Gardinvegg innebygde deler | Innstøpte ankere og braketter

Hva ble gardinvegger brukt til - fra middelalderforsvar til moderne fasader

Begrepet "gardinmur" har sitt opphav i middelalderens militærarkitektur. En gardinmur var delen av den ytre forsvarsmuren som løp mellom to befestede tårn eller bastioner - en "gardin" hang mellom strukturelle forankringspunkter. Den bar ingen tak- eller gulvbelastninger; dens rolle var utelukkende å omslutte og forsvare. Denne definerende egenskapen - en vegg som spenner mellom strukturelle støtter uten å være strukturelle - bæres direkte inn i den moderne arkitektoniske definisjonen.

I moderne konstruksjon er en gardinvegg et lett, ikke-strukturelt kledningssystem som omslutter en bygnings eksteriør, men overfører ingen av bygningens gulv- og takbelastninger. Det ble gjort praktisk på begynnelsen av 1900-tallet ved utviklingen av strukturelle rammer av stål og armert betong, som tillot bygninger å stå helt på sitt indre skjelett uten å kreve at ytterveggen bærer noen strukturell belastning. Den første helglassede gardinveggfasaden i moderne arkitektur dukket opp i Hallidie Building, San Francisco (1918). På 1950-tallet gjorde aluminiumsekstruderingsteknologi systemet universelt brukbart, og i dag kledde gardinveggsystemer de fleste kommersielle høyhus globalt.

De innebygde delene som forankrer disse systemene til den strukturelle rammen representerer den tekniske kontinuiteten mellom middelalderprinsippet - en spennende ikke-bærende hud som holdes av ankerpunkter i strukturen - og dets moderne ingeniøruttrykk.

Er gardinveggmetall — materialer, komponenter og systemsammensetning

Et moderne gardinveggsystem inneholder et betydelig metallinnhold, men er ikke en metallvegg i homogen forstand. Det er en komposittsammenstilling der metallrammeelementer bærer strukturell belastning i systemet, mens forskjellige fyllmaterialer - glass, aluminiumkomposittpaneler, stein, terrakotta eller isolerte spandrelpaneler - fyller hulrommene mellom rammeelementene for å gi forvitringskonvolutten.

Rammesystemet - stolper og akterspeil - er nesten universelt av aluminium i moderne praksis. Ekstruderte seksjoner av aluminiumslegering 6063 kombinerer høyt styrke-til-vekt-forhold, utmerket korrosjonsmotstand og ubegrenset tverrsnittskompleksitet fra en enkelt ekstruderingsdyse. En standard gardinveggstolpe for et 4-meters plate-til-plate-spenn takler vindbelastninger på 1,5–3,0 kPa i en seksjon som veier ca 3–5 kg/m — en strukturell effektivitet som ingen andre metalliske ekstruderingsmaterialer kan matche til sammenlignbare kostnader.

Er gardinvegg strukturell — lastebaner og integrert delteknikk

En gardinvegg er ikke-strukturell i nøyaktig teknisk forstand: den bærer ingen gulvbelastninger, taklaster eller vekten av andre bygningselementer. Den primære konstruksjonsrammen - betong eller stål - står og fungerer helt uavhengig av gardinveggen. Imidlertid betyr "ikke-strukturell" ikke "ubelastet" - et gardinveggsystem bærer betydelige designbelastninger som må konstrueres nøye og overføres til strukturen gjennom den innebygde delen og brakettsystemet.

Innebygde deler av gardinvegg – typer, design og installasjonskrav

Innstøpte deler for gardinvegger er ikke en enkelt produktkategori, men en familie av ankertyper valgt basert på det strukturelle underlaget, designlaststørrelse, nødvendig justerbarhetsområde og konstruksjonsprogrambegrensninger. De fire hovedtypene i dagens praksis er:

• Innstøpte kanaler (Halfen, Jordahl eller tilsvarende): En kontinuerlig varmvalset stålkanal med T-boltspor, støpt inn i betongplaten eller søyleflaten under utstøpingen. Kanalen gir uendelig posisjonsjustering langs lengden og en definert lastekapasitet per lengdeenhet. Innstøpte kanaler er den foretrukne innebygde delen for høyblokkede gardinvegger på nybygg – de gjør det mulig å finjustere brakettens posisjon etter at rammen er undersøkt, og tilpasser konstruksjonens posisjon som bygget. Lastekapasitet varierer fra 25 kN til 80 kN skjærkraft per ankerbolt avhengig av kanalsnitt og betongstyrke.
• Innstøpte deler av sveiset plate (stålfrontplate med skjærbolter eller ankerstenger): En flat stålplate med påsveisede skjærbolter eller deformerte stangankere, plassert i forskalingen og støpt inn i konstruksjonselementet. Braketten sveises deretter til frontplaten på stedet. Sveisede platesystemer brukes der høye punktbelastninger er konsentrert - fasadestøtte ved overføringsbjelker, fasader med storformat steinplater, eller steder hvor brakettgeometrien forhindrer bruk av kanalsystemer. De krever den høyeste posisjonsnøyaktigheten ved installasjon fordi justering etter støping ikke er mulig uten strukturelle modifikasjoner.
• Ettermonterte ankere (kjemisk eller mekanisk ekspansjon): Ankre installert ved boring i herdet betong etter at konstruksjonsrammen er ferdig. Kjemiske harpiksankre og mekaniske ekspansjonsankere oppnår begge sammenlignbare belastninger med innstøpte systemer forutsatt at betongen har tilstrekkelig styrke og kantavstandene opprettholdes i henhold til produsentens ETA (European Technical Assessment) eller ICC-ES-godkjenning. Ettermonterte ankere brukes til oppussingsprosjekter, designendringer, manglende innstøpingsposisjoner og strukturer der forskalingstilgang for innstøpte deler ikke var mulig. De introduserer et betydelig krav til kvalitetskontroll på stedet – borevinkel, hullrenslighet og harpikstemperatur påvirker alle den oppnådde lastekapasiteten.
• Prefabrikerte innebygde innsatser: Fabrikkstøpte stålinnsatser i prefabrikerte betongelementer - brukes i prefabrikkerte rammebygg der den prefabrikerte søylen eller platekanten er produsert i et kontrollert fabrikkmiljø. Fabrikkinnstilling oppnår posisjonstoleranser på ±2 mm , betydelig tettere enn plassstøpt betong ved ±10 mm, og produserer konsekvent pålitelig ankergeometri som forenkler brakettdesign. Innsatser er typisk proprietære produkter fra prefabrikata av betongprodusentens standardserie.

Installasjonstoleranser og strukturell koordinering for innebygde deler

Posisjonell nøyaktighet av innebygde deler er avgjørende for kostnadene og programmet for gardinvegginstallasjon. Gardinveggbrakettsystemet gir et begrenset justeringsområde - vanligvis ±20 til ±30 mm i tre akser — for å imøtekomme konstruksjonstoleranser i konstruksjonsrammen. Hvis innebygde deler faller utenfor dette området, er utbedring nødvendig før fasadeinstallasjonen kan fortsette, noe som øker kostnader og forsinkelser.

Bransjestandardtilnærmingen til toleransestyring for store gardinveggprosjekter innebærer en tre-trinns undersøkelsesprogram : undersøkelse før støping (forskaling kontrolleres før betong støpes), undersøkelse etter bånd (som bygget posisjoner registrert etter at forskalingen er fjernet), og avsettingsundersøkelse (undersøkelse av fasadeentreprenører før installasjon for å identifisere eventuelle posisjoner som krever utbedring). På høyhusprosjekter føres undersøkelsesdataene etter båndet direkte til gardinveggfabrikanten – brakettforskyvninger justeres i fabrikasjonsprogrammet for å kompensere for strukturelle as-built-posisjoner, i stedet for å forsøke å flytte de innebygde delene.

Materialspesifikasjon og korrosjonsbestandighet for innebygde deler

Innstøpte deler i gardinvegger opererer i grensesnittet mellom det alkaliske betongmiljøet (pH 12–13) og den ytre brakettsonen som er utsatt for fuktighet og atmosfæriske forurensninger. Materialvalg må omhandle begge miljøer. De to viktigste materialbanene er varmgalvanisert karbonstål og rustfritt stål, hver med spesifikke bruksbetingelser:

• Varmgalvanisert karbonstål (HDG til ISO 1461): Standardspesifikasjonen for innebygde plater, kanaler og ankerstenger i applikasjoner med intern eller moderat eksponering. Sinkbelegget (minimum 85 mikron i henhold til ISO 1461 for seksjoner over 6 mm) gir ca 40–60 års beskyttelse i et C3-korrosivt miljø (by-/industriatmosfære) gjennom offerkatodisk beskyttelse. HDG-innstøpte deler skal ikke brukes i direkte kontakt med forskjellige metaller (aluminium, kobber) uten isolasjon - den galvaniske potensialforskjellen forårsaker akselerert sinkoppløsning.
• Rustfritt stål (kvalitet 316L / EN 1.4404): Nødvendig for bruk ved kyst og hav, kjemiske prosessmiljøer, innhegninger til svømmebassenger og alle bruksområder hvor kloridavsetning på den innebygde delen er sannsynlig. Molybdeninnholdet i 316L gir kritisk kloridgropermotstand fraværende i standard 304-kvalitet. Alle eksponerte brakettkomponenter i marineklassifiserte miljøer (innenfor ca. 1 km fra kysten på utsatte steder) bør være 316L som et minimum. Dupleks rustfritt (kvalitet 2205) er spesifisert for bruksområder som krever både høy styrke og forbedret kloridmotstand - undervanns fasadestrukturer, tidevannssonearkitektur.
• Bimetallisk isolasjonskrav: Der aluminiumsgardinveggbraketter kommer i kontakt med stålinnstøpte deler, må en isolerende skive eller pute av PTFE, neopren eller anodisert aluminium settes inn for å forhindre galvanisk korrosjon. Den galvaniske potensialforskjellen mellom stål og aluminium i et elektrolytisk miljø (fuktighet med oppløste salter) forårsaker akselerert korrosjon av aluminiumet - det anodiske materialet i dette paret. Dette kravet er spesifisert i BS EN 1999-1-1 (Eurocode 9) og AAMA retningslinjer for aluminiumsfasadeforbindelser og er ikke omsettelig i kystapplikasjoner.