Was ist ein Stahlbalken?
Stahlträger werden in vielen architektonischen und bautechnischen Anwendungen eingesetzt. Sie werden üblicherweise zur Unterstützung von Fußböden und Decken in großen Bauwerken wie Geschäftsgebäuden und Brücken verwendet. Ein Stahlträger muss so konstruiert sein, dass er Kräften und Belastungen standhält und gleichzeitig Gewicht, Platzbedarf und Materialkosten minimiert. Falsch konstruierte Träger können vorzeitig ausfallen und katastrophale Folgen haben.
Das Entwerfen eines Stahlträgers erfordert ein Verständnis der Kräfte, die angewendet werden, der Spannweite zwischen den Stützen, des Abstands zwischen den Trägern, des Trägermaterials und der Art und Weise, wie der Träger mit anderen Bauteilen verbunden ist. Stahlträger sind so konstruiert, dass sie je nach Anwendung unterschiedlichen Belastungen und Kräften standhalten. Einige Beispiele für die Arten von Kräften, denen ein Stahlträger ausgesetzt sein kann, umfassen Gewichtsbelastung, Windanhebung und Vibration.
Je nach Lade- und Montagekonfiguration sind verschiedene Arten von Stahlträgern erhältlich. Der am häufigsten verwendete Typ ist der offene Stahlträger (OWSJ). Dieses Design besteht aus zwei parallelen Elementen, die als Akkorde bezeichnet werden und zwischen denen sich eine sich wiederholende dreieckige Netzstruktur befindet. Es gibt mehrere andere Stahlbalken-Designs, wie z. B. gewölbter oder gebogener Giebel, Giebel und Schere. Komplexere Balkendesigns werden für spezielle Anwendungen verwendet und sind teurer als ein Standard-Open-Web-Balken.
Die Konstruktion eines Balkens beeinflusst, wie viel Kraft er aushält und wie er sich unter Last verbiegt oder auslenkt. Die Durchbiegung eines Stahlträgers hängt von seinen Abmessungen ab, davon, wie er getragen wird, vom Material und davon, wo die Kräfte aufgebracht werden. Die Tiefe eines Balkens, die durch den Abstand zwischen den parallelen Sehnen vorgegeben wird, ist ein Hauptfaktor für die Durchbiegung unter Last. Stahl wird am häufigsten für Balken verwendet, die in strukturellen und architektonischen Anwendungen verwendet werden. Balken können jedoch auch aus anderen Materialien wie Aluminium hergestellt werden.
Stahlbalken werden normalerweise mit einem Sicherheitsfaktor entworfen. Dies kann dazu führen, dass übergroße Träger erstellt werden, um die vorhergesagte Last zu tragen, oder um andere Faktoren zu berücksichtigen, die während der Konstruktion des Trägers nicht vorhersehbar sind. Ein Sicherheitsfaktor, der zu groß ist, führt zu einem Balkendesign, das größer als erforderlich ist, mehr Platz für die Installation benötigt, mögliche Gewichtsprobleme verursacht und zu höheren Herstellungskosten führt. Bis vor kurzem wurden Stahlträger unter Verwendung von Kraftdiagrammen und einer Reihe komplexer mathematischer Gleichungen entworfen. Heutzutage werden Konstruktionssoftware üblicherweise zur Analyse und Konstruktion von Stahlträgern verwendet, um die Leistungskriterien zu erfüllen.