Über die Berechnung des Stahlgewichts
Dieser Rechner ermittelt das Gewicht von Stahl für verschiedene Stahlprofile aus den Querschnittsabmessungen, der Länge und der Materialdichte. Er eignet sich für eine schnelle Abschätzung des Gewichts von Bewehrungsstahl, Rundrohr, I-Träger, U-Profil, Winkelprofil, Flachstahl, T-Profil und Rechteck-Hohlprofil beim Einkauf, Zuschneiden, Transport und bei einer ersten Lastabschätzung.
Die Berechnung basiert auf der theoretischen Geometrie des Querschnitts. Für die meisten Aufgaben reicht das aus, um einen verständlichen Richtwert für das Gewicht eines einzelnen Teils oder einer Charge gleicher Elemente zu erhalten, bevor mit Profiltabellen, dem Herstellerkatalog oder der Lieferspezifikation abgeglichen wird.
Richtwerte und Empfehlungen
Allgemeines Berechnungsprinzip
Berechnungsablauf. Zuerst wird aus den eingegebenen Abmessungen in Millimetern die Querschnittsfläche bestimmt. Danach wird die Fläche in Quadratmeter umgerechnet, mit der Bauteillänge in Metern und mit der Materialdichte in kg/m3 multipliziert. Das Ergebnis ist das Gewicht in Kilogramm.
Gewicht = Querschnittsfläche × Länge × Dichte
Maßeinheiten. Die Querschnittsabmessungen werden in mm, die Länge in m und die Dichte in kg/m3 eingegeben. Dadurch bleibt die Berechnung für alle Profilformen einheitlich, nur die Methode zur Ermittlung der Querschnittsfläche ändert sich.
Dichte. Der Standardwert wird für gewöhnlichen Baustahl üblicherweise mit 7850 kg/m3 angesetzt. Wenn der Nutzer einen anderen Dichtewert eingibt, wird das Endgewicht proportional neu berechnet. Dadurch kann der Rechner auch für Stähle mit leicht abweichender tatsächlicher Dichte verwendet werden.
Rundstahl und Bewehrungsstahl
Kreisgeometrie. Bei Rundstahl wird die Querschnittsfläche aus dem Außendurchmesser d bestimmt. Verwendet wird die Kreisformel mit dem Rechenwert π = 3.14.
S = 3.14 × d2 / 4
Bedeutung des Ergebnisses. Nach der Umrechnung der Fläche von mm2 in m2 wird das Volumen über die gesamte Länge berechnet und anschließend in Gewicht umgerechnet. Bei Bewehrungsstahl ist dies das theoretische Gewicht auf Grundlage der Stabgeometrie und nicht die tabellierte Masse eines bestimmten Herstellerprogramms.
Rundrohr
Hohlquerschnitt. Bei einem Rundrohr wird zuerst die Fläche des äußeren Kreises berechnet und anschließend die Fläche des inneren Hohlraums abgezogen. Der Innendurchmesser wird mit d - 2t angesetzt, wobei d der Außendurchmesser und t die Wanddicke ist.
S = 3.14 × (d2 - (d - 2t)2) / 4
Praktische Bedeutung. Diese Berechnung zeigt, wie viel Metall im Querschnitt nach Abzug des Hohlraums verbleibt. Das Gewicht wird anschließend mit der allgemeinen Formel über Länge und Dichte ermittelt.
I-Träger, U-Profil und T-Profil
Zusammengesetzter Querschnitt. Diese Profile behandelt der Rechner als Kombination einfacher Rechtecke. Die Querschnittsfläche wird durch Addition der Flächen von Steg und Flanschen bestimmt, ohne komplexe Modellierung von Radien, geneigten Flächen und Fertigungsübergängen.
I-Träger. Beim I-Träger wird die Fläche des Stegs mit der Höhe h - 2h1 und der Dicke t angesetzt, anschließend werden die Flächen von zwei Flanschen mit der Breite b und der Höhe h1 addiert.
S = (h - 2h1) × t + 2 × b × h1
U-Profil. Beim U-Profil wird dieselbe Additionslogik verwendet. Addiert werden die Fläche des Stegs und die Flächen von zwei Flanschen.
S = (h - 2t) × s + 2 × b × t
T-Profil. Beim T-Profil ergibt sich die Querschnittsfläche als Summe der Flanschfläche und der Fläche des Stegs unterhalb des Flanschs.
S = b × h1 + (h - h1) × t
Zuschlag für Ausrundungen. Bei I-Trägern, U-Profilen und T-Profilen zeigt der Rechner zusätzlich einen erhöhten Gewichtswert mit einem ungefähren Zuschlag von bis zu 1.5%. Der Grund ist, dass bei realen Walzprofilen innere Übergänge und Anschlüsse in der Regel nicht perfekt rechteckig sind und die tatsächliche Metallfläche leicht vergrößern können.
Winkelprofil
Querschnitt aus zwei Schenkeln. Die Fläche des Winkelprofils wird als Summe der Flächen von zwei Schenkeln bestimmt, wobei berücksichtigt wird, dass der Überlappungsbereich nicht doppelt gezählt werden darf. So ergibt sich aus den eingegebenen Abmessungen die theoretische Fläche eines gleichschenkligen oder ungleichschenkligen Winkelprofils.
S = a × t + (b - t) × t
Zuschlag für den Winkelradius. Zusätzlich wird ein Richtwert mit einer Erhöhung von bis zu 1% angezeigt. Dies liegt daran, dass ein reales warmgewalztes Winkelprofil im inneren Eckbereich üblicherweise einen Radius besitzt, der die Querschnittsfläche gegenüber dem vereinfachten rechteckigen Modell leicht vergrößert.
Flachstahl
Die direkteste Berechnung. Beim Flachstahl entspricht die Querschnittsfläche dem Produkt aus Breite und Dicke. Danach wird aus der Länge das Volumen und aus der Dichte das Endgewicht bestimmt.
S = h × t
Wann diese Berechnung besonders nützlich ist. Diese Methode wird häufig für Streifen, Deckplatten, Einbauteile und andere Elemente mit konstantem rechteckigem Querschnitt verwendet, bei denen die Geometrie keine zusätzlichen Zuschläge erfordert.
Rechteck-Hohlprofil
Vereinfachtes Wandmodell. Bei einem rechteckigen oder quadratischen Hohlprofil wird die Fläche als Summe der Flächen von zwei horizontalen und zwei vertikalen Wänden berechnet. Gleichzeitig wird von der Höhe die doppelte Wanddicke abgezogen, damit der innere Hohlraum nicht in die Metallberechnung einfließt.
S = 2 × b × t + 2 × (h - 2t) × t
Auswahl des Endwerts. Das Hauptergebnis ist das berechnete Gewicht auf Grundlage des eingegebenen rechteckigen Modells. Zusätzlich zeigt der Rechner einen weiteren Richtwert an, der bis zu 5% unter dem Basiswert liegt, weil die realen Ecken eines Rechteck-Hohlprofils gerundet sind und die Metallfläche meist etwas kleiner ist als bei einer ideal rechteckigen Kontur.
Rundung des Ergebnisses
Anzeigegenauigkeit. Das Endgewicht wird auf 0.001 kg gerundet angezeigt. Das ist für kleine Teile und kurze Längen praktisch, bei größeren Liefermengen sollte das Gesamtgewicht jedoch weiterhin mit Profiltabellen, Lieferschein oder Herstellerzertifikat abgeglichen werden.
Zugehörige europäische Normen
Profiltabellen und Abmessungen. Zur Prüfung der Geometrie und der tabellierten Masse von warmgewalzten Konstruktionsprofilen wird üblicherweise EN 10365 „Warmgewalzte Stahl-U-Profile sowie I- und H-Profile. Maße und Massen“ verwendet. Solche Dokumente dienen dazu zu prüfen, ob die Berechnung aus den eingegebenen Abmessungen zu einem Standardprofil passt.
Winkelprofile. Für gleichschenklige und ungleichschenklige Winkelprofile werden üblicherweise EN 10056-1 „Gleichschenklige und ungleichschenklige Winkel aus Baustahl. Teil 1. Maße“ und EN 10056-2 „Gleichschenklige und ungleichschenklige Winkel aus Baustahl. Teil 2. Grenzabmaße für Form und Maße“ herangezogen.
Hohlprofile. Für runde, quadratische und rechteckige Hohlprofile werden üblicherweise EN 10219-2 „Kaltgefertigte geschweißte Hohlprofile für den Stahlbau. Teil 2. Grenzabmaße, Maße und statische Werte“ und EN 10210-2 „Warmgefertigte Hohlprofile für den Stahlbau. Teil 2. Grenzabmaße, Maße und statische Werte“ verwendet.
Bewehrungsstahl. Für Bewehrungsstahl ist EN 10080 „Stahl für die Bewehrung von Beton. Schweißgeeigneter Bewehrungsstahl. Allgemeines“ eine wichtige Referenz. Diese Norm ist hilfreich, wenn das berechnete Gewicht mit den Eigenschaften eines konkreten Bewehrungsstahlprodukts verglichen werden soll.
Wie Normen zusammen mit dem Rechner genutzt werden. Der Rechner liefert zunächst das theoretische Gewicht auf Basis von Geometrie und Dichte. Wenn ein Liefer- oder Normwert benötigt wird, sollte das Ergebnis anschließend mit der tabellierten Masse des Standardprofils nach der jeweiligen europäischen Norm verglichen werden.
FAQs
Warum kann das Gewicht aus dem Rechner vom Kataloggewicht abweichen?
Der Rechner bestimmt das theoretische Gewicht aus den eingegebenen Abmessungen und der Dichte. Ein Katalog oder eine Profiltabelle berücksichtigt in der Regel die reale Profilform, Radien, das Herstellungsverfahren und Toleranzen, sodass die Endwerte leicht abweichen können.
Kann diese Berechnung auch für Edelstahl oder ein anderes Metall verwendet werden?
Ja, wenn die entsprechende Materialdichte in kg/m3 eingegeben wird. Die Berechnungslogik bleibt gleich, weil der Rechner zuerst das Metallvolumen bestimmt und dieses anschließend über die Dichte in Gewicht umrechnet.
Welcher Wert ist maßgebend, wenn der Rechner zwei Ergebnisse anzeigt?
Maßgebend sollte die Grundberechnung auf Basis der eingegebenen Geometrie sein. Der zusätzliche Wert dient als praktischer Richtwert, wenn die Form des realen Profils wegen gerundeter Ecken und Übergänge leicht vom vereinfachten Rechenmodell abweichen kann.
Ist diese Berechnung für Transportplanung und Lastabschätzung geeignet?
Für eine vorläufige Abschätzung des Stahlgewichts ist diese Berechnung gut geeignet. Für endgültige Logistikentscheidungen, die Wahl der Hebekapazität und statische Nachweise sollte das Stahlgewicht besser mit der Lieferantenspezifikation und den Projektdaten bestätigt werden.
Was ist beim Einkauf genauer, die Berechnung nach Abmessungen oder die tabellierte Masse?
Für ein nicht standardisiertes Teil, das aus Blech geschnitten oder nach vorgegebenen Abmessungen gefertigt wird, ist die geometrische Berechnung nützlicher. Bei standardisierten Walzprofilen aus dem Sortiment ist es in der Regel genauer, sich auf die tabellierte Masse nach der jeweiligen europäischen Norm oder dem Herstellerkatalog zu stützen.