સ્ટીલ ફ્રેમનો પરિચય

સ્ટીલ ફ્રેમ એ ઊભી સ્ટીલના સ્તંભો અને આડી I-બીમની "હાડપિંજર ફ્રેમ" સાથેની બિલ્ડિંગ તકનીક છે, જે બિલ્ડિંગના માળ, છત અને દિવાલોને ટેકો આપવા માટે લંબચોરસ ગ્રીડમાં બાંધવામાં આવે છે જે તમામ ફ્રેમ સાથે જોડાયેલ છે.આ તકનીકના વિકાસથી ગગનચુંબી ઇમારતનું નિર્માણ શક્ય બન્યું.

રોલ્ડ સ્ટીલ "પ્રોફાઇલ" અથવા સ્ટીલ કૉલમનો ક્રોસ વિભાગ "I" અક્ષરનો આકાર લે છે.સ્તંભના બે પહોળા ફ્લેંજ બીમ પરના ફ્લેંજ કરતાં વધુ જાડા અને પહોળા હોય છે, જેથી બંધારણમાં સંકુચિત તાણનો વધુ સારી રીતે સામનો કરી શકાય.સ્ટીલના સ્ક્વેર અને રાઉન્ડ ટ્યુબ્યુલર સેક્શનનો પણ ઉપયોગ કરી શકાય છે, જે ઘણીવાર કોંક્રિટથી ભરેલા હોય છે.સ્ટીલના બીમ બોલ્ટ અને થ્રેડેડ ફાસ્ટનર્સ વડે સ્તંભો સાથે જોડાયેલા હોય છે અને ઐતિહાસિક રીતે રિવેટ્સ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.સ્ટીલ I-બીમનું કેન્દ્રિય "વેબ" બીમમાં બનતી ઊંચી બેન્ડિંગ ક્ષણોનો પ્રતિકાર કરવા માટે ઘણી વખત કૉલમ વેબ કરતાં પહોળું હોય છે.

સ્ટીલ ડેકની પહોળી શીટ્સનો ઉપયોગ સ્ટીલ ફ્રેમની ટોચને "ફોર્મ" અથવા લહેરિયું મોલ્ડ તરીકે આવરી લેવા માટે, કોંક્રિટ અને સ્ટીલ રિઇન્ફોર્સિંગ બારના જાડા સ્તરની નીચે કરી શકાય છે.અન્ય લોકપ્રિય વિકલ્પ એ પ્રીકાસ્ટ કોંક્રિટ ફ્લોરિંગ એકમોનું માળખું છે જેમાં અમુક પ્રકારના કોંક્રિટ ટોપિંગ છે.ઘણી વખત ઓફિસ બિલ્ડીંગોમાં, અંતિમ માળની સપાટી અમુક પ્રકારની ઊંચી ફ્લોરિંગ સિસ્ટમ દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે જેમાં કેબલ અને એર હેન્ડલિંગ ડક્ટ્સ માટે વૉકિંગ સપાટી અને માળખાકીય ફ્લોર વચ્ચેનો ખાલીપો હોય છે.

ફ્રેમને આગથી સુરક્ષિત રાખવાની જરૂર છે કારણ કે સ્ટીલ ઊંચા તાપમાને નરમ પડે છે અને તેના કારણે ઇમારત આંશિક રીતે પડી શકે છે.સ્તંભોના કિસ્સામાં આ સામાન્ય રીતે ચણતર, કોંક્રીટ અથવા પ્લાસ્ટરબોર્ડ જેવા અગ્નિ પ્રતિરોધક માળખાના અમુક સ્વરૂપમાં તેને બંધ કરીને કરવામાં આવે છે.બીમને કોંક્રીટ, પ્લાસ્ટરબોર્ડમાં કેસ કરી શકાય છે અથવા તેને આગની ગરમીથી સુરક્ષિત કરવા માટે કોટિંગથી છાંટવામાં આવી શકે છે અથવા તેને આગ-પ્રતિરોધક છત બાંધકામ દ્વારા સુરક્ષિત કરી શકાય છે.એસ્બેસ્ટોસ 1970 ના દાયકાની શરૂઆત સુધી એસ્બેસ્ટોસ ફાઇબરના સ્વાસ્થ્યના જોખમોને સંપૂર્ણ રીતે સમજાય તે પહેલા સુધી સ્ટીલના માળખાને ફાયરપ્રૂફ કરવા માટે એક લોકપ્રિય સામગ્રી હતી.

ઇમારતની બાહ્ય "ત્વચા" વિવિધ બાંધકામ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને અને સ્થાપત્ય શૈલીઓની વિશાળ વિવિધતાને અનુસરીને ફ્રેમ પર લંગરવામાં આવે છે.સ્ટીલને હવામાનથી બચાવવા માટે ફ્રેમને આવરી લેવા માટે ઈંટો, પથ્થર, પ્રબલિત કોંક્રિટ, આર્કિટેક્ચરલ ગ્લાસ, શીટ મેટલ અને ખાલી પેઇન્ટનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે.
કોલ્ડ-ફોર્મ્ડ સ્ટીલ ફ્રેમને લાઇટવેઇટ સ્ટીલ ફ્રેમિંગ (LSF) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

રેસિડેન્શિયલ, કોમર્શિયલ અને ઔદ્યોગિક બાંધકામ પ્રોજેક્ટ્સ (ચિત્રમાં) બંને બાહ્ય અને પાર્ટીશન દિવાલો માટે માળખાકીય અથવા બિન-માળખાકીય મકાન સામગ્રી તરીકે ઉપયોગ કરવા માટે ગેલ્વેનાઈઝ્ડ સ્ટીલની પાતળી શીટ્સ ઠંડા હોઈ શકે છે.રૂમનું પરિમાણ એક આડા ટ્રેક સાથે સ્થાપિત થયેલ છે જે દરેક રૂમની રૂપરેખા માટે ફ્લોર અને છત પર લંગર છે.વર્ટિકલ સ્ટડ્સ ટ્રેકમાં ગોઠવાયેલા હોય છે, સામાન્ય રીતે 16 ઇંચ (410 મીમી)ના અંતરે હોય છે, અને ઉપર અને નીચેથી જોડાયેલા હોય છે.

રહેણાંક બાંધકામમાં વપરાતી લાક્ષણિક પ્રોફાઇલ્સ સી-આકારનો સંવર્ધન અને U-આકારનો ટ્રેક અને અન્ય વિવિધ પ્રોફાઇલ્સ છે.ફ્રેમિંગ સભ્યો સામાન્ય રીતે 12 થી 25 ગેજની જાડાઈમાં ઉત્પન્ન થાય છે.હેવી ગેજ, જેમ કે 12 અને 14 ગેજ, સામાન્ય રીતે જ્યારે અક્ષીય લોડ (સભ્યની લંબાઈની સમાંતર) વધારે હોય ત્યારે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જેમ કે લોડ-બેરિંગ બાંધકામમાં.મધ્યમ-ભારે ગેજ, જેમ કે 16 અને 18 ગેજ, સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાય છે જ્યારે ત્યાં કોઈ અક્ષીય ભાર ન હોય પરંતુ ભારે લેટરલ લોડ્સ (સભ્યને લંબરૂપ) હોય છે જેમ કે બાહ્ય દિવાલ સ્ટડ કે જેને દરિયાકાંઠે વાવાઝોડા-બળના પવનના ભારનો પ્રતિકાર કરવાની જરૂર હોય છે.પ્રકાશ ગેજ, જેમ કે 25 ગેજ, સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાય છે જ્યાં કોઈ અક્ષીય લોડ ન હોય અને ખૂબ જ હળવા લેટરલ લોડ હોય જેમ કે આંતરિક બાંધકામમાં જ્યાં સભ્યો ઓરડાઓ વચ્ચેની દિવાલોને તોડવા માટે ફ્રેમિંગ તરીકે કામ કરે છે.દિવાલની પૂર્ણાહુતિ સ્ટડની બે ફ્લેંજ બાજુઓ પર લંગરવામાં આવે છે, જે 1+1⁄4 થી 3 ઈંચ (32 થી 76 મીમી) જાડાઈ સુધી બદલાય છે, અને વેબની પહોળાઈ 1+5⁄8 થી 14 ઈંચ (41) સુધીની હોય છે. થી 356 મીમી).ઇલેક્ટ્રિકલ વાયરિંગની ઍક્સેસ પ્રદાન કરવા માટે લંબચોરસ વિભાગોને વેબ પરથી દૂર કરવામાં આવે છે.

સ્ટીલ મિલો ગેલ્વેનાઈઝ્ડ શીટ સ્ટીલનું ઉત્પાદન કરે છે, જે કોલ્ડ-ફોર્મ્ડ સ્ટીલ પ્રોફાઇલ્સના ઉત્પાદન માટે આધાર સામગ્રી છે.શીટ સ્ટીલ પછી ફ્રેમિંગ માટે ઉપયોગમાં લેવાતી અંતિમ પ્રોફાઇલ્સમાં રોલ-રચના થાય છે.ઓક્સિડેશન અને કાટને રોકવા માટે શીટ્સ ઝીંક કોટેડ (ગેલ્વેનાઈઝ્ડ) છે.સ્ટીલના ઊંચા સ્ટ્રેન્થ-ટુ-વેઇટ રેશિયોને કારણે સ્ટીલ ફ્રેમિંગ ઉત્તમ ડિઝાઇન લવચીકતા પૂરી પાડે છે, જે તેને લાંબા અંતર સુધી ફેલાવવા માટે પરવાનગી આપે છે અને પવન અને ધરતીકંપના ભારને પણ પ્રતિકાર કરે છે.

સ્ટીલ-ફ્રેમવાળી દિવાલો ઉત્તમ થર્મલ અને એકોસ્ટિક ગુણધર્મો પ્રદાન કરવા માટે ડિઝાઇન કરી શકાય છે - ઠંડા-રચિત સ્ટીલનો ઉપયોગ કરતી વખતે એક વિશિષ્ટ વિચારણા એ છે કે થર્મલ બ્રિજિંગ બહારના વાતાવરણ અને આંતરિક કન્ડિશન્ડ જગ્યા વચ્ચે દિવાલ સિસ્ટમમાં થઈ શકે છે.થર્મલ બ્રિજિંગને સ્ટીલ ફ્રેમિંગ સાથે બાહ્ય રીતે નિશ્ચિત ઇન્સ્યુલેશનના સ્તરને સ્થાપિત કરીને સુરક્ષિત કરી શકાય છે - જેને સામાન્ય રીતે 'થર્મલ બ્રેક' તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

ડિઝાઇન કરેલ લોડિંગ આવશ્યકતાઓને આધારે ઘરની બાહ્ય અને આંતરિક દિવાલો માટે સ્ટડ્સ વચ્ચેનું અંતર સામાન્ય રીતે કેન્દ્રમાં 16 ઇંચનું હોય છે.ઓફિસ સ્યુટમાં એલિવેટર અને દાદરના કૂવા સિવાયની તમામ દિવાલો માટે મધ્યમાં 24 ઇંચ (610 mm) અંતર છે.

માળખાકીય હેતુઓ માટે લોખંડને બદલે સ્ટીલનો ઉપયોગ શરૂઆતમાં ધીમો હતો.સૌપ્રથમ આયર્ન-ફ્રેમવાળી ઇમારત, ડિથરિંગ્ટન ફ્લેક્સ મિલ, 1797માં બાંધવામાં આવી હતી, પરંતુ 1855માં બેસેમર પ્રક્રિયાના વિકાસ સુધી સ્ટીલનું ઉત્પાદન વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રી તરીકે સ્ટીલ માટે પૂરતું કાર્યક્ષમ બન્યું ન હતું.સસ્તી સ્ટીલ્સ, જેમાં ઉચ્ચ તાણયુક્ત અને સંકુચિત શક્તિઓ અને સારી નમ્રતા હતી, તે લગભગ 1870 થી ઉપલબ્ધ હતા, પરંતુ ઘડાયેલ અને કાસ્ટ આયર્ન લોખંડ આધારિત મકાન ઉત્પાદનોની મોટાભાગની માંગને સંતોષવાનું ચાલુ રાખ્યું, મુખ્યત્વે આલ્કલાઇન અયસ્કમાંથી સ્ટીલનું ઉત્પાદન કરવાની સમસ્યાઓને કારણે.આ સમસ્યાઓ, મુખ્યત્વે ફોસ્ફરસની હાજરીને કારણે, સિડની ગિલક્રિસ્ટ થોમસ દ્વારા 1879 માં ઉકેલવામાં આવી હતી.

તે 1880 સુધી ન હતું કે વિશ્વસનીય હળવા સ્ટીલ પર આધારિત બાંધકામનો યુગ શરૂ થયો.તે તારીખ સુધીમાં ઉત્પાદિત સ્ટીલ્સની ગુણવત્તા વ્યાજબી રીતે સુસંગત બની ગઈ હતી.[1]

1885 માં પૂર્ણ થયેલ હોમ ઇન્સ્યોરન્સ બિલ્ડીંગ, હાડપિંજર ફ્રેમ બાંધકામનો ઉપયોગ કરનાર સૌપ્રથમ હતું, જેણે તેના ચણતરના ક્લેડીંગના લોડ બેરિંગ કાર્યને સંપૂર્ણપણે દૂર કર્યું હતું.આ કિસ્સામાં લોખંડના સ્તંભો માત્ર દિવાલોમાં જડેલા હોય છે, અને તેમની ભાર વહન ક્ષમતા ચણતરની ક્ષમતા કરતા ગૌણ હોય છે, ખાસ કરીને પવનના ભાર માટે.યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં, પ્રથમ સ્ટીલ ફ્રેમવાળી ઇમારત શિકાગોમાં રેન્ડ મેકનાલી બિલ્ડીંગ હતી, જે 1890 માં બાંધવામાં આવી હતી.