Durch die Verband der Stahlbauindustrie
Drei Fragen zu Wandtyp und Materialien können Ihnen bei der Auswahl der richtigen Befestigungselemente für Bauprojekte helfen kaltgeformter Stahlrahmen.
Spielt es eine Rolle, welche Art von Befestigungselementen Sie bei Rahmen aus kaltgeformtem Stahl (CFS) verwenden? Wenn Sie denken, dass die Antwort „nein“ lautet, schalten Sie Ihren Schraubendreher sofort aus.
Nach Angaben des Cold-Formed Steel Engineers Institute (CFSEI) Technischer Hinweis zu kaltgeformten Stahlkonstruktionen – Auswahl von Schraubenbefestigungen für kaltgeformte Stahlrahmenkonstruktionen (F102-11): „Die Angabe des richtigen Befestigungselements ist notwendig, um die ordnungsgemäße Leistung der in kaltgeformten Stahlkonstruktionen verwendeten Verbindungen sicherzustellen.“
Stellen Sie sich die folgenden drei Fragen, um eine fundierte Entscheidung darüber zu treffen, welche Befestigungselemente für Ihr CFS-Bauprojekt am besten geeignet sind.
1. Welche Bauweise kommt in Betracht?
„Man könnte sagen, dass die Art des Befestigungselements, das Sie verwenden sollten, von der Art der zu errichtenden Wand, des Dachs oder des Bodens abhängt“, sagte Don Allen, PE, LEED AP, ein international bekannter Experte für CFS, Director of Engineering bei Super Stud Building Products Inc. und AWCI Steel—Doing It Right® Instruktor. Laut Allen werden Schrauben bei CFS-Baugruppen selten verwendet – normalerweise nur bei „bestimmten Traversenkonfigurationen und Ankerbolzen, mit denen Schwellerplatten, Niederhalter oder Balken an Fundamenten befestigt werden“. Und während das Schweißen seinen Platz als CFS-Verbindung hat, treten Schweißverbindungen tendenziell unter kontrollierten Bedingungen auf, wie z. B. in Paneelkonstruktionen.
„In neun von zehn Fällen werden bei kaltgeformtem Stahl Schrauben verwendet“, sagte Allen. „Sie sind am einfachsten zu verwenden.“ Welche Art von Schraube Sie wählen, hängt jedoch von der spezifischen Anwendung ab.
Innenwand
Angenommen, Sie bauen eine Innenwand mit CFS-Rahmen, die mit Gipsplatten verkleidet sind. In diesem Fall beginnt Ihre Auswahl an Befestigungselementen mit der Kopfform. Eine Hornschraube ist so konzipiert, dass sie in bestimmte Materialien wie Gipskarton versenkt werden kann. Die Hornschraube befestigt das CFS und die Trockenwand sicher, ohne die freiliegende Oberfläche des Trockenwandpapiers zu zerreißen.
Nur Framing-Mitglieder
Wenn Ihre Aufgabe lediglich darin besteht, die Wände einzurahmen, und die CFS-Pfosten nicht von einem anderen Material wie Trockenbau oder Ummantelung verdeckt werden, verwenden Sie Sechskantschrauben. Sie werden jedoch Flachkopfschrauben oder andere flache Kopfstile verwenden, wenn schließlich eine Trockenbauwand oder eine Ummantelung angebracht wird.
2. Welche Materialien werden gefügt?
Ummantelung an CFS-Stollen und CFS-Schiene befestigen? Oder befestigen Sie Stahl auf Stahl? Ihre Auswahl an Befestigungselementen hängt von den Materialien ab, die Sie miteinander verbinden.
Starres Material zu CFS
Die Befestigung von starrem Material wie Sperrholz oder OSB-Platten an CFS-Stützen oder -Balken erfordert normalerweise einen Befestigungskopf, der bündig mit der Ummantelung abschließt. Dies erfordert einen Signalhorn- oder Waffelkopfstil.
Sie müssen auch sicherstellen, dass die selbstbohrenden Schraubengewinde das CFS-Element ausreichend durchdringen, um Halt zu schaffen. Der AISI S200-Standard schreibt vor, dass für eine gute Verbindung drei Gewinde freiliegen.
Einige selbstbohrende Schrauben haben Reibahlen „Flügel“ oder „Laschen“ am Schaft zwischen dem Gewinde und der Bohrspitze. Die Flügel können ein Durchgangsloch in das Sperrholz oder ein anderes starres Material reiben und verhindern, dass die Gewinde zu früh eingreifen, was zu einem „Aufbocken“ führen könnte – einer Trennung des befestigten Materials vom Grundmaterial. Sobald die Laschen durch das Holz oder die Ummantelung geführt werden, brechen sie ab, damit die Gewinde in den Stahl eingreifen können.
Beachten Sie in der Abbildung den Klemmbereich der beiden abgebildeten Bohrschrauben. Auch wenn die linke Schraube aufgrund ihres gewindelosen Pilotabschnitts länger ist, haben beide Schrauben den gleichen Griffbereich von drei freiliegenden Gewinden.
CFS zu CFS
Bei der Befestigung von Stahl an Stahl, wie z. B. CFS-Bolzen an CFS-Schienen, X-Verstrebungen und Knotenblechen, wird die Schraubenauswahl teilweise durch die Dicke der CFS-Elemente bestimmt. Wir diskutieren dies weiter unten ausführlicher.
Im Allgemeinen erfordert das Verbinden von Stahl mit Stahl jedoch einen Schraubenkopf mit einer gewissen Auflagefläche auf der Oberseite des zu verbindenden Materials, wie z. B. einen Sechskant- oder Flachkopf.
Denken Sie auch daran, dass Sie die richtigen Werkzeuge zur Verfügung haben müssen: einen Elektroschrauber mit abgenommenem Mundstück und einige Verriegelungsklemmen. Die Verriegelungsklemmen können dazu beitragen, Lücken zwischen befestigten Teilen zu verringern und Bewegungen während der Schraubmontage zu verhindern.
3. Welche Gesamtdicke hat das Material in der Verbindung?
Selbstschneidende Schrauben funktionieren am besten mit dünnerem Material, wie z. B. nicht tragenden CFS-Stehbolzen (kleiner oder gleich 0.033 Zoll dicker Stahl). Im Gegensatz dazu sind selbstbohrende Schrauben sinnvoll, wenn sie in die dickeren, strukturellen CFS-Stollen eindringen. Es sind auch andere Arten von Schneidschrauben erhältlich, darunter gewindeschneidende, gewinderollende und gewindeformende Schrauben. Diese werden jedoch wahrscheinlich nicht in Bauanwendungen verwendet, da einige davon vorgebohrte Löcher erfordern.
Um zu bestimmen, welches Befestigungselement für Ihr Projekt geeignet ist, sollten Sie die Gesamtdicke des Materials in der Verbindung berücksichtigen:
33 Mil oder weniger
Selbstschneidende Schrauben werden im Allgemeinen verwendet, um starre Ummantelungsmaterialien an 33-mil-Stahl oder dünner zu befestigen. Selbststanzschrauben haben die Fähigkeit, metallisches Material zu durchbohren, eine Hülse zu bilden, indem sie das durchbohrte Loch in dem Stahlblech erweitern, und beim Eintreiben ihre eigenen passenden Gewinde zu bilden.
Größer als 33 Mil
Was ist, wenn das CFS dicker als 33 mil ist? Dann sollten Sie sich für eine selbstbohrende Schraube entscheiden. Selbstbohrende Schrauben haben eine Spitze, die wie ein Bohrer aussieht, und somit die Fähigkeit, ein eigenes Loch zu bohren. Die Gewinde bilden oder „schneiden“ dann ihre eigenen Innengewinde, ohne dieses Gewinde zu verformen oder während des Zusammenbaus zu brechen. Diese Schrauben sind hochfeste, einteilige Installationsbefestigungen und werden verwendet, wenn die Verbindung mehrere Dicken von 33-mil-Stahl oder dicker umfasst.
Bei der Auswahl von Befestigungselementen für ein CFS-Rahmensystem gibt es viel zu beachten. Für eine umfassendere Anleitung stellen die meisten Hersteller von Befestigungselementen Tabellen zur Verfügung, die Schraubentyp, Punkttyp, Informationen zur nominalen Schraubengröße und empfohlene Gesamtplattendicken enthalten. Diese Tabellen sollten als Grundlage für die endgültige Auswahl der Befestigungselemente dienen.
Zusammenfassung
Letztendlich kommt es vor allem darauf an, Schrauben auszuwählen, die für den Anwendungstyp, die verwendeten Materialien und die Dicke der Elemente geeignet sind. Sobald Sie diese Basen abgedeckt haben, fahren Sie fort und schalten Sie Ihren Schraubendreher ein. Und wenn Sie weitere Informationen zu den ersten Schritten mit kaltgeformten Stahlrahmen benötigen, wenden Sie sich an uns BuildSteel.org. GSCB
