Επιμέτρηση ξυλουργικών και σκελετού (framing)

Το πιο συνηθισμένο λάθος στο μήκος σκελετού είναι να μετράς τον τοίχο μέχρι την τελειωμένη επιφάνεια γυψοσανίδας ή σοβά που χρησιμοποιούν τα συνεργεία τελειωμάτων. Αντ' αυτού, το μήκος του σκελετού ακολουθεί τη γραμμή των ορθοστατών, και η βορειοαμερικανική σύμβαση σχεδίασης είναι ασύμμετρη. Οι εξωτερικοί και φέροντες τοίχοι αναφέρονται στην εξωτερική παρειά του ορθοστάτη, εκεί όπου ευθυγραμμίζονται η θεμελίωση, η δοκός περιμέτρου (rim) και η επένδυση. Τα εσωτερικά χωρίσματα μετρώνται στον άξονα συμμετρίας (centerline), επειδή η βηματική απόσταση κατά κέντρα διαιρείται καθαρά σε μήκος κατά τον άξονα και οι κόμβοι ισοσταθμίζονται μόνοι τους. Σε μεγαλύτερα εμπορικά έργα τα χωρίσματα διαστασιολογούνται ενίοτε στην παρειά του σκελετού. Η επιλογή λάθος αναφοράς μεροληπτεί το μήκος κατά περίπου μισό πλάτος ορθοστάτη σε κάθε άκρο και μετατοπίζει κάθε παράγωγο μέγεθος.

Αυτός ο διαχωρισμός αποτελεί καθιερωμένη βορειοαμερικανική πρακτική χάραξης και όχι δημοσιευμένο κανόνα, οπότε ακολούθησε όποια παρειά δηλώνει η κάτοψη ότι διαστασιολογεί. Υπό το RICS NRM2 το ερώτημα διαλύεται: η Ενότητα Εργασιών 16 μετρά τα μέλη του σκελετού κατά το μήκος τους στη δηλωμένη διατομή, και ο άξονας συμμετρίας είναι η πρακτική γραμμή επιμέτρησης.

Όταν ένα αξονικό μήκος πολλαπλασιάζεται με το πλάτος ενός τοίχου, ο άξονας υπερμετρά εκεί όπου συναντώνται οι τοίχοι, και η διόρθωση αποτελεί πρότυπο της πρακτικής επιμετρητικής. Μια γωνία τύπου Γ (L) ισοσταθμίζεται μόνη της: το τμήμα που μετριέται δύο φορές στο ένα σκέλος ισούται με το τμήμα που παραλείπεται στο άλλο, οπότε δεν χρειάζεται διόρθωση. Μια διασταύρωση τύπου Τ ή ένας εγκάρσιος τοίχος υπερμετρά, οπότε αφαιρείς το μισό του πλάτους του τοίχου σε κάθε κόμβο. Επειδή ένας μόνο εγκάρσιος τοίχος σχηματίζει δύο κόμβους, αφαιρείται ένα πλήρες πλάτος ανά εγκάρσιο τοίχο. Το καθαρό αξονικό μήκος ισούται με το συνολικό αξονικό μήκος μείον το μισό του πλάτους επί τον αριθμό των κόμβων.

Αυτή είναι η ασυμμετρία μήκους έναντι εμβαδού στον σκελετό, και είναι ο κανόνας που πρέπει να κρατάς σταθερά. Οι τάβλες και η stranzaristή διατομή (track) διατρέχουν συνεχόμενες πέρα από κάθε άνοιγμα, και ο τοίχος πάνω και κάτω από ένα άνοιγμα εξακολουθεί να υπάρχει, οπότε ένα άνοιγμα δεν αφαιρείται ποτέ από το γραμμικό μήκος του τοίχου με καμία μέθοδο. Το RICS NRM2 και η βορειοαμερικανική πρακτική συμφωνούν. Αυτό που κάνει αντ' αυτού ένα άνοιγμα είναι να μειώνει το εμβαδόν της επένδυσης και να προσθέτει τεμάχια σκελετού.

Το εμβαδόν της επένδυσης μειώνεται, αλλά μόνο για μεγάλα ανοίγματα, επειδή ο κόπος της κοπής γύρω από ένα μικρό άνοιγμα αντισταθμίζει το υλικό που εξοικονομείται. Η βορειοαμερικανική πρακτική για προϊόντα σε φύλλα, δανεισμένη από τη σύμβαση της γυψοσανίδας, αγνοεί ανοίγματα έως περίπου ένα φύλλο 4 επί 8 (περίπου 32 τετραγωνικά πόδια) και αφαιρεί οτιδήποτε μεγαλύτερο, οπότε μια τυπική πόρτα περίπου 21 τετραγωνικών ποδιών παραμένει εντός. Το RICS NRM2 αφαιρεί κενά επένδυσης μεγαλύτερα από το όριο επιφανειακών εργασιών του, περίπου 0,50 τετραγωνικά μέτρα. Η τιμή του 1,00 τετραγωνικού μέτρου αλλού σε αυτή τη γενεαλογία προτύπων ανήκει στις ενότητες επένδυσης σε φύλλα, υάλωσης και στεγανοποίησης, όχι στην ξύλινη επένδυση, και δεν θα πρέπει να επαναχρησιμοποιείται εδώ. Η γερμανική ξυλουργική VOB/C (DIN 18334) είναι ξεχωριστό καθεστώς: για ξυλουργικές εργασίες κατ' όγκο μετρά την πλήρη διατομή χωρίς να αφαιρεί τις απομειώσεις.

Η καταμέτρηση σκελετού αυξάνεται. Κάθε άνοιγμα προσθέτει ορθοστάτες-βασιλιάδες (king studs), βοηθητικούς ή στηρικτικούς ορθοστάτες (jack/trimmer), ένα ανώφλι σκελετού (header) (ή, στο Ηνωμένο Βασίλειο και στις μετρικές αγορές, ένα πρέκι), και κοντούς ορθοστάτες (cripples) πάνω από το ανώφλι, καθώς και ένα ποδιά (sill) και κοντούς ορθοστάτες ποδιάς για τα παράθυρα. Οι ρόλοι των μελών αναγνωρίζονται από τον IRC· η τυπική καταμέτρηση δύο king συν δύο jack ορθοστατών με ένα ανώφλι και κοντούς ορθοστάτες είναι σύμβαση του σκελετού.

Η βασική παραγωγή είναι η ίδια για τον κατακόρυφο και τον οριζόντιο σκελετό: η καταμέτρηση μελών ισούται με το μήκος διά τη βηματική απόσταση κατά κέντρα, συν ένα, συν τα συμβατικά πρόσθετα. Ο διαιρέτης της βηματικής απόστασης είναι τυποποιημένος από τον κανονισμό· τα πρόσθετα είναι πρακτική.

Για τους ορθοστάτες, υπολόγισε τους ορθοστάτες πεδίου με βάση τη βηματική απόσταση, έπειτα πρόσθεσε τρεις ανά γωνία, δύο ανά διασταύρωση χωρίσματος, έναν ανά άκρο τοίχου, και δύο king συν δύο jack ορθοστάτες ανά άνοιγμα. Η τυπική βηματική απόσταση είναι 16 ίντσες (406 χιλιοστά) κατά κέντρα στους πίνακες IRC και IBC· οι 24 ίντσες (610 χιλιοστά) επιτρέπονται για προηγμένο σκελετό (advanced framing). Το μήκος του ορθοστάτη δεν είναι το ονομαστικό ύψος του τοίχου. Ένας τυπικός τοίχος ύψους 8 ποδιών χρησιμοποιεί προκομμένο ορθοστάτη 92 και 5/8 ίντσες, ώστε με μια κάτω τάβλα 1 και 1/2 ίντσας και μια διπλή άνω τάβλα 3 ιντσών η διάταξη να φτάνει στη γραμμή της οροφής· οι τοίχοι ύψους 9 και 10 ποδιών χρησιμοποιούν ορθοστάτες 104 και 5/8 ιντσών και 116 και 5/8 ιντσών.

Η ξυλεία των ταβλών ισούται με το μήκος του τοίχου επί τον αριθμό των σειρών: τρεις εξ ορισμού (μία κάτω τάβλα συν μια διπλή άνω τάβλα), ή δύο με μία απλή άνω τάβλα στον προηγμένο σκελετό. Τα δοκάρια δαπέδου και οροφής ακολουθούν το μοτίβο των ορθοστατών κατά μήκος του δαπέδου, συν διπλασιασμός κάτω από παράλληλα χωρίσματα, διπλασιασμός με ανώφλια και στηρικτικά γύρω από τα ανοίγματα, και δοκάρια περιμέτρου (rim joists) στην περίμετρο. Τα αμείβοντα καταμετρούνται ως το μήκος της στέγης διά τη βηματική απόσταση συν ένα ανά κεκλιμένο επίπεδο, αλλά το μήκος πρέπει να είναι το πραγματικό κεκλιμένο μήκος, όχι η οριζόντια προβολή. Το πραγματικό μήκος ισούται με την οριζόντια προβολή επί τον συντελεστή κλίσης (την τετραγωνική ρίζα του ένα συν το ύψωμα προς προβολή στο τετράγωνο), συν την προεξοχή και πρόβλεψη για τον κορφιά. Τα αμείβοντα γωνιών (hip) και λούκι (valley) χρησιμοποιούν τον δικό τους μεγαλύτερο συντελεστή κλίσης.

Στις περιοχές RICS NRM2 και CIQS αυτή η παραγωγή καταμέτρησης δεν εμφανίζεται στον προϋπολογισμό. Οι ορθοστάτες, τα δοκάρια και τα αμείβοντα μετρώνται ως μέλη σε γραμμικά μέτρα στη δηλωμένη διατομή, και ο εργολάβος συγκροτεί την καταμέτρηση τεμαχίων. Οι πίνακες βηματικής απόστασης είναι κανονισμός· τα πρόσθετα και ο πολλαπλασιαστής τριών σειρών ταβλών είναι σύμβαση. Οι μετρικές προεπιλεγμένες βηματικές αποστάσεις (400 χιλιοστά στο Ηνωμένο Βασίλειο, 600 στην ηπειρωτική Ευρώπη, 450 στην Αυστραλία και τη Νέα Ζηλανδία υπό το AS 1684) είναι κοινές δομικές μονάδες παρά υποχρεωτικά μεγέθη, αφού η βηματική απόσταση εξαρτάται από το άνοιγμα και το φορτίο και διαβάζεται από το σχέδιο.

Ένας αετωματικός ή κεκλιμένος τοίχος έχει ορθοστάτες που μεγαλώνουν από το κοντό άκρο προς την κορυφή, καθένας μεγαλύτερος από τον προηγούμενο κατά το ύψωμα προς προβολή επί τη βηματική απόσταση. Η καταμέτρηση παραμένει το μήκος διά τη βηματική απόσταση, αλλά η ποσότητα ξυλείας πρέπει να αθροίζει τα πραγματικά αυξανόμενα μήκη και όχι να εφαρμόζει το ύψος της κορυφής σε κάθε ορθοστάτη. Μια συνηθισμένη συντόμευση χρησιμοποιεί το μέσο μήκος ορθοστάτη, περίπου το μισό του ύψους της κορυφής, επί την καταμέτρηση. Το εμβαδόν επένδυσης του αετώματος είναι το εμβαδόν του τριγώνου: βάση επί ύψος διά δύο. Η αντιμετώπιση ενός αετώματος ως ορθογωνίου στο ύψος της κορυφής υπερπαραγγέλνει τόσο ορθοστάτες όσο και επένδυση.

Πριν από οποιαδήποτε μετατροπή εμβαδού σε φύλλα, καθόρισε ποιες επιφάνειες επενδύονται, επειδή η λάθος βάση επιφανειών είναι λάθος με συντελεστή δύο. Οι εξωτερικοί τοίχοι επενδύονται συνήθως στη μία επιφάνεια, την εξωτερική. Ένας τοίχος επενδυμένος και στις δύο πλευρές για διατμητική αντοχή ή πυραντοχή διπλασιάζει το εμβαδόν. Μια επιφάνεια στέγης (roof deck) χρησιμοποιεί το πραγματικό εμβαδόν του κεκλιμένου επιπέδου, και μια επιφάνεια δαπέδου (floor deck) χρησιμοποιεί το εμβαδόν κάτοψης του δαπέδου του σκελετού.

Έπειτα μετάτρεψε το εμβαδόν σε φύλλα. Η καταμέτρηση φύλλων είναι το εμβαδόν επένδυσης διά το εμβαδόν του φύλλου, στρογγυλοποιημένο προς τα πάνω σε ακέραια φύλλα. Το τυπικό φύλλο είναι 4 επί 8 πόδια, ή 32 τετραγωνικά πόδια, ένα μέγεθος φύλλου με πιστοποίηση επιδόσεων που δημοσιεύεται από τον εμπορικό σύνδεσμο μηχανικά επεξεργασμένου ξύλου. Οι μετρικές αγορές χρησιμοποιούν φύλλο 1,2 επί 2,4 μέτρα, περίπου 2,88 τετραγωνικά μέτρα. Η αφαίρεση εμβαδού ανοιγμάτων εφαρμόζεται πριν από τη στρογγυλοποίηση προς τα πάνω.

Ο σκελετός περιλαμβάνει μεταλλικά συνδετικά στοιχεία και στερεωτικά πέρα από τα ίδια τα μέλη: αναρτήρες δοκαριών (joist hangers), συνδέσμους αντοχής σε ανεμοθύελλα και ανύψωση, αγκύρια σκελετού, και καρφιά ή βίδες. Η προσέγγιση είναι ένας αναρτήρας ανά σύνδεση δοκαριού-σε-δοκό και σύνδεσμοι ανά έδραση αμείβοντος ή ζευκτού, με τις ακριβείς ποσότητες να λαμβάνονται από τον πίνακα συνδετικών στοιχείων του έργου και τον πίνακα στερέωσης του IRC. Το RICS NRM2 τα απαριθμεί ως στερεώσεις. Η απαίτηση και οι ρόλοι των μελών είναι αγκυρωμένοι σε κανονισμό και πρότυπο· οι ακριβείς ποσότητες προέρχονται από τον πίνακα.

Η πυροφραγή κατά κανονισμό μπορεί να εξαχθεί. Ο IRC R302.11 απαιτεί πυροφραγή σε καύσιμους τοίχους ορθοστατών στα επίπεδα οροφής και δαπέδου και οριζόντια σε διαστήματα που δεν υπερβαίνουν τα 10 πόδια (3.048 χιλιοστά), καθώς και σε γείσα και κορδόνια σκάλας, οπότε τα οριζόντια τεμάχια είναι περίπου το μήκος του τοίχου διά 10 πόδια συν τα μήκη ανά επίπεδο. Τα 10 πόδια είναι ένα μέγιστο διάστημα απόστασης που χρησιμοποιείται ως διαιρέτης, όχι μήκος μέλους. Η οικιστική φραγή ρευμάτων (draft-stopping) υπό τον IRC R302.12 υποδιαιρεί κρυμμένες καύσιμες διατάξεις δαπέδου και οροφής εμβαδού 1.000 τετραγωνικών ποδιών ή λιγότερο. Η ξεχωριστή φραγή ρευμάτων σοφίτας των 3.000 τετραγωνικών ποδιών ή λιγότερο είναι εμπορική διάταξη στο IBC 718.4.2 για χρήσεις Ομάδας R, όχι οικιστικό μέγεθος.

Η ενδιάμεση ξυλεία εκτός κανονισμού καθορίζεται από τις λεπτομέρειες: υποστηρίγματα και ξύλα καρφώματος για ντουλάπια, χειρολισθήρες και εξαρτήματα, ενδιάμεση ξυλεία ακμών φύλλων εκεί όπου οι ακμές της επένδυσης πέφτουν μεταξύ ορθοστατών, και σειρές ενδιάμεσης διασύνδεσης (bridging) στο μέσον του ανοίγματος των δοκαριών δαπέδου, συνήθως περίπου μία σειρά κάθε 8 πόδια ανοίγματος. Καμία δημοσιευμένη διάταξη δεν καθορίζει αριθμό, οπότε λαμβάνεται από τις αρχιτεκτονικές λεπτομέρειες και τη διάταξη των φύλλων ή των δοκαριών, ή περιλαμβάνεται μέσα σε μια γενική πρόβλεψη ξυλείας.

Τα μηχανικά σχεδιασμένα ζευκτά στέγης και δαπέδου είναι μέλη με σχεδιασμό και πίνακα, οπότε καταμετρώνται ως τεμάχιο ανά σήμανση ζευκτού από τα σχέδια σχεδιασμού ζευκτών (κοινά, γωνίας/hip, κύρια φέροντα/girder, μονόρρικτα, ψαλιδωτά και αετωματικά άκρου), και δεν προκύπτουν από βηματική απόσταση όπως τα αμείβοντα και τα δοκάρια συμβατικού σκελετού. Τα διέπουν ο IRC και το πρότυπο σχεδιασμού ζευκτών TPI 1, και το RICS NRM2 απαριθμεί τα ζευκτά αμείβοντα κατά αριθμό.

Το γεφυρωτικό μέλος πάνω από ένα άνοιγμα υπολογίζεται διαφορετικά ανά περιοχή. Οι βορειοαμερικανικοί τοίχοι ελαφρού σκελετού χρησιμοποιούν ένα συντεθειμένο ανώφλι από διαστασιολογημένη ξυλεία ή μηχανικά επεξεργασμένο ξύλο, που καταμετράται μέσα στην ξυλεία του σκελετού, με μήκος ίσο με το πλάτος του ανοίγματος συν την έδραση σε κάθε jack, επί τον αριθμό στρώσεων (ply). Η πρακτική στο Ηνωμένο Βασίλειο και την Ευρώπη χρησιμοποιεί συχνά αντ' αυτού ένα προκατασκευασμένο χαλύβδινο ή προκατασκευασμένο από σκυρόδεμα πρέκι, που μετράται σε γραμμικά μέτρα της δηλωμένης αναφοράς και τιμολογείται σε ξεχωριστή ενότητα. Ο ξύλινος σκελετός στην Αυστραλία και τη Νέα Ζηλανδία υπό το AS 1684 χρησιμοποιεί ξύλινο πρέκι, με χάλυβα όπου το ζητά ο πίνακας. Η λανθασμένη μοντελοποίηση του ενός ως του άλλου τοποθετεί το άνω μέλος στον λάθος προϋπολογισμό και το λάθος υλικό.

Τα αγκύρια ποδιάς ή κάτω τάβλας μπορούν να εξαχθούν κατά κανονισμό από το μήκος της κάτω τάβλας. Ο IRC R403.1.6 ορίζει τα αγκύρια σε όχι περισσότερο από 6 πόδια κατά κέντρα, με ένα αγκύριο εντός 12 ιντσών από κάθε άκρο τάβλας και ελάχιστο δύο ανά τεμάχιο τάβλας, οπότε η καταμέτρηση είναι περίπου το μήκος της τάβλας διά 6 πόδια, συν ένα, συν τα αγκύρια άκρων. Οι ζώνες υψηλής σεισμικότητας και υψηλών ανέμων πυκνώνουν τη βηματική απόσταση και προσθέτουν ροδέλες πλάκας σύμφωνα με την τοπική τροποποίηση.

Ο εν ψυχρώ διαμορφωμένος χάλυβας επιμετράται ίδια με το ξύλο: το μήκος επί τη βηματική απόσταση δίνει τους ορθοστάτες, και μια άνω συν κάτω διατομή U (U-track) δίνει τον οδηγό (runner), που μετράται ως δύο φορές το μήκος του τοίχου και παραγγέλνεται σε μήκη εμπορίου των 10 ποδιών (δύο σειρές, το μεταλλικό ανάλογο των ξύλινων ταβλών). Τρία πράγματα αλλάζουν. Τα μέλη ταυτοποιούνται από τον κωδικό AISI ή SSMA: το 362S125-33 σημαίνει κορμός 3,625 ιντσών, S για ορθοστάτη (stud), πέλμα 1,25 ίντσας, και βασικός χάλυβας 33 mil, με τα μη φέροντα μέλη να σημαίνονται NS υπό το AISI S220 και τα φέροντα μέλη να ακολουθούν το AISI S240. Δεν υπάρχει board foot· ο χάλυβας παραγγέλνεται ανά τεμάχιο και τιμολογείται κατά βάρος, τα pounds ανά πόδι διατομής. Το πάχος σε mil (33, 43, 54, 68, ή 97) αντικαθιστά την ποιότητα ξυλείας και διαβάζεται από τις προδιαγραφές, δεν εξάγεται από το μήκος.

Η ξυλεία στη Βόρεια Αμερική παραγγέλνεται και τιμολογείται με το board foot. Ένα board foot ισούται με 144 κυβικές ίντσες, και τα board feet ισούνται με πάχος επί πλάτος επί μήκος διά 144 με όλες τις διαστάσεις σε ίντσες. Για τη διαστασιολογημένη ξυλεία σκελετού χρησιμοποιείται η ονομαστική διατομή, οπότε ένα 2 επί 4 επί 8 βγαίνει 5,33 board feet, ταιριάζοντας με τον τρόπο που τα πριονιστήρια καταμετρούν τη μαλακή ξυλεία· το πραγματικό κατεργασμένο μέγεθος 1,5 επί 3,5 ίντσες υποτιμά την ποσότητα. Το board feet είναι βορειοαμερικανική μονάδα· οι μετρικές αγορές τιμολογούν την ξυλεία ανά γραμμικό μέτρο ή κυβικό μέτρο στη δηλωμένη πριστή διατομή υπό τα RICS NRM2, CIQS και AS 1684. Η ποιότητα και το είδος ξύλου είναι περιγραφικό στοιχείο επιμέτρησης: το NRM2 απαιτεί τη δήλωση της διατομής και του χαρακτήρα της ξυλείας, οπότε το SPF No. 2 έναντι Douglas Fir-Larch, ή οι βρετανικές ποιότητες C16 έναντι C24, δεν μπορούν να συγκεντρωθούν σε μία γραμμή. Κάθε τύπος τοίχου επιμετράται ως ξεχωριστό μήκος, αφού οι τύποι τοίχων διαφέρουν σε πάχος, μέγεθος και βηματική απόσταση ορθοστατών, αριθμό ταβλών, πυραντοχή, επένδυση και γραμμή αναφοράς.

Η πειθαρχία στο τέλος είναι να κρατάς τα δύο συστήματα μονάδων χωριστά. Η μετρημένη ποσότητα, που χρησιμοποιείται για προσφορές και αναφορά εύρους εργασιών, είναι το μήκος του τοίχου στη γραμμή αναφοράς και το εμβαδόν της επένδυσης, σε γραμμικά πόδια και τετραγωνικά πόδια ή τετραγωνικά μέτρα, η μορφή NRM2 και CIQS. Η παραγγελθείσα ποσότητα, που χρησιμοποιείται για τις προμήθειες, τη μετατρέπει σε board feet, ολόκληρα φύλλα και τεμάχια ορθοστάτη ή track, και έπειτα προσθέτει φύρα: συνήθως 10 έως 15 τοις εκατό στην ξυλεία σκελετού και περίπου 10 τοις εκατό στην επένδυση, που εφαρμόζεται στην παραγγελία και ποτέ στο μετρημένο όριο. Αυτά τα ποσοστά φύρας είναι εμπειρικοί κανόνες του κλάδου. Η αναφορά μιας ποσότητας παραγγελίας ως προσφοράς υπερεκτιμά το εύρος των εργασιών, και η αναφορά μιας μετρημένης ποσότητας ως παραγγελίας υποτροφοδοτεί το έργο. Το Exayard διαβάζει τα σχέδια και εφαρμόζει αυτούς τους κανόνες αυτόματα, ιχνηλατώντας κάθε μήκος τοίχου στη γραμμή αναφοράς του, αφαιρώντας τα ανοίγματα που υπερβαίνουν το επιλεγμένο όριο, και εξάγοντας τους ορθοστάτες, τις τάβλες, τα δοκάρια, τα αμείβοντα, την επένδυση και τα συνδετικά στοιχεία για την περιοχή που είναι σε χρήση.