Gardinvägg inbäddade delar | Ingjutna ankare och fästen

Vad användes gardinväggar till - från medeltida försvar till moderna fasader

Termen "gardinmur" har sitt ursprung i medeltida militärarkitektur. En gardinmur var den del av den yttre försvarsmuren som löpte mellan två befästa torn eller bastioner - en "ridå" hängde mellan strukturella förankringspunkter. Den bar inga tak- eller golvbelastningar; dess roll var enbart att innesluta och försvara. Denna definierande egenskap - en vägg som sträcker sig mellan strukturella stöd utan att själv vara strukturella - förs direkt in i den moderna arkitektoniska definitionen.

I modern konstruktion är en gardinvägg ett lätt, icke-strukturellt beklädnadssystem som omsluter en byggnads exteriör men inte överför någon av byggnadens golv- och takbelastningar. Det gjordes praktiskt i början av 1900-talet genom utvecklingen av strukturella ramar av stål och armerad betong, som gjorde det möjligt för byggnader att stå helt på sitt inre skelett utan att kräva att ytterväggen bär någon strukturell belastning. Den första helglasade gardinväggsfasaden i modern arkitektur dök upp i Hallidie Building, San Francisco (1918). På 1950-talet gjorde strängsprutningstekniken i aluminium systemet universellt användbart, och idag klädde gardinväggssystem majoriteten av kommersiella höghus globalt.

De inbäddade delarna som förankrar dessa system till den strukturella ramen representerar den tekniska kontinuiteten mellan den medeltida principen - en spännande icke-bärande hud som hålls av förankringspunkter i strukturen - och dess moderna tekniska uttryck.

Är gardinvägg i metall — material, komponenter och systemsammansättning

Ett modernt gardinväggssystem innehåller ett stort metallinnehåll men är inte en metallvägg i homogen mening. Det är en kompositmontering där metallramelement bär strukturell belastning i systemet, medan olika fyllnadsmaterial - glas, aluminiumkompositpaneler, sten, terrakotta eller isolerade spandrelpaneler - fyller tomrummen mellan ramelementen för att ge väderskyddet.

Ramsystemet – stolpar och akterspegel – är nästan universellt av aluminium i modern praktik. Extruderade sektioner av aluminiumlegering 6063 kombinerar högt hållfasthet-till-viktförhållande, utmärkt korrosionsbeständighet och obegränsad tvärsnittskomplexitet från en enda extruderingsform. En standard gardinväggsstolpe för ett 4-meters platta-till-platta-spann klarar vindbelastningar på 1,5–3,0 kPa i en sektion som väger ungefär 3–5 kg/m — En strukturell effektivitet som inget annat metalliskt extruderingsmaterial kan matcha till jämförbara kostnader.

Är gardinväggen strukturell — lastvägar och inbyggd delteknik

En gardinvägg är icke-strukturell i den exakta tekniska bemärkelsen: den bär inga golvbelastningar, taklaster eller vikten av andra byggnadselement. Den primära konstruktionsstommen - betong eller stål - står och fungerar helt oberoende av gardinväggen. Men "icke-strukturell" betyder inte "olastad" - ett gardinväggssystem bär betydande designbelastningar som måste konstrueras noggrant och överföras till strukturen genom den inbäddade delen och konsolsystemet.

Inbäddade delar i gardinvägg — typer, design och installationskrav

Inbäddade delar för gardinväggar är inte en enda produktkategori utan en familj av ankartyper som väljs baserat på det strukturella underlaget, konstruktionsbelastningens storlek, det erforderliga justerbarhetsintervallet och konstruktionsprogrammets begränsningar. De fyra huvudtyperna i nuvarande praxis är:

• Ingjutna kanaler (Halfen, Jordahl eller motsvarande): En kontinuerlig varmvalsad stålkanal med T-bultsspår, ingjuten i betongplattan eller pelarytan under gjutningen. Kanalen ger oändlig positionsjustering längs sin längd och en definierad lastkapacitet per längdenhet. Ingjutna kanaler är den föredragna inbäddade delen för höghus, enhetlig gardinvägg på nybyggnation - de gör att fästets position kan finjusteras efter att ramen har undersökts, och anpassar konstruktionens läge som byggt. Lastkapaciteten sträcker sig från 25 kN till 80 kN skjuvning per ankarbult beroende på kanalsektion och betonghållfasthet.
• Svetsade plåtinbäddade delar (stålplåt med klippbultar eller ankarstänger): En platt stålplåt med påsvetsade skjuvbultar eller deformerade stångankare, placerad i formen och ingjuten i konstruktionselementet. Fästet svetsas sedan till frontplattan på plats. Svetsade plåtsystem används där höga punktbelastningar är koncentrerade - fasadstöd vid överföringsbalkar, fasader med storformat stenpaneler eller platser där fästets geometri förhindrar användning av kanalsystem. De kräver högsta positionsnoggrannhet vid installation eftersom eftergjutning inte är möjlig utan strukturella modifieringar.
• Efterinstallerade ankare (kemisk eller mekanisk expansion): Ankare installeras genom att borra i härdad betong efter att konstruktionsramen är färdig. Kemiska hartsankare och mekaniska expansionsankare uppnår båda jämförbara belastningar med ingjutna system förutsatt att betongen har tillräcklig hållfasthet och kantavstånden upprätthålls enligt tillverkarens ETA (European Technical Assessment) eller ICC-ES-godkännande. Efterinstallerade ankare används för renoveringsprojekt, konstruktionsändringar, missade ingjutningspositioner och strukturer där formåtkomst för ingjutna delar inte var möjlig. De inför ett betydande kvalitetskontrollkrav på platsen - borrvinkel, hålrenhet och hartstemperatur påverkar alla den uppnådda lastkapaciteten.
• Prefabricerade inbäddade skär: Fabriksgjutna stålinsatser i prefabricerade betongelement — används i prefabricerade rambyggnader där den prefabricerade pelaren eller plattkanten tillverkas i en kontrollerad fabriksmiljö. Fabriksinställning uppnår positionstoleranser av ±2 mm , betydligt tätare än platsgjuten betong vid ±10 mm, och producerar konsekvent tillförlitlig förankringsgeometri som förenklar konsoldesign. Skär är vanligtvis egna produkter från prefabricerade betongtillverkares standardsortiment.

Installationstoleranser och strukturell koordinering för inbyggda delar

Positionsnoggrannheten för inbäddade delar är avgörande för kostnaden och programmet för installation av gardinväggar. Gardinväggsfästesystemet ger ett ändligt justeringsintervall - vanligtvis ±20 till ±30 mm i tre axlar — för att ta hänsyn till konstruktionstoleranser i konstruktionsramen. Om inbäddade delar faller utanför detta intervall krävs sanering innan fasadinstallationen kan fortsätta, vilket ökar kostnaden och fördröjer.

Den branschstandardiserade metoden för toleranshantering för stora gardinväggsprojekt innefattar en undersökningsprogram i tre steg : undersökning före gjutning (formningen kontrolleras innan betong gjuts), undersökning efter remsan (som byggd positioner registreras efter att formen tagits bort) och undersökning av avsättning (undersökningar av fasadentreprenörer före installation för att identifiera eventuella positioner som kräver sanering). På höghusprojekt matas undersökningsdata efter remsan direkt till gardinväggstillverkaren - konsolförskjutningar justeras i tillverkningsprogrammet för att kompensera för strukturella positioner som byggts, snarare än att försöka flytta de inbäddade delarna.

Materialspecifikation och korrosionshållbarhet för inbäddade delar

Inbäddade delar av gardinväggar verkar i gränsytan mellan den alkaliska betongmiljön (pH 12–13) och den yttre konsolzonen som är utsatt för fukt och atmosfäriska föroreningar. Materialvalet måste vända sig till båda miljöerna. De två huvudsakliga materialvägarna är varmförzinkat kolstål och rostfritt stål, var och en med specifika användningsförhållanden:

• Varmförzinkat kolstål (HDG enligt ISO 1461): Standardspecifikationen för inbäddade plåtar, kanaler och förankringsstänger i applikationer med intern eller måttlig exponering. Zinkbeläggningen (minst 85 mikron enligt ISO 1461 för sektioner över 6 mm) ger ungefär 40–60 års skydd i en C3-korrosiv miljö (stads-/industriatmosfär) genom offerkatodiskt skydd. HDG-inbäddade delar bör inte användas i direkt kontakt med olika metaller (aluminium, koppar) utan isolering - den galvaniska potentialskillnaden orsakar accelererad zinkupplösning.
• Rostfritt stål (kvalitet 316L / EN 1.4404): Krävs för kustnära och marina angränsande applikationer, kemiska processmiljöer, poolinneslutningar och alla applikationer där kloridavsättning på den inbäddade delens yta är sannolikt. Molybdenhalten i 316L ger kritisk kloridfrätningsbeständighet som saknas i standard 304-kvalitet. Alla exponerade konsolkomponenter i marinklassade miljöer (inom cirka 1 km från kusten på utsatta platser) bör vara minst 316L. Duplex rostfri (Grad 2205) är specificerad för applikationer som kräver både hög hållfasthet och förbättrad kloridbeständighet - undervattensfasadstrukturer, tidvattenzonsarkitektur.
• Krav på bimetallisk isolering: Där gardinväggsfästen av aluminium kommer i kontakt med stålinbäddade delar, måste en isolerande bricka eller dyna av PTFE, neopren eller anodiserad aluminium placeras för att förhindra galvanisk korrosion. Den galvaniska potentialskillnaden mellan stål och aluminium i en elektrolytisk miljö (fukt med lösta salter) orsakar accelererad korrosion av aluminiumet - det anodiska materialet i detta par. Detta krav specificeras i BS EN 1999-1-1 (Eurocode 9) och AAMA-riktlinjer för aluminiumfasadanslutningar och är icke förhandlingsbart i kustnära tillämpningar.