Erklärte Stahlkonstruktionskomponenten: Typen und Funktionen

Wenn Sie den Preis für ein Stahlgebäude festgelegt haben, sind Sie wahrscheinlich auf eine Flut von Begriffen gestoßen: I-Träger, Pfetten, Knotenbleche, Gurte. Die Zeichnungen zeigen Formen und Beschriftungen, aber sie erklären normalerweise nicht, was die einzelnen Teile sind, welche Aufgabe sie erfüllen oder wie sie mit dem Rest des Rahmens verbunden sind. Diese Lücke macht es schwierig, Angebote zu vergleichen und Entscheidungen zu treffen.

Dieser Leitfaden behandelt drei Dinge: die Haupttypen von Stahlkonstruktionskomponenten, die Funktion, die jeder Typ erfüllt, und wie alle diese Teile als ein System zusammenarbeiten. Am Ende sollten Sie in der Lage sein, sich die Zeichnung eines Stahlgebäudes anzusehen und tatsächlich zu wissen, was Sie sehen.

Was sind Bestandteile eines Stahlgebäudes?

Stahlkonstruktionskomponenten sind die einzelnen Teile, die den Rahmen, die Hülle und die Verbindungen eines Stahlgebäudes bilden. In der Branche werden diese Stahlbauteile auch Stahlbauteile genannt, wobei die Begriffe dasselbe bedeuten. Jeder Teil hat einen Typ und eine Funktion. Manche tragen Gewicht, manche widerstehen dem Wind und manche halten einfach Wasser ab.

Diese Teile lassen sich in vier Gruppen einteilen: Primärrahmen, Sekundärrahmen, Gebäudehülle und Verbindungen. In den folgenden Abschnitten werden die Typen innerhalb jeder Gruppe, die Funktion, die jeder Typ ausführt, und die Art und Weise behandelt, wie die Gruppen zu einem funktionierenden System verbunden werden.

Die vier Arten von Stahlbauteilen

Wenn Sie sich ein Angebot für einen Stahlbau ansehen, werden die Einzelposten normalerweise in vier Gruppen eingeteilt, auch wenn der Lieferant sie nie so kennzeichnet. Eine Gruppe deckt den Hauptrahmen ab. Eine davon deckt die Stützen ab, die den Rahmen zusammenhalten. Eine davon deckt die Paneele und die Isolierung ab, die das Wetter draußen halten. Und einer deckt die Schrauben, Platten und Hardware ab, die alles an Ort und Stelle halten.

Hier ist die Kurzversion:

• Primärer Rahmen:Die Hauptstruktur. Säulen, Sparren und I-Träger tragen den Großteil der Last.
• Sekundärer Rahmen:Stützen, die den Rahmen zusammenhalten. Pfetten, Gurte und Verstrebungen halten die Form und widerstehen dem Wind.
• Gebäudehülle:Die äußere Hülle. Dachpaneele, Wandpaneele und Isolierung schützen vor Witterungseinflüssen.
• Verbindungen und Befestigungselemente:Die Hardware. Knotenbleche, Bolzen und Grundplatten halten jedes Teil an Ort und Stelle.

Jede Gruppe hängt von der darunter liegenden Gruppe ab. Ein starker Rahmen mit einer schwachen Verbindung versagt immer noch, und ein guter Umschlag, der um einen schlechten Rahmen gewickelt ist, wird so oder so nicht halten. Sobald Sie ein Angebot in diese vier Gruppen einteilen können, wird das Dokument viel einfacher zu lesen.

Primärer Rahmen: Die Hauptlast-tragende Struktur

Der primäre Rahmen ist die Kernstruktur des Gebäudes. Es trägt die Hauptlasten und leitet sie zum Fundament ab.

Säulen stehen aufrecht und tragen das Gewicht des Daches und der darüber liegenden Böden. Durch ihre Abstände wird die offene Bodenfläche innerhalb des Gebäudes festgelegt. Ein größerer Stützenabstand bedeutet also eine größere offene Bodenfläche, erhöht aber auch die Kosten für jeden Balken.

Sparren überspannen die Oberseite des Gebäudes und stützen das Dach. Sie ruhen auf den Säulen und tragen Dachlasten wie Schnee, Wind und das Gewicht der Dachplatten selbst.

Ich-strahltIhren Namen verdanken sie ihrer Form, die am Ende wie der Buchstabe I aussieht.- Durch diese Form wird mehr Material an den oberen und unteren Flanschen platziert, wo die Biegespannung am höchsten ist, und weniger an der Mittelstegfläche, wo der Stahl nicht so viel Arbeit verrichtet. Das Ergebnis ist ein starker Träger, der Stahl dort verwendet, wo es wirklich darauf ankommt. Die meisten Stahlgebäude verwenden Breitflanschträger, eine gängige Art von I-Trägern mit breiteren Flanschen als bei älteren Bauarten.

Für Käufer beeinflussen primäre Rahmenentscheidungen gleichzeitig die Kosten und die Funktion. Größere Spannweiten und schwerere Lasten erfordern größere Träger und Stützen. Bevor Sie also einen Entwurf absegnen, sollten Sie sich fragen, wie sich der Stützenabstand auf Ihren Grundriss auswirkt und welche Änderungen Sie später möglicherweise wünschen.

Sekundärer Rahmen: Unterstützung des Hauptrahmens

Der sekundäre Rahmen füllt die Lücken zwischen dem primären Rahmen und hält die Form des Gebäudes.

Pfetten verlaufen über die Oberseite der Sparren und tragen die Dachplatten. Ihr Abstand legt fest, wie viel Last das Dach tragen kann, einschließlich Schnee und Fußgängerverkehr während der Wartung.

Die gleiche Aufgabe erfüllen Gurte an den Wänden, die zwischen den Säulen verlaufen und die Wandpaneele an Ort und Stelle halten.

Durch die Aussteifung wird verhindert, dass das Gebäude bei Wind oder Erdbeben schwankt oder sich verdreht. Bei der X--Aussteifung werden gekreuzte Stahlstäbe oder Winkel zwischen den Säulen verwendet, während bei Portalrahmen starre Verbindungen zwischen Balken- und-Säulen anstelle von diagonalen Aussteifungen zum Einsatz kommen, wodurch Öffnungen für Türen und Fenster frei bleiben.

Sekundäre Rahmenentscheidungen sind wichtiger, als es auf den ersten Blick scheint, insbesondere für zukünftige Pläne. Wandöffnungen, Zwischengeschosse und Gerätehalterungen hängen alle davon ab, wo Gurte und Pfetten sitzen. Wenn Sie also über eine spätere Erweiterung nachdenken, lohnt es sich, dies jetzt mit Ihrem Lieferanten zu besprechen, und nicht erst, nachdem der Rahmen aufgestellt wurde.

Verbindungskomponenten: Knotenbleche und Befestigungselemente

Verbindungen halten den Rahmen an jedem Gelenk zusammen, und ein Rahmen ist immer nur so stark wie seine schwächste Verbindung.

Knotenbleche sind flache Stahlplatten, die zwei oder mehr Strukturelemente an einem einzigen Punkt verbinden, beispielsweise dort, wo ein Träger auf eine Säule trifft oder wo sich Fachwerkelemente kreuzen. Die Platte verteilt die Last über das Gelenk, anstatt sie an einer kleinen Stelle konzentrieren zu lassen. Ohne ein geeignetes Knotenblech kann eine Verbindung reißen oder versagen, lange bevor die Träger selbst ihre Belastungsgrenze erreichen.

Verbindungen gibt es im Allgemeinen in zwei Formen. Schraubverbindungen passen vor Ort zusammen, sind kostengünstiger zu installieren, erfordern keinen Schweißer vor Ort und ermöglichen eine spätere einfache Inspektion, da lose Schrauben sichtbar und leicht zu befestigen sind. Stattdessen bieten Schweißverbindungen eine durchgehende, starre Verbindung; Sie kosten oft mehr Arbeit und erfordern einen zertifizierten Schweißer, aber sie können Lasten tragen, die Bolzen allein nicht bewältigen können.

Bodenplatten sitzen an der Unterseite jeder Säule und verteilen ihre Last auf einen größeren Bereich des Fundaments, während Ankerbolzen durch die Bodenplatte in den Beton verlaufen, um die Säule an Ort und Stelle zu halten.

Wenn Sie ein Angebot prüfen, ist es hilfreich zu prüfen, ob die Verbindungen geschraubt, geschweißt oder eine Mischung aus beidem sind, da sich diese Wahl auf Ihren Bauplan, Ihren Personalbedarf und Ihre spätere Wartung auswirkt.

Komponenten der Gebäudehülle

Die Hülle ist das, was den meisten Menschen als erstes auffällt, und sie sorgt auch dafür, dass das Innere des Gebäudes nutzbar bleibt.

Dach- und Wandpaneele gibt es in verschiedenen Profilen, beispielsweise mit Stehfalz und gewellt. Stehfalzplatten haben erhabene Nähte, die die Befestigungselemente verbergen, was für ein saubereres Aussehen und in der Regel eine längere Lebensdauer sorgt, während Wellplatten weniger kosten und schneller aufgehen, obwohl die Befestigungselemente an der Oberfläche sichtbar bleiben.

Isolierung von StahlgebäudenHält die Wärme im Winter drinnen und im Sommer draußen und spielt auch eine Rolle bei der Einhaltung der örtlichen Bauvorschriften. Daher lohnt es sich, Ihren Dämmplan anhand der Vorschriften zu überprüfen, bevor Sie einen Entwurf fertigstellen.

Zierleisten, Einfassungen und Verschlüsse dichten die Lücken dort ab, wo die Paneele an Ecken, Traufen und Türöffnungen aufeinandertreffen. Diese Teile sehen auf dem Papier klein aus, sind aber in der Praxis von großer Bedeutung: Ein Gebäude mit einem starken Rahmen und schlechter Ausstattung wird immer noch undicht sein. Käufer unterschätzen diese Kosten oft, daher lohnt es sich, Ihren Lieferanten im Voraus nach einem vollständigen Ausstattungspaketpreis zu fragen, anstatt nach einer groben Schätzung.

Wie diese Komponenten zusammenarbeiten

Jeder Teil eines Stahlgebäudes befindet sich irgendwo in einem Lastpfad, dem Weg, der die Kraft vom Dach bis zum Boden überträgt.

So sieht es in der Praxis aus. Eine Schneelast landet auf der Dachplatte, die diese Last an die darunter liegenden Pfetten weitergibt. Die Pfetten tragen es zu den Sparren, die Sparren leiten es durch die Säulen nach unten und die Säulen leiten es zu den Grundplatten und schließlich in das Fundament weiter.

Bei jedem Schritt auf dem Weg überträgt eine Verbindung die Last von einem Teil zum nächsten. Deshalb sind Knotenbleche und Schraub- oder Schweißverbindungen genauso wichtig wie die Träger selbst. Ein schwaches Glied irgendwo in dieser Kette gefährdet die gesamte Struktur, egal wie gut der Rest gebaut ist.

Auswahl der richtigen Komponenten für Ihr Projekt

A Stahlkonstruktionsgebäudeist ein komplettes System, nicht nur eine Ansammlung einzelner Teile. Sobald Sie verstehen, wie diese Komponenten zusammenarbeiten, sieht ein Angebot oder eine Konstruktionszeichnung nicht mehr wie eine Liste verwirrender Begriffe aus.

Bevor Sie sich an einen Stahlbaulieferanten wenden, überprüfen Sie unbedingt die enthaltenen Komponenten, den Designansatz und ob das System Ihren Projektanforderungen entspricht. Ein gut-entworfenes Stahlgebäude beginnt mit der Auswahl der richtigen Komponenten für die jeweilige Aufgabe.

FAQ

Was sind die Hauptelemente einer Stahlkonstruktion?

Zu den Hauptelementen einer Stahlkonstruktion gehören der primäre Rahmen (Stützen und Träger), der sekundäre Rahmen (Pfetten und Gurte), Aussteifungssysteme, die Gebäudehülle (Dach- und Wandpaneele, Isolierung) und Verbindungen wie Bolzen und Grundplatten.

Was ist der Unterschied zwischen einem I-Träger und anderen Trägerformen?

Ein I{0}}Träger hat einen Querschnitt-in Form des Buchstabens I, mit breiten Flanschen oben und unten und einem dünneren Steg in der Mitte. Diese Form ist biegefest und verbraucht weniger Stahl als ein massiver rechteckiger Träger mit der gleichen Festigkeit.

Sind Pfetten und Gurte dasselbe?

Nicht ganz. Pfetten stützen das Dach, Gurte stützen die Wände, und obwohl es sich bei beiden um sekundäre Rahmenelemente handelt, die die Paneele an Ort und Stelle halten, befinden sie sich in verschiedenen Teilen des Gebäudes.