Vad är en sammansatt stråle?
En sammansatt balk är ett konstruktionselement som typiskt består av en förstärkt betongplatta fäst vid och uppburen av profilerade stålbalkar. Kompositbalkar är starkare än summan av deras beståndsdelar och uppvisar en gynnsam kombination av hållfasthetsegenskaperna hos båda materialen. Detta innebär att en stål- och betongkompositbalk har både tryckhållfastheten hos betong och draghållfastheten hos stål. Det finns flera andra typer av sammansatta balkar som används i byggbranschen som kombinerar olika kvaliteter av betong med plastkompositer och timmer. Stål och armerad betongkompositbalk är emellertid den mest använda.
Att sammanfoga två olika material för att bilda en komposit kombinerar inte bara de två materialens kollektiva styrkor. Att bilda en förening mellan relevanta material förbättrar faktiskt deras fysiska egenskaper och gör kompositen starkare än summan av deras styrkor. Vid storskalig konstruktion används stål och betong oftast kombinationer för sammansatta balkar. Betongen ger kompositmassa, styvhet och tryckhållfasthet och minskar avböjning och vibrationer i plattan. Stålelementen ger strålen sin draghållfasthet med utmärkt styrka till viktförhållanden och snabba konstruktionstider.
En av de viktigaste delarna av en sammansatt balk är fixeringspunkterna eller skjuvanslutningarna mellan de två materialen. Korrekt anslutning av de två delarna av kompositen gör att materialen kan fungera som en enhet och ger kompositstrålen sin inneboende styrka. Dessa skjuvanslutningar är vanligtvis tappar svetsade på stålbalkarna och placerade i betongplattan. Antalet och storleken på dessa skjuvanslutningar beräknas noggrant eftersom de representerar en kritisk del av kompositens mekaniska prestanda.
En betong- och stålkompositbalk kan använda tidigare gjutna betongplattor eller gjutas på plats. Förgjutna plattor är konstruerade med slitsar eller fickor i dem som accepterar fixeringsbultarna. Dessa fickor fylls sedan upp med betong när plattan är korrekt placerad. Tillverkning av plattor på plats är lite mer komplicerad och kräver att ett profilerat däckskikt läggs innan betongen hälls. Detta däck är vanligtvis lättplåtstål med olika profiler beroende på applikationen.
Arket läggs ovanpå balkarna och sedan fixeras skjuvanslutningar på balkarna med antingen en "genomgående däcksvetsning" -process eller genom skjutavfyrning. När däcket är på plats hälls betongen ovanpå och armeringsstänger läggs till. Däck tjänar till att slutna eller innehålla den våta betongen och ger också styrka till kompositen när plattan har härdat.
Flera andra sammansatta balktyper används i konstruktion i mindre skala. Dessa inkluderar timmerbalkar som stödjer lätta betongremsor som används som golvplattor i många trähus. Betongfyllda hartskompositlådor används ofta vid konstruktion av broar. De är starka, snabba att tillverka och relativt låg vikt som kräver ett minimum av tunga maskiner att sätta på plats. Även om dessa konstruktionselement är mycket olika i materialen använder alla samma princip om delade styrkor som de mer traditionella stål- och betongbalkarna.