معرفی قاب فولادی

اسکلت فولادی یک تکنیک ساختمانی با "قاب اسکلتی" از ستون های فولادی عمودی و تیرهای I افقی است که در یک شبکه مستطیل شکل برای حمایت از کف، سقف و دیوارهای ساختمان که همگی به قاب متصل هستند ساخته شده است.توسعه این تکنیک ساخت آسمان خراش را ممکن کرد.

"پروفایل" فولادی نورد شده یا مقطع ستون های فولادی به شکل حرف "I" است.دو فلنج عریض یک ستون نسبت به فلنج های روی یک تیر ضخیم تر و عریض تر هستند تا تنش فشاری در سازه را بهتر تحمل کنند.همچنین می توان از مقاطع لوله ای مربعی و گرد فولادی استفاده کرد که اغلب با بتن پر می شوند.تیرهای فولادی با پیچ و مهره و بست های رزوه ای به ستون ها متصل می شوند و از نظر تاریخی توسط پرچ ها به یکدیگر متصل می شوند."شبکه" مرکزی تیر I فولادی اغلب عریض‌تر از تار ستون است تا در برابر گشتاورهای خمشی بالاتری که در تیرها اتفاق می‌افتد مقاومت کند.

ورق های پهن عرشه فولادی را می توان برای پوشاندن بالای قاب فولادی به عنوان یک قالب یا قالب موجدار، زیر یک لایه ضخیم از بتن و میله های تقویت کننده فولادی استفاده کرد.جایگزین محبوب دیگر، کف واحدهای کفپوش بتنی پیش ساخته با نوعی روکش بتنی است.اغلب در ساختمان‌های اداری، سطح نهایی کف توسط نوعی از سیستم کف‌سازی برجسته با فضای خالی بین سطح راه رفتن و کف سازه‌ای که برای کابل‌ها و کانال‌های انتقال هوا استفاده می‌شود، فراهم می‌شود.

قاب باید در برابر آتش محافظت شود زیرا فولاد در دمای بالا نرم می شود و این می تواند باعث فروریختن جزئی ساختمان شود.در مورد ستون‌ها، این کار معمولاً با پوشاندن آن در نوعی ساختار مقاوم در برابر آتش مانند بنایی، بتن یا گچ تخته انجام می‌شود.تیرها ممکن است در بتن، گچ تخته پوشانده شوند یا با پوششی پاشیده شوند تا آن را از گرمای آتش عایق کنند یا می توان آن را با ساخت سقف مقاوم در برابر آتش محافظت کرد.آزبست تا اوایل دهه 1970 یک ماده محبوب برای نسوز کردن سازه های فولادی بود، قبل از اینکه خطرات سلامتی الیاف آزبست به طور کامل درک شود.

"پوست" بیرونی ساختمان با استفاده از انواع تکنیک‌های ساخت و ساز و پیروی از سبک‌های معماری بسیار متنوع به قاب لنگر می‌خورد.از آجر، سنگ، بتن مسلح، شیشه های معماری، ورق فلز و رنگ ساده برای پوشش قاب استفاده شده است تا فولاد در برابر شرایط جوی محافظت شود.
قاب های فولادی با فرم سرد به عنوان قاب فولادی سبک (LSF) نیز شناخته می شوند.

ورق های نازک فولاد گالوانیزه را می توان به صورت سرد به گل میخ های فولادی برای استفاده به عنوان مصالح ساختمانی سازه ای یا غیر سازه ای برای دیوارهای خارجی و جداکننده در پروژه های ساختمانی مسکونی، تجاری و صنعتی تبدیل کرد (تصویر).ابعاد اتاق با یک مسیر افقی است که به کف و سقف متصل می شود تا طرح کلی هر اتاق را مشخص کند.ناودانی های عمودی در مسیرها قرار گرفته اند، معمولاً با فاصله 16 اینچ (410 میلی متر) از هم، و در بالا و پایین بسته می شوند.

پروفیل های معمولی مورد استفاده در ساخت و سازهای مسکونی عبارتند از گل میخ C شکل و مسیر U شکل و انواع پروفیل های دیگر.اعضای قاب بندی عموما در ضخامت 12 تا 25 گیج تولید می شوند.گیج های سنگین مانند گیج 12 و 14 معمولاً در مواقعی که بارهای محوری (موازی با طول عضو) زیاد است، مانند سازه های باربر استفاده می شود.گیج های متوسط ​​سنگین، مانند گیج 16 و 18، معمولاً زمانی استفاده می شوند که بار محوری وجود نداشته باشد، اما بارهای جانبی سنگین (عمود بر عضو) مانند ناودانی های دیوار بیرونی که نیاز به مقاومت در برابر بارهای باد نیروی طوفان در امتداد سواحل دارند، استفاده می شوند.گیج های نور، مانند گیج 25، معمولاً در مواردی که بار محوری وجود ندارد و بارهای جانبی بسیار سبک وجود دارد، استفاده می شود، مانند ساخت و ساز داخلی که در آن اعضا به عنوان قاب برای جدا کردن دیوارهای بین اتاق ها عمل می کنند.روکش دیوار به دو طرف فلنج گل میخ چسبانده شده است که ضخامت آن از 1+1⁄4 تا 3 اینچ (32 تا 76 میلی متر) متغیر است و عرض تار از 1+5⁄8 تا 14 اینچ (41) متغیر است. تا 356 میلی متر).بخش های مستطیلی از وب حذف می شوند تا دسترسی برای سیم کشی برق فراهم شود.

کارخانه های فولاد ورق فولادی گالوانیزه تولید می کنند که ماده پایه برای ساخت پروفیل های فولادی با فرم سرد است.سپس ورق فولادی به شکل رول در پروفیل های نهایی مورد استفاده برای قاب بندی قرار می گیرد.ورق ها دارای روکش روی (گالوانیزه) برای جلوگیری از اکسیداسیون و خوردگی هستند.قاب‌های فولادی به دلیل نسبت استحکام به وزن بالای فولاد، انعطاف‌پذیری بسیار خوبی در طراحی ایجاد می‌کنند که به آن اجازه می‌دهد در فواصل طولانی بچرخد و همچنین در برابر بارهای باد و زلزله مقاومت کند.

دیوارهای اسکلت فلزی را می توان به گونه ای طراحی کرد که خواص حرارتی و صوتی عالی را ارائه دهد - یکی از ملاحظات خاص هنگام ساخت با استفاده از فولاد سرد این است که پل حرارتی می تواند در سراسر سیستم دیوار بین محیط بیرون و فضای مطبوع داخلی رخ دهد.پل حرارتی را می توان با نصب یک لایه عایق خارجی ثابت در امتداد قاب فولادی - که معمولاً به عنوان شکست حرارتی نامیده می شود - محافظت کرد.

فاصله بین ناودانی ها معمولاً 16 اینچ در مرکز برای دیوارهای بیرونی و داخلی خانه بسته به نیازهای بارگذاری طراحی شده است.در سوئیت های اداری، فاصله 24 اینچ (610 میلی متر) در مرکز برای همه دیوارها به جز چاه های آسانسور و راه پله است.

استفاده از فولاد به جای آهن برای اهداف ساختاری در ابتدا کند بود.اولین ساختمان با اسکلت آهنی، آسیاب کتان دیترینگتون، در سال 1797 ساخته شد، اما تا زمانی که فرآیند بسمر در سال 1855 توسعه یافت، تولید فولاد به اندازه کافی کارآمد شد تا فولاد به عنوان یک ماده پرکاربرد تبدیل شود.فولادهای ارزان قیمت که دارای مقاومت کششی و فشاری بالا و شکل‌پذیری خوب بودند، از حدود سال 1870 در دسترس بودند، اما فولادهای فرفورژه و چدن همچنان بیشتر تقاضا برای محصولات ساختمانی مبتنی بر آهن را برآورده می‌کردند، عمدتاً به دلیل مشکلات تولید فولاد از سنگ‌های قلیایی.این مشکلات که عمدتاً به دلیل وجود فسفر ایجاد شده بود، توسط سیدنی گیلکریست توماس در سال 1879 حل شد.

تا سال 1880 بود که عصر ساخت و ساز مبتنی بر فولاد ملایم قابل اعتماد آغاز شد.در آن تاریخ کیفیت فولادهای تولید شده به طور معقولی ثابت شده بود.[1]

ساختمان بیمه خانه، که در سال 1885 تکمیل شد، اولین ساختمانی بود که از ساختار قاب اسکلتی استفاده کرد و عملکرد تحمل بار روکش بنایی خود را به طور کامل حذف کرد.در این مورد، ستون‌های آهنی صرفاً در دیوارها تعبیه شده‌اند و به نظر می‌رسد که ظرفیت حمل بار آن‌ها نسبت به ظرفیت بنایی ثانویه است، به‌ویژه برای بارهای باد.در ایالات متحده، اولین ساختمان با اسکلت فلزی، ساختمان رند مک نالی در شیکاگو بود که در سال 1890 ساخته شد.