Vorteile verschiedener Stahlprofile

Wie oft achten wir auf die geometrische Form der im Bauwesen verwendeten Stahlprofile, und erkennen Sie die Bedeutung der Form? All die Stahldesign und Bauvorschriften weltweit identifizieren einige gebräuchliche Formen, die als Stahlbauteil verwendet werden sollen. Diese Abschnitte sind durch ihr Querschnittsformprofil gekennzeichnet. Im Folgenden werden einige häufig verwendete Abschnitte aufgeführt.

ABSCHNITTSTYP	ZAHL
Ich forme / W Form / H Form
C-Form / Kanäle
L Form / Winkel
T-Form
Quadrat, Rechteckig, und runder hohler Strukturabschnitt (HSS)

Warum brauchen wir verschiedene Abschnittsarten??

Nachdem Sie die obige Liste durchgesehen haben, man könnte sich fragen, Warum müssen wir das formen? Stahlprofile in verschiedene Formen, Verwenden Sie stattdessen feste Formen (rechteckig, quadratisch, kreisförmige oder andere Polygone)? Um den Grund zu kennen, Wir müssen ein wenig über die Lastanwendungen verstehen, Strukturphänomene auf Element ausgesetzt, Parameter, die die strukturelle Kapazität eines Elements steuern.

Die häufigsten Lastanwendungen, die bei der Konstruktion auftreten, umfassen eine oder eine Kombination der folgenden:

• Punktlasten
• Gleichmäßig verteilte Lasten
• Moment / direktes Biegen
• Drehung

Abhängig von Art und Art der Lastanwendung (en), Ein Mitglied ist einem oder einer Kombination von Strukturphänomenen ausgesetzt, wie z:

• Kompression
• Spannung
• Scheren
• Biegung
• Drehung

Um ein Mitglied gegen die oben genannten Phänomene zu beurteilen, Es gibt nur wenige Parameter (einschließlich, aber nicht beschränkt auf) die den angebotenen Widerstand anzeigen, wie z:

• Querschnittsfläche
• Gesamttiefe
• Dicke des Netzes, Flansch / e, und Beine
• Trägheitsmoment und / oder Abschnittsmodul
• Torsionskonstante

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Zurückkreisen, um einen festen Abschnitt in verschiedene Stahlprofile zu formen; Basierend auf mehreren Lastkombinationen wird eine Last aufgebracht, Strukturphänomene ausgesetzt und Widerstandsparameter erforderlich, Vollprofile werden geformt und zu verschiedenen Formprofilen konfiguriert. Das Formen eines festen Abschnitts zu Formprofilen trägt dazu bei, ein hohes Verhältnis von Material zu Kapazität zu erreichen. So, Stahlverbrauch sparen (Volumen und Gewicht).

Hier gehen wir kurz auf jeden Abschnittstyp ein. Wir analysieren jeden Abschnittstyp anhand von Konstruktionskriterien, Vorteile in Bezug auf Benutzerfreundlichkeit und Formprofil.

Ich forme / W Form / H Form

Das Formprofil dieses Abschnitts ähnelt dem Alphabet „I“ oder „H“.. W-Form ist die gebräuchliche Notation in AISC Steel Bauanleitung für diese Art von Abschnitt. Dieser Abschnitt wird für alle Arten von Lastkombinationen verwendet, außer reine Rotation. Dieser Abschnitt ist sehr effizient zu widerstehen (in Ordnung) Biegung, und Komprimierung. Die häufigsten Verwendungen dieses Abschnitts sind Balken / Träger, Spalten in Gebäuden und Brücken.

Leistungen

• Hohe Stahlkonservierung im Vergleich zu massiven rechteckigen oder quadratischen Abschnitten.
• Universelles Mitglied - kann für die meisten Anwendungen von Strukturelementen verwendet werden.
• Große Auswahl an verfügbaren Abschnitten in Stahlkonstruktionshandbüchern, ermöglicht eine optimale strukturelle Gestaltung.
• Bietet gute Kompatibilität für Verbindungen zu anderen primären oder sekundären Mitgliedern.

Nachteile

• Kann nicht in X-X-Richtung geladen werden, da der Abschnitt im Vergleich zur Y-Y-Richtung nur eine sehr geringe strukturelle Kapazität bietet.
• Bietet weniger Torsionswiderstand, da es ein offener Abschnitt ist.

C-Form / Kanäle

Das Formprofil dieses Abschnitts ähnelt dem Alphabet „C“.; daher nennen wir sie C-Form. Kanal ist die gebräuchliche Notation in AISC Stahlkonstruktion Handbuch für diese Art von Abschnitt Dieser Abschnitt wird hauptsächlich für Anwendungen mit gleichmäßiger Lastverteilung und geringem Moment / Biegung verwendet. Dieser Abschnitt ist sehr effizient, um als sekundäres Bauteil verwendet zu werden, bei dem die Belastung auf andere primäre Bauteile übertragen wird. Die häufigsten Verwendungen von C-Form / Kanälen als sekundäres Strukturelement sind Querträger, die den Boden tragen, Pfetten für Dachstühle, Stollen im Wandrahmen, Stützelemente für Deckenbaugruppen, etc.

Leistungen

• Idealer Ersatz für die I-Form, wenn die Biegung kein kritischer Faktor ist, fast die Hälfte des Stahls sparen.
• Bietet eine hohe strukturelle Kapazität bei Verwendung eines Systems mit mehreren Mitgliedern. Ex. Bodenbalken-System, Pfetten im Dachstuhl, etc.
• Kann hintereinander platziert werden, um einen virtuellen I-Form-Abschnitt zu erstellen.
• Bietet eine gute Kompatibilität für die Verbindung mit anderen Stahlbauteilen und Beton- / Ziegeloberflächen.

Nachteile

• Sehr instabil beim Laden ohne Aussteifung des oberen Flansches, aufgrund unsymmetrischer Geometrie in der Y-Y-Achse.
• Nicht für schwere Lasten geeignet.

L Form / Winkel

Das Formprofil dieses Abschnitts ähnelt dem Alphabet „L“.; daher nennen wir sie L-Form. Dieser Abschnitt wird auch als "Winkel" bezeichnet, wie im AISC Steel Construction Manual angegeben, und auch aufgrund seiner Machbarkeit, Winkelverbindungen aufzunehmen. Dieser Abschnitt wird häufig für Punktlastanwendungen verwendet, um Scherfestigkeit zu widerstehen, Spannung und Kompression. Dieser Abschnitt passt perfekt als Verbindungselement, Hauptkomponente eines aufgebauten Mitglieds usw.. Die häufigsten Verwendungen dieses Abschnitts sind Verbindungen zwischen I-Formen und / oder anderen Formen, Aussteifung in Fachwerkelementen, Akkorde, Latten und / oder Schnürsenkel des Aufbauteils, Membranelemente im Brückenträgersystem, Bahnversteifungselemente für I-förmige Abschnitte, etc.

Leistungen

• Bietet eine hohe strukturelle Kapazität in Verbindungen, um der Schraube zwischen Bolzen und Schweißnaht zu widerstehen.
• Sehr bevorzugt als Stützelement für Traversen, da sie eine gute Kombination der axialen Biegekapazität bieten (Spannung / Kompression).
• Kann hintereinander platziert werden, um einen virtuellen T-förmigen Abschnitt zu erstellen.

Nachteile

• Unsymmetrische Geometrie in X-X- und Y-Y-Richtung.
• Sehr niedriges Material-/Strukturkapazitätsverhältnis angeboten, im Vergleich zu anderen Formabschnitten

T-Form / Strukturelle T-Stücke

Das Formprofil dieses Abschnitts ähnelt dem Alphabet „T“.; daher nennen wir sie T-Form. Structural Tee ist eine gebräuchliche Bezeichnung im AISC Steel Construction Manual für diesen Abschnittstyp. Dieser Abschnitt wird normalerweise durch Entfernen des unteren Flansches von Standard-I-Formen getrennt. Dieser Abschnitt kann für alle Lastanwendungen verwendet werden, die dem I-förmigen Abschnitt ähnlich sind. Diese Form bietet eine signifikante Biegekapazität auf der Flanschseite im Vergleich zur Nichtflanschseite. Die häufigsten Verwendungen dieses Abschnitts sind Verbindungselemente zwischen I-Formen oder anderen Formen, Sekundärträgerelemente (Stürze), Akkordelement in Fachwerken und primäres Mitglied des aufgebauten Elements, Endmembranelemente im Brückenträgersystem usw..

Leistungen

• Idealer Ersatz für I-förmige Abschnitte, bei denen eine einseitige Biegung nicht signifikant ist, oder um die Gesamttiefe des Elements zu verringern.
• Bietet hohe axiale - Biegekapazität im Vergleich zur L-Form, aufgrund der Stegtiefe und Symmetrie.

Nachteile

• Kann nicht in X-X-Richtung geladen werden, da der Abschnitt im Vergleich zur Y-Y-Richtung nur eine sehr geringe strukturelle Kapazität bietet.
• Sehr begrenzte Anwendungen aufgrund unsymmetrischer Geometrie um die X-X-Achse.

Quadrat, Rechteckig, und runder hohler Strukturabschnitt (HSS)

Der hohle Strukturabschnitt (HSS) wird durch Stahlrohre in den Formen erhalten Quadrat, Rechteckig und Rund/Rund. Dieser Abschnitt ist eine geschlossene Klasse, im Vergleich zu anderen oben diskutierten Abschnitten. Dieser Abschnitt eignet sich hervorragend für Punktlasten und Rotationen. Dieser Abschnitt bietet eine hohe strukturelle Kapazität gegen Kompression und Torsion. Die häufigsten Verwendungen dieses Abschnitts sind Struktursäulen, Wellen, etc.

Leistungen

• Bietet einen hohen Torsionswiderstand im Vergleich zu I., C., L., und T-Formen.
• Bietet hohe strukturelle Kapazität in beide Richtungen (X-X und Y-Y) im Vergleich zu mir, C., L., und T-Formen.
• Kann als Mantel für Betonsäulen verwendet werden, um die axiale Kapazität zu erhöhen.
• Relativ günstiges Gewicht:Kapazitätsverhältnis (in axial)

Nachteile

• Wird aufgrund des höheren Stahlverbrauchs im Vergleich zu einem äquivalenten I-förmigen Abschnitt nicht häufig als Biegeelement verwendet.
• Anschlüsse wie Schrauben sind schwer zu installieren, da ist der abschnitt geschlossen.

Fazit

Andere Formabschnitte, die auch als Stahlelement verwendet werden, sind Rohrabschnitte, Plattenabschnitt, und Balkenabschnitte. Basierend auf der obigen Diskussion können wir nun die Unterschiede zwischen verschiedenen Formabschnitten verstehen, ihre relativen Vorteile, ihre strukturellen Stärken usw.. Ein optimales strukturelles Design umfasst alle oben genannten einzelnen Formabschnitte, die korrekt ausgewählt werden müssen, Entwickelt, um Lasten in der gesamten Struktur richtig zu tragen und zu übertragen.

Das nächste Mal sehen wir verschiedene Stahlprofile im Bau, Wir wissen jetzt, warum eine bestimmte Form als verwendet wird Bauteil. Wir können auch die Bedeutung des Formprofils des Abschnitts in der verstehen Tragwerksplanung und Konstruktion.

Sam Carigliano
CEO und Mitbegründer von SkyCiv
BEng (Bürgerlich), BCom
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