Οι μεταλλικές κατασκευές αποτελούν μία από τις πρώτες μορφές προκατασκευής, με εντυπωσιακές φυσικές και μηχανικές ιδιότητες και πολλαπλές εφαρμογές.

Μετά την βιομηχανική επανάσταση, κατά την οποία εφευρέθηκαν νέες μέθοδοι κατεργασίας των μετάλλων, επήλθε και επανάσταση στους τρόπους ανοικοδόμησης των κτιρίων. Η δυνατότητα κατασκευής με βιομηχανικές μεθόδους (μαζική παραγωγή και παράλληλη μείωση των κοστολογίων) και μορφοποίησης μεταλλικών ράβδων ποικίλων διατομών (στρόγγυλα, τετράγωνα, μασίφ), αλλά και δημιουργίας ελασμάτων (λαμαρίνες) με μεγάλα μήκη και εμβαδά, έδωσαν τρομερές δυνατότητες στην μόρφωση μεταλλικών σκελετών για την δημιουργία της φέρουσας κατασκευής κτιρίων, μεγάλου όγκου και πολλών ορόφων.

Παράλληλα δόθηκε ώθηση και σε πολλές άλλες κατασκευές, όπως γεφυρών μεγάλου ανοίγματος, αγωγών μεταφοράς φυσικού αερίου, πλατφορμών άντλησης πετρελαίου κλπ. Οι παραδοσιακές μέθοδοι μορφοποίησης των μετάλλων (χυτές και σφυρήλατοι), έδωσαν τη θέση τους σε νέες προηγμένες τεχνολογικά μεθόδους, όπως η έλαση, η έλκυση και η εφέλκυση, με επιτάχυνση του χρόνου κατασκευής, του κόστους, αλλά και της ποιότητας του τελικού προϊόντος.

Θα μπορούσαμε να πούμε, ότι μια από τις πρώτες μορφές προκατασκευής είναι οι μεταλλικές κατασκευές, οι οποίες αντικατέστησαν τις παραδοσιακές βαριές κατασκευές από λιθοδομή, δίνοντας νέες δυνατότητες δημιουργίας χώρων με ελάχιστα φέροντα στοιχεία και όψεις, στις οποίες κυριαρχεί η διαμπερότητα και διαπερατότητα με μεγάλα γυάλινα ανοίγματα. Η μεταλλική κατασκευή θα μπορούσε να ονομασθεί ως ελαφρά προκατασκευή σε σχέση με την βαριά προκατασκευή, η οποία αφορά φέροντα στοιχεία από οπλισμένο σκυρόδεμα (κολώνες, δοκοί, πλάκες, διαδοκίδες). Και στις δύο περιπτώσεις η θεμελίωση και οι υπόγειοι όροφοι κατασκευάζονται από οπλισμένο σκυρόδεμα κατά την κλασσική μέθοδο (χύτευση επί τόπου στο εργοτάξιο).

ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ
Τα μέταλλα με βασικό μειονέκτημα τον υψηλό συντελεστή θερμικής διαστολής και με κύρια πλεονεκτήματα την μεγάλη αντοχή σε θλίψη – εφελκυσμό και το μεγάλο μέτρο ελαστικότητας, έδωσαν διέξοδο για την μελέτη και κατασκευή χώρων μεγάλου εμβαδού με ελάχιστα υποστυλώματα και μεγάλα ύψη, κυρίως για επαγγελματική χρήση (βιομηχανικά – βιοτεχνικά κτίρια, εμπορικά κέντρα, μάρκετ, χώρους πολλαπλών χρήσεων, θέατρα, χώρους αθλητικών δραστηριοτήτων κλπ).

ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ- ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ
Ο χάλυβας (λευκός αργός σίδηρος περιεκτικότητας 3- 3,4 % σε άνθρακα ) εκτόπισε σε μεγάλο βαθμό τα υπόλοιπα μέταλλα, αλλά και τις παραδοσιακές μεθόδους (λίθινη κατασκευή και ξύλινη κατασκευή) για την δημιουργία φερόντων οργανισμών, λόγω των εξαιρετικών πλεονεκτημάτων, όπως:
Ταχύτητα και ακρίβεια στην κατασκευή
Μεγάλες αντοχές
Μικρό βάρος
Ποικιλία μορφολογικών και αισθητικών αναζητήσεων
Ελεγμένη ποιότητα της κατασκευής (ετοιμασία των συναρμολογούμενων μερών σε εργοστασιακό περιβάλλον)
Δυνατότητα μελλοντικών επεκτάσεων, αλλαγών και τροποποιήσεων
Δυνατότητα αποσυναρμολόγησης και αξιοποίησης εκ νέου σε διαφορετικό χώρο και πιθανά με διαφορετική χρήση κτιρίου
Βέβαια θα πρέπει να αναφέρουμε και τα βασικά του μειονεκτήματα όπως:
Την μικρή αντοχή στην φωτιά
Την ευαισθησία στις καιρικές συνθήκες, κυρίως στην υγρασία
Το υψηλότερο κόστος σχετικά με τις συμβατικές κατασκευές από οπλισμένο σκυρόδεμα

ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΜΕΤΑΛΛΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ
Η προστασία των φερόντων μεταλλικών κατασκευών από την φωτιά επιτυγχάνεται με τρεις βασικούς τρόπους:
τον εγκιβωτισμό του Φ.Ο (κυρίως με χυτό ελαφρά οπλισμένο σκυρόδεμα)
την επικάλυψη του Φ.Ο (με πυράντοχα υλικά, όπως τσιμεντοσανίδες, γυψοσανίδες ειδικών προδιαγραφών αντοχής στην φωτιά)
την επάλειψη με ειδικές πυράντοχες βαφές (χρώματα με αντίσταση στην φωτιά τουλάχιστον 60 λεπτά)
Η προστασία της φέρουσας μεταλλικής κατασκευής από την υγρασία και την διάβρωση επιτυγχάνεται με ειδικές επιφανειακές επαλείψεις.

ΤΡΟΠΟΙ ΣΥΝΑΡΜΟΛΟΓΗΣΗΣ
Η προκατασκευή προϋποθέτει την ετοιμασία των επί μέρους μερών στο εργοστάσιο, σε απόλυτα ελεγχόμενες συνθήκες. Η σύνδεση των μερών μεταξύ τους γίνεται επί τόπου στο εργοτάξιο, επί τη βάσει των αναλυτικών κατασκευαστικών σχεδίων της μελέτης. Τα μεγέθη και το βάρος των συναρμολογούμενων τεμαχίων απαιτούν την χρήση ειδικών ανυψωτικών μηχανημάτων, των γερανών, οι οποίοι έχουν δυνατότητες μετακίνησης οριζόντια, κάθετα και υπό γωνία.

Οι τρεις βασικοί τρόποι συναρμολόγησης των επί μέρους μερών της μεταλλικής κατασκευής μεταξύ τους είναι:

  • η ήλωση
  • η κοχλίωση
  • η συγκόλληση

ΤΡΟΠΟΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ
Οι πλέον βασικοί τρόποι κατασκευής – επικάλυψης ενιαίου χώρου με φέρουσα μεταλλική κατασκευή είναι οι παρακάτω:

  • Πλαισιωτή κατασκευή
  • Κατασκευή με ζευκτά – γραμμικά δικτυώματα
  • Κατασκευή με χωροδικτύωμα

Στην περίπτωση πολυωρόφων κτιρίων, τα επίπεδα των ορόφων δημιουργούνται από την ονομαζόμενη σύμμικτη κατασκευή, η οποία περιλαμβάνει κολώνες, δοκάρια, διαδοκίδες από μέταλλο και πλάκες από παραμένοντα ξυλότυπο (λαμαρίνα κυματοειδή)και έκχυτο σκυρόδεμα, ελαφρά οπλισμένο, με την προσθήκη διατμητικών ήλων για το ασφαλές δέσιμο της κατασκευής και την σωστή συνεργασία των δύο υλικών (σκυρόδεμα και χάλυβας).
Βέβαια, η ολοένα αυξανόμενη χρήση της μεταλλικής προκατασκευής για την φέρουσα κατασκευή μεγάλου εμβαδού και όγκου ειδικών, αλλά και πολυώροφων κτιρίων, μικτών χρήσεων (κατοικιών, γραφείων, ξενοδοχείων, εμπορικών και αθλητικών κέντρων κλπ), έδωσε ώθηση στην ανακάλυψη νέων υλικών και τεχνοτροπιών, που δεν χρησιμοποιούνταν παρά ελάχιστα στους συμβατικούς τρόπους κατασκευής.

ΤΟΙΧΟΠΟΙΙΕΣ ΜΕΤΑΛΛΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ
Για την ολοκλήρωση έργων με φέρουσα μεταλλική κατασκευή χρησιμοποιούνται συνήθως συστήματα ξηράς δόμησης, όπως εσωτερικές τοιχοποιίες από πολλών ειδών γυψοσανίδες (πυράντοχη, άνθυγρη κλπ), εξωτερικές τοιχοποιίες από τσιμεντοσανίδες ή ινοσανίδες με πολύ καλή συμπεριφορά απέναντι στην υγρασία και την φωτιά.

Οι κατασκευές αυτές στηρίζονται επίσης σε προκατασκευασμένα στοιχεία, τα οποία στερεώνονται σε δευτερεύοντα μεταλλικό σκελετό από γαλβανισμένες διατομές με ενδιάμεση τοποθέτηση υλικών, τα οποία εξασφαλίζουν την απαιτούμενη θερμομόνωση και ηχομόνωση, με βάση τους ισχύοντες κανονισμούς.
Η εξασφάλιση οπτικής διαπερατότητας εξασφαλίζεται με υαλοπετάσματα, τα οποία στηρίζονται απευθείας στον πρωτεύοντα μεταλλικό σκελετό του κτιρίου ή σε δευτερεύοντα, ο οποίος δημιουργείται για αυτόν ειδικά τον λόγο.

* Ο Κώστας Αδαμάκης είναι PhD αρχιτέκτων μηχανικός και καθηγητής του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας