Seismische Leistung
1. Leicht und hochfest -, reduziert seismische Einwirkungen
Stahlkonstruktionsgebäude bestehen hauptsächlich aus Stahl. Stahl hat eine hohe Festigkeit. Um die gleichen Anforderungen an die Tragfähigkeit zu erfüllen, ist das Eigengewicht eines Gebäudes mit Stahlkonstruktion etwa halb so hoch oder sogar noch geringer als das einer herkömmlichen Betonkonstruktion. Gemäß der Berechnungsformel für die seismische Einwirkung ist die seismische Kraft proportional zur Gebäudemasse. Das geringere Eigengewicht - reduziert die seismische Einwirkung auf Gebäude mit Stahlkonstruktion während eines Erdbebens erheblich und verringert so das Risiko von Strukturschäden. Beispielsweise ist in Gebieten mit der gleichen seismischen Intensität die seismische Kraft auf ein Wohnhaus mit Stahlkonstruktion deutlich geringer als die auf ein Wohnhaus aus Beton, was einen inhärenten Vorteil für die Erdbebensicherheit des Bauwerks darstellt.
2. Gute Duktilität und Energie---Dissipationskapazität
Stahl weist eine gute Duktilität auf, was bedeutet, dass er große Verformungen erfahren kann, bevor er unter Belastung versagt. In einem Gebäude mit Stahlkonstruktion, das einem Erdbeben ausgesetzt ist, können die Komponenten seismische Energie durch ihre eigene Verformung absorbieren und ableiten, wodurch ein plötzliches sprödes Versagen der Struktur vermieden wird. Beispielsweise verbiegen und verformen sich in einer Industrieanlage mit Stahlkonstruktion in einem Erdbebengebiet - bei einem Erdbeben die Stahlträger und -stützen bis zu einem gewissen Grad, behalten aber dennoch die Gesamtstabilität der Struktur bei, wodurch Zeit für die Evakuierung und Rettung des Personals gewonnen wird.
3. Flexible Struktursysteme
Stahlkonstruktionen können in verschiedenen flexiblen Struktursystemen entworfen werden, wie z. B. Rahmenkonstruktionen, Rahmenkonstruktionen mit --Verstrebungen und Rohrkonstruktionen. Diese Struktursysteme können entsprechend den Gebäudefunktionen und seismischen Anforderungen optimiert werden. In einer mit Rahmen - verstrebten Struktur können die Streben die seitliche Steifigkeit der Struktur effektiv erhöhen. Bei einem Erdbeben tragen sie den Großteil der horizontalen Kräfte, während der Rahmen die räumliche Integrität und vertikale Tragfähigkeit des Bauwerks gewährleistet. Die beiden arbeiten zusammen, um die seismische Leistung des Bauwerks deutlich zu verbessern.
4. Zuverlässige Verbindungsknoten
Verbindungsknoten in Stahlkonstruktionen verwenden meist Methoden wie Schweißen und Schraubenverbindungen. Ein sinnvoll gestalteter Verbindungsknoten kann eine effektive Kraftübertragung zwischen Bauteilen gewährleisten und weist ein gewisses Maß an Duktilität auf. Geschweißte Knoten können Komponenten zu einem Ganzen integrieren, und durch Bolzen - verbundene Knoten ermöglichen eine gewisse Drehung der Knoten unter seismischer Einwirkung, um seismische Energie abzuleiten. In hohen --Stahlkonstruktionsgebäuden sind die Träger---Stützenverbindungsknoten speziell dafür ausgelegt, nicht nur vertikale Lasten zu tragen, sondern auch unter seismischen horizontalen Kräften zuverlässig zu funktionieren und so die Stabilität der Struktur zu gewährleisten.
Windwiderstand - Leistung
1. Hohe Festigkeit, starker Wind - Lastwiderstand
Stahl hat eine hohe Festigkeit und Stahlkonstruktionskomponenten können großen Zugkräften, Druckkräften und Biegemomenten standhalten. Unter Einwirkung starker Winde können sie den durch Windlasten erzeugten horizontalen Kräften und Kippmomenten wirksam standhalten und so verhindern, dass die Struktur beschädigt wird oder einstürzt. Ein Leuchtturm mit Stahlkonstruktion in einem Küstengebiet, der das ganze Jahr über ständig starken Winden ausgesetzt ist, stützt sich zuverlässig auf seinen hochfesten Stahlkonstruktionsrahmen und gewährleistet so die normale Navigationsfunktion.
2. Gute strukturelle Integrität
Stahlkonstruktionen bilden durch Schweißen, Bolzenverbindungen usw. ein dichtes Ganzes, und die kooperative Arbeitsfähigkeit jeder Komponente ist stark. Wenn Windlasten wirken, kann die Struktur die Windkraft gleichmäßig auf das Fundament übertragen und so eine Beschädigung lokaler Komponenten durch konzentrierte Beanspruchung vermeiden. In einer großen Turnhalle mit Stahlkonstruktion im --Maßstab sind das Dach und die Hauptkonstruktion eng miteinander verbunden. Bei starkem Wind kann die Windlast effektiv verteilt werden, um die Sicherheit des Gebäudes zu gewährleisten.
3. Angemessene Gebäudeform und Formkoeffizient
Während der Entwurfsphase eines Stahlkonstruktionsgebäudes kann die Gebäudeform mithilfe von Mitteln wie Windkanaltests optimiert werden, um den Formkoeffizienten zu reduzieren. Eine stromlinienförmige Gebäudeform kann den Windwiderstand verringern, sodass der Wind gleichmäßiger über die Gebäudeoberfläche strömen und die Windkraft auf das Gebäude verringert werden kann. Super---hohe --Gebäude mit einer kreisförmigen oder elliptischen Flächenform haben einen kleineren Formkoeffizienten und eine bessere Wind---Widerstandsleistung im Vergleich zu quadratischen --förmigen Gebäuden.
4. Gute seitliche Steifigkeit
Bei Hochhäusern und hohen Stahlkonstruktionen kann die seitliche Steifigkeit der Struktur durch den Einbau eines angemessenen Aussteifungssystems, Scherwänden oder Rohrkonstruktionen erheblich erhöht werden. Unter Einwirkung starker Winde kann eine kleine seitliche Verschiebung die Stabilität und Funktionalität der Struktur gewährleisten und strukturelle Schäden verhindern oder den normalen Betrieb der internen Ausrüstung aufgrund übermäßiger Verformung beeinträchtigen. Ein superhohes --Bürogebäude mit Stahlkonstruktion in der Stadt beruht auf der Zusammenarbeit des Kernrohrs und des äußeren Stahlrahmens, um über ausreichende seitliche Steifigkeit zu verfügen, um dem Eindringen starker Winde standzuhalten.