Cadrul de oțel este o tehnică de construcție cu un „cadru schelet” de coloane verticale de oțel și grinzi orizontale în I, construite într-o grilă dreptunghiulară pentru a susține podelele, acoperișul și pereții unei clădiri, care sunt toate atașate de cadru.Dezvoltarea acestei tehnici a făcut posibilă construcția zgârie-norilor.
„Profilul” din oțel laminat sau secțiunea transversală a coloanelor din oțel ia forma literei „I”.Cele două flanșe largi ale unui stâlp sunt mai groase și mai late decât flanșele unei grinzi, pentru a rezista mai bine la solicitările de compresiune din structură.Se pot folosi și secțiuni tubulare pătrate și rotunde din oțel, adesea umplute cu beton.Grinzile de oțel sunt conectate la stâlpi cu șuruburi și elemente de fixare filetate și sunt legate istoric prin nituri.„Pânza” centrală a grinzii în I de oțel este adesea mai lată decât o coloană pentru a rezista momentelor de încovoiere mai mari care apar în grinzi.
Foile largi de tablă de oțel pot fi folosite pentru a acoperi partea superioară a cadrului de oțel ca o „formă” sau matriță ondulată, sub un strat gros de beton și bare de armare din oțel.O altă alternativă populară este o podea din unități de pardoseală din beton prefabricat cu o anumită formă de acoperire din beton.Adesea, în clădirile de birouri, suprafața finală a podelei este asigurată de o formă de sistem de pardoseală înălțată, golul dintre suprafața de mers și podeaua structurală fiind utilizat pentru cabluri și conducte de tratare a aerului.
Cadrul trebuie protejat de foc, deoarece oțelul se înmoaie la temperatură ridicată și acest lucru poate duce la prăbușirea parțială a clădirii.În cazul stâlpilor, acest lucru se face de obicei prin îmbrăcarea într-o formă de structură rezistentă la foc, cum ar fi zidărie, beton sau gips-carton.Grinzile pot fi acoperite cu beton, gips-carton sau pulverizate cu un strat pentru a le izola de căldura focului sau pot fi protejate printr-o construcție de tavan rezistentă la foc.Azbestul a fost un material popular pentru ignifugarea structurilor din oțel până la începutul anilor 1970, înainte ca riscurile pentru sănătate ale fibrelor de azbest să fie pe deplin înțelese.
„Pielea” exterioară a clădirii este ancorată de cadru folosind o varietate de tehnici de construcție și urmând o mare varietate de stiluri arhitecturale.Cărămizi, piatră, beton armat, sticlă arhitecturală, tablă și vopsea simplă au fost folosite pentru a acoperi cadrul pentru a proteja oțelul de intemperii.
Cadrele din oțel formate la rece sunt cunoscute și sub denumirea de cadre ușoare din oțel (LSF).
Foile subțiri de oțel galvanizat pot fi formate la rece în știfturi de oțel pentru a fi utilizate ca material de construcție structural sau nestructural atât pentru pereții exteriori, cât și pentru pereții despărțitori, atât în proiecte rezidențiale, comerciale și industriale (foto).Dimensiunea camerei se stabileste cu o pista orizontala care este ancorata de podea si tavan pentru a contura fiecare incapere.Știfturile verticale sunt aranjate în șine, distanțate de obicei la 16 inchi (410 mm) și fixate în partea de sus și de jos.
Profilele tipice utilizate în construcțiile rezidențiale sunt știftul în formă de C și șina în formă de U și o varietate de alte profile.Elementele de cadru sunt în general produse cu o grosime de 12 până la 25 de calibru.Calibrele grele, cum ar fi ecartamentul 12 și 14, sunt utilizate în mod obișnuit atunci când sarcinile axiale (paralele cu lungimea elementului) sunt mari, cum ar fi în construcția portantă.Ecartamentele medii-grele, cum ar fi ecartamentul 16 și 18, sunt utilizate în mod obișnuit atunci când nu există încărcări axiale, ci sarcini laterale mari (perpendiculare pe element), cum ar fi știfturile de perete exterior care trebuie să reziste la sarcinile vântului cauzate de uraganul de-a lungul coastelor.Calibrele ușoare, cum ar fi ecartamentul 25, sunt utilizate în mod obișnuit acolo unde nu există sarcini axiale și sarcini laterale foarte ușoare, cum ar fi în construcțiile interioare, unde elementele servesc drept ancadrare pentru dezamorsarea pereților dintre încăperi.Finisajul peretelui este ancorat de cele două laturi ale flanșei ale știftului, care variază de la 1+1⁄4 la 3 inchi (32 la 76 mm) grosime, iar lățimea benzii variază de la 1+5⁄8 la 14 inci (41). până la 356 mm).Secțiunile dreptunghiulare sunt îndepărtate de pe bandă pentru a oferi acces pentru cablarea electrică.
Oțelăriile produc tablă zincată, materialul de bază pentru fabricarea profilelor din oțel formate la rece.Tabla de oțel este apoi laminată în profilele finale utilizate pentru încadrare.Foile sunt zincate (zincate) pentru a preveni oxidarea și coroziunea.Cadrul din oțel oferă o flexibilitate excelentă de proiectare datorită raportului ridicat rezistență-greutate al oțelului, care îi permite să se întinde pe distanțe lungi și să reziste, de asemenea, la sarcinile vântului și cutremurelor.
Pereții cu rame din oțel pot fi proiectați pentru a oferi proprietăți termice și acustice excelente – una dintre considerentele specifice atunci când se construiește folosind oțel format la rece este că pot apărea punți termice în sistemul de pereți între mediul exterior și spațiul interior condiționat.Punțile termice pot fi protejate prin instalarea unui strat de izolație fixată la exterior de-a lungul cadrului de oțel – denumită de obicei „ruptură termică”.
Distanța dintre știfturi este de obicei de 16 inchi pe centru pentru pereții exteriori și interiori ai casei, în funcție de cerințele de încărcare proiectate.În apartamentele de birou, distanța este de 24 inchi (610 mm) pe centru pentru toți pereții, cu excepția liftului și a puțurilor scărilor.
Utilizarea oțelului în loc de fier în scopuri structurale a fost inițial lentă.Prima clădire cu rame de fier, Moara de in Ditherington, fusese construită în 1797, dar abia după dezvoltarea procesului Bessemer în 1855 producția de oțel a fost făcută suficient de eficientă pentru ca oțelul să fie un material utilizat pe scară largă.Oțelurile ieftine, care aveau rezistențe ridicate la tracțiune și compresiune și o ductilitate bună, erau disponibile din aproximativ 1870, dar fonta forjată și fontă au continuat să satisfacă cea mai mare parte a cererii de produse pentru construcții pe bază de fier, în principal din cauza problemelor de producere a oțelului din minereuri alcaline.Aceste probleme, cauzate în principal de prezența fosforului, au fost rezolvate de Sidney Gilchrist Thomas în 1879.
Abia în 1880 a început o eră de construcție bazată pe oțel moale fiabil.Până la acea dată, calitatea oțelurilor produse devenise destul de consistentă.[1]
Clădirea de asigurări de locuințe, finalizată în 1885, a fost prima care a folosit construcția cu cadru schelet, înlăturând complet funcția portantă a placajului său de zidărie.În acest caz, coloanele de fier sunt doar încorporate în pereți, iar capacitatea lor de încărcare pare a fi secundară capacității zidăriei, în special pentru sarcinile vântului.În Statele Unite, prima clădire cu cadru de oțel a fost clădirea Rand McNally din Chicago, ridicată în 1890.
Ora postării: 06-jun-2022