Kombinácia konštrukčných materiálov - ocele a betónu - sa v stavebníctve používa veľmi často, najmä pri výstavbe výškových budov, priemyselných stavieb, mostov, ale aj rodinných domov a nadstavieb. Oceľ a betón sa niektorými svojimi pevnostnými charakteristikami vzájomne doplňujú. Na využitie predností obidvoch materiálov sa preto navrhujú kombinované stavebné prvky z ocele a betónu.
Plechobetónová doska a stratené debnenie
Plechobetónová doska je monolitická železobetónová doska, ktorá pozostáva z profilovaného, za studena tvarovaného plechu, betónu a výstuže. Profilovaný plech môže tvoriť stratené debnenie železobetónovej dosky alebo je spolupôsobiacou časťou železobetónovej dosky. Výhodou plechobetónových dosiek je, že profilovaný plech prenáša tiaž čerstvej betónovej zmesi a montážne zaťaženie, a preto netreba vyhotovovať debnenie.
Stratené debnenie sa odkazuje na proces, kde “debna” zostáva zabudovaná v betóne aj po jeho stuhnutí. Toto debnenie sa spravidla nedá použiť opakovane, nakoľko ostáva v betóne, preto sa nazýva “stratené”.
Technické požiadavky na konštrukciu
Plechobetónové dosky musia byť hrubé minimálne 80 mm, súčasne však hrúbka betónu nad vlnami plechu musí byť minimálne 40 mm. V prípade, že sa v doske použije aj oceľová výstuž, musí sa umiestniť vo vrstve betónu nad vlnami plechu. Množstvo priečnej a pozdĺžnej výstuže v doske musí mať plochu aspoň 80 mm2/m.
Skladba betónovej zmesi závisí od spriahnutej konštrukcie. Dôležité je najmä zvoliť správnu veľkosť kameniva. Tá závisí od najmenšieho rozmeru konštrukčného prvku, do ktorého sa betónová zmes ukladá. Veľkosť kameniva nesmie presiahnuť najmenšiu z hodnôt 0,4 hc, b0/3 a 31,5 mm.
Statické pôsobenie a spriahnutie
Spriahnuté oceľobetónové konštrukcie pozostávajú z oceľovej nosnej časti a betónovej časti. Pri realizácii si však treba uvedomiť, že v štádiu montáže pôsobí iba oceľová časť prierezu a spriahnutie začína fungovať až po dosiahnutí potrebnej pevnosti betónu. Spolupôsobenie, ktoré vzniká súdržnosťou medzi plechom a betónom, sa zo statického hľadiska nemôže uplatniť, pretože ho ovplyvňuje veľa faktorov, ako napr. povrchová úprava (pozinkovanie), znečistenie a pod.
Pozdĺžna šmyková sila, ktorá vzniká v mieste spojenia medzi oceľovou a betónovou časťou spriahnutého prierezu, sa musí preniesť šmykovým spojením. Najčastejšie sa na spriahnutie používajú spriahovacie tŕne. Tŕne sa môžu zaťažiť až potom, ako betón dosiahne pevnosť 20 MPa.
Zásady navrhovania
Spriahnuté plechobetónové konštrukcie sa navrhujú na rôzne návrhové situácie a medzné stavy, aby počas svojho technického života mohli plniť svoju funkciu. Profilované plechy sa posudzujú ako tenkostenný profil triedy 4. Okrem vlastnej tiaže plechu a zaťaženia čerstvým betónom sa musí počítať s montážnym zaťažením 1,5 kN/m2.
- Profilované plechy ako TRS 153-840 sa používajú ako nosné profily v tzv. kladnej polohe.
- Profily je možné použiť v mokrých podlahách ako stratené debnenie.
- Pri výpočte je nutné zohľadniť priehyb od čerstvého betónu (tzv. rybníkový efekt).
- Priečna výstuž musí tvoriť minimálne 0,2 % prierezovej plochy betónu.
Využitie profilovaného plechu ako strateného debnenia výrazne zvyšuje efektivitu výstavby, zrýchľuje proces betonáže a eliminuje nutnosť náročnej demontáže klasického debnenia.