Jekleni okvir je tehnika gradnje z "skeletnim okvirjem" navpičnih jeklenih stebrov in vodoravnih I-nosilcev, izdelanih v pravokotni mreži za podporo tal, strehe in sten stavbe, ki so vsi pritrjeni na okvir.Razvoj te tehnike je omogočil gradnjo nebotičnika.
Valjani jekleni "profil" ali presek jeklenih stebrov ima obliko črke "I".Dve široki prirobnici stebra sta debelejši in širši od prirobnic na nosilcu, da bolje preneseta tlačno obremenitev v konstrukciji.Uporabijo se lahko tudi kvadratni in okrogli jekleni cevasti profili, pogosto napolnjeni z betonom.Jekleni nosilci so povezani s stebri s sorniki in navojnimi pritrdilnimi elementi ter zgodovinsko povezani z zakovicami.Osrednji "splet" jeklenega I-nosilca je pogosto širši od stebra, da se upre večjim upogibnim momentom, ki se pojavljajo v nosilcih.
Široke plošče jeklene plošče se lahko uporabijo za pokrivanje vrha jeklenega okvirja kot "oblika" ali valoviti kalup pod debelo plastjo betona in jeklenih armaturnih palic.Druga priljubljena alternativa so tla iz montažnih betonskih talnih oblog z neko obliko betonskega vrha.V poslovnih stavbah je končna talna površina pogosto zagotovljena z neko obliko dvignjenega talnega sistema, pri čemer se praznina med pohodno površino in strukturnimi tlemi uporablja za kable in kanale za ravnanje s zrakom.
Ogrodje je treba zaščititi pred ognjem, ker se jeklo pri visoki temperaturi zmehča in to lahko povzroči delno porušitev zgradbe.V primeru stebrov se to običajno izvede tako, da se obložijo v nekakšno obliko ognjeodporne strukture, kot je zid, beton ali mavčne plošče.Nosilci so lahko obloženi z betonom, mavčno ploščo ali poškropljeni s premazom za izolacijo pred toploto ognja ali pa so zaščiteni z ognjevarno stropno konstrukcijo.Azbest je bil priljubljen material za protipožarno zaščito jeklenih konstrukcij do zgodnjih sedemdesetih let prejšnjega stoletja, preden so bila v celoti razumljena zdravstvena tveganja azbestnih vlaken.
Zunanja »koža« stavbe je zasidrana na okvir z uporabo različnih gradbenih tehnik in po najrazličnejših arhitekturnih slogih.Opeka, kamen, armirani beton, arhitekturno steklo, pločevina in preprosto barva so bili uporabljeni za pokrivanje okvirja za zaščito jekla pred vremenskimi vplivi.
Hladno oblikovani jekleni okvirji so znani tudi kot lahki jekleni okvirji (LSF).
Tanke pločevine iz pocinkanega jekla je mogoče hladno preoblikovati v jeklene čepe za uporabo kot strukturni ali nekonstrukcijski gradbeni material za zunanje in predelne stene v stanovanjskih, poslovnih in industrijskih gradbenih projektih (na sliki).Dimenzija prostora je določena z vodoravno stezo, ki je zasidrana na tla in strop, da začrta vsako sobo.Navpični čepi so razporejeni v vodilih, običajno na razdalji 16 palcev (410 mm) in pritrjeni na vrhu in na dnu.
Tipični profili, ki se uporabljajo v stanovanjski gradnji, so zatiči v obliki črke C in tirnice v obliki črke U ter številni drugi profili.Okvirni elementi so običajno izdelani v debelini od 12 do 25.Težki profili, kot sta profil 12 in 14, se običajno uporabljajo, kadar so osne obremenitve (vzporedne z dolžino elementa) velike, na primer pri nosilnih konstrukcijah.Srednje težki profili, kot sta profil 16 in 18, se običajno uporabljajo, kadar ni aksialnih obremenitev, temveč velike bočne obremenitve (pravokotno na element), kot so zunanji stenski čepi, ki morajo vzdržati orkanske obremenitve vetra vzdolž obal.Lahki profili, kot je kaliber 25, se običajno uporabljajo tam, kjer ni aksialnih obremenitev in zelo lahkih bočnih obremenitev, kot na primer pri notranjih konstrukcijah, kjer členi služijo kot okvir za razgradnjo sten med prostori.Zaključek stene je zasidran na obe strani prirobnice čepa, ki se razlikuje od 1+1⁄4 do 3 palcev (32 do 76 mm) debeline, širina mreže pa je od 1+5⁄8 do 14 palcev (41 do 356 mm).Pravokotni odseki so odstranjeni iz mreže, da se omogoči dostop do električne napeljave.
Jeklarne proizvajajo pocinkano jekleno pločevino, ki je osnovni material za proizvodnjo hladno oblikovanih jeklenih profilov.Jeklena pločevina se nato valja v končne profile, ki se uporabljajo za okvirje.Pločevine so pocinkane (galvanizirane) za preprečevanje oksidacije in korozije.Jekleno ogrodje zagotavlja odlično prilagodljivost zasnove zaradi visokega razmerja med trdnostjo in težo jekla, ki mu omogoča, da se razteza na dolge razdalje in je odporen tudi na obremenitve vetra in potresa.
Stene z jeklenim okvirjem so lahko oblikovane tako, da nudijo odlične toplotne in akustične lastnosti – eden od posebnih dejavnikov pri gradnji s hladno oblikovanim jeklom je, da lahko pride do toplotnega mostu čez stenski sistem med zunanjim okoljem in notranjim klimatiziranim prostorom.Pred toplotnim mostom se je mogoče zaščititi z namestitvijo plasti zunanje pritrjene izolacije vzdolž jeklenega okvirja – običajno imenovanega „toplotni prelom“.
Razmik med čepi je običajno 16 palcev na sredini za zunanje in notranje stene doma, odvisno od načrtovanih obremenitev.V pisarniških prostorih je sredinska razdalja 24 palcev (610 mm) za vse stene, razen za dvigala in stopnišča.
Uporaba jekla namesto železa za konstrukcijske namene je bila sprva počasna.Prva zgradba z železnim okvirjem, Ditherington Flax Mill, je bila zgrajena leta 1797, vendar je šele z razvojem Bessemerjevega postopka leta 1855 proizvodnja jekla postala dovolj učinkovita, da je bilo jeklo široko uporabljen material.Poceni jekla, ki so imela visoko natezno in tlačno trdnost ter dobro duktilnost, so bila na voljo približno od leta 1870, vendar sta kovano in lito železo še naprej zadovoljevala večino povpraševanja po gradbenih izdelkih na osnovi železa, predvsem zaradi težav pri proizvodnji jekla iz alkalnih rud.Te težave, ki jih povzroča predvsem prisotnost fosforja, je leta 1879 rešil Sidney Gilchrist Thomas.
Šele leta 1880 se je začela doba gradnje, ki temelji na zanesljivem mehkem jeklu.Do tega datuma je kakovost proizvedenega jekla postala razmeroma dosledna.[1]
Stavba Home Insurance Building, dokončana leta 1885, je bila prva, ki je uporabila konstrukcijo skeletnega ogrodja, s čimer je popolnoma odstranila nosilno funkcijo zidanih oblog.V tem primeru so železni stebri le vdelani v stene in zdi se, da je njihova nosilnost drugotnega pomena glede na zmogljivost zidu, zlasti za obremenitve vetra.V ZDA je bila prva stavba z jeklenim okvirjem stavba Rand McNally v Chicagu, postavljena leta 1890.
Čas objave: jun-06-2022