Trapezblech
Trapezbleche sind im Querschnitt trapezähnlich gekantete Profilbleche. (Im Gegensatz zu Wellblechen, deren Querschnitte gekrümmte Linien aufweisen.) Trapezbleche finden vor allem im Industriebau vielfältige Anwendung für Dach-, Decken- und Wandkonstruktionen. Die hohen Stellen des Trapezblechs werden Stege genannt, die Vertiefungen dazwischen Sicken.
Herstellung, Material und Korrosionsschutz
Häufigstes Ausgangsmaterial sind Stahl-Feinbleche mit einer Stärke von ca. 0,75 bis 1,50 mm, Aluminiumbleche mit einer Stärke von 0,50 bis 1,20 mm und selten auch Edelstahlbleche. Das gegebenenfalls vorher fertig beschichtete Blech wird von einem Coil (Blechrolle) durch einen Rollformer (Walzenstraße mit einer großen Anzahl hintereinander liegender Walzen) geführt, wobei ein Endlosprofil entsteht, das danach mit einer Profilschere auf die gewünschte Länge zugeschnitten wird.
Zum Korrosionsschutz werden Stahlbleche standardmäßig verzinkt und bandbeschichtet. Die Bandbeschichtung ist in vielen unterschiedlichen Farben und Beschichtungsstärken möglich. Weitere Beschichtungsvarianten sind Aluzinkbeschichtung (Galvalume, verbesserter Korrosionsschutz gegenüber nur reiner Verzinkung) und Dünnbeschichtung (DU, Farbstärke ca. 15 μm). Aluminiumbleche sind in blank, stucco-dessiniert (strukturiert) und bandbeschichtet erhältlich.
Spezielle Blechvarianten sind:
- Akustikbleche (gelochte Bleche für Innenverkleidungen von z.B. Produktionshallen um den Lärmpegel zu reduzieren)
- Antidröhnbeschichtete Bleche
- Bombierte Bleche (in Längsrichtung gerundete Bleche)
- Antitropfbeschichtete Bleche (zur Aufnahme von sich eventuell bildendem Kondenswasser)
Statik
Die statische Motivation für das Kanten der Bleche beruht darauf, das Flächenträgheitsmoment (bzw. das Widerstandsmoment) des Blechs zu erhöhen, indem der Abstand der Randfaser vom Schwerpunkt erhöht wird (siehe auch: Steinerscher Satz). Dies bewirkt bei nur unwesentlich größerem Materialverbrauch eine enorme Steigerung des Tragvermögens.
Bei höheren Trapezblechprofilen (ab ca. 80 mm) werden die Stege ihrerseits leicht profiliert, um ihnen die nötige Steifigkeit zu verleihen.
Beispiel
| Ebenes Blech | Trapezblech (111/275) | |
|---|---|---|
| Blechstärke | 1,00 mm | 1,00 mm |
| Gewicht | 7,85 kg/m2 | 12,1 kg/m2 |
| Mögliche Spannweite bei 1,20 kN/m2 Auflast |
0,401 m | 4,54 m |
Einem Mehrverbrauch an Material von 54 % steht also eine Steigerung der möglichen Spannweite auf mehr als das 11-fache gegenüber.
Bemessung
Für die Bemessung von Trapezblechen bieten die meisten Hersteller Tabellen an, mittels derer das benötigte Profil in Abhängigkeit von Spannweite und Auflast für verschiedene Stützungen (Ein-, Zwei- oder Dreifeldträger), einfach ermittelt werden kann.
Verwendung
Trapezbleche können für verschiedenste Bauteile verwendet werden. Unter anderem für Decken, Dächer und Wände. Häufigstes Einsatzgebiet für Trapezbleche ist der Industrie- und Hallenbau. Häufig in Verbindung mit einer Tragkonstruktion ebenfalls aus Stahl. Wesentliche Gründe die hier für den Einsatz von Trapezblech sprechen sind
- das geringe Gewicht,
- der rasche Baufortschritt und
- die vergleichsweise geringen Kosten für die Montage.
Nachteilig wirken sich die Eigenschaften des Trapezblechs jedoch in Bezug auf
- Schallschutz,
- Schwingungsanfälligkeit und
- Brandschutz aus.
Dies spricht weiters für den Einsatz in Gebäuden, bei denen diese Kriterien eher eine untergeordnete Rolle spielen.
Verbundbau
Der Verbundbau stellt einen Versuch dar, die Vorteile des Stahlbaus mit jenen des Stahlbetonbaus zu kombinieren.
Um die Nachteile einer Trapezblechkonstruktion zu kompensieren, können in einem ersten Schritt die Sicken mit Beton verfüllt werden. Dadurch wird das Gewicht der Konstruktion erhöht und somit das Schwingungsverhalten verbessert und die Wärmespeicherfähigkeit erhöht. Die Tragwirkung wird bei dieser Konstruktion ausschließlich vom Trapezblech übernommen, sodass der Beton statisch gesehen nur eine zusätzliche Last darstellt.
Alternativ kann das Trapezblech auch als verlorene Schalung eingesetzt werden. In diesem Fall kann das Trapezblech schwächer ausgeführt werden, da es nur während der Herstellung das Gewicht des Frischbetons zu tragen hat. Ist der Beton ausgehärtet, übernimmt er die alleinige Tragwirkung.
Die beiden beschriebenen Konstruktionen sind ungünstig, da das Tragvermögen eines der beiden Baustoffe nicht ausgenutzt wird. Anders bei der Verbundbauweise. Hierbei wird ein Kraftschluss zwischen dem Trapezblech und dem Aufbeton hergestellt.
Biegt sich ein Bauteil durch, so werden die unteren Bereiche gezogen und die oberen gestaucht (siehe auch: Balkentheorie). Das unten liegende Blech soll beim Verbundbau einen Teil der Biegezugspannungen übernehmen, der Aufbeton vorrangig die Druckspannungen. Um dies zu ermöglichen, dürfen sich die beiden Schichten nicht gegeneinander verschieben können. Das Blech muss sich also mit dem Beton verzahnen. Dies kann durch eine spezielle Kantung des Profils, eine geriffelte Blechoberfläche oder auf das Trapezblech aufgeschweißte Bewehrungsstäbe oder Kopfbolzendübel erreicht werden.
Literatur
- Gerhard Huber u. a.: Baustoffkunde - Technologie der Bau- und Werkstoffe. MANZ Verlag Schulbuch GmbH, Wien 2002, ISBN 3-7068-1209-6.
- Christof Riccabona: Baukonstruktionslehre 5. MANZ Verlag Schulbuch GmbH, Wien 2003, ISBN 3-7068-1511-7.
- Ralf Möller u.a.: Planen und Bauen mit Trapezprofilen und Sandwichelementen Band 1: Grundlagen, Bauweisen, Bemessung mit Beispielen. Ernst & Sohn, Berlin 2004, ISBN 3-433-01595-3.
- Ralf Möller u.a.: Planen und Bauen mit Trapezprofilen und Sandwichelementen Band 2: Konstruktionsatlas. Ernst & Sohn, Berlin 2011, ISBN 3-433-02843-5.
Weblinks
Commons: Wellblech – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien