stalen frame

degewalst staal"profiel" ofdoorsnedevan stalen kolommen neemt de vorm van de letter "Ik". De twee bredeFlenzenvan een kolom dikker en breder zijn dan de flenzen op eenbalk, om beter bestand te zijn tegendrukspanningin de structuur. Vierkante en ronde buisvormige delen van staal kunnen ook worden gebruikt, vaak gevuld met beton. Stalen balken zijn verbonden met de kolommen met bouten en schroefdraadbevestigingen en historisch verbonden doorKlinknagels. Het centrale "web" van het staalIk-balkenis vaak breder dan een kolomweb om de hogere buigmomenten die in balken voorkomen te weerstaan.

Brede platen stalen dek kunnen worden gebruikt om de bovenkant van het stalen frame te bedekken als een "vorm" ofGegolfdmal, onder een dikke laag beton en staalwapeningsstaven. Een ander populair alternatief is een vloer van prefab betonnen vloerunits met een vorm van beton topping. Vaak wordt in kantoorgebouwen het uiteindelijke vloeroppervlak geleverd door een soort verhoogd vloersysteem met de leegte tussen het loopoppervlak en de structurele vloer die wordt gebruikt voor kabels en luchtbehandelingskanalen.

Het frame moet worden beschermd tegen brand omdat staal op hoge temperatuur verzacht en dit kan ertoe leiden dat het gebouw gedeeltelijk instort. In het geval van de kolommen wordt dit meestal gedaan door het in een of andere vorm van brandwerende structuur zoals metselwerk, beton of gipsplaat te omhullen. De balken kunnen worden geveerde in beton, gipsplaat of besproeid met een coating om het te isoleren tegen de hitte van de brand of het kan worden beschermd door een brandwerende plafondconstructie.asbestwas tot het begin van de jaren zeventig een populair materiaal voor brandwerende staalconstructies, voordat de gezondheidsrisico's van asbestvezels volledig werden begrepen.

De buiten "huid" van het gebouw is verankerd aan het frame met behulp van een verscheidenheid aanconstructietechnieken en het volgen van een grote verscheidenheid aanbouwstijlen.Bakstenen,steen,gewapend beton,architectonisch glas,bliken gewoon verf zijn gebruikt om het frame te bedekken om het staal te beschermen tegen het weer.

Koudgevormde stalen frames

Binnenwanden van koudgevormd staal

Koudgevormde stalen frames worden ook wel lightweight steel framing (LSF) genoemd.

Dunne platen gegalvaniseerd staal kunnen koud worden gevormd totstalen noppenvoor gebruik als structureel of niet-structureelbouwmateriaalvoor zowel buiten- als scheidingswanden in zowel residentiële, commerciële als industriële bouwprojecten (foto). De dimensie van de kamer wordt vastgesteld met een horizontaal spoor dat is verankerd aan de vloer en het plafond om elke kamer te schetsen. De verticale noppen zijn gerangschikt in de sporen, meestal 410 mm uit elkaar geplaatst en aan de boven- en onderkant bevestigd.

De typische profielen die in residentiëleconstructiezijn de C-vormige stud en de U-vormige track, en een verscheidenheid aan andere profielen. Framing-leden worden over het algemeen geproduceerd in een dikte van 12 tot 25meten. Zware meters, zoals 12- en 14-gauge, worden vaak gebruikt wanneer axiale belastingen (parallel aan de lengte van het element) hoog zijn, zoals in dragende constructie. Middelzware meters, zoals 16- en 18-gauge, worden vaak gebruikt wanneer er geen axiale belastingen zijn, maar zware zijdelingse belastingen (loodrecht op het element) zoals buitenwandbouten die bestand moeten zijn tegen orkaankrachtwindbelastingen langs kusten. Lichtmeters, zoals 25 gauge, worden vaak gebruikt waar er geen axiale belastingen en zeer lichte zijdelingse belastingen zijn, zoals in de interieurbouw waar de elementen dienen als framing voor het ontgaan van muren tussen kamers. De wandafwerking is verankerd aan de tweeflenszijkanten van de stud, die varieert van1 ¹⁄₄tot 32 tot 76 mm dik en de breedte van het web varieert van1 ⁵⁄₈tot 41 tot 356 mm. Rechthoekige secties worden van het web verwijderd om toegang te bieden tot elektrische bedrading.

Staalfabrieken produceren gegalvaniseerd plaatstaal, het basismateriaal voor de vervaardiging van koudgevormde staalprofielen. Plaatstaal is danroll-gevormdin de definitieve profielen die worden gebruikt voor framing. De platen zijn verzinkt (gegalvaniseerd) omoxidatieencorrosie. Stalen frame biedt uitstekende ontwerpflexibiliteit dankzij de hoge sterkte-gewichtsverhouding van staal, waardoor hetspanover lange afstanden, en weersta ook wind- en aardbevingsbelastingen.

Stalen wanden kunnen worden ontworpen om uitstekende thermische en akoestische eigenschappen te bieden - een van de specifieke overwegingen bij het bouwen met koudgevormd staal is dat thermische overbrugging kan optreden over het wandsysteem tussen de buitenomgeving en de binnengeconditioneerde ruimte. Thermische overbrugging kan worden beschermd tegen door het installeren van een laag van extern vaste isolatie langs de stalen frame - meestal aangeduid als een 'thermische onderbreking'.

De afstand tussen noppen is meestal 16 inch op het midden voor de buiten- en binnenmuren van het huis, afhankelijk van de ontworpen belastingsvereisten. In kantoorsuites is de afstand 24 inch (610 mm) op het midden voor alle muren, behalve voor lift- en trapputten.

geschiedenis 

Het gebruik van staal voor structurele doeleinden was aanvankelijk traag. deBessemer-procesin 1855 maakte staalproductie efficiënter, en goedkope staalsoorten, die hoge trek- en druksterktes plus goede ductiliteit hadden, waren vanaf ongeveer 1870 beschikbaar, maar smeed- en gietijzer bleven voldoen aan het grootste deel van de vraag naar bouwproducten op ijzerbasis, voornamelijk als gevolg van problemen bij de productie van staal uit alkalische ertsen. Deze problemen, voornamelijk veroorzaakt door de aanwezigheid van fosfor, werden opgelost doorSidney Gilchrist Thomasin 1879.

Pas in 1880 begon een tijdperk van constructie op basis van betrouwbaar zacht staal. Tegen die datum was de kwaliteit van de geproduceerde staalsoorten redelijk consistent geworden.^[1]

deHome Verzekeringen Gebouw, voltooid in 1885, was de eerste die skeletframeconstructie gebruikte, waarbij de dragende functie van de metselwerkbekleding volledig werd verwijderd. In dit geval zijn de ijzeren kolommen slechts ingebed in de muren en lijkt hun draagvermogen ondergeschikt te zijn aan de capaciteit van het metselwerk, met name voor windbelastingen. In de Verenigde Staten was het eerste stalen framegebouw deRand McNally Gebouwin Chicago, opgericht in 1890.

deKoninklijke VerzekeringsgebouwInchLiverpoolontworpen doorJames Francis Doylein 1895 (opgericht in 1896-1903) was de eerste die een stalen frame in het Verenigd Koninkrijk gebruikte.^[2]