Stahlbau - Steel building

Stahlgebäude auf einem Bauernhof in Shenandoah County, Virginia .

Ein Stahlgebäude ist eine Metallkonstruktion , die mit Stahl für die innere Stütze und für die Außenverkleidung hergestellt wird, im Gegensatz zu Stahlrahmengebäuden, die im Allgemeinen andere Materialien für Böden, Wände und Außenhüllen verwenden. Stahlgebäude werden für eine Vielzahl von Zwecken verwendet, darunter Lager, Arbeitsräume und Wohnräume. Sie werden je nach Verwendungszweck in bestimmte Typen eingeteilt.

Geschichte

Die kleine Basilika San Sebastián (1891) in Manila

Stahlbauten gewannen erstmals im frühen 20. Jahrhundert an Popularität. Ihre Verwendung verbreitete sich während des Zweiten Weltkriegs und weitete sich nach dem Krieg deutlich aus, als Stahl verfügbarer wurde. Stahlbauten haben sich, teilweise aufgrund der Kosteneffizienz, weitgehend durchgesetzt. Der Anwendungsbereich hat sich mit verbesserten Materialien, Produkten und Konstruktionsmöglichkeiten mit der Verfügbarkeit von computergestützter Konstruktionssoftware erweitert.

Vorteile

Stahl bietet gegenüber anderen Baumaterialien wie Holz mehrere Vorteile :

  • Stahl ist strukturell einwandfrei und wird nach strengen Spezifikationen und Toleranzen hergestellt.
  • Überschüssiges Material ist zu 100 % recycelbar.
  • Stahl verzieht, knickt, verdreht oder verbiegt sich nicht leicht und ist daher leicht zu modifizieren und bietet Designflexibilität. Stahl ist auch einfach zu installieren.
  • Stahl ist kostengünstig und schwankt selten im Preis .
  • Stahl ermöglicht eine verbesserte Konstruktionsqualität und weniger Wartung und bietet gleichzeitig verbesserte Sicherheit und Widerstandsfähigkeit.
  • Bei der Ausbreitung von Schimmel und Mehltau im Wohnbau minimiert die Verwendung von Stahl diesen Befall. Schimmel braucht zum Wachsen feuchtes, poröses Material. Stahlbolzen haben diese Probleme nicht.

Nachteile

  • Wärmeleitfähigkeit: Berechnungen zeigen, dass der Steg eines 18-Gauge-Stahlbolzens etwa 31-mal dünner ist als ein „Zwei-by“-Holzbolzen; Stahl leitet Wärme jedoch 310-mal effizienter als Holz. Als Nettoergebnis leitet ein "Zwei-by"-Stahlbolzen 10-mal mehr Wärme als ein "zwei-by"-Holzbolzen.
  • Korrosion: Fehlerhafte Konstruktion führt zur Korrosion von Eisen und Stahl in Gebäuden.
  • Kann sich bei Bränden verbiegen.

Typen

Einige gängige Arten von Stahlgebäuden sind "gerade Wände" und "Bogen" oder Nissen- oder Quonset-Hütte . Weiterhin kann der Strukturtyp als lichte Spannweite oder Mehrfachspannweite klassifiziert werden. Ein Gebäude mit lichter Spannweite hat keine tragenden Stützen (zB Stützen) im bewohnten Innenraum.

Geradwandig und Bogentyp beziehen sich auf die äußere Form des Gebäudes. Allgemeiner gesagt handelt es sich bei beiden um strukturelle Bogenformen, wenn sie auf einer starren Rahmenstruktur beruhen. Gebogene Dachkonstruktionen werden jedoch typischerweise mit dem Begriff Bogen in Verbindung gebracht.

Stahlbogengebäude können für bestimmte Anwendungen kosteneffizient sein. Sie werden häufig in der Landwirtschaft verwendet. Gebäude mit geraden Wänden bieten im Vergleich zu Bogengebäuden mehr nutzbare Fläche. Sie lassen sich auch leichter in bestehende Architekturen integrieren. Gebäude mit geraden Wänden werden häufig für gewerbliche, industrielle und viele andere Nutzungsarten verwendet.

Die lichte Spannweite bezieht sich auf die innere Konstruktion. Stahlgebäude mit freier Spannweite verwenden große obenliegende Tragbalken, wodurch der Bedarf an internen Stützsäulen reduziert wird. Stahlgebäude mit freier Spannweite sind in der Regel weniger kosteneffizient als Konstruktionen mit Innenstützen. Andere praktische Erwägungen können jedoch die Auswahl des Rahmenstils beeinflussen, wie beispielsweise eine Belegung, bei der innere strukturelle Hindernisse unerwünscht sind (zB Flugzeughangars oder Sportarenen).

Long Bay-Gebäude sind für den Einsatz in Buchten von über 35 Fuß ausgelegt. Sie verwenden vorgefertigte Metallrahmen in Kombination mit herkömmlichen Unterzügen, um größere Öffnungen und Durchgänge in Gebäuden zu ermöglichen.

Komponenten

Gebäudeteile, die vor dem Versand an die Baustelle werkstattmontiert werden, werden im Allgemeinen als vorgefertigt bezeichnet . Die kleineren Stahlgebäude sind in der Regel vorgefertigt oder einfach genug, um von jedem gebaut zu werden. Die Vorfertigung bietet den Vorteil, dass sie weniger kostspielig ist als herkömmliche Methoden und umweltfreundlicher ist (da vor Ort kein Abfall anfällt). Die größeren Stahlbauten erfordern Baufacharbeiter, wie Hüttenarbeiter , ordnungsgemäße und sichere Montage zu gewährleisten.

Es gibt fünf Haupttypen von Strukturbauteilen, aus denen ein Stahlrahmen besteht – Zugstäbe, Druckstäbe, Biegestäbe, kombinierte Kraftstäbe und ihre Verbindungen. Zugglieder werden normalerweise als Steg- und Gurtglieder in Fachwerken und offenen Stegstahlträgern gefunden. Im Idealfall tragen Zugglieder nur Zugkräfte oder Zugkräfte, und ihre Endverbindungen werden als verstiftet angenommen. Stiftverbindungen verhindern, dass ein Moment (Drehung) oder Scherkräfte auf das Element ausgeübt werden. Kompressionselemente werden auch als Säulen, Streben oder Pfosten betrachtet. Sie sind vertikale Stäbe oder Steg- und Gurtstäbe in Fachwerken und Balken, die unter Druck stehen oder gequetscht werden. Biegeelemente werden auch als Balken, Träger, Balken, Zwickel, Pfetten, Stürze und Girts bezeichnet. Jedes dieser Elemente hat seine eigene strukturelle Anwendung, aber typischerweise tragen Biegeelemente Biegemomente und Scherkräfte als Primärlasten und Axialkräfte und Torsion als Sekundärlasten. Kombinierte Kraftglieder werden allgemein als Balken-Säulen bezeichnet und unterliegen Biegung und axialer Kompression. Verbindungen bringen das gesamte Gebäude zusammen. Sie verbinden diese Mitglieder miteinander und müssen sicherstellen, dass sie zusammen als eine Einheit funktionieren.

Siehe auch

Externe Links

Verweise