セルフフレーム金属建物

セルフフレーミング金属建物は、ロール成形された屋根と壁パネルのダイヤフラムを構造支持システムの重要な部分として使用するプレエンジニアリング建物の一種です。追加の構造要素には、ダイヤフラムの周囲を強化し、ダイヤフラム間で力を伝達し、適切な機能を提供するためのミル成形要素または冷間成形要素が含まれる場合があります。ほとんどのプレエンジニアリング建物と同様に、各建物には完全な建物システムを形成するために必要なすべての構成部品が供給されます。

プロジェクトサイトの場所に関係なく、建物は適切なエンジニアリングデューデリジェンスに従って設計する必要があります。建物は、以下を含むすべての適用可能な負荷を考慮して設計する必要があります。

• 機械部品および電気部品を含む固定（自重）荷重。
• 建物の垂直方向の活荷重は、屋根の水平投影に適用される平方フィートあたりポンド以上（現地の規則による）になります。
• 建物の風荷重は（現地の規則に従って）時速マイル以上となり、国際建築規則の第 16 章に従って分散および適用されます。
• 建物システムに課される補助装置の負荷の結合と配分はすべて、「国際建築基準」の第 16 章に従って行われます。
• 地震力の大きさは通常は制御力ではありませんが、北米の建築基準法^{[1] [2]}では、地震力のレベルに関係なく、特定の要件を満たす地震解析と組み立ての詳細を要求しています。

工学的構造設計は、アメリカ鉄鋼構造協会(AISC)の最新版「構造用鋼建物の仕様」およびアメリカ鉄鋼協会(AISI) の「冷間成形鋼構造部材の設計仕様」の該当セクションに準拠する必要があります。

米国の多くの地域では、州または地方の建築基準法の使用が義務付けられており、これらの基準は「国際建築基準法」と異なる場合があります。「国際建築基準法」や統一建築基準法(UBC) などの建築基準法は、互いに大きく異なっており、地方レベルで改訂されることがよくあります。

セルフフレーミング建物は、各州および各準州で採用および修正されているカナダ国家建築基準 (NBCC) の範囲内にあります。鉄骨構造の場合、NBCC は CAN/CSA S16 鉄骨構造の設計および CAN/CSA S136 冷間成形鋼構造部材の設計に関する北米仕様を参照します。

製造業者は、CSA A660 鋼製建築システム製造業者認証に従って認証を受ける必要があります。その他の要件の中でも、製造業者は、プロジェクト現場の州または準州で認可された専門技術者が封印した図面と文書を提出する必要があります。設計と製造に精通した技術者が正式に記入した設計および製造適合証明書を所有者に提供し、許可申請書とともに管轄当局 (AHJ) に提出する必要があります。

建築基準法では、建物の構造的適格性を確認できる十分な文書が求められています (例: NBCC パート 4)。管轄当局 (AHJ) は通常、建築的側面を表す図面を要求します (例: パート 3、5、11)。セルフフレームの建物は複雑さとサイズが限られているため、この目的でメーカーの図面が受け入れられることがよくありますが、所有者は必ずしもそうではないことに注意する必要があります。

外装屋根パネルは、通常、切妻スタイルの建物の場合は軒から棟の線まで、または片勾配または片流れスタイルの建物の場合は低い軒から高い軒まで、1 つの連続した長さです。多くのメーカーは、セルフ フレーム屋根設計で最小 24 ゲージ (公称: 0.0239 インチ、0.61 mm) の厚さの鋼板を提供しています。

外壁パネルは、壁の開口部によって中断されている場合を除き、通常、ベース チャネルから建物の軒先まで 1 つの連続した長さです。多くのメーカーは、セルフ フレーミング壁設計で最小 24 ゲージ (公称: 0.0239 インチ、0.61 mm) の厚さの鋼板を提供しています。

壁と屋根システムのダイヤフラムまたはラックの強度は、製造元のパネル ラップ シーム アセンブリなどの問題に依存しており、実物大のテストによって認定される必要があります。開口部は壁または屋根アセンブリのローカル構造容量を低下させるため、元の構造設計で考慮する必要があります。製造元は、追加の開口部に対する限定的な現場変更に関するガイダンスを提供する場合があります。

建物の幅: 3 m (10 フィート +/-) から 10 m (32 フィート +/-) が一般的です。幅は主に、屋根パネルが適用される重力荷重 (自重、積雪など) と風による揚力荷重を支える能力によって制限されます。高層ビルでは、支えられていない壁パネルの長さが座屈するため、壁パネルが幅の制限要因になる場合があります。

建物の長さ: 3 m (10 フィート +/-) から 10 m (32 フィート +/-) が一般的です。長さは主に、荷重経路が垂直ブレース システム (切妻端壁など) に荷重を伝達する能力によって制限されます。建物の長さは、個別のブレース システム (屋根レベルの水平ブレース、ポータル フレーム、斜めブレース、内部パーティションせん断壁など) を追加することで延長できます。

建物の高さ: 2.5 m (8 フィート +/-) ～ 7.5 m (24 フィート +/-) が一般的です。高さは主に、壁パネルが風荷重を支える能力によって制限されます。狭い建物では、切妻端壁のせん断耐力の制限により高さが制限される場合があります。

多くのメーカーは、荷重と建物の寸法および制限（壁の開口部が必要な場合の部分高さパネルと全高さパネルの比率など）を関連付けた表を公開しています。

通常、セルフフレームの建物は、すべての部品とハードウェアが組み込まれた状態で現場に出荷されます。より小型のセルフフレームの建物は、製造元の施設で完全に組み立てられ、現場に輸送されることもあります。

プロジェクト建築家は、記録建築家と呼ばれることもあり、通常は美観、寸法、居住者の快適性、火災安全性などの側面を担当します。プロジェクトにプレハブの建物が選択されると、建築家は、材料、色、構造形式、寸法モジュール性などの側面について、メーカーの製品提供に固有の条件を受け入れます。メーカーの標準アセンブリの詳細が存在するにもかかわらず、建築家は、メーカーの製品とアセンブリが建築基準法の要件 (空気/蒸気遅延材、断熱材、雨よけスクリーンの連続性、出口のサイズと位置、耐火アセンブリなど) および居住者または所有者の期待に一致していることを確認する責任を負います。

多くの管轄区域では、プロジェクト エンジニア (記録エンジニアと呼ばれることもあります) と、メーカーの従業員または下請けエンジニア (専門エンジニアと呼ばれることもあります) の区別が認められています。プロジェクトにおけるこれら 2 つのエンティティの主な違いは、商業上の義務、専門家としての責任、賠償責任の制限です。

構造記録エンジニアは、プロジェクトの設計パラメータ（材料、負荷、設計基準、サービス制限など）を指定し、他の人による要素およびアセンブリ設計が完成した建物の全体的なコンテキストで一貫していることを確認する責任があります。

専門エンジニアは、製造業者が商業的に供給する義務がある要素（契約など）のみを設計し、設計が他者の作業に依存しているか、他者の作業に影響を与える範囲で、組み立て手順、設計の前提、および対応を記録エンジニア（通常は製造業者の組立図および組み立てマニュアルに記載）に伝達する責任があります。製造業者はエンジニアリング製品を製造しますが、通常はプロジェクトにエンジニアリング サービスを提供しません。

説明した内容では、記録上の建築家とエンジニアは建物の設計者であり、完成した作業の遂行に対する最終的な責任を負います。購入者は、プロジェクト計画を作成する際に、プロジェクトの専門家の違いを認識しておく必要があります。

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