Стальной каркас - Steel frame

Не путать с Структурная система.
Жилой комплекс со стальным каркасом
Прямоугольная стальная рама или «рамка по периметру» здания Уиллис (справа) на контрасте с диагрид кадр в 30 St Mary Axe, Лондон, Великобритания.

Стальной каркас строительная техника с "скелет рама "вертикальной стали столбцы и горизонтальный ябалки, построенный в виде прямоугольной сетки для поддержки полов, крыши и стен здания, которые все прикреплены к каркасу. Развитие этой техники сделало конструкцию небоскреб возможный.

Концепция

В стальной прокат "профиль" или поперечное сечение из стальных колонн принимает форму буквы "я". Два широких фланцы колонны толще и шире, чем фланцы на луч, чтобы лучше противостоять сжимающее напряжение в структуре. Также могут использоваться квадратные и круглые трубчатые профили из стали, часто заполненные бетоном. Стальные балки соединяются с колоннами с помощью болтов и резьбовых соединений и исторически соединяются с помощью заклепки. Центральная «паутина» стали ябалки часто шире, чем стенка колонны, чтобы противостоять более высоким изгибающим моментам, возникающим в балках.

Широкие листы стального настила можно использовать для покрытия верхней части стального каркаса в качестве «формы» или гофрированный форма, под толстым слоем бетона и стали арматурные стержни. Другой популярной альтернативой является пол из сборных железобетонных перекрытий с некоторой формой бетонного покрытия. Часто в офисных зданиях поверхность последнего этажа обеспечивается системой фальшпола в той или иной форме с зазором между пешеходной поверхностью и несущим полом, используемым для кабелей и воздуховодов.

Каркас необходимо защитить от огня, потому что сталь размягчается при высокой температуре, и это может привести к частичному обрушению здания. В случае колонн это обычно делается путем помещения их в некую огнестойкую конструкцию, такую ​​как кладка, бетон или гипсокартон. Балки могут быть облицованы бетоном, гипсокартоном или покрыты слоем покрытия, чтобы изолировать их от тепла огня, или они могут быть защищены огнестойкой потолочной конструкцией. Асбест был популярным материалом для огнезащиты стальных конструкций до начала 1970-х годов, прежде чем опасность для здоровья, связанная с асбестовыми волокнами, была полностью изучена.

Внешняя «кожа» здания крепится к каркасу с помощью различных строительство техники и следование огромному разнообразию архитектурные стили. Кирпичи, камень, железобетон, архитектурное стекло, листовой металл рама была покрыта простой краской, чтобы защитить сталь от непогоды.

Стальные холодногнутые рамы

Смотрите также: Обрамление (строительство)
Внутренние перегородки из холодногнутой стали

Стальные холодногнутые рамы также известны как легкие стальные рамы (LSF).

Тонкие листы оцинкованной стали можно формовать в холодном состоянии. стальные шпильки для использования в качестве структурного или неструктурного строительный материал как для наружных, так и для перегородок в жилых, коммерческих и промышленных строительных проектах (на фото). Размер комнаты определяется горизонтальной направляющей, прикрепленной к полу и потолку, чтобы очертить каждую комнату. Вертикальные стойки расположены на направляющих, обычно на расстоянии 16 дюймов (410 мм) друг от друга, и закреплены сверху и снизу.

Типовые профили, используемые в жилых строительство это C-образная шпилька и U-образная направляющая, а также множество других профилей. Элементы каркаса обычно производятся толщиной от 12 до 25 мм. измерять. Толстые калибры, такие как калибр 12 и 14, обычно используются при высоких осевых нагрузках (параллельных длине элемента), например, в несущей конструкции. Калибры средней и большой толщины, такие как калибр 16 и 18, обычно используются, когда нет осевых нагрузок, но есть большие боковые нагрузки (перпендикулярные элементу), такие как стойки внешних стен, которые должны противостоять ветровым нагрузкам ураганной силы вдоль побережья. Легкие манометры, такие как калибр 25, обычно используются там, где отсутствуют осевые нагрузки и очень легкие боковые нагрузки, например, при внутреннем строительстве, где элементы служат каркасом для снятия стен между комнатами. Отделка стен крепится к двум фланец стороны шпильки, которая варьируется от 1 1⁄4 до 3 дюймов (от 32 до 76 мм) толщиной, а ширина полотна колеблется от 1 5⁄8 до 14 дюймов (от 41 до 356 мм). Прямоугольные секции удаляются из полотна, чтобы обеспечить доступ к электропроводке.

Сталелитейные заводы производят оцинкованную листовую сталь - основной материал для производства холодногнутых стальных профилей. Листовая сталь тогда вальцованный в окончательные профили, используемые для обрамления. Листы оцинкованы (гальванизированы) для предотвращения окисление и коррозия. Стальной каркас обеспечивает отличную гибкость конструкции благодаря высокому соотношению прочности стали к массе, что позволяет охватывать на большие расстояния, а также выдерживают ветровые и землетрясения.

Стены со стальным каркасом могут быть спроектированы так, чтобы обеспечивать отличные тепловые и акустические свойства - одно из особых соображений при строительстве с использованием холодногнутой стали заключается в том, что через систему стен может возникать тепловое соединение между внешней средой и внутренним кондиционированным пространством. От тепловых мостов можно защитить, установив слой закрепленной снаружи изоляции вдоль стального каркаса - обычно называемый «термическим разрывом».

Расстояние между стойками обычно составляет 16 дюймов по центру для наружных и внутренних стен дома в зависимости от требований к расчетной нагрузке. В офисных помещениях расстояние 24 дюйма (610 мм) по центру для всех стен, кроме лифтовых и лестничных колодцев.

История

Первоначально использование стали в конструкционных целях шло медленно. В Бессемеровский процесс В 1855 году производство стали стало более эффективным, и дешевые стали, которые имели высокую прочность на растяжение и сжатие плюс хорошую пластичность, стали доступны примерно с 1870 года, но кованый и чугун продолжал удовлетворять большую часть спроса на строительные изделия на основе железа, в основном из-за проблемы производства стали из щелочных руд. Эти проблемы, вызванные, главным образом, наличием фосфора, были решены Сидни Гилкрист Томас в 1879 г.

Только в 1880 году началась эра строительства, основанного на надежной мягкой стали. К этому времени качество выпускаемой стали стало достаточно стабильным.[1]

В Здание страхования жилья, построенный в 1885 году, первым использовал каркасную конструкцию, полностью сняв несущую функцию его облицовки. В этом случае железные колонны просто встраиваются в стены, и их несущая способность оказывается вторичной по отношению к способности кладки, особенно к ветровым нагрузкам. В Соединенных Штатах первое здание со стальным каркасом было Rand McNally Building в Чикаго, возведен в 1890 году.

В Королевское страховое здание в Ливерпуль разработано Джеймс Фрэнсис Дойл в 1895 г. (возведен в 1896–1903 гг.) первым в Великобритании использовал стальной каркас.[2]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Свойства чугуна, кованого железа и стали» В архиве 2014-03-24 на Wayback Machine
  2. ^ Джексон, Алистер, А. "Развитие зданий со стальным каркасом в Великобритании 1880–1905 гг.", История строительства, Vol. 14 (1998)

внешняя ссылка