Arkitektura-eskakizun hau betetzen duten puntuz finkatutako beirazko sistemak bereziki ezagunak dira lurreko sarreretan edo gune publikoetan. Azken aurrerapen teknologikoei esker, oso erresistentzia handiko itsasgarriak erabili ahal izan dira ponka handi hauek osagarriei lotzeko, beira zulatu beharrik gabe.
Lurzoruaren kokapen tipikoak sistemak eraikineko bizilagunentzako babes-geruza gisa jokatu behar izateko probabilitatea handitzen du, eta eskakizun horrek haize-karga eskakizun tipikoak gainditzen ditu. Zulatzeko puntuko finkatze-sisteman proba batzuk egin dira, baina ez lotura-metodoan.
Artikulu honen helburua lehergailu-kargak dituen talka-hodi bat erabiliz leherketa bat simulatzeko simulazio-proba bat grabatzea da, karga lehergarri batek osagai garden lotu batean duen eragina simulatzeko. Aldagai horien artean, ASTM F2912 [1] arauak definitutako leherketa-karga dago, SGP ionomero-sandwicha duen plaka mehe batean egiten dena. Ikerketa hau da lehen aldia eskala handiko probak eta arkitektura-diseinua egiteko lehergailuen errendimendu potentziala kuantifikatu dezakeena. Lotu 60 mm-ko (2,36 hazbeteko) diametroa duten lau TSSA osagarri 1524 x 1524 mm-ko (60 hazbete x 60 hazbete) neurtzen duen beirazko plaka bati.
48,3 kPa-ko (7 psi) edo gutxiagoko presioan kargatutako lau osagaiek ez zuten TSSA eta beira kaltetu edo eragin. Bost osagai 62 kPa-tik (9 psi) gorako presiopean kargatu ziren, eta bost osagaietatik lauk beira hautsi egin zuten, beira irekiduratik mugituz. Kasu guztietan, TSSA metalezko osagarriei lotuta geratu zen, eta ez zen matxurarik, itsaspenik edo loturarik aurkitu. Probek erakutsi dute, AAMA 510-14-ren eskakizunen arabera, probatutako TSSA diseinuak segurtasun sistema eraginkorra eman dezakeela 48,3 kPa-ko (7 psi) edo gutxiagoko karga baten pean. Hemen sortutako datuak erabil daitezke TSSA sistema zehaztutako karga betetzeko diseinatzeko.
Jon Kimberlain (Jon Kimberlain) Dow Corning-en errendimendu handiko silikonen aplikazio aurreratuen aditua da. Lawrence D. Carbary (Lawrence D. Carbary) Dow Corning-eko errendimendu handiko eraikuntza industriako zientzialaria da, Dow Corning-eko silikona eta ASTM ikertzailea.
Beirazko panelen silikonazko egiturazko lotura ia 50 urtez erabili izan da eraikin modernoen estetika eta errendimendua hobetzeko [2] [3] [4] [5]. Finkatzeko metodoak kanpoko horma leun eta jarraitua sor dezake gardentasun handikoa. Arkitekturan gardentasun handiagoa lortzeko nahiak kable-sareko hormak eta torloju bidezko kanpoko hormak garatu eta erabiltzera eraman zuen. Arkitektonikoki erronka handiko eraikin enblematikoek gaur egungo teknologia modernoa barne hartuko dute eta tokiko eraikuntza- eta segurtasun-kode eta -arauak bete beharko dituzte.
Silikonazko itsasgarri estruktural gardena (TSSA) aztertu da, eta beira zuloak egin beharrean torlojuak erabiliz finkatzeko piezekin eusteko metodo bat proposatu da [6] [7]. Indar, itsaspen eta iraunkortasun handiko kola gardenaren teknologiak hainbat propietate fisiko ditu, eta horiei esker, horma-gortina diseinatzaileei konexio-sistema modu berezi eta berritzailean diseina dezakete.
Estetika eta egitura-errendimendua betetzen dituzten osagarri biribilak, angeluzuzenak eta triangeluarrak erraz diseinatzen dira. TSSA beira laminatuarekin batera sendatzen da autoklabe batean prozesatzen denean. Materiala autoklabe ziklotik kendu ondoren, % 100eko egiaztapen-proba egin daiteke. Kalitate-bermearen abantaila hau TSSArentzat berezia da, muntaketaren egitura-osotasunari buruzko berehalako iritzia eman baitezake.
Ohiko silikonazko egitura-materialen inpaktu-erresistentzia [8] eta talka-xurgapen efektua aztertu dira [9]. Wolf et al.-ek Stuttgarteko Unibertsitateak sortutako datuak eman zituzten. Datu hauek erakusten dute, ASTM C1135-en zehaztutako deformazio-tasa kuasi-estatikoarekin alderatuta, silikonazko egitura-materialaren trakzio-erresistentzia 5m/s-ko (197in/s) deformazio-tasa gorenean dagoela. Indarra eta luzapena handitzen dira. Deformazioaren eta propietate fisikoen arteko erlazioa adierazten du.
TSSA silikona estrukturala baino modulu eta erresistentzia handiagoa duen material oso elastikoa denez, errendimendu orokor bera izatea espero da. Deformazio-tasa altuekin laborategiko probak egin ez diren arren, espero daiteke leherketan deformazio-tasa altuak ez duela erresistentzian eraginik izango.
Torlojututako beira probatu da, leherketak arintzeko estandarrak betetzen ditu [11], eta 2013ko Glass Performance Day-n erakutsi zen. Emaitza bisualek argi erakusten dute beira hautsi ondoren beira mekanikoki finkatzearen abantailak. Itsasgarrizko lotura hutsa duten sistementzat, hau erronka bat izango da.
Markoa Amerikako estandar altzairuzko kanal batez egina dago, 151 mm sakonera x 48,8 mm zabalera x 5,08 mm sare-lodiera (6” x 1,92” x 0,20”) neurriekin, normalean C 6” x 8,2# zirrikitua deitzen zaio. C kanalak izkinetan soldatuta daude elkarrekin, eta 9 mm-ko (0,375 hazbete) lodierako sekzio triangeluar bat soldatuta dago izkinetan, markoaren gainazaletik atzeratuta. 18 mm-ko (0,71″) zulo bat egin da plakan, 14 mm-ko (0,55″) diametroko torloju bat erraz sartu ahal izateko.
60 mm-ko (2,36 hazbete) diametroa duten TSSA metalezko osagarriak izkina bakoitzetik 50 mm-ra (2 hazbete) daude. Jarri lau osagarri beira zati bakoitzean dena simetrikoa izan dadin. TSSAren ezaugarri berezia da beiraren ertzetik gertu jar daitekeela. Beiran mekanikoki finkatzeko zulatzeko osagarriek ertzetik hasita neurri espezifikoak dituzte, diseinuan sartu behar direnak eta tenplatu aurretik zulatu behar direnak.
Ertzetik gertu dagoen tamainak amaitutako sistemaren gardentasuna hobetzen du, eta, aldi berean, izar-junturaren itsaspena murrizten du, ohiko izar-junturan momentu txikiagoa delako. Proiektu honetarako hautatutako beira bi 6 mm-ko (1/4″) geruza garden tenplatu dira, 1524 mm x 1524 mm-koak (5′x 5′), Sentry Glass Plus (SGP) ionomerozko tarteko filmarekin laminatuak, 1,52 mm-koak (0,060″).
1 mm-ko (0,040 hazbete) lodierako TSSA disko bat aplikatzen da 60 mm-ko (2,36 hazbete) diametroko altzairu herdoilgaitzezko osagarri bati. Imprimazioa altzairu herdoilgaitzarekiko atxikimenduaren iraunkortasuna hobetzeko diseinatuta dago eta silano eta titanato nahasketa bat da disolbatzaile batean. Metalezko diskoa beiraren kontra sakatzen da 0,7 MPa-ko (100 psi) indar neurtuarekin minutuz bustitzeko eta kontaktua lortzeko. Jarri osagaiak 11,9 Bar (175 psi) eta 133 C° (272 °F) iristen den autoklabe batean, TSSAk autoklabean sendatzeko eta lotzeko behar den 30 minutuko beratze denbora lortu dezan.
Autoklabea amaitu eta hoztu ondoren, ikuskatu TSSA osagarri bakoitza eta estutu 55 Nm-ra (40,6 oin-libra) 1,3 MPa-ko (190 psi) karga estandarra erakusteko. TSSArako osagarriak Sadevek ematen ditu eta R1006 TSSA osagarri gisa identifikatzen dira.
Muntatu osagarriaren gorputz nagusia beiraren gaineko sendatze-diskoan eta jaitsi altzairuzko markoan. Doitu eta finkatu torlojuetako azkoinak kanpoko beira altzairuzko markoaren kanpoaldearekin berdinduta gera dadin. Beira-perimetroa inguratzen duen 13 mm x 13 mm-ko (1/2″ x ½”) juntura silikonazko bi zatiko egitura batekin zigilatzen da, hurrengo egunean presio-karga proba has dadin.
Proba Kentuckyko Unibertsitateko Lehergailuen Ikerketa Laborategian talka-hodi bat erabiliz egin zen. Talka-xurgatzaile hodia altzairuzko gorputz indartu batez osatuta dago, eta 3,7m x 3,7m arteko unitateak aurrealdean instala daitezke.
Inpaktu-hodia lehergailuak leherketa-hodiaren luzeran zehar jarriz mugitzen da, leherketa-gertaeraren fase positiboak eta negatiboak simulatzeko [12] [13]. Jarri beira eta altzairuzko marko-multzo osoa kolpe-xurgatzaile hodian probak egiteko, 4. irudian erakusten den bezala.
Lau presio-sentsore daude instalatuta deskarga-hodiaren barruan, beraz, presioa eta pultsua zehaztasunez neurtu daitezke. Bi bideo-kamera digital eta SLR kamera digital bat erabili ziren proba grabatzeko.
Talka-hodiaren kanpoaldean dagoen leiho ondoan kokatutako MREL Ranger HR abiadura handiko kamerak proba segundoko 500 fotogramatan grabatu zuen. Leiho ondoan 20 kHz-ko desbideratze-laser errekor bat ezarri zen leihoaren erdian desbideratzea neurtzeko.
Guztira bederatzi aldiz probatu ziren lau egitura-osagaiak. Beira irekiduratik irteten ez bada, berriro probatu osagaia presio eta inpaktu handiagoekin. Kasu bakoitzean, helburuko presioa eta bulkada eta beiraren deformazio-datuak erregistratzen dira. Ondoren, proba bakoitza AAMA 510-14 [Festration System Borondatezko Jarraibideak Leherketa Arriskuen Arintzerako] araudiaren arabera ere baloratzen da.
Goian deskribatu bezala, lau marko-multzo probatu ziren beira leherketa-atakatik kendu arte. Lehenengo probaren helburua 69 kPa-ra iristea da 614 kPa-ms-ko (10 psi A 89 psi-mseg) pultsu batekin. Aplikatutako kargaren pean, beirazko leihoa hautsi eta markotik askatu zen. Sadev puntuko osagarriek TSSA beira tenplatu hautsian itsasten dute. Beira tenplatua hautsi zenean, beira irekiduratik irten zen gutxi gorabehera 100 mm-ko (4 hazbeteko) desbideratzearen ondoren.
Karga jarraitua handitzen ari zen baldintzapean, 2. markoa 3 aldiz probatu zen. Emaitzek erakutsi zuten hutsegitea ez zela gertatu presioa 69 kPa-ra (10 psi) iritsi arte. Neurtutako 44,3 kPa-ko (6,42 psi) eta 45,4 kPa-ko (6,59 psi) presioek ez dute eraginik izango osagaiaren osotasunean. Neurtutako 62 kPa-ko (9 psi) presiopean, beiraren deformazioak haustura eragin zuen, beirazko leihoa irekiduran utziz. TSSA osagarri guztiak beira tenplatu hautsiarekin lotuta daude, 7. irudian bezala.
Jarraipen handiko kargaren baldintzapean, 3. markoa bi aldiz probatu zen. Emaitzek erakutsi zuten hutsegitea ez zela gertatu presioak 69 kPa (10 psi) helburuko baliora iritsi arte. Neurtutako 48,4 kPa (7,03) psi-ko presioak ez du eraginik izango osagaiaren osotasunean. Datuen bilketak ez zuen deformaziorik baimendu, baina bideoaren behaketa bisualak erakutsi zuen 2., 3. eta 4. eta 7. markoen deformazioa antzekoa zela. 64 kPa (9,28 psi) neurketa-presiopean, 190,5 mm-tan (7,5″) neurtutako beiraren deformazioak haustura eragin zuen, beira-leihoa irekiduran utziz. TSSA osagarri guztiak beira tenplatu hautsiarekin lotuta daude, 7. irudian bezala.
Karga jarraitua handituz, 4. markoa 3 aldiz probatu zen. Emaitzek erakutsi zuten hutsegitea ez zela gertatu presioak bigarren aldiz 10 psi-ko helburura iritsi arte. Neurtutako 46,8 kPa-ko (6,79) eta 64,9 kPa-ko (9,42 psi) presioek ez dute eraginik izango osagaiaren osotasunean. 8. proban, beira 100 mm (4 hazbete) tolestu zela neurtu zen. Karga honek beira haustea eragingo duela espero da, baina beste datu batzuk lor daitezke.
9. proban, neurtutako 65,9 kPa-ko (9,56 psi) presioak beira 190,5 mm (7,5″) desbideratu zuen eta haustura eragin zuen, beirazko leihoa irekiduran utziz. TSSA osagarri guztiak 7. irudian agertzen den beira tenplatu hautsi berarekin lotuta daude. Kasu guztietan, osagarriak erraz kendu daitezke altzairuzko markotik kalte nabarmenik gabe.
Proba bakoitzerako TSSA aldatu gabe mantentzen da. Probaren ondoren, beira osorik mantentzen denean, ez dago TSSA-n aldaketa bisualik. Abiadura handiko bideoak beira tartearen erdian hausten eta gero irekiduratik irteten erakusten du.
8. eta 9. irudietan beiraren hausturaren eta hutsegiterik ezaren konparaziotik, interesgarria da beiraren haustura modua lotura-puntutik urrun gertatzen dela ikustea, eta horrek adierazten du beiraren loturarik gabeko zatiak tolestura-punturaino iritsi dela, eta puntu hori azkar hurbiltzen ari dela. Beiraren hauskortasun-puntua lotuta geratzen den zatiarekiko erlatiboa da.
Horrek adierazten du proban zehar, zati horietako hautsitako plakak zizaila-indarren pean mugitzeko joera dutela. Printzipio hau eta, karga agindua handitzen den heinean, itsasgarri-interfazean beiraren lodieraren hauskortasuna dela dirudien behaketa konbinatuz, errendimendua hobetu beharko litzateke beiraren lodiera handituz edo deformazioa beste bide batzuen bidez kontrolatuz.
4. markoaren 8. proba sorpresa atsegina izan da proba-instalazioan. Beira ez dago kaltetuta markoa berriro probatu ahal izateko, baina TSSAk eta inguruko zigilatze-zerrendek karga handi hori mantendu dezakete. TSSA sistemak lau 60 mm-ko eranskin erabiltzen ditu beira eusteko. Haize-karga diseinukoak karga biziak eta iraunkorrak dira, biak 2,5 kPa-koak (50 psf). Diseinu moderatua da, gardentasun arkitektoniko idealarekin, karga oso handiak erakusten ditu eta TSSA osorik mantentzen da.
Ikerketa hau beira-sistemaren itsasgarriak berezko arrisku edo akatsik duen zehazteko egin zen, harea-jaurtiketaren errendimenduaren eskakizun txikiei dagokienez. Jakina, 60 mm-ko TSSA osagarri-sistema sinple bat beiraren ertzean instalatzen da eta errendimendu hori mantentzen du beira hautsi arte. Beira hausturari aurre egiteko diseinatuta dagoenean, TSSA konexio-metodo bideragarria da, babes-maila jakin bat eman dezakeena, eraikinaren gardentasun eta irekitasun-eskakizunak mantenduz.
ASTM F2912-17 araudiaren arabera, probatutako leiho-osagaiek H1 arrisku-maila lortzen dute C1 araudi-mailan. Ikerketan erabilitako Sadev R1006 osagarria ez da kaltetuta.
Ikerketa honetan erabilitako beira tenplatua da sistemaren "puntu ahula". Beira hautsi ondoren, TSSAk eta inguruko zigilatze-zerrendak ezin dute beira kopuru handirik atxiki, beira-zati txiki batzuk geratzen baitira silikonazko materialean.
Diseinuaren eta errendimenduaren ikuspuntutik, TSSA itsasgarri-sistemak babes-maila altua eskaintzen duela frogatu da leherketa-mailako fatxadako osagaietan, leherketa-errendimenduaren adierazleen hasierako mailan, eta hori industriak onartu du oso. Probatutako fatxadak erakusten du leherketa-arriskua 41,4 kPa (6 psi) eta 69 kPa (10 psi) artean dagoenean, arrisku-mailaren errendimendua nabarmen desberdina dela.
Hala ere, garrantzitsua da arriskuen sailkapenaren aldea ez izatea itsasgarriaren akatsaren ondoriozkoa, itsasgarriaren eta beira zatien kohesio-akats moduak arrisku-atalaseen artean adierazten duen bezala. Behaketen arabera, beiraren tamaina behar bezala doitzen da deformazioa minimizatzeko eta hauskortasuna saihesteko, tolesturaren eta atxikimenduaren arteko interfazean zizailadura-erantzunaren igoeragatik, eta hori errendimenduan funtsezko faktorea dela dirudi.
Etorkizuneko diseinuek karga handiagoen peko arrisku-maila murriztu ahal izango dute beiraren lodiera handituz, puntuaren posizioa ertzarekiko finkatuz eta itsasgarriaren kontaktu-diametroa handituz.
[1] ASTM F2912-17 Beira-zuntz estandarraren zehaztapena, Beira eta altitude handiko kargak jasaten dituzten beira-sistemak, ASTM International, West Conshawken, Pennsylvania, 2017, https://doi.org/10.1520/F2912-17 [2] Hilliard, JR, Paris, CJ eta Peterson, CO, Jr., “Beira zigilatzaile estrukturala, beira-sistemetarako zigilatzaile-teknologia”, ASTM STP 638, ASTM International, West Conshooken, Pennsylvania, 1977, 67-99 or. [3] Zarghamee, MS, TA, Schwartz eta Gladstone, M., “Silize-beira estrukturalaren errendimendu sismikoa”, Eraikinen zigilatzea, zigilatzailea, beira eta iragazgaitza den teknologia, 1. liburukia. 6. ASTM STP 1286, JC Myers, editorea, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 1996, 46-59 or. [4] Carbary, LD, “Silikonazko beirazko leiho-sistemen iraunkortasunaren eta errendimenduaren berrikuspena”, Glass Performance Day, Tampere Finlandia, 2007ko ekaina, Konferentziaren aktak, 190-193 orrialdeak. [5] Schmidt, CM, Schoenherr, WJ, Carbary LD, eta Takish, MS, “Silikonazko itsasgarri estrukturalen errendimendua”, Beira Sistemaren Zientzia eta Teknologia, ASTM STP1054, CJ Parisko Unibertsitatea, Amerikako Testak eta Materialen Elkartea, Filadelfia, 1989. urtea, 22-45 or. [6] Wolf, AT, Sitte, S., Brasseur, M., J. eta Carbary L. D, “Silikonazko itsasgarri estruktural gardena beiraztatzeko eta banatzeko finkatzeko (TSSA) altzairuaren propietate mekanikoen eta iraunkortasunaren aurretiazko ebaluazioa”, Laugarren Nazioarteko Iraunkortasun Sinposioa “Eraikuntzako zigilatzaileak eta itsasgarriak”, ASTM International Magazine, online argitaratua, 2011ko abuztua, 8. liburukia, 10. zenbakia (2011ko azaroaren 11ko hilabetea), JAI 104084, webgune honetan eskuragarri: www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/JOURNALS/JAI/PAGES/JAI104084.htm. [7] Clift, C., Hutley, P., Carbary, LD, Silikonazko itsasgarri egitura gardena, Beirazko Errendimenduaren Eguna, Tampere, Finlandia, 2011ko ekaina, Bileraren aktak, 650-653 orrialdeak. [8] Clift, C., Carbary, LD, Hutley, P., Kimberlain, J., “Silize beira estrukturalaren belaunaldi berria” Facade Design and Engineering Journal 2 (2014) 137–161, DOI 10.3233 / FDE-150020 [9] Kenneth Yarosh, Andreas T. Wolf eta Sigurd Sitte “Silikonazko kautxuzko zigilatzaileen ebaluazioa bala-kontrako leihoen eta gortina-hormen diseinuan mugitzeko abiadura handietan”, ASTM International Magazine, 1. alea. 6. 2. papera, ID JAI101953 [10] ASTM C1135-15, Egiturazko zigilatzaileen trakzio-itsaspenaren errendimendua zehazteko proba-metodo estandarra, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 2015, https://doi.org/10.1520/C1135-15 [11] Morgan, T., “Aurrerapena “Leherketa-aurkako torloju bidez finkatutako beira”, Glass Performance Day, 2003ko ekaina, bileraren aktak, 181-182 orr. [12] ASTM F1642 / F1642M-17 Haize-karga handien menpe dauden beira eta beira-sistemetarako proba-metodo estandarra, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 2017, https://doi.org/10.1520/F1642_F1642M-17 [13] Wedding, William Chad eta Braden T. Lusk. “Leherketa-aurkako beira-sistemek leherketa-kargei ematen dieten erantzuna zehazteko metodo berritzailea”. Metric 45.6 (2012): 1471-1479. [14] “Leiho-sistema bertikalen leherketa-arriskua arintzeko borondatezko jarraibideak” AAMA 510-14.