Stålramskonstruktion och stålstommar – Typer & egenskaper

Introduktion

Stål som legering har funnits länge, men ett antal faktorer har hindrat det från att användas regelbundet som konstruktionsmaterial. En av de största faktorerna har varit den ineffektiva processen för massproduktion av stål i allmänhet, vilket är anledningen till att den första användningen av stålramkonstruktioner endast går tillbaka så långt tillbaka som till slutet av 1800-talet.

Lyckligtvis är stål numera ett allmänt känt material som kan användas för många olika ändamål – inklusive stålramskonstruktioner. Stålramkonstruktion som helhet är en byggteknik där man använder en kombination av horisontella I-balkar och vertikala pelare för att skapa en slags “skelettram” som stöder golv, väggar, fönster och taket i en byggnad – eller den allmänna vikten av en struktur om vi talar om något som inte är avsett för bostäder.

Vertikala pelare och horisontella balkar kan kopplas samman på flera olika sätt. Några av de vanligaste metoderna är svetsning, nitning och bultning. Denna typ av teknik är också det som gjort byggnadstypen “skyskrapa” möjlig. Därmed inte sagt att andra byggnadstyper inte heller kan byggas med stålramar – det finns många industribyggnader, lagerlokaler och bostadsfastigheter som utan några som helst problem använder stålramskonstruktioner som grund.

Brister och fördelar med stålramar

Varje rammaterial på marknaden har sina egna nackdelar och styrkor, och stål är inte annorlunda – det finns flera positiva faktorer med stål jämfört med andra material, men det finns också några potentiellt besvärliga faktorer att tänka på. Vi kommer att börja med stålramskonstruktionens fördelar:

• Masstillverkning. När det gäller valet mellan olika material är det viktigt att komma ihåg att stål är ett material som är lättast att massproducera i många olika storlekar och former.
• Inga svagheter orsakade av skadedjur eller insekter. Stål är helt immunt mot den nedbrytning som orsakas av däggdjur eller grävande insekter.
• Hållbarhet. Stål är både starkare och lättare än en typisk trästomme, vilket gör att problemet med hållbarheten försvinner helt och hållet från brädan.
• Motståndskraft mot brand. Stålets brandmotstånd är förstklassigt, med liten eller ingen potentiell brandspridning, och möjligheten att förbättra denna parameter med flamresistenta beläggningar. Men det finns en hake – som vi kommer att gå igenom när det gäller nackdelar.
• Fukt och andra faktorer. Stål är visserligen inte immunt mot olika typer av fukt, men dess motståndskraft mot korrosion är ganska formidabel. Den kan ökas antingen genom att ändra legeringens karaktär eller genom att använda olika beläggningar och behandlingar för att förbättra stålets rostbeständighet – det är otroligt viktigt för specifika konstruktionstyper som broar som ständigt utsätts för olika väderförhållanden.

Det finns dock inget perfekt material – och det gäller även stål, som har sina egna nackdelar och nackdelar. Till exempel:

• Precision är ett krav. När det gäller timmerstommar finns det alltid lite utrymme för justeringar på plats – det kan handla om att skära till delar i storlek, förstärka skarvar med spik och så vidare. Tyvärr kan man inte göra det med stål – alla beräkningar vid ståltillverkning måste vara så exakta som möjligt, eftersom alla delar till en stålram levereras i sin slutliga form på plats. Dessutom har även en enda felberäknad ståldel potential att stoppa hela byggprocessen innan just denna del har skapats på rätt sätt.
• Låg energitillhållning. Stål är visserligen ganska värmebeständigt, men dess värmeledningsförmåga är alldeles för hög för att det ska vara ett effektivt material när det gäller att bevara energin i en byggnad. Detta problem kan delvis avhjälpas genom olika isoleringsåtgärder, men det är fortfarande ett problem som du måste leva med på ett eller annat sätt.
• Många kompletterande strukturer. Stålramkonstruktioner är också ganska beroende av olika bärande konstruktionselement, oavsett om det är isolering, gipsväggar, hölje eller till och med olika träkomponenter. Det ger också en längre byggprocess, men oftast uppväger tidsbesparingar genom prefabricering alla dessa potentiella förseningar.

Stålramar av olika typer

När det gäller själva stålramarna finns det faktiskt flera olika typer av stålramar, och varje typ har sitt eget specifika användningsområde och unika konstruktionsförfaranden. Det finns tre huvudtyper av stålstommar – väggbärande, skelettstommar och stommar med lång spännvidd.

Vägglager Stålstommar är mycket beroende av murverk som stålkonstruktionselementen är förankrade i. Denna konstruktion ska bära upp både den horisontella och vertikala vikten, så spännvidden mellan stöden tenderar att variera mycket – man föredrar balkar med lägre djup, och de ger mer takhöjd, men de ställer också krav på pelaravstånd. Huvudskälet till detta är, återigen, strukturens viktbelastning – och det tätare avståndet mellan bärande pelare kan potentiellt begränsa det fria utrymmet.

Skelett Stålramar är däremot något enklare i jämförelse. Det är fortfarande ett sammankopplat nätverk av pelare och balkar som bär upp hela konstruktionens vikt, men man använder också spandrelbalkar för murade väggar och är i allmänhet mer lämpad för stora konstruktioner med flera våningar mer än något annat.

Långvarig stålramar är en annan något ovanlig typ av stålramar, den här typen handlar mer om stora konstruktioner med enorma krav på avstånd – mer än 12 meter mellan konstruktionsväggar eller balkar. Det är den föredragna konstruktionsmetoden för teatrar, industribyggnader och i stort sett allt annat som kräver tyngre laster och högre bågar.

Träramar och stålramar – vad kostar det?

Även om det finns många andra faktorer som kan beaktas när olika rammaterial ställs mot varandra, finns det en faktor som är viktigare än alla andra – och det är kostnaden för att bygga en ram av ett visst material.

Det är rimligt att säga att alla fördelar med stål uppvägs av dess kostnad – stål kostar utan tvekan mer än trä när det gäller att bygga ramar. För det första är tillverkning av stålramar en extremt omständlig process som kräver en hög kunskapsnivå och erfarenhet på området.

Det är i stort sett därifrån hela denna kostnadsskillnad kommer, inklusive installationskostnader, produktionskostnader och så vidare. Det finns en stor korrigeringsmarginal beroende på stålkvaliteten, komplexiteten hos en struktur som helhet samt många andra faktorer.

Det är också rimligt att säga att när det gäller mindre husstommar (personliga små och medelstora hus) är stål ett dyrare alternativ till trä. Det är inte ovanligt att stålramar kostar flera gånger mer än träramar.

Slutsats

Som du kan se har stålstommar som helhet sina egna användningsområden där de är som bäst – främst i industriella strukturer, byggnader med flera butiker och så vidare. Men vi har också försökt att vara någorlunda objektiva och listat både fördelar och nackdelar med stålramar som helhet, så att ditt beslut är välgrundat och baserat på full kunskap om ämnet.