Zunächst zur strukturellen Einführung von H-förmigen Stahlprofilen:
H-Profilstahl ist eine neue, wirtschaftliche Stahlsorte für den Bau. Sein Querschnitt ist wirtschaftlich und durchdacht, und er weist gute mechanische Eigenschaften auf. Beim Walzen ist die Dehnung an jedem Punkt des Querschnitts relativ gleichmäßig, wodurch die inneren Spannungen gering sind. Im Vergleich zu herkömmlichem I-Profilstahl bietet er die Vorteile eines hohen Widerstandsmoments, eines geringen Gewichts und einer Materialeinsparung, wodurch die Tragfähigkeit von Bauwerken um 30–40 % reduziert werden kann. Da die Schenkel innen und außen parallel verlaufen und die Schenkelenden rechtwinklig sind, lassen sie sich zu Bauteilen montieren, was den Schweiß- und Nietaufwand um 25 % reduziert. H-Profilstahl wird häufig in großen Gebäuden (wie Fabriken, Hochhäusern usw.) eingesetzt, die eine hohe Querschnittskapazität und -stabilität erfordern, sowie im Brückenbau, Schiffbau, Hebe- und Transportmaschinenbau, bei Anlagenfundamenten, Trägern, Gründungspfählen usw.
H-förmiger Stahl ist ein wirtschaftlicher Stahl mit verbessertem Querschnitt und besseren mechanischen Eigenschaften. Er wurde durch die Optimierung von I-förmigem Stahl entwickelt, insbesondere da seine Querschnittsform dem Buchstaben „H“ entspricht. Seine Eigenschaften sind wie folgt:
Breiter Flansch und hohe Seitensteifigkeit. Hohe Biegefestigkeit, ca. 5–10 % höher als bei I-Profilen. Die beiden Flanschflächen verlaufen parallel zueinander, was Verbindung, Bearbeitung und Montage vereinfacht. Im Vergleich zu geschweißten I-Trägern bietet es geringe Kosten, hohe Präzision, niedrige Eigenspannungen, den Verzicht auf teure Schweißmaterialien und Schweißnahtprüfungen und spart ca. 30 % der Stahlbaukosten. Bei gleicher Querschnittsbelastung ist das Gewicht der warmgewalzten H-Stahlkonstruktion 15–20 % geringer als das herkömmlicher Stahlkonstruktionen. Im Vergleich zu Betonkonstruktionen vergrößert warmgewalzte H-Stahlkonstruktionen die Nutzfläche um 6 % und reduziert das Eigengewicht um 20–30 %, wodurch die inneren Kräfte in der Tragwerksplanung verringert werden. H-Profile lassen sich zu T-Profilen verarbeiten, und Wabenträger können zu verschiedenen Querschnittsformen kombiniert werden, wodurch die Anforderungen von Konstruktion und Fertigung optimal erfüllt werden.
Zweitens, der Anwendungsbereich von H-förmigem Stahl:
H-förmige Stahlprofile werden hauptsächlich für Träger- und Stützenbauteile im Industrie- und Hochbau verwendet.
① Stahlkonstruktions-Tragkonsolen für Industrieanlagen
② Stahlpfähle und Stützkonstruktionen für Untertageprojekte
③ Strukturen für Industrieanlagen wie petrochemische Anlagen und Anlagen zur Stromerzeugung
④ Bauteile für Stahlbrücken mit großer Spannweite
⑤Rahmenkonstruktionen für den Schiffs- und Maschinenbau
V-Trägerkonsolen für Züge, Autos und Traktoren
⑦ Hafenförderbänder und Hochgeschwindigkeits-Leitblechhalterungen
H-Profilstahl ist ein wirtschaftlicher Stahlwerkstoff mit großem Querschnitt, der in Industrie, Bauwesen, Brückenbau, Ölbohrplattformen usw. weit verbreitet ist. Es wird prognostiziert, dass der Bedarf meines Landes an H-Profilstahl im Jahr 2005 bei etwa 2,5 Millionen Tonnen und im Jahr 2010 bei 5 Millionen Tonnen liegen wird, aber die jährliche Produktionskapazität meines Landes für H-Profilstahl beträgt derzeit 1,2 Millionen Tonnen, und die Marktnachfrage ist sehr groß.
Drittens, welche Eigenschaften hat H-förmiges Stahlprofil?
1. Hohe strukturelle Festigkeit: Im Vergleich zu I-förmigem Stahl ist das Widerstandsmoment groß, und unter gleichen Lastbedingungen können 10-15% des Metalls eingespart werden.
2. Flexibler und vielfältiger Gestaltungsstil: Bei gleicher Trägerhöhe kann die Spannweite der Stahlkonstruktion um 50 % größer sein als die der Betonkonstruktion, wodurch die Gebäudegestaltung flexibler wird.
3. Geringes Gewicht der Konstruktion: Im Vergleich zu Betonkonstruktionen verringert das geringere Gewicht der Konstruktion die inneren Kräfte der Konstruktion, wodurch die Anforderungen an die Fundamentbehandlung geringer, die Konstruktion einfacher und die Kosten niedriger ausfallen.
4. Hohe strukturelle Stabilität: Die Stahlkonstruktion, die hauptsächlich aus warmgewalztem H-Profilstahl besteht, zeichnet sich durch eine durchdachte und stabile Struktur, gute Plastizität und Flexibilität sowie hohe strukturelle Stabilität aus und eignet sich daher für Bauwerke, die starken Vibrationen und Stoßbelastungen ausgesetzt sind. Sie ist äußerst widerstandsfähig gegenüber Naturkatastrophen und eignet sich besonders für Gebäude in Erdbebengebieten. Statistiken zeigen, dass Stahlkonstruktionen, die hauptsächlich aus H-Profilstahl bestehen, bei den weltweit verheerendsten Erdbeben mit einer Magnitude über 7 die geringsten Schäden erlitten haben.
5. Vergrößerung der Nutzfläche des Bauwerks: Im Vergleich zu Betonkonstruktionen ist der Querschnitt von Stahlstützen geringer, wodurch die Nutzfläche des Gebäudes vergrößert werden kann. Je nach Gebäudeform lässt sich die Nutzfläche um 4–6 % erhöhen.
6. Arbeits- und Materialersparnis: Im Vergleich zu geschweißtem H-förmigem Stahl kann es Arbeits- und Materialaufwand erheblich reduzieren, den Verbrauch von Rohstoffen, Energie und Arbeitskräften verringern, geringe Eigenspannungen aufweisen und ein gutes Aussehen und eine gute Oberflächenqualität bieten.
7. Einfache Bearbeitung: Die Struktur lässt sich leicht verbinden und installieren und ist leicht zu demontieren und wiederzuverwenden.
8. Umweltschutz: Die Verwendung von H-Profilstahl schont die Umwelt effektiv, insbesondere in dreierlei Hinsicht: Erstens ermöglicht er im Vergleich zu Beton eine Trockenbauweise, wodurch weniger Lärm und Staub entstehen. Zweitens reduziert das geringere Eigengewicht den Aushub für das Fundament und damit die Belastung der Bodenressourcen. Zudem wird der Betonverbrauch deutlich gesenkt, und der Bedarf an Erd- und Gesteinsaushub verringert sich, was dem Umweltschutz zugutekommt. Drittens entsteht nach dem Abriss des Gebäudes nur wenig Bauschutt, und der Wert des Stahlschrotts ist hoch.
9. Hoher Industrialisierungsgrad: Die Stahlkonstruktion, die hauptsächlich aus warmgewalztem H-Profilstahl besteht, zeichnet sich durch einen hohen Industrialisierungsgrad aus. Dies ermöglicht eine einfache maschinelle Fertigung, intensive Produktion, hohe Präzision, unkomplizierte Montage und einfache Qualitätssicherung. Sie eignet sich für den Bau von Wohnhäusern, Brücken, Industrieanlagen usw. Die Entwicklung von Stahlkonstruktionen hat die Entstehung und Entwicklung hunderter neuer Branchen vorangetrieben.
10. Hohe Baugeschwindigkeit: Stahlkonstruktionen aus warmgewalztem H-Profilstahl benötigen wenig Platz, sind witterungsbeständig und weniger anfällig für Witterungseinflüsse. Die Baugeschwindigkeit ist etwa zwei- bis dreimal so hoch wie bei Betonkonstruktionen, und die Kapitalumschlagsrate verdoppelt sich. Dies reduziert die Finanzkosten und spart Investitionen.
Viertens, der Unterschied zwischen H-förmigem und I-förmigem Stahl:
I-Profile aus Stahl, ob normal oder leicht, weisen einen relativ hohen und schmalen Querschnitt auf, wodurch sich die Flächenträgheitsmomente der beiden Hauptschenkel des Querschnitts deutlich unterscheiden. Daher eignen sie sich im Allgemeinen nur für Bauteile, die in der Stegebene gebogen werden oder zur Herstellung von gitterförmigen Tragwerken dienen. Sie sind nicht geeignet für axial belastete Bauteile oder Bauteile, die senkrecht zur Stegebene gebogen werden, was ihren Anwendungsbereich stark einschränkt.
H-Profilstahl zeichnet sich durch ein hocheffizientes und wirtschaftliches Schnittprofil aus (weitere Beispiele sind kaltgebogener Dünnwandstahl, Wellblech usw.). Dank des optimalen Querschnitts ermöglicht er eine effizientere Stahlausnutzung und eine höhere Tragfähigkeit. Im Gegensatz zu herkömmlichem I-Profilstahl ist der Flansch des H-Profilstahls verbreitert, und die Innen- und Außenflächen verlaufen in der Regel parallel. Dies erleichtert die Verbindung mit anderen Bauteilen mittels hochfester Schrauben. Die breite Palette an Abmessungen und Modellen vereinfacht die Konstruktion und Auswahl.
Die Flansche von H-Profilen aus Stahl weisen die gleiche Dicke auf und bestehen aus Walzprofilen oder aus drei miteinander verschweißten Blechen. I-Profile sind Walzprofile. Aufgrund veralteter Fertigungstechniken weist die Innenkante des Flansches eine Neigung von 1:10 auf. Das Walzen von H-Profilen unterscheidet sich vom Walzen herkömmlicher I-Profile, bei denen lediglich ein Satz horizontaler Walzen zum Einsatz kommt. Da die Flansche breit sind und keine (oder nur eine sehr geringe) Neigung aufweisen, ist für das gleichzeitige Walzen ein zusätzlicher Satz vertikaler Walzen erforderlich. Daher sind Walzprozesse und -anlagen komplexer als bei herkömmlichen Walzwerken. Die maximale Höhe von in China herstellbaren H-Profilen aus Walzstahl beträgt 800 mm. Bei größeren Höhen sind nur noch geschweißte Verbundprofile zulässig. Die chinesische Norm für warmgewalzten H-Stahl (GB/T11263-1998) unterteilt H-Profile in drei Kategorien: Schmalflansch, Breitflansch und Stahlpfahlprofile (Kennzeichnungen: hz, hk bzw. hu). Schmalflanschige H-Träger eignen sich für Balken oder Druck-Biege-Bauteile, während breitflanschige H-Träger und H-Trägerpfähle für axiale Druck- oder Druck-Biege-Bauteile geeignet sind. Im Vergleich zu H-Trägern sind W-, IX- und IY-Träger bei gleichem Gewicht weniger geeignet.
Veröffentlichungsdatum: 22. Januar 2025