Teräksestä valmistetut konttitalot käyttävät usein korkean lujuuden materiaaleja, kuten ASTM A572 -luokan terästä, joka kestää myötörajoja 50–65 ksi välillä. Käytännössä tämä tarkoittaa noin 35 prosenttia vähemmän painoa verrattuna tavallisiin hiiliteräsvaihtoehtoihin, mutta rakenteen vakaus säilyy silti ehjänä. Näiden kevyempien rakenteiden ansiosta voidaan luoda suurempia avoimia tiloja ja useita kerroksia ilman, että rakennuksen sisällä tarvitaan niin monia kantavia pylväitä. Vuoden 2023 Ponemonin tutkimuksen mukaan nämä teräsrungot kestävät jopa 130 mailin tunnissa puhaltelevia tuulia sekä maanjäristyksiä, joiden kiihtyvyysvoimat saavuttavat 0,3g:n. Tämäntyyppinen kestävyys tekee niistä erityisen hyviä vaihtoehtoja rakennettaessa alueilla, joilla esiintyy luonnonkatastrofeja tai äärimmäisiä sääoloja.
Galvanoitu teräs saa suojauskykynsä sinkkikerroksen ansiosta, joka on muodostunut metallin pinnalle ja joka estää tehokkaasti korroosiota tavallisissa sääoloissa. Useimpien ihmisten täytyy kuitenkin huoltaa sitä noin viidenkymmenen vuoden välein. Corten-teräs toimii eri tavalla kehittämällä ajan myötä oman suojakerroksensa, joka itse asiassa parantuu vaurioitumisen jälkeen. Tämä tekee siitä huomattavasti paremman vaihtoehdon ilmankorrosiolle verrattuna tavalliseen hiiliteräkseen, erityisesti rannikkoalueilla, joissa suolainen ilma aiheuttaa ongelmia. Testit osoittavat, että Corten-teräs kestää noin neljästä kahdeksaan kertaa paremmin kuin tavalliset vaihtoehdot ISO:n mukaan raskaissa rannikkoympäristöissä (luokka C4). Käyttöikä venyy noin kaksikymmenviiteen tai kolmeenkymmeneen vuoteen ennen kuin huolto tarvitaan. Vaikka Corten-teräksellä on tyypillisesti korkeampi hinta, yleensä 25–35 % enemmän verrattuna galvanoidun teräksen 12–18 %:n hintalippuun, monet rakentajat suosivat silti galvanoituja materiaaleja projekteissa, joissa budjetti on tärkein tekijä ja korrosio ei ole suuri ongelma. Alan asiantuntijat huomauttavat usein, kuinka Corten maksaa itsensä selvästi takaisin pitkällä aikavälillä rakenteissa, jotka sijaitsevat kosteilla rannikkoalueilla, joissa muut materiaalit pettäisivät aiemmin.
Teräs on yhtälaatuinen stressissä, koska sen elastinen modulus on noin 29 000 ksi ja lämpölaajentuminen on 6,5-12,8 mikromisullia tuumaa kohti Fahrenheittiä kohti. Jopa erittäin alhaisissa lämpötiloissa, kuten -40 asteessa Fahrenheittiä, korkean lujuuden teräs säilyttää noin 85 prosenttia taipumiskykynsä rikkomatta, mikä on paljon parempi kuin alumiinin noin 52 prosenttia. Tämä tarkoittaa, että teräs ei hajoa helposti jäätymisolosuhteissa. Kun aine lämmitetään noin 200 asteeseen, materiaali taipuu vain alle 15 senttiä. Kaikki nämä ominaisuudet tekevät teräspalveluista kiinnitettäviä säiliöitä huomattavasti vakaiksi, riippumatta lämpötilan vaihtelusta -58 astetta aina normaalitoimintaa varten 150 astetta Fahrenheittiin asti.
Siirtyminen luokasta 36 luokkaan 50 teräkseen antaa noin 20 %:n parannuksen kuormituskapasiteettiin ja mahdollistaa valmistajille seinien teon noin 1/8 tuuman ohuempina, mikä on ratkaisevaa taittuvien liitosten valmistuksessa. Korkeammat luokat, kuten luokka 65 ja sitä korkeammat, aiheuttavat vaikeuksia, koska niissä tarvitaan erittäin tarkkoja hitsausmenetelmiä välttääkseen ongelmia vedyn halkeilun kanssa valmistuksen aikana. Vuoden 2024 Materials Performance -julkaisun mukaan luokka 50 toimii parhaiten useimmilla sovellusalueilla, koska se tarjoaa hyvän tasapainon vetolujuuden (noin 70–100 ksi) ja modulaaristen asuntorakenteiden valmistuksessa tarvittavien käytännön ominaisuuksien välillä ilman liiallisia tuotantovaikeuksia.
Rannikko- ja kosteissa ilmastoissa suolaiset haihtumat kiihdyttävät teräksen korroosiota 5–10 kertaa verrattuna sisämaahan. Erityissuojaus on välttämätöntä. Vuonna 2023 julkaistun merikelpoisten pinnoitteiden suuntaviivojen tutkimuksen mukaan epoksi-polyuretaani-hybridi-pinnoitteet vähentävät ruostumista 92 % viiden vuoden ajan jatkuvan suolavesialtistumisen jälkeen, mikä merkittävästi pidentää käyttöikää aggressiivisissa ympäristöissä.
Monikerroksiset pinnoitejärjestelmät, jotka yhdistävät sinkkipitoiset esipinnakkeet (50–80 µm) UV-kestäviin päällystekerrokseen, toimivat paremmin kuin yksinkertaiset pinnoitteet. Polyuretaanipinnoitteet säilyttävät 98 %:n tarttuvuuden yli 1 000 tunnin kosteusvaihteluiden jälkeen, kun taas epoksi-kerrokset estävät mikrorysämiin syntymistä rakenteellisen rasituksen alaisuudessa, tarjoten kestävän suojauksen rasituskohtiin.
Kuumasinkitys luo sinkki-rauta-seoksen, joka tarjoaa 75–100 vuoden suoja-ajan lievissä ilmastoissa. Jauhemaalaukset lisäävät 20–30 % paksuempia, huokoettomia kerroksia verrattuna nestemaisiin maaleihin, mikä parantaa kestävyyttä. Naarmuuntumisvastus vaihtelee koostumuksen mukaan ja on tyypillisesti 3H–7H lyijykynäkovuutta, jolloin ne soveltuvat kulumisalttiisiin käyttökohteisiin oikein valittuina.
Puolivuosittaiset tarkastukset hitsauksista ja taitekohdista ovat ratkaisevan tärkeitä, koska 78 % korroosiovioista alkaa käsitemättömistä reunoista. ISO 12944 -standardin mukaisten pinnoitteiden uudelleenlevitys joka 8–12 vuosi varmistaa, että pinnan heikkeneminen pysyy alle 5 %:ssa, myös pH 3–11:n altistustilanteissa, säilyttäen rakenteen eheyden vuosikymmenien ajan.
ASTM A572 -luokan teräskehykset tarjoavat vaikuttavia myötörajoja, jotka vaihtelevat noin 50–65 ksi:n välillä, mutta säilyttävät silti riittävän joustavuuden tehokkaaseen maanjäristysten käsittelyyn. Vuonna 2021 julkaistu materiaalitekniikan tutkimus osoittaa, että kun hitsausliitoksia valmistetaan HSLA-teräksellä modulaarirakentamisessa tavallisen hiiliteräksen sijaan, nämä liitokset kestävät noin 18–23 prosenttia suurempaa kuormitusta ennen rikkoutumista. Käytännön väsymystestit ovat osoittaneet vähimmäisliikettä liitoksissa – alle puoli millimetriä edes siirtymää, vaikka rakenteet olisivat altistuneet noin 200 tunnin simuloidulle tienkuljetukselle. Tämä tarkoittaa, että näillä materiaaleilla rakennetut rakenteet eivät muodosta tai siirry paikoiltaan kuljetuksen aikana, mikä on ratkaisevan tärkeää monissa teollisuuden sovelluksissa, joissa rakenteellinen eheys on ylläpidettävä koko kuljetuksen ajan.
Hydraulinen taittumisjärjestelmä sisältää kaksiaakseliset napit ja 10 mm:n teräsvahvistelevyt, jotka jakavat painon tehokkaammin kuin perinteiset järjestelmät. Zhangin ja kollegoiden vuonna 2016 tekemän tutkimuksen mukaan tämä rakenne vähentää pistekuormituksen aiheuttamaa jännitystä noin yhdellä kolmasosalla. Kun järjestelmiä on testattu elementtimallinnuksella, ne säilyvät stabiileina jopa 3 200 kilogrammaa neliömetriä kohti olevassa lumikuormassa, mikä on itse asiassa 40 % korkeampi kuin mitä useimmissa rakennusmääräyksissä vaaditaan. Niiden erityinen hyöty isoihin rakenteisiin liittyy edistyneeseen kuorman siirtoteknologiaan. Järjestelmät voivat laajeta tasaisesti 20 jalasta aina 60 jalkaan saakka samalla kun ne säilyttävät poikittaissuuntaisen jäykkyysominaisuutensa – asia, jossa monet kilpailijat kamppailevat.
Näiden rakenteiden kestokokeet osoittavat, että kylmämuovatuista ontelo-profiileista valmistettujen teräksisistä taittuvien konttitalojen rakenne säilyttää noin 92 % alkuperäisestä lujuudestaan, vaikka niitä olisi käytetty jo 500 asennusjaksoa. Saranaliitokset on tehty S355J2+N-säänsietoteräksestä, mikä materiaalivalinta mahdollistaa luonnollisten suojaavien hapettumiskerrosten muodostumisen ajan myötä. Laboratoriotulosten mukaan nämä kerrokset vähentävät halkeamien etenemistä noin kaksi kolmasosaa. Kaikkien näiden jaksojen jälkeen ultraäänitarkastukset osoittavat vain vähäistä kulumista – liikkuvissa osissa paksuuden menetys on alle puoli tuhannesosaa prosenttia. Tämä kestävyys tekee konteista soveltuvia useisiin toistuviin projekteihin rakenteellisen eheyden heikentyessä vähän tai ei lainkaan.
Teräksisistä taittuvista konttitaloista tehtyjen rakennusten tuulensuojat ovat saaneet UL 580 -tuuliponnistusluokan 90 sertifioinnin ja kestävät jopa 150 mph (noin 240 km/h) tuulen. Kiinnitysliitosten teräsrakenteet säilyttävät rakenteellisen yhtenäisyytensä myös luokan 4 hurrikaanien olosuhteissa, mikä on vahvistettu ISO 17025 -akkreditoiduissa laboratorioissa.
Korkean lujuuden runkorakenne kestää yli 40 psf (ASCE 7-22) suuruisia tuulipaineita, ja taitetut liitokset näyttävät alle 2 mm taipumaa hurrikaanimaisissa tuulisimulaatioissa. Aerodynaamiset katon kaltevuuskulmat vähentävät tuuliponnistusta 30 % tasokattoihin verrattuna, parantaen rakenteen kokonaisvakautta.
6:12 jyrkkyydellä varustetut katot irrottavat lunta tehokkaasti kuormilla jopa 70 psf, ylittäen IRC:n vaatimukset raskaiden lumivyöhykkeiden osalta. Kolmikerroksiset galvanoidut teräslevyt sisältävät jatkuvia lämpökatkoja estämässä jäätymisongelmia, parantaen toimintakykyä pakkasoloissa.
Ohjatut laajeneliitokset sietävät jopa 120 °F:n päivittäisiä lämpötilan vaihteluita, rajoittaen rakenteellista liikettä alle 5 mm:ään 40 jalan yksiköissä. Pintapinnoitetut pinnat heijastavat 85 % auringonsäteilystä, vähentäen lämmön absorptiota ja säilyttäen mittojen vakautta aavikoilla.
12-yksikön konttiasuinrakennus Miamiissa selvisi hurrikaanista Ian (2022) 145 mph:n tuulien keskellä ilman rakenteellisia muodonmuutoksia. Tapahtuman jälkeisissä tarkastuksissa kirjattiin kiinnikkeiden vioittumisprosentiksi alle 0,1 % noin 2 800 liitoskohdassa, mikä osoittaa käytännön kestävyyden.
Pohjaiskunvaimennetuilla teräskonteilla on 58 % vähäisempi seismisen energian siirtyminen kiinteisiin pohjarakenteisiin verrattuna, kuten vuoden 2023 kestävyystutkimus osoitti. Momenttikestävät kehärakenteet noudattavat IBC:n maanjäristyssuunnittelun luokkaa E ja saavuttavat 0,5 %:n välipohjasiirtymärajan.
Luokan 50 teräskomponentit venyvät 18 % ennen rikkoutumistaan, sitoen kolme kertaa enemmän seismistä energiaa kuin jäykät betonirakenteet. Modulaariset liitokset sallivat jopa 15°:n pyörimisliikkeen rakenteellisen eheyden vaarantumatta, mikä parantaa selviytymismahdollisuuksia maanjäristyksessä.
Kitkakäyräisolointilaitteet vähentävät huippukiihtyvyyksiä lattioilla 65 %:lla voimakkaiden maanjäristysten alueilla (ASCE 7-16). Ruuviperustat, jotka on asennettu 30° kulmassa, kestävät 25 000 lb:n nostovoiman, tarjoten luotettavan ankkuroinnin mäkeisillä tai epästabiileilla alueilla.
EN
