stålkonstruktioner

Stålkonstruktioner, inden for byggeteknik konstruktioner, hvis bærende elementer alle er udført af stål. Stålets elastiske virkemåde i den almindelige brugstilstand, høj styrke og stor stivhed gør det velegnet som konstruktionsmateriale for bygværker med store spændvidder, eller hvor der er særlige krav til styrke og stivhed. Stålkonstruktioner anvendes derfor til broer med store spændvidder, til haller over store arealer, til tribuner, tage, master, kraner og offshore-konstruktioner.

Stålkonstruktioner har haft en meget synlig udvikling fra den første støbejernsbro over Severnfloden i Storbritannien i 1779 til hængebroen ved Kobe i Japan med næsten 2 km spændvidde i 1998. Bemærkelsesværdige konstruktioner i den mellemliggende periode er Crystal Palace i London (1851), det 300 m høje Eiffeltårn i Paris (1889), Empire State Building med 102 etager i New York (1931), Golden Gate-broen med 1280 m spændvidde ved San Francisco (1937) og de enorme offshore-platforme til olieudvinding fra de sidste årtier af 1900-t. Forbedringer i stålets egenskaber har haft afgørende betydning for udviklingen. Stålet er dog ikke enerådende, og ved projektering foretages tit overvejelser mellem stål og beton. I mange tilfælde udbydes et projekt både i stål og beton, og prisen kan da være afgørende for det endelige valg.

Konstruktionstyperne er talrige. Som eksempler kan nævnes plane gitre som hoveddragerne i den gamle Lillebæltsbro eller i mindre skala tagspær, rumgitre, som kendes fra tage i nyere lufthavnsbygninger, bjælker konstrueret som pladejernsdragere, rammekonstruktioner, buer og hængetage.

Stålkonstruktioner opbygges oftest af profiljern, og de mange profilformer og størrelser gør det muligt at opbygge konstruktioner med en hvilken som helst geometri. Et særtilfælde kendes fra bardunerede master, hvor anvendelse af rundjern i mange tilfælde har vist sig fordelagtigt, da der opnås meget mindre vindlast end med brug af kantede profiler.

Samlingsmetoderne er af stor betydning for udformningen af konstruktionerne. Indtil sidste halvdel af 1900-t. var nitning den fremherskende samlingsform; den er nu afløst af svejsning og boltesamlinger. Herved opnås betydelige besparelser i det totale materialeforbrug og et mere elegant udseende af konstruktionerne.

Stålkonstruktioner kræver en effektiv beskyttelse mod korrosion, idet de ellers kan miste bæreevne. Beskyttelsen kan ske ved overfladebehandling med maling eller galvanisering. Konstruktionerne må udformes, så de muliggør løbende vedligeholdelse, og der må ikke være hulninger, som vandet ikke kan løbe væk fra. Offshore-konstruktioner af stål beskyttes ved påsætning af en anode; derved bliver konstruktionsstålet katode, og metoden kaldes katodisk beskyttelse. De kabelbårne danske motorvejsbroers afstivningsdragere er lukkede kasseprofiler, hvilket sikrer en stor vridningsstivhed. De gennemblæses med en tør luft, hvorved indvendig korrosion forhindres. Primært pga. omkostningerne udføres bærende konstruktioner ikke af rustfrit stål.

Stålkonstruktioners største ulempe ved anvendelse indendørs er deres dårlige egenskaber i tilfælde af brand, idet en kraftig opvarmning bevirker så stor reduktion af flydespændingen, at konstruktionen helt kan miste bæreevnen. Ved husbygningskonstruktioner af stål er det derfor nødvendigt at foretage særlige foranstaltninger mod brand. Det kan bestå i beskyttende lag af materialer med ringe varmeledning eller automatiske sprinkleranlæg.