Deși mulți ingineri tind să creadă că o construcție compozită este un produs al proiectării și practicilor recente de construcție, ea a început de fapt chiar înainte de începutul secolului al XX-lea. În timp ce multe țări au propriile lor povești de spus despre construcția compozită, prima construcție compozită cu aprobare de proiectare a apărut în anul 1894 când au fost construite un pod și o clădire în SUA, și anume, podul Rock Rapids din Rock Rapids, Iowa, și clădirea metodistă din Pittsburgh. Avantajele acțiunii compozite După o sută de ani și din ce în ce mai mulți ingineri valorifică numeroasele avantaje oferite de cele două materiale de construcție cele mai frecvent utilizate, betonul și oțelul, pentru a construi structuri rigide și puternice cu rapiditate și economie. Sistemul structural al unei grinzi compozite este în esență o grindă T cu o flanșă de beton largă subțire conectată cu o secțiune de oțel, așa cum se arată în Flanșa de beton este în compresie, iar secțiunea de oțel este în mare parte în tensiune. Forțele dintre cele două materiale sunt transferate de conectori de forfecare, de obicei știfturi cu cap sau alți conectori care sunt sudați sau nituiți în oțel. Blocuri de tensiune ale grinzii compozite RSD, secțiune DC, sunt încorporate în placa de beton. Avantajele acțiunii compozite sunt rezistența și rigiditatea crescute cu rezistența de 1,5 până la 2,5 ori a momentului și rigiditatea la flexiune a secțiunii din oțel, ceea ce duce la o economie considerabilă în ceea ce privește dimensiunea grinzii de oțel utilizate. Grinzile compozite sunt adesea nepropiate în timpul construcției, iar secțiunea de oțel este dimensionată pentru a susține greutatea proprie a plăcii de beton și a altor sarcini de construcție înainte ca betonul să câștige o rezistență adecvată pentru a dezvolta acțiunea compozită. Rezistența grinzii Rezistența momentului unei grinzi compozite este determinată folosind principiul analizei plastice. Se presupune că tulpinile din grinda compozit sunt suficient de mari, încât tensiunile din secțiunea de oțel să fie la valorile lor de randament pe toată adâncimea secțiunii și că betonul și-a atins rezistența la compresiune. În funcție de dimensiunea și rezistența relativă dintre flanșa de beton și secțiunea de oțel, axa neutră din plastic poate fi situată în flanșa de beton, flanșa superioară sau rețeaua secțiunii de oțel. Rezistența momentului fasciculului compozit poate fi evaluată în consecință. Proiectarea grinzilor compozite cu terase din oțel este acoperită în standardul BS5950: Partea 3, Eurocodul 4, AS2327. Oțel plus beton Construcția grinzii compozite în clădiri comerciale a fost bine stabilită în multe țări. Ramele din oțel laminate la cald sau fabricate împreună cu beton prefabricat sau plăci compozite oferă un mijloc eficient de construcție rapidă cu spații de birouri fără coloane. Plăcile compozite sunt de obicei proiectate să se întindă între 3 și 4 m între grinzile de susținere, iar adâncimea lor este de obicei de 120 până la 150 mm. Acest lucru dictează aspectul economic al rețelei structurale a unei clădiri. În general, este întotdeauna nevoie să se încorporeze un grad ridicat de servicii de construcție în zonele de podea, în același timp, pentru a reduce la minimum adâncimea zonelor de podea, pentru a reduce înălțimea totală a unei clădiri. Economia clădirilor moderne este de așa natură încât o mică creștere a costului cadrelor de oțel necesare integrării elementelor structurale și a serviciilor de construcții are un efect proporțional mult mai mic asupra costului general al clădirilor. Sunt fezabile diverse soluții de proiectare, dar există două opțiuni de bază: fie elementele structurale și serviciile de construcție sunt integrate în aceeași zonă orizontală, fie zona structurală este redusă la minimum astfel încât serviciile de construcție să fie trecute dedesubt. Acestea din urmă sunt adesea considerate a fi benefice pentru a oferi o mai mare flexibilitate în utilizarea clădirilor cu o economie ridicată și o utilizare versatilă pe parcursul întregului lor ciclu de viață. Principalele caracteristici structurale ale acestor sisteme de pardoseală sunt prezentate în secțiunile următoare împreună cu aplicațiile lor tipice. Iată mai jos câteva exemple de grinzi compozite, precum și descrierea unui sistem avansat de pardoseală. Grinzi compozite cu secțiuni fabricate și benzi conice Utilizarea secțiunilor fabricate I cu benzi conice este întotdeauna considerată a fi eficientă din punct de vedere structural, în cazul în care grinzile sunt proiectate să asigure momentul necesar și capacitățile de forfecare în toate punctele de-a lungul lungimii elementelor cu materiale minime. Golurile astfel create adiacente coloanelor pot fi utilizate pentru construirea de servicii de dimensiuni mici până la medii. Datorită utilizării elementelor neprismatice, este dificil de localizat secțiunile transversale critice sub acțiunea momentului combinat și a forfecării și, prin urmare, este necesar un efort de proiectare mare. În general, dimensiunile secțiunii ross ale flanșelor rămân constante de-a lungul lungimii fasciculului, în timp ce adâncimea pânzelor crește în funcție de momentele aplicate; rigidizările verticale ale benzii sunt deseori necesare la schimbarea secțiunii transversale. În practică, este posibil ca eficiența maximă să fie atinsă numai prin utilizarea unui software specializat de proiectare, unde dimensiunile flanșelor și ale pânzelor sunt selectate pentru performanțe structurale optime. Avantajele economice ale secțiunilor fabricate sunt în mod critic legate de efortul de rafinare pe procesul de proiectare și, de obicei, sunt cele mai economice pentru întinderile de 12 până la 20 m. Toate plăcile de oțel sunt de obicei sudate într-un proces automat cu arc scufundat pe o singură față. Grinzi compozite cu secțiuni în T și în unghi Grinzile compozite sunt utilizate în mod obișnuit în clădiri cu mai multe etaje și pentru etaje cu lungime cuprinsă între 12 și 25 m. Grinzile sunt de obicei proiectate pentru a ocupa toată adâncimea zonei de podea cu grinzi Warren standard, astfel încât serviciile de construcție să poată trece prin golurile create între acorduri și diagonale. În plus, un panou central Vierendeel, fără diagonale, sunt adesea introduse pentru a oferi un gol mare pentru serviciile de construcții la mijlocul perioadei. Traversele sunt fabricate de obicei din secțiuni de tee ca acorduri de sus și de jos, iar secțiuni unghiulare ca diagonale. În aplicațiile cu durată lungă de acțiune, compoziția oferă doar o creștere moderată a rezistenței, dar o creștere semnificativă a rigidității la încovoiere împotriva deformării. În general, costul fabricării și protecției împotriva incendiilor poate fi ridicat în raport cu costul materialului, dar acestea sunt foarte populare în practică, deoarece sunt eficiente din punct de vedere structural și oferă un grad ridicat de flexibilitate de rutare pentru serviciile de construcții.Sisteme de pardoseală subțiri compozite Sistemele de pardoseală subțire au fost dezvoltate în anii 90 în Marea Britanie, acolo unde plăcile de beton sunt plasate în adâncimea grinzilor din oțel primar pentru a oferi sisteme de pardoseală cu o adâncime minimă de construcție. În general, nu sunt necesare grinzi secundare, în timp ce legăturile sunt prevăzute între grinzi primare la intervale regulate ori de câte ori este necesar. Se introduc mai întâi secțiuni coloane universale cu plăci de fund sudate, iar mai târziu, secțiuni din oțel asimetric laminate la cald cu flanșe inegale sunt dezvoltate special pentru această formă de construcție. Pot fi utilizate atât plăci prefabricate din beton, cât și plăci compozite cu punți din oțel profilate adânc. Intervalele tipice ale fasciculului variază de la 5 la 7,5 m, cu o adâncime totală a pardoselii de 320 mm. Deschiderile de bandă circulară pot fi prevăzute în sistemele de pardoseală utilizând plăci compozite cu punți din oțel profilate adânc pentru a asigura trecerea serviciilor de construcție. Deoarece flanșa superioară, banda și, de asemenea, o parte a flanșei inferioare a grinzilor de oțel sunt încadrate în plăcile de beton, rezistența inerentă la foc a sistemelor de pardoseală este foarte mare. În general, o perioadă de rezistență la foc de 60 min. se realizează ușor fără protecție împotriva incendiilor. Pentru o perioadă de rezistență la foc de 90 de minute, este necesară doar protecție la foc nominală la flanșele inferioare expuse ale grinzilor de oțel. Deși sistemele subțiri de pardoseală pot să nu fie la fel de eficiente din punct de vedere structural ca alte sisteme convenționale de pardoseală datorită adâncimilor structurale mici, costul general de construcție este încă considerat a fi competitiv, deoarece nu este necesară sau este necesară puțină protecție împotriva incendiilor.