Una trave composita è un elemento costruttivo tipicamente costituito da una soletta in cemento armato fissata e supportata da travi profilate in acciaio. Le travi composite sono più resistenti della somma delle loro parti costitutive e presentano una combinazione favorevole delle caratteristiche di resistenza di entrambi i materiali. Ciò significa che una trave composta in acciaio e calcestruzzo possiede sia la resistenza alla compressione del calcestruzzo che la resistenza alla trazione dell’acciaio. Esistono molti altri tipi di travi composte utilizzate nell’industria delle costruzioni che combinano vari tipi di calcestruzzo con compositi di plastica e legno. La trave mista acciaio e cemento armato è invece la più utilizzata.
L’unione di due materiali dissimili per formare un composito non unisce solo le forze collettive dei due materiali. Formare un’unione tra materiali rilevanti ne esalta le caratteristiche fisiche e rende il composito più forte della somma dei loro punti di forza. Nelle costruzioni su larga scala, l’acciaio e il calcestruzzo sono le combinazioni più frequentemente utilizzate per le travi composte. Il calcestruzzo conferisce massa composita, rigidità e resistenza alla compressione e riduce la flessione e le vibrazioni nella soletta. Gli elementi in acciaio conferiscono alla trave la sua resistenza alla trazione con ottimi rapporti resistenza/peso e tempi di costruzione rapidi.
Una delle parti più importanti di una trave composta sono i punti di fissaggio o connettori a taglio tra i due materiali. Il corretto collegamento delle due parti del composito consente ai materiali di agire come un’unità e conferisce alla trave composita la sua forza intrinseca. Questi connettori a taglio sono in genere prigionieri saldati alle travi in acciaio e fissati nella soletta di cemento. Il numero e la dimensione di questi connettori a taglio sono calcolati con attenzione in quanto rappresentano una parte critica delle prestazioni meccaniche dei compositi.
Una trave mista in calcestruzzo e acciaio può utilizzare lastre di calcestruzzo gettate in precedenza o essere gettata in opera. Le lastre prefabbricate sono costruite con asole o tasche che accolgono i prigionieri di fissaggio. Queste tasche vengono poi riempite di calcestruzzo quando la lastra è correttamente posizionata. La fabbricazione delle lastre in loco è un po’ più complessa e richiede la posa di una lamiera profilata prima di gettare il calcestruzzo. Questa piattaforma è tipicamente in lamiera d’acciaio di basso spessore con profili diversi a seconda dell’applicazione.
La lamiera viene posata sopra le travi, quindi i connettori a taglio vengono fissati alle travi utilizzando un processo di “saldatura passante” o mediante sparo. Una volta che il ponte è in posizione, il calcestruzzo viene versato sopra e vengono aggiunte le barre di rinforzo. L’impalcato serve a serrare o contenere il calcestruzzo umido e conferisce anche forza al composito una volta che la soletta è maturata.
Diversi altri tipi di travi composte sono utilizzati nelle costruzioni su piccola scala. Questi includono travi in legno che supportano strisce di cemento leggero utilizzate come solai in molte case in legno. Nella costruzione di ponti vengono spesso utilizzate scatole composite in resina riempita di cemento. Sono robusti, veloci da fabbricare e relativamente leggeri che richiedono un minimo di macchinari pesanti per essere installati. Sebbene molto diversi nei materiali utilizzati, questi elementi strutturali sfruttano tutti lo stesso principio di forza condivisa delle più tradizionali travi in acciaio e cemento.