Якщо ви інженер або студент інженерного факультету, ви, мабуть, знаєте багато про технічні частини проектування та будівництва будівлі.
Але чи замислювалися ви коли-небудь над тим, як змінилося обрамлення з часом? Введіть каркас з повітряних куль, метод, який раніше був поширеним, але не так часто використовується в сучасних будівельних проектах.
Навіть незважаючи на те, що він не використовується так часто, як раніше, каркас з повітряних куль все ще є важливою частиною історії інженерії, яка може багато чому навчити нас про те, як дизайн будівель змінювався з часом.
Отже, незалежно від того, чи ви досвідчений інженер, чи тільки починаєте, будьте готові повернутися в минуле та дізнатися все про каркас повітряних куль і те, як це вписується у світ інженерії.
Вступ до обрамлення повітряних куль
Формальне визначення:
Каркас для будівлі, в якому кожна шпилька складається з однієї частини від даху до фундаменту.
Обрамлення повітряної кулі проти обрамлення платформи
Спосіб встановлення шпильок є основною відмінністю між балоном і платформою.
У балонному каркасі шпильки йдуть від фундаменту до кроквяної плити в одну лінію.
Однак у каркасі платформи шпильки на кожному поверсі окремі.
Це полегшує поширення вогню в балонних рамах, оскільки створюється безперервний проміжок.
З іншого боку, для обрамлення платформи використовуються коротші шматки дерева, оскільки кожен поверх будується окремо, а потім розміщується поверх підлоги під ним.
Це створює вкрай необхідний вогняний блок.
Обрамлення повітряної кулі
У каркасі з повітряних куль використовуються довгі деревини, які йдуть від підлоги до даху.
З кінця 1800-х до середини 1900-х цей метод будівництва широко використовувався в Сполучених Штатах і Канаді.
Якщо вам потрібна склепінчаста стеля, високий димар або відкрите фойє на двох поверхах, конструкція з повітряної кулі стане хорошим вибором.
Він робить великі прольоти без розривів, що полегшує поширення вогню.
Але тріщини в гіпсокартоні малоймовірні з балонною конструкцією, що робить її більш довговічною.
Каркас платформи
Процес будівництва каркаса платформи легший, ніж будівництво повітряної кулі.
Це також швидший спосіб побудови через те, як це робиться.
Одна будівля будується на міцному фундаменті, а потім перший поверх використовується як платформа для будівництва наступного.
Каркас платформи – це хороший спосіб заощадити гроші, оскільки коротші 2x4 коштують менше за фут, ніж довші.
Каркас платформи безпечніший, ніж каркас повітряної кулі, оскільки кожен доданий поверх дає вкрай необхідний протипожежний блок.
Чи варто ризикувати обрамленням повітряної кулі? Розвінчання міфу про цю техніку будівництва 1800-х років
Усе ще важко зрозуміти? Дозвольте трохи змінити точку зору:
Хочете зробити свій наступний будівельний проект цікавішим? Не турбуйтеся про високотехнологічні матеріали чи дизайн.
Замість цього ви можете спробувати обрамлення повітряної кулі, яке існує з 1800-х років.
Тому що кому потрібна безпека чи стабільність, коли ви можете мати всі ваші шпильки в одному шматку від даху до фундаменту, чи не так?
Гаразд, це був просто жарт, схожий на телевізійну рекламу.
Тепер повернемося до пояснення.
Еволюція практик фреймінгу
До того, як було винайдено каркас з повітряних куль, більшість будинків у США будувалися з балкової конструкції.
Важкі дерев'яні балки і колони з'єднували між собою врізними і шиповими з'єднаннями, а між балками розміщували перекриття.
Зруби були ще одним варіантом, де використовувалося ще більше деревини, але не вимагалося стільки навичок чи пиляння.
Винахід машинного виробництва цвяхів і пиломатеріалів
На початку 1800-х років машинне виготовлення цвяхів і пиломатеріалів зробили можливим каркас повітряної кулі.
Цей метод використовує довгі вертикальні 2" x 4" для зовнішніх стін.
Цей спосіб був дешевшим і швидшим порівняно зі стійково-балковим будівництвом, оскільки для нього використовувалися менш кваліфіковані теслі та був значно легшим за стовпчасто-балкове будівництво.
Зростання обрамлення повітряних куль
Обрамлення повітряних куль було зроблено до того, як технології та інструменти стали такими ж хорошими, як сьогодні.
Це ускладнює виготовлення стінових панелей і встановлення їх на місці.
Але він швидко прижився в Північній Америці з 1830-х до середини 1950-х років, оскільки був дешевшим і працював краще.
Для каркасу повітряної кулі використовувалися довші шматки дерева, що дозволяло будувати прольоти без розривів.
Це зробило його популярним вибором для склепінчастих стель, високих димоходів і двоповерхових фойє без стін між поверхами.
Падіння обрамлення повітряної кулі
Незважаючи на те, що обрамлення з повітряних куль було популярним, воно більше не використовується в сучасному будівництві, оскільки воно не є цілісним і небезпечним.
Пожежі в будинках посилювалися через балонний каркас, оскільки між поверхами не було протипожежних перерв, що є серйозною проблемою безпеки.
Крім того, Міжнародний житловий кодекс (IRC) 2006 року не дозволяє каркас з повітряних куль, оскільки він недостатньо міцний.
З тих пір його замінили такі методи, як фреймування платформи та передові методи фреймування, які є більш ефективними та економічно ефективними.
Переваги та недоліки обрамлення з повітряних куль
Обрамлення з повітряних куль – це старий спосіб будівництва з дерева.
Він передбачає створення легких дерев’яних каркасів навколо шпильок, які йдуть від верху до низу будівлі.
Покрівля складається з горизонтальних стельових балок і похилих крокв, які утворюють ферму.
Одна з переваг каркасу з повітряної кулі полягає в тому, що немає великої вертикальної усадки, що означає, що будинок буде менше осідати з часом.
Але деревина, яка використовується для обрамлення повітряної кулі, велика і її важко рухати, а порожнисті стіни полегшують швидке поширення пожежі.
З іншого боку, каркас платформи є більш сучасним способом будівництва.
У цьому методі будується одна конструкція, яка добре підтримується фундаментом.
Потім будується другий поверх, використовуючи перший рівень як основу.
Каркас платформи має кілька переваг перед каркасом з повітряної кулі.
Простота та економічність
Його легше побудувати, ніж повітряну кулю, тому його можна поставити швидко та з меншими зусиллями.
Цей метод також використовує коротші шматки дерева для кожної історії, що економить гроші порівняно з використанням довших шматків.
Безпека
Каркас платформи безпечніший, ніж каркас з повітряної кулі, оскільки кожен поверх додає вкрай необхідний протипожежний блок.
Оскільки каркас повітряної кулі має порожнисті стіни, вогонь може швидко поширюватися між поверхами.
Розтріскування гіпсокартону
Крім того, гіпсокартон менш імовірно трісне в будівлях з каркасом платформи, ніж у будівлях з балоном.
При балонному каркасі відсутні розриви між прольотами, що полегшує поширення вогню.
Згодом це може спричинити осідання будівлі, що може призвести до появи тріщин на гіпсокартоні.
Зміцнення та оновлення каркаса повітряних куль
Є кілька способів зробити рами повітряних куль міцнішими або оновити їх, щоб вони відповідали поточним будівельним нормам.
Між шпильками можна покласти вогнестійкі матеріали, наприклад, гіпсокартон або мінеральну вату.
Це може ускладнити поширення пожежі всередині стін.
Встановлення спринклерів також може допомогти загасити пожежі та зупинити їх поширення.
Горизонтальне блокування
Іншим варіантом є розміщення горизонтальних блокуючих елементів між шпильками через рівні проміжки, щоб запобігти поширенню вогню по стіні через приховані простори.
Горизонтальне блокування також може допомогти зберегти структуру стабільною, утримуючи шпильки від деформації або скручування з часом.
Дотримання місцевих будівельних норм і правил
Важливо пам’ятати, що будь-які зміни, внесені до вже існуючої будівлі, повинні відповідати місцевим будівельним нормам і правилам.
Це робиться для того, щоб переконатися, що будівля безпечна та відповідає нормам.
Перш ніж вносити будь-які зміни, можливо, знадобиться поговорити з ліцензованим професійним інженером або архітектором, щоб переконатися, що вони відповідають місцевим нормам і правилам.
Несучі стіни в двосхилих конструкціях з балонним каркасом
Стіни, які тримають балонну двосхилу конструкцію, зроблені з 2x4 або 2x6.
Ці стіни витримують вертикальні та горизонтальні навантаження конструкції, такі як вага даху, підлоги та будь-яких меблів або людей, які там живуть.
Здебільшого несучими стінами є зовнішні стіни, що йдуть від фундаменту до даху.
Більшість внутрішніх стін не витримують ваги конструкції, тому вони не несуть жодного навантаження.
Обрамлення повітряних куль для другого поверху
З балонним каркасом стінові шпильки проходять по всій висоті зовнішніх стін, від балонів до плит даху.
Це дає можливість зводити другі поверхи.
До того, як у 1950-х роках з’явилася конструкція платформи, цей метод використовувався часто.
Для зовнішніх стін використовуються довгі вертикальні дошки розміром 2 x 4 дюйми, а балки підлоги для другого поверху зазвичай прибиваються до цих шпильок.
Небезпека пожежі
Однак цей метод піддається критиці, оскільки між поверхами немає протипожежних перерв.
Без протипожежних смуг вогонь може швидко поширитися через порожні простори стін.
Під час ремонту старого будинку балонним каркасом можна додати протипожежну блокування, щоб вирішити цю проблему.
Вогнеблокування — це горизонтальні каркасні елементи, які йдуть перпендикулярно стрижням і запобігають поширенню вогню через порожнини стіни.
Блокування пожежі в обрамленні повітряної кулі
Два різних способи будівництва з деревини називаються «балонним каркасом» і «платформним каркасом».
Основна відмінність між ними полягає в тому, що в балонному каркасі шпильки йдуть від фундаменту до крокв, тоді як у каркасі платформи шпильки на кожному поверсі є окремо.
Блокування пожежі в каркасі платформи
У каркасі платформи протипожежний блок зазвичай встановлюється між шпильками горизонтально.
Це створює бар’єр, який запобігає поширенню вогню між порожнинами стіни.
Таке протипожежне блокування необхідно проводити через регулярні проміжки часу, зазвичай кожні 10 футів або близько того.
Блокування пожежі в обрамленні повітряної кулі
З іншого боку, в балонових каркасах немає протипожежного блокування між поверхами, оскільки шпильки проходять від підлоги до даху.
Це робить безперервні прольоти без будь-яких розривів, і це підвищує ймовірність загоряння каркаса повітряної кулі, що є небезпечним.
Щоб вирішити цю проблему, можна додати додатковий протипожежний блок до стін з балонним каркасом, як-от горизонтальні блоки між шпильками або ізоляцію з мінеральної вати, щоб допомогти зупинити поширення вогню.
Підсумовуючи, каркас повітряної кулі має меншу вертикальну усадку, але оскільки він не має протипожежного захисту, це може становити небезпеку пожежі.
Порівняно з конструкціями повітряних куль, каркас платформи використовує менше деревини та автоматично є вогнестійким.
Це полегшує та безпечніше налаштовувати.
Перш ніж вносити будь-які зміни в існуючу будівлю, важливо дотримуватися місцевих будівельних норм і правил і поговорити з ліцензованими фахівцями.
Виявлення та ремонт обрамлення повітряної кулі
Щоб визначити, чи є в будинку каркас з повітряної кулі, шукайте довгі вертикальні 2 дюйми на 4 дюйми, які йдуть від підвіконня на вершині фундаменту до даху без зупинки.
Також прикметами є стиль будинку і використання товстих дощок для зовнішньої обшивки.
Ремонт і оновлення каркаса повітряних куль
Якщо буде виявлено, що будинок має каркас з повітряної кулі, він може потребувати оновлення чи ремонту з міркувань безпеки чи відповідності будівельним нормам.
Деякі з них:
Протипожежні перегородки - це шматки дерева, які вставляються між шпильками, щоб сповільнити поширення вогню.
- Встановлення вогнестійких матеріалів: для підвищення вогнестійкості між шпильками можна покласти гіпсокартон або мінеральну вату.
- Додавання горизонтального блокування: між шпильками можна встановити горизонтальне блокування через рівні проміжки, щоб запобігти поширенню вогню через приховані проміжки в стінах.
- Дотримання місцевих будівельних норм і правил: важливо переконатися, що будь-які зміни, внесені в існуючу будівлю, відповідають місцевим будівельним нормам і правилам.
Можливо, знадобиться поговорити з ліцензованим професійним інженером або архітектором.
Спринклерні системи можуть допомогти контролювати пожежі та зупинити їх поширення.
Важливо пам’ятати, що оновлення та ремонти, необхідні для безпеки та законності, мають виконуватися ліцензованими фахівцями.
Щоб переконатися, що зміни в структурі безпечні та ефективні, місцеві будівельні норми та правила повинні дотримуватися до букви.
Платформа проти повітряної кулі
Порада: увімкніть кнопку субтитрів, якщо вона вам потрібна. Виберіть «автоматичний переклад» у кнопці налаштувань, якщо ви не знайомі з розмовною мовою. Можливо, вам доведеться спершу натиснути мову відео, перш ніж ваша улюблена мова стане доступною для перекладу.
Випадки використання
| Використовується в: | опис: |
|---|---|
| Збереження історії: | Багато старих будинків було побудовано з балонним каркасом, і під час ремонту чи реконструкції може бути необхідним або бажаним зберегти початкові методи будівництва. У таких ситуаціях найкращим способом зберегти правду та цілісність історії може бути обрамлення повітряної кулі. |
| Економія коштів: | У деяких місцях, де вартість робочої сили низька, каркас з повітряних куль все ще може бути дешевим способом будівництва. Це особливо вірно в місцях, де правила будівництва не такі суворі або де пожежі трапляються рідко. |
| Унікальний дизайн: | Завдяки балонному каркасу стіни можуть бути довшими та вищими без опорних точок посередині. Це може бути корисним у проектах, які вимагають великих відкритих просторів або високих стель, оскільки позбавляються від необхідності стін або колон, які несуть вагу. |
| Будівництво в глухих місцях: | У деяких віддалених місцях, де важко дістатися або перенести традиційні будівельні матеріали, хорошим вибором може стати обрамлення з повітряних куль. Цей метод потребує небагато матеріалів і може використовуватися за допомогою ручних інструментів, що робить його хорошим вибором для будівництва у віддалених районах або в місцях без електрики. |
| Що хоче власник: | У деяких випадках власнику будівлі може просто сподобатися те, як виглядає або відчувається будівля з повітряною кулею. Незважаючи на те, що це може бути не найпрактичнішим вибором, це все одно хороший варіант для людей, які більше піклуються про те, як щось виглядає, ніж про щось інше. |
Висновок
Коли ми підходимо до кінця нашого обговорення обрамлення повітряних куль, стає зрозуміло, що цей колись популярний спосіб будівництва використовується все рідше.
Але це не означає, що це не має нічого спільного з сьогоднішнім днем.
Коли ми дивимося на історію каркасу повітряних куль, ми можемо багато чого дізнатися про те, як дизайн будівель змінювався з часом, а також як змінювалися інженерні практики.
І, мабуть, найважливіше те, що обрамлення з повітряних куль показує, що навіть найвідоміші та довговічні будівельні технології можуть змінюватися з появою нових викликів і можливостей.
Отже, коли ви навчаєтесь або працюєте в інженерній сфері, будьте відкритими та не забувайте уроки минулого.
Вони можуть бути ключем до майбутнього.
Поділіться на…
