Principe van gemengde constructie

Over het algemeen wordt een gemengde constructie bereikt door twee verschillende materialen met verschillende eigenschappen te combineren om zo het beste uit deze combinatie te halen. Er zijn veel verschillende soorten gemengde constructies mogelijk. In dit artikel worden alleen staal-betonconstructies behandeld.

Gemengde vloeren bestaan meestal uit een betonnen plaat en een stalen balk. Het idee is hier om de voordelen van deze twee elementen optimaal te benutten: beton heeft een goede druksterkte en staal heeft een goede trek- en afschuifsterkte.

Wat is het voordeel van de staal-beton verbinding?

In gemengde constructies ontstaat de verbinding tussen staal en beton niet van nature. Om het beste uit de combinatie van de twee materialen te halen, is het van belang dat deze samenwerken. Deze verbinding wordt tot stand gebracht door middel van verbindingselementen die aan de stalen balk worden gelast of genageld. Deze hebben tot doel om het wegglijden ter hoogte van het verbindingsvlak tussen de beton-staal verbinding te voorkomen of tot zeer geringe waarden te beperken.

In het geval van een staal-betonvloer neemt de betonplaat de belastingen rechtstreeks op en geeft hij deze door plaatselijke buiging door aan de stalen balken. De plaat is daarom ontworpen om deze buiging te compenseren.

Als er geen verbinding is tussen de betonnen plaat en de stalen balk, buigen ze onafhankelijk door. Afschuif treedt op bij het grensvlak. De twee inerties worden eenvoudig bij elkaar opgeteld om de weerstand van het geheel te berekenen. Bovendien draagt de plaat niet bij tot de buigweerstand, het beton in de trekzone zal scheuren en een gewichtloos worden.

Het doel van het verbinden van de twee balken is het wegnemen of beperken van afschuif tussen de stalen balk en de betonplaat. De traagheid wordt vermenigvuldigd met acht in plaats van twee.

Een verbonden staal-betonvloer kan twee keer zoveel belasting dragen en vervormt vier keer minder dan een vloer met twee boven elkaar liggende secties die niet met elkaar verbonden zijn.

In een samengestelde vloer werkt de betonplaat volledig op druk terwijl de stalen balk zich in de trekzone bevindt. De stalen en betonnen elementen worden dus ideaal belast en zullen volledig bijdragen tot de sterkte en stijfheid van het geheel.