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Stahlkonstruktionen sind Konstruktionen aus Stahl und zählen zu den häufigsten Baukonstruktionen. Sie bestehen hauptsächlich aus Trägern, Stahlstützen, Stahlbindern und anderen Komponenten aus Profilstahl und Stahlblechen. Sie werden durch Silanisierung, Manganphosphatierung, Waschen und Trocknen, Verzinken und andere Verfahren zur Rostentfernung und Rostvorbeugung hergestellt. Die Verbindung der Komponenten erfolgt üblicherweise durch Schweißen, Schrauben oder Nieten. Aufgrund ihres geringen Gewichts und der einfachen Konstruktion werden Stahlkonstruktionen häufig in großen Fabrikhallen, Stadien und Hochhäusern eingesetzt. Stahlkonstruktionen sind anfällig für Korrosion. Sie müssen daher regelmäßig entrostet, verzinkt oder lackiert und gewartet werden.

Stahl zeichnet sich durch hohe Festigkeit, geringes Gewicht, gute Gesamtsteifigkeit und hohe Verformungsbeständigkeit aus. Daher eignet er sich besonders für den Bau von weitgespannten, ultrahohen und superschweren Gebäuden. Das Material weist eine gute Homogenität und Isotropie auf, was ein ideales Elastizitätsmaterial darstellt, das die Grundannahmen der allgemeinen technischen Mechanik am besten erfüllt. Das Material weist eine gute Plastizität und Zähigkeit auf, kann große Verformungen aufweisen und dynamischen Belastungen gut standhalten. Die Bauzeit ist kurz; es weist einen hohen Industrialisierungsgrad auf und kann auf eine Produktion mit einem hohen Mechanisierungsgrad spezialisiert werden.

Bei Stahlkonstruktionen sollten hochfeste Stähle untersucht werden, um deren Streckgrenze deutlich zu erhöhen. Darüber hinaus werden neue Stahlsorten wie H-förmiger Stahl (auch Breitflanschstahl genannt) und T-förmiger Stahl sowie profilierte Stahlplatten gewalzt, um sich an weitgespannte Strukturen und den Bedarf an Superhochhäusern anzupassen.

Darüber hinaus gibt es ein hitzebeständiges Brücken-Leichtstahlkonstruktionssystem. Das Gebäude selbst ist nicht energieeffizient. Diese Technologie nutzt clevere Spezialverbinder, um das Problem von Kälte- und Wärmebrücken im Gebäude zu lösen. Die kleine Fachwerkkonstruktion ermöglicht die Durchführung von Kabeln und Wasserleitungen durch die Wand. Die Dekoration ist praktisch.

Das Stahlkomponentensystem bietet umfassende Vorteile wie geringes Gewicht, werkseitige Fertigung, schnelle Installation, kurze Bauzeiten, gute Erdbebensicherheit, schnelle Amortisierung der Investition und geringere Umweltbelastung. Im Vergleich zu Stahlbetonkonstruktionen bietet es einzigartige Vorteile aus diesen drei Entwicklungsaspekten. Weltweit, insbesondere in Industrieländern und -regionen, werden Stahlkomponenten im Bauwesen häufig und sinnvoll eingesetzt.

Die Praxis hat gezeigt, dass die Verformung des Stahlbauteils umso größer ist, je größer die Kraft ist. Bei zu großer Kraft brechen die Stahlbauteile jedoch oder es kommt zu starken plastischen Verformungen, die die normale Funktion der Konstruktion beeinträchtigen. Um die normale Funktion von Konstruktionsmaterialien und -konstruktionen unter Belastung zu gewährleisten, muss jedes Stahlbauteil eine ausreichende Tragfähigkeit aufweisen. Die Tragfähigkeit wird hauptsächlich an der ausreichenden Festigkeit, Steifigkeit und Stabilität des Stahlbauteils gemessen.

Ausreichende Festigkeit. Festigkeit bezeichnet die Widerstandsfähigkeit eines Stahlbauteils gegenüber Beschädigungen (Bruch oder bleibender Verformung). Das heißt, es tritt unter Belastung kein Streck- oder Bruchversagen auf und die sichere und zuverlässige Funktionsfähigkeit ist gewährleistet. Festigkeit ist eine Grundanforderung an alle tragenden Bauteile und steht daher auch im Fokus des Lernens.

Ausreichende Steifigkeit. Steifigkeit bezeichnet die Widerstandsfähigkeit eines Stahlbauteils gegen Verformung. Erfährt das Stahlbauteil nach Belastung eine übermäßige Verformung, funktioniert es nicht einwandfrei, auch wenn es unbeschädigt ist. Daher muss das Stahlbauteil eine ausreichende Steifigkeit aufweisen, d. h. es darf keinen Steifigkeitsbruch aufweisen. Die Steifigkeitsanforderungen sind für verschiedene Bauteiltypen unterschiedlich, daher sollten bei der Anwendung die entsprechenden Normen und Spezifikationen beachtet werden.

StabilitätStabilität bezieht sich auf die Fähigkeit eines Stahlbauteils, unter Einwirkung einer äußeren Kraft seine ursprüngliche Gleichgewichtsform (seinen ursprünglichen Gleichgewichtszustand) beizubehalten.

Stabilitätsverlust ist das Phänomen, dass Stahlbauteile bei einem bestimmten Druckanstieg plötzlich ihre ursprüngliche Gleichgewichtsform ändern. Dies wird als Instabilität bezeichnet. Auch einige komprimierte dünnwandige Bauteile können plötzlich ihre ursprüngliche Gleichgewichtsform ändern und instabil werden. Daher sollte von diesen Stahlbauteilen verlangt werden, dass sie ihre ursprüngliche Gleichgewichtsform beibehalten können, d. h. über ausreichende Stabilität verfügen, um sicherzustellen, dass sie unter den angegebenen Einsatzbedingungen nicht instabil werden und beschädigt werden.
Die Instabilität des Druckbalkens tritt im Allgemeinen plötzlich auf und ist sehr zerstörerisch, daher muss der Druckbalken über eine ausreichende Stabilität verfügen.