स्टील फ्रेमचा परिचय

स्टील फ्रेम हे उभ्या स्टीलचे स्तंभ आणि क्षैतिज आय-बीमची "स्केलेटन फ्रेम" असलेली एक इमारत तंत्र आहे, जी इमारतीच्या मजल्या, छत आणि भिंतींना आधार देण्यासाठी आयताकृती ग्रिडमध्ये बांधली जाते जी सर्व फ्रेमला जोडलेली असते.या तंत्राच्या विकासामुळे गगनचुंबी इमारतीचे बांधकाम शक्य झाले.

रोल केलेले स्टील “प्रोफाइल” किंवा स्टीलच्या स्तंभांचा क्रॉस सेक्शन “I” अक्षराचा आकार घेतो.स्तंभाच्या दोन रुंद फ्लॅन्जेस तुळईवरील फ्लॅंजपेक्षा जाड आणि रुंद असतात, ज्यामुळे संरचनेतील संकुचित ताण अधिक चांगल्या प्रकारे सहन करता येतो.स्टीलचे चौरस आणि गोल ट्यूबलर विभाग देखील वापरले जाऊ शकतात, बहुतेकदा काँक्रीटने भरलेले असतात.स्टील बीम बोल्ट आणि थ्रेडेड फास्टनर्सच्या सहाय्याने स्तंभांशी जोडलेले असतात आणि ऐतिहासिकदृष्ट्या rivets द्वारे जोडलेले असतात.स्टील आय-बीमचे मध्यवर्ती “वेब” हे बीममध्ये उद्भवणाऱ्या उच्च वाकण्याच्या क्षणांचा प्रतिकार करण्यासाठी स्तंभाच्या जाळ्यापेक्षा बरेचदा विस्तीर्ण असते.

स्टीलच्या डेकच्या रुंद शीट्सचा वापर स्टील फ्रेमच्या वरच्या भागाला "फॉर्म" किंवा नालीदार साचा म्हणून, काँक्रीट आणि स्टील रीइन्फोर्सिंग बारच्या जाड थराखाली झाकण्यासाठी केला जाऊ शकतो.आणखी एक लोकप्रिय पर्याय म्हणजे प्रीकास्ट कॉंक्रीट फ्लोअरिंग युनिट्सचा मजला ज्यामध्ये काही प्रकारचे काँक्रीट टॉपिंग आहे.बर्‍याचदा कार्यालयीन इमारतींमध्ये, शेवटच्या मजल्याचा पृष्ठभाग काही प्रकारच्या उंचावलेल्या फ्लोअरिंग सिस्टमद्वारे प्रदान केला जातो आणि केबल्स आणि एअर हाताळणी नलिकांसाठी वापरल्या जाणार्‍या चालण्याच्या पृष्ठभागाच्या आणि संरचनात्मक मजल्यामधील शून्यता असते.

फ्रेमला आगीपासून संरक्षित करणे आवश्यक आहे कारण स्टील उच्च तापमानात मऊ होते आणि यामुळे इमारत अंशतः कोसळू शकते.स्तंभांच्या बाबतीत, हे सामान्यतः दगडी बांधकाम, काँक्रीट किंवा प्लास्टरबोर्ड सारख्या अग्निरोधक संरचनेच्या काही स्वरुपात बंद करून केले जाते.बीम काँक्रीट, प्लास्टरबोर्डमध्ये केस केले जाऊ शकतात किंवा आगीच्या उष्णतेपासून पृथक् करण्यासाठी कोटिंगसह फवारणी केली जाऊ शकते किंवा आग-प्रतिरोधक छताच्या बांधकामाद्वारे संरक्षित केले जाऊ शकते.1970 च्या दशकाच्या सुरुवातीपर्यंत, एस्बेस्टॉस तंतूंचे आरोग्य धोके पूर्णपणे समजण्याआधी, अग्निरोधक स्टील संरचनांसाठी एस्बेस्टोस लोकप्रिय सामग्री होती.

इमारतीची बाह्य "त्वचा" विविध प्रकारच्या बांधकाम तंत्रांचा वापर करून आणि विविध प्रकारच्या वास्तुशास्त्रीय शैलींचा वापर करून फ्रेमवर अँकर केली जाते.हवामानापासून स्टीलचे संरक्षण करण्यासाठी फ्रेम झाकण्यासाठी विटा, दगड, प्रबलित काँक्रीट, आर्किटेक्चरल काच, शीट मेटल आणि फक्त पेंट वापरण्यात आले आहेत.
कोल्ड-फॉर्म्ड स्टील फ्रेम्सला लाइटवेट स्टील फ्रेमिंग (LSF) असेही म्हणतात.

गॅल्वनाइज्ड स्टीलच्या पातळ शीट्सला स्ट्रक्चरल किंवा नॉन-स्ट्रक्चरल बिल्डिंग मटेरियल म्हणून वापरण्यासाठी स्टीलच्या स्टडमध्ये तयार केले जाऊ शकते जे दोन्ही निवासी, व्यावसायिक आणि औद्योगिक बांधकाम प्रकल्पांमध्ये (चित्रात) बाह्य आणि विभाजन भिंतींसाठी वापरतात.खोलीचा आकार क्षैतिज ट्रॅकसह स्थापित केला जातो जो प्रत्येक खोलीची रूपरेषा तयार करण्यासाठी मजला आणि छतावर अँकर केला जातो.उभ्या स्टड्सची मांडणी ट्रॅकमध्ये केली जाते, साधारणपणे 16 इंच (410 मिमी) अंतरावर, आणि वरच्या आणि खालच्या बाजूस बांधलेले असते.

निवासी बांधकामात वापरलेली विशिष्ट प्रोफाइल म्हणजे सी-आकाराचा स्टड आणि U-आकाराचा ट्रॅक आणि इतर विविध प्रोफाइल.फ्रेमिंग सदस्य साधारणपणे 12 ते 25 गेजच्या जाडीमध्ये तयार केले जातात.हेवी गेज, जसे की 12 आणि 14 गेज, सामान्यतः जेव्हा अक्षीय भार (सदस्याच्या लांबीच्या समांतर) जास्त असतात तेव्हा वापरले जातात, जसे की लोड-बेअरिंग बांधकामात.मध्यम-जड गेज, जसे की 16 आणि 18 गेज, सामान्यतः जेव्हा अक्षीय भार नसतात परंतु जड पार्श्व भार (सदस्याला लंब) असतात जसे की बाह्य भिंतीचे स्टड ज्यांना किनारपट्टीवर चक्रीवादळ-बल वाऱ्याच्या भारांचा प्रतिकार करणे आवश्यक असते तेव्हा वापरले जाते.लाइट गेज, जसे की 25 गेज, सामान्यतः जेथे अक्षीय भार नसतात आणि अतिशय हलके पार्श्व भार वापरतात जसे की आतील बांधकामात जेथे सदस्य खोल्यांमधील भिंती पाडण्यासाठी फ्रेमिंगचे काम करतात.वॉल फिनिश स्टडच्या दोन फ्लॅंज बाजूंना अँकर केले जाते, ज्याची जाडी 1+1⁄4 ते 3 इंच (32 ते 76 मिमी) पर्यंत असते आणि वेबची रुंदी 1+5⁄8 ते 14 इंच (41) पर्यंत असते. 356 मिमी पर्यंत).विद्युत वायरिंगसाठी प्रवेश प्रदान करण्यासाठी आयताकृती विभाग वेबवरून काढले जातात.

स्टील मिल्स गॅल्वनाइज्ड शीट स्टीलचे उत्पादन करतात, कोल्ड-फॉर्म्ड स्टील प्रोफाइलच्या निर्मितीसाठी आधारभूत सामग्री.शीट स्टील नंतर फ्रेमिंगसाठी वापरल्या जाणार्‍या अंतिम प्रोफाइलमध्ये तयार केले जाते.ऑक्सिडेशन आणि गंज टाळण्यासाठी शीट्स झिंक लेपित (गॅल्वनाइज्ड) असतात.स्टील फ्रेमिंग स्टीलच्या उच्च शक्ती-ते-वजन गुणोत्तरामुळे उत्कृष्ट डिझाइन लवचिकता प्रदान करते, ज्यामुळे ते लांब अंतरापर्यंत पसरू देते आणि वारा आणि भूकंपाच्या भारांना देखील प्रतिकार करते.

स्टील-फ्रेम केलेल्या भिंती उत्कृष्ट थर्मल आणि ध्वनिक गुणधर्म प्रदान करण्यासाठी डिझाइन केल्या जाऊ शकतात - शीत-निर्मित स्टील वापरताना विशिष्ट विचारांपैकी एक म्हणजे थर्मल ब्रिजिंग बाहेरील वातावरण आणि आतील कंडिशन्ड स्पेस दरम्यान भिंत प्रणालीवर होऊ शकते.थर्मल ब्रिजिंगला स्टील फ्रेमिंगसह बाह्यरित्या निश्चित इन्सुलेशनचा थर स्थापित करून संरक्षित केले जाऊ शकते - सामान्यत: 'थर्मल ब्रेक' म्हणून संदर्भित.

स्टडमधील अंतर सामान्यत: डिझाइन केलेल्या लोडिंग आवश्यकतांवर अवलंबून घराच्या बाहेरील आणि अंतर्गत भिंतींच्या मध्यभागी 16 इंच असते.ऑफिस सुट्समध्ये लिफ्ट आणि पायऱ्यांच्या विहिरी वगळता सर्व भिंतींच्या मध्यभागी अंतर 24 इंच (610 मिमी) असते.

संरचनात्मक कामांसाठी लोखंडाऐवजी स्टीलचा वापर सुरुवातीला मंद होता.पहिली लोखंडी फ्रेम असलेली इमारत, डिथरिंग्टन फ्लॅक्स मिल, 1797 मध्ये बांधली गेली होती, परंतु 1855 मध्ये बेसेमर प्रक्रियेच्या विकासापर्यंत पोलाद उत्पादन मोठ्या प्रमाणात वापरल्या जाणार्‍या सामग्रीसाठी पुरेसे कार्यक्षम बनले नव्हते.स्वस्त स्टील्स, ज्यात उच्च तन्य आणि संकुचित सामर्थ्य आणि चांगली लवचिकता होती, सुमारे 1870 पासून उपलब्ध होते, परंतु मुख्यतः अल्कधर्मी अयस्कांपासून पोलाद तयार करण्याच्या समस्यांमुळे, लोखंडावर आधारित बांधकाम उत्पादनांची बहुतांश मागणी रॉट आणि कास्ट आयर्नने भागवली.या समस्या, मुख्यतः फॉस्फरसच्या उपस्थितीमुळे, सिडनी गिलख्रिस्ट थॉमस यांनी 1879 मध्ये सोडवल्या.

1880 पर्यंत विश्वासार्ह सौम्य स्टीलवर आधारित बांधकामाचे युग सुरू झाले नाही.त्या तारखेपर्यंत स्टील्सची गुणवत्ता योग्यरित्या सुसंगत बनली होती.[1]

1885 मध्ये पूर्ण झालेली होम इन्शुरन्स बिल्डिंग, स्केलेटन फ्रेम बांधणीचा वापर करणारी पहिली इमारत होती, ज्याने तिच्या दगडी बांधणीचे लोड बेअरिंग फंक्शन पूर्णपणे काढून टाकले.या प्रकरणात, लोखंडी स्तंभ फक्त भिंतींमध्ये एम्बेड केलेले आहेत, आणि त्यांची भार वहन क्षमता दगडी बांधकामाच्या क्षमतेपेक्षा दुय्यम असल्याचे दिसून येते, विशेषत: वाऱ्याच्या भारांसाठी.युनायटेड स्टेट्समध्ये, पहिली स्टील फ्रेम असलेली इमारत शिकागोमधील रँड मॅकनॅली इमारत होती, जी 1890 मध्ये उभारली गेली.