Festigkeit von Stahl Vs. Holz

Stahl hat einen guten Ruf für Stärke. Das Wort selbst beschwört oft Visionen von Kraft, Langlebigkeit und Widerstand. Das Konzept der "Stärke" ist jedoch schwer fassbar. Ein Material kann sehr gut auf plötzliche Stöße wie Gewehrschüsse reagieren und sich dennoch unter konstanter Langzeitbelastung sehr schnell zersetzen.

Die Portland Cement Association finanzierte im Jahr 2000 eine Studie des Ingenieurs Armin B. Mehrabi. Es handelte sich um eine Reihe von Belastungstests, mit denen die relativen Festigkeiten verschiedener Stützstrukturen für Betonwände während eines Erdbebens bestimmt werden sollten. Holz und Stahl wurden nur als Kontrollvariablen verwendet. Holz war in Bezug auf Ermüdung und Belastung eines simulierten Erdbebens etwas besser als Stahl. Die verwendeten Hölzer waren eine Kombination aus Kiefer und Tanne, die bei weitem nicht so stark sind wie Ahorn oder Eiche.

Das "Portland" -Experiment stellte fest, dass die hölzernen Stützstrukturen für den Beton darunter litten ihr erster größerer Schaden bei 3500 Pfund Kraft gegen die Holzstützen, der für identisch war Stahl. Der erste größere Schaden zeigte eine strukturelle Verschiebung von 0,51 Zoll für Holz und eine leichte größer .54 Zoll für Stahl, was bedeutet, dass der Schaden bei 3500 Pfund für Stahl etwas schlimmer war als Holz.

Das "Portland" -Experiment zeigte, dass Holz im Laufe der Zeit besser als Stahl war, während Stahl unter bestimmten Umständen Stößen besser standhielt als andere Materialien. Die maximale Beständigkeit des Holzes gegen den auf es ausgeübten künstlichen Erdbebendruck betrug 4583 Pfund, bevor es zusammenbrach. Stahl war niedriger bei 4004 Pfund. Dieses Experiment zeigte, dass die Kombination aus Kiefer und Tanne haltbarer als Stahl war. Da die Portland Concrete Association kein spezifisches finanzielles Interesse an Stahl oder Holz hatte - da sie sich nur um ihren eigenen Beton sorgten - sollte diese Studie ernst genommen werden.

"Renovo Bikes", ein kalifornischer Fahrradhersteller, argumentiert, dass Holz im Fahrradbau Stahl weit überlegen ist. Es besagt, dass Holz haltbarer und zuverlässiger ist. Holz absorbiert Vibrationen besser, was bedeutet, dass es im Laufe der Zeit Stress aufnehmen kann, ohne Risse oder Verschleiß zu verursachen. Holz nimmt Langzeitstress weitaus besser auf als Stahl, wie die "Portland" -Studie gezeigt hat. Stahl ist spröder als Holz, was ihn zu einer schlechten Wahl für Strukturen macht, die lange Zeit hohe Belastungen tragen. Holz und Stahl haben die gleiche "Steifigkeits" -Festigkeit - das heißt, wie weit sie sich biegen, bevor sie Anzeichen von Verschleiß zeigen; Holz eignet sich jedoch besser für Strukturen, bei denen der Stress konstant und regelmäßig ist, z. B. in einem Haus. Dies bedeutet, dass in anderen Bereichen, in denen der Stress konzentriert und unregelmäßig ist, wie z. B. Baseballschlägern, Stahl überlegen ist. Mit anderen Worten, Holz bricht oder reißt eher, wenn es mit hoher Geschwindigkeit auf einen Baseball schlägt, als Stahl, aber Holz ist für Langzeitbelastungen haltbarer.