Stålrammekonstruksjon – typer og egenskaper

Introduksjon

Mens stål som legering har eksistert en stund nå, har en rekke faktorer hindret det i å bli brukt på regelmessig basis som et strukturelt materiale. En av de største faktorene for det har vært den ineffektive prosessen med masseproduksjon for stål generelt, og det er grunnen til at den første bruken av stålrammekonstruksjoner bare går tilbake så langt som til slutten av 1800-tallet.

Heldigvis er stål nå et allment kjent materiale som kan brukes til mange forskjellige formål – inkludert stålrammekonstruksjon. Stålramme, som helhet, er en byggeteknikk som bruker kombinasjonen av horisontale I-bjelker og vertikale søyler for å lage en slags “skjelettramme” som støtter gulv, vegger, vinduer og taket på en bygning – eller det generelle vekten av en struktur hvis vi snakker om noe ikke-bolig.

Vertikale søyler og horisontale bjelker kan kobles sammen på flere forskjellige måter. Noen av de mer vanlige metodene er sveising, nagling og bolting. Denne typen teknikk er også det som gjorde bygningstypen “skyskraper” mulig. Det er ikke dermed sagt at andre bygningstyper heller ikke kan bygges med stålrammer – det er mange industribygg, varehus og boligeiendommer som bruker stålrammekonstruksjoner som base uten problemer.

Mangler og fordeler med stålrammer

Hvert rammemateriale på markedet har sine egne ulemper og styrker, og stål er ikke annerledes – det er flere positive faktorer ved stål sammenlignet med andre materialer, og det er også noen potensielt plagsomme faktorer å huske på. Vi skal starte med fordeler med stålrammekonstruksjon:

• Massefabrikasjon. Når det gjelder å velge mellom ulike materialer, er det ganske viktig å huske på at stål er et materiale som er lettest å masseprodusere i mange forskjellige størrelser og former.
• Ingen skadedyr- eller insektrelaterte svakheter. Stål er direkte immun mot nedbrytning forårsaket av enten pattedyr eller gravende insekter.
• Varighet. Stål er både sterkere og lettere enn din typiske treramme, og fjerner problemet med holdbarhet fra brettet i sin helhet.
• Motstand mot brann. Brannmotstanden til stål er topp, med liten eller ingen potensiell brannspredning, og muligheten til å forbedre denne parameteren med flammebestandige belegg. Men det er en hake – som vi skal gå gjennom når det gjelder ulemper.
• Fuktighet og andre faktorer. Selv om stål ikke er immun mot ulike typer fuktighet, er motstanden mot korrosjon ganske formidabel. Det kan forsterkes enten ved å endre legeringens natur eller ved å bruke ulike belegg og behandlinger for å forbedre stålets rustmotstand – det er utrolig viktig for spesifikke strukturtyper som broer som konstant utsettes for ulike væreffekter.

Det er imidlertid ikke noe perfekt materiale – og det inkluderer også stål, som har sine egne ulemper og ulemper. For eksempel:

• Presisjon er et krav. Med tømmerrammer er det alltid litt rom for justeringer på stedet – det være seg å kutte komponenter i størrelse, forsterke fuger med spiker og så videre. Dessverre kan du ikke gjøre det med stål – alle beregninger med stålproduksjon må være så nøyaktige som mulig, siden alle delene til en stålramme leveres i sin endelige form på stedet. I tillegg har selv en feilberegnet ståldel potensial til å stoppe hele byggeprosessen før denne delen er laget på riktig måte.
• Lav energiretensjon. Mens stål er ganske varmebestandig, er dets termiske konduktivitetsparametre altfor høye til at det er et effektivt materiale når det kommer til en bygnings energiretensjon. Dette problemet kan delvis løses med ulike isolasjonstiltak, men det er fortsatt et problem du må leve med på en eller annen måte.
• Mange tilleggsstrukturer. Stålrammekonstruksjoner er også ganske avhengige av ulike bærende strukturelementer, det være seg isolasjon, gips, bekledning eller til og med ulike trekomponenter. Det gir også en lengre byggeprosess, men mesteparten av tiden oppveier prefabrikasjonstidsbesparelser noen av disse potensielle forsinkelsene.

Stålrammetyper

Når det gjelder selve stålrammene – det finnes faktisk flere forskjellige typer av dem, der hver type har sin egen spesifikke brukssituasjon og unike konstruksjonsprosedyrer. Det er tre hovedtyper av stålrammer – vegglager, skjelettrammer og langspenningsrammer.

Veggbærende stålrammer er mye avhengige av murvegger som stålkonstruksjonsdelene er forankret til. Denne strukturen er ment å støtte både den horisontale og vertikale vekten til en struktur, så spennavstanden mellom støttene har en tendens til å variere mye – bjelker med lavere dybde er foretrukket, og de tilbyr mer takhøyde, men de øker også kravet til søyle mellomrom. Hovedårsaken til det er nok en gang vektbelastningen til en struktur – og den tettere avstanden mellom bærende søyler kan potensielt begrense det frie romområdet.

Skjelett stålrammer er derimot noe enklere i sammenligning. Det er fortsatt et sammenhengende nettverk av søyler og bjelker som bærer hele strukturens vekt, men den bruker også spandrel-bjelker til murvegger og er generelt mer egnet for store fleretasjesstrukturer mer enn noe annet.

Langt spenn stålramme er en annen noe uvanlig type stålramme, denne handler mer om store konstruksjoner med store krav til klaring – mer enn 12 meter mellom konstruksjonsvegger eller bjelker. Det er den foretrukne konstruksjonsmetoden for teatre, industribygg og stort sett alt annet som krever tyngre belastning og høyere buer.

Trerammer og stålrammer – hva koster det?

Selv om det er mange andre faktorer som kan vurderes når du setter forskjellige rammematerialer ansikt til ansikt, er det en som stort sett trumfer over dem alle – og det er kostnadene ved å bygge en ramme ved å bruke et spesifikt materiale.

Det er rettferdig å si at alle fordelene med stål oppveies av kostnadene – stål koster utvilsomt mer enn tømmer når det kommer til å bygge rammer. For det første er produksjon av stålrammeverk en ekstremt kjedelig prosess og krever høy kunnskap og erfaring på området.

Det er stort sett her hele kostnadsforskjellen kommer fra, inkludert installasjonskostnader, produksjonskostnader og så videre. Det er en stor korreksjonsmargin avhengig av stålkvaliteten, kompleksiteten til en struktur som helhet, samt mange andre faktorer.

Det er også rimelig å si at når det gjelder mindre husrammer (personlige små og mellomstore boliger), er stål et mer kostbart alternativ til tømmer. Det er ikke uvanlig at stålrammer også koster flere ganger mer enn tømmer.

Konklusjon

Som du kan se, har stålrammer som helhet sine egne bruksområder der de er på sitt beste – for det meste med industrielle strukturer, bygninger med flere butikker og så videre. Vi har imidlertid også prøvd å være rimelig objektive og listet opp både fordeler og ulemper med stålrammer som helhet, slik at beslutningen din er informert og basert på full kunnskap om emnet.