Leichte Stahlkonstruktionen und schwere Stahlkonstruktionen sind zwei gängige Struktursysteme im Baubereich, jedes mit einzigartigen Eigenschaften und Anwendungsszenarien. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Erweiterung dieser beiden Struktursysteme:
I. Eigenschaften und Anwendungen leichter Stahlkonstruktionen
Bei Bausystemen für leichte Stahlkonstruktionen werden hauptsächlich hoch{0}effizienter Baustahl und hoch{1}effiziente Funktionsmaterialien verwendet, wie etwa warm-gewalzte leichte H--Träger, leichte geschweißte Stahlprofile, hochfrequenzgeschweißte Stahlprofile, kalt{5}geformte dünn{6}wandige Stahlprofile, dünne Stahlplatten und dünn{7}wandige Stahlrohre. Diese Materialien weisen nicht nur eine hohe Festigkeit auf, sondern sind auch leicht, was den Transport und die Installation erleichtert. Leichte Stahlkonstruktionen gibt es in verschiedenen Formen, darunter leichte Portalstahlrahmenhäuser, kaltgeformte dünnwandige Stahlkonstruktionen und Stahlrohrkonstruktionen.
Leichte Stahlkonstruktionen wurden zunächst vor allem für Gebäude mit relativ geringen Lasten und Spannweiten eingesetzt, beispielsweise für kleine Lagerhallen und einfache Fabrikhallen. Seit den 1980er Jahren hat sich der Anwendungsbereich leichter Stahlkonstruktionen jedoch erheblich erweitert und sie werden heute häufig in Lagerhäusern, Büros, Industrieanlagen, Sportanlagen und vielen anderen Gebäudetypen eingesetzt. Leichte Stahlkonstruktionen werden unter Berücksichtigung der Festigkeit nach dem Knicken der Stege entworfen, was den Bedarf an Versteifungsrippen reduziert und somit den Stahlverbrauch senkt. Leichte Stahlkonstruktionen eignen sich grundsätzlich für Krane mit einer Tonnage von weniger als 20 Tonnen. Für Kräne mit großer-Tonnage sind schwere Stahlkonstruktionen erforderlich, um ausreichende Sicherheit zu gewährleisten.
II. Eigenschaften und Anwendungen schwerer Stahlkonstruktionen
Schwere Stahlkonstruktionen werden hauptsächlich in Gebäuden verwendet, die große Lasten tragen und große Spannweiten haben, wie zum Beispiel große petrochemische Anlagen, große Maschinenschmiedewerke, Hafenanlagen, Stadien mit großer Spannweite, Ausstellungszentren sowie Hoch- oder Superhochhäuser mit Stahlkonstruktionen. Diese Gebäude erfordern eine höhere strukturelle Stabilität und Tragfähigkeit, daher sind die verwendeten Materialien und Komponenten dicker und stärker.
III. Definition von leichten und schweren Stahlkonstruktionen
Es gibt keine klare Grenze zwischen leichten und schweren Stahlkonstruktionen. In praktischen Anwendungen können Konstrukteure und Projektmanager anhand verschiedener Faktoren bestimmen, ob eine Struktur aus Leicht- oder Schwerstahl besteht. Zu diesen Faktoren gehören:
1. Tragfähigkeit des Krans: Wenn die Tragfähigkeit größer oder gleich 25 Tonnen ist, handelt es sich im Allgemeinen um eine schwere Stahlkonstruktion.
2. Stahlverbrauch pro Quadratmeter: Wenn der Stahlverbrauch pro Quadratmeter größer oder gleich 50 kg/m² ist, kann es sich um eine schwere Stahlkonstruktion handeln.
3. Dicke der Hauptbestandteil-Stahlplatten: Wenn die Dicke der Hauptbestandteil-Stahlplatten größer oder gleich 10 mm ist, kommt dies bei leichten Stahlkonstruktionen relativ selten vor.
4. Weitere Referenzwerte: Dazu gehören Kosten pro Quadratmeter, maximales Bauteilgewicht, maximale Spannweite, Bauform, Traufhöhe usw. Diese können alle als empirische Daten zur Bestimmung dienen, ob ein Fabrikgebäude aus schwerem oder leichtem Stahl besteht.
5. Nationale Normen und technische Dokumente: Tatsächlich kommt der Begriff „Schwerstahl“ in nationalen Normen und technischen Dokumenten nicht vor. Um sie von leichten Stahlkonstruktionen zu unterscheiden, wäre es möglicherweise angemessener, allgemeine Stahlkonstruktionen als „normalen Stahl“ zu bezeichnen. Gewöhnliche Stahlkonstruktionen haben einen weiten Anwendungsbereich und umfassen verschiedene Stahlkonstruktionen unabhängig von der Tragfähigkeit und umfassen sogar viele Aspekte leichter Stahlkonstruktionen.
6. Definition von Leichtstahl: Auch Leichtstahl ist ein relativ vager Begriff. Im Allgemeinen gibt es zwei Interpretationen: Die eine bezieht sich auf die leichten Stahlkonstruktionen aus Rundstahl und Kleinwinkelstahl, die im „Code for Design of Steel Structures Express“ erwähnt werden, die andere bezieht sich auf die einstöckigen massiven-Webportalrahmenkonstruktionen mit leichten Dächern und Außenwänden, die in der „Technical Specification for Portal Frame Lightweight Steel Structures Express“ aufgeführt sind. Unter dem Begriff „Leichtbaustahl“ versteht man derzeit vor allem Letztere, also Konstruktionen mit leichten Verkleidungsmaterialien.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Unterschied zwischen Leichtstahl und gewöhnlichem Stahl nicht im Gewicht der Struktur selbst liegt, sondern im Gewicht der Verkleidungsmaterialien, die sie trägt. Hinsichtlich der konstruktiven Gestaltungskonzepte sind leichte Stahlkonstruktionen und gewöhnliche Stahlkonstruktionen konsistent; Beide zielen darauf ab, die funktionalen und sicherheitstechnischen Anforderungen von Gebäuden zu erfüllen.
