přiměřené k nesení počátečních zatížení a rozpětí na základě současných analytických technik. Greene navrhl nedávnou rekonstrukci struktury a řekl, že z větší části si trámy stále vedou dobře. Pozorování místa během této renovace potvrdilo, že „tyto trámy z„ bouřlivých dvacátých let “stále podporují zátěž, a to i po 80 letech!“ Ve 40. letech 20. století Lustron Homes postavil a prodal téměř 2 500 domů s ocelovým rámem, rámy, povrchové úpravy, skříně a nábytek z oceli tvářené za studena.

Historie designových standardů AISI

Konstrukční normy pro ocel válcovanou za tepla (viz konstrukční ocel ) byly přijaty ve třicátých letech minulého století, ale nebyly použitelné pro profily tvářené za studena kvůli jejich relativně tenkým ocelovým stěnám, které byly náchylné k vzpěru. Ocelové členy tvářené za studena si udržují konstantní tloušťku kolem svého průřezu, zatímco tvary válcované za tepla obvykle vykazují zúžení nebo zaoblení. Ocel tvářená za studena umožňovala tvary, které se velmi lišily od klasických tvarů válcovaných za tepla. Materiál byl snadno zpracovatelný; mohlo by se to zdeformovat do mnoha možných tvarů. I malá změna v geometrii způsobila významné změny v pevnostních charakteristikách řezu. Bylo nutné stanovit určité minimální požadavky a zákony pro řízení vzpěru a pevnostních charakteristik. Bylo také pozorováno, že tenké stěny prošly v některých úsecích lokálním vzpěrami při malém zatížení a že tyto prvky byly poté schopné nést vyšší zatížení i po lokálním vzpěru prutů.

Ve Spojených státech vydalo první vydání Specifikace pro návrh ocelových konstrukčních prvků ze světelného měříku Americký institut pro železo a ocel (AISI) v roce 1946 (AISI, 1946).^[6] První Přípustný návrh napětí (ASD) Specifikace byla založena na výzkumné práci sponzorované AISI na Cornell University pod vedením zesnulého profesora George Wintera [2] od roku 1939.^[7] V důsledku této práce je George Winter nyní považován za dědečka za studena tvarovaného ocelového designu. Specifikace ASD byla následně revidována v letech 1956, 1960, 1962, 1968, 1980 a 1986, aby odrážela technický vývoj a výsledky pokračujícího výzkumu na Cornellu a dalších univerzitách (Yu et al., 1996).^[8] V roce 1991 AISI vydala první vydání Návrh činitele zatížení a odporu Specifikace vyvinutá na University of Missouri Rolla a Washingtonská univerzita pod pokyny Wei-Wen Yu [3] a Theodore V. Galambos (AISI, 1991).^[9] Specifikace ASD i LRFD byly v roce 1996 sloučeny do jediné specifikace (AISI, 1996).^[10]

V roce 2001 bylo prvním vydáním severoamerické specifikace pro návrh ocelových konstrukčních prvků tvářených za studena vyvinuto společným úsilím Výboru pro specifikace AISI, Kanadská asociace pro standardy (CSA) Technický výbor pro konstrukční členy z oceli tvářené za studena a Camara Nacional de la Industria del Hierro y del Acero (CANACERO) v Mexiku (AISI, 2001).^[11] Zahrnovalo metody ASD a LRFD pro USA a Mexiko spolu s metodou Limit States Design (LSD) pro Kanadu. Tato severoamerická specifikace byla akreditována Americkým národním normalizačním institutem (ANSI ) jako standard ANSI, který nahrazuje specifikaci AISI z roku 1996 a normu CSA z roku 1994. Po úspěšném používání severoamerické specifikace z roku 2001 po dobu šesti let byla v roce 2007 revidována a rozšířena.^[12]

Tato aktualizovaná specifikace obsahuje nová a revidovaná konstrukční ustanovení s přidáním metody přímé pevnosti v dodatku 1 a analýzy konstrukčních systémů druhého řádu v dodatku 2.

Kromě specifikací AISI, Americký institut pro železo a ocel také publikoval komentáře k různým vydáním specifikací, konstrukčních příruček, rámcových konstrukčních norem, různých průvodců designem a návrhových pomůcek pro použití oceli tvářené za studena. Podrobnosti viz AISI [4] webová stránka.

Mezinárodní předpisy a normy

USA, Mexiko a Kanada používají severoamerickou specifikaci pro návrh za studena tvářených ocelových konstrukčních prvků, číslo dokumentu AISI S100-2007. Členské státy Evropské unie používají pro navrhování ocelových prvků tvářených za studena oddíl 1-3 Eurokódu 3 (EN 1993). Jiné země používají různé konstrukční specifikace, mnohé založené na AISI S-100, jak jsou přijaty níže uvedenými stavebními předpisy. Další seznam mezinárodních předpisů a norem pro ocel tvářených za studena je udržován (a může být upraven se svolením) na Kódy za studena formované oceli po celém světě.

Afrika

EtiopieStavební kódy: EBCS-1 Základ návrhu a působení na konstrukce EBCS-3 Návrh ocelových konstrukcí

Jižní AfrikaSpecifikace: SANS 10162 - Konstrukční použití oceli: Část 2 - Návrh mezního stavu ocelových konstrukcí tvářených za studena Stavební kód: Národní stavební předpisy Jihoafrické republiky

Amerika

Spojené státySpecifikace: Severoamerická specifikace pro návrh ocelových konstrukčních prvků tvářených za studena, číslo dokumentu AISI S100-2007, zveřejněný Americkým institutem pro železo a ocel v říjnu 2007. IBC a / nebo NFPA mohou být vynuceny, ale oba odkazují na AISI S100.

KanadaSpecifikace: Severoamerická specifikace pro návrh ocelových konstrukčních prvků tvářených za studena, číslo dokumentu CAN / CSA S136-07, publikováno Kanadská asociace pro standardy který je stejný jako AISI S100 kromě krytu. Kód stavby: The Národní stavební zákon Kanady je vzorový kód přijatý se změnami jednotlivých provincií a území. Federální vláda je mimo jurisdikci zemského / územního úřadu, ale obvykle se řídí zákonnými požadavky v provincii / území staveniště.

BrazílieSpecifikace: NBR 14762: 2001 Dimensionamento de estruturas de aço constituídas por perfis formados a frio - Procedimento (Ocelový tvar za studena - Postup, poslední aktualizace 2001) a NBR 6355: 2003 Perfis estruturais de aço formados a frio - Padronização (Za studena tvarované ocelové konstrukční profily, poslední aktualizace 2003) Stavební kód: ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas (www.abnt.org.br)

ChileNCH ​​427 - pozastaveno, protože byl napsán v 70. letech. Ocelové profily tvářené za studena byly částečně založeny na AISI (USA). Místní institut pro stavební předpisy INN v nedávných kodexech pro seismický design určil, že návrháři musí používat poslední vydání specifikace AISI pro ocel tvářenou za studena a AISC pro válcované za tepla, v jejich původních verzích v angličtině, dokud nebude vydána nějaká obchodovaná úprava tady .

ArgentinaCIRSOC 303 pro lehké ocelové konstrukce, kde je zahrnuta za studena tvářená ocel. Tato specifikace, nyní více než 20 let stará, je nahrazena novou, která bude obecně adaptací stávající AISI. Bývalý CIRSOC 303 byl adaptací kanadského kódu té doby. V této době byl CIRSOC 303 velmi starý, nyní je CIRSOC 301 v revoluci, aby byl sladěn s americkými kódy (design LRFD). V blízké budoucnosti budou oba kódy sladěny i v označení a terminologii.

Asie

FilipínyNárodní strukturální zákoník na Filipínách 2010, svazek 1 Budovy, věže a další svislé konstrukce, kapitola 5 část 3 Návrh ocelových konstrukčních prvků tvářených za studena je založen na AISI S100-2007

IndieSpecifikace: IS: 801, indický standardní kodex praxe pro použití za studena tvářených lehkých ocelových konstrukčních prvků v obecném pozemním stavitelství, Bureau of Indian Standards, New Delhi (1975). (aktuálně v revizi) Stavební kód: viz - kód modelu Národní stavební zákon Indie

ČínaSpecifikace: Technický kód tenkostěnných ocelových konstrukcí tvářených za studena Kód stavby: GB 50018-2002 (aktuální verze)

JaponskoSpecifikace: Příručka pro projektování lehkých ocelových konstrukcí Stavební kód: Oznámení technické normy č. 1641 týkající se lehkých ocelových konstrukcí

MalajsieMalajsie používá britský standard BS5950, zejména BS5950: část 5; AS4600 (z Austrálie) je také odkazováno.

Evropa

Země EUSpecifikace: EN 1993-1-3 (stejné jako Eurokód 3 část 1-3), Návrh ocelových konstrukcí - Za studena tvarované tenkostěnné prvky a plechy. Každá evropská země obdrží své vlastní národní přílohy (NAD).

NěmeckoSpecifikace: Německý výbor pro ocelové konstrukce (DASt), DASt-Guidelines 016: 1992: Výpočet a návrh konstrukcí s tenkostěnnými pruty za studena; V GermanBuilding Code: EN 1993-1-3: 2006 (Eurokód 3 část 1-3): Navrhování ocelových konstrukcí - Obecná pravidla - Doplňující pravidla pro profily a plechy tvářené za studena; Německá verze prEN 1090 2: 2005 (prEN 1090 Část 2; Návrh): Provádění ocelových konstrukcí a hliníkových konstrukcí - Technické požadavky na provádění ocelových konstrukcí; Německá verze EN 10162: 2003: Ocelové profily válcované za studena - Technické dodací podmínky - Tolerance rozměrů a průřezů; Německá verze

ItálieSpecifikace: UNI CNR 10022 (národní dokument) EN 1993-1-3 (není povinné)

Spojené královstvíEurokód pro ocel tvářenou za studena ve Velké Británii. BS EN 1993-1-3: 2006: Eurokód 3. Navrhování ocelových konstrukcí. Hlavní pravidla.

Oceánie

AustrálieSpecifikace: AS / NZS 4600AS / NZS 4600: 2005 Podobně jako NAS 2007, ale zahrnuje vysokopevnostní oceli jako G550 pro všechny sekce. (Greg Hancock) Building Code: Building Code of Australia (National document) calls AS / NZS 4600: 2005

Nový ZélandSpecifikace: AS / NZS 4600 (stejné jako Austrálie)

Společné profily profilů a aplikace

V pozemním stavitelství existují v zásadě dva typy konstrukční oceli: ocelové profily válcované za tepla a ocelové profily tvářené za studena. Ocelové profily válcované za tepla se tvarují při zvýšených teplotách, zatímco ocelové tvary tvářené za studena se tvarují při teplotě místnosti. Ocelové konstrukční prvky tvářené za studena jsou tvary běžně vyráběné z ocelového plechu, plechu nebo pásového materiálu. Výrobní proces zahrnuje formování materiálu buď lisovací brzdění nebo tváření za studena k dosažení požadovaného tvaru.

Když se ocel vyrábí lisováním nebo válcováním za studena, dochází ke změně mechanických vlastností materiálu v důsledku zpracování kovu za studena. Když se ocelový profil tváří za studena z plochého plechu nebo pásu, zvyšuje se mez kluzu a v menší míře mezní pevnost v důsledku tohoto tváření za studena, zejména v ohybech profilu.

Některé z hlavních vlastností oceli tvářené za studena jsou následující:^[13]

• Nízká hmotnost
• Vysoká pevnost a tuhost
• Snadnost prefabrikace a hromadné výroby
• Rychlá a snadná montáž a instalace
• Podstatné odstranění zpoždění v důsledku počasí
• Přesnější detaily
• Nesmršťuje se a neplazí se při okolních teplotách
• Není třeba bednění
• Odolný proti termitům a hnilobě
• Jednotná kvalita
• Ekonomika v dopravě a manipulaci
• Nehořlavost
• Recyklovatelný materiál
• Panely a paluby mohou poskytovat uzavřené buňky pro potrubí.

Širokou klasifikaci tvarů za studena používaných ve stavebnictví lze provést jako jednotlivé konstrukční rámové prvky nebo panely a paluby.

Mezi oblíbené aplikace a upřednostňované sekce patří:

• Střešní a stěnové systémy (průmyslové, komerční a zemědělské budovy)
• Ocelové regály na podporu skladovacích palet
• Konstrukční prvky pro rovinné a prostorové vazníky
• Bezrámové namáhané struktury pláště: Vlnité plechy nebo profily s vyztuženými hranami se používají pro malé konstrukce až do vzdálenosti 30 stop bez vnitřního rámu

• 

  CFS palubky

• 

  CFS vaznice

• 

  CFS X-vyztužený stěnový systém

• 

  Spojení stěn CFS / stěn

Specifikace AISI umožňuje použití oceli podle následujících specifikací ASTM v tabulce níže:^[14]

Typické vlastnosti napětí-deformace

Hlavní vlastností oceli, která se používá k popisu jejího chování, je graf napětí-deformace. Grafy napětí-deformace ocelového plechu tvářeného za studena spadají hlavně do dvou kategorií. Jedná se o ostrý výtěžek a postupný výtěžek, který je znázorněn níže na obr.1 a obr.2.

Tyto dvě křivky napětí-deformace jsou typické pro ocelový plech tvářený za studena během zkoušky tahem. Druhý graf je znázorněním ocelového plechu, který prošel procesem redukce za studena (tvrdé válcování) během výrobního procesu, a proto nevykazuje mez kluzu s mezí kluzu. Počáteční sklon křivky může být snížen v důsledku předpracování. Na rozdíl od obr. 1 představuje vztah napětí-deformace na obr. 2 chování žíhaného ocelového plechu. U tohoto typu oceli je mez kluzu definována úrovní, při které se křivka napětí-deformace stává vodorovnou.

Tváření za studena má za následek zvýšení meze kluzu oceli, přičemž toto zvýšení je důsledkem studeného opracování do oblasti vytvrzování. Toto zvýšení je v zónách, kde je materiál deformován ohýbáním nebo opracováním. Lze předpokládat, že mez kluzu byla pro účely návrhu zvýšena o 15% nebo více. Hodnota meze kluzu oceli tvářené za studena je obvykle mezi 33 ksi a 80 ksi. Naměřené hodnoty Modul pružnosti na základě standardních metod se obvykle pohybuje od 29 000 až 30 000 ksi (200 až 207 GPa). Hodnotu 29 500 ksi (203 GPa) doporučuje AISI ve své specifikaci pro účely návrhu. Konečná pevnost v tahu ocelových plechů v průřezech má malý přímý vztah k návrhu těchto prvků. Nosnost za studena tvarovaných ocelových ohybových a tlakových prvků je obvykle omezena mezí kluzu nebo vzpěrnými napětími, která jsou menší než mez kluzu oceli, zejména u těch tlakových prvků, které mají relativně velké poměry ploché šířky, a u tlakových prvků, které mají relativně velké štíhlosti. Výjimkou jsou šroubované a svařované spoje, jejichž pevnost závisí nejen na meze kluzu, ale také na konečné pevnosti v tahu materiálu. Studie ukazují, že účinky studené práce na tvarované ocelové prvky do značné míry závisí na rozpětí mezi tahem a mezí kluzu původního materiálu.

Kritéria tvárnosti

Kujnost je definována jako „míra, v níž může materiál vydržet plastickou deformaci bez prasknutí.“ Je to nutné nejen v procesu tváření, ale je to také nutné pro plastické přerozdělení napětí v prutech a spojích, kde by došlo ke koncentraci napětí. Kritéria tvárnosti a výkonnost ocelí s nízkou tvárností pro prvky a spoje tvarované za studena byly studovány Dhalla, Zima, a Errera na Cornell University. Bylo zjištěno, že měření tažnosti ve standardním testu napětí zahrnuje lokální tažnost a rovnoměrnou tažnost. Lokální tažnost je označována jako lokalizované prodloužení v oblasti případné zlomeniny. Rovnoměrná tažnost je schopnost napětí kupón podstoupit značné plastické deformace po celé délce před zúžením. Tato studie také odhalila, že u různých zkoumaných tvárných ocelí bylo prodloužení u 2-in. Délka měřidla (50,8 mm) nekoreluje uspokojivě s místní ani jednotnou tažností materiálu. Aby bylo možné přerozdělit napětí v oblasti plastické hmoty, aby se zabránilo předčasnému křehkému lomu a aby se dosáhlo plné pevnosti průřezu v tažném prvku s koncentracemi napětí, navrhuje se, aby:

• Minimální lokální prodloužení v rozměru - 1/2 palce (12,7 mm) standardního napínacího kupónu včetně hrdla musí být alespoň 20%.
• Minimální rovnoměrné prodloužení u 3palcového. (76,2 mm) délka měřidla minus prodloužení v jednom palci. (25,4 mm) délka měřidla obsahující krk a zlomeninu musí být alespoň 3%.
• Poměr pevnosti v tahu k meze kluzu Fu / Fy je alespoň 1,05.

Svařitelnost

Svařitelností se rozumí kapacita oceli, která má být bez problémů svařena do uspokojivého, bez trhlin a zdravého spoje za podmínek výroby.^[1]Svařování je možné u ocelových prvků tvářených za studena, ale musí se řídit normami uvedenými v AISI S100-2007, oddíl E.

1.Při tloušťce menší nebo rovné 3/16 "(4,76 mm):

Různé možné svary v ocelových profilech tvářených za studena, kde tloušťka nejtenčího prvku ve spojení je 3/16 "nebo menší, jsou následující

• • Drážkové svary v tupých spojích
  • Obloukové bodové svary
  • Obloukové svary
  • Koutové svary
  • Flare Groove Welds

2.Když je tloušťka větší nebo rovná 3/16 "(4,76 mm):

Svařované spoje, u nichž je tloušťka nejtenčího spojeného oblouku větší než 3/16 "(4,76 mm), musí být v souladu s ANSI / AISC-360. Polohy svaru jsou zakryty podle AISI S100-2007 (Tabulka E2a)^[12]

Minimální tloušťka materiálu doporučená pro svařovací spoje

^[15]

Aplikace v budovách

Ocelové rámování za studena

Ocelové rámování za studena (CFSF) se konkrétně týká prvků v konstrukci lehkých rámů budov, které jsou vyrobeny výhradně z ocelového plechu tvarovaného do různých tvarů při okolních teplotách. Nejběžnějším tvarem pro členy CFSF je retní kanál, i když byly použity tvary „Z“, „C“, tubulární, „klobouk“ a jiné tvary a varianty. Stavební prvky, které jsou nejčastěji rámovány ocelí tvářenou za studena, jsou podlahy, střechy a stěny, i když jiné stavební prvky a konstrukční i dekorativní sestavy mohou být ocelové.

Ačkoli se za studena tvářená ocel používá pro několik výrobků ve stavebnictví, rámovací výrobky se liší v tom, že se obvykle používají pro čepy stěn, podlahové trámy, krokve a vazníky. Mezi příklady ocelí tvářených za studena, které by neměly být považovány za rámování, patří kovové střešní krytiny, střešní a podlahové paluby, kompozitní paluby, kovové obklady a vaznice a garniže na kovových budovách.

Rámové prvky jsou obvykle rozmístěny ve středu 16 nebo 24 palců, se změnami rozteče nižší a vyšší v závislosti na zatíženích a krytinách. Stěnové prvky jsou typicky svislé rty s "výstupky", které zapadají do neklouzavých "drážkových" částí kanálu v horní a dolní části. Podobné konfigurace se používají jak pro sestavy trámu podlahy, tak pro krokve, ale v horizontální aplikaci pro podlahy a horizontální nebo šikmé aplikaci pro rámování střechy. Mezi další prvky rámovacího systému patří spojovací prvky a spojky, výztuhy a výztuhy, spony a spojky.

V Severní Americe byly typy členů rozděleny do pěti hlavních kategorií a nomenklatura produktů je založena na těchto kategoriích.

• Členy S jsou lamelové kanály, které se nejčastěji používají pro čepy na zdi, podlahové trámy a stropní nebo střešní krokve.
• Členy T jsou nezasunuté kanály, které se používají pro horní a dolní desky (kolejnice) ve stěnách a trámy ráfků v podlahových systémech. Stopy také tvoří hlavy a parapety oken a obvykle uzavírají horní a dolní část záhlaví v rámečku nebo zády k sobě.
• Členy U jsou neodepnuté kanály, které mají menší hloubku než stopy, ale používají se k vyztužení prvků, stejně jako u systémů stropní podpory.
• F členy jsou „kožešinové“ nebo „kloboučkové“ kanály, obvykle se používají vodorovně na stěny nebo stropy.
• Členy L jsou úhly, které lze v některých případech použít pro záhlaví napříč otvory k rozložení zatížení na přilehlé čepy sloupku.

Ve výškové komerční a bytové výstavbě pro více rodin se CFSF obvykle používá pro vnitřní příčky a podporu vnějších stěn a obkladů. V mnoha středních a nízkých výškových aplikacích lze celý konstrukční systém orámovat pomocí CFSF.

Konektory a spojovací prvky v rámování

Spojky se používají u ocelových konstrukcí tvářených za studena k připevnění členů (tj. knoflíky, trámy ) navzájem nebo k primární konstrukci za účelem přenosu a podpory zatížení. Vzhledem k tomu, že sestava je jen tak silná jako její nejslabší součást, je důležité navrhnout každé připojení tak, aby splňovalo stanovené výkonnostní požadavky. Existují dva hlavní typy připojení, Pevné a umožňující pohyb (Uklouznutí). Pevné spoje rámových prvků neumožňují pohyb spojených částí. Lze je najít v axiálně nosných zdech, obvodových stěnách, krovech, střechách a podlahách. Spoje umožňující pohyb jsou navrženy tak, aby umožňovaly vychýlení primární konstrukce ve svislém směru v důsledku živého zatížení nebo ve vodorovném směru v důsledku větru nebo seismického zatížení nebo ve svislém i vodorovném směru. Jednou z aplikací pro připojení umožňující svislý pohyb je izolovat neosové nosné stěny (sádrokarton) od svislého živého zatížení konstrukce a zabránit poškození povrchových úprav. Běžným klipem pro tuto aplikaci je klip na horní část stěny ve tvaru písmene L pro stěny, které jsou vyplněny mezi podlahami. Tyto klipy mají štěrbiny kolmé na ohyb klipu. Dalším běžným klipem je obtokový klip pro stěny, které obcházejí mimo okraj podlahové konstrukce. Jsou-li tyto svorky ve tvaru písmene L, mají drážky rovnoběžné s ohybem svorky. Pokud je struktura aktivní seismická zóna lze použít vertikální a horizontální spojení umožňující pohyb, aby se přizpůsobilo jak vertikálnímu vychýlení, tak horizontálnímu posunu konstrukce.

Spojky lze upevnit na ocelové prvky a primární konstrukci tvářené za studena pomocí svarů, šroubů nebo samořezných šroubů. Tyto způsoby upevnění jsou uznány v Americké normě pro železo a ocel (AISI) 2007 Specifikace severoamerických konstrukcí pro konstrukci ocelových konstrukcí za studena, kapitola E. Další způsoby upevnění, jako je lisování, spojky poháněné silou (PAF), mechanické kotvy , lepicí kotvy a konstrukční lepidlo, se používají na základě výkonnostních testů výrobce.

Válcované za tepla versus za studena válcované oceli a vliv žíhání

Žíhání, popsaný také v předchozí části, je součástí výrobního procesu ocelového plechu tvářeného za studena. Je to tepelné zpracování technika, která mění mikrostrukturu za studena redukující oceli, aby ji získala zpět kujnost.

Alternativní metody návrhu

Metoda přímé síly (DSM) je alternativní metodou návrhu, která se nachází v dodatku 1 dokumentu Severoamerická specifikace pro návrh ocelových konstrukčních prvků tvářených za studena 2007 (AISI S100-07). Pro určení jmenovité kapacity prutu lze namísto hlavní specifikace použít DSM. Mezi konkrétní výhody patří absence efektivní šířky a iterací, přičemž se používají pouze známé vlastnosti hrubého řezu. Zvýšení spolehlivosti predikce pramení z vynucené kompatibility mezi přírubami sekce a webem v rámci analýzy pružného vzpěru. Toto zvýšení přesnosti predikce pro jakoukoli geometrii řezu poskytuje pevný základ pro rozšíření racionální analýzy a podporuje optimalizaci průřezu. S jistotou lze použít buď DSM, nebo hlavní specifikaci, protože faktory Φ nebo Ω byly navrženy tak, aby zajistily přesnost obou metod. V současné době poskytuje DSM řešení pouze pro nosníky a sloupy a musí být použito ve spojení s hlavní specifikací pro kompletní návrh.

Racionální analýza je povolena, když se používají optimalizované tvary studené formy, které jsou mimo rozsah hlavní specifikace a nejsou předem kvalifikované pro použití DSM. Tyto nekvalifikované oddíly používají faktory bezpečnosti ϕ a Ω spojené s racionální analýzou (viz AISI 2001 oddíl A1.1 (b)). Výsledek časů racionální analýzy a příslušný faktor bezpečnosti bude použit jako návrhová pevnost řezu.

Může existovat několik situací, kdy lze použít aplikaci racionální analýzy DSM. Obecně by to zahrnovalo: (1) stanovení hodnot pružného vzpěru a (2) použití rovnic DSM v dodatku 1 ke stanovení nominálních ohybových a axiálních kapacit, Mn a Pn. Předpoklad samotného DSM je příkladem racionální analýzy. Využívá výsledků pružného vzpěru k určení mezní pevnosti pomocí empirických křivek pevnosti. To poskytuje návrhářům metodu pro provádění racionální analýzy v řadě jedinečných situací.

V některých případech může být rozšíření racionální analýzy k DSM stejně jednoduché jako řešení pozorovaného vzpěrného režimu, který je obtížné identifikovat, a provedení úsudku o tom, jak režim kategorizovat. Lze jej však také použít k tomu, aby technik mohl zahrnout účinky momentových gradientů, vliv různých koncových podmínek nebo vliv torzní deformace na všechny režimy vzpěru.

V současné době v rámci DSM neexistují žádná ustanovení týkající se smyku, ochromení pásu, děr v prutech nebo zvýšení pevnosti v důsledku tváření za studena. Výzkum několika z těchto témat byl dokončen nebo se právě dokončuje a měl by být zahrnut do příští aktualizace specifikace AISI. DSM je také omezen při určování pevnosti sekcí, ve kterých jsou použity velmi štíhlé prvky. Důvodem je síla předpovídaného průřezu jako celku s DSM namísto použití metody efektivní šířky podle specifikace, která rozděluje průřez na několik účinných prvků. Jeden štíhlý prvek způsobí u DSM nízkou pevnost, což není případ současné metody specifikace. The metoda konečných proužků použití CUFSM je nejčastěji používaným přístupem k určení pružného vzpěru. Program také omezuje DSM, protože nelze uvažovat díry, zatížení musí být rovnoměrné podél prutu, uvažují se pouze jednoduše podporované okrajové podmínky a režimy vzpěru interagují a nelze je v některých případech snadno odlišit.

Reference

externí odkazy

Organizace

• American Iron and Steel Institute (AISI) [5]
• Steel Framing Industry Association (SFIA) [6]
• Steel Framing Alliance (SFA) [7]
• Steel Stud Manufacturers Association (SSMA) [8]
• Cold-formed Steel Engineers Institute (CFSEI) [9]
• Structural Stability Research Council (SSRC) [10]
• Metal Building Manufactures Association (MBMA) [11]
• Steel Joist Institute (SJI) [12]
• Steel Deck Institute (SDI) [13]
• Steel Recycling Institute [14]

Other related links can be found in the following pages:

• Steel Links [15]
• Members, member companies, and associations that are allied with the Steel Framing Industry Association (SFIA) SFIA
• Members, member companies, and associations that are allied with the CFSEI [16]
• Steel Framing Links [17]