Челични оквир је грађевинска техника са „скелетним оквиром“ од вертикалних челичних стубова и хоризонталних И-греда, конструисаних у правоугаоној мрежи да подупире подове, кров и зидове зграде који су сви причвршћени за оквир.Развој ове технике омогућио је изградњу небодера.
Ваљани челични „профил“ или попречни пресек челичних стубова има облик слова „И“.Две широке прирубнице стуба су дебље и шире од прирубница на греди, како би боље издржале напрезање при притиску у структури.Могу се користити и квадратни и округли цевасти профили од челика, често испуњени бетоном.Челичне греде су повезане са стубовима вијцима и навојним причвршћивачима, а историјски спојене заковицама.Централна „мрежа“ челичне И-греде је често шира од мреже стуба да би се одупрла већим моментима савијања који се јављају у гредама.
Широки лимови челичне плоче могу се користити за покривање врха челичног оквира као „форма“ или валовитог калупа, испод дебелог слоја бетона и челичних арматурних шипки.Још једна популарна алтернатива је под од монтажних бетонских подних јединица са неким обликом бетонског прелива.Често у пословним зградама, завршна подна површина је обезбеђена неким обликом система подигнутих подова са празнином између површине за ходање и структуралног пода која се користи за каблове и канале за вентилацију.
Оквир треба заштитити од пожара јер челик омекшава на високој температури и то може проузроковати делимично урушавање зграде.У случају стубова, то се обично ради тако што се обложе у неки облик структуре отпорне на ватру, као што је зид, бетон или гипсане плоче.Греде могу бити обложене бетоном, гипсаним плочама или попрскане премазом за изолацију од топлоте ватре или се могу заштитити плафонском конструкцијом отпорном на ватру.Азбест је био популаран материјал за ватроотпорност челичних конструкција све до раних 1970-их, пре него што су здравствени ризици азбестних влакана били потпуно схваћени.
Спољашња „кожа“ зграде је усидрена за оквир коришћењем различитих техника градње и пратећи велики избор архитектонских стилова.Цигла, камен, армирани бетон, архитектонско стакло, лим и једноставно фарба коришћени су за покривање оквира како би се челик заштитио од временских прилика.
Хладно обликовани челични оквири познати су и као оквири од лаких челика (ЛСФ).
Танки лимови од поцинкованог челика могу се хладно формирати у челичне клинове за употребу као структурални или неструктурни грађевински материјал за спољне и преградне зидове у стамбеним, комерцијалним и индустријским грађевинским пројектима (на слици).Димензија просторије је одређена хоризонталном стазом која је усидрена за под и плафон да би оцртала сваку просторију.Вертикални клинови су распоређени у шине, обично распоређени на удаљености од 16 инча (410 мм) и причвршћени на врху и на дну.
Типични профили који се користе у стамбеној изградњи су клин у облику слова Ц и шина у облику слова У, као и низ других профила.Елементи оквира се генерално производе у дебљини од 12 до 25 гауба.Тешки мерачи, као што су 12 и 14, обично се користе када су аксијална оптерећења (паралелно са дужином члана) велика, као што је у носећој конструкцији.Средње тешки мерачи, као што су 16 и 18, обично се користе када не постоје аксијална оптерећења, већ велика бочна оптерећења (управно на елемент) као што су спољни зидни клинови који треба да се одупру оптерећењима ветра услед ураганске силе дуж обала.Лагани мерачи, као што је мерач 25, се обично користе тамо где нема аксијалних оптерећења и веома малих бочних оптерећења, као што је у унутрашњој конструкцији где елементи служе као оквир за одлагање зидова између просторија.Завршна обрада зида је причвршћена за две прирубничке стране клина, која варира од 1+1⁄4 до 3 инча (32 до 76 мм) дебљине, а ширина мреже се креће од 1+5⁄8 до 14 инча (41 до 356 мм).Правоугаони делови су уклоњени са мреже да би се омогућио приступ електричним инсталацијама.
Жељезаре производе поцинчани челични лим, основни материјал за производњу хладно обликованих челичних профила.Челични лим се затим ваљањем обликује у завршне профиле који се користе за уоквиривање.Листови су поцинковани (поцинковани) како би се спречила оксидација и корозија.Челични оквир пружа одличну флексибилност дизајна због високог односа чврстоће и тежине челика, што му омогућава да се протеже на велике удаљености, а такође је отпоран на оптерећења ветра и земљотреса.
Зидови са челичним оквиром могу бити пројектовани тако да нуде одличне термичке и акустичке особине – једно од специфичних разматрања када се гради од хладно обликованог челика је да се топлотни мостови могу појавити преко система зидова између спољашњег окружења и унутрашњег климатизованог простора.Од топлотних мостова се може заштитити постављањем слоја спољашње фиксиране изолације дуж челичног оквира – који се обично назива 'термички прекид'.
Размак између клинова је обично 16 инча у средини за спољашње и унутрашње зидове куће у зависности од пројектованих захтева за оптерећење.У канцеларијским апартманима размак је 24 инча (610 мм) у средини за све зидове осим за лифтове и степеништа.
Употреба челика уместо гвожђа у структурне сврхе је у почетку била спора.Прва зграда са гвозденим оквиром, Дитхерингтон Флак Милл, изграђена је 1797. године, али је тек развојем Бесемеровог процеса 1855. производња челика постала довољно ефикасна да челик буде широко коришћен материјал.Јефтини челици, који су имали високу затезну и тлачну чврстоћу и добру дуктилност, били су доступни од око 1870. године, али ковано и ливено гвожђе и даље је задовољавало већину потражње за грађевинским производима на бази гвожђа, углавном због проблема производње челика из алкалних руда.Ове проблеме, изазване углавном присуством фосфора, решио је Сидни Гилкрист Томас 1879.
Тек 1880. године почиње ера изградње засноване на поузданом меком челику.До тог датума је квалитет челика који се производи постао прилично доследан.[1]
Зграда кућног осигурања, завршена 1885. године, била је прва која је користила конструкцију скелетног оквира, потпуно уклонивши функцију носивости своје зидане облоге.У овом случају гвоздени стубови су само уграђени у зидове, а њихова носивост изгледа да је секундарна у односу на капацитет зида, посебно код оптерећења ветром.У Сједињеним Државама, прва зграда са челичним оквиром била је Ранд МцНалли Буилдинг у Чикагу, подигнута 1890. године.
Време поста: 06.06.2022