Çelik çerçeve, tamamı çerçeveye bağlı olan bir binanın zeminlerini, çatısını ve duvarlarını desteklemek için dikdörtgen bir ızgarada inşa edilmiş, dikey çelik kolonlar ve yatay I-kirişlerden oluşan bir “iskelet çerçeve” ile bir yapı tekniğidir.Bu tekniğin geliştirilmesi, gökdelenin inşasını mümkün kıldı.
Haddelenmiş çelik “profil” veya çelik kolonların kesiti “I” harfinin şeklini alır.Bir kolonun iki geniş flanşı, yapıdaki basınç stresine daha iyi dayanmak için bir kiriş üzerindeki flanşlardan daha kalın ve daha geniştir.Genellikle betonla doldurulmuş kare ve yuvarlak çelik boru kesitleri de kullanılabilir.Çelik kirişler, kolonlara cıvata ve dişli bağlantı elemanları ile bağlanır ve tarihsel olarak perçinlerle bağlanır.Çelik I-kirişin merkezi "ağı", kirişlerde meydana gelen daha yüksek eğilme momentlerine direnmek için genellikle bir kolon ağından daha geniştir.
Çelik çerçevenin üstünü, kalın bir beton ve çelik takviye çubukları tabakasının altında bir "form" veya oluklu kalıp olarak kaplamak için geniş çelik levhalar kullanılabilir.Bir başka popüler alternatif, bir çeşit beton kaplamaya sahip prekast beton döşeme birimleridir.Genellikle ofis binalarında, son zemin yüzeyi, yürüme yüzeyi ile yapısal zemin arasındaki boşluğun kablolar ve havalandırma kanalları için kullanıldığı bir tür yükseltilmiş döşeme sistemi tarafından sağlanır.
Çerçevenin yangından korunması gerekir çünkü çelik yüksek sıcaklıkta yumuşar ve bu da binanın kısmen çökmesine neden olabilir.Sütunlar söz konusu olduğunda bu, genellikle, duvar, beton veya alçıpan gibi bir tür yangına dayanıklı yapı ile kaplanmasıyla yapılır.Kirişler, beton, alçı levha ile kaplanabilir veya yangının ısısından yalıtmak için bir kaplama ile püskürtülebilir veya yangına dayanıklı bir tavan konstrüksiyonu ile korunabilir.Asbest, 1970'lerin başına kadar, asbest liflerinin sağlık riskleri tam olarak anlaşılmadan önce, yangına dayanıklı çelik yapılar için popüler bir malzemeydi.
Binanın dış “kabuğu”, çeşitli inşaat teknikleri kullanılarak ve çok çeşitli mimari tarzlar izlenerek çerçeveye sabitlenir.Çeliği hava koşullarından korumak için çerçeveyi kaplamak için tuğla, taş, betonarme, mimari cam, sac ve basit boya kullanılmıştır.
Soğuk şekillendirilmiş çelik çerçeveler, hafif çelik çerçeveleme (LSF) olarak da bilinir.
İnce galvanizli çelik saclar, hem konut, hem ticari hem de endüstriyel inşaat projelerinde (resimde) hem dış hem de bölme duvarlar için yapısal veya yapısal olmayan bir yapı malzemesi olarak kullanılmak üzere çelik saplamalar halinde soğuk şekillendirilebilir.Odanın boyutu, her bir odayı ana hatlarıyla belirtmek için zemine ve tavana sabitlenen yatay bir ray ile belirlenir.Dikey saplamalar, genellikle 16 inç (410 mm) aralıklı olarak raylarda düzenlenir ve üstten ve alttan sabitlenir.
Konut yapımında kullanılan tipik profiller, C-şekilli saplama ve U-şekilli ray ve çeşitli diğer profillerdir.Çerçeveleme elemanları genellikle 12 ila 25 gauge kalınlığında üretilir.12 ve 14 gauge gibi ağır mastarlar, yük taşıyan yapılarda olduğu gibi eksenel yükler (elemanın uzunluğuna paralel) yüksek olduğunda yaygın olarak kullanılır.16 ve 18 gauge gibi orta-ağır mastarlar, eksenel yüklerin olmadığı ancak kıyılar boyunca kasırga kuvveti rüzgar yüklerine direnmesi gereken dış duvar dikmeleri gibi ağır yanal yükler (elemana dik) olduğunda yaygın olarak kullanılır.25 gauge gibi hafif mastarlar, eksenel yüklerin olmadığı ve elemanların odalar arasındaki duvarları sökmek için çerçeve görevi gördüğü iç yapılarda olduğu gibi çok hafif yanal yüklerin olmadığı yerlerde yaygın olarak kullanılır.Duvar kaplaması, 1+1⁄4 ila 3 inç (32 ila 76 mm) arasında değişen kalınlıkta ve 1+5⁄8 ila 14 inç (41) arasında değişen ağ genişliği olan saplamanın iki flanş tarafına sabitlenmiştir. 356 mm'ye kadar).Elektrik kablolarına erişim sağlamak için dikdörtgen bölümler ağdan çıkarılır.
Çelik fabrikaları, soğuk şekillendirilmiş çelik profillerin imalatı için temel malzeme olan galvanizli çelik sac üretir.Çelik sac daha sonra çerçeveleme için kullanılan son profillere haddelenerek şekillendirilir.Levhalar oksidasyon ve korozyonu önlemek için çinko kaplıdır (galvanizlidir).Çelik çerçeveleme, çeliğin yüksek ağırlık-ağırlık oranı nedeniyle mükemmel tasarım esnekliği sağlar, bu da uzun mesafelere yayılmasına ve ayrıca rüzgar ve deprem yüklerine direnmesine olanak tanır.
Çelik çerçeveli duvarlar, mükemmel termal ve akustik özellikler sunacak şekilde tasarlanabilir – soğuk şekillendirilmiş çelik kullanarak inşa ederken göz önünde bulundurulması gereken özel hususlardan biri, duvar sistemi boyunca dış ortam ve iç şartlandırılmış alan arasında termal köprü oluşabilmesidir.Çelik çerçeve boyunca harici olarak sabitlenmiş bir yalıtım tabakası yerleştirilerek ısı köprüsüne karşı korunabilir - tipik olarak 'termal kırılma' olarak adlandırılır.
Saplamalar arasındaki boşluk, tasarlanan yükleme gereksinimlerine bağlı olarak, ev dış ve iç duvarları için merkezde tipik olarak 16 inçtir.Ofis süitlerinde, asansör ve merdiven boşlukları hariç tüm duvarlar için merkezde boşluk 24 inç (610 mm)'dir.
Yapısal amaçlar için demir yerine çeliğin kullanımı başlangıçta yavaştı.İlk demir çerçeveli bina, Ditherington Keten Değirmeni, 1797'de inşa edilmişti, ancak 1855'te Bessemer sürecinin geliştirilmesine kadar çelik üretimi, çeliğin yaygın olarak kullanılan bir malzeme olması için yeterince verimli hale getirilmedi.Yüksek çekme ve basınç dayanımlarına ve iyi sünekliğe sahip olan ucuz çelikler, yaklaşık 1870'ten itibaren mevcuttu, ancak dövme ve dökme demir, esas olarak alkali cevherlerden çelik üretme sorunları nedeniyle, demir bazlı yapı ürünlerine olan talebin çoğunu karşılamaya devam etti.Esas olarak fosfor varlığından kaynaklanan bu problemler, 1879'da Sidney Gilchrist Thomas tarafından çözüldü.
Güvenilir yumuşak çeliğe dayalı bir inşaat dönemi ancak 1880'de başladı.O tarihe kadar üretilen çeliklerin kalitesi makul ölçüde tutarlı hale gelmişti.[1]
1885 yılında tamamlanan Konut Sigorta Binası, duvar kaplamasının yük taşıma işlevini tamamen ortadan kaldırarak, iskelet çerçeve konstrüksiyonu kullanan ilk bina oldu.Bu durumda, demir kolonlar sadece duvarlara gömülüdür ve yük taşıma kapasiteleri, özellikle rüzgar yükleri için, duvarın kapasitesine göre ikincil görünmektedir.Amerika Birleşik Devletleri'nde, ilk çelik çerçeveli bina, 1890'da inşa edilen Chicago'daki Rand McNally Binasıydı.
Gönderim zamanı: Haziran-06-2022