Was ist ein Verbundträger?
Ein Verbundträger ist ein Konstruktionselement, das typischerweise aus einer verstärkten Betonplatte besteht, die an profilierten Stahlträgern befestigt ist und von diesen getragen wird. Verbundträger sind stärker als die Summe ihrer Bestandteile und weisen eine günstige Kombination der Festigkeitseigenschaften beider Werkstoffe auf. Dies bedeutet, dass ein Stahl-Beton-Verbundträger sowohl die Druckfestigkeit von Beton als auch die Zugfestigkeit von Stahl aufweist. In der Bauindustrie werden verschiedene andere Arten von Verbundträgern verwendet, die verschiedene Betonsorten mit Kunststoffverbundwerkstoffen und Holz kombinieren. Der Stahl- und Stahlbetonverbundträger wird jedoch am häufigsten verwendet.
Das Zusammenfügen zweier unterschiedlicher Materialien zu einem Verbundwerkstoff kombiniert nicht nur die gemeinsamen Stärken der beiden Materialien. Das Bilden einer Verbindung zwischen relevanten Materialien verbessert tatsächlich ihre physikalischen Eigenschaften und macht den Verbundwerkstoff stärker als die Summe ihrer Festigkeiten. Stahl und Beton werden in Großbauten am häufigsten für Verbundträger verwendet. Der Beton verleiht dem Verbundwerkstoff Masse, Steifigkeit und Druckfestigkeit und verringert die Durchbiegung und Vibration der Platte. Die Stahlteile verleihen dem Träger seine Zugfestigkeit mit hervorragenden Verhältnissen von Festigkeit zu Gewicht und schnellen Bauzeiten.
Einer der wichtigsten Teile eines Verbundträgers sind die Befestigungspunkte oder Scherverbindungen zwischen den beiden Materialien. Durch die richtige Verbindung der beiden Teile des Verbundwerkstoffs können die Werkstoffe als Einheit fungieren und dem Verbundträger seine Eigenfestigkeit verleihen. Diese Schubverbinder sind typischerweise Bolzen, die mit den Stahlträgern verschweißt und in die Betonplatte eingesetzt sind. Die Anzahl und Größe dieser Scherverbinder wird sorgfältig berechnet, da sie einen entscheidenden Teil der mechanischen Leistung der Verbundwerkstoffe ausmachen.
Ein Beton-Stahl-Verbundträger kann zuvor gegossene Betonplatten verwenden oder vor Ort gegossen werden. Vorgefertigte Platten sind mit Schlitzen oder Taschen versehen, die die Befestigungsbolzen aufnehmen. Diese Taschen werden dann mit Beton gefüllt, wenn die Platte richtig positioniert ist. Die Herstellung von Platten auf der Baustelle ist etwas komplexer und erfordert das Verlegen eines profilierten Deckblechs vor dem Gießen des Betons. Dieses Deck besteht in der Regel aus dünnem Stahlblech und weist je nach Anwendung unterschiedliche Profile auf.
Das Blech wird auf die Träger gelegt, und dann werden die Scherverbindungen an den Trägern entweder durch ein "Durchschweißen" -Verfahren oder durch einen Schrotbrand befestigt. Sobald das Deck angebracht ist, wird der Beton darauf gegossen und Bewehrungsstäbe hinzugefügt. Das Deck dient dazu, den nassen Beton zu verschließen oder einzudämmen, und verleiht dem Verbundwerkstoff auch Festigkeit, sobald die Platte ausgehärtet ist.
Einige andere Verbundbalkentypen werden in kleineren Konstruktionen verwendet. Dazu gehören Holzbalken, die leichte Betonstreifen tragen, die in vielen Holzhäusern als Bodenplatten verwendet werden. Betongefüllte Harzverbundkästen werden häufig beim Bau von Brücken verwendet. Sie sind robust, schnell zu fertigen und relativ leicht und erfordern nur ein Minimum an schwerem Gerät. Obwohl sie sich in den verwendeten Materialien stark unterscheiden, nutzen diese Strukturelemente alle dasselbe Prinzip der gemeinsamen Festigkeiten wie die herkömmlicheren Stahl- und Betonbalken.