הצגת מסגרת הפלדה

מסגרת פלדה היא טכניקת בנייה עם "מסגרת שלד" של עמודי פלדה אנכיים וקורות I אופקיות, הבנויות ברשת מלבנית לתמיכה ברצפות, גג וקירות הבניין המחוברים כולם למסגרת.התפתחות הטכניקה הזו אפשרה את בניית גורד השחקים.

"פרופיל" הפלדה המגולגל או חתך הרוחב של עמודי פלדה לובשים צורה של האות "I".שני האוגנים הרחבים של עמוד עבים ורחבים יותר מהאוגנים על קורה, כדי לעמוד טוב יותר בלחץ הלחיצה במבנה.ניתן להשתמש גם בקטעי צינור מרובעים ועגולים של פלדה, לרוב מלאים בבטון.קורות פלדה מחוברות לעמודים עם ברגים ומחברי הברגה, ומחוברים היסטורית על ידי מסמרות.ה"רשת" המרכזית של קורת ה-I הפלדה היא לרוב רחבה יותר מרשת עמודים כדי להתנגד לרגעי הכיפוף הגבוהים יותר המתרחשים בקורות.

ניתן להשתמש ביריעות רחבות של סיפון פלדה כדי לכסות את החלק העליון של מסגרת הפלדה כתבנית "צורה" או גלית, מתחת לשכבה עבה של מוטות חיזוק בטון ופלדה.חלופה פופולרית נוספת היא רצפה של יחידות ריצוף בטון טרומי עם צורה כלשהי של ציפוי בטון.לעתים קרובות בבנייני משרדים, משטח הרצפה הסופי מסופק על ידי צורה כלשהי של מערכת ריצוף מוגבהת כאשר החלל בין משטח ההליכה לרצפה המבנית משמש עבור כבלים ותעלות טיפול באוויר.

יש להגן על המסגרת מאש מכיוון שהפלדה מתרככת בטמפרטורה גבוהה והדבר עלול לגרום לקריסה חלקית של המבנה.במקרה של העמודים הדבר נעשה בדרך כלל על ידי עטיפתו במבנה כלשהו עמיד בפני אש כגון בנייה, בטון או גבס.הקורות עשויות להיות מכוסות בבטון, גבס או ריסוס בציפוי לבידוד מחום האש או שניתן להגן עליהן על ידי קונסטרוקציית תקרה חסינת אש.אסבסט היה חומר פופולרי לאיטום מבני פלדה עד לתחילת שנות ה-70, לפני שהסיכוני הבריאותי של סיבי אסבסט הובנו במלואם.

ה"עור" החיצוני של המבנה מעוגן למסגרת תוך שימוש במגוון טכניקות בנייה ובעקבות מגוון עצום של סגנונות אדריכליים.לבנים, אבן, בטון מזוין, זכוכית אדריכלית, מתכת ופשוט צבע שימשו לכיסוי המסגרת כדי להגן על הפלדה מפני מזג האוויר.
מסגרות פלדה בצורת קר ידועות גם בשם מסגרות פלדה קלות (LSF).

יריעות דקות של פלדה מגולוונת ניתנות לצורה קרה לכדי חתיכים מפלדה לשימוש כחומר בנייה מבני או לא מבני עבור קירות חיצוניים ומחיצות כאחד בפרויקטי בנייה למגורים, מסחריים ותעשייתיים (בתמונה).מימד החדר נקבע עם מסילה אופקית המעוגנת לרצפה ולתקרה כדי לשרטט כל חדר.החתיכים האנכיים מסודרים במסילות, בדרך כלל במרווחים של 16 אינץ' (410 מ"מ) זה מזה, ומהודקים בחלק העליון והתחתון.

הפרופילים האופייניים המשמשים בבנייה למגורים הם החתך בצורת C והמסילה בצורת U, ועוד מגוון פרופילים אחרים.איברי מסגור מיוצרים בדרך כלל בעובי של 12 עד 25 ג'וג'.מדידים כבדים, כגון 12 ו-14, משמשים בדרך כלל כאשר עומסים צירים (מקבילים לאורך האיבר) גבוהים, כגון בבנייה נושאת עומס.מדדים בינוניים-כבדים, כגון 16 ו-18 ג'ורג', משמשים בדרך כלל כאשר אין עומסים צירים אלא עומסים רוחביים כבדים (מאונך לאיבר) כגון חתיכים לקירות חיצוניים שצריכים לעמוד בפני עומסי רוח בכוח הוריקן לאורך החופים.מדדי אור, כגון 25, משמשים בדרך כלל כאשר אין עומסים צירים ועומסים רוחביים קלים מאוד, כגון בבנייה פנימית שבה האיברים משמשים כמסגר לקירות מחורצים בין החדרים.גימור הקיר מעוגן לשני צידי האוגן של החתך, שנע בין 1+1⁄4 ל-3 אינץ' (32 עד 76 מ"מ), ורוחב הרשת נע בין 1+5⁄8 ל-14 אינץ' (41). עד 356 מ"מ).חלקים מלבניים מוסרים מהרשת כדי לספק גישה לחיווט חשמלי.

מפעלי פלדה מייצרים פלדה מגולוונת, חומר הבסיס לייצור פרופילי פלדה בצורת קר.לאחר מכן נוצרת גליל פלדה לפרופילים הסופיים המשמשים למסגור.היריעות מצופות אבץ (מגולוון) למניעת חמצון וקורוזיה.מסגרות פלדה מספקות גמישות עיצובית מעולה הודות ליחס החוזק-משקל הגבוה של הפלדה, המאפשר לה להתפרש על פני מרחקים ארוכים, וגם לעמוד בעומסי רוח ורעידות אדמה.

ניתן לעצב קירות עם מסגרת פלדה כך שיציעו תכונות תרמיות ואקוסטיות מצוינות - אחד השיקולים הספציפיים בעת בנייה באמצעות פלדה בצורת קר הוא שגישור תרמי יכול להתרחש על פני מערכת הקירות בין הסביבה החיצונית לחלל הפנימי הממוזג.ניתן להגן מפני גישור תרמי על ידי התקנת שכבת בידוד קבועה חיצונית לאורך מסגרת הפלדה - המכונה בדרך כלל 'הפסקה תרמית'.

המרווח בין חתיכים הוא בדרך כלל 16 אינץ' במרכז עבור קירות חיצוניים ופנימיים של הבית בהתאם לדרישות הטעינה המעוצבות.בסוויטות משרדיות המרווח הוא 24 אינץ' (610 מ"מ) במרכז עבור כל הקירות למעט בארות מעליות וגרם מדרגות.

השימוש בפלדה במקום ברזל למטרות מבניות היה בתחילה איטי.הבניין הראשון עם מסגרת ברזל, דיתרינגטון פשתן טחנת, נבנה בשנת 1797, אך רק בפיתוח תהליך בסמר בשנת 1855, ייצור הפלדה נעשה יעיל מספיק כדי שהפלדה תהיה חומר בשימוש נרחב.פלדות זולות, בעלות חוזק מתיחה ולחיצה גבוהים וגמישות טובה, היו זמינות משנת 1870 לערך, אך ברזל יצוק ויצוק המשיכו לספק את רוב הביקוש למוצרי בנייה מבוססי ברזל, בעיקר בשל בעיות בייצור פלדה מעפרות אלקליות.בעיות אלו, שנגרמו בעיקר מנוכחות זרחן, נפתרו על ידי סידני גילכריסט תומס ב-1879.

רק בשנת 1880 החל עידן של בנייה המבוססת על פלדה עדינה אמינה.עד לתאריך זה, איכות הפלדות המיוצרות הפכה עקבית למדי.[1]

בניין ביטוח הבית, שהושלם בשנת 1885, היה הראשון שהשתמש בבניית מסגרת שלד, והסיר לחלוטין את הפונקציה נושאת העומס של חיפוי הבנייה שלו.במקרה זה עמודי הברזל רק משובצים בקירות, ונראה כי יכולת נשיאת העומס שלהם היא משנית ליכולת הבנייה, במיוחד עבור עומסי רוח.בארצות הברית, הבניין הראשון עם מסגרת פלדה היה בניין ראנד מקנאלי בשיקגו, שהוקם ב-1890.