JELLEMA 3 DRAAGSTRUCTUUR - PDF Free Download (2023)

Transcriptie

1 JELLEMA 3 DRAAGSTRUCTUUR

2 II omslagontwerp Marjan Gerritse, Amsterdam vormgeving binnenwerk Peter van Dongen, Amsterdam opmaak Van de Garde, Zaltbommel tekenwerk Advies en Tekenbureau voor Bouwtechniek ing F. Oomen, Almere-Stad Veltman Bouwkundig Ontwerp- en Tekenburo, Delft De uitgever heeft ernaar gestreefd de auteursrechten te regelen volgens de wettelijke bepalingen. Degenen die desondanks menen zekere rechten te kunnen doen gelden, kunnen zich alsnog tot de uitgever wenden. ThiemeMeulenhoff ontwikkelt leermiddelen voor: Primair Onderwijs, Algemeen Voortgezet Onderwijs, Beroepsonderwijs en Volwasseneneducatie en Hoger Beroepsonderwijs. Voor meer informatie over ThiemeMeulenhoff en een overzicht van onze leermiddelen: ISBN Tweede druk, tweede oplage ThiemeMeulenhoff, Utrecht/Zutphen, 2004 Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Voor zover het maken van kopieën uit deze uitgave is toegestaan op grond van artikel 16B Auteurswet 1912 j o het Besluit van 20 juni 1974, Stb. 351, zoals gewijzigd bij het Besluit van 23 augustus 1985, Stb. 471 en artikel 17 Auteurswet 1912, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan Stichting Reprorecht (Postbus 3060, 2130 KB Hoofddorp). Voor het overnemen van gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers en andere compilatiewerken (artikel 16 Auteurswet 1912) dient men zich tot de uitgever te wenden.

3 III 3 Bouwtechniek Draagstructuur

4 IV De serie Jellema Hogere Bouwkunde bestaat naast het inleidende deel uit drie reeksen boeken: bouwtechniek, bouwmethoden en bouwproces. Tezamen vormt de inhoud de onontbeerlijke basiskennis voor het hoger beroepsonderwijs en wetenschappelijk onderwijs. Ook deze vernieuwde uitgave is ontstaan vanuit de noodzakelijke interactie tussen het onderwijs enerzijds en het bedrijfsleven anderzijds. Beide sectoren leveren auteurs, maar zijn ook bereid tot het leveren van commentaar en kritiek in een voortdurende discussie tussen redactie, auteurs en het onderwijs. Auteurs deel 3: Ir. T.G.M. Spierings Docent en opleidingscoördinator bouwkunde, Hogeschool Arnhem en Nijmegen Architect, Uden Ir. R.Ph. van Amerongen Course director, Piet Zwart Institute, Willem de Kooning Academy Architect, Rotterdam Ir. H. Millekamp Msc in Architecture Bouwmanager, ASWA Architecten bv, Rotterdam De redactie: ir. K. Hofkes Docent Bouwkunde, Hogeschool INHOLLAND, Haarlem en Alkmaar ing. N. Zimmermann Architect, Amsterdam ir. A. van Tol Architect, Zwolle ir. M. Bonebakker Adviseur Bouwmanagement, Geesteren H.A.J. Flapper Bouwinnovator, Amsterdam ir. H. Brinksma Docent Bouwkunde, Hogeschool van Utrecht, Utrecht

5 V Serieoverzicht JELLEMA HOGERE BOUWKUNDE 1 Inleiding Bouwnijverheid JELLEMA HOGERE BOUWKUNDE 2 Bouwtechniek Onderbouw JELLEMA HOGERE BOUWKUNDE 7 Bouwmethoden Bouwmethodiek JELLEMA HOGERE BOUWKUNDE 10 Bouwproces Ontwerpen 3 Bouwtechniek Draagstructuur 8 Bouwmethoden Woningbouw 11 Bouwproces Contracteren Bouwtechniek Omhulling A prestatie-eisen / daken 9 Bouwmethoden Utiliteitsbouw 12 Bouwproces Uitvoeren A techniek 4 Bouwtechniek Omhulling B gevels 12 Bouwproces Uitvoeren B organisatie 4 Bouwtechniek Omhulling C gevelopeningen 13 Bouwproces Beheren 5 Bouwtechniek Afbouw 6 Bouwtechniek Installaties A elektrotechnisch en sanitair 6 Bouwtechniek Installaties B werktuigbouwkundig en gas 6 Bouwtechniek Installaties C liften en roltrappen

6 VI Woord vooraf Binnen de reeks Bouwtechniek worden de verschillende onderdelen besproken die in onze gebouwen kunnen worden onderscheiden. Het deel Draagstructuur beslaat hiervan de constructieve onderdelen. In dit boek worden alle voorkomende, verticale en horizontale dragende elementen (wanden of kolommen en vloeren) en de verbinding tussen vloeren door middel van trappen en hellingen beschreven. Ten aanzien van de verticale en horizontale dragende elementen volgt eerst een kort overzicht over de verschillende combinaties tussen de verschijningsvormen en materialen in hoofdstuk 1 Typologieën. Een keuze voor een van deze combinaties komt mede voort uit de functies die de draagstructuur naast die van het dragen zelf dient te vervullen. Deze functies staan samen met de daaruit voortvloeiende eisen beschreven in hoofdstuk 2 Functies en eisen. Als de verschijningsvorm in functionele zin is bepaald, zal een keuze voor de materialisatie moeten worden gemaakt. Alle constructieve onderdelen zelf zijn daartoe apart en gedetailleerd beschreven in de hoofdstukken 3 tot en met 6: Steen, Beton, Hout en Staal. Zoals reeds is aangegeven, heeft de behandeling van de overbrugging van de niveauverschillen een aparte plaats gekregen in hoofdstuk 7 Trappen. Ook hier is een opsplitsing naar materiaal gehanteerd. Het boek besluit met een register waarin alle relevante gebruikte termen zijn opgenomen. Door deze opbouw kan het boek zowel een basis voor een afgewogen keuze voor verschijningsvorm en materialisatie zijn, als een naslagwerk bij de uitwerking van een reeds bepaalde keuze. De auteurs mei 2004

7 VII Inhoud 1 Typologieën 1 Inleiding Dragen versus scheiden: continuüm aan mogelijkheden Massieve structuren Traditioneel metselwerk met houten balklagen/vloeren Lijmwerk in kalkzandsteen en cellenbeton met (cellen)betonnen vloeren Schijvenstructuren Gietbouw Prefab-betonnen vloerdragende gevels Kolommenstructuren Houten kolomskelet Betonnen kolomskelet Stalen kolomskelet Moderne massieve structuren Houtelementenbouw Betonelementenbouw Relatie bouwmethoden 13 2 Functies en eisen 17 Inleiding Dragende functie Constructieve eisen Bouwbesluit Belastingen Sterkte en stijfheid Bezwijken gebouw, stabiliteit Scheidende functie Eisen Bouwbesluit Ruimtescheidende functie Geluidsisolerende eisen Brandwerendheidseisen Warmte-isolerende eisen Vochtwerende eisen Overzicht eigenschappen constructiematerialen 32 Geraadpleegde en aanbevolen literatuur 32 3 Dragende elementen in steen 33 Inleiding Steen Materiaaleigenschappen Elementen en materialen Baksteen Betonsteen Kalkzandsteen Cellenbeton Normen Voegen Voegfuncties Voegvullingen Metselmortels Voegmortels Speciebereiding Lijmmortels Scheurvorming in metselwerk Dilatatievoegen Wanden in steen, algemeen Opbouw, muurtypen Metselverbanden Muurdoorbrekingen Lateien Opleggingen Wanden in baksteen Baksteenformaten Baksteenmortels Maatvoering baksteenmetselwerk Detaillering baksteen Vuistregels baksteen wand-constructies Wanden in betonsteen Betonsteenformaten Betonsteenmortels Betonsteenverbanden en opbouw Maatvoering betonsteen Dilataties betonsteen Detaillering betonsteen Vuistregels betonsteenwanden Wanden in kalkzandsteen Kalkzandsteenformaten Kalkzandsteenmortels Kalkzandsteenmetselwerk, verbanden en opbouw Kalkzandsteenlijmwerk Maatvoering kalkzandsteen Dilataties kalkzandsteen Detaillering kalkzandsteen Vuistregels kalkzandsteenwanden Wanden in cellenbeton Formaten cellenbetonblokken Cellenbetonmortels Maatvoering cellenbeton Dilataties cellenbeton Detaillering cellenbeton Vuistregels cellenbetonwanden 89 Geraadpleegde en aanbevolen literatuur 89

8 VIII 4 Dragende elementen in beton 93 Inleiding Beton Betonsoorten Beton als constructiemateriaal Ter plaatse gestort versus prefab-beton Normen Ter plaatse gestorte betonnen vloeren Vloeren op zand Vlakke plaatvloeren Koker-, bollenplaat-, ribben- en cassettevloeren Paddestoelvloeren Balkenvloeren Vuistregels ter plaatse gestorte betonnen vloeren Halfgeprefabriceerde betonvloeren Breedplaatvloeren Verzwaarde strokenvloeren Vuistregels halfgeprefabriceerde vloeren Prefab-betonnen vloeren Rib(cassette)vloeren Combinatievloeren Kanaalplaatvloeren Massieve plaat- en leidingvloeren T- en TT-plaatvloeren Vuistregels prefab-betonnen vloeren Prefab-betonnen galerij- en balkonplaten Galerij- en balkonplaten Opleggingen galerij- en balkonplaten Betonnen wanden Typologie en toepassingsgebieden Ter plaatse gestorte betonwanden Halfgeprefabriceerde holle wanden Geprefabriceerde wanden in betonelementenbouw Geprefabriceerde betonnen vloerdragende gevels Vuistregels dimensionering betonwanden Betonnen kolommen en liggers Betonkolommen Betonnen liggers Betonportalen Verbindingen bij ter plaatse gestorte kolomskeletten Verbindingen bij prefab-kolomskeletten Vuistregels dimensionering betonkolommen en liggers 136 Geraadpleegde en aanbevolen literatuur Dragende elementen in hout 139 Inleiding Hout Houtsoorten Algemene materiaaleigenschappen Hout als constructiemateriaal Conserveringen Normen Houten balklagen Balklagen Sparingen Verankeringen Vloerhout Ontwerp balklagen Begane-grondbalklaag Verdiepingsbalklaag Dakbalklaag Samengestelde balklagen Geprefabriceerde vloerconstructies Vuistregels houten balklagen Houtskeletbouw Algemene beschrijving Houtskeletbouwmethoden Vloerconstructies Wandconstructies Dakconstructies Ontwerp Houtconstructies Houten kolommen Houten liggers Houten spanten Stabiliteit Vuistregels houten kolommen, liggers en spanten Verbindingen in houtconstructies Mechanische verbindingsmiddelen Kolom-funderingverbindingen Kolom-liggerverbindingen Spant-funderingverbindingen Spanthoekverbindingen Spantnokverbindingen Ligger/spant-liggerverbindingen Verbindingen voor stabiliteitsconstructies Opleggingen dakelement 191 Geraadpleegde en aanbevolen literatuur 193

9 INHOUD IX 6 Dragende elementen in staal 195 Inleiding Algemeen Eigenschappen staal Fabricage en bewerkingsmethoden Corrosiebestrijding Basisproducten Normen Staalskelet Opbouw staalskelet Stabiliteit Kolommen Kolomvormen Kolommen en leidingen Vuistregels dimensionering kolommen Liggers Liggers en vakwerkliggers Staalbetonliggers Liggers en leidingen Vuistregels dimensionering stalen liggers Vloeren in staalskelet Stalen vloerconstructies Steenachtige vloeren Cellenbetonelementen en houten dakdozen Roostervloeren Vuistregels dimensionering stalen vloerconstructies Verbindingen in staalskelet Verbindingsmiddelen Kolom-funderingverbindingen Kolom-kolomverbindingen Kolom-liggerverbindingen Ligger-liggerverbindingen Stabiliteitsconstructiesverbindingen Brandbeveiliging Brandbeveiligingsprincipes Brandwerend bekleden Brandwerend scheiden Samenvatting brandwerendheid 233 Geraadpleegde en aanbevolen literatuur Trappen Inleiding Standaardisatie Benamingen traponderdelen Trapvormen Algemene voorschriften betreffende trappen Maten voor trappen Trapleuningen en balustraden Materiaalkeuze Voorzieningen voor integrale toegankelijkheid Gewapendbetontrappen In het werk gestorte betontrap Geprefabriceerde betonnen bordestrap Voorgespannen betontrap Betonnen spiltrap Metalen trappen Metalen vluchttrap Open stalen trap met hoekbordes Stalen bordestrap Stalen spiltrap Houten trappen Rechte steektrap met details Houten trap met kwarten Houten spiltrap Houten bordestrappen in woningrenovatie Bijzondere trappen 266 Geraadpleegde en aanbevolen literatuur 267 Bijlagen (conform Bouwbesluit 2003) 268 Register 271

10 X

11 1 Typologieën ir. T.G.M. Spierings Bouwen kan op veel manieren. Ook de draagstructuur kan op veel manieren worden samengesteld. Er wordt gebouwd in steen of beton, hout of staal, met dragende wanden dan wel gevels of met kolommen. Om voor de dragende onderdelen tot een afgewogen keuze te komen, wordt in dit hoofdstuk een overzicht gegeven van de vele mogelijkheden. De groepering die hiervoor worden gehanteerd, is die naar de invloed van de draagstructuur op de ruimtevorming in de plattegrond. Een keuze voor een kolommenstructuur geeft meer vrijheid voor indeling dan een schijvenstructuur. De andere afweging die een bouwer moet maken is die van de materiaalkeuze, vooral die voor de draagstructuur.omdat sommige combinaties van materialen elkaar beter verdragen dan andere, geeft dit hoofdstuk ook een overzicht van voor de hand liggende combinaties van materialen voor de draagstructuur.

12 2 Inleiding Als er voor een gebouw een type draagstructuur moet worden gekozen, komen er direct twee vragen naar voren: welke vrijheid in de indeling van het gebouw moet de draagstructuur laten? welke materialen zijn het meest geschikt? De eerste vraag komt voort uit de primaire functie van bouwen: het omhullen van ruimte. Zoals in hoofdstuk 2 wordt uitgelegd, kan er worden gekozen voor het meer of minder samen laten vallen van de dragende en scheidende functie van de verschillende constructieonderdelen. Een wand kan de bovenliggende vloer dragen, maar tevens de scheiding tussen twee ruimten vormen. Een keuze voor een al dan niet verdergaande integratie van deze twee functies wordt dus beïnvloed door het gewenste gebruik. behoeft enige nuancering. Enerzijds blijkt dat de oudste bouwwerken van de mens een verregaande splitsing tussen dragen en scheiden kenden; vanuit materiaal en techniek maakte de mens eerst een houten draagstructuur die daarna werd bekleed met bijvoorbeeld leem en stro. Anderzijds toont het hedendaagse bouwen bijvoorbeeld in de toepassing van geprefabriceerde, vloerdragende gevelelementen en in de houtskeletbouw, zeer moderne, geïntegreerde bouwmethoden, figuur traditionele niet-geïntegreerde kolommenstructuur; skelet van houten palen De keuze voor de materialisering wordt door meerdere factoren bepaald. Hier spelen de eigenschappen en de beschikbaarheid van het materiaal een rol, alsmede de techniek en kennis daarvan bij de uitvoerende partij. Om tot een goede afweging te komen volgt in dit hoofdstuk een overzicht van mogelijke combinaties van materialen. Daarbij worden de verschillen besproken in de mate waarin die constructies de plattegrond vastleggen. 1.1 Dragen versus scheiden: continuüm aan mogelijkheden Als de verschillende mogelijkheden van integratie dan wel splitsing van draagstructuur en omhulling worden beschouwd, is er een zekere historische ontwikkeling waarneembaar.traditioneel bouwen is bouwen met blokken, de zogenoemde stapelbouw. Deze methode levert een geïntegreerde oplossing van de dragende en scheidende functies, dit in tegenstelling tot moderne skeletbouwmethoden waarbij een hoge vrijheid van indeling wordt gerealiseerd. De veelgehoorde opvatting dat traditioneel bouwen alleen geïntegreerde, en modern bouwen alleen niet-geïntegreerde oplossingen levert, 2 moderne, geïntegreerde schijvenstructuur; dragende prefab-betonnen gevel Figuur 1.1 Traditionele, niet-geïntegreerde structuur: skelet van houten palen; moderne, geïntegreerde structuur: vloerdragende, prefab-betonnen gevel In dit hoofdstuk wordt onderscheid gemaakt naar de mate waarin de draagstructuur de plattegrond bepaalt, figuur 1.2: massieve structuren: draagstructuur legt plattegrond in twee richtingen vast; schijvenstructuren: draagstructuur legt plattegrond in één richting vast; kolomstructuren: draagstructuur laat plattegrond in twee richtingen vrij. Bij de beschrijving van de huidige bouwtechnieken inclusief de technieken van de huidige

13 1 TYPOLOGIEËN 3 moderne massieve structuren traditionele massieve structuren kolom structuren schijven structuren Figuur 1.2 Invloed constructie op plattegrond bouwvoorraad worden de oudste skeletbouwvormen buiten beschouwing gelaten. Onderscheiden wordt dan een zekere ontwikkeling, die loopt van traditionele massieve structuren, via schijven- en kolomstructuren terug naar moderne, massieve structuren voor verdiepingen hoogbouw. In de volgende paragrafen worden tevens per groepering de verschillende materiaaltoepassingen beschreven. Zie ook deel 7 Bouwmethodiek, deel 8 Woningbouw, en deel 9 Utiliteitsbouw. 1.2 Massieve structuren Eeuwenlang heeft de mens gebouwd in massieve structuren. Met de hand werden muren en gevels opgetrokken uit stenen of blokken, waarna de vloeren (bestaande uit houten balklagen) werden toegevoegd. Deze methode had een aantal belangrijke voordelen: handmatige verwerking; flexibiliteit tijdens de uitvoering, maar ook daarna tijdens het gebruik; weinig voorbereiding; gebruik materialen uit de omgeving. Met flexibiliteit wordt de mogelijkheid van het aanpassen op de bouwplaats bedoeld en het aanbrengen van wijzigingen ook tijdens het gebruik. Deze voordelen zijn door moderne bouwmethoden en hoge loonkosten achterhaald. Omdat echter een groot deel van de bestaande bouwvoorraad nog volgens deze methode is gebouwd, wordt ze nog wel besproken. Daarnaast heeft deze stapelbouw in aangepaste vorm haar plaats in de moderne tijd behouden. Nieuwe materialen en nieuwe verwerkingsmethoden deden hun intrede en er vond een verschuiving plaats van geschoolde arbeid op de bouwplaats naar ongeschoolde arbeid in de fabriek. Op de bouwplaats is het mechanisch verwerken van de groter formaat blokken van kalkzandsteen en cellenbeton te zien. De houten balklagen zijn vervangen door geprefabriceerde grotere elementen in beton met aanzienlijk betere scheidende eigenschappen. Door arbeidsbesparende maatregelen vervalt hiermee het nadeel van de hoge loonkosten. Door de flexibiliteit en geringere voorbereiding is de moderne stapelbouw in vooral kleinschalige projecten een volwaardige concurrent van moderne industriële bouwmethoden.

14 4 De samengestelde bouwwijzen die hierna afzonderlijk worden behandeld, zijn: 1 Traditioneel metselwerk met houten balklagen/vloeren; 2 Lijmwerk in kalkzandsteen- c.q. cellenbetonblokken met (cellen)betonvloeren Traditioneel metselwerk met houten balklagen/vloeren Het vanouds bekende metselwerk uitgevoerd in baksteen, zowel voor schoon- als voor vuilwerk, gaf voor een gebouw een constructief goede oplossing. Door namelijk in één materiaal te bouwen, worden problemen voorkomen die ontstaan door verschillen in materiaaleigenschappen zoals uitzettingscoëfficiënt, krimp en elasticiteitsmodulus. Met de opkomst van moderne materialen is de toepassing van baksteen voor het vuile binnenwerk verdrongen. Voor het buitenwerk blijft schoon werk uitgevoerd in baksteen vanuit esthetisch en onderhoudstechnisch oogpunt vooralsnog vaak toegepast. Vloeren van houten balklagen met eveneens houten afwerkvloeren waren prima te combineren met het metselwerk, materiaal was voorhanden en de flexibiliteit onbeperkt, figuur 1.3. Toepassingen aanpassingen bestaande bouwvoorraad; incidentele zeer kleinschalige woningen en utilitaire bouwwerkjes; bergingen, schuren, enzovoort. Voordelen eenvoudige uitvoering; eenvoudige materiaalkeuze; weinig coördinatie op de bouwplaats nodig; geringe bouwvoorbereiding; onbeperkte flexibiliteit. Nadelen slechte geluidsisolatie; brandgevaarlijk. Massief steens metselwerk voor gevels heeft bovendien slechte warmte- en vochtregulerende eigenschappen. Dit werd in latere tijden ondervangen door de introductie van de spouwmuur, waarbij het binnenblad droog bleef. dragend metselwerk in betonsteen par. 3.5 geprefabriceerde houten vloerelementen par houten vloerplaten par houten stroken vloeren par begane grond houten balklaag par. 5.2 Figuur 1.3 Traditioneel metselwerk met houten balklagen dragend metselwerk in baksteen par. 3.4 balklaag verdieping par. 5.2

15 1 TYPOLOGIEËN Lijmwerk in kalkzandsteen en cellenbeton met (cellen)betonnen vloeren Tegenwoordig is er naast baksteen een uitgebreide materiaalkeuze voor wanden, het zogenoemde opgaand werk, voorhanden. Voor dragende wanden kan kalkzandsteen of betonsteen worden gebruikt. Voor laagbouw is bovendien het materiaal cellenbeton geschikt. Specifieke materiaaleigenschappen, verwerkingsmethode en/of kostprijs bepalen doorgaans de uiteindelijke keuze. Voor vloeren gaf de introductie van beton een scala van nieuwe mogelijkheden. Grote geprefabriceerde elementen als breedplaatvloeren en kanaalplaatvloeren zijn geëigende toepassingen voor verdiepingsvloeren. Voor de beganegrondvloer zijn er veel uitvoeringen met al dan niet geïntegreerde isolatie beschikbaar. Toepassingen laagbouwwoningen in serie en kleine schaal; verdiepingbouw tot circa zes bouwlagen; kleinschalige utiliteitsbouw. breedplaatvloer par Uitvoering De uitvoering is afhankelijk van de grootte van de elementen. Duidelijk is de verregaande mechanisering van de arbeid, blokken van zandsteen of beton en zelfs hele wandelementen worden met kleine kranen geplaatst en veelal verlijmd. Ook de vloeren worden elementsgewijs op de wanden geplaatst, waarna de volgende bouwlaag volgt, figuur 1.4. Deze moderne stapelbouwmethoden hebben voor- en nadelen: Voordelen flexibiliteit; snelle bouwtijd; ook geschikt voor kleinschalige bouw; goede bouwfysische eigenschappen. cellenbeton vloerelementen par kanaalplaatvloer par combinatievloer par Figuur 1.4 Gelijmde blokken met (cellen)betonnen vloeren Nadelen Wanneer er voor het buitenwerk vanuit esthetisch en onderhoudstechnisch oogpunt baksteen wordt gekozen, ontstaat er een probleem door de toepassing van twee materialen in dezelfde constructie; het zogenoemde bonte bouwen, met de gesignaleerde problemen van ongelijke werking. Wordt daarentegen bijvoorbeeld alleen betonsteen toegepast, dan is het voordeel dat deze steen zich het beste aanpast bij andere con- cellenbetonblokken par. 3.7 kalkzandsteenblokken par. 3.6 cellenbetonelementen par. 3.7 ankerloze spouwmuur in kalkzandsteenelementen par. 3.6

16 6 structieve onderdelen van beton zoals prefabbetonlateien, balken en eventuele kolommen. 1.3 Schijvenstructuren Wanneer de functie van een gebouw om grotere vrijheid in de plattegrond vraagt, wordt er minder massief gebouwd. Beperkt de gewenste vrijheid van indeling zich tot één richting van de plattegrond en is in de andere richting juist een scheiding gewenst, dan is een schijvenstructuur de geëigende methode van bouwen. Voor een paar specifieke categorieën gebouwen zijn schijfvormige cascobouwmethoden ontstaan. Op de eerste plaats is dat de seriematige woningbouw, waarbij de grote aantallen naast en boven elkaar liggende woningen zich perfect leenden voor een schijvenstructuur. De flexibiliteit per woningtravee is onbeperkt en de woningscheidingen krijgen direct vorm. Een andere specifieke toepassing is die voor kantoren. Worden veelal voor de flexibiliteit in twee richtingen kolommenstructuren toegepast; efficiënter kan het zijn de, meestal vaste, dieptemaat te vertalen in een dragende gevel met van ter plaatse gestorte betonvloer met tafelbekisting par gevel tot gevel dragende vloeren, wat een aanzienlijke bouwtijdwinst kan opleveren. Hierna worden afzonderlijk behandeld: 1 Gietbouw voor de woningbouw; 2 Vloerdragende, prefab-betonnen gevelelementen voor de kantoorbouw Gietbouw Met de toepassing van beton als materiaal voor zowel de wanden als de vloeren kon in de jaren zestig een enorme bouwproductie op gang komen. Veel van de acute woningnood is hiermee destijds opgelost. Maar ook vandaag de dag is voor de seriematige woningbouw de ter plaatse gestorte betonconstructie een zeer efficiënte oplossing. Alle woningscheidingen zijn al aanwezig met voldoende geluid- en brandscheidende eigenschappen en de verdere invulling van woningbouw en gevels kan daarna in al zijn variaties plaatsvinden. Toepassingen laagbouw: woningen in serie; verdiepingbouw: woningen in serie en hotels; hoogbouw: woningen en hotels. ter plaatse gestorte betonvloer met tunnelbekisting par half geprefabriceerde betonvloer met breedplaten par en par rib(cassette)vloer par half geprefabriceerde holle betonwand par fundering deel 2 onderbouw Figuur 1.5 Gietbouw ter plaatse gestorte betonwand met tunnelbekisting par ter plaatse gestorte betonwand met wandbekisting par

17 1 TYPOLOGIEËN 7 Uitvoering Gietbouwmethoden voor woningbouw, figuur 1.5, kunnen naar bekistingsmethodiek worden onderscheiden in drie soorten: 1 wand- en tafelbekisting, met afzonderlijke bekistingen voor wand en vloer; 2 wandbekisting met breedplaatvloeren, waarbij gestorte betonwanden worden gecombineerd met prefab-breedplaatvloeren; 3 tunnelbekisting, waarbij zowel wanden als vloeren in een arbeidsgang volledig ter plaatse worden gestort. Gietbouw heeft de volgende voor- en nadelen: Voordelen arbeidseconomie en bouwsnelheid, doordat casco snel en volledig gemechaniseerd wordt opgetrokken; materiaaleconomie, doordat woningscheiding direct is ingevuld. Nadelen Inherent aan schijvenstructuren is dat de stabiliteit loodrecht op de schijven niet vanzelf is gewaarborgd. Hiervoor moeten aanvullende voorzieningen worden getroffen. Daarnaast vraagt de bouwmethode veel coördinatie en voorbereiding en is er van flexibiliteit in de uitvoering en zeker in (her)gebruik geen sprake Prefab-betonnen vloerdragende gevels In de utiliteitsbouw wordt sinds jaar en dag het kolommenskelet met zijn maximale flexibiliteit voor de plattegrond toegepast. Voor een steeds groter wordend aantal kantoortypen is de keuze voor een zuiver kolomskelet echter achterhaald. Doordat vooral de lineair opgebouwde gangen cellenkantoren een vaste dieptemaat van 10 à 15 m kennen, is hiervoor een bouwmethode geïntroduceerd die het toch al aanwezige vaste, binnenspouwblad dragend uitvoert. Extra gevelkolommen worden zo gemeden en de binnenafwerking aan de gevel kan eenvoudiger zijn. Toepassing cellenkantoren en vergelijkbare zorggebouwen in laag-, verdieping- en hoogbouw. TT- plaatvloer par prefab kolom en ligger par en kanaalplaatvloer par geïsoleerde kanaalplaatvloer par fundering deel 2, onderbouw Figuur 1.6 Vloerdragende prefab-betonnen gevels prefab betonnen vloerdragend gevelelement par prefab betonnen vloerdragend sandwichelement par

18 8 Uitvoering Deze (kantoor)bouwmethode kent vloerdragende prefab-betonnen gevelelementen, die onderling worden verankerd en (al dan niet gecombineerd met middenkolomrij) vervolgens veelal kanaalplaatvloeren dragen, figuur 1.6. Het is daarnaast mogelijk de klimaatscheidende functie in de gevelelementen verder te integreren door de toepassing van sandwichelementen, die niet alleen een binnenspouwblad, maar ook isolatie en gevelafwerking herbergen. Deze methode heeft de volgende voor- en nadelen: Voordelen zeer snelle bouwtijd; materiaaleconomie door integratie van dragen en scheiden; stabiliteitsfunctie in langsrichting verzorgd door onderlinge koppeling van de gevelelementen. Nadelen beperkte flexibiliteit door starre gevelindeling; beperkte materiaalkeuze bij toepassingen van volledig geïntegreerde gevel; lange en gedegen voorbereidingstijd. 1.4 Kolommenstructuren Kolommenstructuren worden veelal vereenzelvigd met modern bouwen. Vooral in hout wordt er echter al eeuwenlang met kolomskeletten gebouwd. Met de introductie van staal en beton zijn vervolgens de belangrijkste hedendaagse materialen genoemd die in kolomskeletten worden toegepast. Door de maximale vrijheid in de plattegrond is de geschiktheid voor de utiliteitsbouw optimaal. Grote vrije overspanningen noodzakelijk voor zalen, werkplaatsen maar ook optimale flexibiliteit voor de vaak veranderende indeling van kantoren kunnen aan de keuze voor een kolomskelet ten grondslag liggen. prefab-beton kanaalplaat par houten vakwerkligger par gelamineerd houten ligger par cellenbetonelementen par. 3.7 houten dak- en vloerelementen par ribcassettevloer par Figuur 1.7 Houten kolomskeletten massief houten liggers par gelamineerd houten spant par houten kolom par stabiliteitsverband

19 1 TYPOLOGIEËN 9 Naar materiaalsoort wordt onderscheiden: 1 Houten (kolom)skelet; 2 Betonnen (kolom)skelet; 3 Stalen (kolom)skelet Houten kolomskelet Zoals al is vermeld, is het houtskelet de oudste vorm van bouwen met kolommen. Ook voor spanten in bijvoorbeeld dakconstructies wordt hout veel gebruikt, figuur 1.7. Door de eenvoudige productie en bewerkingsmethode is hout juist geschikt voor kleinschalig gebruik. Daarnaast wordt soms uit esthetisch of milieutechnisch oogpunt de voorkeur aan hout gegeven. Toepassing zowel klein- als grootschalig; laagbouw in utiliteitsbouw: hallen, loodsen, paviljoens; overkappingen tot zeer grote overspanningen met behulp van gelamineerde liggers en spanten. Uitvoering De uitvoering kan zeer divers zijn en loopt uiteen van de eenvoudige samenstelling uit kolommen en liggers, via spantconstructies voor de kap naar gelamineerde liggers en spanten voor enorme overspanningen. Het houten kolomskelet heeft de volgende vooren nadelen: Voordelen zeer snelle bouwtijd, weersonafhankelijk; milieuvriendelijk; licht van gewicht; grote overspanningen mogelijk met gelamineerde liggers; brandveilig; goede akoestische en thermische eigenschappen. Nadelen Onderhoudsgevoelig, afhankelijk van plaatsing, detaillering en oppervlaktebehandeling. Lage prefabbeton kanaalplaten par geprefabriceerde betonliggers en portalen par en TT- plaatvloer par verzwaarde strokenvloer met breedplaten par ter plaatse gestorte betonnen paddestoelvloer par ter plaatse gestorte betonnen kokervloer par ter plaatse gestorte betonnen ribbenvloer par Figuur 1.8 Betonnen kolomskeletten ter plaatse gestorte betonnen plaatvloer par ter plaatse gestorte beton kolom par prefab betonkolommen par

20 10 thermische massa bij de toepassing van lichte gevel- en dakplaten. Meestal zijn er aanvullende voorzieningen noodzakelijk voor horizontale scheidende functies Betonnen kolomskelet Omdat bij verdieping- en hoogbouw veruit de meeste vloeren in beton worden uitgevoerd, is het veelal voor de hand liggend ook de kolommen in beton uit te voeren en door dezelfde producent te laten maken. Voor de fabricage zijn er twee mogelijkheden: geprefabriceerd aanleveren en monteren op de bouwplaats of (gezamenlijk) met de vloeren ter plaatse storten (in situ). Door deze twee mogelijkheden en de variaties in bekistingen is er een zeer uitgebreid scala van voorkomende kolommen en liggers waaruit kan worden gekozen, figuur 1.8. Toepassingen vooral grootschalige bouw, bij standaardelementen ook kleinschalige bouw mogelijk; laagbouw utiliteit: hallen, zalen; verdiepingbouw: kantoren, enzovoort; hoogbouw utiliteit: kantoren, enzovoort. Uitvoering ter plaatse gestort met behulp van speciale of standaardbekistingen; prefab aangeleverd en gemonteerd in de bouw. Liggers en vloeren kunnen eveneens zowel in ter plaatse gestort of geprefabriceerd zijn, hoewel het voor de hand ligt een keuze hieruit zo consequent mogelijk te hanteren. Het betonnen kolomskelet heeft de volgende voor- en nadelen: Voordelen flexibiliteit in gebruik; grote overspanningen mogelijk; hoge thermische massa van de betonnen vloeren; bij prefab: snelle bouwtijd; onderhoudsongevoelig. Nadelen grote constructieve afmetingen, groot eigen gewicht; staalbetonvloer par raatliggers par vakwerkliggers par staalplaatvloer par cellenbetonplaten par stalen portalen par ribcassettevloer par Figuur 1.9 Stalen kolomskeletten vloeren op zand par stalen liggers par. 6.4 stalen kolommen par. 6.3 stabiliteitsverbanden par prefab-beton kanaalplaat par en par

21 1 TYPOLOGIEËN 11 niet flexibel in uitvoering en bij wijzigingen veel voorbereiding; koudebrug bij plaatsing in de gevel; aanvullende voorzieningen noodzakelijk voor horizontale scheidende functies Stalen kolomskelet Bouwen in staal betekent snel en licht bouwen. Voor utiliteitsprojecten waar weinig eisen worden gesteld aan de esthetische kwaliteit zoals hallen en werkplaatsen zijn de standaardprofielen zeer geschikt. Wanneer echter ook de constructie juist een esthetische rol krijgt toegedacht is staal een goede optie door de vele bewerkingsmethoden waardoor zeer fraaie constructies en detailleringen mogelijk zijn, figuur 1.9. Toepassingen zowel klein- als grootschalige bouw; laagbouw utiliteitsbouw: hallen, kantoren, zalen, kiosken, paviljoens; verdiepingbouw utiliteitsbouw: hallen, kantoren; hoogbouw utiliteitsbouw: kantoren. Uitvoering Uitgaande van veelal standaardprofielen die zijn samengesteld tot kolommen en liggers wordt het skelet gelast of gebout. Daarna volgen de geprefabriceerde vloeren. Bijzondere vormen zijn stalen (ruimte)vakwerken en spanten die respectievelijk voor grote overspanningen en dakconstructies worden gebruikt. Stalen kolomskeletten hebben de volgende vooren nadelen: Voordelen zeer snelle bouwtijd; flexibiliteit in gebruik, uitvoering en wijziging; grote overspanningen, met relatief kleine afmetingen; gering gewicht; grote mate van hergebruik materiaal en elementen. Nadelen In verband met het snel bezwijken zijn afhankelijk van de eisen brandbeschermde maatregelen noodzakelijk. Daarnaast is staal onderhoudsgevoelig door het gevaar voor corrosie. Ook hier is speciale aandacht nodig voor de bescherming en blijvende behandeling van de constructieonderdelen. Staal is zeer gevoelig voor temperatuurwisselingen zodat hiermee in de detaillering rekening moet worden gehouden. Door de kolomskeletvorm zijn aanvullende voorzieningen noodzakelijk voor horizontale scheidende functies. 1.5 Moderne massieve structuren Naast de massieve structuren die met moderne bouwmaterialen zoals kalkzandsteen, in stapelbouw worden gerealiseerd, zie paragraaf 1.2.2, wordt in deze paragraaf de systeem- of grote elementenbouw onderscheiden. Hierbij worden vloer- en wanddelen geprefabriceerd en op de bouwplaats gemonteerd waarbij zowel de draagstructuur als de gevels en eventueel zelfs de binnenwanden worden gerealiseerd. Het zal duidelijk zijn dat hiervoor een grondige voorbereiding noodzakelijk is en een grote afstemming tussen deze bouwdelen. Om beide redenen is de productie en montage hiervan dan ook ondergebracht bij specifieke bedrijven waardoor het ontwerp zeer productgericht moet zijn. Afhankelijk van het materiaal wordt onderscheiden elementenbouw in 1 hout, de zogenoemde houtskeletbouw; 2 licht-, cellen- of grindbeton. Elementenbouw in staal komt in Nederland maar zeer sporadisch voor en valt in dat kader buiten dit basisboek Houtelementenbouw De elementenbouw in hout is oorspronkelijk afkomstig uit Scandinavië en Canada. De afgelopen jaren wordt deze bouwmethode in Nederland steeds meer toegepast. Dit komt enerzijds door de zeer snelle bouwtijd en relatief geringe kosten bij kleinschalige bouw, anderzijds door de uitstekende warmte en vochtregulerende eigenschappen. Over het algemeen wordt voor deze elementenbouw de term houtskeletbouw gebruikt. Omdat er geen dragende kolommen, maar

22 12 systeemwanden worden toegepast, wordt in dit overzicht de term houtelementenbouw gehanteerd, figuur Toepassing laagbouw: vooral kleinschalige woningbouw. Uitvoering De dragende en niet-dragende wand-, vloer- en gevelelementen worden volledig geprefabriceerd en daarna gemonteerd op de bouwplaats. Door de prefabricage en de verregaande integratie van ruwbouw en afbouw is een zeer snelle bouw mogelijk. Na de montage volgt de verdere inbouw van installaties en de gevelafwerking. Houtelementenbouw heeft de volgende voor- en nadelen: Voordelen zeer snelle bouwtijd; zeer flexibel in gebruik; goede isolerende en vochtregulerende eigenschappen; gemakkelijk in te bouwen installaties. Nadelen Door de toepassing van zowel houten binnenspouwbladen als vloeren is er weinig thermische massa. Houtelementenbouw is vochtgevoelig, waardoor de detaillering zeer zorgvuldig moet zijn met voldoende ventilerend of ademend vermogen, en heeft geringe geluidsisolerende en brandwerende eigenschappen, waardoor dubbele, gescheiden constructies en veel aandacht voor de detaillering noodzakelijk zijn bij de toepassing van woningscheidingen Betonelementenbouw Vanwege de uitstekende scheidende eigenschappen van beton is de betonelementenbouw zeer geschikt voor de woningbouw, figuur prefab-houten dragend wandelement par stabiliteitswand Betonelementenbouw komt voor in zowel grindcellen- als lichtbeton. Door de grote voorbereidingskosten en starre productiewijze met standaardmallen is de bouwmethode vooral toepasbaar bij grotere series. Uitzonderingen hierop zijn die methoden waarbij cellenbetonpanelen van beperkte afmetingen worden toegepast, waardoor op een eenvoudige manier verschillende woningen zijn te realiseren. Daarnaast is door de verdergaande automatisering de koppe- rib(cassette)- vloer par fundering deel 2, onderbouw Figuur 1.10 Houtelementenbouw prefab-houten vloerelement par prefab-houten gevelelement

23 1 TYPOLOGIEËN 13 bouwmuurelement prefab-beton par prefab-betonnen niet-dragende scheidingswand par stabiliteitswand cellenbeton wandpanelen par cellenbetonvloer par kanaalplaatvloer par ribcassettevloer par fundering deel 2, onderbouw Figuur 1.11 Betonelementenbouw gevelelement niet-dragend par vloer prefab-beton par gevelelement reeds voorzien van (stel)kozijnen ling van ontwerp- en productiemethoden mogelijk, waardoor ook kleinschalige woningbouw in vooral lichtbeton mogelijk is. Toepassingen laagbouw: woningbouw in vooral grotere series; verdiepingbouw: woningbouw in vooral grotere series. Uitvoering De uitvoering is zeer afhankelijk van de materiaalsoort. Alle elementen worden door dezelfde fabrikant geleverd. Grindbetonnen elementen worden in grote mallen gestort die een volledig (woningscheidende) wand-, vloer- of geveldeel omvatten en met zwaar materieel naar de bouwplaats worden vervoerd. Elementen worden gemonteerd met droge verbindingen. Lichtbetonnen elementen worden op een vergelijkbare manier, maar met lichter materieel vervoerd en gemonteerd. Cellenbetonelementen zijn veel kleiner en worden paneelgewijs met natte verbindingen tot een geheel verbonden. Betonelementenbouw heeft de volgende vooren nadelen: Voordelen zeer snelle bouwtijd; materiaaleconomie door integratie ruw- en afbouw. Nadelen niet flexibel tijdens uitvoering en in gebruik; lange en gedegen voorbereiding nodig. 1.6 Relatie bouwmethoden In dit hoofdstuk zijn de verschillende verschijningsvormen van de draagconstructie gerangschikt naar invloed op de plattegrond. Hierbij was niet het productieapparaat van de aannemer het uitgangspunt van de bespreking, maar de mogelijkheden van de draagstructuren in een functioneel ontwerp. In de beschrijvingen van de verschillende typologieën wordt echter vaak een directe relatie gelegd met de manier van uitvoering. Deze relatie is onmiskenbaar aanwezig,

24 14 Bouwmethoden Traditionele bouw Industriële bouw Stapelbouw Gietbouw Skeletbouw Elementenbouw Kenmerken Traditionele, massieve structuren Schijvenstructuren Kolommenstructuren Moderne, massieve structuren Belangrijkste toepassingen van materialen STEEN Wanden BETON Vloeren Wanden en vloeren Kolommen, liggers, spanten en vloeren HOUT Vloeren Kolommen, liggers, spanten STAAL Kolommen, liggers, spanten Wand- en vloerelementen Wand- en vloerelementen Figuur 1.12 Overzicht overeenkomsten typologieën met bouwmethoden en belangrijkste materiaaltoepassingen Bouwmethoden Stapelbouw Gietbouw Skeletbouw Elementenbouw Kenmerken Traditionele, massieve structuren Schijvenstructuren Kolommenstructuren Moderne, massieve structuren Aard van productie op de bouwplaats stapelen storten ter plaatse montage montage Voornaamste toepassing eenvoudige kleinschalige woningen utiliteitsbouw eenvoudige grootschalige woningbouw complexe grootschalige utiliteitsbouw complexe grootschalige woningbouw Integratie tussen dragen en scheiden ja half nee nee Voorbereidingstijd kort langer lang zeer lang Bouwtijd lang kort kort zeer kort Hulpmiddelen en materieel eenvoudig complex complex complex Arbeid op de bouwplaats veel weinig weinig weinig Flexibel tijdens uitvoering ja nee nee nee Flexibel in gebruik ja nee ja nee Figuur 1.13 Vergelijking typologieën c.q. bouwmethoden

25 1 TYPOLOGIEËN 15 vandaar dat in figuur 1.12 de link tussen verschijningsvorm en bouwmethoden is gelegd, aangevuld met de belangrijkste materiaaltoepassingen. Daarnaast zijn ter vergelijking van de verschillende verschijningsvormen c.q. bouwmethoden de eigenschappen zoals in dit hoofdstuk genoemd onder de toepassing, uitvoering, voor- en nadelen samengebracht in figuur 1.13.

26 16

27 2 Functies en eisen ir. T.G.M. Spierings Als er een draagstructuur wordt gekozen, vraagt men zich af welke functies die draagstructuur moet vervullen. Dat kan naast de constructieve functie ook een rol als scheidend element zijn. Beide functies impliceren de nodige eisen: constructieve eisen zoals sterkte en stijfheid van de gekozen elementen en afgeleid hiervan: eisen tegen bezwijken door brand. Ook geluidsisolerende eisen bij de toepassing van een woningscheidende wand kunnen een rol spelen. Om een verantwoorde keuze te maken uit materiaal en opbouw van de dragende elementen, is inzicht in de verschillende functies en daarvan afgeleid het scala aan eisen noodzakelijk.

28 18 Inleiding Bouwen is het omhullen van ruimte. Die ruimte wordt gebouwd om mensen en goederen te beschermen tegen (klimaat)invloeden van buitenaf. In algemene zin is de omhullende functie van het bouwen dus primair. De functie van de draagstructuur is daaraan ondergeschikt, maar daarom niet minder belangrijk. De vloerbelastingen van personen en goederen, maar ook die van de omhulling moeten worden afgedragen naar draagkrachtige grond. Ook moet de draagstructuur personen en goederen beschermen tegen dynamische belastingen van buitenaf, zoals wind, figuur 2.1. regen, wind geluid vocht, straling zon sneeuw, koude inbraak gedierte Figuur 2.1 Omhullen als primaire functie van het bouwen in algemene zin, maar soms als secundaire functie van de draagstructuur Op het niveau van de draagstructuur is de constructieve functie juist primair, figuur 2.2. sneeuwbelasting vloerbelasting windbelasting afhankelijk van haar meer of minder massieve verschijningsvorm een rol of zelfs nadrukkelijke functie als scheiding. Deze scheiding kan die tussen twee vertrekken zijn, maar ook die tussen woningen. Zij kan in horizontale zin werken, maar ook in verticale zin. Uiteraard kan deze scheidende functie ook worden vervuld door andere bouwonderdelen, zoals niet-dragende tussenwanden tussen twee vertrekken en vanzelfsprekend de omhulling, de gevel. In dit hoofdstuk worden alleen de dragende elementen behandeld met hun eventuele rol voor de scheidende functie. Deze secundaire, scheidende functie van de draagstructuur brengt veel eisen met zich mee ten aanzien van de bouwfysische functie, zoals warmte- en geluidsisolatie, en met betrekking tot de brandveiligheid. Al deze functies en eisen worden afzonderlijk in dit hoofdstuk beschreven. Voor de functies en eisen ten aanzien van gebouwen als geheel wordt verwezen naar deel 8 Woningbouw, en deel 9 Utiliteitsbouw. 2.1 Dragende functie Zoals gezegd is de primaire functie van de draagstructuur de dragende functie. Wanneer er een constructief ontwerp voor een gebouw gemaakt wordt, wordt deze functie als eerste onder de loep genomen. In de praktijk maakt de architect een bouwkundig schetsontwerp of voorlopig ontwerp, waarin al bepaalde constructieve uitgangspunten zijn vastgelegd. Die moeten worden uitgewerkt in een verantwoorde keuze voor de draagstructuur. Daarvoor moet eerst beschouwd worden wat de constructie moet dragen en daarna hoe dat zal plaatsvinden. Figuur 2.2 Dragen als secundaire functie van het bouwen in algemene zin, maar als primaire functie van de draagstructuur Omdat die dragende delen uit tastbare elementen zijn opgebouwd, hebben zij invloed op de ruimtelijke scheiding. De draagstructuur heeft Constructieve eisen Bouwbesluit Het Bouwbesluit bepaalt in algemene zin dat de in NEN 6702, TGB Belastingen en vervormingen, vastgelegde uiterste grenstoestand bij bepaalde belastingen niet mag worden overschreden, figuur 2.3.

29 2 FUNCTIES EN EISEN 19 BOUWBESLUIT 2003 functionele voorschriften veiligheid gezondheid bruikbaarheid energiezuinigheid prestatie-eisen kwaliteitsverklaring gelijkwaardigheidsbeginsel bepalingsmethoden (NEN) 1 relatieschema Bouwbesluit opgesteld door erkende certificeringsinstelling andersoortige methoden TGB 1990 NEN 6700 algemene basiseisen NEN 6701 namen en symbolen voor grootheden NEN 6702 belastingen en vervormingen NEN 6706 (in voorbereiding) brugbelastingen NEN 6707 bevestiging van dakbedekkingen NEN 6710 aluminiumconstructies NEN 6720 betonconstructies NEN 6740 geotechniek NEN 6760 houtconstructies NEN 6770 staalconstructies NEN 6790 steenconstructies NEN 5950 VB technologie NEN 6741/6742 uitvoeringsnormen NEN 6761 rekenregels NEN 6771 stabiliteit NPR 6791 rekenregels NEN 6722 VB uitvoering NEN 6743/6744 berekeningsnormen NEN 6722 verbindingen 2 TGB-reeks Figuur 2.3 Schema Bouwbesluit 2003 en TGB s Daarnaast wordt er een uitsplitsing gemaakt naar materiaal: NEN 6710 en 6770 voor metaal (staal); NEN 6720 voor beton; NEN 6760 voor hout; NEN 6790 voor steen. De uitwerking van deze eisen is een discipline apart en valt buiten de behandeling in deze serie. Ter vereenvoudiging zijn echter wel rekenof vuistregels aan te geven die in de hoofdstukken over de materialen zijn opgenomen. In zijn algemeenheid worden in de volgende paragrafen de begrippen behandeld die hieraan ten grondslag liggen, zoals de diverse belastingen, sterkte, stijfheid en stabiliteit. Voor een uitgebreide behandeling zie deel 7 Bouwmethodiek, en de literatuuropgaven Belastingen Gebruik en situering Bij de beschouwing van een gebouw moet men zich direct afvragen voor welk gebruik het geschikt moet worden gemaakt. Wordt het een woon- of een kantoorgebouw? Is al bekend hoeveel mensen er kunnen werken of komt men voor uitzonderlijke gevallen te staan? Kortom, gebruik wind water Figuur 2.4 Interne en externe invloeden

30 20 wat zijn de interne invloeden op de draagstructuur, figuur 2.4? sneeuw Een tweede vraag die direct boven komt, is de specifieke situatie van het gebouw. De draagkracht van de bodem oefent uiteraard invloed uit. Ook voor de verdere opbouw van de draagstructuur zijn externe invloeden van belang. Is er bijvoorbeeld gevaar voor aardbevingen? Wat voor extreme windbelastingen kunnen worden verwacht? Al deze vragen zijn van belang. wind Zie ook deel 2 Onderbouw. Soorten belastingen Heeft men een beeld van deze interne en externe invloeden op het gebouw, dan kunnen deze worden vertaald naar belastingen. Er is daarbij verschil tussen: permanente en veranderlijke belastingen; interne en externe belastingen. Permanente belastingen zijn continu aanwezig: het eigen gewicht van de constructie en de daarop rustende belasting van andere bouwdelen en afwerklagen, figuur 2.5. Figuur 2.6 Voorbeelden veranderlijke belastingen Interne en externe belastingen Naast alle hiervoor genoemde belastingen, die alle extern op de constructieonderdelen aangrijpen, zijn er nog de interne belastingen als gevolg van opgelegde vervormingen. Voorbeelden zijn temperatuurverschillen, krimp en zettingen, figuur 2.7. temperatuurverschillen krimp Figuur 2.5 Voorbeelden permanente belastingen zetting Veranderlijke belastingen zijn niet continu, zoals belastingen van personen en inventaris, maar ook windbelastingen, figuur 2.6. Een extreme vorm van veranderlijke belastingen zijn dynamische belastingen van trillingen of eenmalige belastingen ten gevolge van bijvoorbeeld een aanrijding (zogenoemde bijzondere belastingen). Figuur 2.7 Oorzaken interne belastingen Deze belastingen leiden tot: spanningen in constructieonderdelen die niet vrij kunnen bewegen; vervormingen van die constructieonderdelen.

31 2 FUNCTIES EN EISEN 21 In het algemeen kunnen de spanningen door de interne belastingen worden voorkomen door de volgende maatregelen te nemen, figuur 2.8: vervormingen te beperken, bijvoorbeeld door maatregelen te treffen om de krimp van een betonconstructie te verminderen of door het gebouw goed te isoleren, zodat de temperatuurvariaties afnemen; lengte constructieonderdelen te beperken, hierdoor worden lengteveranderingen door temperatuurvariaties en krimp verkleind; stijfheid constructies te verminderen, hierdoor worden ook spanningen verminderd die door de opgelegde vervormingen worden veroorzaakt. isoleren dilateren stijfheid verminderen In deel 7 Bouwmethodiek, hoofdstuk 2, wordt uitgebreid ingegaan op het onderwerp belasting. In figuur 2.9 wordt een overzicht gegeven van de maatgevende belastingen bij verschillende gebouwvormen. Vuistregels De maatgevende belastingen voor de verschillende constructieonderdelen zijn verwerkt in de vuistregels in de verschillende materiaalhoofdstukken. Deze vuistregels dienen voor de eerste, globale berekening van de vereiste afmetingen van een gekozen constructieonderdeel Sterkte en stijfheid Bezwijken onderdelen, sterkte Wil een gebouw aan de beoogde functie voldoen, dan moet het voldoende weerstand hebben tegen alle hiervoor genoemde belastingen. Alle afzonderlijke constructieonderdelen moeten dan ook worden bekeken op hun weerstand tegen bezwijken: de sterkte, figuur Figuur 2.8 Voorkomen interne belastingen Doorbuiging onderdelen, stijfheid Voordat bijvoorbeeld een vloerelement bezwijkt, gaat het als gevolg van een kleinere belasting doorbuigen. Behalve sterk moeten constructie- Soort gebouw Maatgevende belasting Laagbouw regen- en sneeuwbelasting Verdiepingbouw vloerbelasting Hoogbouw windbelasting Kelder grond- en waterdruk Figuur 2.9 Maatgevende belasting gebouwvormen

32 22 Figuur 2.10 Sterkte: weerstand tegen bezwijken 1 inklemmingen bij funderingen Figuur 2.11 Stijfheid: weerstand tegen doorbuigen 2 momentvaste knopen onderdelen dus ook stijf zijn. In veel gevallen is de stijfheid maatgevend, figuur Bezwijken gebouw, stabiliteit Voldoen alle constructieonderdelen aan een zekere sterkte en stijfheid, dan is er nog een probleem: de stabiliteit van het geheel dan wel van een constructieonderdeel. Horizontale krachten kunnen alsnog een voldoende sterke en stijve constructie doen bezwijken. Hiervoor moet de stabiliteit worden bekeken, figuur 2.12: in het vlak; loodrecht op het vlak; tegen torsie. Figuur 2.12 Stabiliteit hoofddraagconstructie 3 schijven 4 diagonalen Figuur 2.13 Stabiliteitsconstructies 2.2 Scheidende functie De scheidende functie die een constructieonderdeel kan vervullen, kan zeer verschillen. Onderscheiden worden hierin drie groepen van eisen, figuur 2.14: 1 Gebruik te scheiden ruimten en beoogde flexibiliteit daarvan; 2 Wettelijke eisen ten aanzien van geluidsisolatie en brandwerendheid (interne scheidingsconstructie); 3 Grenst desbetreffende ruimte aan buitenlucht of onverwarmde ruimte, dan zijn er eisen ten aanzien van warmte-isolerende en vochtregule- De verschillende oplossingen die hiervoor kunnen worden aangedragen, zijn te onderscheiden naar, figuur 2.13: momentvaste verbindingen kolommen of wanden met fundering; momentvaste verbindingen kolommen of wanden met liggers of vloeren; verstijven wanden of vloeren tot schijven; aanbrengen diagonalen tussen kolommen en liggers. binnen een ruimte / woning 1 2 tussen twee ruimten / woningen 3 tussen een binnen- en een buitenruimte Figuur 2.14 Drie groepen van eisen

33 2 FUNCTIES EN EISEN 23 verblijfsgebied buitenruimte verblijfsgebied gebruiksoppervakte verblijfsruimte verblijfs- ruimte verblijfsruimte verblijfsruimte Figuur 2.15 Ruimtebegrippen Bouwbesluit rende eigenschappen (uitwendige scheidingsconstructie) Eisen Bouwbesluit Deze verschillende eisen zijn ook terug te vinden in het Bouwbesluit. Hierbij maakt het Bouwbesluit onderscheid tussen verschillende soorten ruimten, figuur 2.15, en hun onderlinge relaties, onder andere: buitenruimten; gebruiksoppervlakte; verblijfsgebieden; verblijfsruimten. Deze begrippen komen in de volgende paragrafen telkens terug. Voor een uitgebreidere behandeling van het Bouwbesluit zie deel 7 Bouwmethodiek, hoofdstuk 2. NPR s Het eenvoudig vaststellen van een eis levert niet even eenvoudig een daarbij passende constructie op. Ten behoeve van het vertalen van eisen naar de constructie zijn er Nederlandse Praktijk-Richtlijnen verschenen, de zogenoemde NPR s, afgestemd op de verschillende NEN-normen. In de verschillende materiaalhoofdstukken wordt een aantal principedetails hieruit vermeld. Het in specifieke gevallen naslaan van de NPR blijft echter geen overbodige zaak. Daarnaast heeft de Stichting Bouwresearch (SBR) detailoverzichten voor energie-efficiënte woningbouw uitgegeven, zie de literatuuropgaven. Deze bevatten gestandaardiseerde details van bouwkundige aansluitingen, figuur Ruimtescheidende functie Het kiezen van een type draagconstructie in een schetsontwerp wordt bepaald door onder andere, figuur 2.17: grootte ruimten en de daaruit voortvloeiende overspanningsmaten, inclusief vraag of constructie in één keer overspanningsrichting en ruimte kan overspannen of dat er secundaire of zelfs tertiaire overspanningen moeten worden toegepast; draagvermogen wanden, dat tevens bepalend is voor richting overspanning; regelmaat, die tot constructiestructuur kan leiden. Flexibiliteit Zijn de overspanningsmaten en -richtingen vastgesteld, dan is daarnaast de beoogde flexibiliteit van invloed op de manier van dragen, zie ook hoofdstuk 1. Hoe flexibeler een plattegrond moet zijn, des te minder massief de verticale draagelementen moeten zijn. Doorzicht en toegankelijkheid De massiviteit van de verticale elementen, maar soms ook van de horizontale elementen wordt daarnaast ook bepaald door de mate waarin doorzicht of toegankelijkheid de nodige sparingen vereisen. Een belangrijke consequentie van de ge-

34 24 Draagstructuur : gietbouw, stapelbouw Gevelopbouw : gemetseld binnenspouwblad en gemetseld buitenspouwblad Variant-detail : bekistingsplaatvloer W bouwmuur dakpan panlat tengel mm waterwerende en dampdoorlatende laag sporen mm, h.o.h. 600 mm minerale wol 120 mm dampremmende laag plaatmateriaal 10 mm vogel/muisschroot naaddichting muurplaat verankering i.o.m. constructeur dekvloer stelblokje behandelen tegen vocht isolatie 100 mm bekistingsplaatvloer afdichting stelblokje t.p.v. anker ondersabelen veeranker en afdichting AANSLUITING STAPELBOUW Figuur 2.16 Voorbeeld SBR-detail vraagde flexibiliteit, doorzicht en toegankelijkheid is dat dit vaak lijnrecht tegenover (wettelijke) eisen ten aanzien van de scheiding van verschillende ruimten of zelfs woningen staat, figuur Een open plattegrond met een kolommenstructuur die vervolgens in verschillende brandcompartimenten moet worden verdeeld, stelt hoge eisen aan die flexibele invulling. Een schijvenstructuur voor woningbouw daarentegen heeft meestal in zichzelf de zekere beoogde mate van woningscheiding. Kortom, hoe massiever de constructie kan worden gekozen, des te eenvoudiger het is te voldoen aan de beschermende en isolerende eisen Geluidsisolerende eisen Geluidbelasting van binnenuit Tussen woningen onderling, maar ook binnen een woning of een kantoor gelden eisen aan de geluidwerendheid. Deels zijn deze wettelijk in het Bouwbesluit vastgelegd, deels worden ze door het gebruik zelf bepaald. Onderscheiden worden daarbij twee soorten geluid: 1 luchtgeluid; 2 contactgeluid.

35 2 FUNCTIES EN EISEN 25 1 schijvenstructuur: niet flexibel, maar scheiding is reeds aanwezig kolommenstructuur: flexibel, maar scheiding vergt veel aanvullingen Figuur 2.18 Flexibiliteit versus afscheiden Figuur 2.17 Van bouwkundig naar constructief ontwerp 1 Luchtgeluid Luchtgeluid is geluid dat in een ruimte de lucht in trilling brengt. Dit geluid kan worden overgedragen door een wand of vloer die op zijn beurt de lucht aan de andere zijde in trilling brengt, figuur Er bestaan hierbij drie gevaren voor onvoldoende isolatie: te geringe massa van wand of vloer, hoe groter deze is, des te beter de geluidsisolatie; geluidlekken door kleine openingen in en vooral langs scheidingsconstructie; flankerende geluidsoverdracht om zware scheidingsconstructie heen door het in trilling brengen van bijvoorbeeld relatief lichte puien of binnenspouwbladen. De remedies tegen deze drie gevallen zijn respectievelijk, figuur 2.20: voldoende massa in (woning)scheidende constructieonderdelen dan wel aanvullende afschermende of isolerende voorzieningen in de vorm van voorzetwanden of verlaagde plafonds; vermijden geluidlekken door zoveel mogelijk monoliete constructies dan wel zorgvuldig dichten aansluiting; vermijden lichte bouwdelen aansluitend op (woning)scheiding dan wel het loskoppelen en verend bevestigen hiervan op zware scheidingsconstructies. weinig massa lekken Figuur 2.19 Luchtgeluid flankerend geluid

36 26 voorzetwand voldoende massa zwaar of verend binnenspouwblad zwevende vloer gescheiden constructies verlaagd plafond Figuur 2.20 Remedies tegen luchtgeluid Het geheel gescheiden uitvoeren van de draagconstructie in een ankerloze spouwconstructie is voor de horizontale scheiding het meest optimaal. Bij gestapelde woningen is dit echter nadelig van invloed op de verticale scheiding doordat de afzonderlijke wanden lichter zijn (flankerende geluidsoverdracht). 2 Contactgeluid Contactgeluid wordt opgewekt door het direct aanstoten, enzovoort, van de constructie, bijvoorbeeld door lopen of boren, figuur Figuur 2.22 Remedies tegen contactgeluid Permanente contactgeluidsbronnen zoals liftmachines moeten door bijvoorbeeld rubber opleggingen worden gescheiden van de draagstructuur. Normen woningbouw In de NEN 5077, Geluidwering in woongebouwen, is een isolatie-index vastgelegd. Verschillende toonhoogten worden daarbij, naar het menselijk oor gemiddeld gewogen. Wanneer de geluidsisolatie dezelfde is als de normwaarde, dan is de isolatie-index 0 db (decibel). Bij een betere isolatie wordt de index positief en bij een slechtere negatief. In het Bouwbesluit worden tussen verschillende ruimten verschillende geluidsisolatie-indexen geëist, waarbij vooral de eis tussen verschillende woningen onderling een grote rol speelt bij de draagconstructie, figuur Figuur 2.21 Contactgeluid Geluidsoverdracht kan hier worden voorkomen of beperkt door, figuur 2.22: aanrakingsoppervlak te scheiden van constructie, bijvoorbeeld door zwevende vloer of voorzetwand; afschermen aan ontvangstzijde door bijvoorbeeld verlaagde plafonds; grotere massa van scheidingsconstructie die daardoor moeilijker in trilling kan worden gebracht; twee afzonderlijke scheidingsconstructies toe te passen. Het eenvoudig vaststellen van een isolatie-eis levert niet even eenvoudig een daarbij passende constructie op. Eerder werd bijvoorbeeld al aangetoond dat een flankerende geluidsoverdracht de isolatie-eigenschappen sterk nadelig beïnvloedt. Zoals in paragraaf a is vermeld, zijn er ten behoeve van het vertalen van eisen naar de constructie praktijkrichtlijnen verschenen, de NPR s, afgestemd op de NEN Geluidbelasting van buitenaf In de NEN 5077 is de karakteristieke geluidwering van een uitwendige scheidingsconstructie omschreven. Voor woningbouw moet die geluidwering minimaal 20 db(a) zijn en daarnaast de geluidbelasting van de gevel of het dak terug te brengen tot maximaal 35 db(a). Als de geluidbelasting door verkeer op een gevel bijvoorbeeld 65 db(a) is, moet de geluidwering van die

37 2 FUNCTIES EN EISEN 27 Scheidingsconstructie Karakteristieke isolatie- Tussen een besloten ruimte van een woning en een niet tot die woning behorend verblijfsgebied Karakteristieke isolatieindex voor luchtgeluid, I lu;k index voor contactgeluid, I co;k 0 db +5 db Tussen een besloten ruimte van een woongebouw en een in een woning gelegen verblijfsgebied 0 db +5 db Tussen een besloten ruimte van een woning en een tot een andere woning of woongebouw behorende besloten ruimte die geen verblijfsgebied of gemeenschappelijke verkeersruimte is 5 db 0 db Tussen in een woning gelegen verblijfsruimten, tenzij deze op dezelfde bouwlaag zijn gelegen en in open verbinding staan met elkaar dan wel door middel van een beweegbaar constructieonderdeel 20 db 20 db Figuur 2.23 Geluidseisen woningbouw volgens Bouwbesluit 2003 gevel dus 30 db(a) zijn. Veelal richt de invloed hiervan zich niet op de draagconstructie, maar op zwakkere plekken, zoals ramen en ventilatievoorzieningen. Alleen bij lichte draagconstructiemethoden, zoals houtskeletbouw, kunnen er aanvullende voorzieningen noodzakelijk zijn. Normen utiliteitsbouw Voor de utiliteitsbouw zijn voor bescherming tegen geluid van binnenuit eveneens eisen in het Bouwbesluit opgenomen, figuur Voor geluid van buitenaf moet de geluidbelasting tot 40 db(a) teruggebracht worden, waarbij de periode van meten is aangepast aan de werktijden. Daarnaast zijn in het Bouwbesluit aanvullende voorwaarden voor luchtverkeerslawaai opgenomen Brandwerendheidseisen Elke (hoofddraag)constructie moet voldoen aan de nodige brandwerendheidseisen. Deze eisen zijn uitgebreid vastgelegd in NEN-normen, waarvan de belangrijkste zijn: NEN 6702, Belastingscombinaties, hoofddraagconstructie; NEN 6069, , Weerstand tegen bezwijken; NEN 6068, Weerstand tegen branddoorslag en brandoverslag. Onderscheiden worden hierbij drie vormen van brandwerendheid, figuur 2.25, namelijk weerstand tegen: bezwijken constructieonderdeel zelf; Scheidingsconstructie Karakteristieke isolatie- Karakteristieke isolatieindex voor luchtgeluid, I lu;k index voor contactgeluid, I Co;k Tussen celfuncties 5 db 5 db Tussen logiesfuncties 5 db 5 db Tussen onderwijsfuncties 0 db +10 db Figuur 2.24 Geluidseisen utiliteitsbouw volgens Bouwbesluit 2003

38 28 branddoorslag door constructieonderdeel heen en brandoverslag langs constructieonderdeel heen. weerstand tegen bezwijken Bouwconstructie branddoorslag brandoverslag Figuur 2.25 Drie soorten eisen voor de brandveiligheid Weerstand tegen bezwijken Als er in een gebouw brand uitbreekt, kan de hoofddraagconstructie bezwijken. Dit kan gebeuren door: rechtstreekse aantasting, bijvoorbeeld verbranden houten balk; te hoge temperaturen, vooral bij stalen constructieonderdelen die hierdoor gaan vloeien. De weerstand tegen bezwijken wordt uitgedrukt in de tijdsduur waarin deze constructie stand houdt. Figuur 2.26 geeft de eisen voor woningbouw en figuur 2.27 de eisen voor utiliteitsbouw volgens het Bouwbesluit Weerstand tegen branddoorslag en -overslag (WBDBO) Naast het bezwijken van constructieonderdelen eist het Bouwbesluit ook een zekere beperking van het uitbreken van brand. Elk gebouw wordt hiervoor opgedeeld in brandcompartimenten, waarbij een afzonderlijk brandcompartiment wordt gevormd door: elke woning; elk vluchttrappenhuis; elke stookruimte en technische ruimte groter dan 50 m 2 ; elke m 2 in kantoren. De weerstand tegen branddoorslag en -overslag wordt ook weer uitgedrukt in minuten, figuur Warmte-isolerende eisen Maakt het constructieonderdeel onderdeel uit van een uitwendige scheidingsconstructie, dan moet het voldoen aan zekere eisen ten aanzien van de energiezuinigheid, figuur Tot november 1995 werden er directe eisen aan de warmteweerstand van de uitwendige scheidingsconstructie gesteld, voor woningen op 2,5 m 2 K/W. Vanaf 1 december 1995 geldt hiernaast echter de Energieprestatienorm (EPN), Brandwerendheid m.b.t. bezwijken Bouwconstructie (grenzend aan) vluchtroute 30 minuten <13 m Hoofddraagconstructie woning of woongebouw met verblijfsgebieden lager dan 7 m 60 minuten, 30 minuten 1 <13 m Hoofddraagconstructie van een woning of woongebouw met verblijfsgebied hoger dan 7 meter en lager dan 13 m 90 minuten 60 minuten 1 <13 m Hoofddraagconstructie van een woning of woongebouw met verblijfsgebied hoger dan 13 meter 120 minuten, 90 minuten* 1 de permanente vuurbelasting lager is dan 500 MJ/m 2 Figuur 2.26 Brandwerendheidseisen bezwijken (hoofd)draagconstructie woningbouw

39 2 FUNCTIES EN EISEN 29 Bouwconstructie Brandwerendheid m.b.t. bezwijken Hoofddraagconstructie gebouwen zonder verdiepingsvloer 0 minuten <5 m Hoofddraagconstructie gebouwen zonder vloer hoger dan 5 m waarin niet wordt overnacht 30 minuten <5 m Hoofddraagconstructie gebouwen zonder vloer hoger dan 5 m waarin wel wordt overnacht 60 minuten <13 m Hoofddraagconstructie gebouw met verblijfsgebieden lager dan 13 m 90 minuten <13 m Hoofddraagconstructie gebouw met verblijfsruimten hoger dan 13 m 120 minuten Figuur 2.27 Brandwerendheidseisen bezwijken (hoofd)draagconstructie utiliteitsbouw Bouwconstructie Brandwerendheid m.b.t. branddoorslag en -overslag Tussen besloten ruimte en vluchtweg 30 minuten Tussen twee brandcompartimenten 60 minuten Figuur 2.28 Brandwerendheidseisen met betrekking tot branddoorslag en -overslag die het totale energieverbruik van de woning uitdrukt in een waarde. De warmteweerstand is slechts een van de bepalende factoren. warmte-isolatie Figuur 2.29 Warmte-isolerende eisen warmteaccumulatie Zie voor een vereenvoudigde berekening van de energieprestatienorm van een woning uit een woningbouwproject deel 8 Woningbouw. Om aan de eisen te kunnen voldoen, moet de warmteweerstand in de praktijk ten minste 3,5 m 2 K/W zijn. De bijdrage van de constructie-elementen zelf is beperkt, aanvullende isolatie is nagenoeg altijd noodzakelijk. Uitzonderingen hierop vormen de

40 30 speciale begane-grondvloeren waarin al isolatie is opgenomen en de constructie-elementen in cellenbeton en in houtskeletbouw die al redelijke warmte-isolerende eigenschappen bezitten. Een geheel andere benadering vraagt een gebouw waar niet zozeer het warmteverlies dan wel de opwarming het probleem is, zoals vooral in de zomer bij kantoren en opslagplaatsen. Deze gebouwen vragen om een groot warmteaccumulerend vermogen. Hier kan de draagstructuur naast de gevel een steentje bijdragen. Vooral wanneer er sprake is van relatief grote dakvlakken is een materiaal met een grote soortelijke warmte, zoals (cellen)beton, te verkiezen boven bijvoorbeeld staalplaat. Daarnaast bepaalt de bouwmethode en de materiaalkeuze de warmteaccumulatie van de gevel Vochtwerende eisen Ook aan de vochtwerendheid worden eisen gesteld als het constructieonderdeel deel uitmaakt van een uitwendige scheidingsconstructie, figuur Naast waterdicht en bestand tegen vochtdoorslag volgens NEN 2778 moet een uitwendige scheidingsconstructie ook voldoende dampdicht zijn. water- water- dichtheid dichtheid dampdichtheid lucht- Figuur 2.30 Vochtwerende eisen dichtheid ventilatie Vooral bij begane-grondvloeren kunnen er problemen ontstaan. De toepassing van een kruipruimte voor leidingwerk met de benodigde sparingen en een kruipluik geeft een aanzienlijke kans op een te grote specifieke luchtvolumestroom door de begane-grondvloer. Extra aandacht aan de dichting van de sparingen is noodzakelijk. Steen, TPG-beton, Prefab-beton, Hout, Staal, hfst 3 hfst 4 hfst 4 hfst 5 hfst 6 Druksterkte zeer gering, hoog, hoog, gering, zeer hoog, σ in N/mm Treksterkte σ in N/mm 2 nihil, 0 hoog, hoog, gering, 10 zeer hoog, 235 Stijfheid nihil gering, E in N/mm groot, gering, zeer groot, Volumieke massa groot, groot, groot, klein, zeer groot, in kg/m Toelaatbare druksterkte/gewicht SGR 1) in 1/m laag, 117 redelijk, redelijk, groot, zeer groot, Thermische uitzetting α in 10-5/ C gering, 0,5 groot, 1,0 groot, 1,0 gering, 0,5 groot, 1,2 1 Zie de toelichting bij figuur 3.3 Figuur 2.31 Overzicht dragende eigenschappen constructiematerialen

41 2 FUNCTIES EN EISEN 31 Steen, hfst 3 TPG-beton, hfst 4 Prefab-beton, hfst 4 Hout, hfst 5 Staal, hfst 6 Bezwijkgedrag bij brand goed goed, bij goede dekking wapening goed, (bij voor- of nagespannen beton slecht) goed afmeting slecht lage vloeigrens Weerstand tegen branddoorslag en -overslag goed goed bij wanden, slecht bij kolommen goed bij wanden, slecht bij kolommen slecht, aanvullende maatregelen noodzakelijk slecht, aanvullende maatregelen noodzakelijk Thermische geleiding λ in W/mK groot, 0,5-1,0 groot, 1,4-1,9 groot, 1,4-1,9 zeer klein, 0,14 zeer groot, Soortelijke warmte c J/kgK Dampdiffusieweerstand μ Weerstand tegen contactgeluid Weerstand tegen luchtgeluid slecht slecht slecht redelijk goed zeer slecht goed goed goed slecht slecht Wijzigen in gebruik, gunstig moeilijk moeilijk gunstig gunstig flexibiliteit bij wanden, gunstig bij bij wanden, gunstig bij kolommen kolommen Figuur 2.32 Overzicht scheidende eigenschappen constructiematerialen Kostprijs per m 3 in euro Steen, hfst 3 TPG-beton, hfst 4 Prefab-beton, hfst 4 Hout, hfst 5 Staal, hfst Kostprijs/sterkte per knm in euro 0,17 0,05 0,03 0,06 0,06 Onderhoudsgevoeligheid laag redelijk, afhankelijk van dekking wapening redelijk, afhankelijk van dekking wapening hoog, gevoelig voor vocht zeer hoog, gevoelig voor corrosie Milieubelasting (levenscyclusanalyse) redelijk zeer hoog hoog zeer laag laag Figuur 2.33 Overzicht kosten constructiematerialen

42 Overzicht eigenschappen constructiematerialen De dragende en scheidende functies en de eisen die in dit hoofdstuk zijn besproken, moeten worden ingevuld door de eigenschappen van de constructieonderdelen, die in hoofdstuk 3 tot en met 6 worden behandeld. Om een koppeling tussen deze hoofdstukken te maken, geeft figuur 2.31 en 2.32 een schematisch overzicht van de eigenschappen van die materialen die een rol spelen bij de vervulling van die dragende maar ook scheidende functie. NEN 6702 Belastingscombinaties, hoofddraagconstructie NEN 6710/6770 Metaal (staal) NEN 6720 Beton NEN 6760 Hout NEN 6790 Steen Om globaal de directe en indirecte kosten en de mate van onderhoud en duurzaamheid in relatie met de voorgaande gegevens te kunnen vergelijken, zijn algemene indicaties aangegeven in figuur Geraadpleegde en aanbevolen literatuur 1 Abeelen, H.P.M. van, Basisconstructieleer. Stichting kennisoverdracht SG, Bouwbesluit Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer. 3 Braat Eggen, P.E. en L.C.J. van Luxemburg, Geluidwering in de woningbouw. ThiemeMeulenhoff, Brandveilig, Een, gebouw bouwen. Nederlandse Brandweer Federatie, Linden, A.C. van der, e.a., Bouwfysica. Thieme- Meulenhoff, Referentiedetails Woningbouw. SBR. 7 Veek, J.H. van der, Brandveiligheid: Ontwerpen en toetsen. SBR, Welleman, J.W., Toegepaste mechanica. ThiemeMeulenhoff, Normen en voorschriften TGB Belastingen en vervormingen NEN 2778 Vochtwering in Gebouwen Bepalingsmethoden. NEN 5077 Geluidwering in woongebouwen NEN 6068 Weerstand tegen branddoorslag en brandoverslag NEN 6069, Weerstand tegen bezwijken

43 3 Dragende elementen in steen ir. T.G.M. Spierings Het materiaal steen wordt vaak letterlijk beschouwd als de verpersoonlijking van het bouwen. Steentje voor steentje worden woningen, straten en steden op en aan elkaar gestapeld. De massa van het materiaal schept geborgenheid, wat de populariteit van steen in verleden en heden verklaart. Van oudsher werd vooral baksteen gebruikt voor zowel dragende als niet-dragende wanden en gevels. De dragende functie van baksteen is echter vrijwel verdwenen. Door de introductie van onder meer betonsteen, kalkzandsteen en cellenbeton ontstonden er moderne stapeltechnieken. Grotere blokken en andere voegvullingen maakten het mogelijk sneller en rationeler te bouwen dan met het aloude steentje voor steentje. In dit hoofdstuk worden zowel traditionele als moderne stapelbouwtechnieken beschreven.

44 34 Inleiding Steen als bouwmateriaal is van alle tijden, ondanks het feit dat het traditionele metselwerk voornamelijk nog een rol als gevelmateriaal speelt. Een belangrijk deel van de woningbouw blijft toebedeeld aan de stapelbouw, bij uitstek het terrein van stenen constructieonderdelen, vooral als het gaat om kleinere of afwijkende series, figuur 3.1. Daarnaast is ook vanuit milieubelastend oogpunt stapelbouw te prefereren boven vooral gietbouw, zie ook hoofdstuk 1. Steen vindt zijn toepassing in de draagstructuur in: stenen wandconstructies in diverse materialen en elementgrootten, paragraaf 3.3 tot en met 3.7; stenen vloerconstructies, die sporadisch nog in de bestaande bouwvoorraad worden aangetroffen. Deze worden niet nader besproken. 1 traditioneel metselwerk bij individuele woningbouw 2 lijmwerk in kalkzandsteen bij serie-woningbouw In dit hoofdstuk worden de wandconstructies besproken, waarbij er eerst wordt stilgestaan bij het bouwmateriaal steen in algemene zin en de functie van de voegen. 3.1 Steen Materiaaleigenschappen Dat steen als relatief klein en dus arbeidsintensief bouwproduct in de Nederlandse bouwpraktijk nog steeds ongekend populair is, dankt hij aan zijn vele gunstige eigenschappen. Steen is, evenals beton, een materiaal met een relatief hoge massa. Afhankelijk van het materiaal kan dit oplopen tot kg/m 3. Constructieve eigenschappen Steen is bij uitstek een materiaal om druk op te nemen. Grotere overspanningen of anderszins op trek belaste constructies kunnen alleen door (samenwerking met) andere materialen worden opgevangen. Voor de verschillen in uitzetting ten opzichte van bijvoorbeeld beton zijn dilataties en aandacht voor opleggingen en aansluitingen zeer belangrijk. 3 lijmwerk in kalkzandsteen of cellenbeton bij kantoren 4 cascobouw in cellenbeton bij serie-woningbouw Figuur 3.1 Stenen wandconstructies

45 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 35 Brandveiligheid Steen is onbrandbaar en heeft bij geringe dikte al een redelijke weerstand tegen branddoorslag en -overslag. Voorwaarde daarbij is dat de vele naden tussen alle elementen zonder kieren zijn uitgevoerd. Akoestische eigenschappen/geluidsisolatie Door de hoge massa is steen bijzonder geschikt voor luchtgeluidsisolatie. Voor een goede contactgeluidsisolatie is de uitvoering als ankerloze spouwmuur, zie paragraaf 3.3.1, een zeer geschikte oplossing. Afhankelijk van het materiaal kan de ruwheid en porositeit van het oppervlak een kleine bijdrage aan de geluidsabsorptie leveren. Bouwfysische eigenschappen/warmteisolatie Alle steensoorten hebben een relatief grote massa en warmteaccumulerend vermogen. De warmteweerstand van de meeste steenachtige materialen is zeer gering, alleen cellenbeton kan een zekere bijdrage leveren aan de warmte-isolatie. De vochtregulerende werking verschilt per product, maar is bij baksteen het grootst. Voor de exacte gegevens wordt verwezen naar de paragrafen per steensoort. Duurzaamheid weerstand tegen mechanische beschadiging; zeer gering onderhoud; flexibiliteit ook na de bouw, waardoor veranderingen met kleine ingrepen mogelijk zijn. Steen als bouwmateriaal heeft de volgende vooren nadelen: Voordelen grote mate van flexibiliteit: door de kleine maateenheid is steen goed aanpasbaar; beschikbaarheid en prijs van materiaal; eenvoudige voorbereiding en eenvoudig materiaal. Nadelen geringe bouwsnelheid; arbeidsintensiviteit Elementen en materialen Men spreekt zowel over het materiaal steen als over de vorm steen. Dit kan, vooral bij wanden, voor de nodige spraakverwarring zorgen als er bijvoorbeeld wordt gesproken over kalkzandstenen en kalkzandsteenelementen, waarbij steen respectievelijk de vorm dan wel het materiaal aanduidt. In dit hoofdstuk is het uitgangspunt het materiaal steen. Omdat echter voor de beschrijving van de bouwtechniek de vorm, het formaat en het stapelen essentieel zijn, worden ook betonsteen en cellenbeton besproken. Zoals gesteld is voor stenen wanden een uitgebreide materiaalkeuze voorhanden. Specifieke materiaaleigenschappen en de kostprijs bepalen de uiteindelijke keuze. Deze kostprijs wordt niet alleen door het materiaal zelf, maar vooral door de grootte van de elementen en daarmee de verwerkingsmethode beïnvloed. Hoe groter de elementen, hoe economischer een bouwwerk kan worden uitgevoerd. De verschillende elementen voor wandconstructies worden naar grootte onderscheiden en kunnen indicatief als volgt worden omschreven: stenen, met één hand te hanteren, figuur en 3.2-2; blokken, met twee handen te hanteren, figuur 3.2-3; elementen, alleen machinaal te hanteren, figuur 3.2-4; panelen, verdiepingshoog, figuur Het is zonder meer duidelijk dat de afmetingen van de te vormen wandconstructies direct afhankelijk zijn van de maatvoering van de producten, waaruit de betreffende constructie wordt opgebouwd. Daarnaast moet er rekening worden gehouden met de afmetingen van de voeg. De maat van het onderhavige bouwproduct plus de maat van de bijbehorende voeg is dus een elementair gegeven voor de afmetingen van de te vormen wandconstructies. Deze maatvoering wordt dwingender naarmate het moeilijker wordt passtukken van het bouwproduct te maken. Het is bijvoorbeeld zeer moeilijk van een betonblok een pasblok te maken, terwijl het hakken of zagen van een baksteen geen problemen oplevert. Soms is het om technische of

46 36 1 BAKSTEEN werkende maat 200 x 60 mm 2 (79,4 elementen/m ) lagen 2 BETONSTEEN KALKZANDSTEEN werkende maat 300 x 100 mm 2 (33,3 elementen/m ) 3 BETONBLOK KALKZANDSTEENBLOK CELLENBETONBLOK werkende maat 300 x 200 mm 2 (16,7 elementen/m ) lagen 13,5 lagen 4 KALKZANDSTEENELEMENT werkende maat 900 x 600 mm 2 (1,85 elementen/m ) CELLENBETONELEMENT werkende maat 1000 x 600 mm 2 (1,67 elementen/m ) lagen + kim 5 CELLENBETONPANEEL CASCOPANEEL werkende maat 750 x 2500 mm (0,53 elementen/m 2) laag 9000 Figuur 3.2 Oplopende grootte stenen wandelementen en -materialen esthetische redenen gewenst tijdens het stapelen van de stenen of blokken een bepaald verband op te bouwen. Dan is de maatvoering van het gewenste verband bepalend. De verschillende materialen worden onderscheiden in: baksteen; betonsteen; kalkzandsteen; cellenbeton Baksteen Baksteen is een van de oudste bouwmaterialen. Al in de 12e eeuw werd klei met de hand gevormd en gebakken in veldovens. De stenen werden dicht bij de bouwplaats geproduceerd. Het is nog steeds de baksteenarchitectuur die

47 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 37 in onze oude stadscentra het stedelijke karakter bepaalt. Hoewel baksteen door de zeer kleine maateenheid voor dragende wanden nauwelijks meer wordt toegepast, wordt baksteen gezien de enorme bestaande bouwvoorraad wel behandeld. In overeenstemming met de norm Metselbaksteen nr wordt baksteen onderscheiden naar: eigenschappen en gebruiksklasse; vormmethode; uiterlijk; formaat, zie paragraaf Eigenschappen en gebruiksklasse baksteen Volgens de norm worden de volgende eigenschappen onderscheiden, figuur 3.3: sterkte onder zuivere druk of weerstand tegen buiging; splijtsterkte, gemeten door de steen tussen twee stalen cilinders te drukken, waardoor op een gegeven moment de steen splijt; wateropneming en -opzuiging. Wateropzuiging is vooral van belang voor de verwerking. Een sterk zuigende steen kan te veel water aan de mortel onttrekken; vorstbestendigheid: steen kan goed tegen lage temperaturen, maar het gaat erom of een steen die een hoeveelheid water heeft opgezogen, ook vorstbestendig is. Water zet immers uit en de steen moet dat kunnen verdragen. chemische eisen: vooral het sulfaatgehalte Dragende eigenschappen Druksterkte σ in N/mm 2 3 Treksterkte σ in N/mm 2 0 Volumieke massa kg/m Toelaatbare druksterkte/gewicht SGR in 1/m 117 Thermische uitzetting α in 10-5 m/m K 0,5 Scheidende eigenschappen Thermische geleiding λ in W/mK 0,5-1,0 Soortelijke warmte c in J/kgK 840 Dampdiffusieweerstand μ Figuur 3.3 Eigenschappen baksteen moet worden beperkt omdat veel sulfaat de kans op uitslag vergroot. Spanning-gewichtratio (SGR) De SGR van een materiaal is de verhouding tussen sterkte en gewicht. Het ideale constructiemateriaal is sterk en heeft een laag eigen gewicht ten opzichte van de totale belasting. De SGR wordt berekend door de toelaatbare spanning in kn/m 2 te delen door het volumegewicht in kn/m 3. De eenheid van de SGR is de meter. Men bepaalt als het ware de maximaal mogelijke lengte van het materiaal als het alleen door het eigen gewicht wordt belast. De Nederlandse norm Metselbaksteen gaat uit van een aantal toepassingsgebieden waarbij voor elk gebied een aantal minimum eisen is vastgelegd. Aan de hand hiervan worden klassen onderscheiden. Niet in de normen genoemde eigenschappen zijn: duurzaamheid: gebakken producten zijn ongevoelig voor zuren en basen, verdragen grote temperatuurverschillen en hebben een grote weerstand tegen slijtage; baksteen krimpt niet en zet zeer weinig uit door temperatuurverschillen. In muren zijn vooral de volgende bouwfysische eigenschappen van baksteen belangrijk: baksteen kan warmte opnemen en afstaan, de muur werkt dan als buffer tegen snelle temperatuurwisselingen; steen kan vocht uit de lucht opnemen en afstaan en werkt als vochtbuffer. Methoden van vormen van baksteen Naar de manier van vormen wordt baksteen als volgt onderverdeeld, figuur 3.4: vormbaksteen: overgrote deel van de hedendaagse baksteen wordt in de vormbakpers gevormd, waarbij vijf zijden tegen kleven worden bezand en een platte zijde wordt afgestreken. Zand doet de kleur van de steen iets vergrijzen, figuur 3.4-2; strengperssteen: met kantige zijden en twee-

48 38 zijdig afgesneden platte vlakken. Ook kunnen de zijden zijn opgeruwd of geprofileerd. Vaak worden de stenen tijdens het vormen van perforaties voorzien om het drogen en bakken gelijkmatiger te laten verlopen, figuur 3.4-3; verblendsteen: zeer kantige, regelmatige en gladde steen, waarin zeer fijne kleisoorten zijn verwerkt, zodat een grote dichtheid ontstaat; stempelperssteen: strakke en dichte steen van stugge droge klei die machinaal in stalen vormen wordt geperst. Op deze manier kunnen ook speciaal gevormde stenen worden gemaakt zoals voor restauratiewerken; handvormsteen: vertoont aan vijf zijden een ruig oppervlak (met nerven), doordat de bal klei, voordat hij in de vorm wordt geworpen, door vochtig zand, zaagsel, enzovoort, wordt gerold. Daarnaast is er de mechanische handvormsteen, die nauwelijks is te onderscheiden van de echte, puur ambachtelijke handvormsteen, figuur handvormsteen met vijf bezande zijden 2 vormbaksteen, klei aangedrukt, strakke steen, vijf bezande zijden 3 strengperssteen, strakke steen, twee afgesneden zijden Figuur 3.4 Verschillende bakstenen naar fabricagemethode Uiterlijk baksteen Zoals is aangegeven, wordt het uiterlijk van de steen door diverse factoren bepaald en is er een bijna onbeperkte keuze in kleuren en oppervlaktestructuren. Het vastleggen van de gewenste kleur en overig uiterlijk gebeurt vaak aan de hand van monsters. Daarbij blijft altijd van belang wat de afwijking kan zijn van het vastgelegde monster. Bij genuanceerde stenen is het mengen van partijen van belang. De kleur geeft ook enige aanwijzing over de hardheid van de steen. Een harder gebakken steen wordt helderder van kleur. Genuanceerd geel/rood wijst vaak op zachtere stenen. Ook verschillen in vochtgehalte geven kleurverschillen. Samenvatting Samenvattend kan gesteld worden dat de specifieke voordelen van gebakken steen zijn: geringe vervorming metselwerk in gebakken steen door temperatuur en vocht en minimale verhardingskrimp; grote vochtregulerende werking; geschiktheid ook als gevelmateriaal Betonsteen Betonsteen is verkrijgbaar zowel in stenen met een werkende maat van mm, als in blokken met een werkende maat van mm bij verschillende dikten. Bouwstenen en blokken van beton worden onder verschillende benamingen in de handel gebracht. De betonnen bouwblokken kwamen op grote schaal in gebruik toen het duidelijk werd, dat het metselen van bouwmuren in traditionele steentypen van waalformaat te arbeidsintensief was geworden. De blokken werden dan ook ontwikkeld voor vuilwerk. Pas later bleken architecten de grijze blokken voor schoonwerk te willen toepassen en werden speciale betonsamenstellingen ontwikkeld, onder andere met lichtkleurige toeslagstoffen. Fabricage Bij de fabricage van de blokken wordt de betonspecie samengesteld door een automatisch geregelde gewichtsdosering van de materialen volgens een van tevoren vastgestelde receptuur. De fabricage gebeurt met een elektronisch bestuurde perstrilmachine. De verse stenen c.q.

49 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 39 blokken worden vervolgens getransporteerd naar geconditioneerde verhardingskamers, waarin ze circa 24 uur verblijven. Samenstelling In grote lijnen zijn twee samenstellingen voorhanden: blokken van grindbeton en blokken met lichtere toeslagstoffen. Deze laatste toeslagstoffen kunnen worden onderscheiden in natuurlijke stoffen (zoals natuurbims en lava) en gefabriceerde stoffen (zoals hoogovenslakken, korlin en gesinterde kleiproducten als argex). De blokken van bijvoorbeeld lavabeton hebben een druksterkte van ten minste 10 N/mm 2. Voor blokken van grindbeton is dit 15 en 20 N/mm 2. De druksterkte voor de zogenoemde hoge-drukblokken kan zelfs worden opgevoerd tot circa 30 N/mm 2. Deze druksterkte wordt gemeten over Dragende eigenschappen Stenen Blokken Druksterkte σ in N/mm 2 Stijfheid E in N/mm 2 Volumieke massa in kg/m 3 Toelaatbare druksterkte/ gewicht SGR in 1/m Thermische uitzetting α in 10-5 m/m K 1,1 0,8-1,0 Ten behoeve van gestapelde bouw zijn er sinds kort speciale elementen met een druksterkte van 45 kg/mm 2 en een volumieke massa van 2200 kg/m 3. Scheidende eigenschappen Stenen Blokken Thermische geleiding 1,2 0,6-0,9 λ in W/mK Soortelijke warmte c in J/kgK Dampdiffusieweerstand μ (bij deklaag of verdichte stenen) Figuur 3.5 Eigenschappen betonsteen de bruto-steenoppervlakte (dus inclusief de kanaaloppervlakte). Toepassingen Blokken van beton met lichte toeslagstoffen worden hoofdzakelijk voor binnenmuren gebruikt. De elementen van grindbeton worden zowel binnen als buiten toegepast; binnen vooral daar waar het om zeer hoge drukvastheden gaat en buiten voor gevels, cementramen, kelderwanden en souterrains. Eigenschappen betonsteen Om een indruk te krijgen van de verschillende eigenschappen van betonsteen c.q. -blokken, geeft figuur 3.5 een overzicht van de eigenschappen van betonsteen. Betonsteen is krimpgevoelig in relatie tot het vochtgehalte. Ook bij betonsteen moet er rekening worden gehouden met dilataties in het metselwerk, waarbij gedacht moet worden aan dilataties om de 6,000 à 10,000 m, zie ook paragraaf Een nadeel van grindbetonblokken is dat ze niet spijkerbaar zijn en minder goed geluid absorberen Kalkzandsteen Kalkzandsteen is een niet-gebakken kunststeen, verkrijgbaar in zowel steen-, blok- als elementformaat, zie paragraaf Samenstelling en fabricage Kalkzandsteen wordt vervaardigd door een mengsel van kalk en een kwartshoudende stof (zand) te persen en daarna onder stoomdruk te laten verharden. Hierdoor ontstaan zeer gladde stenen met een binding op basis van calciumsilicaathydraten, met een maattolerantie van maximaal 2 mm. Toepassingen Kalkzandsteen is goedkoper dan gebakken steen en werd aanvankelijk hoofdzakelijk gebruikt voor vuil binnenwerk. De afgelopen jaren is hier verandering in gekomen en wordt kalkzandsteen ook voor schoon binnen- en buitenwerk toegepast. De perfecte maatvastheid van de kalkzandsteen voor strakke vormen heeft hier positief toe

50 40 bijgedragen. De scheurvorming, waar vroeger nogal hinder van werd ondervonden, is niet nodig bij het juiste gebruik van een op het materiaal en de weersomstandigheden afgestemde mortel en het juist detailleren met voldoende dilatatievoegen, zie paragraaf Gevelstenen Omdat de gladde steen toegepast in schoonwerk wel eens als te weinig levendig wordt gezien, is er een gekliste kalkzandsteen ontwikkeld. De steen wordt dan op dubbelformaat geperst en in de fabriek gebroken door middel van een soort valmes. De gekliste stenen worden aangeduid als klissteen. De behandeling van gevelstenen valt door de niet-dragende toepassing buiten het kader van dit hoofdstuk. Eigenschappen kalkzandsteen Kalkzandsteen wordt in gewone en in klinkerkwaliteit geleverd met een drukvastheid van respectievelijk 15 en 25 N/mm 2. Voor de volumieke massa wordt voor kalkzandsteen voor statische berekeningen kg/m 3 aangehouden, voor geluidstechnische berekeningen kg/m 3 en voor warmte-isolatieberekeningen kg/m 3. De vochtregulatie is minder dan die van baksteen. Figuur 3.6 geeft een overzicht van de eigenschappen van kalkzandsteen. Dragende eigenschappen Druksterkte σ in N/mm 2 15/25 Volumieke massa in kg/m Toelaatbare druksterkte/gewicht 750/1.250 SGR in 1/m Thermische uitzetting α in 10-5 m/m K 0,9-1,2 Scheidende eigenschappen Thermische geleiding λ in W/mK 1,0 Soortelijke warmte c in J/kgK 840 Dampdiffusieweerstand μ 25 Figuur 3.6 Eigenschappen kalkzandsteenblokken Verwerking Algemeen geldt dat kalkzandsteen schraal winddroog moet worden verwerkt. De winddroge steen heeft praktisch zijn kleinste maat, wat te grote krimp met scheurvorming na het metselen voorkomt. Als muurvlakken te lang worden, treden naast de besproken krimp als gevolg van temperatuurwisselingen ook lineaire vormveranderingen op. Daarom is in lange bouwmuren en gevelvlakken dilatatie nodig. De muurvlakken mogen, afhankelijk van de constructie en de toegepaste steensoort maximaal 11 m lang worden. Bij toepassing in combinatie met andere materialen, het bonte bouwen, is scheurvorming niet uitgesloten. Er moet dus de nodige zorg aan de aansluitingen worden besteed. Uiterlijk kalkzandsteen Het uiterlijk van de kalkzandsteenproducten is afgestemd op het toepassingsgebied. De gladde blokken zijn geschikt voor vuilwerk afgewerkt met stukadoorswerk of zeer dunne afwerklagen. Voor schoonwerk zijn de vellingblokken zeer geschikt. Daarnaast is voor schoonwerk de eerder genoemde gekliste en een bezande uitvoering op de markt. De kleur van kalkzandsteen is oorspronkelijk praktisch wit en dit is in hoofdzaak nog zo. Alleen het waalformaat komt ook in een gekleurde uitvoering in de handel Cellenbeton Cellenbeton maakt door het geringe gewicht en de daarmee gepaard gaande redelijke thermische isolatie vrij snel opgang. Het oorspronkelijk uit Zweden afkomstige cellenbeton (ook wel gasbeton genoemd) hoort tot de groep lichtbeton. Samenstelling en fabricage Het fabricageproces, dat geheel is gemechaniseerd, gaat als volgt. Gedroogd zand, kalk en cement worden in de juiste verhouding afgewogen en gemalen. Aan deze droge grondstoffen worden water en aluminiumpoeder toegevoegd waarna de gevormde dunne mortel in grote vormen wordt gestort. De samenstelling is in gewichtsdelen: 2-3 delen cement en kalk op 7-8 delen zand en minder dan 0,001 deel aluminiumpoeder. Door een chemische reactie, veroorzaakt door het aluminiumpoeder, worden er na enige tijd waterstofgascellen gevormd, die het mengsel doen rijzen. De aldus gevormde massa wordt, nadat deze is opgestijfd, met behulp van dunne staaldraden op de juiste maat gesneden. Vervolgens wordt het materiaal met behulp van stoom onder verhoogde druk in een autoclaaf verhard,

51 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 41 bij welke reactie in hoofdzaak calciumhydrosilicaten worden gevormd. Toepassingen Het materiaal is in de handel in verschillende kwaliteiten als blokken en in plaatvorm. Cellenbetonblokken worden toegepast voor dragende en niet-dragende binnen- en buitenwanden. Als dragend metselwerk wordt cellenbeton voornamelijk toegepast voor laagbouw, zowel voor bungalows en tegenwoordig ook in eengezinswoningen. Ook wordt cellenbeton wel toegepast in de agrarische bouw en in de utiliteitsbouw. Eigenschappen cellenbeton De drukvastheid van het materiaal is afhankelijk van het volumegewicht, de toegepaste grondstoffen en de vochtigheid. Bij het toenemen van de vochtigheid vermindert de drukvastheid. Zo heeft een bepaalde kwaliteit cellenbeton in de conditie droog een druksterkte van circa 5 N/mm 2, terwijl deze druksterkte in de conditie Dragende eigenschappen G4/600 G5/800 Druksterkte gelijmd 1,67 2,00 σ in N/mm 2 Druksterkte gemetseld 1,39 1,67 σ in N/mm 2 Stijfheid E in N/m Volumieke massa in kg/m 3 Toelaatbare druksterkte/gewicht SGR in 1/m Thermische uitzetting α in 10-5 m/m K 0,8 0,8 Scheidende eigenschappen G4/600 G5/800 Thermische 0,16 0,22 geleiding λ in W/mK Soortelijke warmte c in J/kgK Dampdiffusieweerstand μ 5 6 Figuur 3.7 Eigenschappen cellenbeton nat circa 3,2 N/mm 2 bedraagt. Hieruit blijkt dat cellenbeton niet in blijvende natte omstandigheden kan worden toegepast, zoals onder het maaiveld. Van cellenbeton zijn de vormveranderingen ten gevolge van wisselingen in temperatuur en vochtgehalte onderzocht. Er moet rekening worden gehouden met een praktische krimp van circa 0,3 mm per meter wand. Bij de aansluitingen van deze wanden en de afwerking ervan moet hiermee rekening worden gehouden. De hygrische lengteverandering bedraagt maximaal circa 0,09. Ook is uit onderzoek gebleken dat als de wateropzuiging wordt beperkt, gevels van cellenbeton vorstbestendig zijn, zie figuur 3.7 Thermische isolatie Cellenbeton heeft een lage warmtegeleidingscoëfficiënt: λ = 0,16 W/mK bij G4/600 en λ = 0,22 W/mK bij G5/800 en heeft dus een relatief goed warmte-isolerend vermogen. Daardoor kan een hoge warmte-isolatie worden bereikt respectievelijk aanvullende isolatiematerialen worden beperkt. Geluidwering Voor scheidingswanden tussen slaapkamers en in kantoren moet bij voorkeur type G5/800 met een dikte van 100 mm worden toegepast. Brandwerendheid Cellenbeton heeft een hoge brandwerendheid doordat het zelf onbrandbaar is en daarnaast, door het warmteaccumulerend en isolerend vermogen, ook hitte absorbeert en afschermt Normen De TGB kent voor steen een aparte uitgave: TGB Steen, NEN 6790 (1990), met daarbij NPR 6791, Rekenregels. 3.2 Voegen Voegfuncties In de voorgaande paragrafen zijn de materialen voor de stapelbouwwijze besproken. Ieder materiaal kent maattoleranties. Als deze materialen zomaar worden gestapeld, zorgt deze ongelijkheid ervoor dat bijvoorbeeld twee gestapelde

52 42 bakstenen elkaar maar op enkele plaatsen van het theoretische contactvlak raken, figuur 3.8. lintvoeg 1 zonder voegvulling 2 met voegvulling Figuur 3.8 Gestapelde stenen stootvoeg Dit heeft drie in het oog springende consequenties: bovenliggende steen ligt niet stabiel op onderliggende steen; gevormde voeg is nagenoeg geheel open, scheidende vermogen van deze aansluiting is zeer gering; bij hoge belastingen moet de krachtsoverdracht plaatsvinden via de kleine contactvlakken, waardoor de stenen bezwijken. Het is derhalve niet verwonderlijk dat tussen de stenen een ter plaatse te vormen materiaal nodig is om de maatverschillen te kunnen overbruggen. Na verharding van deze voegvulling komt de bovenliggende constructie stabiel te liggen en is de voeg gedicht. Als deze voegvulling tevens in staat is krachten over te dragen, wordt de krachtoverdracht gelijkmatig gespreid. Er wordt dan gesproken van een constructieve, dat wil zeggen, drukkrachtoverbrengende voeg, in tegenstelling tot een niet-constructieve voeg, waarbij dichting prioriteit heeft boven krachtoverdracht. Horizontale voegen worden lintvoegen genoemd, verticale stootvoegen. Uit het voorgaande blijkt dat lintvoegen naast een dichtende ook een krachtoverbrengende functie hebben en dat stootvoegen hoofdzakelijk een dichtende functie hebben. Ook kan worden gesteld dat hoe maatvaster de bouwproducten zijn, des te dunner de voegen kunnen worden Voegvullingen Voor de samenstelling van het voegmateriaal heeft men de keuze uit: metselmortels: worden in grotere voegdikte toegepast bij grotere maatafwijkingen van bouwelementen; lijmmortels: hebben kleine voegmaat en kunnen alleen bij zeer maatvaste producten zoals kalkzandsteen worden gebruikt; voegmortels: worden gebruikt voor afvoegen van met metselmortel gemetselde voegen Metselmortels Het karakter van een metselmortel wordt bepaald door de eisen die aan het metselwerk worden gesteld, de steensoort, de manier van verwerken en het weertype waaronder wordt gewerkt. De mortel wordt samengesteld uit de volgende grondstoffen: bindmiddelen, bestaande uit cement en/of kalk; verschralingsmiddel (zand); water; hulpstoffen. Bindmiddelen De in metselmortels essentiële bindmiddelen zijn cement en luchtkalk, meestal gezamenlijk gebruikt in de zogenoemde basterdmortel. Cement is een hydraulisch bindmiddel, dat verhardt na toevoeging van water. De belangrijkste functie van cement is de sterkteontwikkeling, vooral aanvangs- en druksterkte. Een hoog cementgehalte geeft daarnaast waterdichtheid aan een mortel. In metselmortels bevordert luchtkalk: verwerkbaarheid; watervasthoudend vermogen tijdens verwerking en afbinding; hechtsterkte en elasticiteit van metselwerk; morteldichtheid en reguleren vochthuishouding. Verschralingsmiddel Als verschralingsmiddel wordt er meestal schoon rivierzand gebruikt. Bij werk met hoge drukvastheden speelt de korrelgrootte een belangrijke rol. Algemeen kan worden gesteld dat de korrelgrootte nooit meer mag zijn dan een halve voegdikte. Er is altijd een hoeveelheid fijn zand nodig om de ruimte tussen de grovere korrels goed te vullen. Ideaal metselzand is schoon en heeft een gespreide korrelgrootte tussen ongeveer 0,1 en 3 mm. Een goede korrelverdeling van het zand is dus van groot belang voor een voldoende dichtheid en de draagkracht van de mortel.

53 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 43 Water Het aanmaakwater moet schoon zijn en wordt in zijn hoeveelheid bepaald door: steentype in verband met zuigvermogen; zandtype; aard bindmiddel. Hoe meer aanmaakwater er wordt toegepast, des te meer water dringt er door in de bindmiddelkorrels waardoor het de celvorming versterkt. Water laat na verdamping ook meer holle ruimten in de mortel achter, zodat de dichtheid achteruitgaat. Voor drukvast metselwerk wordt er dan ook metselzand gebruikt dat door de korrelvorm zomin mogelijk water vraagt. Anders dan bij betonmortel kan bij metselmortel de watercementfactor hoog zijn, omdat de hechting van de steen veel beter wordt, evenals de vulling van de stootvoegen. kalk worden gestreefd, met inachtneming van eerder genoemde punten. Door veel kalk vermindert de sterkte van het metselwerk nauwelijks. In de normen zijn voor verschillende toepassingen verschillende referentiemortelsamenstellingen vastgesteld Voegmortels Mortels ten behoeve van het afvoegen van metselwerk moeten wat de samenstelling betreft worden afgestemd op de toegepaste steensoort en metselmortel. Indien mogelijk verdient het de voorkeur voeg- en metselmortel van gelijke samenstelling te nemen. Dit kan veel narigheid voorkomen door slechte hechting, met als gevolg het losvriezen van de voegen. Bij hoogbouw en daar waar grote vlakken niet of weinig vochtopzuigend materiaal boven het Hulpstoffen Hulpstoffen die in de praktijk aan metselmortels worden toegevoegd, zijn: plastificeerders; luchtbelvormers; vertragers. Plastificeerders en luchtbelvormers vervullen deels dezelfde rol: zij verbeteren de verwerkbaarheid van de specie. Het gebruik van plastificeerders en vooral van luchtbelvormers moet tot een minimum worden beperkt, want een deel van de ingebrachte lucht blijft ook na uitharding als poriënruimte in de mortel achter. Hierdoor kan het metselwerk meer waterdoorlatend en meer vorstgevoelig worden. Te veel lucht kan ook een ongunstige invloed hebben op de hechtsterkte. Vertragers worden voornamelijk toegepast in natte prefab-species, die vooraf in een centrale met water worden aangemaakt en na aanvoer op de bouwplaats voor langere tijd verwerkbaar moeten blijven. 1 doorgestreken of dichtgestreken 4 hol 2 platvol glad 5 verdiept Mortelsamenstelling De verhouding bindmiddel en zand varieert van 1:2 voor werk waar hoge eisen aan worden gesteld, tot 1:3 voor normaal metselwerk in baksteen. Voor betonsteen is deze verhouding 1:4. Bij de cement-kalkverhouding in het bindmiddel moet steeds naar een hoog percentage 3 platvol gekamd of geklopt Figuur 3.9 Voegafwerkingen 6 afwaterend of schaduwvoeg

54 44 metselwerk zijn aangebracht, mogen geen te grote hoeveelheden kalk in de voegspecie worden verwerkt. De voegen worden dan door de grote hoeveelheid langsstromend water uitgespoeld. In zulke gevallen wordt een samenstelling van ten minste één deel bindmiddel op tweeëneenhalf tot drie delen zand geadviseerd. Vlakvoegwerk met een zo groot mogelijke dichtheid beperkt het inwateren van het metselwerk en daarmee voor een deel het ontstaan van muuruitslag. Figuur 3.9 toont enkele veel toegepaste voegafwerkingen Speciebereiding Traditionele speciebereiding Met traditionele speciebewerking wordt bedoeld het zelf mengen van bindmiddel, zand en water op de bouwplaats. De mortelkwaliteit is dan sterk afhankelijk van de uitvoerder, te meer daar het gebruik van plastificeerders en luchtbelvormers de verwerkbaarheid van mortels wel verbeteren, maar een onjuiste en overvloedige dosering ervan de kwaliteit van de uiteindelijke voeg negatief beïnvloedt. Natuurlijk is de omvang van het werk van invloed of de specie op de bouw wordt bereid. Bulk-silosystemen Bulk-silosystemen berusten op het principe dat de vaste bestanddelen van de mortel, zand en bindmiddel, al geheel of gedeeltelijk gemengd, in een silo op het werk worden aangevoerd. Daarna vindt alleen nog menging met water plaats. In beginsel betekent dit dat er een zekere garantie bestaat voor een goed en constant product. Natte prefab-specie Natte prefab-specie is een door betonmortelcentrales geproduceerde metselspecie, die daar is aangemaakt met water, net zoals betonspecie. Aanlevering op de bouwplaats gaat per truckmixer. De toevoeging van een bindtijdvertrager is noodzakelijk, omdat de levering op een werk meestal eenmaal per dag plaatsvindt. In de meeste gevallen betekent dit dat de vertrager ten minste 24 uur werkzaam moet blijven. In de praktijk blijkt dat aan deze lange vertragingen bezwaren kleven. Doordat de specie onvoldoende snel uithardt, werkt dit remmend op het metseltempo. Voor betonsteen kunnen alleen zogenoemde dag-species worden toegepast die maximaal 8 uur verwerkbaar zijn Lijmmortels Naast lijmmortels worden er voor het verlijmen van kalkzandsteen en cellenbeton ook speciale mortels vervaardigd. Door de dunnere voegen en de andere steenmaterialen is de samenstelling anders dan bij metselmortels. Kunnen metselmortels eenvoudig op het werk worden vervaardigd uit eenvoudige bestanddelen, zo niet bij lijmmortels. Deze worden dan ook door de fabrikanten van respectievelijk kalkzandsteen en cellenbeton vervaardigd en meegeleverd met de blokken en elementen. Voor de verwerking bij lagere temperaturen is een speciale wintermortel beschikbaar (tussen +8 C en 3 C). De 2 mm dikke lijmmortel wordt met behulp van een slede (of mortelbakje) aangebracht. Deze lijmmortel kan ongeveer gedurende vier uur worden verwerkt Scheurvorming in metselwerk In gebouwen waarin er onvoldoende rekening is gehouden met dilataties markeren scheuren de plaatsen waar ontoelaatbare trek- en schuifspanningen optraden. Spanningen worden veroorzaakt door: belemmering bewegingsverschillen; bewegingsverschillen. Belemmering bewegingsverschillen door: verhardingskrimp; drogingskrimp; temperatuurveranderingen; kruip (plastische vormverandering); samendrukking (elastische vormverandering). Bewegingsverschillen door: verschillen in belasting van diverse onderdelen; zettingsverschillen in fundering; ongelijke uitzetting bij temperatuurwisselingen; zwellen van onderdelen, bijvoorbeeld door roestvorming. Behalve temperatuurbewegingen zijn alle hier genoemde verschijnselen vrijwel eenmalig. Hoe-

55 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 45 wel vochtbeweging (opnemen en weer afstoten van vocht) een omkeerbaar proces is, treedt er in de bouwpraktijk tijdens de gebruiksfase van het gebouw bijna uitsluitend uitdroging en dus krimp op. Scheurvorming door krimp en kruip Als er metselwerk of lijmwerk samen met betonconstructies worden toegepast, moet er terdege rekening worden gehouden met de lengteveranderingen van het beton door krimp en kruip. De grootte van deze bewegingen hangt van veel factoren af. Bij onderdelen van gewapend beton spelen het cementgehalte en de watercementfactor een belangrijke rol. Ook het wapeningspercentage speelt een rol in de grootte van de krimp van het beton. Bij een grote bewegingsvrijheid tussen metselwerk en de bouwdelen van beton (door middel van dilataties en glijopleggingen) treden wel verplaatsingen op, maar zonder spanningsopbouw en dus zonder scheuren. Een draagconstructie die uit beton bestaat (maar ook kalkzandsteen) vervormt aanzienlijk, waarbij pas na circa vier jaar de uiteindelijke verkorting is bereikt. De richting van de verplaatsingen is naar een massief, moeilijk vervormbaar bouwdeel. De fundering en vooral een kelderconstructie droogt weinig uit en ondervindt bovendien een grote schuifweerstand met de ondergrond, zodat vrijwel geen verkorting optreedt. De eerste vloer wordt daardoor sterk belemmerd in zijn beweging, maar alle overige vloeren verkorten in ongeveer dezelfde mate. De onderste dwarswanden vertonen dan ook een zekere scheefstand, terwijl de hogere wanden verticaal blijven, figuur Krimp in combinatie met temperatuurwisselingen De lengteverandering door krimp en de verlenging c.q. verkorting door temperatuurveranderingen kunnen in dezelfde richting plaatsvinden of elkaar tegenwerken. Wordt er gestort in de winter en direct daarna gemetseld, dan kan in de (warmere) gebruikstoestand de thermische uitzetting van de betonplaat groter zijn dan de verhardings- en drogingskrimp. Het op het beton staande metselwerk kan een verlenging ondergaan die groter is dan de eigen thermische uitzetting waardoor er scheuren in het metselwerk kunnen optreden. Wordt er gestort in de zomer, dan versterken in de winterperiode daarna de krimpverschijnselen elkaar en doen er zich forse verplaatsingen voor, figuur stijve kern = verplaatsingsnulpunt krimp blijvende verkorting 3-10 mm beton of kalkzandsteen draagstructuur krimp afstand tot nulpunt = 30 m blijvende zakking 2-7 mm gemiddeld 1 mm per woonlaag baksteen gevel krimpt niet, maar moet door de verankeringen meevervormen " buigen of barsten " fundering wordt niet korter Figuur 3.10 Verplaatsing draagstructuur naar stijve kern

56 46 verkorting gestort in de zomer gestort in de winter scheur plaatlengte direct na het storten verlenging zomer winter zomer winter zomer Figuur 3.12 Scheuren als gevolg van doorbuiging vloeren Figuur 3.11 Lengteverandering in betonvloer vanaf het moment van storten Kruip Kruip in betonvloeren is vaak de oorzaak van scheurvorming in bovenliggend metselwerk. Als de verticale drukspanningen in een boven de vloer gelegen muur ter plaatse van de oplegging niet hoog genoeg zijn, ontstaat er bij enig inklemmingsmoment van de vloer gemakkelijk een horizontale scheur. Dit komt dus veel voor in niet-dragende scheidingswanden, figuur Ongewilde scheurvorming treedt praktisch altijd op in de kleinste doorsnede van een wand, vooral bij openingen. Er moeten dan dilatatievoegen in relatie met die doorbrekingen worden aangebracht. Vaak kan een over de volle wandhoogte doorlopend deurkozijn met bovenlicht de functie van zo n dilatatie verzorgen. Scheurvorming bij aansluiting verschillende materialen Door het verschil in verhardings- en drogingskrimp, kruip en afwijkend thermisch en hygrisch gedrag bewegen de constructiedelen ten opzichte van elkaar. Als de verschillende bouwdelen star aan elkaar zijn verbonden, ontstaat daardoor meestal scheurvorming ter plaatse van de aansluiting. Om aanhechting ter plaatse van de aansluiting te voorkomen, kan er een folie tussen deze materialen worden toegepast Dilatatievoegen Algemene regels voor de plaats van dilatatievoegen zijn niet te geven. Elke constructie is anders en steeds heeft men te maken met andere omstandigheden. Het belangrijkste is dat de ontwerper zich realiseert dat verschillende materialen en constructies zich verschillend gedragen en dat er op de raakpunten spanningen kunnen optreden. fout harde rugvulling kit scheurt in over grote lengte goed vervormbare rugvulling kit 1 normale situatie 2 ingedrukte situatie 3 uitgerekte situatie Figuur 3.13 Voegvulling bij dilatatievoegen

57 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 47 1 halfsteensmuur 2 steensmuur 3 anderhalfsteensmuur Figuur 3.14 Traditionele muurtypen Voor de uitvoering van dilatatievoegen in het algemeen zijn verschillende principes te hanteren: kitvoeg met rugvulling; koude of knipvoeg; open voeg afgedekt met dilatatieprofiel. Kitvoegen werden tot voor kort het meest toegepast. Hierbij zijn in het algemeen de voegen dieper dan noodzakelijk is voor de berekende breedte van de kitstreng. Daarom moet er een rugvulling worden toegepast. De vorm van de rugvulling is van grote invloed op de werking van de kit. De rugvulling moet afgerond, vervormbaar en comprimeerbaar zijn, figuur Zij mag de vrije beweging van de kit niet belemmeren. Te denken valt aan een goed samendrukbaar gesloten-cellig kunststofschuim (bijvoorbeeld aethafoam). Afhankelijk van de plaats van de dilatatievoeg kan vanuit esthetische redenen een andere uitvoering gewenst zijn. Men kan hierbij of de vulling weglaten en de materialen met een minimale afstand koud tegen elkaar plaatsen of de voeg afdekken met een dilatatieprofiel. 3.3 Wanden in steen, algemeen Opbouw, muurtypen Omdat baksteen eeuwenlang het materiaal voor gestapelde wandconstructies was, is veel van de hier ontstane begripsvorming overgenomen bij de gestapelde wandconstructies in andere materialen. Hiertoe worden eerst de algemene begrippen behandeld. Strekken en koppen Aan een baksteen worden onderscheiden: platte kant, strek en kop, figuur De maatvoering van de strek en de kop is onderling zo gekozen, dat twee koppen met een tussenliggende voeg gelijk zijn aan de strek. Deze verhouding van kop en strek was van belang als men dikkere muren wilde samenstellen. Zo zijn vanuit het verleden bekend, figuur 3.14: halfsteensmuur, voor niet-dragende of balksteunende tussenwanden; steensmuur, als woningscheidende bouwmuur of niet-dragende buitenmuur; anderhalfsteensmuur, voor de dragende buitenmuur bij meerdere bouwlagen; tweesteensmuur, enzovoort. In funderingen kwam zelfs nog dikker metselwerk voor om de stabiliteit van de bovenliggende wand te waarborgen in relatie met de onderliggende grondslag. Het stapelen van de baksteen moest vroeger zodanig gebeuren, dat het verband in het metselwerk de sterkte aan de muurconstructie gaf, daar het materiaal voor de voegen (zogenoemde kalkspecie) weinig hechting gaf en hoofdzakelijk een egaliserende functie had. Om deze constructieve redenen werden aan het metselverband twee eisen gesteld: stootvoegen mogen niet doorlopen in volgende laag; bij meer dan halfsteensdikke muren moeten strekken zoveel mogelijk loodrecht op de muur worden verwerkt.

58 48 Omdat stootvoegen dus niet boven elkaar mogen liggen, verspringen deze een halve of een kwart steen. Hierdoor is bij het einde van een muur of bij muuropeningen een halve steen nodig, figuur Is voor de beëindiging van het metselwerk driekwart steen nodig, dan wordt er gesproken van een drieklezoor, figuur , en bij een kwart steen van een klezoor, figuur Deze laatste komt weinig voor, omdat zo n kleine steen bij het metselen meestal gekanteld komt te liggen. Daarnaast is er de klisklezoor, een steen gehalveerd over de lengte, figuur Wordt de steen dunner gehakt, kop platte kant strek 1 hele steen 5 klisklezoor 2 halve steen 6 geschifte steen dan wordt er gesproken van een geschifte of geschilde steen, figuur De hier genoemde stenen zijn op een redelijk eenvoudige manier uit de hele baksteen te hakken of te zagen. Spouwmuur De opbouw in steens- en zeker halfsteensmuren uit vroeger jaren kende een aantal grote nadelen: geringe geluidsisolatie bij steensmuren als woningscheidende bouwmuren; geringe warmte-isolatie bij steensmuren als buitenmuren; geen onderbreking vochttransport van buiten naar binnen. Om deze laatste twee nadelen voor de buitenmuren te ondervangen is de spouwmuur geïntroduceerd. Deze bestaat uit een losgekoppeld halfsteens binnen- en buitenblad, onderbroken door de zogenoemde spouw, figuur Hierbij kan het buitenblad nat worden zonder dat vochttransport naar binnen ontstaat. Later werd de ruimte in de spouw opgevuld met steeds dikker wordende, warmte-isolerende materialen waardoor de warmteweerstand verder werd opgevoerd. 3 drieklezoor 7 lepe steen 4 klezoor 8 varken Figuur 3.15 Hele steen en afgeleide maten De spouwmuur als gevelconstructie wordt besproken in deel 4b Gevels, hoofdstuk 7. Bij los van elkaar staande binnen- en buitenbladen is alleen het halfsteens binnenblad nog vloerdragend. Omdat dit in het algemeen niet toereikend is, verzorgt een koppeling met het buitenblad door middel van spouwankers alsnog een afdoende constructieve eenheid, figuur en figuur spouwmuur (2x halfsteens + spouw) 2 spouwankers voor gemetselde constructies Figuur 3.16 Spouwmuur

59 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 49 1 m 1 m 1 fout: in deze m 2 komt slechts één anker voor Ankerloze spouwmuur Een variant op de spouwmuurconstructie is de toepassing als woningscheidende muur. Zou deze spouwconstructie ook met ankers worden toegepast, dan is de geluidsisolerende werking gelijk aan die van een massieve wand ter dikte van beide bladen samen. Worden de spouwbladen echter losgekoppeld, de zogenoemde ankerloze spouwmuur, dan kan de geluidsisolerende werking veel beter zijn. Hierbij is een aantal zaken wel van belang: afstand tussen twee bladen moet ten minste 50 mm zijn; bij een te geringe afstand ontstaat het gevaar dat cementproppen de ontkoppeling opheffen; massa van bladen moet ten minste 200 kg/m 2 voor niet in woongebouwen gelegen woningen en 350 kg/m 2 voor in woongebouwen gelegen woningen zijn. De soms voor de stabiliteit noodzakelijke constructieve doorkoppeling van de verdiepingsvloeren moet tot het hoogst noodzakelijke worden beperkt. Bij boven elkaar gelegen woningen is door de geringe massa van het enkele spouwblad de flankerende geluidsoverdracht te groot en een ankerloze spouwmuurconstructie niet geschikt Metselverbanden Verbanden voor halfsteensmuren Nederland kent een aantal steenverbanden die speciaal zijn afgestemd op muurconstructies ter dikte van een halve steen. 1 m Figuur 3.17 Aanbrengen spouwankers 1 m 2 goed: elke denkbare m 2 heeft ten minste vier ankers De meest gebruikte worden hier genoemd: halfsteensverband; klezorenverband; wild verband. Halfsteensverband Het eenvoudigste verband voor muren ter dikte van een halve steen geeft weinig hakverlies en mortelgebruik. Het verband bestaat uit strekkenlagen die steeds een halve steen verspringen, waardoor er op de hoeken geen gehakte stenen voorkomen. Dit verband wordt veel toegepast voor het halfsteens buitenblad van de spouwmuur. Door de rustige voegtekening is het halfsteensverband voor nagenoeg iedere soort steen te gebruiken; er wordt met dit verband geen extra accent op het metselwerk gelegd, figuur Klezorenverband Dit bestaat eveneens uit strekkenlagen die echter een klezoor ten opzichte van elkaar verspringen. Daarbij zijn twee varianten mogelijk: het verspringen met een staande of vallende tand. Het klezoorverband uitgevoerd met de vallende tand geeft door het schuin over de gevel lopende voegenbeeld een onrustig aanzien. Voor de steen geldt nog noodzakelijker dan bij het halfsteensverband de eis van gelijke streklengte. Het verband geeft wat meer hakverlies, omdat er gebruik moet worden gemaakt van drieklezoren op de hoeken, ter plaatse van muuropeningen, enzovoort, figuur Wild verband Dit geeft de metselaar een grote vrijheid, omdat er geen bepaald ritme is voorgeschreven in de afwisseling van koppen en strekken. Om toch een redelijk gevelvlak te krijgen, vereist dit wel het nodige inzicht om geen plaatselijke concentraties van koppen of strekken te krijgen. Er moeten daarom niet te veel koppen of strekken naast elkaar (maximaal drie) en zogenoemde muizentrapjes (vallende tanden over meer dan vijf à zes lagen) voorkomen. Maatverschillen in de steen worden met het wild verband eenvoudig opgevangen. Het wild verband wordt veel toegepast voor het buitenblad van spouwmuren, figuur

60 50 vallende tand staande tand 1 halfsteensverband 2 klezoorverband 3 wildverband Figuur 3.18 Verbanden voor halfsteensmuren Meerdere verbanden voor halfsteensmuren worden besproken in deel 4b Gevels, hoofdstuk 7. Verbanden voor steensmuren Er bestaat een groot aantal steenverbanden die zijn afgestemd op steensmuren en dikker. Hoewel steens- en dikkere muren zelden meer worden gemaakt, worden deze verbanden toch besproken met het oog op renovatie- en restauratiewerkzaamheden, enzovoort: staand verband; kruisverband; vlaams verband; noors of kettingverband; koppenverband. Staand verband Dit is het eenvoudigst voor dikkere muren en geeft door de afwisselende koppen- en strekkenlagen een rustig beeld, figuur Kruisverband Een variant op het staand verband, waar de strekkenlagen steeds onderling een halve steen verschuiven. Het is iets lastiger te metselen en doet ook minder rustig aan. Door het grote aantal voegen in de koppenlagen is het noodzakelijk dat een strek exact twee koppen plus een stootvoeg lang is, figuur Bij de volgende, ook voor dikkere muren ontwikkelde, verbanden zijn de lagen aan elkaar gelijk, maar de voegen verspringen ten opzichte van elkaar. Vlaams verband Dit heeft identieke lagen die bestaan uit strekkop-strek-kop, enzovoort. Het voordeel van dit verband, vergeleken met de vorige verbanden, is het geringere aantal koppen, figuur staand verband 2 kruisverband 3 vlaams verband R > noors- of kettingverband 5 koppenverband Figuur 3.19 Verbanden voor steensmuren

61 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 51 Noors of kettingverband Dit bestaat uit lagen met steeds twee strekken achter elkaar afgewisseld door een kop. De kop ligt juist boven een stootvoeg tussen twee strekken van de onderliggende laag, zodat hierdoor de voegen verticaal steeds het beeld van een ketting over de muur vormen. Door het kleinere aantal koppen is dit verband het meest geschikt voor steensmuren die aan beide zijden schoon blijven, figuur Koppenverband (Patijnsverband) Dit wordt zelden voor schoonwerk gebruikt, maar heeft toch enkele specifieke voordelen. Het is bij uitstek geschikt voor rondingen, bijvoorbeeld voor ronde hoeken of de cilindervormige omsluiting van spiltrappen. De ronding moet een straal van ten minste 800 mm hebben. Omdat bij het koppenverband in een steensmuur de hartvoeg (normaal tussen beide strekken van het verband) ontbreekt, kan het metselwerk grotere belastingen opnemen. Dragende steensmuren in vuilwerk worden dan ook altijd in koppenverband uitgevoerd, figuur krachtsverloop zonder sparing sparing Muurdoorbrekingen In het algemeen kan worden gesteld dat gestapelde wandconstructies: schuifspanningen kunnen opnemen, mits in combinatie met druk; alleen kleine trekspanningen kunnen opnemen. 2 krachtsverloop met sparing Spanningsconcentraties treden op in de volgende gevallen: bij het aangrijpen van uitwendige plaatselijke krachten, zoals bij opleggingen; discontinuïteit van de constructieopbouw, zoals bij openingen, plotselinge veranderingen in dikte en/of breedte bij inkassingen, enzovoort, bij materiaalwijziging (bijvoorbeeld andere steensoort). druk druk druk trek trek druk In de praktijk moeten spanningsconcentraties zoveel mogelijk worden vermeden of afgezwakt, waardoor scheurvorming wordt voorkomen. Sparingen Een opening in een gestapelde wandconstructie is altijd een verzwakking. Wordt een gestapelde 3 optredende krachten en concentraties Figuur 3.20 Verstoringen in gestapelde wandconstructies door openingen

62 52 wand verticaal belast, dan lopen de druklijnen nagenoeg verticaal, figuur Bij aanwezigheid van een opening in een gemetselde wand buigen de druklijnen af, figuur Als gevolg van een rechthoekige opening ontstaan er, figuur : boven en onder de opening trekspanningen; 1 gewelfwerking 2 latei 3 sparing verdiepinghoog Figuur 3.21 Mogelijke oplossingen bij sparingen spanningsconcentraties in de hoeken; grotere drukspanningen in de wand naast de opening. Bij ronde openingen zijn de hiervoor genoemde effecten aanzienlijk minder. Als oplossing hiervoor komen de volgende principes in aanmerking: gewelfwerking stapelmateriaal, figuur ; doorzetten sparingen tot bovenzijde wand, figuur ; toepassen lateiconstructie, figuur Gewelfwerking Als zich in een gestapelde wand van voldoende afmetingen een rechthoekige opening bevindt, kan er zich in de wand een drukboog ontwikkelen, figuur Met deze gewelfwerking mag alleen worden gerekend als er aan de volgende voorwaarden wordt voldaan: boven opening bevindt zich voldoende wandhoogte; naast (laatste) opening bevindt zich voldoende wandbreedte; er mogen zich geen openingen in het drukgebied van de boog bevinden; er mogen zich geen grote geconcentreerde lasten bevinden in het drukgebied van de boog Lateien Een latei is een speciale constructie boven een opening in een gestapelde wand. De latei moet het bovengelegen gedeelte van de wand met de eventueel daarop rustende vloerbelastingen kunnen dragen. Dit betekent dat de lateiconstructie buig- en trekkrachten moet kunnen opnemen. Derhalve komen hiervoor materialen in aanmerking die trekkrachten kunnen opnemen, dus hout, staal en gewapend beton. Materialen Houten lateien komen niet zo veel voor. Behalve dat metselwerk vrij zwaar is om bij wat grotere overspanningen ondersteund te worden door een houten latei, krimpt hout bij droging, waardoor het metselwerk plaatselijk kan meezakken of scheuren. Staal kan goed trekkrachten opnemen en is dus zeer geschikt als lateimateriaal. Het is relatief

63 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 53 duur en in de detaillering moet wel degelijk met de verschijningsvormen rekening worden gehouden. Het materiaal moet in vochtige omstandigheden beschermd worden tegen corrosie. In binnenwanden, bij verbouwingen en zogenoemd vuilwerk kunnen stalen balkprofielen een zeer goede oplossing bieden. De oplegreacties moeten dan wel worden bekeken. De brandweer eist vaak, zeker boven vluchtwegen, een brandwerende bekleding (door bijvoorbeeld de ruimte tussen de flenzen vol te metselen). Vaak wordt wapeningsstaal, omgeven door cement waardoor het tegen vocht beschermd is, toegepast in combinatie met steenachtige materialen, zoals beton of baksteen. Veruit het meest toegepast worden baksteen- en 60 gevuld met beton betonlateien, waarin wapeningsstaal, omgeven door cement tegen vocht is beschermd. Samenwerkend of zelfdragend Naast de materiaalkeuze is de keuze van het draagprincipe van de latei belangrijk: samenwerkend draagprincipe: de latei neemt de trekkracht op en het metselwerk de druk, figuur Hechting tussen metselwerk en latei is nodig voor het opnemen van de horizontale schuifspanningen. Ook is gewelfwerking noodzakelijk, dat wil zeggen, boven de latei moet er voldoende metselwerk aanwezig zijn dat niet door bijvoorbeeld sparingen en doorvoeringen mag worden onderbroken; zelfdragend draagprincipe: de latei draagt geheel zelfstandig de belasting, als een balk op twee steunpunten. Het materiaal moet zowel druk als trek kunnen opnemen; ook de schuifspanning als gevolg van de dwarskracht moet door de latei worden opgenomen. Gewelfwerking boven de latei is niet noodzakelijk. 1 voor halfsteensmuur voor steensmuur 100 voorgespannen hoogwaardige stalen draden Zelfdragende, voldoende stijve lateien genieten vaak de voorkeur, omdat men minder afhankelijk is van de uitvoering op het werk, maar ze zijn kostbaarder. Bij vooraf vervaardigde lateien heeft de drogingskrimp al plaatsgevonden voor ze in het werk worden gebracht, wat de scheurvorming in het metselwerk beperkt. Ook kan voorspanning in de wapening worden aangebracht. In figuur 3.23 is een overzicht gegeven van de verschillende soorten lateien, zoals deze in de bouw kunnen worden toegepast. Soort latei Betreffende wand Baksteen Betonsteen Kalkzandsteen Cellenbeton Stalen latei x x x x Baksteenlatie x Betonlatei x x x x Cellenbetonlatei x samenwerkende baksteenlatei hoogte h (variabel) tijdelijke ondersteuningen 3 voorgespannen baksteenlatei Figuur 3.22 Samenwerkende baksteenlateien Figuur 3.23 Keuzemogelijkheden lateien Samenwerkende voorgespannen baksteenlateien Een constructief aantrekkelijke oplossing bij vooral in baksteenmuren vormt de latei van holle baksteen met een voorgespannen wapening, figuur

64 Bij deze samenwerkende latei bestaat de trekband uit bakstenen van speciale vorm. Deze bakstenen worden op de fabriek samengesteld tot balkjes. In de gleuven worden stalen draden op spanning gebracht en de gleuven gevuld met beton. Na verharding van het beton is een voorgespannen balkje verkregen dat trekspanningen kan opnemen. Deze stalton-lateien vormen samen met het bovenliggende metselwerk een lateiconstructie. Het aantal lagen dat mee moet werken neemt toe naarmate de overspanning en/of belasting groter worden (hoogte van 240 tot 600 mm), figuur De lengte waarin de balkjes worden geleverd bedraagt 800 tot circa mm met 100 mm opklimmend. De hoogte van de balkjes is 60 mm en de breedte, in overeenstemming met de muurdikte, respectievelijk 100 en 190 mm, figuur en figuur Deze baksteenlateien hebben een beperkt draagvermogen en zijn dus het best toe te passen bij kleinere overspanningen tot circa 2,000 m. In het algemeen hebben baksteenlateien de volgende voordelen: baksteenwand en latei zijn van hetzelfde materiaal, dus weinig krimpverschillen; laag eigengewicht, waardoor eenvoudige montage met eenvoudige tijdelijke ondersteuning; goede aanhechting aan muur en stucwerk, dus weinig kans op scheuren; direct na de montage kan worden gemetseld, dus geen stagnatie op de bouw. Een nadeel is dat ze alleen kunnen worden gebruikt voor vuilwerk. Samenwerkende voorgespannen prefab-betonlateien Bij deze samenwerkende latei bestaat de trekband uit een voorgespannen prefab-betonbalkje, figuur Ook bij deze latei moet schuifspanning tussen betonbalkje en wand worden opgenomen. De hiervoor noodzakelijke hechting wordt bij baksteenmetselwerk ongunstig beïnvloed door de verschillende eigenschappen tussen beton en baksteen. Het betonbalkje kan als schoonwerk worden uitgevoerd, wat voor gevelwerk soms interessant is, voor openingen tot circa 2,000 m, figuur De afmetingen zijn: breedte 100 mm, al dan niet voorzien van waterhol, de hoogte is variabel, figuur De minimum opleglengte van de latei is 150 mm. 1 éénlaags latei met waterhol éénlaags latei met blinde oplegging meerlaagse latei Figuur 3.24 Samenwerkende voorgespannen prefabbetonlateien enkele voorgespannen zelfdragende lateien voor schoonwerk Figuur 3.25 Zelfdragende voorgespannen prefabbetonlateien

65 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 55 Zelfdragende betonlateien Zelfdragende betonlateien worden meestal gekozen bij grotere overspanningen en belastingen, waarbij de volgende mogelijkheden overwogen kunnen worden: prefab of in het werk te storten latei; standaard prefab-latei of latei naar eigen ontwerp; prefab-latei van grind- of lichtbeton; beton in het zicht of weggewerkt. Zelfdragende voorgespannen prefab-betonlateien zijn leverbaar in grindbeton, figuur 3.25, en lichtbeton, voorgespannen of gedeeltelijk voorgespannen, rechthoekig of als neuslatei. De opleglengte is minimaal 150 mm en de maximale overspanning bedraagt circa 6,500 m. Zelfdragende gewapende prefab-betonlateien zijn minder aan standaardmaten gebonden en kunnen derhalve volgens eigen ontwerp worden uitgevoerd, figuur Ter plaatse storten van lateien is kostbaar door de dure bekisting. Ook moeten voorzieningen bij de oplegging op metselwerk getroffen worden om de krimp van het beton mogelijk te maken, anders ontstaat er scheurvorming, figuur Stucwerk zowel op betonlatei als muur blijft een riskante zaak; krimpscheur krimp scheuren betonbalk 2 bij vuilwerk 3 bijzondere vorm Figuur 3.26 Gewapende betonlateien 1 bij schoonwerk door krimp en kruip van het beton tekent zich een horizontale naad af, figuur Stalen lateien Alle stalen lateien horen tot het principe zelfdragend. Naast de traditioneel warmgewalste profielen, bekend uit elk staalprofielenboekje, figuur en , zijn tegenwoordig voor bouwkundige toepassingen speciale stalen lateien ontwikkeld. Koudgevormde gepuntlaste profielen komen voor met een plaatdikte van 1,2 mm, 1,6 mm, 2,0 mm, 2,5 mm en 3,2 mm en kunnen zijn samengesteld tot U-balken, kokerbalken of trapeziumvormige balken, figuur Genoemde profielen worden in verzinkte en in roestvaststalen uitvoering in de handel gebracht, voor toepassing respectievelijk in binnenwanden dan wel spouwmuurconstructies. 1 warm gewalst UNP - profiel Figuur 3.27 Stalen lateien 2 warm gewalst HE - A profiel 3 koudgevormd C - profiel Opleggingen Draagconstructies die op gestapelde wandconstructies zijn opgelegd, worden bij de oplegging geacht een vrije oplegging te hebben, en vormen dus niet een geheel met de ondersteuning. Bij brosse materialen als metselwerk kunnen spanningsconcentraties gemakkelijk leiden tot overschrijding van de materiaaltreksterkte en dus aanleiding geven tot scheurvorming. Een vrije oplegging is een ondersteuning, waarbij hoekverdraaiing vrij kan optreden en geen inklemmingsmoment ontstaat. Besproken worden de opleggingen van: houten balken; stalen balken; betonbalken; vloeren. Houten balken Oplegging van houten balken levert belastingtechnisch meestal weinig problemen op. Hier betreft het zeker altijd een vrije oplegging, daar

66 56 het hout doorgaans in de gebruiksfase van het gebouw door droging krimpt. Er is daardoor geen enkel verband tussen hout- en wandconstructie. Stalen balken Oplegging van stalen balken geeft twee punten van aandacht: wand moet de oplegdruk van de stalen balk kunnen opnemen. Wanneer dit niet het geval is, moet de oplegging van de stalen balk worden verbreed (door bijvoorbeeld een hamerstuk), of moet er een hoogwaardiger materiaal bij de oplegging worden aangebracht (bijvoorbeeld natuursteen of beton) ter spreiding van de oplegkracht; bij lange stalen balken treedt er bij de oplegging, vanwege de doorbuiging van de stalen balk, hoekverdraaiing op. Hierdoor lopen de spanningen in de wand aan de rand van de oplegging dusdanig op, dat de hoek van de muur bezwijkt (afboeren). neopreenkern met styroporranden; bouwvilt van voldoende dikte; platen van elastomeer, butylrubber, teflon. Betonbalken Worden betonbalken opgelegd in een doorgaande muur, dan is vrije hoekverdraaiing niet goed mogelijk en ontstaat er een gedeeltelijke inklemming. Hierdoor ontstaan spanningsconcentraties in het metselwerk met kans op scheuren, figuur mortelbed 2 neopreen De oplegging bij grotere belastingen en grotere overspanningen kan worden verbeterd door de kracht centraal over te brengen op de muur en zo enige hoekverdraaiing mogelijk te maken. Enkele mogelijkheden hiervoor zijn, figuur 3.28: stalen plaat met centreerplaatje; mortelbed van cement of epoxyhars; 3 pilaster 4 hamerstuk Figuur 3.29 Opleggingen betonbalk 1 enkele lagen glij-folie met boven en onder elastomeerplaat en een dragende kern van neopreen 3 bouwvilt met gegrafiteerde bovenzijde met daarop watervast hardboard, onderzijde gegrafiteerd 2 glijpakket van twee platen bitumenvilt of butylrubber 4 neopreen kern met styropor randen en onderzijde van teflon Figuur 3.28 Oplegmaterialen bij grotere overspanningen Hier is centreren zinvol of kan mogelijke scheurvorming worden voorkomen door de balk meer naar binnen op te leggen, of een oplegmateriaal toe te passen met een harde neopreen kern en zacht styropor aan de rand, figuur Is de oplegdruk te groot, dan is een muurverzwaring (pilaster), figuur , of een zogenoemd hamerstuk gewenst, zodanig dat de druk in de wand gelijkmatig verloopt, figuur Vloeren Opleggingen van vloeren worden in de afzonderlijke paragrafen per wandmateriaal behandeld omdat de aanhechting per materiaal verschillend

67 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 57 folie 1 kleine overspanning: hechting voorkomen 2 grote overspanning: centreren Figuur 3.30 Oplegging betonvloeren in dragende muren kan zijn. In zijn algemeenheid geldt ook hier dat of een constructieve aanhechting voldoende bestand moet zijn tegen afschuiving en afboering of dat deze bewegingsvrijheid door een tussenliggend materiaal, bijvoorbeeld een folie, mogelijk moet worden gemaakt, figuur Zijn ook hier de overspanningen groter en de wand breder, dan moeten de opleggingen gecentreerd worden in verband met afboeren en scheurvorming, figuur Wanden in baksteen In hoofdstuk 1 is besproken dat voor de hoofddraagstructuur traditioneel metselwerk steeds meer is vervangen door nieuwe materialen als kalkzandsteen. Om de volgende redenen wordt hier toch uitvoerig bij traditioneel metselwerk stilgestaan: terminologie, opbouw en uitvoering van moderne stapeltechnieken vindt voor een groot deel zijn oorsprong in baksteenmetselwerk; aanzienlijk deel bestaande bouwvoorraad is in dragend metselwerk opgericht. Bij verbouwingen en renovaties krijgt men met dit traditionele baksteen metselwerk te maken. Voor de gevelafwerking is door architectonisch en onderhoudstechnische redenen schoonmetselwerk een veel gemaakte keuze. Zie hiervoor deel 4b Gevels; in dit deel is de bespreking beperkt tot het dragende metselwerk Baksteenformaten Het formaat van de steen was vroeger sterk gebonden aan de streek waar deze werd gebakken en waarnaar het formaat werd genoemd. Tegenwoordig bestaat circa 90% van de gebakken steen uit het zogenoemde waalformaat, terwijl de overige formaten ook buiten de oorspronkelijke landstreek worden gebakken. De norm Metselbaksteen nr onderscheidt een aantal standaardmaten en formaten volgens de fabrieksopgave, figuur Door het gebruik Formaat Lengte in mm Breedte in mm Hoogte in mm Waalformaat Vechtformaat Dikformaat Moduulformaat Figuur 3.31 Formaten metselbaksteen

68 58 Toepassing Mortelcode Verhouding van Cement Zand Kalk Waterdicht werk, constant met water in aanraking M1 1 2 Waterdicht werk, niet constant met water in aanraking M3 1 2,5 Zwaarbelaste binnen- en buitenmuren M5 1 3,33 0,16 Spouwmuren M7 1 4,75 0,75 Woningscheidende muren M9 1 5,5 0,75 Figuur 3.32 Aanbevolen mortelsamenstellingen voor baksteenmetselwerk van de standaardvoegdikte komen de werkende maten 10 mm hoger te liggen Baksteenmortels Baksteen wordt met metselmortel gemetseld. Hiervoor wordt in de praktijk gebruikgemaakt van figuur Daarnaast is het lijmen van baksteen een vrij recente ontwikkeling, die vooral bij nietdragende grote, gevelvullende prefab-elementen wordt gebruikt. Zie deel 4b, Gevels hoofdstuk Maatvoering baksteenmetselwerk De maatvoering van baksteenmetselwerk is te onderscheiden in: koppenmaat (lengtemaatvoering); lagenmaat (hoogtemaatvoering). Vooral bij schoonmetselwerk is een zorgvuldige maatvoering van belang. Koppenmaat De lengte van de muur wordt bepaald door de maat van de gemiddelde breedte van de steen, de kop, plus de breedte van de stootvoeg, die muurdam = n 1 koppenmaat - voeg muuropening = n 2 koppenmaat + voeg 3K - v 5K + v 2K - v 10K - v Figuur 3.33 Maatvoering met koppenmaten dam = n K - v koppenmaat K wordt genoemd. Figuur 3.33 laat zien hoe de koppenmaat bij de maatvoering van muren en muuropeningen tot uitdrukking komt. Muurpenanten tussen muuropeningen en hoeken in de gevel hebben een breedtemaat van n koppenmaten minus één voeg (n K V), omdat er op uitwendige beëindigingen geen mortelvoeg aanwezig is. De maat van de muuropening (dagmaat) waarboven of waaronder het normale metselverband doorloopt, heeft dan een breedte van n koppenmaten plus één voeg (n K + V). Wordt een muuropening met een kozijn gevuld, dan is de kozijnmaat n K + V. Bij sommige steenverbanden verspringen de stootvoegen per laag maar een klezoor; de maten van gevelvlakken en muuropeningen moeten dan hier op worden aangepast. Om niet met een klezoor te moeten eindigen of het verband in de penanten onregelmatig te verstoren, moet er dan met halve koppenmaten gewerkt worden. De koppenmaat wordt alleen gebruikt bij schoonwerk omdat er voor vuilwerk geen bezwaar bestaat dat de stenen op maat worden gehakt of gezaagd. Overigens gebruikt men tegenwoordig voor schoonwerk bij halfsteensmuren ook vaak een wild verband, wat erop neer komt dat de stootvoegen op onregelmatige plaatsen voorkomen en het verband zich daardoor kan aanpassen aan de afmeting van de muur en de plaats van de kozijnen. Ook in dit geval blijft het bij kleinere muurdammen en penanten aan te bevelen de koppenmaat in het oog te houden om al te veel hakwerk tegen te gaan. Dit geldt in het bijzonder voor dammen tot circa 700 mm breed.

69 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 59 Lagenmaat De maatvoering in de hoogte wordt bepaald door de lagenmaat: steendikte plus dikte lintvoeg. De lagenmaat varieert vaak per bouwwerk, omdat deze maat afhankelijk is van het steenformaat en de te kiezen voegdikte. De lagenmaat is een zeer belangrijke maat, want hij geeft in 1 steenhoogte = 50 voegdikte = 10 lagenmaat = 60 2 n x lagenmaat = bruto verdiepinghoogte Figuur 3.34 Lagenmaat voorbeeld: lagen- maat = steenhoogte + voegdikte bovenkant steen = lagenmaat vloer 48 lagen, lagenmaat = 60,4 bruto verdiepinghoogte = 2900 wezen over de hele bouw per laag horizontale vlakken aan. De hoogtemaatvoering van een gebouw is dus uitdrukkelijk gekoppeld aan de lagenmaat. Men stelt vaak vast PEIL = nulpunt lagenmaat, zeker bij vloerdragend schoon metselwerk. Dit houdt ook in dat de verdiepingshoogte lagenmaat is, of omgekeerd: de verdiepingshoogte is van invloed op het bepalen van de lagenmaat. Voor woningbouw is de bruto verdiepingshoogte circa mm; dan kan de lagenmaat variëren van 45 lagen van 64,4 mm tot 48 lagen van 60,4 mm, figuur Bij een steendikte van 50 mm kan de dikte van de voeg dan variëren van 14,4 tot 10 mm. Dit biedt een belangrijke keuzemogelijkheid in verband met de maattoleranties van de betreffende stenen en of het strakke of grillig gevormde stenen betreft. Voor de maatvoering in details wordt aangehouden: lagenmaat = bovenkant steen. De bovenkant van de bovendorpel van een buitendeurkozijn is een belangrijke maat, die vaak wordt bepaald door de deurhoogte (standaarddeur) en het onder- en bovenkozijndetail. Meestal is deze maat ook gekoppeld aan de lagenmaat door de toepassing van een prefabbetonlatei boven het kozijn. Natuurlijk is de maatvoering in de hoogte aanpasbaar door het aanbrengen van rollagen, bestaande uit gehakte stenen op hun kant, figuur Wanneer de rollagen boven de kozijnen echter in maat variëren, is dit geen fraaie oplossing. De hiervoor geschetste problematiek van de maatvoering van baksteenmetselwerk komt vaak nog dwingender terug bij de maatvoering van schoonwerk in betonsteen en betonblokken. 1 één kop hoog, in halfsteensmuur 2 één strek hoog 3 één kop hoog, in steensmuur Figuur 3.35 Rollagen

70 Detaillering baksteen Ontlastingsconstructies boven muuropeningen In metselwerk zijn door het eeuwenlang ontbreken van op trek te belasten materialen veel alternatieven ontstaan voor het opvangen van het metselwerk boven kozijnen, enzovoort. Bij kleine overspanningen tot ongeveer 1,000 m wordt nogal eens gebruikgemaakt van een halfsteens rollaag, figuur ; tot 1,500 m van een steens rollaag, figuur Deze constructie kan geen noemenswaardige drukkracht opnemen, maar kan toch het kleine stukje metselwerk onder de drukboog opvangen. Een rollaag mag dus alleen worden toegepast bij kleine overspanningen (tot 1,000 respectievelijk 1,500 m), waarbij de boogwerking niet mag worden verstoord en de belasting gelijkmatig moet zijn verdeeld. Een oude gemetselde ontlastingsconstructie is de strek, een soort wigvormige rollaag waardoor de boogwerking kan ontstaan, figuur De hoogte van de strek hoort ten minste een zevende tot een achtste van de breedte van de muuropening te zijn. 1 steens strek 2 anderhalfsteens strek Figuur 3.36 Strekken De voegen van de strek moeten door het porringpunt gaan, dat zich op anderhalf tot tweemaal de breedte van de muuropening onder de strek bevindt. Bij schoonwerk worden de stenen keurig gezaagd, bij vuilwerk verloopt de dikte van de voegen. De hoogte van de strek wordt dus aangepast aan de overspanning, zo kunnen strekken met grotere hoogte behoorlijke openingen overspannen. Veelal overbrugt men de sparingen door de bovengelegen vloer of een toegevoegde lateiconstructie, zie paragraaf Opbouw dragende wanden Om de bestaande bouwvoorraad in gemetselde baksteen nader te bezien (zeker in geval van een renovatie) wordt hier de detaillering van de meest voorkomende opbouw behandeld. Tevens worden mogelijk verbeteringen voor vooral de warmte- en geluidwerende werking behandeld waarmee baksteenconstructies naast haar dragende functie ook aan de scheidende functie met hedendaagse eisen kan voldoen. Een balkdragende wand bestond bij gestapelde bouw nagenoeg altijd uit een steens- of een spouwmuur, constructief was dit afdoende, figuur en Bij oudere gebouwen met houten balkvloeren werd een tussensteunpunt gevormd door een half-steensmuur, figuur b en b. De dragende functie van deze wanden is afdoende gewaarborgd getuige de instandhouding van soms eeuwenoude panden. Anders is het gesteld met de scheidende functie, waarvan de problemen uiteenvallen in: warmte-isolerende functie van zowel steensals spouwmuren zonder afdoende isolatie, figuur a en a; vochtwerende functie van steensbuitenmuren, figuur a; geluidsisolerende functie van vooral de bouwmuren, figuur c; brandwerende functie van de bouwmuren bij de aansluiting van de houten balklagen, figuur c en c. De mogelijke verbeteringen in de scheidende functie worden, uitgesplitst per bouwonderdeel, behandeld.

71 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 61 vocht vocht geluid brand geluid brand warmte a balkdragende kopgevel 1b balksteunende tussenwand 1c balkdragende bouwmuur 1 zonder spouw warmte geluid brand a balkdragende kopgevel 2b balksteunende tussenwand 2c balkdragende bouwmuur 2 met spouw Figuur 3.37 Traditionele dragende wanden in baksteen Woningscheidende wand Als de wand woningscheidend is, is een steensmuur (vanwege de te geringe massa) niet afdoende voor de benodigde geluidsisolerende werking. Aanvullende maatregelen, zoals een voorzetwand, moeten worden getroffen. Aansluiting houten begane-grond- en verdiepingsvloer Doordat de houten balklagen veelal in het metselwerk zijn opgelegd, ontstaat er een verzwakking in de bouwmuren die nadelig werkt voor de geluidsisolerende, maar ook de brandwerende werking. Een oplossing is afscherming met een brandvertragend materiaal zoals gipsplaat en toevoegen van massa of de combinatie van een geluidsisolerende voorzetwand met een verlaagd plafondconstructie, zie ook paragraaf 5.2. Gevel al dan niet met spouwconstructie Afhankelijk van de toepassing van een spouwconstructie zijn er ten aanzien van de warmteisolerende en aan de vochtwerende werking van de schil de nodige wensen. Oplossingen hiervoor zijn: vullen spouw met isolatiemateriaal; voorzetwanden aan binnenzijde met warmteisolerende en vochtwerende werking; buitengevelisolatie met vochtwerende laag en afwerking aan buitenzijde. Voor de consequenties en uitvoeringen van deze verschillende methoden zie deel 4b Gevels Vuistregels baksteen wandconstructies Omdat baksteen zoals gezegd gewoonlijk niet meer wordt toegepast in nieuwe dragende wanden, worden hieronder niet de waarden volgens de nieuwe norm gegeven. Ter indicatie van de wanddikten die in de bestaande bouwvoorraad aangetroffen worden, worden enkele tabellen gegeven volgens het Model Bouwverordening 1950 voor de wanddikten bij verschillende toepassingen en hoogten, figuur 3.38.

72 62 buitenwanden vloer- en balkdragend woningscheidende muren wanden,andere dan buitenwanden binnenwanden vloer- en balkdragend b.k. 5 e vloer 1w 1w 0,5w b.k. 4 e vloer b.k. 3 e vloer 1w 1,5 w 1w 1w 0,5w 1w b.k. 2 e vloer 1w 1,5 w 1,5 w 1w 1w 1w 0,5w 1w 1w b.k. 1 e vloer 1r 1w 1,5 w 1,5 w 1r 1w 1w 1w 0,5r 1w 1w 1w straathoogte peil 1r 1r 1w 1,5 w 1,5 w 1r 1r 1w 1w 1,5 w 0,5r 1r 1w 1w 1,5 w r = rijnformaat w = waalformaat Figuur 3.38 Vuistregels bestaande baksteenwanden Bron: Model Bouwverordening Wanden in betonsteen Nadat eeuwenlang gebakken steen de basis van het bouwen in Nederland vormde, werd, met het nieuwe materiaal beton, in de jaren zestig een product geïntroduceerd dat de traditionele opbouw en verwerkingsmethode van baksteen combineerde met de moderne materiaaleigenschappen van beton. Metselen in betonstenen en blokken vertoont grote overeenkomsten met het metselen in baksteen. Voor begripsbepalingen, verbanden, enzovoort, zie de vorige paragrafen. De belangrijkste overeenkomsten en verschillen met het metselen in baksteen zijn: Overeenkomsten handzaam formaat, waardoor handmatige verwerking mogelijk is; grotere arbeidintensiviteit; metselmortel als voegmateriaal; vochtregulerende werking als gevolg van de metselmortel; toepassing in schoonwerk, zowel binnen als buiten. Verschillen groter formaat blokken, daardoor minder arbeidsintensief; gelijksoortig materiaal, bij toepassing in constructies met bijvoorbeeld betonvloeren en -lateien; geringe waterdoorlaatbaarheid en daardoor grotere vorstbestendigheid. Er is een grote verscheidenheid op de markt in betonstenen en blokken, van kleurechte stenen tot blokken met een oppervlak van uitgewassen beton of andere oppervlaktestructuren. De toepassing van betonsteen als dragend element voor binnenwanden richt zich vooral op de utiliteitsbouw. Voor wat betreft de woningbouw beperkt het zich hoofdzakelijk tot kleinschalige projecten en daarnaast tot schoonwerk Betonsteenformaten Afgezien van een groot aantal speciale uitvoeringen worden deelelementen van beton binnen het kader van metselwerk en blokkenbouw in twee typen onderscheiden: betonstenen; betonblokken. Betonstenen Onder betonstenen worden betonnen metselstenen verstaan die korter zijn dan circa 300 mm en geschikt zijn voor dragend metselwerk. Grindbetonstenen hebben een massa van minder dan 4,3 kg per stuk.

73 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 63 Betonstenen zijn er in de formaten, figuur 3.39: gevelsteen, waal- en maasformaat ( /150 52/83 mm); gevelsteen, moduulformaat (190/ /90 mm); binnenwandsteen, maasformaat ( / mm); binnenwandsteen, moduulformaat (190/290 90/ mm). Gevelstenen worden hier verder niet behandeld. Voor tweezijdig schoonwerk zijn er zogenoemde leidingstenen verkrijgbaar, figuur Door deze toe te passen, kunnen leidingen en dozen voor Betonstenen enkelzijdig schoon Betonstenen dubbelzijdig schoon Betonblokken moduulformaat Betonblokken grootformaat hoofdblok dikte 90/140/190 nominale afmetingen in mm l b h pasblokken dikte 90/140/ hoekblokken R = R = Splitblokken nominale afmetingen in mm l b h Splitstenen Figuur 3.39 Overzicht MBI-betonstenen

74 64 leidingsteen 1 leidingsteen 5 2 horizontale doorsnede 3 verticale doorsnede Figuur 3.40 Leidingstenen vooral elektra op een eenvoudige manier worden weggewerkt. Uiteraard wordt de geluidsisolerende werking van de wand hierdoor nadelig beinvloed, ondanks het vullen van de kanaalkeep. Betonblokken Betonblokken worden geleverd voor zowel vuil- als schoonwerk voor binnentoepassing. Vuilwerkblokken worden geproduceerd met een druksterkte van 10 en 20 N/mm 2. Betonblokken hebben een maatvoering die is afgestemd op figuur 3.39: de maten van standaardwaalformaat (grootformaat), of die is gebaseerd op de modulaire maatvoering van 1M (moduulformaat). De werkende lengte van het grootformaat B2 is gebaseerd op de 111 mm-moduulmaat en werkt 333 dan wel 444 mm, dat wil zeggen, een lengte van 323/434 mm plus een voeg van 10 mm. De grootformaat B2-blokken zijn 240 mm hoog, en met een lintvoeg van 10 mm werken zij 250 mm. De dikte daarentegen is niet bepaald door bestaande maten van andere bouwmaterialen. B2 moduulformaat is gebaseerd op de modulaire maatvoering van 1M en werkt in de lengte 3M en in de hoogte 2M; bij lint- en stootvoegen van 10 mm bedraagt de lengte van het moduulblok dus 290 mm en de hoogte 190 mm. Oppervlaktestructuur Zowel de stenen als blokken worden met verschillende oppervlaktestructuren geleverd, figuur 3.41: een ruwe gestructureerde variant en een gladde. Daarnaast zijn er zogenoemde splitblokken die door het splijten tijdens het productieproces hun oppervlaktestructuur verkrijgen Betonsteenmortels In verband met het capillaire karakter van betonsteen en betonblokken verdient het aanbeveling ze zo droog mogelijk te verwerken en een niet te vochtige specie te gebruiken. Bij schoonwerk in betonsteen wordt aangeraden portlandcement voor de metselspecie te gebruiken, vooral omdat deze cement procentueel minder vrije kalk bevat, zodat de kans op kalkuitslag (calciumcarbonaat) kleiner wordt. Bij lagere temperaturen kan het raadzaam zijn portlandcement in plaats van hoogovencement te gebruiken, omdat specie met portlandcement (vooral de eerste zeven dagen) sneller verhardt dan specie met hoogovencement. 1 gladde steen 2 structuursteen 3 splitsteen Figuur 3.41 Oppervlaktestructuren betonsteen

75 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 65 stenen 200 x 100 x 100 blokken 300 x 200 x halfsteens muur 2 steens muur 3 spouwmuur Figuur 3.42 Betonsteenverbanden Betonsteenverbanden en opbouw Betonsteenwanden worden toegepast in de volgende verschijningsvormen, figuur 3.42: halfsteensmuren, in halfsteensverband eventueel met wapening; steensmuren, in kruisverband, gebruikelijker is het echter te kiezen voor een dikkere steen; spouwmuur, voor de gevel; ankerloze spouwmuur voor de woningscheiding. Uitvoering is zowel mogelijk in schoonwerk als in vuilwerk met een een- of tweezijdige pleisterlaag. Door maatvastheid is tweezijdig schoonwerk voor halfsteensmuren mogelijk. 1 hoekoplossing vertand Haakse aansluitingen Haakse aansluitingen worden, ook bij niet-dilaterende aansluitingen, in verband met het verband van het metselwerk bij voorkeur niet vertand, maar uitgevoerd met een doorgaande, verticale voeg, figuur De eventueel benodigde onderlinge stabiliteit kan dan worden verkregen door verankeringen. Moet de haakse aansluiting dilaterend worden 2 hoekoplossing loodvoeg Figuur 3.43 Haakse aansluitingen

76 66 uitgevoerd, dan kunnen er glijankers worden toegepast, figuur Ditzelfde geldt voor T- aansluitingen van binnenwanden, figuur niet gedilateerd 2 gedilateerd Figuur 3.44 T-aansluitingen binnenwanden terugliggende voeg anker kitvoeg eventueel glijanker Maatvoering betonsteen Voor de maatvoering van betonsteen zijn er veel overeenkomsten met baksteen, vooral bij het steenformaat. Het hakken en knippen op het werk of leveren van pasblokken zijn beide gebruikelijke methoden. Door de materiaalsamenstelling zijn deze aanpassingen beperkt tot halve stenen en halve, klezoor en drieklezoorformaat blokken. De halve stenen zitten daarbij standaard in de aangeleverde pakketten Dilataties betonsteen Ten aanzien van spanningen die optreden als gevolg van de invloed van vocht en temperatuurwisseling op betonsteen wanden geldt het volgende. Voor het aanbrengen van dilatatievoegen, figuur 3.45, kan als vuistregel worden gehanteerd: de maximale ongedilateerde lengte van grindbetonsteen is vijfmaal de hoogte van de wand, met een maximum van 8,000 m. Een en ander is afhankelijk van steenmaat, kleur, materiaal, muurdikte en bewegingsvrijheid van de wand. Eventueel moet op scheurgevoelige plaatsen wapening in de lintvoegen worden toegepast, vooral bij sparingen die niet verdiepingshoog zijn. Dilatatievoegen Voor de uitvoering van dilatatievoegen zijn er de volgende mogelijkheden: terugliggende specievoeg; kitvoeg, breedte 10 mm met rugvulling en elastisch kit, figuur ; koude of knipvoeg, koud tegen elkaar geplaatst, figuur ; idem, afgewerkt met dilatatieprofiel. 1 koude of knipvoeg (eventueel) glijanker (eventueel) glijanker dilatatievoeg kit kitvoeg Figuur 3.46 Uitvoering dilatatievoegen foamkoord Afhankelijk van de noodzakelijke koppeling kunnen er glijankers worden toegepast Detaillering betonsteen Voor de detaillering van de wanden zijn de geluidsisolerende en brandwerende eigenschappen voorwaardescheppend. Figuur 3.45 Dilatatievoegen in betonsteen Geluid Over het algemeen hebben wanden van gestructureerde betonsteen door de open structuur van

77 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 67 plastische voegkit betonwand minerale wol bij geluidseis 21 anker kunststofschuim bij geluidseis 15 anker 1 aansluiting in één lijn 2 T - aansluiting met sponning 3 T - aansluiting koud Figuur 3.47 Aansluiting op betonwanden de betonstenen en de grotere kans op lekken door het metselen een geringere geluidsisolerende werking. Beter is het de gladde of eenzijdig schone betonsteenvarianten toe te passen met een extra afwerklaag. De geluidabsorptie van betonsteen is daarentegen zeer goed door de open en grove structuur die absorberend en verstrooiend werkt. De gestructureerde steen is juist zeer geschikt voor toepassing in ruimten met akoestische eisen. De geluidsisolatie van halfsteensmetselwerk, tweezijdig schoon in structuur is lager dan 25 db(a). Voor een geluidsisolatie van 40 db(a) is eenzijdig gestucadoord werk noodzakelijk dan wel de toepassing van de gladde of verdichte betonstenen. Brandwerendheid Betonsteen is onbrandbaar en een betonstenen wand heeft in principe een goede brandwerendheid. Deze is bij 100 mm 120 minuten, bij 120 mm 180 minuten, en bij 210 mm (steenskruisverband) 360 minuten. Een en ander is nadrukkelijk afhankelijk van een goede uitvoering van het voegwerk en de aansluitingen. Aansluiting op betonvloeren en wanden Een markant voordeel van de blokken en stenen van beton blijkt in de praktijk uit de gave aansluitmogelijkheden op betonnen vloerconstructies en op betonlateien. Wel moet er ter voorkoming van het afboeren een drukverdelende oplegfolie worden toegepast. De blokken zijn ook goed bruikbaar voor eventuele nietdragende vullingen in betonskeletten. Er wordt dan niet langer bon gebouwd, wat moeilijkheden door ongelijke materiaaleigenschappen vermindert. Wel moet de aansluiting elastisch worden uitgevoerd in verband met vervormingen, figuur Sparingen Afhankelijk van het bovenliggende metselwerk en de belasting daarop kunnen sparingen tot een meter breedte zonder latei worden uitgevoerd door middel van wapening in de lintvoegen, figuur glijankers ca. 200 h.o.h. wapening 600 max dilatatievoeg Maximum overspanning van de sparing 1000 mm bij deze wapening Figuur 3.48 Voorbeeld gewapend metselwerk Lateiopleggingen Bij de oplegging van lateien kan men het bovengelegen metselwerk aan ten minste één zijde dilateren. Eventueel kunnen over de dilatatie glijankers voor het benodigde verband worden aangebracht. Daarnaast moet men de nietgedilateerde zijde in de lintvoeg wapenen, figuur De oplegging zelf moet van glijfolie dan wel bouwvilt worden voorzien en het naastgelegen metselwerk moet worden vrijgehouden. Voor schoonwerk worden betonlateien het meest toegepast. max. 1000

78 68 glijankers ca. 500 h.o.h. voegwapening dilatatievoeg gladde betonsteen raaplaag vrijhouden systeemvloer glijfolie + kitvoeg 1 met éénzijdige raaplaag 1 zichtoplegging glijankers ca. 200 h.o.h. voegwapening dilatatievoeg vrijhouden gekliste stenen (eventueel) bouwvilt t.p.v. (niet aanhechten aan latei) oplegging 2 blinde oplegging Figuur 3.49 Lateioplegging met dilatatie bij dragende wand Woningscheidende wanden Voor woningscheidende wanden in laagbouw ligt de toepassing van betonsteen als massieve wand niet voor de hand. De toepassing van schoonwerk in betonsteen met een door en door structuur is, gezien de geringe geluidsisolatie, in het geheel niet mogelijk. Goede oplossingen met enkelzijdige of verdichte stenen zijn: ankerloze spouwmuur, opbouw mm, ten minste één blad eenzijdig gepleisterd, figuur ; opbouw mm is beter, dan is ook schoonwerk mogelijk, figuur met dikkere wanden Figuur 3.50 Details woningscheidende wand Gevels De opbouw van een spouwmuur in betonsteen in nagenoeg gelijk aan die bij baksteen: twee bladen van minimaal 100 mm, een isolatiepakket (100 mm) en een luchtspouw 40 mm in verband met ventilatie, figuur Bont bouwen van baksteen buiten en betonsteen binnen is moge- buitenspouwblad Figuur 3.51 Detail spouwmuur binnenspouwblad isolatie spouwanker vertinlaag

79 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 69 Woningbouw Wandtype Maatgevend Minimale wanddikte d in mm Ankerloze spouwmuur d d geluidsisolatie belasting/geluidsisolatie à Enkele kop- of tussenwand d belasting geluidsisolatie Utiliteitsbouw Wandtype Maatgevend Minimale wanddikte d in mm Vloerdragend binnenspouwblad d belasting/evt. geluidsisolatie Figuur 3.52 Vuistregels betonsteenwanden lijk, maar geeft de verschillende thermische eigenschappen. De waterdoorlatendheid van betonsteen is veel geringer dan die van baksteen, wat voor de buitenschil een voordeel kan zijn Vuistregels betonsteenwanden In figuur 3.52 zijn enkele vuistregels opgenomen voor de muurdikten van betonstenen wandconstructies bij verschillende toepassingen en bouwhoogtes. 3.6 Wanden in kalkzandsteen Kalkzandsteen is met de verdergaande mechanisering van het metselproces een veel gebruikt materiaal geworden. Het heeft redelijk tot goede bouwfysische eigenschappen, en koppelt de voordelen van stapelbouw aan een efficiënte uitvoering vooral bij de grotere elementen. Voor de uitvoering van metselwerk van kalkzandsteen zie deel 12a Uitvoeren, hoofdstuk 4. Voor het maken van wanden in kalkzandsteen kan worden gekozen uit drie oplopende grootten en twee manieren van verwerken: metselen met stenen; metselen met blokken; lijmen met blokken; lijmen met elementen. Overkoepelende organisaties De kalkzandsteenindustrie kent twee overkoepelende organisaties, Calduran en Silka (voorheen CVK Kalkzandsteen), die naast marketing en verkoop, onderzoek doen en bouwtechnische adviezen en voorlichting geven. Veel van de volgende informatie is rechtstreeks afkomstig van deze organisaties Kalkzandsteenformaten Zoals gezegd is kalkzandsteen in zeer uiteenlopende formaten verkrijgbaar. Figuur 3.53 geeft een overzicht van de verschillende formaten naar gelang de gewenste muurdikte.

80 70 Stenen Metselblokken Lijmblokken Vellingblokken Elementen Onafgewerkte wanddikte circa 70 mm Amstelformaat (Af) L 70/ V 70/ mm Waalformaat (Wf) M 100/ L 100/ V 100/ Amstelformaat (Af) Maasformaat (Mf) M 100/ L 100/ V 100/ E mm L 120/ L 120/ E mm Dubbel Af 150 mm M 150/ L 150/ V 150/ Dubbel Mf 150 mm L 150/ V 150/ E mm Waalformaat (Wf) M 214/ L 150/ Amstelformaat (Af) Maasformaat (Mf) L 214/ V 214/ E mm 300 mm Ten behoeve van gestapelde bouw zijn er sinds kort speciale elementen met een druksterkte van 45 kg/mm 2 en een volumieke massa van 2200 kg/m 3 E Figuur 3.53 Basisformaten kalkzandsteen M 327/ Bij de lijmblokken (behalve bij L 70) zijn standaard kimblokken leverbaar in hoogtematen van 80, 100, 115 en 130 mm Bij de vellingblokken zijn standaard vellingkimblokken leverbaar in de hoogtemaat van 98 mm E E 265 ( ) is alleen in overleg leverbaar Bij de elementen zijn in alle breedteafmetingen standaard kimblokken leverbaar in de hoogtematen van 80, 100, 115 en 130 mm

81 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 71 In figuur 3.53 worden vijf soorten elementen onderscheiden: stenen (kleinste variant) gebaseerd op oude waal- (Wf), amstel- (Af) en maasformaat (Mf); metselblokken (M), handmatig te verwerken blokken met een voegvulling op cementbasis; lijmblokken (L), deels handmatig te verwerken blokken met een voegvulling op lijmbasis; vellingblokken (V), als lijmblokken voor schoonwerk met vellingkanten; elementen (E), machinaal te verwerken grote elementen met voegvulling op lijmbasis. De verschillende blokken, aangeduid met letters, zijn, zoals uit figuur 3.53 blijkt, geschikt voor onafgewerkte wanden ter dikte van 70, 100, 120, 150, 214 mm, de elementen tevens voor de wanddikte 300 mm. De hoogbouwelementen zijn leverbaar in de dikten 175, 250 en 300 mm. Hulpstukken en pasblokken worden afhankelijk van de grootte op het werk (stenen en blokken) dan wel in de fabriek (elementen) geknipt en gezaagd. Daarnaast kan men voor de passtukken ook gebruikmaken van een kleinere serie Kalkzandsteenmortels Voor de mortel heeft men afhankelijk van het type element de keuze uit: traditionele metselmortel; lijmmortel. Metselmortel Cementmortel heeft door de grotere voegmaat van 10 mm als belangrijkste voordeel een grotere tolerantie. Door de grovere opbouw van zowel stenen/blokken als voeg zijn de wanden alleen geschikt voor vuilwerk en moet er meer aandacht worden besteed aan de egalisering. Nadelig is de verwerkingstijd en de grotere vereiste nauwkeurigheid. Lijmmortel Lijmmortels zijn nauwkeurig van samenstelling en sneller te verwerken. De speciaal voor kalkzandsteen ontwikkelde lijmmortel wordt aangevoerd als een poedervormig mengsel van cement en zand. De kleine voegmaat van 3 mm voor de stoot- respectievelijk 2 mm voor de lintvoegen duiden op een grote nauwkeurigheid. Voor de egalisering van de wandoppervlakken volstaat een zeer dunne afwerklaag/spuitlaag, terwijl de vellingblokken geschikt zijn voor schoonwerk. Deze kleine toleranties vragen om een hoge nauwkeurigheid in de verwerking en een goede voorbereiding. Belangrijkste nadeel is de minder vochtregulerende werking door de lijmvoeg Kalkzandsteenmetselwerk, verbanden en opbouw De grote winst van het werken met kalkzandsteen haalt men bij het verlijmen van de grotere blokken en elementen. Toch kan er een aantal redenen zijn om naar de traditionele verwerking met metselen van steenformaat terug te grijpen: esthetische redenen in schoonwerk buiten of binnen; bouwfysische redenen, vooral de grotere vochtregulerende werking van het voegmateriaal; uitvoeringstechnische redenen, doordat de vereiste maatnauwkeurigheid voor het verlijmen ontbreekt. Kort wordt een aantal specifieke eigenschappen van het metselen in stenen respectievelijk blokken genoemd. Voor de verdere uitvoering en opbouw van het vermetselen wordt verwezen naar de paragrafen baksteen en betonsteen, gezien de grote overeenkomsten. Kalkzand(metsel)stenen Afhankelijk van de toepassing als schoon- of vuilwerk worden de stenen respectievelijk meer of minder nauwkeurig in halfsteens- of klezorenverband vermetseld, figuur Passtukken worden op het werk geknipt of gezaagd. De lagenmaat afhankelijk van waal-, amstel- of maasformaat, is respectievelijk ongeveer 65, 82 en 92 mm. Figuur 3.54 Wand in kalkzandstenen

82 < 72 metselblok M 214 / 157 kloostersponning metselblok M 100 / 157 beëindiging met maasformaatsteen lintvoeg 10 mm stootvoeg 3 mm beëindiging met geknipt pasblok Figuur 3.55 Wand in gemetselde kalkzandsteenmetselblokken Kalkzandsteenmetselblokken Voor de wat grotere te vermetselen blokken is het verband ook bij vuilwerk belangrijk omdat zoveel mogelijk paselementen moeten worden vermeden. In vuilwerk is het mogelijk voor een muurbeëindiging steenformaat in te zetten, dan wel op het werk pasblokken te knippen, hakken of zagen, figuur Een haakse aansluiting wordt door de toepassing van een klezorenverband vergemakkelijkt. Metselblokken hebben een zogenoemde kloostersponning en worden ter plaatse van de stootvoegen koud tegen elkaar geplaatst, waarna bij het aanbrengen van de bovenliggende lintvoeg de kloostersponningen worden gevuld. lijmblok L 214 / 298 kleine sponning lijmblok L 100 / 298 beëindiging met geknipt pasblok lintvoeg 2 mm A stootvoeg 3 mm A 0,4 x blokhoogte Figuur 3.56 Wand in kalkzandsteenlijmblokken

83 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 73 gat voor klemtang dol profilering kunststofdook 1 profilering lijmblokken 2 profilering vellingblokken 3 profilering elementen Figuur 3.57 Profilering kalkzandsteenlijm- en -vellingblok Kalkzandsteenlijmwerk De afgelopen jaren wordt er in toenemende mate gebruikgemaakt van lijmblokken en -elementen. Grotere lijmblokken en ook -elementen worden niet traditioneel vermetseld, maar verlijmd. Enige voordelen van het lijmen van kalkzandsteenblokken en -elementen ten opzichte van het metselen met blokken zijn: economischer uitvoering door blokgrootte en mechanische uitvoering; sterkere wand door grotere hecht- en buigsterkte; schonere en drogere bouw; vorstongevoeliger; minder afwerking nodig door vlakheid, maatvastheid en gering aantal voegen; geen afvoegwerk; benodigde hoeveelheid lijmmortel is gering; bij gebruik van een elementenklem zijn er maar twee man nodig voor het optrekken van een muur; stellen van de elementen gebeurt dan met een elementenstelmachine. Blokken zwaarder dan 18 kg worden machinaal verwerkt. Aanvullend kan voor de elementen worden gesteld dat zij door hun nog grotere afmeting, nog efficiënter werken. Ook ankerloze spouwmuren kunnen met de elementen worden gebouwd. Kalkzandsteenlijmblokken Lijmblokken worden, figuur , evenals de elementen, bij voorkeur in halfsteensverband gestapeld, echter bij haakse, vertande aansluitingen kan een klezorenverband een efficiënte oplossing zijn, hierbij geldt dat de niet-overlappende lengte kleiner moet zijn dan een viertiende blokhoogte, figuur Passtukken kan men knippen, zagen of aanvullen met stenen in specie. Kalkzandsteenvellingblokken Vellingblokken zijn in uitvoering en verwerking gelijk aan lijmblokken. Voor de uitvoering als een- of tweezijdig schoonwerk zijn de blokken echter voorzien van een rondomlopende vellingkant, figuur Ook het verwerken zonder lijmmortel in de stootvoeg is mogelijk, afhankelijk van de vereiste geluidsisolatie. Dilatatievoegen in vellingblokken kunnen in trapsgewijze vorm worden aangebracht. Kalkzandsteen(lijm)elementen De basisafmetingen bedragen 600 (625/650) 900 mm, waarmee wordt aangesloten op de modulaire maat 3M = 300 mm, figuur In de fabriek worden ook de passtukken gezaagd. Vanzelfsprekend moet er in de ontwerpfase al rekening worden gehouden met de afmetingen, wil men de eigenschappen van de elementen volledig benutten, figuur A standaardelement 650x900 B recht paselement B dilatatievoeg 9 x 900 = mm C A D B C schuin paselement D kimblokken Figuur 3.58 Wand in kalkzandsteenelementen

84 Maatvoering kalkzandsteen Wanduitslagen Bij elementen worden van de wanden eerst tekeningen gemaakt met alle voorkomende hele elementen, passtukken en eventuele dilataties, figuur Op de bouw komen de elementen als pakket met gemerkte passtukken aan en kan met twee personen worden verwerkt. Kim De toleranties van de te verlijmen blokken noodzaken tot een maatvaste ondergrond. Hiertoe wordt op de vloer een zogenoemde kim gemetseld. Door de toepassing van metselmortel kan de ondergrond worden uitgevlakt. Afhankelijk van de maatvoering van de verdiepingshoogte en de te verwerken blokken kan hiervoor met speciale kimblokken, gezaagde blokken of kleinformaatblokken, worden gewerkt. Naast de functie van een vlakke ondergrond dient de kim vooral bij deze grote elementen voor het opvangen van het hoogteverschil tussen de standaardblokkenverdeling en de vrije verdiepingshoogte. Kimblokken zijn standaard te leveren in hoogten van 40, 60, 80, 100, 115 en 130 mm. Een vrije verdiepingshoogte van mm in de woningbouw kan zo met een kim van 100 mm en vier elementen van 650 mm hoogte worden verkregen. Haakse aansluitingen Voor de constructieve verbinding, noodzakelijk voor bijvoorbeeld de stabiliteit van een binnenspouwblad op een bouwmuur, zijn twee oplossingen mogelijk, met: al eerder genoemde vertanding, figuur ; loodvoeg, figuur De zogenoemde loodvoeg is een verbinding waarbij beide wanden met een doorlopende ver- wandcode schema BEGANEGROND B B A A A A A 1 A 1 A 1 A 1 A A A A A 1 A 1 A 1 A 1 A A A A A 1 A 1 A A A 1 A 1 A 1 A 1 A A A A A 1 A 1 A 1 A 1 A A A A C C BLOK 3 BLOK 4 wanduitslag dakverdieping 1 e VERD p f f a e a a d a CODES WANDOVERZIC a a b 8330 c a a p p wandcode 3 merk dikte hoogte a b c d e f ~ ~ a c d p c a 8100 d p 30 - p wandcode 1 aantal merk dikte hoogte x lengte aantal a b x x x c x ~ merk dikte 19,19m =1919,89 bwf hoogte x lengte aantal datum/gewijz. schaal 1 : 50 bladnr. get. projektnr. wanduitslag verdieping Figuur 3.59 Wanduitslagen woningbouw

85 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 75 1 met vertanding intanding (door)stapelen van vloeren op wanden. Ondanks de moderne lijmtechnieken blijft echter de opname van trekkrachten zeer beperkt. Omdat beton een verbinding met kalkzandsteen kan aangaan, moet er bij de oplegging van een betonvloer op een kalkzandsteenwand een folie worden toegepast ter vermijding van scheurvorming en afboeren, figuur loodvoeg lijmkoppelst Sparingen Sparingen, voor bijvoorbeeld kozijnen, moeten bij voorkeur door worden gezet tot de onderzijde van de bovenliggende vloer. Is dit niet het 2 met loodvoeg Figuur 3.60 Twee principieel verschillende oplossingen voor haakse, constructieve verbinding ticale voeg worden verbonden door verlijming. Koppeling gebeurt daarnaast nog met behulp van ankers. De gelijmde loodvoeg is (wat betreft mechanische eigenschappen) gelijkwaardig aan de ingetande verbinding, zodat vanwege uitvoeringstechnische voordelen de voorkeur hiernaar uitgaat. Wanneer de verbinding niet constructief hoeft te zijn, moet het voegmateriaal juist elastisch zijn. Vooral bij de genoemde aansluiting van het binnenspouwblad op een bouwmuur, wordt de flankerende geluidsoverdracht verminderd. Opleggingen Kalkzandsteen is door de verkrijgbaarheid in grotere druksterkten zeer geschikt voor het a > 900 a 1 onderzijde prefab betonlatei niet op lagenmaat a > 900 a dilatatievoeg prefab betonlatei folie dilatatievoeg prefab betonlatei folie 2 onderzijde prefab betonlatei op lagenmaat strook folie U - profiel L - profiel Figuur 3.61 Oplegging betonvloer op kalkzandsteenwand 3 onderzijde stalen latei niet op lagenmaat Figuur 3.62 Latieconstructies bij sparingen

86 76 geval, dan is, zeker bij sparingen vanaf 900 mm, een lateiconstructie noodzakelijk. Bij de toepassing van een betonlatei moet, om dezelfde redenen als bij de oplegging van een betonvloer, een oplegfolie worden gebruikt. Daarnaast moet de wand boven de latei worden gedilateerd, figuur en figuur Een stalenlatei is, door de geringere aanhechting, bij de oplegging minder gevoelig, maar moet eveneens worden gedilateerd, figuur Ankers lijmwerk Voor lijmwerk zijn speciale ankers ontwikkeld voor toepassing in de dunne lijmvoegen van 2 mm. Deze ankers zijn zowel voor starre als dilaterende verankeringen: wandankers star, voor koppelen blokken/elementen van dragende aan niet-dragende wanden in gelijke en ongelijke lintvoegen zonder vertanden, figuur ; wandankers dilaterend, constructieve verbinding tussen wanden in dilataties, figuur ; lijmkoppelstrippen, voor koppelen loodvoegverbindingen van op elkaar aansluitende wanden, figuur ; dilatatieankers, voor koppelen dilaterende wanden, figuur Voor de koppeling van het binnen- en buitenblad bij spouwmuren zijn er twee oplossingen: lijmspouwankers (prikspouwankers), met platte strip aan een zijde tussen de elementen, figuur ; boor- en slagspouwankers, als de lagenmaat van het buitenblad of de isolatie niet correspondeert met de elementen, kunnen deze achteraf worden aangebracht, figuur Tot 10 m bouwhoogte worden vier ankers per m 2 toegepast, daarboven zes ankers per m 2. Voor de bevestiging van gordingen zijn daarnaast verkrijgbaar, figuur 3.65: gordingankers, gebruikelijke gordingschoenen via kantplank aan schuine gedeelte; raveeldragers, voor horizontale gedeelten. 1a wandanker star voor ongelijke lintvoegen 3 lijmkoppelstrip 1 star 1b wandanker star voor gelijke voegen 2 dilaterend voor ongelijke voegen 4 dilatatie-anker 2 dilaterend Figuur 3.63 Wand- en dilatatieankers en lijmkoppelstrippen

87 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 77 1 lijmspouwanker 1a prikspouwanker 2a boorspouwanker 2b slagspouwanker 2 boor- en slagspouwanker Figuur 3.64 Lijmspouwankers Dilataties kalkzandsteen Lange wanden moeten worden gedilateerd ter voorkoming van scheuren tijdens het uitdrogen. De productbladen geven informatie over de lengte. De lengte is afhankelijk van: wandhoogte, hoger en dikker betekent betere opname van trekspanningen; wanddikte, dikker is eveneens minder gevoelig door langere periode van uitdrogen; eventuele openingen die wandlengte al onderbreken; belemmeringen van de vervorming. 1 balkdrager 2 raveelanker zwaar Figuur 3.65 Gordingankers en raveeldragers De volgende belemmeringen zijn te onderscheiden: buigslap: wand aan uiteinde verbonden met gelijke of dunnere dwarswand; buigstijf: wand aan uiteinde verbonden met dikkere dwarswand; onbelemmerd: wanden met vrij uiteinde. De resulterende maximale ongedilateerde wandlengte is weergegeven in figuur 3.66.

88 78 Verticale belemmering Situatie dragende wanden Wanddikte in mm Maximale wandlengte in m 2 onbelemmerd 200 > 200 6,300 7,300 1 buigslap ,300 1 onbelemmerd > 200 5,800 2 buigslap 200 > 200 4,000 4,500 1 buigstijf + 1 onbelemmerd 200 > 200 3,300 3,500 1 buigstijf ,500 1 buigslap > 200 2,800 2 buigstijf 200 > 200 2,000 2,300 Figuur 3.66 Maximale ongedilateerde wandlengte bij wandhoogte van 2,500 m Uitvoeringen dilataties Wanneer dilataties in metsel- en lijmwerk zijn vereist, kunnen ze als volgt worden gerealiseerd: Voor schoonwerk verticale voeg, 1 à 2 mm, zonder vulmateriaal, zogenoemde knipvoeg, figuur a; verticale voeg, breedte afhankelijk van afwerking met profiel, figuur b; verticale voeg, breedte 8 à 12 mm, afgewerkt met elastisch blijvende kit, figuur c. Voor vuilwerk koude dilatatievoeg, 1 mm met spanningverdelende opgeplakte laag waarover wandafwerking, figuur a; open voeg, 10 mm met elastische en luchtdichte rugvulling, afgewerkt met elastische kit 3 mm tussen twee stucstopprofielen, figuur b Detaillering kalkzandsteen Ter indicatie van de mogelijkheden met kalkzandsteen wordt hierna de toepassing in de woningbouw verder toegelicht. Dit is uitgesplitst in de detaillering voor: laagbouw, met en zonder ankerloze spouw; gestapelde bouw, met en zonder ankerloze spouw. Kalkzandsteen in utiliteitsbouw De toepassing van kalkzandsteen als drager in de utiliteitsbouw is niet de meest gangbare, wel worden veelal vaste, niet-dragende wanden in kalkzandsteen uitgevoerd. Het is echter zeer wel mogelijk minder seriematige werken met niet te grote overspanningen in kalkzandsteen uit te voeren.

89 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 79 1a 1b 1c 2a 2b schoonwerk met knipvoeg schoonwerk met profiel schoonwerk met kitvoeg vuilwerk met koude voeg circa 10 mm vuilwerk met open voeg Figuur 3.67 Dilataties in kalkzandsteen tijdens metselen strook aluminium van 2 mm dik mee optrekken aluminium of kunststof profiel rugvulling thiokolkit hechtprimer min. 150 mm spanningverdelende laag opnemen in pleisterlaag elastische luchtdichte rugvulling kitvoeg min. 3 mm breed 2 x stucstopprofiel Laagbouwwoningen met massieve bouwmuren Voor een woningscheidende wand wordt de dikte bepaald door de gewenste geluidsisolerende werking; hij moet bestaan uit ten minste 300 mm kalkzandsteen of 250 mm met een hoogbouwelement (2200 kg/m 3 ). De aansluiting op de begane vloer moet met een ontkoppelde begane-grondvloer worden toegepast, figuur Bij een lichte dakconstructie is het gevaar van flankerende geluidsoverdracht zeer groot, onafhankelijk van de toepassing van een ankerloze spouw. Er moet grote aandacht worden besteed aan de detaillering van de dakconstructie. Zie deel 4a Daken. Bij de toepassing van niet-dragende wanden in kalkzandsteen moeten deze zorgvuldig ontkoppeld worden van de bouwmuur en de vloeren door middel van een kunststof profiel of schuimband. Hetzelfde heeft de voorkeur voor de binnenspouwbladen, figuur Maakt de stabiliteitsfunctie van deze binnenspouwbladen constructieve koppeling noodzakelijk, dan is de uitvoering in 150 mm dikte gewenst, figuur , zie ook paragraaf De stabiliteit kan, in plaats van de binnenspouwopenanten, ook worden gerealiseerd door doorgaande monoliete betonvloeren op de verdiepingen. Afhankelijk van vloerdikte en overspanning en windgebied zijn hiervoor ten minste drie naast elkaar liggende beuken noodzakelijk. Laagbouwwoningen met ankerloze spouw Kalkzandsteen leent zich bij uitstek voor de toepassing van een ankerloze spouwconstructie die een perfecte geluidsisolerende werking tussen naast elkaar liggende woningen bewerkstelligt. Voor de toepassing met een ankerloze spouw moet worden uitgegaan van een opbouw met twee bladen van 120 of 150 mm, afhankelijk van het vereiste draagvermogen, en een spouw van 60 mm, figuur De aansluiting van de begane-grondvloer en fundering voert men bij voorkeur, in verband met de luchtgeluidsisolatie, verdiept uit, figuur Eventueel kan men afhankelijk van het vloersysteem, dat dan een grotere massa heeft, niet verdiept uitvoeren, figuur Verdiepingsvloeren moeten eventueel voor de benodigde stabiliteitswerking gekoppeld worden met wapeningsstaven, figuur Dit vermindert in zeer geringe mate het geluidsisolerende effect van de ankerloze spouwconstructie. De noodzaak hiertoe is afhankelijk van de breedte van de constructieve binnenspouwpenanten dan wel de toepassing van andere stabiliteitswanden.

90 mm bij hoogbouwelement 2200 kg/m 3 verdiepingsvloer 300 kg/m 2 < kanaalafdichting 1 aansluiting verdiepingsvloer 300 plint vrijhouden van vloer ethafoam met folie 250 mm bij hoogbouwelement 2200 kg/m 3 na plaatsen vloer tijdelijke afdichting aanbrengen en voor aanbrengen cement- dekvloer weer verwijderen let op luchtdichtheid en thermische isolatie van de vloer 2 aansluiting begane grondvloer Figuur 3.68 Detaillering kalkzandsteen laagbouw met massieve bouwmuur Gestapelde woningbouw met massieve bouwmuren Voor de gestapelde woningbouw zijn de geluidsisolerende eisen in horizontale zin gelijk aan die voor laagbouw. Omdat de geluidsisolatie in verticale zin een gelijke waarde moet hebben, moeten de verdiepingsvloeren zwaarder worden uitgevoerd, figuur 3.71, of worden voorzien van een zwevende dekvloer. Voor de uitvoering van niet-dragende scheidingswanden en binnenspouwbladen gelden dezelfde eisen als voor de laagbouw. De stabiliteit kan naast de doorkoppeling van de vloeren aan kernen of wanden bij maximaal drie bouwlagen en monoliet doorgaande betonvloeren uit de knooppunten worden gehaald. Hiertoe zijn afhankelijk van vloerdikte en overspanning en windgebied minimaal vier woonbeuken noodzakelijk. Gestapelde bouw met ankerloze spouw Zoals gezegd moeten in gestapelde woningbouw de verdiepingsvloeren zwaarder worden uitgevoerd. Het effect hiervan is bij de toepassing van een ankerloze spouw met de relatief lichte spouwmuren, door de flankerende geluidsoverdracht juist negatief. Om toch aan de gestelde eisen te voldoen, is de toepassing van 214 mm dikke spouwmuren noodzakelijk, figuur 3.72.

91 < < < < < < 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN Vuistregels kalkzandsteenwanden Voor de toepassing van ontwerpregels in kalkzandsteen kan men stellen dat voor de woningbouw in het algemeen de NPR-wanddikten worden gehanteerd die door de vereiste massa voor de geluidsisolerende werking constructief afdoende zwaar zijn, figuur dunpleister stuc- stopprofiel acrylaatkit met elastische rugvulling o.g. elastische vulling bijv. cellenband (gesloten of semi-gesloten cellen) opvangprofiel (met eventueel veeranker) Voor de toepassing in hogere gestapelde constructies, en voor de utiliteitsbouw zijn er geen ontwerptabellen beschikbaar en is per project een constructieve berekening aan de hand van de toegepaste druksterkte noodzakelijk. veeranker 22 x 0,75 lang 175, verticaal maximaal 600 h.o.h. 1 niet-constructieve koppeling veeranker 22 x 0,75 lang min. 300, verticaal maximaal 600 h.o.h gelijmde loodvoeg wandafwerking insnijden eventueel doorkoppeling max. 4 staven ø16 2 constructieve koppeling per vloer aanbrengen Figuur 3.69 Koppeling binnenspouwblad met bouwmuur t.b.v. stabiliteit verdiepingsvloer 150 kg/m 2 (incl. afwerklaag) < aansluiting verdiepingsvloer bij harde vloerafwerking (tegels e.d.) bij voorkeur zwevende dekvloer aanbrengen peil begane-grondvloer 150 kg/m 2 (incl. afwerklaag) < begane-grondvloer 250 kg/m 2 (incl. afwerklaag) < 3 alternatieve aansluiting begane-grondvloer 2 aansluiting begane-grondvloer Figuur 3.70 Detaillering laagbouw met ankerloze spouw

92 mm bij hoogbouwelement 2200 kg/m 3 zwevende dekvloer verdiepingsvloer 500 kg/m 2 (incl. afwerklaag) bij voorkeur: 600 kg/m 2 Figuur 3.71 Verdiepingsvloer bij gestapelde bouw zonder ankerloze spouw < < < mm bij hoogbouwelement 2200 kg/m eventueel doorkoppeling max. 4 staven ø16 per vloer aanbrengen t.b.v. stabiliteit zwevende dekvloer aanbrengen 3.7 Wanden in cellenbeton Evenals betonsteen en kalkzandsteen is cellenbeton een modern bouwmateriaal dat in de jaren vijftig is geïntroduceerd. In Nederland is het marktaandeel binnen de stapelbouw nog niet aanzienlijk. Cellenbeton (ook wel gasbeton genoemd) is echter door zijn specifieke eigenschappen een zeer geschikt (stapel)bouwmateriaal door: geringe massa, die goede warmteaccumulerende werking koppelt aan relatief goede warmte-isolatie; laag eigengewicht; geluidsisolerend en -absorberend door de structuur. verdiepingsvloer 500 kg/m 2 < < aansluiting verdiepingsvloer bij voorkeur een zwevende dekvloer aanbrengen peil begane-grondvloer 150 kg/m 2 (incl. afwerklaag) < begane-grondvloer 250 kg/m 2 (incl. afwerklaag) < 3 alternatieve aansluiting begane-grondvloer 2 aansluiting begane-grondvloer Figuur 3.72 Detaillering gestapelde bouw met ankerloze spouw

93 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 83 Minimale constructieve wanddikte d enkele eindgevel in mm (onderste bouwlaag) h t h Aantal bouwlagen Beukmaat l in m (met dikte constructieve vloer = h t ) 4 m (h t = 180 mm) 5 m (h t = 200 mm) 6 m (h t = 220 mm) 7 m (h t = 240 mm) Minimale constructieve wanddikte d enkele tussenwand in mm (onderste bouwlaag) h t h Aantal bouwlagen d Beukmaat l in m (met dikte constructieve vloer = h t ) 4 m (h t = 180 mm) 5 m (h t = 200 mm) 6 m (h t = 220 mm) m (h t = 240 mm) Figuur 3.73 Vuistregels kalkzandsteenwanden Bron: CKV, berekeningen uitgevoerd met programma Construeren met kalkzandsteen wanden in geschoord raamwerk gebaseerd op NPR 6791 Verschijningsvormen blokken, voor dragende en niet-dragende wanden; separatiepanelen voor niet-dragende wanden; cascopanelen voor dragende wanden; vloerplaten; wand- en dakplaten, zonder dragende functie, als gevel- en dakomhulling; lateien. Voor niet-dragende wanden in panelen en blokken zie deel 5 Afbouw, hoofdstuk 2. De overeenkomsten met kalkzandsteen vallen het meest op door: grootte blokken, waardoor snelle uitvoering, met weinig voegen; voegmaterialen, zowel metsel- als lijmmortel. In het kader van dit hoofdstuk worden alleen dragende wanden in blokken, elementen en panelen behandeld.

94 84 De verschillen geven uiteindelijk de doorslag bij een keuze tussen beide materialen: geringere massa cellenbeton, waardoor minder geluidsisolerend; groter warmte-isolerend vermogen; mogelijke combinatie met vloerplaten in hetzelfde materiaal. NB: De grootste leverancier van cellenbeton in Nederland is Ytong, de gegevens op de volgende bladzijden zijn in grote mate gebaseerd op het leveringsprogramma van dat bedrijf. Volumegewichten Cellenbeton is verkrijgbaar in verschillende volumegewichten, afhankelijk van het aantal cellen per ruimte-eenheid. De stapgrootte is 100 kg/m 3. De meest gebruikte volumegewichten zijn: klasse G4, volumegewicht < 600 kg/m 3, druksterkte > 4 N/mm 2 ; klasse G5, volumegewicht < 800 kg/m 3, druksterkte > 6 N/mm 2. Het volumegewicht beïnvloedt de druksterkte en de geluidsisolerende werking, beide zijn hoger naar mate het volumegewicht stijgt. De thermische isolatie daalt met de toename van het volumegewicht Formaten cellenbetonblokken In dit hoofdstuk worden voor de dragende wanden in cellenbeton twee opeenvolgende grootten van de elementen behandeld: blokken, handmatig te vermetselen of te verlijmen, afmetingen van tot mm; cascopanelen, verdiepingshoge elementen 750/600 mm breed. Figuur 3.74 geeft een overzicht van de afmetingen waarin blokken en cascopanelen voor dragende wanden leverbaar zijn Cellenbetonmortels Voor het voegmateriaal zijn er twee principiële keuzemogelijkheden: metselmortel; lijmmortel. Blokken Kwaliteit G4/600 Kwaliteit Formaat in mm 600 x x x x x 250 Dikte in mm Casco panelen Kwaliteit G4/600 Lengte mm Breedte in mm Dikte in mm Figuur 3.74 Formaten cellenbetonblokken en cascopanelen voor dragend werk

95 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 85 Vermetselen wordt uitsluitend nog om esthetische redenen gedaan. Daarnaast kan maattechnisch de grotere tolerantie tot vermetselen noodzaken. Metselmortel Bij het metselen van cellenbetonblokken kan gebruik worden gemaakt van een basterdmortel bijvoorbeeld 1 cement : 2 schelpkalk : 8-12 zand. De voegen van circa 10 mm dikte moeten goed vol en zat worden aangewerkt. De aanrakingsvlakken van de blokken cellenbeton worden van tevoren bevochtigd zodat geen verbranding van de mortel ontstaat. Ook kan een metselspecie worden gebruikt met een samenstelling van 1 cement : 4 zand : 0,08 Ytong-Add. Ytong-add wordt toegevoegd om tegen te gaan dat de blokken water onttrekken aan de mortel. Lijmmortel Het lijmen van blokken wordt veel toegepast omdat er vrij droog kan worden gewerkt (vermindering bouwvocht). De lijmen zijn mengsels van cement, zand en hulpstoffen die in zakken van 25 kg verkrijgbaar zijn; ze worden aangemaakt met water. Ook uit oogpunt van thermische isolatie, vooral ter vermijding van koudebruggen, heeft lijmen sterk de voorkeur. Omdat het materiaal cellenbeton in een autoclaaf is verhard, treedt weinig krimp op, vooral wanneer het zo droog mogelijk wordt verwerkt. Dit wordt bereikt door het verlijmen van de blokken met voegen van circa 2 mm dikte in plaats van de mortelvoegen van 10 mm. De cascoplaten worden door middel van de circa 2 mm dikke lijmvoeg verticaal tegen elkaar geplaatst. Verder brengen de producenten van cellenbeton nog reparatie-, vul- en afwerkmortels in de handel die na aanmaken met water voor het bijwerken van beschadigingen (vooral bij zichtwerk) goede diensten bewijzen, omdat de samenstelling overeenkomt met die van het cellenbeton. Ook speciale vulmortel voor het dichten van leidingsleuven en afwerkmortels zijn beschikbaar Maatvoering cellenbeton Cellenbetonblokken Cellenbetonblokken worden meestal in halfsteensverband verlijmd. De maatvoering is, zeker bij vuilwerk, niet zo belangrijk, want de blokken zijn in uiteenlopende grootten verkrijgbaar en daarnaast ook gemakkelijk op maat te zagen. Bij schoonwerk ligt dit natuurlijk anders, figuur standaardblok 500 x 250 geknipte blokken 250 x x 250 dilatatievoeg geen afzonderlijk kimblok Figuur 3.75 Wand in cellenbetonblokken

96 86 stabiliteitswand raveelijzer bij trapgat vloerplaten koppelen bouwmuur en gevel standaardpanelen breed 750 en 370 begane grondvloer van cellenbetonvloerplaten Figuur 3.76 Casco cellenbetonpanelen Cellenbetonpanelen Wanden in cellenbeton kunnen ook verdiepingshoog worden uitgevoerd waardoor de stapeling van het casco nog sneller kan gebeuren. Deze panelen zijn verkrijgbaar in breedten van 300 tot 750 mm en hoogten van tot mm, bij verschillende wanddikten. Naast het voordeel van de snellere verwerking is bij de toepassing van cellenbeton voor de gewapende vloerelementen een homogeen geheel voor het casco ontstaan met alle voordelen van dien. Er wordt dan gesproken van een compleet cascosysteem, figuur Haakse aansluitingen Hoeken en ontmoetingen kunnen zowel in verband, figuur , als met een loodvoeg, figuur , worden uitgevoerd. In de bovenste laag moet voegwapening worden aangebracht. Aansluitingen van dragende met niet-dragende wanden worden gedilateerd bij een wandlengte van het niet-dragende deel van meer dan 750 mm, figuur Voor haakse aansluitingen van dragende gedeelten is dit mm, figuur Niet-dragende wanden worden dilaterend verankerd met veerankers. Pasblokken Zoals gezegd kunnen pasblokken worden gevormd uit kleinere elementen dan wel zeer gemakkelijk worden gezaagd op het werk. hoek in verband lijmvoeg loodvoeg verlijmd dilatatievoeg pur-schuim Figuur 3.77 Haakse aansluitingen 10

97 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 87 lijmvoeg wapening in lijmvoeg 1 cellenbetonvloer 2 betonvloer Figuur 3.78 Oplegging vloeren stelspecie / kim wapening in lijmvoeg of specie Oplegging vloeren Bij de oplegging van vloeren worden twee principieel verschillende oplossingen onderscheiden, namelijk vloeren in: ter plaatse gestort dan wel prefab-beton; cellenbeton. Bij beide vloeren worden onder de oplegging de twee lintvoegen gewapend uitgevoerd, figuur Bij een cellenbetonvloer worden zowel de oplegging van de vloer als die van de volgende wand gelijmd, figuur Bij een prefabbetonnen en zeker bij een ter plaatse gestorte betonvloer echter past men een kimlaag toe in verband met de vereiste vlakheid van de ondergrond voor de volgende cellenbetonwand, figuur Oplegging lateien Voor de overbrugging van sparingen is het mogelijk stalen of betonlateien toe te passen. Daarnaast echter zijn er ook gewapende lateien in cellenbeton verkrijgbaar. Dit heeft het voordeel van gelijke materiaaleigenschappen en oppervlaktelaag. De lateien zijn in diverse standaardmaten leverbaar afgestemd op de wanddiktes van het cellenbeton, figuur en figuur Daarnaast kunnen op bestelling voor grotere overspanningen zogenoemde wandlateien worden toegepast, specifiek gewapend per belastingsgeval, figuur Standaardlateien zijn berekend op een oplegging van m, minimale oplegging mm. Eén van beide opleggingen moet glijdend worden uitgevoerd met behulp van een kunststof folie. Aan die zijde moet het bovenliggende muurwerk worden gedilateerd. Figuur 3.80 geeft een overzicht van leverbare cellenbetonlateien Dilataties cellenbeton Gesloten ononderbroken wanden van cellenbeton moeten worden gedilateerd op afstanden van ten hoogste tweemaal de wandhoogte met een maximum van 8,000 m. Voor niet-dragende wanden geldt een maximum van 4,000 m. Dilataties kunnen worden uitgevoerd als verdiepingshoge sparing. Dilataties moeten een breedte van 10 mm hebben, figuur Detaillering cellenbeton Voor het detailleren in cellenbeton zijn de warmte-, geluidsisolerende en brandwerende eigenschappen van belang, figuur 3.81 tot en met figuur cellenbetonlatei 2000 x 250 glijoplegging wandlateiplaat 4000 x 600 dilataties 1 cellenbetonlatei 2 cellenbetonlatei wandlateiplaat Figuur 3.79 Cellenbetonlateien

98 88 Dikte latei Formaat mm l h Maximale belasting in kn/m Massa per stuk in kg , , , , ,5 216 Wandlateiplaten Hoogten 600 en 750 mm Maximale lengte mm Dikten 150, 200, 240 en 300 mm Dikte wand in R c -waarde in m 2 K/W mm G4/600 G5/ ,44 0, ,63 0, ,94 1, ,25 1, ,50 2, ,88 2,59 Figuur 3.81 R c -waarden cellenbetonwanden (massief, gelijmd) Woningscheidende wanden Massieve, vloerdragende woningscheidende wanden zijn in verband met de geluidsisolerende werking niet zonder aanvullende constructies te realiseren. Wel kan de wand als ankerloze spouwmuur worden uitgevoerd met een opbouw van bij voorkeur in G5/800 in verband met de massa, figuur Dragend binnenspouwblad De detaillering van een dragend binnenspouwblad komt overeen met die van (de helft van) een ankerloze spouwmuur. De dikte van het binnenspouwblad is afhankelijk van hoogte van de wand en van de belasting, figuur Figuur 3.80 Overzicht leverbare cellenbetonlateien dilatatie door sparing dilatatievoeg h = 3100 pur-schuim dilatatie anker gaasverband maximaal 2x h ( = 6200 ) 10 1 dilatatie in cellenbetonwand 2 dilatatie aansluiting Figuur 3.84 Dilataties in cellenbeton

99 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 89 Enkele, massieve wand, G4/600 Karakteristieke luchtgeluidsindex I lu;k in db bij Wanddikte in mm Blokelementen met dunne pleisterlaag Gemetselde blokken, met 10 mm afwerklaag Gelijmde blokken, met weerszijden 10 mm afwerklaag Ankerloze spouwmuur, spouw groter dan 50 mm Karakteristieke luchtgeluidsindex I lu;k in db op Wanddikte in mm Volumegewicht Begane grond Verdieping G4/ G4/ G5/ G5/ Figuur 3.82 Geluidsisolatie cellenbetonwanden Dikte wand Figuur 3.83 Brandwerendheid dragende cellenbetonwand Belasting Voegmateriaal Brandwerendheid in N/mm 2 in minuten 100 0,5 gelijmd ,32 gelijmd ,5 gemetseld Vuistregels cellenbetonwanden De rekenwaarden voor druksterkte, enzovoort, zijn afhankelijk van de klasse en het voegmateriaal, figuur Hieruit zijn voor de schatting van de wanddikten de volgende waarden te geven, uitgesplitst naar: dragende tussen- en eindwanden, voor laagbouwwoningen; dragende binnenspouwbladen; niet-dragende binnenspouwbladen. Geraadpleegde en aanbevolen literatuur 1 Normen en voorschriften NEN 6790 Steen, met daarbij NPR 6791, Rekenregels Nr Metselbaksteen

100 90 > 50 > 50 lijmvoeg stelspecie wapening in lijmvoeg wapening in lijmvoeg 1 aansluiting verdiepingsvloer, vloer in cellenbeton dekvloer isolatie 3 aansluiting verdiepingsvloer, vloer in beton stelspecie uitvlakspecie geisoleerde vloerconstructie > 450 waterwerende folie uitvlakspecie 2 aansluiting begane-grondvloer, vloer in cellenbeton 4 aansluiting begane-grondvloer, vloer in beton Figuur 3.85 Details ankerloze spouwmuur

101 3 DRAGENDE ELEMENTEN IN STEEN 91 Cellenbeton G4/600: minimale constructieve wanddikte d eind- en tussenwanden bij laagbouwwoningen (wandhoogte 2,500 m) in mm d d Overspanning l Bouwlaag l Type vloer < 3,500 m > 3,500 en < 5,000 m > 5,000 m en < 7,000 m Begane grond cellenbeton Begane grond massief beton Verdieping cellenbeton Verdieping massief beton Cellenbeton G4/600: minimale constructieve wanddikte d eind- en tussenwanden bij woongebouwen (wandhoogte 2,500 m) in mm d l Gelijmd, bij overspanning l van Gemetseld, bij overspanning l van Aantal bouwlagen < 5,000 m < 6,000 m < 5,000 m < 6,000 m Cellenbeton G4/600: minimale constructieve wanddikte d dragende binnenspouwbladen (wandhoogte 3,000 m) in mm d h Windbelastings- Windbelastingsgebied 2 (Friesland, Groningen, Flevoland, Windbelastingsgebied 3 (Drenthe, Overijssel, gebied 1 Zuid-Holland, Zee- Gelderland, Utrecht, Bouwhoogte h (Noord-Holland) land) N.Brabant, Limburg) 0 10 m m m Figuur 3.86 Vuistregels cellenbetonwanden Bron: Ytong Nederland b.v.

102 92

103 4 Dragende elementen in beton ir. T.G.M. Spierings Veel van wat men om zich heen ziet bouwen, wordt gebouwd in beton. Nederland is zeker een betonbouwend land bij uitstek, maar daar zijn ook goede redenen voor. Beton is een materiaal dat bestand is tegen een nat klimaat, in tegenstelling tot hout en staal, waar detaillering en conservering een veel grotere aandacht behoeft. Een nadeel van beton is het relatief grote eigen gewicht. Wanneer men echter vooral in de woningbouw naast de dragende ook de scheidende functie van wanden en vloeren wil inzetten, komt de positieve zijde van deze massiviteit om de hoek kijken: de geluidsisolerende werking en de brandwerendheid.

104 94 Inleiding Beton wordt hoofdzakelijk samengesteld uit een mengsel van grind, zand en cement, dat men kan gieten en laten verharden tot veel soorten constructie-elementen. Dat gieten en verharden kan op het werk plaatsvinden of in de fabriek. In het eerste geval wordt er gesproken van ter plaatse gestort of in situ, in het tweede geval van geprefabriceerd of prefab-beton, figuur ter plaatse gestort woningbouwcasco 4.1 Beton Eerst worden de algemene materiaaleigenschappen van beton behandeld en vervolgens wordt er ingegaan op de eigenschappen van beton als constructiemateriaal. Ten slotte worden in algemene zin de verschillen en de voor- en nadelen van ter plaatse gestort en geprefabriceerd beton behandeld Betonsoorten Beton bestaat uit een mengsel van cement, zand en grind. Wanneer aan dit mengsel water wordt toegevoegd, verhardt dit. De verhoudingen tussen de toeslagmaterialen kunnen variëren. Hierbij worden onderscheiden: schuimbeton: mengsel van cement, water en hulpstoffen waaraan afzonderlijk geproduceerd schuim is toegevoegd, volumieke massa kg/m 3 ; lichtbeton: mengsel van cement, water en lichte toeslagmaterialen, volumieke massa tot kg/m 3 ; beton: mengsel van cement, water, grind en zand, volumieke massa kg/m 3 ; zwaarbeton: mengsel van cement, water, grind, zand en/of zwaardere toeslagmaterialen, volumieke massa meer dan kg/m 3. 2 prefab-beton woningbouwcasco Figuur 4.1 Voorbeelden betoncasco s Veelvoorkomende elementen worden in dit hoofdstuk behandeld, waarbij grofweg de volgende indeling wordt gevolgd: algemene materiaaleigenschappen beton; ter plaatse gestorte betonvloeren; halfgeprefabriceerde betonvloeren; prefab-betonvloeren; prefab-betonnen galerij- en balkonplaten betonnen wanden; betonnen kolommen en liggers. Voor betonnen wanden en betonnen kolommen liggers zie ook deel 9 Utiliteitsbouw, waarin betonskeletten met hun toepassing in laag-, verdieping- en hoogbouw worden behandeld. Betongranulaat In het kader van duurzaam bouwen worden er steeds meer gerecyclede betonresten, het zogenoemde betongranulaat, als toeslagmateriaal toegevoegd. De hoeveelheid kan oplopen tot ongeveer 20%. Hulpstoffen Aan een betonmengsel kunnen hulpstoffen worden toegevoegd. De belangrijkste groepen zijn: plastificeerders, vertragers en luchtbelvormers, die voor een betere verwerkbaarheid zorgen, en hulpstoffen die voor een grotere dichtheid zorgen, zoals vliegas en micrasalia. Sterkteklasse De drukvastheid van beton wordt uitgedrukt in sterkteklassen. Er worden zes sterkteklassen onderscheiden: B5, B15, B25, B35, B45 en B55. Deze cijfers geven de karakteristieke kubusdruksterkte van beton aan in N/mm 2.

105 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON 95 Klassenummer Milieu Voorbeeld toepassing 1 droog binnenwerk 2 vochtig niet-geïsoleerde vloer boven kruipruimte 3 vochtig in combinatie viaducten en bruggen met dooizouten 4 zeewater kademuren en sluizen 5 (a, b, c, d) agressief (zwak, matig, sterk, zeer sterk) funderingen chemische industrie Figuur 4.2 Milieuklassen beton Milieuklasse Naast de sterkteklasse is ook de milieuklasse van beton gestandaardiseerd. De klassen lopen van 1 tot en met 5, waarbij oplopend de eisen en ook de dichtheid groter worden, figuur 4.2. Ongewapend en gewapend beton Ongewapend beton is zoals steen door zijn lage treksterkte alleen geschikt voor op druk belaste constructies, zoals in wandconstructies. Eind vorige eeuw werden echter voor het eerst constructies toegepast waarin het beton gewapend werd met materiaal dat de trekkrachten wel op kon nemen. In de moderne gewapendbetonconstructies is dit over het algemeen staal, in de vorm van wapeningsstaven, figuur en Doordat het wapeningsstaal en het beton ongeveer dezelfde uitzetting als gevolg van temperatuurverschillen kennen, is deze combinatie vrij ideaal, mede omdat het staal bij een voldoende dekking door het beton wordt beschermd. Omdat de krachten in op buiging belaste constructieonderdelen als liggers en vloeren snel de treksterkte van het beton overschrijden, vertoont het beton kleine scheurtjes zodra de wapening deze trekkrachten moet overnemen. Deze weliswaar kleine scheurvorming leidt weer tot een afname van de stijfheid van de betonconstructie. Wapeningsoorten staafstaal: gladde of geprofileerde, losse staven, figuur 4.4-1; wapeningsnetten: geprefabriceerde netten van dunnere staven voor grotere oppervlakken, figuur Functies wapening hoofdwapening: wapening in overspanningsrichting; verdeelwapening: wapening loodrecht hierop, die de belasting over de hoofdwapening verdeelt; bijlegwapening: voor plaatselijke belastingsconcentraties en bij sparingen; krimpwapening: tegen krimpscheuren tijdens verharding van het beton. 1a ongewapend beton voor belasting 2a gewapend beton voor belasting 3a voorgespannen beton voor belasting 1b ongewapend beton bij belasting 2b gewapend beton bij belasting Figuur 4.3 Ongewapend, gewapend en voorgespannen beton 3b voorgespannen beton bij belasting

106 96 1 staafstaal hoofdwapening 1a glad staal 1b geprofileerd staal overspanningsrichting Voorgespannen beton Door een betonconstructie voor te spannen, kan worden verhinderd dat de betonconstructie scheurt. In principe is voorspannen niets anders dan het aanbrengen van een kunstmatige belasting, figuur Hierdoor wordt het beton zodanig op druk belast, dat de trekspanningen zeer gering blijven. Dit voorspannen gebeurt door het staal uit te rekken waardoor er een trekkracht in het staal ontstaat. Wanneer dit bij prefab-betonnen constructieonderdelen vooraf in de fabriek gebeurt, spreekt men van voorgerekt staal. Hierbij wordt de vooraf gespannen kabel mee ingestort en na verharding losgelaten. Bij ter plaatse gestorte constructies wordt nagerekt staal toegepast. Hierbij wordt een buis mee ingestort waarin na het verharden een kabel wordt ingebracht en aangespannen, waarna de buis wordt geïnjecteerd met specie. Voorgespannen constructies kunnen veel slanker worden geconstrueerd doordat de vervormingen veel geringer zijn dan bij normaal gewapend beton. Bekistingen Omdat het beton voor verharding vloeibaar is, wordt het in bekistingen of mallen gestort. Deze bekistingen kunnen in verschillende materialen worden uitgevoerd afhankelijk van het feit of het beton in grotere series wordt geprefabriceerd of ter plaatse gestort. Voor de zogenoemde contactbekisting die de vlakken van de bekisting vormt, worden vooral multiplex en stalen platen gebruikt, figuur Deze worden na verharding verwijderd. Daarnaast kunnen ook achterblijvende bekistingen worden toegepast van geprefabriceerd beton, gevouwen staalplaat, figuur Voor begane-grondvloeren kan een dragende zandlaag, figuur 4.5-2, of isolatiemateriaal worden toegepast. Bij de achterblijvende bekistingsmaterialen wordt gesproken van een verloren bekisting. 1 contactbekisting van multiplex platen 2 wapeningsnet Figuur 4.4 Wapeningstaal verdeelwapening 2 in profiel afgewerkte dragende zandlaag 3 verloren bekisting van staalplaat Figuur 4.5 Bekistingen randkist De bekistingsvorm bepaalt in hoge mate de kosten van een betonconstructie: hoe ingewikkelder en hoe meer toevoegingen des te duurder de constructie. Ook moet er vooral bij (het in het zicht blijvende) prefab-beton rekening worden gehouden met het verschil tussen de gladde mal- en de ruwe stortzijde van de betonelementen Beton als constructiemateriaal Wanneer de term beton in algemene zin als materiaalaanduiding voor constructieonderdelen wordt gebruikt, wordt feitelijk gewapend beton bedoeld. De hieronder vermelde opsomming

107 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON 97 Dragende eigenschappen Druksterkte σ in N/mm Treksterkte σ in N/mm Stijfheid E in N/mm Volumieke massa in kg/m Toelaatbare druksterkte/gewicht SGR in 1/m Thermische uitzetting α in 10-5 m/m K 1,0 Scheidende eigenschappen Thermische geleiding λ in W/mK 1,4 1,9 Soortelijke warmte c in J/kgK 840 Dampdiffusieweerstand μ Figuur 4.6 Eigenschappen beton van eigenschappen betreft dan ook het gecombineerde materiaal gewapend beton, figuur 4.6. Constructieve eigenschappen Gewapend beton heeft door de combinatie van staal en beton prima mechanische eigenschappen. Belangrijk is wel het grote eigen gewicht en de forse afmetingen in vergelijking met bijvoorbeeld staal. De vervormingen in beton als gevolg van belastingen zijn aanzienlijk kleiner dan in hout en staal. Het materiaal is daardoor bijzonder geschikt voor vloerconstructies waarbij een geringe doorbuiging kan worden gecombineerd met een redelijke overspanning. Wel zijn de vervormingen ten gevolge van krimp (na verharding) en kruip (bij langdurige belasting) factoren waarmee rekening gehouden moet worden. Brandveiligheid Wat betreft de brandveiligheid is beton vergelijkbaar met stenen constructieonderdelen. Beton is van zichzelf onbrandbaar en heeft bij een geringe dikte al een aanzienlijke weerstand tegen branddoor- en overslag. Bij ter plaatse gestorte constructies wordt de brandveiligheid nog vergroot doordat de aansluitingen veelal homogeen verlopen. Bouwfysische eigenschappen Bouwfysisch heeft beton een aantal voor- en nadelen die samenhangen met de massiviteit van het materiaal. Positief werken hier de eerder genoemde geluidsisolerende werking tegen luchtgeluid en de warmteaccumulerende werking. Negatief zijn de starheid en daardoor goede overdracht van contactgeluiden en de goede thermische geleiding die het materiaal ongeschikt maken om ongeïsoleerd als klimaatscheidende constructie toe te passen. Daarnaast is door het gesloten oppervlak de vochtregulerende werking minimaal. Uitvoering In beton bouwen is goedkoop doordat de grondstoffen goedkoop zijn. Door de vele arbeidsbesparende technieken zijn zowel ter plaatse gestorte constructies met systeembekistingen als prefabbetonconstructies zeer snel te bouwen. Daarbij is het prefab nog meer in het voordeel hoewel hier aanzienlijk meer tijd in de voorbereiding moet worden gestoken en de mogelijkheid voor aanpassingen in het werk nagenoeg nihil is. Duurzaamheid Het materiaal beton is zeer duurzaam en bestand tegen invloeden van buitenaf. Gevoeliger is wel de wapening en de vaak genoemde betonrot betreft dan ook niet het beton zelf, maar de aantasting van de wapening doordat deze door carbonatie van het beton bloot is komen te liggen. Een gebouw in een wandskelet van beton is niet flexibel en behalve bij ver doorgevoerde prefabricage niet demontabel. Daardoor is het hergebruik op gebouw- en elementniveau minimaal en komt het meestal neer op sloop. De betonresten kunnen worden vermalen tot betongranulaat, dat kan worden gebruikt voor wegen of in nieuwe betonproducten (max. 20%) Ter plaatse gestort versus prefab-beton Voor de verwerking van de betonmortel bestaat de keuze uit twee principieel verschillende vervolgstappen: ter plaatse gestort beton, vervoer over de weg in betonmixers naar het bouwwerk om het aldaar in bekistingen te storten; prefab-beton, het in de fabriek in speciale mallen storten voor de verschillende constructieelementen als kolommen en vloeren en die vervolgens transporteren en in het werk monteren.

108 98 Deze twee productievormen bieden zeer verschillende mogelijkheden, maar stellen ook zeer verschillende randvoorwaarden aan de voorbereiding van het bouwwerk. Ter plaatse gestort beton Dit is de traditionele variant van het produceren van betonconstructies. Het belangrijkste verschil uit zich in het feit dat er op de bouwplaats bekistingen moeten worden vervaardigd die zorgvuldig gemaatvoerd, vervaardigd, gesteld, gevuld en vervolgens gelost moet worden. Al deze handelingen vragen op de eerste plaats tijd en op de tweede plaats veel mankracht. Beiden brengen aanzienlijke kosten met zich mee wat de belangrijkste reden is geweest dat men in de bouw twee richtingen van innovaties heeft 1 ter plaatse gestort beton met traditionele bekisting 2 ter plaatse gestort beton met systeembekisting 3 prefab beton Figuur 4.7 Ter plaatse gestort versus prefab-beton gezocht, figuur 4.7: steeds verder ontwikkelen van systeembekistingen die het bekistingswerk vereenvoudigen en snel en meerdere malen inzetbaar zijn; verschuiven van stort- en verhardingsproces naar de fabriek. Prefab-beton Het productieproces in de fabriek met behulp van speciaal vervaardigde en vele malen te gebruiken houten of stalen mallen heeft een aantal voordelen ten opzichte van ter plaatse gestort beton: arbeids- en tijdrovende vervaardiging van bekistingen op het werk is vervangen door eenmalig te vervaardigen bekisting in de fabriek; deze bekisting kan een complexere vorm hebben omdat zij een zeer groot aantal malen kan worden gebruikt; omstandigheden in de fabriek voor het vervaardigen van de mal maar ook van het betonproduct zijn vele malen beter waardoor er een hoogwaardiger, sterker, maar ook fraaier product wordt verkregen. Voorbereiding Het belangrijkste nadeel van prefab- ten opzichte van ter plaatse gestort beton is de langere voorbereidingstijd van ontwerp tot montage in het werk. Dit komt doordat: producten en dus mallen zeer nauwkeurig moeten worden ontworpen en vervaardigd, omdat aanpassingen op het werk nauwelijks mogelijk zijn; aantal tekenronden met het nodige controlewerk tussen architect, aannemer en prefab-fabrikant noodzakelijk is; de hoge kosten van de mallen noodzaken tot het vele malen gebruiken van de mal waardoor een serie elementen meestal na elkaar wordt geproduceerd. Verbindingen Een ander belangrijk verschil ligt in het statische gedrag van ter plaatse gestorte constructies die als vanzelf een monoliet geheel vormen. Hierdoor zijn ondanks de minder hoogwaardige betonkwaliteit besparingen in de constructiehoogte te bereiken doordat vloeren en liggers samen kunnen werken. Ook is de stabiliteit van de

109 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON 99 hoofddraagconstructie vaak al een vanzelfsprekendheid door de vele momentvaste verbindingen in het skelet, figuur t.p.g. momentvast 2 prefab scharnierend 3 prefab momentvast Figuur 4.8 Verbindingen in ter plaatse gestort versus prefab-betonconstructies Normen Voor de normering van de mechanische eigenschappen wordt verwezen naar de TGB Beton. De basiseisen voor betonconstructies zijn opgenomen in NEN De verdere eisen zijn opgenomen in: NEN 5950 VB technologie; NEN 6722 VB uitvoering. 4.2 Ter plaatse gestorte betonnen vloeren Zoals de vergelijking tussen ter plaatse gestort en prefab-beton al heeft getoond, kunnen de voordelen van de laatste vorm vooral voor vloeren groot zijn. Toch kunnen er aanleidingen zijn om ter plaatse gestorte vloerconstructies toe te passen, vooral met behulp van systeembekistingen. Daarnaast kan de keuze te maken hebben met: omstandigheden op de bouwplaats die het vervoeren of monteren van prefab-onderdelen onmogelijk maken; complexiteit van de vorm gecombineerd met een zeer beperkte seriegrootte; gewenste mechanische gedrag waardoor een monoliete constructie gewenst is. Afhankelijk van vorm en uitvoering worden hierna onderscheiden: 1 vloeren op zand; 2 vlakke plaatvloeren; 3 koker-, bollenplaat-, ribben- en cassettevloeren; 4 paddestoelvloeren; 5 balkenvloeren Vloeren op zand Een zeer voor de hand liggende reden om een ter plaatse gestorte vloer toe te passen kan de al aanwezige bekistingsmal zijn in de vorm van een redelijk stabiele ondergrond van zand. Daarbij moet er onderscheid gemaakt worden tussen: ondersteunde vloeren, die, eventueel na grondverbetering, gefundeerd zijn op de zandlaag; eventueel stalen kolom gevel dilataties plaatrib fundering werkvloer 1 ondersteunde vloer fundering op staal 2 vrijdragende vloer fundering op palen eventueel stalen kolom gevel betonvloer ter plaatse gestort met randbalken kolomplaat ondergrond kan inklinken gecacheerde isolatieplaten tevens werkvloer betonvloer kan zakken met inklinkende ondergrond evt. funderingsstrook (voor machine opstelling of tussensteunpunten gecacheerde isolatieplaten tevens werkvloer zandlaag aantrillen fundering op palen Figuur 4.9 Ondersteunde en vrijdragende vloer op zand

110 100 vrijdragende vloeren, waarbij de ondergrond enkel als bekisting wordt gebruikt en de fundering wordt gevormd door palen, poeren, enzovoort. Ondersteunde vloeren Als de ondergrond een zekere stabiliteit heeft, kan deze natuurlijk eenvoudig als bekisting en fundering worden gebruikt. Daarbij spreekt men van een vloer op grondslag, figuur Dit kan gebeuren als de draagkrachtige laag niet meer dan 1,000 à 1,500 m onder het maaiveld ligt dan wel op een grondverbetering bij een niet grotere diepte dan 3,000 m. Doordat de vloer mee moet zakken met de inklinkende ondergrond, moet deze vrij worden gehouden van de vorstranden of andere funderingsstroken. Grotere vloervlakken kunnen door krimp en temperatuursspanningen scheuren. Daarom worden ze meestal met dilataties om de 5 à 6 m uitgevoerd. Vrijdragende vloeren Als de draagkrachtige laag op meer dan 3,000 m onder het maaiveld is gelegen, moet het gebouw op palen of poeren worden gefundeerd, figuur De vloer wordt dan vrijdragend uitgevoerd en zakt niet mee met de ondergrond. Uitvoering De uitvoering van een vloer op zand kan als volgt gaan: na het verbeteren van de samenstelling van het aanwezige grondpakket, dan wel het aanbrengen van een geschikte zandlaag wordt de gewenste vorm van de vloer uitgegraven, inclusief funderingsstroken ter plaatse van gevels en indien aanwezig van palen of poeren; om de wapening te kunnen stellen en om het weglopen van het aanmaakwater van de betonmortel in de ondergrond zo goed mogelijk te voorkomen, wordt er een werkvloer van 50 tot 60 mm ongewapend beton aangebracht. Als er geen gevaar bestaat voor het intrappen van de wapening, kan er met een laag stevige folie worden volstaan; afhankelijk van de uiteindelijke functie van het gebouw kan het noodzakelijk of gewenst zijn een zekere isolatiewaarde te bereiken. Hiertoe wordt de zandlaag afgedekt met drukvaste isolatieplaten met een gesloten celstructuur; tot slot wordt de benodigde wapening aangebracht, waarna de vloer kan worden afgestort. Afwerkvloeren Afhankelijk van de gewenste vlakheid van de bovenzijde en het aanbrengen van leidingwerk kan in zijn algemeenheid bij betonvloeren worden gekozen voor: afvlinderen van de ter plaatse gestorte, ruwe betonvloer. Dit gebeurt dus in de open lucht direct na het storten; aanbrengen afwerklaag op de ruwe vloer met een dikte van 30 tot 80 mm afhankelijk van de benodigde hoogte voor het leidingwerk. De afwerklaag wordt aangebracht als het gebouw dakdicht is. Afwerkvloeren worden behandeld in deel 5 Afbouw, hoofdstuk 5. Kleikorrels of schuimbeton als isolatiemateriaal Een alternatief voor de isolatieplaten is de toepassing van kleikorrels of schuimbeton. Deze materialen vormen de isolatie door de grote hoeveelheid lucht in het materiaal. Bij de toepassing van kleikorrels vormen deze isolatiemateriaal en werkvloer voor: ondersteunende afwerkvloer met krimpbewapening bij fundering op staal, figuur , die moet kunnen inklinken met de ondergrond; constructieve betonvloer bij fundering op palen of poeren, figuur Gezien de geringere draagkracht van de kleikorrels worden de wanden en gevels op betonnen funderingsstroken gefundeerd. Bij schuimbeton kunnen de wanden en gevels door de grotere draagkracht wel hierop worden gefundeerd in geval van een fundering op staal, figuur Vlakke plaatvloeren Vrijdragende vlakke plaatvloeren worden veel toegepast als kelderdek- en verdiepingsvloeren, figuur Vlakke plaatvloeren worden zo genoemd omdat balken ontbreken en de onderzijde (vaak plafondzijde) dus vlak is. Soms kan plaatselijk de toepassing van balken wenselijk of noodzakelijk

111 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON 101 eventueel stalen kolom gevel dilataties afwerkvloer met krimp- wapening plaatrib fundering werkvloer 1 ondersteunde vloer fundering op staal funderingsstrook onder draagmuur e.d. kleikorrels: fundatielaag, isolatielaag en werkvloer eventueel stalen kolom gevel constructieve betonvloer kleikorrels: isolatie en werkvloer kolomplaat fundering op palen Figuur 4.11 Vlakke plaatvloer zijn bij die constructieonderdelen die afwijken van het hoofddraagpatroon bijvoorbeeld de randbalk ter plaatse van de gevel of ter plaatse van grote sparingen. Het ontbreken van verdikkingen onder de vloer biedt enkele voordelen: bekisting is minimaal; vrije verdiepingshoogte is maximaal; leidingwerk onder de vloer wordt niet door balken gehinderd. 2 vrijdragende vloer fundering op palen stalen kolom/wand gevel betonvloer verzwaarde strook Een ter plaatse gestorte traditioneel met hout bekiste vlakke plaatvloer komt men niet vaak meer tegen. Alleen door de introductie van systeembekistingen, zoals de tafel- of tunnelbekisting, is de toepassing van ter plaatse gestorte vloeren economisch rendabel. Bekistingssystemen zelf en de realisatie van wanden en vloeren in diverse skeletvormen worden behandeld in deel 12a Uitvoeren. schuimbeton 3 schuimbetonfundering op palen Figuur 4.10 Isolatielaag kleikorrels of schuimbeton Koker-, bollenplaat-, ribben- en cassettevloeren Omdat bij grotere overspanningen het eigen gewicht van de vloer als gevolg van de vereiste constructieve dikte een onevenredig groot gedeelte van de totale belasting vormt, zoekt men dan naar gewichtsbesparende maatregelen. Dit kan op een aantal manieren, door: toepassen lichtere toeslagen, zogenoemde lichtbeton;

112 102 weglaten beton in de constructief neutrale zone in het midden van de doorsnede, dan wel aan de onderzijde zodat het meeste beton zich in de drukzone bevindt waar het rendement het hoogst is. 1 kokervloer 2 bollenplaatvloer Dit weglaten van beton kan op een aantal manieren worden verwezenlijkt door gebruik te maken van al dan niet verloren gaande bekistingselementen. De benamingen voor deze vloeren zijn afgeleid van de vorm van deze bekistingselementen: kokervloeren, door holle kokers van karton, metaal of kunststof die tegen opdrijven zijn verankerd aan de bekisting, figuur ; bollenplaatvloeren, door holle kunststof bollen, die prefab op de onderschil worden aangevoerd, figuur ; ribbenvloeren, door trapeziumvormige bekistingselementen te plaatsen waardoor aaneengesloten T-liggers ontstaan, figuur ; cassettevloeren, door vierkante sparingselementen die wapening en dus overspanning in twee richtingen mogelijk maken, figuur Bij vloeren met uitsparingen aan de onderzijde kan het noodzakelijk zijn ter plaatse van opleggingen versterkte stroken, figuur , of kolomkoppen, figuur , aan te brengen. rib 3 ribbenvloer verzwaarde strook randbalk kolomkop 4 cassettevloer Figuur 4.12 Koker-, bollenplaat-, ribben- en cassettevloeren Paddestoelvloeren Als een vlakke plaatvloer alleen wordt gedragen door kolommen, worden de belastingen van het totale vloerveld geconcentreerd afgedragen naar de beperkte doorsnede van de kolommen, figuur Afhankelijk van de dikte van de plaatvloer is het mogelijk deze krachtsoverdracht via de nodige extra wapening met een zogenoemde verborgen kolomplaat, te laten plaatsvinden, figuur Worden deze ponskrachten te groot, dan moet er een kolomkop of -plaat worden aangebracht. De eerste constructies die zo werden uitgevoerd, hadden een paddestoelvormige opbouw waarin het krachtenverloop bijna letterlijk tot uitdrukking werd gebracht, de zogenoemde paddestoelvloeren, figuur Omdat deze manier van bekisten redelijk arbeidsintensief is, wordt thans veelal de besproken economischer manier toegepast met behulp van een kolomkop

113 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON 103 of -plaat, afhankelijk van het benodigde spreidingsoppervlak. De beëindiging van een paddestoelvloer kan worden gevormd door middel van een overstek dan wel door een randbalk, figuur en pons bij kolom 2 'verborgen' kolomplaat 1 beeindiging door overstek Figuur 4.14 Paddestoelvloeren 2 beeindiging met randbalk 3 kolomkop 4 kolomplaat 5 paddestoel Figuur 4.13 Overdracht ponskrachten bij vlakke plaatvloer Balkenvloeren Als het niet meer lukt of als het wenselijk is de vloervelden rechtstreeks via wanden of kolommen te ondersteunen, moet er een balkenvloer worden toegepast, figuur en Feitelijk is dit de oudste vorm van ter plaatse gestorte vloerconstructies omdat deze eerste vloeren sterk waren afgeleid van de houten balklagen. Net als bij de houten vloeren kan de vloer in een- of in tweevoudig liggersysteem worden overspannen. Bij een tweevoudig systeem wordt er gesproken moer- en kinderbalken. Zijn de twee overspanningsrichtingen gelijkwaardig, dan wordt er gesproken van een kruisvloer, figuur balken in dwarsrichting 2 balken in langsrichting 3 kruisvloer Figuur 4.15 Balkenvloeren

114 104 Constructieelement Dwarsdoorsnede Langsdoorsnede Overspanning l in m Verhouding d l d Vlakke plaatvloer 5 10 l 1 35 Kokervloer Bollenplaatvloer Ribbenvloer Cassettevloer Paddestoelvloer Balkenvloer d d d d d l l l l l l dl d d d d l l l l l l d ld d d d d l l l l dl l dl d d l d d l l l l dl l dl d d d d l l l l l l ld d d d d d l l l l l d l l d d d d l l l l l l Figuur 4.16 Vuistregels dimensionering ter plaatse gestorte betonvloeren Het spreekt voor zich dat balkenvloeren in het algemeen en een tweevoudig systeem in het bijzonder zeer arbeidsintensieve bekistingsconstructies vereisen Vuistregels ter plaatse gestorte betonnen vloeren Figuur 4.16 geeft vuistregels voor de bepaling van constructieve hoogte en maximale overspanning. 4.3 Halfgeprefabriceerde betonvloeren Een bijzondere vorm van ter plaatse gestorte vloeren is de toepassing van breedplaatvloeren, ook wel bekistingsplaat- of schilvloeren genoemd. Feitelijk vormt dit type een tussenvorm met het geprefabriceerde gedeelte (schil) als bekisting en de ter plaatse gestorte druklaag daarop. Doordat de vloer deels is geprefabriceerd, biedt zij vele van de voordelen van beide typen. Dat is de reden waarom deze veel toegepaste vloer wat uitgebreider behandeld wordt. Met breedplaatvloeren zijn ook zeer economisch grotere overspanningen te creëren door de toepassing in constructies met versterkte en verzwaarde stroken Breedplaatvloeren Breedplaatvloeren bestaan uit een vooraf vervaardigde schil van circa 50 mm beton waarin al de nodige wapening is aangebracht. Doordat het transportgewicht laag is, kan deze schil een behoorlijke afmeting hebben tot een breedte

115 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON 105 ter plaatse gestorte druklaag ruimte voor leidingen eventuele afwerklaag in het werk aan te brengen bovenwapeningsnet sparing standaardplaat pas plaat doorkoppel wapeningsstaven prefab-beton bekistingsplaat Figuur 4.17 Opbouw breedplaatvloer tralieliggers onderwapeningsnet van 3,000 m, bij een lengte van 6 à 9 m. De platen moeten tijdelijk met korte tussenafstanden worden ondersteund waarna de constructief meewerkende betonlaag ter plaatse wordt aangebracht, figuur Deze laag van circa mm vormt de benodigde constructieve hoogte. Hierdoor ontstaat er een monoliet gestorte vloerconstructie vergelijkbaar met een vlakke plaatvloer. Wapening De bekistingsplaat bevat al de benodigde onderwapening, daarnaast zijn over de volle lengte tralieliggers gedeeltelijk ingestort, figuur Deze tralieliggers geven de plaat tijdens transport de benodigde sterkte en stijfheid en aangrijpingspunten voor het inhijsen. De bovenwapening wordt in het werk op de tralieliggers aangebracht. Ook bestaat de mogelijkheid zogenoemde voorgespannen breedplaatvloeren toe te passen. De voorspanwapening zit in de schil, zodat deze platen ook tijdens het transport al een zekere sterkte en stijfheid bezitten. Hierbij vervalt de functie van transportwapening van de tralieliggers en is het dan ook niet noodzakelijk deze over de volledige lengte door te zetten. De tralieliggers worden dan alleen als afstandhouder voor de bovenbewapening aan de einden van de platen aangebracht. Sparingen Sparingen kunnen op verschillende manieren worden gerealiseerd: ten behoeve van verticale leidingdoorvoeren kunnen blokken cellenbeton op de schil worden Figuur 4.18 Voorbeeld vloerplan breedplaatvloer met sparingen en passtroken aangebracht. De leidingdoorvoeren kunnen dan naderhand worden geboord; centraaldozen voor elektra kunnen tijdens de fabricage al worden gemonteerd; grotere sparingen kunnen worden uitgespaard in de bekistingsplaat, waarbij raveelwapening noodzakelijk is, figuur Passtroken De platen zijn verkrijgbaar in verschillende standaardbreedtes die per fabrikant kunnen verschillen. Veelvoorkomende standaardbreedten zijn 1.200, en mm. Passtroken zijn vanaf 200 mm leverbaar. Speciale vormen zoals schuine of ronde beëindigingen zijn in overleg met de fabrikant leverbaar dan wel voor een deel in het werk te zagen door de geringe dikte van de schil. Installaties Doordat een groot gedeelte van de breedplaatvloer ter plaatse wordt gestort, is het mogelijk veel van het benodigde horizontale leidingwerk in de vloer op te nemen. Zoals al eerder vermeld, zijn de centraaldozen voor de onderliggende verdieping al meegestort, waarna de rest van het elektranetwerk op de bekistingsplaat kan worden gemonteerd. Ook buizen van beperkte doorsnede tot circa 80 mm, zoals voor water, riolering en mechanische ventilatie, kunnen worden aangebracht. Wel moet men in verband met de noodzakelijke constructieve hoogte een te hoge concentratie van leidingwerk en kruisingen van dikkere leidingen vermijden.

116 Verzwaarde strokenvloeren Als de overspanningen voor een traditionele breedplaatvloer te groot worden, kan deze worden voorzien van voorspanwapening. Een andere mogelijkheid is het creëren van een platte ligger die de overspanning opdeelt. Deze beperkt de constructiehoogte aanzienlijk. Deze verzwaarde strokenvloer is zeer economisch uit te voeren door middel van breedplaten, figuur overzicht opbouw vloer met verzwaarde stroken Opbouw De voorgespannen breedplaten voor de verzwaarde strook worden in de richting van de strook gelegd. Deze stroken kunnen vanaf m breedte zijn. Hier overheen komen in de andere richting de normale breedplaatvloeren waarna het geheel kan worden afgestort. Idealiter worden de schillen van deze laatste platen rechtstreeks op de wat dikkere schil van de verzwaarde strook gelegd, figuur Het vergroten van de breedte van de verzwaarde strook heeft dan ook de voorkeur. Lukt dit niet, dan moet de strook dikker worden. Dit kan plaatselijk met een kleine randbekisting van baddingen worden gerealiseerd, figuur Bij het laatste vloerveld is een overstek over de kolom noodzakelijk, figuur Is dit niet mogelijk, dan moet hier een normale randbalk worden toegepast, figuur Door de verschillen in vervorming van de voorgespannen stroken ten opzichte van het vloerveld is scheurvorming niet denkbeeldig. Daarnaast is de voorspanning in de dunne schil kwetsbaar schil 100 mm tijdelijke ondersteuning voorkeur voor bredere strook schillen rechtstreeks op elkaar 4 beeindiging door randbalk tijdelijke ondersteuning 1200 schil 50 mm eventueel naspankabels 3 smalle plaatvloer met extra constructiehoogte en randbekisting Figuur 4.19 Verzwaarde strokenvloer 5 beeindiging door randstrook

117 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON 107 Constructie-element Dwarsdoorsnede Langsdoorsnede Overspanning l in m Verhouding d Verhouding l 1 l 1 l 1 l 2 Breedplaatvloer d l d Verzwaarde strokenvloer l 2 l Figuur 4.20 Vuistregels dimensionering halfgeprefabriceerde betonvloeren Kolomaansluiting Ter plaatse van de kolom kunnen de platen doorlopen tot aan de kolom. De overblijvende vloerveldjes moeten uitgekist worden of met een aparte prefab-kolomplaat worden gerealiseerd Vuistregels halfgeprefabriceerde vloeren Figuur 4.20 geeft de vuistregels voor de bepaling van constructieve hoogte en maximale overspanning. 4.4 Prefab-betonnen vloeren Het toepassen van geprefabriceerde vloeren, ook wel systeemvloeren genoemd, heeft een grote vlucht genomen. Bij de keuze is meestal de kortere bouwtijd het belangrijkste argument. Daarnaast speelt vooral bij de begane-grondvloeren ook een rol dat de vereiste isolatie in veel systeemvloeren is geïntegreerd. Geprefabriceerde betonvloeren zijn er in veel soorten en maten die per fabrikant kunnen verschillen, deze zijn te herleiden tot de volgende typen: rib(cassette)vloeren; combinatievloeren; kanaalplaatvloeren; massieve plaat- en leidingvloeren. Deze vloeren worden zowel in de woning- als de utiliteitsbouw toegepast. Daarnaast zijn er specifiek voor de utiliteitsbouw typen vloeren die geschikt zijn voor grotere belastingen en overspanningen; hiervan worden vooral de T- en TT-plaatvloeren behandeld. In zijn algemeenheid geldt dat voor veel typen een variant is ontwikkeld inclusief isolatie voor toepassing als begane-grondvloer. Uitzonderingen hierop vormen enerzijds de ribcassette- en combinatievloeren die een specifieke begane-grondvloer zijn en anderzijds de T- en TT- plaatvloeren die specifiek voor verdiepingsvloeren zijn. Afwerk- en druklaag De bovenzijde van de meeste systeemvloeren is nog onafgewerkt en bovendien zijn de elementen na het leggen niet gekoppeld, figuur kelkvoeg 1 ruwe (systeem) vloer 2 afwerklaag wapening aanstorten langsvoegen 3 constructieve druklaag Figuur 4.21 Afwerk- en druklaag afwerklaag constructieve druklaag ruwe vloer mm

118 Hiervoor is het noodzakelijk dat er nog een geringe afwerklaag wordt aangebracht om de naden tussen de elementen te vullen en de vloer een gladder oppervlak te geven. Daarnaast kan deze afwerklaag afhankelijk van de dikte dienen voor het wegwerken van dunne cv- en of waterleidingen (dikte afwerklaag 50 mm) en aansluitleidingen van riolering of mechanische ventilatie (dikte afwerklaag 100 mm), figuur Bij sommige systeemvloeren is een naderhand aan te brengen druklaag noodzakelijk, figuur Deze druklaag is een ter plaatse gestorte toevoeging die enerzijds een bijdrage levert aan de druksterkte van de constructie als geheel. Anderzijds verzorgt de druklaag de constructieve koppeling van de vloer tot een doorgaande schijf, als noodzakelijk onderdeel van de stabiliteitsvoorziening. buiten toegevoegde isolatielaag afwerklaag kan vervallen Warmte-isolatie De warmte-isolerende functie van een dakvloer wordt in het algemeen gerealiseerd door een standaardvloer toe te passen, waarbij een isolatielaag bovenop wordt toegepast, figuur De afwerkvloer kan hierbij vervallen. Bij een begane-grondvloer wordt de isolatie onder de vloer aangebracht en in de systeemvloer geïntegreerd, figuur Rib(cassette)vloeren Bij ribbenvloeren zijn de afzonderlijke vloerelementen in de lengterichting voorzien van twee ribben aan de randen van de plaat. De plaat heeft meestal een standaardbreedte van 1200 mm, figuur Wanneer de langsribben op de einden nog verbonden worden door een dwarsrib, spreekt men van ribcassettevloeren. afwerklaag ruimte voor leidingen oplegnok 1200 sparinggebied 1 opbouw ribcassettevloer aanstorten langsnaad isolatie De ribben verzorgen de belastingsoverdracht in lengterichting en zijn geschikt voor het opne- spiegelwapening hoofdwapening binnen < 300 > dakvloer binnen afwerklaag pas - element ongewapende passtrook gewapende passtrook binnen 2 verdiepingsvloer binnen afwerklaag kruipruimte element met isolatielaag 3 begane-grondvloer Figuur 4.22 Plaats warmte-isolatie 2 vloerplan Figuur 4.23 Rib(cassette)vloeren

119 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON 109 men van lijnbelastingen zoals door muren. Het element zelf spreidt de nuttige belasting in de kortste richting over de twee ribben waardoor de zogenoemde spiegel zeer dun kan zijn. Ribbenvloeren kunnen aan de onderzijde al vooraf zijn voorzien van een warmte-isolerend materiaal en worden dan ook gebruikt als begane-grondvloer boven kruipruimtes in zowel de woning- als de utiliteitsbouw. Daarnaast worden ze ongeïsoleerd ook toegepast in de utiliteitsbouw. Wanneer de elementen zijn geplaatst worden de langsnaden afgestort al dan niet in combinatie met een eventuele afwerk- of druklaag Combinatievloeren Combinatievloeren, ook wel broodjesvloeren genoemd, zijn systeemvloeren die worden opgebouwd uit geprefabriceerde betonnen liggers, afzonderlijke isolatie-elementen (vulelementen) en een ter plaatse gestorte betonlaag, figuur druklaag ruimte voor leidingen afwerklaag eps - isolatie element Wapening De ribben zijn in de hoofdoverspanningsrichting gewapend met betonstaal eventueel met voorspanning. De spiegel is in de dwarsrichting gewapend. 1 opbouw combinatievloer prefab betonligger Sparingen en passtroken Kleinere sparingen tot een grootte van een vloerluik zijn alleen mogelijk in de spiegel en moeten vooraf zijn ontworpen, zodat ze worden meegenomen bij de fabricage. Grotere sparingen in een begane-grondvloer kunnen alleen worden gerealiseerd door het weglaten van platen en het plaatselijk opvangen van de overige platen door afzonderlijke funderingstroken. Passtroken zijn alleen in beperkte maatstappen standaard, bijvoorbeeld op een halve en een driekwart plaatbreedte. Daarnaast is het beperkt mogelijk in het werk passtroken te overbruggen. Daarvoor worden speciale isolatieplaten op de inkeping boven aan de ribben gelegd en vervolgens opgestort met de afwerk- of druklaag, figuur Dit is tot een breedte van 300 mm mogelijk zonder wapening, daarboven moet wapening in de dwarsrichting opgenomen worden. Installaties In de afwerklaag kunnen installaties van beperkte doorsnede, zoals cv-leidingen, worden opgenomen. Andere leidingen moeten in de kruipruimte onder de vloer worden aangebracht. 2a randligger 2b dubbele ligger 2c geisoleerde ligger 2 liggervarianten combinatievloer 3 vloerplan combinatievloer Figuur 4.24 Combinatievloeren Combinatievloeren zijn door hun isolatie typische begane-grondvloeren die uit voorraad leverbaar zijn, doordat liggers en vulelementen standaard zijn. Ook deze vloeren worden zowel in de utiliteits- als in de woningbouw toegepast.

120 110 Als eerste worden de liggers geplaatst met een onderlinge hart-op-hartafstand van globaal 600 mm, waartussen de vulelementen van een stijf isolatiemateriaal, geëxpandeerd polystyreen (EPS), worden aangebracht. Deze vulelementen verzorgen de isolatie en vormen tevens de (verloren) bekisting voor de constructieve druklaag. Op deze druklaag volgt, afhankelijk van benodigde inbouwhoogte voor installaties, nog de afwerklaag van 30 à 50 mm. Wapening De liggers zijn verkrijgbaar in lengtes tot circa 6,000 m en zijn voorzien van voorspanwapening in onder- en bovenzijde. De druklaag wordt voorzien van wapeningsnetten in betonstaal, in de eerste plaats voor de krimp, daarnaast is aanvullende wapening afhankelijk van de vloerbelasting. Zoals gezegd is een combinatievloer een standaardproduct, geschikt voor normaal gebruik in de woningbouw. Bij grotere vloerbelastingen is het mogelijk de hart-op-hartafstand van de liggers te verkleinen. Ook kan een plaatselijk hogere belasting worden opgevangen door de toepassing van een dubbele ligger, figuur b. Sparingen en passtroken Kleine sparingen kunnen achteraf in het isolatiegedeelte (vulelementen) worden uitgezaagd, zij tasten de constructieve opbouw niet aan. Grotere sparingen, breder dan de hart-op-hartafstand van de liggers worden met behulp van een raveelconstructie gerealiseerd. Een stalen raveling op twee liggers of op een funderingsstrook moet de tussenliggende ligger opvangen. Passtroken worden bij voorkeur door variaties in voorgespannen massieve plaatvloer eventuele druklaag eventuele afwerklaag ruimte voor leidingen aanstorten langsnaden oplegging langsgevel eventuele isolatie voor begane-grondvloeren 1 opbouw (kanaal) plaatvloer eventueel extra bovenwapening voorgespannen kanaalplaat voorgespannen wapening oplegging kopgevel isolatie 3 geisoleerde kanaalplaat eindplaat detail a raveelijzer pasplaat > = 300 mm ophangijzers vulplaat 4 detail a raveelijzer 2 vloerplan kanaalplaatvloer Figuur 4.25 Kanaalplaatvloeren

121 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON 111 de isolatievulelementen opgevangen of door de toepassing van een extra ligger. Isolatie De EPS-isolatievulelementen, zijn in verschillende R c -waarden verkrijgbaar en hebben veelal een uitstekende vleugel die de onderzijde van de betonligger isoleert, figuur Ter plaatse van een dubbele ligger of langs de gevel zijn aanvullende na-isoleerstroken noodzakelijk die met beugels aan deze liggers worden bevestigd, figuur a en b. Ook zijn er systemen met liggers die fabrieksmatig al van isolatie zijn voorzien, waardoor geen vleugels aan de vulelementen noch aanvullende isolatie noodzakelijk zijn, figuur c Kanaalplaatvloeren Kanaalplaten zijn volledig geprefabriceerde, voorgespannen vloerplaten die, ter besparing van het eigengewicht, van holle kanalen zijn voorzien, figuur Door de voorspanning en het geringe eigen gewicht zijn voor toepassing in utiliteitsbouw zeer grote overspanningen tot 15 m te realiseren. Kanaalplaten wordt ook in de woningbouw toegepast, tot een lengte van 6 à 8 m. Door de geringe massa zijn zij, zonder aanvullende maatregelen, niet geschikt voor woningscheidende vloeren in meerverdiepingbouw. Kanaalplaten worden veelal in een standaardbreedte van mm gefabriceerd en op bestelling geleverd. Na de montage van de platen worden de voegen gevuld met een zandcementmortel. Ook kan het noodzakelijk zijn een constructieve druklaag toe te passen voor de noodzakelijke schijfwerking van de vloer als onderdeel van de stabiliteitsconstructie of voor de spreiding van een hogere punt- of lijnbelasting. De niet-constructieve afwerklaag kan in dikte variëren afhankelijk van benodigde installaties die in de vloer moeten worden opgenomen. Wapening Kanaalplaten zijn in de onderzijde van de plaat in de lengterichting voorzien van voorgespannen wapening. In de breedte is geen wapening aanwezig. Bij grotere overspanningen of belastingen kan de bovenzijde eveneens van voorspanwapening worden voorzien. Sparingen en passtroken Sparingen voor doorvoer van leidingwerk zijn tijdens de fabricage eenvoudig vooraf op te nemen en moeten ter plaatse van de kanalen worden aangebracht. Grotere sparingen leiden tot aanvullende wapening en zijn mogelijk afhankelijk van het plaattype. Sparingen voor bijvoorbeeld trapgaten kunnen met behulp van raveelconstructies worden opgelost, figuur Deze ravelingen moeten in verband met de vereiste brandwerendheid meestal twintig minuten brandwerend worden uitgevoerd. Passtroken van halve, driekwart en kwart plaatbreedte zijn standaard leverbaar. Passtroken kleiner dan 300 mm kunnen eventueel ter plaatse worden gestort nadat aan de onderzijde een tijdelijke, provisorische bekisting is aangebracht. De kopzijde van de platen kan schuin of zelf gebogen worden uitgevoerd, zodat schuine of gebogen vloerbeëindigingen mogelijk zijn. De langszijde is altijd recht. Installaties In de woningbouw kan een belangrijk nadeel het leidingwerk van riolering en mechanische ventilatie zijn dat niet in de normale vloerdikte kan worden verwerkt. In sanitaire ruimten, enzovoort, zijn dan extra dikke afwerkvloeren met de onvermijdelijke opstapjes dan wel plaatselijk verlaagde plafondconstructies noodzakelijk. Centraaldozen voor elektra kunnen wel eenvoudig al zijn opgenomen in de kanaalplaat zelf. Een alternatief vormen hier de leidingvloeren, zie paragraaf Isolatie Hoewel het merendeel van de kanaalplaten als verdiepingsvloer wordt toegepast, zijn er ook geïsoleerde kanaalplaten voor de beganegrondvloer verkrijgbaar. De onderzijde is daarbij voorzien van bijvoorbeeld steenwol, waarbij de koppen ten behoeve van de oplegging met nokken zijn uitgevoerd, figuur Een aandachtspunt is de geluidsisolatie bij woningscheidende wanden ter plaatse van de oplegging bij de bouwmuren. Om aan de eisen te kunnen voldoen, moeten de kanalen hier aan de kop dichtgezet worden met bijvoorbeeld isolatiemateriaal.

122 Massieve plaat- en leidingvloeren Massieve plaat- en leidingvloeren die, net zoals kanaalplaten, voor een zeer groot gedeelte zijn geprefabriceerd, kunnen eveneens een zeer snelle bouwtijd verzorgen. Voor de toepassing in zowel de utiliteits- als de woningbouw is er de gewone massieve plaatvloer die sterk vergelijkbaar is met de hiervoor besproken kanaalplaatvloer. Door de massieve opbouw is deze vloer vanwege de grotere massa en dus de geluidsisolerende werking vooral geschikt voor meerverdiepingbouw. Daarnaast is er sinds kort een nieuw type vloer ontwikkeld, de leidingvloer. Dit is een extra dikke kanaalplaatvloer waarbij het onderste gedeelte van de doorsnede massief is uitgevoerd. Hiermee zijn de constructieve sterkte en geluidsisolerende werking gewaarborgd. Het gedeelte van de kanalen kan deels door volledige sleuven worden vervangen. De sleuven zijn geschikt voor het aanbrengen van de leidingen van riolering en mechanische ventilatie over grotere lengten in de vloer. Plaatselijk verhoogde vloeren in badkamers zijn zo niet meer nodig. Wanneer besloten wordt een volledige ringsleuf aan te brengen, kan de keuze voor de plek van de aansluitingen en dus de indeling van de woning uitgesteld worden tot tijdens de bouw en eveneens later zonder al te grote ingrepen worden aangepast. Niet-gebruikte ringsleuven kunnen met gestabiliseerd zand worden gevuld. afwerklaag opbouw leidingvloer riolering mechanische ventilatie standaardplaat (ring)sleuf voor ventilatieleidingen maximale opstap 20 mm i.v.m. toegankelijkheid = < 20 Deze vloeren zijn in dikten van 200 tot 320 mm te verkrijgen, waarbij de overspanningen respectievelijk 6,5 tot 12 m kunnen bedragen. De dikste variant is hierbij gezien zijn massa, die met een cementdekvloer van 50 mm 800 kg/m 2 bedraagt, ook geschikt als woningscheidende vloer voor woongebouwen. De fors grotere dikte maakt het tevens mogelijk ten behoeve van ge- rioleringsleidingen 200 > = 370 pasplaat geen woningscheiding dus geen massa voor geluidsisolatie woningscheiding massa > 800 kg/m 2 = 2 vloerplan Figuur 4.26 Leidingvloeren 3 aansluiting dakterras-leidingvloer

123 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON 113 isoleerde dakterrassen opstappen te vermijden doordat daar geen geluidsisolerende massa nodig is, figuur Daarnaast is er voor de woningbouw de vollediktevloer, waarin al alle benodigde leidingwerk is opgenomen, figuur Deze vloer is in grote breedten tot 3,000 m verkrijgbaar en vraagt geen afzonderlijke afwerkvloer. toplaag opbouw volle dikte vloer standaardplaat trapgatplaat pasplaat eventuele afwerklaag aanstorten langvoegen oplegging De sparingen voor bijvoorbeeld trappen kunnen bij een standaardplaat van 3,000 m niet langer zijn dan 2,400 m omdat er voor de krachtsoverdracht aan weerszijden een strook van ten minste 300 mm nodig is, figuur Installaties Zoals gezegd kunnen in de prefab-elementen al alle benodigde (woningbouw)installaties worden opgenomen. Dit vraagt een zeer goede en dus langere voorbereidingstijd omdat alle aansluitingen en posities van het leidingwerk bekend moeten zijn. Aanpassingen in het werk zijn dan ook niet of nauwelijks mogelijk. Koppelingen tussen de leidingen in de verschillende platen moeten zeer zorgvuldig worden uitgevoerd. Hiervoor zijn voor elektra, mechanische ventilatie en mantelbuizen cv speciale koppelstukken ontwikkeld. De koppelingen vinden door de speciale profilering aan de langszijden van de platen plaats. Ook voor zak- en stijgleidingen zijn doorkoppeldozen beschikbaar die zoals de centraaldozen in de kist worden meegenomen. Leidingen van riolering, water en gas kunnen niet over meerdere platen doorlopen, maar moeten binnen de plaatbreedte van 3,000 m vallen. Bij de opzet van de plattegrond moet hiermee rekening worden gehouden. 2 vloerplan Figuur 4.27 Massieve plaatvloeren sparing Wapening Alle wapening wordt tijdens de fabricage aangebracht en moet dus volledig afgestemd zijn op overspanningen, sparingen, opleggingen, enzovoort. De wapening bestaat uit betonstaal of voorspanstaal. Ook versterkte wapeningsstroken voor punt- of lijnbelastingen kunnen worden opgenomen. Sparingen en passtroken Zowel kleine als grote sparingen kunnen in de platen worden opgenomen omdat deze tot 3,000 m breed kunnen zijn. Raveelconstructies zijn dan ook niet nodig T- en TT-plaatvloeren Vooral in de utiliteitsbouw zijn er veel bouwsystemen op de markt met hun specifieke vloerelementen. Het voert te ver deze complete bouwsystemen hier uitgebreid te behandelen. De in deze bouwsystemen toegepaste vloerelementen zijn veelal een afgeleide van de besproken ribben-, kanaalplaat of massieve plaatvloeren. Daarnaast worden bij grote overspanningen en zeer grote belastingen enkele en dubbele T-plaat-vloeren toegepast. In verband met het algemenere voorkomen worden deze vloeren hieronder wel nader behandeld. Bij T- en TT-plaatvloeren zijn de ribben niet aan de rand, maar in het midden onder de vloerplaat gesitueerd. Door de statische vorm zijn TT-plaatvloeren zeer geschikt om grote overspanningen te realiseren bij een relatief laag eigen gewicht, figuur

124 114 Enkele T-plaatvloeren hebben geen stabiele oplegging wat tijdens transport en montage en indien niet gekoppeld ook na uitvoering een minder gewenste situatie oplevert. De vloer kan worden voorzien van een afwerklaag of een constructieve druklaag, maar kan ook onafgewerkt worden toegepast. Hierbij is nauwelijks koppeling tussen de vloerplaten aanwezig. T-vloer element TT-vloer element eventueel drukverdelende wapening eventueel afwerklaag ruimte voor leidingen gelaste verbinding detail 1a of 1b Een ongelijkmatige belasting kan wisselen van de platen veroorzaken. Als de vloer een stabiliteitsfunctie vervult, kan de constructieve druklaag noodzakelijk zijn. Dit is ook het geval als puntlasten of mobiele belastingen enigszins gespreid moeten worden. Koppeling kan ook plaatsvinden door lasplaatjes in de randen van de vloerelementen aan te brengen, figuur en b. Wapening De wapening van voorspanstaal bevindt zich voornamelijk in het ribgedeelte. Daarnaast is in de breedte de benodigde wapening opgenomen die de krachtsoverdracht van het vloerveld naar de ribben verzorgt. Als er een constructieve druklaag wordt toegepast, zorgen uitstekende beugels van betonstaal voor de noodzakelijk koppeling van de druklaag. 1 opbouw T- en TT-vloer 1a stukjes ingestort hoekprofiel ( mm lang) in het werk aanlassen 2a scharnierend wapening 1b wapeningsbeugel met wapening meevlechten in het werk aanlassen 2b scharnierend, met uitsnijding Opleggingen De kopse kanten van de platen kunnen op verschillende manieren worden beëindigd. Naast een standaarduitvoering waarin het profiel normaal wordt beëindigd, figuur a, kunnen om de constructiehoogte te verminderen ook profileringen worden geleverd met een plaatselijke uitsnijding ter plaatse van de oplegging, figuur b. In beide gevallen ontstaat er een scharnierende oplegging. Is een momentvaste verbinding gewenst, dan moet een plaatselijke aanstorting de momentvaste verbinding verzorgen, figuur c. Sparingen en passtroken In de platen zijn beperkte sparingen mogelijk voor zover zij de ribben niet onderbreken. Omdat de vloer in de utiliteitsbouw wordt toegepast, lopen de leidingen veelal onder plafonds en in schachten. Passtroken zijn veelal tot een halve plaatbreedte beperkt, wat noodzaakt tot een zeer systematische opzet gebaseerd op de maatvoering van de platen. 2c momentvast 2 opleggingen TT-platen Figuur 4.28 T- en TT-plaatvloeren Installaties Leidingen in de vloerelementen komen met uitzondering van een bijzondere elektraleiding niet voor. Horizontaal vindt het leidingwerk onder de vloer plaats al dan niet boven een verlaagd plafond.

125 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON 115 Doorsnede en aanzicht Constructie-element Elementbreedte b in mm Overspanning in m Verhouding d Ribbenvloer b d 600/900/ l Combinatievloer b h = l Kanaalplaatvloer b d l 600/900/ Massieve plaatvloer b d l Verdiepingribbenvloer b d l 600/ TT-plaatvloer b d l 1.800/ Figuur 4.29 Vuistregels dimensionering prefab-betonnen vloeren In de lengterichting kunnen de leidingen tussen de ribben worden aangebracht. Bij de oplegging van de platen moet er rekening worden gehouden met eventueel noodzakelijke koppelingen en doorvoeringen Vuistregels prefab-betonnen vloeren In figuur 4.29 zijn de vuistregels voor de bepaling van de constructieve hoogte en de maximale overspanning gegeven. 4.5 Prefab-betonnen galerij- en balkonplaten In de voorgaande paragrafen zijn veel prefab-betonnen vloeren de revue gepasseerd. In het verlengde hiervan wordt hier ingegaan op prefabbetonnen galerij- en balkonplaten. Hoewel deze niet tot de hoofddraagstructuur van een gebouw worden gerekend en eigenlijk buiten het bestek van dit deel vallen, is er toch een plaats voor deze buitenvloer ingeruimd. Galerij- en balkonplaten worden hoofdzakelijk toegepast in de meerverdiepingbouw waar ze respectievelijk de woningen ontsluiten dan wel voorzien in de noodzakelijke buitenruimte. Om een aantal redenen zijn deze platen voor het overgrote deel van beton en niet van hout of staal. Houten balkons werden in de vooroorlogse bouw nog zeer algemeen toegepast. De geringe weerstand tegen branddoor- en overslag is een groot nadeel. Daarnaast is het onderhoud aan de zich permanent in de buitenlucht bevindende elementen een voortdurende zorg. De geringe massa is oorzaak van veel geluidsoverlast naar onderliggende verdiepingen. Staal als materiaal voor de balkonplaat valt om dezelfde redenen af en wordt alleen nog ter ondersteuning van galerij- en balkonplaten gebruikt.

126 Galerij- en balkonplaten Galerij- en balkonplaten worden meestal geprefabriceerd en op bestelling geleverd. Dit vereist de nodige voorbereiding en overleg met behulp van tekenwerk tussen ontwerpende, uitvoerende en leverende partij. De mallen voor de platen worden meestal speciaal voor een project gemaakt, figuur Eind- en pasplaten zijn een variant op de standaardplaat en door eenvoudige veranderingen van de hoofdmal te fabriceren. waterhol moeilijk af te werken afgespaand of gerold malzijde glad, eventueel antislip profiel middels mat (loopzijde = bovenzijde balkon) Afwerking De malzijde is meestal de bovenzijde van de plaat omdat deze glad kan zijn. De platen worden niet helemaal glad gemaakt omdat het loopvlak spiegelglad zou kunnen worden door regenwater. Daartoe wordt deze zijde voorzien van een anti-slip profilering door in de kist speciale kunststof matten op te nemen. De stortzijde wordt gerold of met een spaan vlak afgewerkt, figuur Afschot Galerij- en balkonplaten staan voor een deel bloot aan regen en wind. Hierdoor is het noodzakelijk regenwater af te voeren via het nodige afschot en een aansluiting op een aantal regenwaterafvoeren te maken, figuur a en b. Figuur 4.30 Storten prefab-balkonplaat Hemelwaterafvoeren kunnen aan de gevel of aan de buitenzijde worden geplaatst, wat het verloop van het afschot bepaalt, figuur a en b. De gevel is de meest voor de hand liggende plaats omdat hemelwaterafvoeren (hwa) hier eenvoudig kunnen worden bevestigd. 1a diagonaal afschot 1b eenzijdig afschot + afschot in de goot gevel aansluiting met gevel raveelijzer maximale opstap 20 mm ivm toegankelijkheid hemelwaterafvoer (hwa) hwa 2a afschot naar de gevel, grote opstap 2b afschot van de gevel, kleinere opstap Figuur 4.31 Hemelwaterafvoer en afschot bij galerij- en balkonplaten 2c afschot naar de gevel, aansluiting prefab balkon bij de deur

127 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON 117 Om het water naar de verticale afvoer te kunnen voeren, kan het afschot bij platen met een kleinere lengte diagonaal worden gemaakt, figuur a. De mal wordt hierdoor wel complexer van vorm. Langere platen krijgen een eenzijdig afschot, het horizontaal transport langs de gevel wordt met een goot opgevangen, figuur b. Ter plaatse van de entree naar de woning moet deze goot worden onderbroken dan wel overbrugd. Een opstand aan alle randen voorkomt dat het regenwater over de plaat de gevelconstructie binnendringt of onderliggende verdiepingen bereikt. In verband met een eventuele verstopping is het van belang dat de opstand aan de buitenzijde van de plaat lager is dan die aan de gevel, vooral ook bij de entree, figuur a en b. Dit is tegenstrijdig met de wens bij meerverdiepingbouw de woningen toegankelijk te maken voor rolstoelgebruikers. Een oplossing kan de toepassing van een geperforeerd metalen rooster zijn dat de overgang van loopvlak naar hoger gelegen dorpel vormt, figuur c. Instortvoorzieningen Tijdens de fabricage van de platen kan een aantal benodigde instortvoorzieningen worden opgenomen: voorzieningen voor de later aan te brengen hekwerken; hijsvoorzieningen voor transport en montage; hemelwaterafvoeren; eventuele elektra. Omdat de meeste galerij- en balkonplaten later worden voorzien van metalen hekwerken, worden hiervoor vooraf sparingen en eventuele schroefhulzen ingestort, wat een goede voorbereiding vereist. Eventueel kunnen hiervoor op het werk gaten worden geboord; ongewenste beschadigingen van de plaat zijn dan vaak niet te voorkomen Opleggingen galerij- en balkonplaten De oplegging van galerij- en balkonplaten kan op verschillende manieren gebeuren, in volgorde van de meest voorkomende toepassing zijn dit, figuur 4.32: door middel van consoles ter plaatse van de bouwmuren; hoeklijnen bevestigd aan de betonvloer; aangestort aan de betonvloer; op kolommen of een andere separate constructie. bouwmuur galerijplaat aanstortnokken balkon console oplegging bouwmuur galerijplaat koudebrug onderbreking loggia oplegging hoeklijn koudebrug onderbreking Figuur 4.32 Overzicht opleggingen galerij- en balkonplaten Consoles Vooral bij de doorgaande galerijplaten zijn uitkragende constructies veelal niet te voorkomen. De meest gangbare oplossing is het toepassen van betonnen consoles ter plaatse van de bouwmuren, figuur Zijn de bouwmuren van (ter plaatse gestort) beton, dan kan de console eenvoudig worden meegestort en door stekken worden verankerd aan de hoofddraagconstructie. Is de bouwmuur van bijvoorbeeld kalkzandsteen, dan moet de console worden ingeklemd. De console is dan langer en loopt van binnen naar buiten door. Zeker bij de laatste constructie is de vorming van een

128 118 eventuele koudebrugonderbreking afwatering en gootje console 1 opgelegd op console beperkte isolatie hoeklijn 2 opgelegd op hoeklijn en kolommen betonnok 3 aangestort met betonnokken stekken stekken koudebrug onoverkomelijk. Oplossingen kunnen zijn de insnoering van de console ter plaatse van de gevelisolatie of de toepassing van een koudebrugonderbreking door middel van roestvast stalen stekken. Aandachtspunten bij consoles zijn: vrije hoogte boven het loopvlak tot onderzijde console, die volgens het Bouwbesluit ten minste mm moet zijn; hoogte van de console, die vooral bij de gevel ten minste 300 mm, maar vaak meer bedraagt. Ter plaatse van de console sluiten veelal meerdere galerijplaten aaneen. De voegen worden afgedicht met een flexibele kit met rugvulling. Om eventueel lekwater alsnog af te voeren, wordt in de console een gootje opgenomen. Hoeklijnen Ter plaatse van verspringingen in de gevels of bij inpandige balkons (loggias), figuur , kan de oplegging ook op aan de vloer bevestigde plaatselijke hoeklijnen worden uitgevoerd. Ook hier moet een te grote koudebrug worden voorkomen. Aanstorten aan de vloer De platen kunnen ook op meerdere plaatsen aan de vloer worden aangestort. Dit kan gebeuren door middel van nokken die plaatselijk de gevelisolatie onderbreken, figuur 4.32 en Het gevaar voor een koudebrug is hier zeer groot waardoor de nokken kleiner dan 200 mm moeten zijn. Een alternatief is een bevestiging door middel van een koudebrugonderbreking die in roestvaststaal wordt uitgevoerd, figuur Met beide manieren kunnen de verbindingen geschikt voor het opnemen van zowel momenten als dwarskrachten worden uitgevoerd. koudebrugonderbrekking rvs staven 4 aangestort met koudebrugonderbreking Figuur 4.33 Details opleggingen balkon- en galerijplaten Separate oplegging op metselwerk Tot een hoogte van twee verdiepingen kunnen de platen worden opgelegd op metselwerk. Als gevolg van temperatuurverschillen ontstaan er krimp- en kruipscheuren, waardoor dit geen algemene toepassing meer vindt. Bij twee verdiepingen kunnen ook vrijstaande stalen kolommen of portalen voor de oplegging van galerijplaten worden toegepast.

129 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON Betonnen wanden Betonnen wandconstructies komen in veel verschijningsvormen voor, zowel in de woning- als in de utiliteitsbouw. Ook hier kan een opdeling worden gemaakt in ter plaatse gestorte en geprefabriceerde constructies. flexibel star = woningscheiding 1 woningbouw: dragende bouwmuren Typologie en toepassingsgebieden Wandstructuren en zeker de, in twee richtingen geplaatste, massieve structuren bepalen de plattegrond van een gebouw in hogere mate dan een kolomskelet (zie ook hoofdstuk 1). De toepassing van betonwanden in de bouw is dan ook direct gekoppeld aan de functie. Zo is de toepassing van een wandenskelet met wanden in de dwarsrichting kenmerkend voor de woningbouw. Door de honingraatstructuur ontstaan vanzelf de woningscheidingen. De indelingsvrijheid beperkt zich tot de gevel en het binnenpakket, figuur Andersom is de toepassing van dragende gevels in de langsrichting bijzonder geschikt voor de vaste dieptemaat van kantoorgebouwen waar de gewenste flexibiliteit juist geen dwarswanden verdraagt, figuur Dragende wanden in twee richtingen zijn geschikt voor hogere woningbouw en voor kleine utiliteitsgebouwen die met een zeer specifiek gebruik geen indelingsvrijheid nodig hebben, figuur Incidentele wanden Als binnen een skelet een incidentele wand als kop- of stabiliteitswand wordt toegepast, kan de manier van uitvoering in veel gevallen een afgeleide zijn van een van hiervoor beschreven methoden, figuur flexibel star = klimaatscheiding 2 kantoorgebouw: dragende gevel star flexibel Bouwmethoden Als er voor de wanden beton wordt gekozen, worden de vloeren nagenoeg ook altijd in beton uitgevoerd. De twee bouwmethoden met betonwanden kunnen twee hoofdgroepen worden onderscheiden: 1 Gietbouw, waarbij de draagstructuur ter plaatse wordt gestort; 2 Montage- of elementenbouw, waarbij de draagstructuur wordt geprefabriceerd en in het werk gemonteerd. 3 casco-woningbouw: dragende bouwmuren en gevel Achtereenvolgens worden hiervan behandeld: ter plaatse gestorte wanden; halfgeprefabriceerde holle wanden; geprefabriceerde betonelementenbouw; geprefabriceerde dragende gevels. 4 incidentele wand: stabiliteitswand en kern Figuur 4.34 Overzicht toepassing betonwanden Verschillen tussen deze wanden manifesteren zich vooral in de uitvoeringsmethode; daarom wordt hiervoor verwezen naar deel 12a Uitvoeren.

130 Ter plaatse gestorte betonwanden De diverse gietbouwmethoden worden onderverdeeld naar de toegepaste bekistingssystemen. Onderscheiden worden daarbij methoden die gebruikmaken van: aparte wand- en tafelkisten voor vloeren; aparte wandkisten en breedplaatvloeren; geïntegreerde wand- en vloerbekisting, de zogenoemde tunnelbekisting. Wandbekisting Wandkisten kunnen vooral in de woningbouw met zijn standaard bruto-verdiepingshoogte in hun afmetingen zeer uniform zijn en daardoor vele malen worden gebruikt. Daardoor is het dan ook rendabel hiervoor kostbaardere stalen kisten te ontwikkelen die voor een hoge maatvastheid en gladde oppervlakte kunnen zorgen, figuur Twee zaken waardoor respectievelijk de ruwbouw en ook de afbouw sneller en eenvoudiger kunnen plaatsvinden. Als een aparte wandkist wordt toegepast, is er voor de vloeren de keuze tussen een tafelkist met volledig ter plaatse gestort beton, figuur , of de toepassing van breedplaatvloeren als halfgeprefabriceerd element, zie paragraaf 4.3. In beide gevallen ontstaat er tussen vloeren en wanden een volledig monoliete verbinding waarbij een zeker moment kan worden opgenomen. Kim Wandbekistingen worden aan de onderzijde gesteld tegen een al op de vloer aangebrachte betonopstorting, de kim. Deze kim wordt meestal in een gang met de onderliggende wand en vloer meegestort, figuur Hierdoor is op een eenvoudige manier de juiste maatvoering van de volgende wand gewaarborgd. centerpen spant centerpen leuning randkist schoren leuning eindwandkist steigerbuis voor koppeling dwarsdoorsnede gebouw 1 stalen wandbekisting 2 tafelbekisting voor vloeren tunnel aansluiting consolesteiger ondersteuning 3 tunnelbekisting voor wanden en vloeren 4 halve tunnel en tunnelmoot Figuur 4.35 Overzicht bekistingen betonwanden en vloeren

131 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON 121 Centerpennen Tussen twee tegen over elkaar staande wandkisten wordt de betonwand gestort. Voor de maatvoering en om uiteenspatten van de bekisting tijdens storten te voorkomen worden tussen de wandkisten centerpennen en afstandhouders aangebracht, figuur en Spouwmuurbekisting Ter verbetering van de contactgeluidsisolatie tussen eengezinswoningen kan er worden gekozen voor de toepassing van een ankerloze spouwmuur. De toepassing in stenen wandconstructies is daarbij een vaak gerealiseerde optie (zie hoofdstuk 3). Voor de gietbouw is een zogenoemde spouwmuurbekisting ontwikkeld, waarbij in een stortfase beide spouwbladen worden gestort, figuur De spouwbreedte kan hierbij varieren van 60 tot 80 mm. stalen kimbekisting prefab - betonnen kimblok bekistingsschot afstandshouder hijsoog 1 kimblok en kimbekisting staalplaat bekisting betonblokje centerpen stalen buis om centerpen verwarmingskoker 1 kist voor ankerloze spouwwand type "mechanisch" 2 traditionele centerpen kunststofbuisje console kopvijzel hijsogen 3 kunststof centerpen Figuur 4.36 Kimblokken en centerpennen Kopschotten Aan de kopkanten van de kist zijn kopschotten nodig, enerzijds als beëindiging van de wand, anderzijds ten behoeve van voorzieningen voor eventuele, later aan te brengen gevelelementen of voor het opleggen van een prefab-galerijconsole. bestaande of eerder gestorte bebouwing bekistingsschot 2 kist voor ankerloze spouwwand type "vast" tevens sprong in eindkist Figuur 4.37 Spouwmuur- en spouwwandbekisting

132 122 stortnaad afwerkvloer = > 230 schil = > 250 = > 250 = > 250 1a kleiner moment 1b groter moment 2 wandkist en breedplaatvloer of bijvoorbeeld Tunnelbekisting Kenmerkend voor de tunnelbekisting is dat wanden en vloeren in één gang worden gestort. Hierdoor kan er nog sneller en nauwkeuriger worden gewerkt, omdat het aantal handelingen bij het stellen en verwijderen van de kist de helft is in vergelijking met afzonderlijke wand- en tafelbekisting, figuur Doordat de bekisting kostbaar is en bij het lossen meer ruimte vraagt, is zij alleen bij grotere series rendabel en alleen mogelijk bij een voldoende groot bouwterrein. De uitvoering gebeurt voor een deel op een vergelijkbare manier met behulp van de hiervoor besproken kimconstructie, centerpennen en kopschotten, zie paragraaf a. 3 dilatatie of ankerloze spouwmuur Figuur 4.38 Details woningscheidingen ter plaatse gestorte betonwanden Spouwwandkist Een variant is de enkele spouwwandkist die kan worden ingezet wanneer er direct naast een bestaande belending moet worden gebouwd, dan wel bij de toepassing van dilatatiewanden, figuur De benodigde tussenruimte varieert daarbij van 80 tot 100 mm. Installaties Voor zowel de wand- als tunnelbekisting geldt dat veel van het leidingwerk op een eenvoudige manier tijdens het storten kan worden meegenomen. Ten opzichte van stenen wandconstructies kan hierdoor arbeidsintensief uitfrezen en afwerken van de leidingsleuven worden bespaard. Vooral in de woningbouw wordt hiervan dankbaar gebruiktgemaakt en worden in de wanden de leidingen voor elektra opgenomen. In de vloeren kunnen elektra, water, cv en in beperktere mate riolering en mechanische ventilatie worden opgenomen. Stijgleidingen worden, in verband met de beperkte inbouwmaat en bereikbaarheid bij reparaties, niet in de wanden opgenomen, maar in aparte schachten en leidingkokers ondergebracht.

133 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON 123 Dilataties Zodra er een voldoende grote seriegrootte is, kunnen er systeembekistingen worden ingezet. Afhankelijk van het bekistingstype zijn dit ongeveer twintig woningen voor een tafelkist en veertig bij een tunnelbekisting. De bloklengte is in verband met lengteveranderingen ten gevolge van krimpen en temperatuurverschillen beperkt. Globaal wordt deze maximumlengte op 40 m gesteld. Is de bloklengte groter, dan is er een dilatatie noodzakelijk. Hierbij wordt de wand ter plaatse dubbel uitgevoerd en de vloeren niet doorverbonden en ontstaat een spouwconstructie. De dubbele wand kan worden gerealiseerd met de eerder beschreven spouwmuur- of spouwwandbekisting. Bij een tunnelbekisting kunnen op de eerder gestorte wand stevige isolatieplaten worden aangebracht waarnaast de volgende tunnel kan worden gesteld. 1 dit gedeelte wordt weggeslagen aan te brengen koppelwapening doorlopende wandwapening Detaillering ter plaatse gestorte wanden Bij ter plaatse gestorte wanden zijn in de detaillering van de aansluitingen met de betonvloeren en de aansluiting op mogelijke gevelwanden van belang, figuur en De wanddikte wordt bij toepassing als woningscheidende wand niet door de constructieve functie, maar door de geluidsisolatie bepaald. Bij de huidige normering voldoet hiervoor een dikte van 250 mm. Een spouwmuurconstructie voldoet aan de geluidsisolatie wanneer de opbouw mm is, figuur Hier kan echter voor de wanddikte de constructie maatgevend zijn zodat deze meestal op een waarde van 150 à 180 mm uitkomt. De spouwbreedte kan hierbij geringer zijn, maar is tevens afhankelijk van het uitvoeringsprincipe en de inzet van een aparte tussenkist dan wel de toepassing van een isolatiemateriaal Halfgeprefabriceerde holle wanden Holle wanden zijn een tussenvorm tussen prefab- en ter plaatse gestorte wanden. Ze bestaan uit twee betonschillen die door middel van tralieliggers aan elkaar zijn verbonden. De wanden worden ter plaatse gevuld, figuur Ze zijn bijzonder geschikt voor kelder- en keerwanden. 2 Figuur 4.39 Opbouw holle wand Voor kelder- en keerwanden zie deel 2 Onderbouw. Als incidentele wanden in een kolomskelet worden holle wanden toegepast als stabiliteitswand of kern. Voor een algehele toepassing in een meerverdiepingswandenskelet zijn vooralsnog de systeembekistingen economischer en rendabeler. De schillen zijn circa 60 mm dik en de tussenruimte varieert van minimaal 100 mm tot 130 mm voor waterkerend werk. De zichtzijde van de elementen is glad afgewerkt.

134 124 Wapening De transportwapening bestaat zoals bij breedplaatvloeren uit de tralieligger en een in de schil opgenomen wapeningsnet van betonstaal. Uitstekende stekken van de onderliggende vloer zorgen voor een momentvaste koppeling. De koppeling tussen de verschillende hollewandelementen wordt door een wapeningskorf verzorgd, figuur stabiliteitswand systeem vloer bitumenweefsel (aanbranden) 10 hoekwapening 2 hoekdetail 1 hor. doorsnede over voeg Figuur 4.40 Details holle wand voegwapening stelregel (in de fabriek aangebracht) 2 stelkozijn Sparingen en instortvoorzieningen Sparingen kunnen eenvoudig op vooraf bekende plaatsen worden opgenomen, evenals elektradozen en leidingen Geprefabriceerde wanden in betonelementenbouw Voor de woningbouw in vooral grotere series zijn er verschillende volledige betoncascobouwsystemen op de markt. Naar materiaalgebruik kunnen die onderscheiden worden in grind- en lichtbeton. Casco s in cellenbeton zijn al behandeld in hoofdstuk 3. Deze montagebouw leent zich bij uitstek voor de woningbouw, zie ook deel 8 Woningbouw. Cascobouwsystemen onderscheiden zich door een zeer hoge bouwsnelheid en een homogeen materiaal gebruik, omdat alle dragende, maar ook niet-dragende wanden inclusief de vloeren in hetzelfde materiaal door dezelfde leverancier kunnen worden aangeleverd en gemonteerd, figuur Figuur 4.41 Cascobouw prefab vorstrand De vervaardiging van deze casco s in grind- en lichtbeton vraagt echter een grondige voorbereiding en in het algemeen een hoge seriematigheid in verband met de eenmalige voorbereidings- en productiekosten. Verdergaande automatisering en koppeling van ontwerp-, reken- en productiewerk maakt echter al een beperkte seriematigheid steeds meer haalbaar. Omdat hiervoor een specifieke productiesysteem van belang is, worden deze bouwsystemen geleverd door specifieke fabrikanten en wordt er gesproken van een gesloten bouwsysteem. Casco s in grindbeton Grindbeton is ten opzichte van lichtbeton aanzienlijk zwaarder en levert daardoor een hogere bijdrage aan vooral de luchtgeluidsisolatie. De zwaardere elementen vereisen echter ook zwaarder materieel op de bouwplaats. Voor een dragende wand is een dikte van minimaal 90 mm vereist terwijl een woningscheidende wand zowel in massieve uitvoering van 240 mm als in ankerloze spouwmuur van minimaal mm aan de geluidseisen voldoet. De vloeren worden over het algemeen in kanaal- of massieve plaatvloer uitgevoerd voor respectievelijk laag- en meerverdiepingbouw. Stabiliteit De stabiliteit in de montagebouw kan door de niet-monoliete verbinding van wanden en vloeren niet uit de optelling van deze knopen worden verkregen. Doordat in het systeem echter zowel de binnenspouwbladen van de gevels als

135 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON 125 ook de scheidingswanden worden opgenomen zijn er voldoende mogelijkheden om het wandenskelet direct stabiel uit te voeren. Installaties Installaties worden al tijdens de fabricage in de wand- en vloerelementen opgenomen. Ankerloze spouwmuur Binnen de montagebouw zijn ook spouwmuurconstructies te realiseren. De opbouw van de spouwconstructie kan daarbij per fabrikant sterk variëren en is afhankelijk van de constructiesterkte, geluidsisolerende werking en uitvoeringsmogelijkheden. Droge en natte verbindingen Bij de vroeger veel toegepaste natte montage werden de constructieve verbindingen gemaakt prefab kern 1 losse staaf mortel korf bestaande uit staaf en beugels 1 natte verbinding doorgaand door ter plaatse gestorte gewapende koppelvoegen. De vloervelden worden rondom voorzien van een ringbalkconstructie en daardoor aan de bouwmuren verankerd. De voor de ringbalk benodigde ruimte werd gevormd door de schuine beëindiging van de vloerelementen. Dergelijke koppelvoegen werden ook verticaal tussen wandelementen en stabiliteitselementen aangebracht, figuur Thans wordt in de woningbouw hoofdzakelijk de droge montage toegepast. De constructieve koppeling gebeurt door middel van lasverbindingen in staal die in uitsparingen bij de hoeken in de wand- en vloerplaten zijn opgenomen, figuur Het aanstorten van de verschillende voegen tussen de elementen verzorgd dan alleen nog de benodigde geluidsisolatie en afwerking. Casco s in lichtbeton Bij casco s in lichtbeton is in het beton het grind vervangen door een ander, lichter materiaal. Naast het geringere gewicht bij transport en montage is het belangrijkste voordeel van lichtbeton de spijker- en freesbaarheid en het minder milieubelastende productieproces doordat minder cement en water en meer gerecyclede materialen worden gebruikt. De verbindingen worden droog uitgevoerd. Voor een dragende wand is een dikte van mm vereist; een woningscheidende wand voldoet alleen in een ankerloze spouwmuur van minimaal mm aan de geluidseisen. De vloeren worden over het algemeen in kanaal of massieve plaatvloer uitgevoerd voor respectievelijk laag- en meerverdiepingbouw. aanstorten vloerroosterlijn koppelijzer in het werk te lassen lasplaat 2 droge lasverbinding, plaatselijk Figuur 4.42 Droge en natte verbindingen betonwanden Figuur 4.43 geeft als voorbeeld details van woningscheidende wanden Geprefabriceerde betonnen vloerdragende gevels In de utiliteitsbouw is vanwege de grote mate van flexibiliteit het kolomskelet een van de meest toegepaste constructievormen. Vooral voor de kantoorbouw waarbij de plattegrond lineair is opgebouwd en een vaste diepte kent tot ongeveer 15 m is de dragende gevel geïntroduceerd. Hierbij wordt de dragende functie gecombineerd met de scheidende functie van de gevel, figuur

136 lichtbeton grindbeton gaine aangietopening cementdekvloer stelijzer booranker M16 cementdekvloer ruimte vullen kanaalplaat 10 mm vilt stekeind 1a aansluiting verdieping 2a aansluiting verdieping gaine aangietopening plint vrij van vloer cementdekvloer ribcassettevloer elastisch kunststofschuim stelijzer booranker M16 ribcassettevloer 1b fundering aansluiting begane grond Figuur 4.43 Voorbeelden details casco s in grindbeton 2b aansluiting begane grond Een bijkomend voordeel is door het ontbreken van de gevelkolommen, de vlakke binnenzijde waardoor afwerking en aansluiting van de binnenwanden eenvoudiger is geworden. Stabiliteit Gevelelementen kunnen bij een beperkte gebouwhoogte meerdere verdiepingen hoog zijn, maar beslaan in het algemeen één verdiepingshoogte, figuur De gevels kunnen niet alleen de verticale vloerbelastingen overbrengen, 1 plattegrond doorsnede aanzicht Figuur 4.44 Opbouw vloerdragende gevel 2 3

137 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON 127 maar door de meervoudige koppeling aan de naastliggende elementen in het gevelvlak ook de horizontale krachten naar de fundering. Zo vervullen ze een rol bij de stabiliteit. Oplegging vloeren De elementen worden veelal gecombineerd met prefab-vloerplaten zoals kanaal- en TT-platen, die niet zelden de hele breedte van een verdieping overspannen, zodat er geen afzonderlijke tussenondersteuning noodzakelijk is. Bij gebouwen die niet hoger zijn dan drie bouwlagen is het mogelijk de vloerelementen rechtstreeks op de gevelelementen op te leggen en zo de vloer- en gevelelementen door te stapelen. Bij hogere gebouwen worden de momenten dan te groot en worden de vloerplaten op doorlopende nokken opgelegd, figuur Ter hoogte van de bovenzijde van de vloer worden de elementen met stekwapening verbonden. aanstorten stekeinden in sleuven in de vloerplaten prefab vloerplaten een drielaagse opbouw met op het dragende binnenspouwblad de warmte-isolatie en daarop de tweede schil van bijvoorbeeld lichtbeton of natuursteen. Door de kant-en-klare oplossing wordt een zeer hoge bouwsnelheid bereikt. Belangrijkste nadeel is de beperktheid in de keuze en uitvoering van de gevelmaterialen die zijn gekoppeld aan de mogelijkheden van de specifieke fabrikant. Afmetingen en gewicht De maximale afmetingen en het maximumgewicht van de elementen worden bepaald door het transport en de hijsvoorzieningen. Grotere elementen geven op de bouwplaats minder montage- en stelwerk en besparen dus arbeid en tijd. Voor het transport over de weg is de breedte beperkt tot 2,500 m en de hoogte tot 3,300 m, bij schuin plaatsen van de elementen is de maximale elementhoogte dan 4,000 m. De lengte is afhankelijk van de manier van vervoer. Op een dieplader is deze 6,800 m. Is het element niet hoger en breder dan 2,500 m, dan kan de lengte oplopen tot 18,000 m. Nog grotere elementen kunnen alleen met speciale transporten worden vervoerd. Het inhijsen van de elementen gebeurt met een toren- of mobiele kraan. In verband met het hijsvermogen verdient het aanbeveling het gewicht van een element tot 100 kn te beperken Vuistregels dimensionering betonwanden Figuur 4.46 geeft enkele vuistregels voor de bepaling van constructieve hoogte en maximale overspanning van betonwanden. wind Figuur 4.45 Oplegging vloeren nok bij meer dan drie bouwlagen Geïntegreerde elementen De gevelelementen vervullen in eerste instantie de rol van dragend binnenspouwblad. De gevel wordt verder warmte-isolerend en waterscheidend afgewerkt met toegevoegde gevelmaterialen. Isolatie en waterscheiding kan geïntegreerd worden opgelost met behulp van zogenoemde sandwichelementen. Deze elementen kennen 4.7 Betonnen kolommen en liggers In de utiliteitsbouw is de toepassing van kolommen als verticale constructie-elementen een veel voorkomende oplossing omdat dit een maximale flexibiliteit in de indeling van de plattegrond geeft. Binnen het kader van dit boek wordt op elementniveau ingegaan op de verschillende kolomvormen en de al dan niet benodigde liggers. Ook de aansluitingen tussen kolommen en liggers en de opleggingen van de vloeren komen aan de orde.

138 128 Woningbouw Wandtype Aantal bouwlagen Maatgevend Minimale wanddikte d in mm Massieve woningscheidende wand 1 8 geluidsnorm 250 (gietbouw) d 9 16 brandveiligheid > 16 sterkte Enkele kop- of tussenwand 1 4 stortbreedte 150 d > 4 belasting 200 bij toepassing console consolebreedte Ankerloze spouwmuur sterk afhankelijk van stabiliteitsfunctie en belasting d Utiliteitsbouw Wandtype Aantal bouwlagen Maatgevend Minimale wanddikte d in mm Vloerdragend binnenspouwblad d 1 8 > 8 belasting belasting Kopwand d 1 4 stortbreedte 150 > 4 belasting 200 d Stabiliteitswand d d stabiliteitsfunctie en belasting Figuur 4.46 Vuistregels dimensionering betonwanden

139 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON 129 Voor keuze uit de verschillende skeletten met betrekking tot hun toepassingen wordt verwezen naar deel 9 Utiliteitsbouw, hoofdstuk 4, 5 en Betonkolommen Betonkolommen kunnen, afhankelijk van de bekistingswijze, in veel vormen en afmetingen worden gemaakt. Bij ter plaatse gestorte kolommen, die uiteraard verticaal worden gestort, kan de bekisting worden gevormd door: rechthoekige, per project ontworpen bekisting van houten platen, figuur en ; ronde of rechthoekige, standaard stalen bekistingsvormen, figuur en ; ronde eenmalige bekistingen van karton, figuur en en het materiaal kunnen de kisten zeer bijzondere vormen krijgen, bijvoorbeeld met nokken voor de oplegging van liggers of bijzondere esthetische vormen als een ovale doorsnede, figuur a rond 1b rechthoekig 1c bijzondere vorm 1 éénlaags kolommen 1 vierkante kolom 2 traditionele houten bekisting 3 stalen kist 2a rond 2b rechthoekig 2c bijzondere vorm 2 tweelaags kolommen Figuur 4.48 Prefab-betonkolommen 4 ronde kolom 5 met spiralobuis 6 stalen kist Figuur 4.47 Ter plaatse gestorte betonkolommen Prefab-betonkolommen kunnen zowel horizontaal als verticaal worden gestort in houten of stalen mallen. Verticaal storten is kostbaarder, maar levert rondom een egaler oppervlak op, wat bij in het zicht blijvende kolommen van belang kan zijn. Horizontaal gestorte kolommen kunnen niet volledig rond zijn. Afhankelijk van de seriegrootte Prefab-kolommen worden voor het doorkoppelen voorzien van stekankers of stekken. Ook krijgen de kolommen stelvoorzieningen die, evenals de hijsankers verdiept worden aangebracht zodat zij tijdens de afbouw eenvoudig kunnen worden weggewerkt. De minimale afmetingen van de betonkolom zijn deels afhankelijk van de constructieve functie. De minimale afmetingen in verband met het storten zijn voor een ter plaatse gestorte kolom 300 bij 300 mm en voor een prefab-kolom ongeveer 200 bij 200 mm Betonnen liggers Als de krachten van een betonvloer niet rechtstreeks, of via kolomkoppen, op de kolommen kunnen worden overgedragen, zijn betonnen

140 130 liggers noodzakelijk. Vorm en afmetingen zijn sterk afhankelijk van de manier van produceren, overspanningen en vloertype. In beginsel is de hoogte van de ligger constructief bepaald, waarbij het van belang is of de vloerhoogte hierbij kan worden meegeteld. Bij ter plaatse gestorte betonconstructies is dit laatste in het algemeen het geval. Bij prefab-liggers en -vloeren is de hoogte van de ligger zelf maatgevend. Ter plaatse gestorte liggers hebben meestal een rechthoekige doorsnede en worden toegepast bij: incidentele afwijkingen in een skelet; grotere overspanningen die afmetingen vragen die niet kunnen worden getransporteerd; kleinere seriegrootte of afwijkende vormen. Hoe groter het aantal afwijkingen in ter plaatse gestorte onderdelen van het skelet is, hoe logischer de toepassing van een ter plaatse gestorte ligger is. In andere gevallen worden er prefabbetonnen liggers toegepast die door een hogere beton- en wapeningskwaliteit slanker van afmeting kunnen zijn. De vorm kan afhankelijk van seriegrootte en toepassing variëren, figuur en : vierkant of rechthoekig; al dan niet met een verlopende hoogte in verband met afschot van een dak, dan wel krachtenverloop bij opleggingen. Een bijzondere vorm is die van vloerdragend borstweringselement, figuur ,3-0,8 m 1a rechthoekige ligger 0,5-1,6 m 1b randligger 0,5-0,8 m 4,8-12 m 1c middenligger 1 vloerliggers verdieping 0,3-0,8 m 4-20 m 2a rechthoekige ligger 0,9-1,8 m 8-30 m 2b I - vormige ligger 0,9-2,1 m m Betonportalen Portalen ontlenen de stabiliteit aan de momentvaste verbinding van de kolommen met de fundering dan wel met de liggers. Omdat ter plaatse gestorte skeletten door hun monoliete karakter deze momentvaste verbindingen, inclusief die met de vloer vanzelf verkrijgen, is hierbij niet echt sprake van een afzonderlijk portaal. Met geprefabriceerde betonnen kolommen en liggers kunnen echter goed portalen worden gemaakt, die zowel in dwars- als de langsrichting horizontaalkrachten kunnen opnemen. Deze portalen ontlenen in het algemeen de stabiliteit aan de momentvaste verbinding met de fundering, figuur Deze verbinding kan zowel met 2b I - vormige ligger met afschot 2 dakliggers 3 borstweringligger Figuur 4.49 Prefab-betonliggers

141 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON 131 stekken als met inkassingen worden uitgevoerd, zie paragraaf scharnier aanstorting goed worden uitgevoerd. Afhankelijk van de benodigde krachtenoverbrenging zijn er stekken nodig om de trek en of buiging te kunnen overbrengen, figuur inklemming Figuur 4.50 Geprefabriceerd betonportaal De portalen zouden nog stijver worden als de kolommen ook momentvast met de liggers worden verbonden. In de praktijk worden de liggers echter veelal scharnierend verbonden met de kolommen. Dit heeft als voordeel dat in de kolommen door de verticale belastingen geen momenten ontstaan waardoor deze slanker kunnen worden gedimensioneerd Verbindingen bij ter plaatse gestorte kolomskeletten Verbindingen bij een ter plaatse gestort betonskelet zijn monoliet van aard, dat wil zeggen, de constructieonderdelen vormen één geheel. Wel wordt de constructie in verschillende (stort)fasen opgebouwd. Stekken De koppeling tussen de onderdelen van verschillende stortfasen wordt voor de drukkrachten verzorgd door het beton zelf. Daarom moet deze Scharnierend of momentvast Door het monoliete karakter is de verbinding in principe momentvast. Afhankelijk van de afmetingen van het raakvlak en de wapening kan de verbinding dan ook een kleinere of grotere rol spelen in de stabiliteit van de hoofddraagstructuur. Zeker bij balkstructuren, waarbij in feite portaalconstructies ontstaan, kan tot maximaal zes bouwlagen en voldoende aantal knopen per verdieping, de stabiliteit uit dit raamwerk worden gehaald, figuur Bij een grotere hoogte of relatief kleine oppervlakten blijven stabiliteitswanden of kernen noodzakelijk. Zuiver scharnierend is een ter plaatse gestorte verbinding alleen met kunstgrepen, zoals oplegvoorzieningen, te vervaardigen. Geprefabriceerde onderdelen liggen dan meer voor de hand. Oplegging vloeren De toe te passen vloeren kunnen zoals in paragraaf 4.2 tot en met paragraaf 4.4 is besproken in principe zijn: ter plaatse gestorte vloeren; halfgeprefabriceerde breedplaatvloeren; geprefabriceerde systeemvloeren. Als ook de vloeren ter plaatse worden gestort, is er geen sprake van een oplegging, maar is een monoliet geheel ontstaan. De schijfwerking van stekken (haarspeldvormig) wapening kolom tot bovenkant vloer stortnaad stortnaad wapening kolom tot bovenkant vloer stortnaad stortnaad stortnaad 1 randkolom met dakligger 2 randkolom met verdiepingsligger 3 middenkolom met verdiepingsligger Figuur 4.51 Verbinding kolom-ligger, ter plaatse gestort

142 132 kanalen plaatselijk openhakken en aanstorten 1 verbinding ligger-vloer volledig ter plaatse gestort 2 verbinding van terplaatse gestorte ligger met breedplaatvloer Figuur 4.52 Oplegging vloeren bij ter plaatse gestorte kolommen en liggers 3 verbinding van terplaatse gestorte ligger met kanaalplaatvloer de vloer en daardoor haar rol in de stabiliteit van de hoofddraagstructuur is hierdoor gewaarborgd, figuur Breedplaatvloeren worden toegepast om dure bekistingen te voorkomen. Ook hier ontstaat een monoliet geheel, doordat het grootste gedeelte van het beton voor de vloer ter plaatse wordt gestort, figuur De keuze voor de combinatie van ter plaatse gestorte kolommen en liggers met prefab-vloeren ligt, door de verschillen in uitvoering, niet zozeer voor de hand, maar is wel mogelijk. Bij prefabvloeren is deze schijfwerking afhankelijk van het feit of er een constructieve druklaag dan wel een ringwapening, figuur , wordt toegepast Verbindingen bij prefabkolomskeletten Verbindingen tussen kolommen en liggers kunnen in een prefab-kolomskelet op verschillende manieren gerealiseerd worden: natte verbindingen, door middel van aanstorten; droge verbindingen, door middel van stekken; droge verbindingen, door middel van aangelaste platen en/of bouten. De verbindingen kunnen meestal zowel momentvaste als scharnierend worden uitgevoerd. Scharnierend of momentvast Voor een monoliete verbinding wordt tussen de elementen een ruimte uitgespaard die ter plaatse met beton wordt gevuld, de zogenoemde natte verbinding. Deze verbinding vraagt voor het bekisten, wapenen en storten vrij veel tijd en deze verbinding kan pas krachten overbrengen als het beton voldoende is verhard. Bij de droge verbindingen worden de elementen niet met betonspecie aangestort. maar koud opgelegd en met bouten, stekken of aangelaste platen verbonden. Deze verbindingen vergen minder arbeid en tijd, bovendien zijn er minder tijdelijke ondersteuningen nodig, zodat de montagetijd korter is. Stekken en gains Bij prefabricage komen de verschillende onderdelen voorzien van wapening aan op het werk. Na de montage moet de verbinding die de krachten over kan brengen tussen deze onderdelen gerealiseerd worden. Voor deze verbindingen kan er gebruik worden gemaakt van uitstekende stekeinden van het ene onderdeel waar overheen vrijgehouden sparingen passen van het andere onderdeel. Deze sparingen bestaan uit mantelbuizen, de zogenoemde gains, die zijn meegestort. Na het plaatsen en stellen van het nieuwe onderdeel wordt de gain verder gevuld 1 injecteren van onderaf ontluchtingsgat stekken gaines injecteren vanaf de onderzijde 2 aangieten van bovenaf Figuur 4.53 Verbinding met stekken en gains aangietopening stekken gaines ontluchting

143 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON 133 door specie van bovenaf in te gieten dan wel van onderaf te injecteren, figuur Aangelaste platen en bouten Een alternatief voor de verbinding met stekken en gains is die door middel van stalen platen die aan de wapening van de betreffende onderdelen worden gelast. De verbinding tussen de platen van verschillende onderdelen kan worden gebout of gelast, waarna de vrijgehouden sparing met beton kan worden aangevuld, figuur momentvast met dubbele stekken D 3 momentvast door in sokkel te storten wapening kolom stekeind kolomwapening gelast aan voetplaat voetplaat D mortel min. 1.5 stek wapening kolom aanstorten stelmoer 2 scharnierend met enkele stek stelspecie 4 momentvast met stalenplaat en bouten Figuur 4.54 Verbinding kolom-fundering, geprefabriceerd Hoewel met de droge verbindingen zowel scharnieren als inklemmingen mogelijk zijn, wordt vaak de voorkeur gegeven aan scharnierende verbindingen. Deze zijn namelijk eenvoudiger te maken en sneller uit te voeren. Verbinding kolom-fundering Voor de verbinding van de kolommen met de fundering is er een keuze uit verschillende uitvoeringen die momentvast of scharnierend kunnen zijn. De meest gebruikte verbinding is die met stekken en gains waarbij het mechanisch gedrag wordt bepaald door de hoeveelheid stekken, figuur en Een andere mogelijkheid is de kolom in een uitsparing te stellen en na montage van de ligger in de fundering aan te storten. Hierdoor ontstaat een zekere momentvaste verbinding, figuur Daarnaast kan de kolom ook met een stalen voetplaat worden uitgevoerd en worden geplaatst op uitstekende draadeinden die aan de funderingswapening zijn verbonden, figuur Verbinding kolom-ligger Ook voor de kolom-liggerverbindingen zijn legio mogelijkheden afhankelijk van de vorm van de ligger, het gewenste mechanisch gedrag en de uitvoering als droge of natte verbinding. Voor de uitvoering als portaal in bijvoorbeeld laagbouw kan een momentvaste verbinding zijn gewenst die is te realiseren door meerdere stekverbindingen, figuur en , of eventueel door een aanstorting, figuur Gebruikelijker zijn scharnierende verbindingen met enkele stekken of bouten. Is het doorstapelen van kolom op ligger ongewenst of is de kolom meerdere lagen hoog dan zijn consoleopleggingen noodzakelijk. De ligger kan hierbij worden vertand om constructiehoogte te besparen, figuur Verbinding ligger-ligger Bij de toepassing van secundaire liggers bijvoorbeeld als dakligger is de keuze voor het al dan niet stapelen van de ligger belangrijk. Bij plaatsing van de secundaire liggers bovenop de hoofdligger neemt de constructiehoogte onnodig toe maar kan de hoofdligger wel doorgaand worden uitgevoerd, figuur De constructiehoogte kan worden gereduceerd door toepassing van een consoleoplegging, figuur , of een vertanding, figuur , van de secundaire liggers. Hierdoor ontstaat in principe een ligger op twee steunpunten.

144 134 wapening, beugels 1 momentvast met dubbele stekken 2 scharnierend met enkele stek- of boutverbinding bout ingestorte huls aanstorten staalvilt wapeningsbeugel staalvilt console 3 momentvast met aanstorting 4 scharnierend op console met tandoplegging Figuur 4.55 Verbinding kolom-ligger, geprefabriceerd Opleggingen vloeren Ter plaatse gestorte vloeren in een prefab-kolommenskelet zijn systeemvreemd en liggen dus niet voor de hand. Deze toepassing beperkt zich tot die gedeelten die door de maat en vorm niet met systeemvloeren kunnen worden opgelost. Een kleine in het werk gefabriceerde bekisting op maat is dan noodzakelijk, zie paragraaf 4.2. In prefab is voor de vloerkeuze in principe mogelijk: half geprefabriceerd, breedplaatvloeren; geprefabriceerde systeemvloeren. Plaats verbindingen bij prefabbetonelementen De meest gebruikelijke plaats voor de verbindingen van prefab-betonelementen is het knooppunt van de balken en de kolommen. Achterliggende redenen hiervoor zijn de eenvoudige fabricage en transporten van de elementen die lineair van vorm kunnen zijn. Omdat echter in dit knooppunt, zeker bij momentvaste verbindingen, de grootste krachtsoverdracht plaatsvindt, is het maken van de kwetsbare verbinding aldaar minder logisch dan op het eerste gezicht lijkt. Een alternatief is de verbinding tot stand te brengen in de moment-nulpunten waarbij de aansluiting kolom-balk in de geconditioneerde fabriek wordt gemaakt. De zo ontstane driedimensionale kruisvormige elementen vragen wel meer ruimte bij het transport. Tussen deze elementen worden balken aangebracht met gelaste verbindingen.

145 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON secundaire ligger boven op primaire ligger console 2 secundaire ligger op console primaire ligger aanstorten koppelwapening Nadelig echter bij grotere hoogte is het aanbrengen van het beton dat de veiligheids- (stort)voorzieningen vraagt. Bovendien moeten de elementen tot het moment van volledige uitharding van de verbinding zeer solide op hun plaats worden gehouden/ geschoord, omdat bij de minste verschuiving de verbinding constructief aan waarde verliest. Deze tijdelijke, arbeidsintensieve en dus kostbare fixatie van de prefab-onderdelen gebeurt met stalen bekistingen of met stalen profielen versterkte bekistingen die aan in de prefab aangebrachte schroefhulzen worden bevestigd en na verharding weer worden verwijderd. Het uitharden is door de geringe hoeveelheid beton ook een heikel punt. Bij felle zon is het aanmaakwater snel verdampt en bij vorst is de verhardingswarmte snel verdwenen mede door de koude prefab-elementen. Bovendien heeft de afkoelende wind vrij spel op het kolommenskelet. Daarnaast werkt de verharding ook vertragend op het bouwtempo. Natte verbindingen worden al met al alleen beperkt toegepast en bij voorkeur in de laagbouw. vertanding 3 secundaire ligger vertand en doorgaand verbonden met stekken Figuur 4.56 Verbinding ligger-ligger, geprefabriceerd Natte versus droge verbindingen Wanneer er toch wordt gekozen voor verbindingen in het werk ter plaatse van de ontmoeting balk-kolom, rest er de keuze tussen natte en droge verbindingen. De natte verbinding heeft hierbij het grote voordeel van het ontbreken van passingsproblemen ten gevolge van maatafwijkingen bij de fabricage dan wel het stellen van de elementen, doordat de aangestorte verbinding deze kan opvangen. Breedplaatvloeren in combinatie met prefabkolommen en liggers komen wel voor. Door het grote gehalte aan geprefabriceerde onderdelen kan er enerzijds redelijk snel worden gewerkt en spelen anderzijds de voordelen van de breedplaat, zoals het monoliete karakter, de grotere massa en de mogelijkheid voor het instorten van leidingen een rol. Breedplaatvloeren werken als een schijf mee in de stabiliteitsvoorziening. Voor de afdracht naar de fundering kunnen stabiliteitswanden en/of kernen zorgdragen waardoor de kolom-liggerverbindingen scharnierend kunnen worden uitgevoerd. Door het grotere monoliete karakter van de vloer en de momentvaste oplegging wordt een groot aandeel in de stabiliteit geleverd, figuur De combinatie van geprefabriceerde kolommen en liggers met volledig geprefabriceerde vloeren is het meest systeemeigen. Hiervoor zijn kanaalplaten bijzonder geschikt. De oplegging van de kanaalplaten op de liggers kan zowel bovenop

146 136 trekbandwapening ter plaatse gestort beton breedplaatvloer doorkoppelwapening kanaalplaatvloer trekbandwapening koppelwapening oplegmateriaal stekken prefab balk oplegmateriaal stekken prefab balk aanstorten prefab kolom prefab kolom 1 oplegging breedplaatvloer op rechthoekige balk 2 oplegging kanaalplaatvloer op rechthoekige balk kanaalplaatvloer oplegmateriaal stekken prefab balk aanstorten prefab kolom 3 oplegging kanaalplaatvloer op omgekeerde T - ligger Figuur 4.57 Oplegging breed- en kanaalplaatvloeren bij prefab-liggers gebeuren, figuur , als, ter verkleining van de constructiehoogte op een flens van een T-ligger, figuur Door het grotere aandeel van de prefab-onderdelen kan de stabiliteit alleen worden verzorgd door een combinatie van een constructieve druklaag of een ringwapening met respectievelijk stabiliteitswanden en kernen of momentvaste verbindingen van kolommen en liggers bij beperkte gebouwhoogte Vuistregels dimensionering beton kolommen en liggers Figuur 4.58 en figuur 4.59 geven de vuistregels voor de bepaling van de constructieve hoogte en de maximale overspanning.

147 4 DRAGENDE ELEMENTEN IN BETON 137 Constructieelement mmmaanzicht kolom en mmmplattegrond gebouw Verhouding b Verhouding d l k l k n ter plaatse gestort beton n n Ronde kolom d l k b n l prefab-beton n n ter plaatse gestort beton n n Vierkante kolom l k d l b prefab-beton n n l 4m Figuur 4.58 Vuistregels dimensionering betonkolommen Constructieelement Doorsnede en aanzicht Overspanning l in m Verhouding h Verhouding b l h Ligger ter plaatse gestort h 4 18 l Ligger prefabvoorgespannen beton h l I-ligger prefabgewapend beton h l b Figuur 4.59 Vuistregels dimensionering betonnen liggers

148 138 Geraadpleegde en aanbevolen literatuur 1 Boom, G.H. van en J.W. Kamerling (red.), Construeren in gewapend beton, deel 3, Ontwerp en dimensionering. Elsevier. 2 Gevels in prefab. Belton/Bevlon. 3 Handboek prefab beton, Belton/Belvon. 4 Hogeslag, A.J. en J.C. Walraven, Gebouwen in geprefabriceerd beton. TU Delft. 5 Prefab beton in de woningbouw. Belton/Belvon. 6 Prefab beton in detail. Belton/Belvon. 7 Normen en voorschriften TGB Beton - normering mechanische eigenschappen beton NEN 6720 Basiseisen betonconstructies NEN 5950 VB technologie NEN 6722 VB uitvoering

149 5 Dragende elementen in hout ir. T.G.M. Spierings Het gebruik van hout als constructiemateriaal is van alle tijden. Zodra de mens tijdelijke verblijfsplaatsen oprichtte onderkende hij de vele voordelen van dit letterlijk voor de hand liggende materiaal. In de traditionele bouw is hout eeuwenlang voor de horizontale en hellende vlakken gebruikt. Hout kent nog steeds in algemene zin een belangrijke rol als bouwmateriaal. Als constructiemateriaal is haar rol tegenwoordig doorgaans meer beperkt tot de kap. In bijzondere gevallen worden er echter nog steeds prachtige houtconstructies gebouwd. Daarnaast deed de snelle houtskeletbouwmethode haar intrede in Nederland. In dit hoofdstuk worden zowel houtconstructies in de bestaande bouwvoorraad als moderne houtconstructies behandeld.

150 140 Inleiding Hout is traditioneel een veelvuldig toegepast bouw- en constructiemateriaal. Vanwege de beschikbaarheid en flexibiliteit werd en wordt het veel toegepast in vooral balklagen voor vloeren en kappen. Door de aanscherping van normen en eisen op het gebied van de geluidsisolatie is de rol als constructiemateriaal aanzienlijk teruggedrongen. Momenteel is in de woningbouw nog de toepassing in de specifiek hier op toegesneden houtskeletbouw te zien. Daarnaast is hout nog zeer geschikt als materiaal voor de kapconstructie, waarbij er zeker in de utiliteitsbouw een scala van mogelijkheden is voor diverse spantvormen. Omdat de bestaande bouwvoorraad voor een niet onaanzienlijk deel nog houten vloeren kent, worden deze in verband met de benodigde kennis ten behoeve van renovatie ook behandeld. Bij de toepassing van hout in de bouw is een aantal categorieën te onderscheiden. Deze onderverdeling komt terug in de verschillende paragrafen: 1 Houten balklagen, als begane-grond- en verdiepingsvloer in de bestaande bouw en in (platte) daken, figuur 5.1-1; 2 Geprefabriceerde houten wanden en vloeren, voor houtskeletbouw, figuur 5.1-2; 3 Houtconstructies, voor utilitaire laagbouw, figuur houten balklagen in bestaande woningbouw Geprefabriceerde houten wanden en vloeren komen ook aan de orde in deel 8 Woningbouw; voor houtconstructies voor utilitaire laagbouw zie ook deel 9 Utiliteitsbouw; voor houtconstructies specifiek voor de kap, zoals gording- en sporenkappen, zie deel 4a Daken. 5.1 Hout 2 3 houtskeletbouw in woningbouw houten spanten in laagbouw utiliteitsbouw Figuur 5.1 Houtconstructies Houtsoorten Hout is er in veel soorten, de hoofdindeling is die naar loof- (hardhout) en naaldhout (zacht hout), figuur 5.2. Loofhout wordt opgesplitst in Europese houtsoorten, zoals eiken en kastanje, en in tropische houtsoorten, zoals merbau en bankirai. Hardhout kenmerkt zich in het algemeen door een veel dichtere structuur en een groter gewicht. Het heeft veelal een hogere druk- en treksterkte en een grotere duurzaamheid en kan veelal onbehandeld worden toegepast. Belangrijk aandachtspunt is de milieubelasting. Door de veel langere groeitijd is het toepassen van vooral tropische hardhoutsoorten sinds een aantal jaren sterk ter discussie komen te staan. Hierdoor is het duurzame beheer van tropische bossen een voorwaarde voor een milieuverantwoorde toepassing geworden. Veruit het meeste constructiehout is naaldhout, vooral afkomstig uit Scandinavië,

151 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT 141 vooral vurenhout voor balklagen. Daarnaast wordt er voor gelamineerde houtconstructies ook grenen toegepast. In de verdere bespreking wordt vooral hieraan aandacht geschonken. vezelrichting tangentiale richting radiale richting harskanalen naaldhout ringporig loofhout Figuur 5.2 Loof- en naaldhout verspreidporig loofhout Algemene materiaaleigenschappen Om hout toe te kunnen passen, moeten eerst de materiaaleigenschappen worden eigen gemaakt. Daarnaast vinden veel van deze eigenschappen hun weerslag in de verschillende normen ten aanzien van constructiesterkte, brandwerendheid, enzovoort. Hout is een natuurlijk materiaal, waarbij alle belangrijke eigenschappen voortkomen uit de opbouw en de groei van de cellen en de eigenschappen van het celmateriaal. Hout groeit zowel in de lengterichting als in de dikte (jaar- of groeiringen). Doordat het een natuurproduct is, is het niet homogeen van samenstelling, figuur 5.3. Figuur 5.3 Opbouw naaldhout Massa en vochtgehalte De totale massa van het hout is afhankelijk van de dichtheid van de cellen en het vochtgehalte dat wordt uitgedrukt in de massa van het aanwezige water als percentage van het droge hout. Een opgegeven volumieke massa geldt meestal bij een vochtgehalte van 12 of 15% en is voor vurenhout circa 550 kg/m 3. Krimpen en zwellen Als het gekapte hout droogt, wordt het niet alleen lichter, maar het krimpt ook. Deze krimp is sterk afhankelijk van de vezelrichting. In de tangentiële richting is deze het grootst, in de radiale richting ongeveer de helft. De krimp in de vezelrichting (axiaal) is zeer gering, figuur 5.3. Omdat de vezelrichting van invloed is op sterkte en krimp, is indirect de manier van verzagen van invloed, figuur 5.4. kwartiers gezaagd half kwartiers gezaagd en dosse Figuur 5.4 Relatie zagen en krimpen stam

152 142 Omgekeerd geldt dat bij vochtopname het hout zwelt. Het krimpen en zwellen wordt het werken van hout genoemd. Bij het construeren en verbinden van hout moet er met de (verschillende) werking van hout rekening gehouden worden. Verbindingen van langs- en dwarshout kennen verschillen in krimp. Bescherming tegen vocht Hout moet gedroogd, bewaard en toegepast worden met een vochtgehalte dat vergelijkbaar is met de gebruikstoestand. Daarnaast moet hout ook tegen vocht worden beschermd in de gebruikstoestand, vooral in constructies die in contact komen met buiten. Vooral de kopse einden zijn zeer gevoelig. De maatregelen die hiervoor zijn te nemen, kunnen principieel zeer verschillen, figuur 5.5: gebouwniveau: toepassen overstekken en andere afdekconstructies en loshouden van maaiveld; elementniveau: aanbrengen waterkerende en dampremmende lagen; elementdeelniveau: afdekken vooral kopse kanten en vermijden capillaire opzuiging. Daarnaast kan het hout door verf of andere conserveringsmiddelen meer weerbaar tegen vocht worden gemaakt, zie paragraaf Voor vocht dat toch bij de houtconstructie kan komen, bijvoorbeeld door naden of damptransport van binnenuit, geldt dat dit door ventilatie zo snel mogelijk moet worden afgevoerd, figuur ventilatie in langsrichting; tussen de balken 1 gebouwniveau 2 elementniveau 3 elementniveau toepassen van over - stekken en los houden van het maaiveld het aanbrengen van waterkerende en dampremmende lagen afdekken van kopse kanten 2 ventilatie in dwarsrichting; onder de balken door Figuur 5.6 Ventileren houtconstructies Mechanische eigenschappen Ook de mechanische eigenschappen van hout worden door de celstructuur bepaald. In de vezelrichting is hout vele malen sterker dan loodrecht daarop. Hout splijt dan ook gemakkelijk en is loodrecht op de vezelrichting gemakkelijk indrukbaar. De buigsterkte is in de meeste gevallen maatgevend. Daarnaast is de natuurlijke variatie in kwasten en andere houtafwijkingen sterk van invloed. Het vochtgehalte is ook van invloed op de sterkte: hoe lager hoe sterker het hout wordt. Temperatuursveranderingen hebben nagenoeg geen effect op de sterkte. capillaire opzuiging tegengaan met 4 detailniveau volgplaten van rubber Figuur 5.5 Bescherming tegen vocht Kwaliteits- en sterkteklasse Omdat de natuurlijke variatie zo groot is, zijn er voor hout genormaliseerde kwaliteits- en sterkteklassen. Voor de kwaliteit is een verdeling van toepassing (KVH 2000), figuur 5.7. Aan de verschillende kwaliteitsklassen kunnen ook minimumwaarden voor de mechanische eigenschappen worden toegekend.

153 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT 143 Sterkte Kwaliteitsklasse Toepassing A zeer hoge eisen aan uiterlijk (meubilair) K24 B zeer hoge eisen aan uiterlijk en sterkte (bijzondere constructies in het zicht) K 17 C gangbare kwaliteit bouwhout (kolommen, liggers, spanten) D geen eisen aan uiterlijk en sterkte (stijl- en regelwerk, tengels) Figuur 5.7 Houtklassen met kwaliteits- en sterktesortering Hout als constructiemateriaal De populariteit van hout als constructie- en bouwmateriaal valt zeer goed te begrijpen wanneer de traditionele bouwmethoden nader beschouwd worden: hout was vrij beschikbaar, door veel bosbouw in Nederland en omringende landen, en transport over korte afstanden; hout is flexibel, dat wil zeggen, gemakkelijk te verwerken en in te korten. Dit was belangrijk voor de traditionele bouw die niet uitblonk in bouwvoorbereiding en maatvoering; hout is licht, door het ontbreken van mechanische bouwmethoden was dit een noodzaak voor transport naar en op de bouwplaats. Tot ver in de Middeleeuwen werd hout toegepast zowel voor horizontale als verticale constructies. Doordat echter de steden steeds dichter bebouwd raakten kwam een duidelijk nadelige eigenschap van hout naar voren: de brandbaarheid. Brandveiligheid Ten aanzien van de brandveiligheid wordt een aantal zaken onderscheiden, figuur 5.8: brandbaarheid: hout is het enige brandbare constructiemateriaal, waardoor het een negatieve rol in de verspreiding van brand speelt (weerstand tegen brandoverslag); bezwijken bij brand: hout is hier minder ongunstig dan men op het eerste gezicht zou denken. Belangrijk is hierbij de tijd die een constructie in hout stand houdt. Deze is gunstiger dan een constructie in staal doordat het verkolen van het oppervlak van een houten balk verdere aantasting afremt (weerstand tegen branddoorslag). Zwakke plek is natuurlijk de houten vloer die relatief dun is. geringe weerstand tegen branddoorslag vanwege geringe dikte en brandbaarheid Figuur 5.8 Brandgedrag hout geringe weerstand tegen brandoverslag vanwege grote brandbaarheid grote weerstand tegen bezwijken bij grotere afmetingen vanwege vorming koollaag 20 mm / 30 min. De eerste bouwverordeningen in Nederland hadden dan ook deze bestrijding van branduitbreiding als doel. De verticale constructies (wanden) werden voortaan in steen opgetrokken. Voor vloerconstructies bleef hout populair en was er lang geen alternatief. Geluidsisolatie In vooral de gestapelde woningbouw had de toepassing van houten vloeren een overheersend nadeel: de geluidsisolerende werking tegen: luchtgeluid: hier speelt de geringe massa van het hout en vooral de vloer zelf een zeer nadelige rol. contactgeluid: de holle constructie van de vloer werkt hier als klankkast. Wordt hout toch toegepast, bijvoorbeeld in houtskeletbouw, dan moeten er aanzienlijke maatregelen worden genomen om aan de eisen te kunnen voldoen. Constructieve eigenschappen Voor de draagstructuur spelen de constructieve eigenschappen natuurlijk een centrale rol. Hout valt op door een aantal specifieke eigenschappen, figuur 5.9:

154 144 relatief laag gewicht, gunstig voor eigen belasting van de constructie; lagere trek- en druksterkte ten opzichte van staal en beton, dus hogere constructiehoogten; beperkte overspanning van balklagen: in traditionele balklagen zijn overspanningen te maken tot maximaal 6 m; bijna onbeperkte overspanning in speciale houtconstructies. Met gelamineerde liggers of spanten zijn door het lage gewicht juist gigantische overspanningen denkbaar tot 100 m of meer; relatief ongevoelig voor thermische uitzetting. Dragende eigenschappen Druksterkte σ in N/mm 2 10 Treksterkte σ in N/mm 2 10 Stijfheid E in N/mm Volumieke massa in kg/m Toelaatbare druksterkte/gewicht SGR in 1/m Thermische uitzetting α in 10-5 m/m K 0,5 Scheidende eigenschappen Thermische geleiding λ in W/mK 0,14 Soortelijke warmte c in J/kgK Dampdiffusieweerstand μ Figuur 5.9 Eigenschappen naaldhout Duurzaamheid Ten aanzien van duurzaamheid, onderhoud en als afgeleide de milieubelasting kan het volgende worden gesteld: duurzaamheid is sterk afhankelijk van het onderhoud: verschillende houtsoorten vragen een al dan niet verdergaande beschermende behandeling; gevaar voor rotting door condensvorming en lekkage. Een zorgvuldige detaillering vooral door afdoende inwendige ventilatie is een noodzaak; geringe milieubelasting. Hoewel de meningen hierover verdeeld zijn, is de algemene opvatting dat door heraanplant, hergebruik en lage afvalresten de balans in het voordeel van de (duurzaam geproduceerde) houtsoorten doorslaat; hout is ook voor het binnenmilieu een zeer aangenaam bouwmateriaal Conserveringen Hout vervormt niet alleen door veranderingen in het vochtgehalte, het vocht kan samen met een aantal andere factoren ook de oorzaak van aantasting door schimmels zijn (de zogenoemde houtrot). Voor het optreden van houtrot moet: vochtgehalte hoger zijn dan 20%; zuurstof aanwezig zijn; temperatuur niet te laag zijn. Hout dat vochtig wordt, maar daarna snel kan drogen, wordt niet snel door rot aangetast, daarvoor is de eerder genoemde ventilatie een belangrijke randvoorwaarde. Hout dat permanent onder water staat, komt niet in contact met zuurstof en is daardoor ook ongevoelig. Het meest gevoelig is hout aan de gevel en op de grens van water en lucht. Daar worden dan ook vaak houtsoorten toegepast die een hoge weerstand tegen aantasting bezitten, zoals loofhout, dan wel door verduurzaming of afwerking hiertegen bestand zijn. Europees naaldhout heeft een lage weerstand tegen aantasting en moet bij voortdurende blootstelling aan vocht worden verduurzaamd. Hiervoor kunnen de volgende methoden worden toegepast: vacuüm- en drukmethode, met sterk fixerende zouten voor gevelbekleding en tuinbouw; dompelen gevolgd door diffusie, voor gevelbekleding en kozijnen; plaatselijk verduurzamen, voor kozijnen. Voor het verduurzamen van hout zie deel 5 Afbouw, hoofdstuk Normen Voor balklagen wordt vooral vurenhout gebruikt. In de TGB 1990 worden voor vuren-, grenen- en dennenhout dezelfde sterktecijfers aangehouden, waarbij men kortweg over Europees naaldhout spreekt. Hogere toelaatbare spanningen zijn alleen toegestaan bij strengere kwaliteitssortering volgens de KVH. Bij het bepalen van de balkzwaarte moet er rekening worden gehouden met courante handelsmaten, zie de KVH Doorgaans zijn de lengtematen tot 4,800 m uit voorraad leverbaar; langere maten tot maximaal 6,000 m kunnen niet altijd direct worden geleverd.

155 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT Houten balklagen Zoals al is vermeld, worden houten balklagen nog voornamelijk toegepast voor begane-grondvloeren, verdiepingsvloeren en zoldervloeren van eengezinswoningen die in houtskeletbouw worden opgetrokken. Omdat men echter bij verbouw of renovatiewerkzaamheden nog veelvuldig met de bestaande houten balklagen in aanraking komt, kunnen zij niet onvermeld blijven. Daarnaast blijft voor kleinschalige bouwwerken een houten balklaag voor het platte dak een uitstekende toepassing Balklagen Voor balklagen wordt veelal vurenhout gebruikt. Bij het bepalen van de balkzwaarte moet rekening worden gehouden met courante handelsmaten. Balk en bint De termen balk en bint zijn twee benamingen voor hetzelfde begrip; ze worden afwisselend gebruikt. Hetzelfde geldt voor balklaag en bintlaag. Naar het doel van de balklaag wordt gesproken van begane-grondbalklaag, verdiepingsbalklaag, zolder- of kapbalklaag, enzovoort. Overspanning De balken worden bij voorkeur in de richting van de kortste overspanning gelegd. Meestal is dit van bouwmuur tot bouwmuur, waarbij meestal een tussensteunpunt noodzakelijk is, en evenwijdig aan de gevels. De gevels met veelal grote lichtopeningen worden dan niet nog eens door vloerdelen belast. Van deze regel kan worden afgeweken, als bijvoorbeeld de stijfheid van het bouwwerk of het onderlinge verband tussen de muren een andere richting rechtvaardigt. Zolderbalken worden bij voorkeur in de richting van de spanten gelegd, omdat deze dan de zijdelingse druk die de spanten veroorzaken, kunnen opnemen. Onder overspanning wordt de binnenwerkse maat of de dagmaat tussen de muren plus tweemaal de halve oplegging verstaan. Voor het berekenen wordt als lengte de dagmaat plus 150 mm genomen, figuur en voor berekening balkzwaarte: l = dagmaat mm dagmaat 1 lengte doorsnede balklaag halfslachtige draagmuur voor berekening balkzwaarte: l = grootste dagmaat mm dagmaat dagmaat 2 lengte doorsnede balklaag met ondersteuning strijkbalk 80 a 150 mm maat hart-op-hart < = 750 mm 3 dwarsdoorsnede balklaag Figuur 5.10 Houten balklaag

156 146 Hartafstand De onderlinge afstand wordt gerekend van het midden van de balkdikte, aangeduid met hart op hart (h.o.h.), figuur Deze h.o.h.-afstand wordt mede bepaald door de dikte en de kwaliteit van de vloerdelen die over de balken komen. Gewoonlijk moet vloerhout niet minder dan 20 mm dik zijn bij een balkafstand van maximaal 650 mm h.o.h. Strijkbalken Het is gebruikelijk en bij buitenmuren zelfs noodzakelijk dat de eerste balk, de strijkbalk, wordt vrijgehouden van de muur. Dit gebeurt bij buitenmuren om te voorkomen dat vocht uit de muur in het hout trekt en om staande leidingen langs de muur te kunnen aanbrengen. Als vrije ruimte wordt gewoonlijk 50 tot 120 mm genomen, afhankelijk van de soort en afmetingen van de verticale leidingen. Niet meer, anders wordt het overstek van de vloerdelen te groot. Opleggingen De muren waarin de balkeinden zijn opgelegd, zijn de bouwmuren, of balk- of vloerdragende muren. In het algemeen zijn deze muren ten minste steens dik. Spouwmuren van tweemaal een halve steen worden gewoonlijk gelijkgesteld met een steensmuur. In halfsteensmuren worden gewoonlijk geen balk- of vloereinden opgelegd. Doorgaande balken mogen echter wel steunen op een halfsteensmuur. De muur heet dan balksteunend of ook wel halfslachtige draagmuur Sparingen In de meeste vloeren moeten openingen worden gehouden voor het doorvoeren van trappen, rook- en ventilatiekanalen, enzovoort. De balklaag moet plaatselijk worden onderbroken zonder het draagvermogen te verminderen. Deze onderbrekingen heten ravelingen, figuur De doorlopende balken direct naast de opening heten hoofd- of raveelbalk. Deze balken dragen een groter vloerveld en dus ook een grotere belasting dan de andere balken. Deze belastingstoename is uiteraard afhankelijk van de grootte van de raveelopening. Meestal moeten de raveelbalken dan ook zwaarder worden dan de andere balken. Uit praktische overwegingen wordt de hoogte gelijk gehouden. Ze kunnen dan alleen breder (dikker) worden gemaakt. Een andere methode is twee normale balken tegen elkaar te leggen en ze eventueel met draadnagels of kramplaten en bouten tot een balk samen te voegen. De kortere balken heten kreupele of staartbalken; ook worden ze wel zonder meer staarten genoemd. Ook hier krijgen ze uit praktische overwegingen dezelfde afmetingen als de andere balken. De staarten komen te rusten in het raveelhout. De raveelverbindingen werden vroeger gemaakt met kepen, figuur en Deze inkepingen geven aan het geheel een aanzienlijke verzwakking en zijn bijzonder bewerkelijk. Door het toepassen van griphoekankers, of bat-speedy ankers kunnen raveelconstructies worden gemaakt zonder inkepingen. Deze ankers worden gemaakt van ongeveer 1 mm dik gegalvaniseerd metaal. Door de geringe dikte is het niet nodig de metaaldikte in de balken in te laten of uit het vloerhout te kepen. Er zijn drie verschillende griphoekankers, figuur De gripankers worden met de bijbehorende speciale draadnagels aan het hout genageld. Bat-speedy raveelankers worden voor elke gewenste houtzwaarte vervaardigd, figuur Bij het maken van meerdere balklagen leidt de snellere werkwijze ook tot een kostenbesparing Verankeringen Balklaag- en vloerconstructies bieden een goede gelegenheid om de muren in horizontale richting te koppelen. De vrije hoogte, dit wil zeggen, de kniklengte van de muren, wordt hierdoor verkleind. Door twee of meer muren aan elkaar te koppelen, wordt dus het gevaar van knikken verkleind, in de normale gevallen zelfs uitgesloten. Muren worden gekoppeld door de balken, om de andere balk, met ankers aan de muur te verbinden. Bij een begane-grondbalklaag hebben de muren nog geen hoogte die gevaar van knik kan opleveren; daarom wordt deze balklaag niet verankerd. Verankeringen worden aangebracht als de muren hoger dan 2,500 m boven het maaiveld komen.

157 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT 147 doorgaand kozijn raveelhout kreupele balk of staartbalk hoofdbalk of raveelbalk 1 balkenplan hoofdbalk of raveelbalk raveelhout 2 traditionele raveelverbinding 4 raveelverbinding met grip - hoekankers 3 traditionele raveelverbinding Figuur 5.11 Raveelconstructies 5 raveelverbinding met bat - speedy opleganker Voor het verankeren worden drie soorten ankers toegepast: haakankers; strijkbalkankers van stripstaal; koppelankers. Haakankers Haakankers zijn in twee materiaalzwaarten in de handel verkrijgbaar. Ze worden aan de uiteinden van de balken bevestigd met ankernagels, met de haak naar boven gericht, zodat deze achter de doorgaande gemetselde lagen boven de balken grijpt, figuur haak o / 19 mm of / 19 mm veer, breedte 38 a 50 mm haakanker dikte 4 a 6 mm Figuur 5.12 Haakankers

158 148 Strijkbalkankers van stripstaal Als een plafond onder tegen de balken komt, worden de ankers meestal ook tegen de onderkant aangebracht, figuur Wordt het anker boven aangebracht, dan moet de dikte van de strip uit de balken worden gekeept, figuur Dit verzwakt de balken en er blijft niet veel hout naast het anker over om de vloerdelen te spijkeren. Strijkbalkankers moeten voor elke balklaag apart worden gemaakt. Ze haken achter de tweede of derde balk, gerekend van de muur af. De maat wordt aan de ruime kant genomen. Het overblijvende gedeelte wordt aangevuld met wiggen die, nadat ze vastgeslagen zijn, nog even aan de balk worden vastgespijkerd, omdat ze anders bij krimpen van het hout los kunnen raken. Koppelankers Koppelankers worden toegepast als de balken in elkaars verlengde komen te liggen. Ze worden gemaakt van stalen strippen van 4 38 tot 8 50 mm, of van hout van ten minste mm met een minimale lengte van 600 mm. Koppelankers bevorderen de geluidsoverdracht. Liggen de balken niet in elkaars verlengde, dan worden elk van de balkeinden van een apart haakanker voorzien, figuur strip, breed 38 a 50 mm dik 4 a 8 mm hout 22 x 75 mm wiggen 1a zijaanzicht strijkbalkanker boven op de balklaag 1b bovenaanzicht strijkbalkanker boven op de balklaag Figuur 5.14 Koppelankers Vloerhout Worden traditionele balklagen toegepast, dan is het feitelijke loopvlak een toevoeging. Deze houten vloeren worden in het algemeen gemaakt van vurenhout, figuur Door de zachtheid van dit hout, het zichtbaar blijven van de draadnagels en het ontstaan van naden door krimpen van het hout, zijn deze vloeren minder geschikt om zichtbaar te blijven. Het is dan ook gebruikelijk ze met een of andere vloerbedekking te beleggen. wiggen 2 zijaanzicht strijkbalkanker onder tegen de balklaag Figuur 5.13 Strijkbalkankers Vloerdelen Vloerplanken of -delen worden aan vier zijden geschaafd, waardoor ze alle even breed en, wat zeer belangrijk is, ook alle even dik worden. Om het wisselen van de vloerdelen te voorkomen wordt aan de beide zijden respectievelijk een groef en een messing geschaafd, figuur Omdat vloerdelen altijd iets kromtrekken, wordt de hartzijde boven en de holle kant onder genomen, figuur Geschaafde en geploegde delen

159 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT 149 (afgekort: g.g.-delen) zijn ten minste 21 mm dik; voor beter werk ook wel 28 mm. De meest gebruikelijke breedte is 92, 117 of 142 mm. Hoewel vloerhout droog wordt verwerkt, ontstaan er op den duur door het krimpen toch nog naden. Om deze naden zo smal mogelijk te houden, moeten de delen voor het bevestigen worden aangedreven, dit wil zeggen, zo stijf mogelijk tegen elkaar worden geperst. Het aandrijven gebeurt met speciale vloeraandrijvers. 1 2 Daarna worden de spijkerkoppen over het hele vloeroppervlak in het hout gedreven. Het is zeer arbeidsintensief werk, daarom wordt er gebruikgemaakt van een spijker- of nietmachine. Liggen de verschillende aansluitingen of naden niet gelijk, dan worden ze met een blokschaaf vlak geschaafd. Een vloerbedekking die op een vlakke en betrekkelijk krimpvrije ondervloer wordt gelegd, slijt minder snel en blijft mooier liggen. Het is daarom beter om de vloeren met 4 mm hardboard of 6 mm spaanplaat te bekleden. De platen worden met behulp van een, met of zonder perslucht aangedreven, nietmachine op de ondervloer geniet. 1 vloerplan messing werkende breedte groef < 750 = Strokenvloeren Vloeren van een hardere en fraaiere houtsoort worden aangebracht met een onzichtbare, verdekte of blinde vernageling. Zo n vloer wordt een strokenvloer genoemd, figuur Van de betrekkelijk zachte houtsoorten zoals oregon pine en esdoorn worden stroken van kwartiergezaagd hout gemaakt. 2 doorsnede plank geschaafd en gestroopt doorsnede plank; hartzijde naar boven gelegd 1 vloerplan 500 a 550 pasvoegen tegen muur 4 detail 1; aansluiting vloer aan muur 3 detail 2 kopse - aansluiting planken stuiknaad 5 detail 2; aansluiting kopse-kanten planken op balk Figuur 5.15 Houten vloer met vloerdelen 2 detail 1; muuraansluiting Figuur 5.16 Strokenvloer ( schaal 1 : 5 )

160 150 Hardere tropische houtsoorten zijn echter meer geschikt voor strokenvloeren, ook al zijn ze niet kwartiergezaagd. Ze worden minder gauw vuil en bekrast dan de zachte vloeren. De vloerdelen zijn minimaal 20 mm dik en maximaal 80 mm breed. Bij een houtdikte van 20 mm mogen de balken niet meer dan 500 mm h.o.h. worden gelegd. Als later een strokenvloer moet worden aangebracht, moet daar al bij het ontwerpen van de balklaag rekening mee worden gehouden. Om het eventueel zwellen van de vloerdelen mogelijk te maken, wordt een flinke naad tussen vloerhout en muur gehouden, figuur De vloerdelen zijn ook aan de einden van een groef en messing voorzien. Het is dus niet noodzakelijk dat de stuiknaad precies boven een balk komt, figuur Er mogen echter niet twee stuiken naast elkaar komen. Omdat de vloerdelen met verschillende lengten op het werk worden aangevoerd, is het altijd mogelijk de stuiken ten minste een balkafstand te laten verspringen. Als plint kan een vloerdeel van de strokenvloer worden gebruikt, figuur vloer 3 2 plaatlengte 2 detail 1 detail 2 detail 3 Figuur 5.17 Vloeren van plaatmateriaal plaatbreedte Vloeren van plaatmateriaal Van spaanplaat of triplex met een dikte van 14 tot 22 mm zijn goede vlakke vloeren te maken, figuur De platen kunnen met hun lange zijde evenwijdig aan, of haaks op de lengterichting van de balklaag worden gelegd. Door de draadrichting van de buitenste lagen haaks op de balken te nemen is de doorbuiging van de triplexplaat minimaal. Wanneer de stuiken op de balken verspringen, ontstaat er een zeer vormvast vloerveld. De stuiken van de platen die tussen de balken komen en de randen van de dunnere platen moeten door een balkje worden ondersteund. De ondersteuning van de randen kan bij de dikkere platen of bij een kleine h.o.h.-afstand van de balken achterwege blijven. Als de platen bij de stuiken van groeven met een veer worden voorzien, is een ondersteuning niet nodig. Om zonder veel zagen en plaatafval snel te kunnen werken, moeten de h.o.h.-afstanden van de balken en de afmetingen van de platen met elkaar in overeenstemming zijn Ontwerp balklagen Voordat men een balklaag gaat ontwerpen, moet er eerst een zorgvuldige berekening worden opgezet. Deze berekeningen moeten worden uitgevoerd volgens de richtlijnen van de TGB De houtmaten en sortering naar kwaliteit van de vloerbalken en vloerdelen worden vastgesteld volgens normen van de KVH. Het Centrum Hout heeft om dit regelmatig terugkerend rekenwerk te vermijden Technische Houtdocumentatie samengesteld. Door verschillende soorten vloerhout in uiteenlopende diktematen te combineren met kwaliteit zijn er zowel voor de begane grond als voor de verdieping series tabellen waarin deze combinaties zijn uitgewerkt. Is een balklaag te ontwerpen door alle balken dezelfde ongeveer maximaal toelaatbare afstanden hart op hart te geven, dan is dit de eenvoudigste oplossing. Meestal moet dan echter de juiste plaats en de grootte van de ravelingen worden verkregen door het aanbrengen van extra raveelen staartbalkjes.

161 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT 151 woonkamer wc Deze vloeren zijn dan ook alleen maar te maken als er wordt gezorgd voor: goede bodemafsluiting van bijvoorbeeld 60 à 80 mm beton; cementraam (trasraam) van ten minste 600 mm hoogte, namelijk 300 mm onder en evenveel boven het maaiveld. Meestal begint de aanleg iets lager, om bodemafsluiting tegen het cementraam te laten aansluiten; ventilatie van de vrije ruimte tussen vloer en bodemafsluiting, met als doel de relatieve vochtigheid lager dan 80% te houden. Door het aanbrengen van tegenover elkaar geplaatste ventilatieopeningen, wordt gezorgd dat er geen stilstaande en zeker geen vochtige lucht in de kruipruimte onder de vloer aanwezig is. De gekeuken hal uitmetselen onder de betonplaat a = ventilatie meterkast kruipluik met eventueel de watermeter a a a a a a balken 75 x x x kruipgat 7 x systeemvloer ruimte voor leidingen meterkast kruipluik balken 75 x 200 a a a a a a Figuur 5.18 Ontwerp begane-grondbalklaag ( schaal 1:100 ) Komen in een gebouw verschillende overspanningen voor, dan wordt bij voorkeur geprobeerd toch dezelfde houtafmetingen, gebaseerd op de grootste overspanning, toe te passen. Ditzelfde geldt ook voor de verschillende verdiepingen. De hieruit voortkomende verschillende afstanden hart op hart zijn op een bouwwerk in het algemeen niet zo hinderlijk als het gebruik van een groot aantal verschillende houtzwaarten Begane-grondbalklaag Als er voor de begane grond een houten balklaag wordt (werd) toegepast, is dit veelal in combinatie met een betonnen vloer. In het woongedeelte komt een houten vloerconstructie en in het min of meer natte gedeelte van de woning, zoals de keuken en de wc, een stenen vloer. Ook in de entree en de gang wordt dikwijls een stenen vloer gemaakt. Figuur 5.18 geeft een voorbeeld van een begane-grondvloer van een eenvoudige woning. In figuur 5.19 worden hiervan enkele details gegeven. Bescherming tegen rotting De vaak aangevoerde bezwaren dat een beganegrondvloer van hout kan vergaan door verrotting als gevolg van schimmelaantasting zijn zeker niet denkbeeldig.

162 152 P = 0 indien afwezig spouw opvullen met isolatie P = 0 75 mm isolatie ( opgespoten ) _ x 45 h.o.h. 400 mm 100 mm minerale wol folie bodemafsluiting muisdicht rooster 5a renovatie koker voor ventilatie indien ventilatieopeningen ontbreken eventuele uitvlaklaag ventilatie kruipruimte Figuur 5.19 Details begane-grondbalklaag ( schaal 1: 20) zamenlijke doorlaatopening in elk van de gevels moet bij voorkeur 100 mm 2 per m 2 vloeroppervlak bedragen; ligging bovenkant vloeren ten minste 200 mm boven omliggend maaiveld. Bovendien moeten er maatregelen ten behoeve van de warmte-isolatie worden genomen. Ventilatie Ventilatiegaten moeten van muisdichte roosters worden voorzien. De ventilatie van spouw en de kruipruimte moeten van elkaar gescheiden blijven. Dit kan gebeuren door gebruik van speciale kunststof kokers met roosters, figuur a. Brandveiligheid Aan de brandveiligheid en geluidsisolatie van vloeren boven een kruipruimte of boven een tot die woning horende kelder worden geen bijzondere eisen gesteld. Warmte-isolatie Voor een houten vloer van 21 mm dikte kan slechts op een warmteweerstand R = 0,15 m 2 K/W worden gerekend. Daaruit blijkt dat de vroeger veel toegepaste houten vloeren zonder verdere afwerking beslist niet voldoen aan de huidige eisen. Het Bouwbesluit eist t.a.v. de warmteisolatie van de vloer van een woning boven een kelder, berging o.d. besloten ruimte een berekening van de energieprestatie. Hiervoor moet de warmteweerstand R veelal ten minste 3,0 m 2 K/W bedragen. Aan deze eis is door het aanbrengen van een isolatiemateriaal wel te voldoen. Luchtdichtheid Ook de luchtdichtheid van een houten vloer is op zichzelf slecht en voldoet niet meer aan de huidige eisen zonder aanvullende maatregelen. Luchtdichtheid begane-grondvloeren Het Bouwbesluit eist dat de luchtdoorlatendheid van begane-grondvloeren niet hoger mag

163 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT 153 zijn dan 0,02 dm 3 per m 2 vloeroppervlak bij een drukverschil van 1 Pa. Dit geldt voor de luchtdoorlatendheid van de hele vloer, dat wil zeggen: onderlinge aansluitingen vloerdelen; aansluitingen rondom de vloer aan funderingen en muren; diverse leidingdoorvoeren en eventuele kruipluiken. De totale c-waarde per m 2 begane-grondvloer bedraagt maximaal 0,02 dm 3 /s m 2 Pa. Ook moet ervoor worden gezorgd dat geen gassen en schadelijke stoffen uit de ondergrond in de verblijfsruimten kunnen doordringen. In nieuwbouw kan een goede bodemafsluiting van beton worden toegepast. In de renovatie van bestaande woningen met houten vloeren kan een dampdichte folie met voldoende brede overlappen over de bodem van de kruipruimte worden gelegd. Deze folie moet tegen de funderingsmuren worden opgezet, figuur Verbetering warmte-isolatie en luchtdichtheid bestaande houten begane-grondvloeren Verbetering van de warmte-isolatie en de luchtdichtheid van bestaande houten begane-grondvloeren is geen eenvoudige zaak. Want er moet toch worden gezorgd voor voldoende ventilatie met de buitenlucht om verstikken van de houten balken te voorkomen. In de SBR 200 wordt hiervoor per gevel een ventilatieopening van 400 mm 2 per m 2 vloeroppervlak aangeraden. De luchtdichtheid van de houten vloer wordt al sterk verbeterd door het aanbrengen van een uitvlaklaag van plaatmateriaal, dat door de vloerdelen in de balklaag moet worden vastgeschroefd. Extra aandacht vraagt de randaansluiting. De isolatie van de houten vloer wordt verbeterd met platen minerale wol, ten minste 100 mm dik, die tussen de balken op onderlangs de vloerbalken bevestigde tengels h.o.h. 400 mm worden gelegd, figuur Optrekkend bodemvocht kan worden gekeerd met de hiervoor al genoemde laag dampdichte folie op de bodem van de kruipruimte. Eventueel moet ook, door stucwerk zonodig aanhelen naisolatie ca. 50 mm metselwerk gevelmetselwerk peil = 0 kierdichting uitvlaklaag geschroefd op de balklaag vloerhout maaiveld p balklaag minerale wol 100 mm 22 x 45 h.o.h 400 mm 1 bestaande toestand balkoplegging zonodig aanhelen renovatie ventilatiekoker eventuele kering optrekkend vocht bodemafsluiting gemetselde fundering 2 verbeterde toestand Figuur 5.20 Verbetering isolatie en luchtdichtheid houten begane-grondvloer

164 154 onderslag gemetselde poer 1 langsdoorsnede 2 dwarsdoorsnede Figuur 5.21 Onderslag en poeren ( schaal 1:50 ) bijvoorbeeld injecteren in het binnenspouwblad een kering tegen optrekkend vocht worden aangebracht, figuur Onderslagbalken Om voor de begane-grondbalklaag lichter balkhout te kunnen gebruiken en ook om de balklaag stijver te maken (dus minder kans op doorbuiging te geven), kunnen er onder de balklaag onderslagbalken worden aangebracht, haaks op de balkrichting. De afmetingen van deze onderslagbalken kunnen nog worden verminderd door het plaatsen van tussensteunpunten, in de vorm van kleine kolommetjes van metselwerk of beton. Deze kolommetjes worden poeren genoemd, figuur Bij een fundering op palen is er voor de poer een extra paal nodig. De poeren komen dan op een grotere h.o.h.-afstand van elkaar en worden, evenals de onderslagbalk, uitgevoerd in beton. slaapkamer slaapkamer slaapkamer dubbele balken voor ondersteuning oorspronkelijke inbouwkasten Figuur 5.22 Ontwerp verdiepingsbalklaag balken 75 x 200 haakanker x x koppelanker doorgaand kozijn 2 x x x betonvloer raveelbintanker 100 x trapgat 1130 balken 75 x 200 strijkbalkanker ( schaal 1:100 )

165 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT Verdiepingsbalklaag Figuur 5.22 geeft de verdiepingsbalklaag voor een eenvoudige woning. In deze tekening is de balkverankering aangegeven. Aan de hedendaagse eisen brandveiligheid en geluidsisolatie, die al dan niet worden gesteld aan verdiepingsvloeren die de scheiding vormen tussen twee woningen of met een niet tot die woning horende ruimte, kan een houten vloer met een verouderde plafondconstructie niet voldoen. Brandveiligheid Afhankelijk van de aangrenzende ruimten kan een brandwerendheid zijn vereist van twintig tot zestig minuten. De brandveiligheid van een bestaande balklaag hangt samen met de dikte van de brandwerende laag die door het plafond wordt gevormd. Hiervoor kunnen gipskartonplaten worden gebruikt waarbij grote aandacht aan naden en kieren minerale wol is besteed, in combinatie met een zorgvuldig aangebrachte laag minerale wol. Een gipskartonplaat van 12,5 mm kan daarbij een brandwerendheid van 20 minuten leveren, figuur Voor woningscheidende vloeren, figuur , is een brandwerendheid van zestig minuten vereist die door hetzij een dubbele gipskartonplaat van 12,5 mm dan wel door een enkele plaat in combinatie met het aanhelen van het bestaande stucwerk op het plafonds wordt bereikt. Geluidsisolatie De geluidsisolatie-eisen kunnen worden bereikt door een combinatie van isolatiematerialen (zoals onverpakte minerale wol ter demping in de holle vloerconstructie) met enkele of meerdere gipsplaten al dan niet verend of vrijhangend bevestigd. Als optimum kan een zwevende dekvloer worden toegepast. zwevende dekvloer (vrij houden van wand) houtachtige plaat of 35 mm zand cement estrich 20 mm minerale wol harde persing 20 db 0 db 2 x 12,5 mm gipskartonplaat a 1 plafond met gipsplaat op rachels 2 metalen veerregel 100 mm onverpakte minerale wol a houten vloer met zwevende dekvloer 15 db minerale wol 0 db bestaand plafond indien nodig aanhelen 1 b plafond met gipsplaat op veerregels 1 verdiepingsbalklaag ( schaal 1: 20) b 2 Figuur 5.23 Details verdiepings- en woningscheidende balklaag 2 12,5 mm gipsplaat 45 mm minerale wol U / C - profiel h.o.h. 600 mm houten vloer met vrijhangend plafond woningscheidende balklaag ( schaal 1: 20)

166 156 gelaste strip 6 x 38 koppelanker klossen 1 verzonken halfsteensmuur 2 steensmuur 3 koppeling balken boven onderslagbalk ( schaal 1:10 ) Figuur 5.24 Onderslagbalken Voor verdiepingsvloeren, figuur , is de eis 20 db die door een combinatie van minerale wol en gipsplaat op rachels kan worden bereikt. Toepassing van metalen veerregel brengt een verbetering van 5 db, figuur b. Voor woningscheidende vloeren, figuur 5.23, is de eis 0 db. Hiertoe moet of een zwevende dekvloer in droge of natte uitvoering worden toegepast of een vrijdragend plafond op bijvoorbeeld U- of C-profielen. Aansluiting tussenwanden Muren die niet door muren van de daaronder gelegen verdieping worden ondersteund, moeten worden opgevangen door onderslagbalken. Deze balken zijn meestal van staal, figuur De verankering van houten aan stalen balken kan gebeuren door koppel- of klauwankers, figuur of door aangelaste strippen, figuur De stalen balken moeten brandwerend worden bekleed. Het is van belang de onderkant van de stalen balk iets vrij te houden van de plafondtengels om te voorkomen dat, wanneer de stalen balk meer doorbuigt dan de houten balk, het plafond onder de stalen balk gaat scheuren. Lichte scheidings- of separatiewanden kunnen op een houten vloer worden geplaatst, mits ervoor wordt gezorgd dat onder de separatie een balk ligt, figuur Een bezwaar is dat door het krimpen van de balk de vloer iets zakt en dus ook de wand. Hierdoor is de kans groot dat de wand gaat scheuren. Zwaardere scheidingswanden kunnen op een dubbele balk worden geplaatst, figuur dubbele balk bij bestaande, zwaardere wand halfsteens muur metal stud 2 enkele balk bij nieuwe, lichte wand ( schaal 1: 20) Figuur 5.25 Niet-dragende wand op houten vloer Van beneden komende, niet-doorgaande muren eindigen enkele centimeters onder de onderkant van de vloer. Dan kan het krimpen van het balkhout geen problemen geven, figuur Schone balklagen Men spreekt van vuile balklagen als de balken niet worden geschaafd. Dit is veelal het geval als de onderkant van de balklaag niet zichtbaar is (bijvoorbeeld boven een kruipruimte) of als

167 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT 157 het doorstuiven van stof voorkomen en kan de elektrische installatie onzichtbaar worden aangebracht, figuur balklaag loodrecht op binnenwand eventueel minerale wol tegen omloopgeluid tegen de onderkant een plafond wordt aangebracht. Schone balklagen worden samengesteld uit geheel of gedeeltelijk geschaafde balken, al naar gelang de balken geheel of gedeeltelijk zichtbaar blijven. Ook de onderkant van de houten vloer kan zichtbaar blijven. Deze moet dan zijn geschaafd en de naden worden van een V- of sponningsprofiel voorzien, figuur A A traditionele spouwconstructie B 2 balklaag evenwijdig aan binnenwand Figuur 5.26 Verdiepingsvloer met niet-doorgaande wanden kistbalk klossen 1 schone balklaag 1a doorsnede A - A Omdat het Bouwbesluit voor vloeren van bewoonbare ruimten in woningen een brandwerendheid van twintig minuten eist, waaraan een houten vloer met een schone balklaag niet voldoet, is deze schone vloerconstructie zeer beperkt toepasbaar. Stenen vloeren op houten balklaag Een van de voorwaarden voor het toepassen van houten vloeren is dat deze vloeren steeds droog moeten blijven. De vloeren van natte ruimten worden daarom minimaal voorzien van een vochtdichte vloerbedekking. Een steenachtige vloer echter is de enige goede oplossing. Het aanbrengen van stenen vloeren bij nieuwbouw is geen probleem. Bij renovatie van woningen is het vaak gewenst dat sommige houten vloeren door stenen vloeren worden vervangen. Als de houten balklaag nog in goede staat verkeert en sterk genoeg is, kan deze dienst doen als draagconstructie voor een daarop aan te brengen dunne betonplaat. De vloerdelen worden verwijderd en vervangen door bijvoorbeeld Lewis-zwaluwstaartplaten. Deze platen fungeren als verloren bekisting en dienen tevens als wapening. De dikte van de betonvloer is afhankelijk van de overspanning, maar kan gemiddeld op 50 mm worden gesteld. Door de vorm van de platen B klossen 2 schone balklaag 2a doorsnede B - B met tussenplafond Figuur 5.27 Traditionele schone balklagen plinttegel plinttegel van vloertegel folie Het bezwaar van zo n zichtbare balklaag is dat op de vloer liggend stof bij het belopen van de vloer door de naden naar beneden stuift. Verlichting aan het plafond kan alleen worden aangebracht door ook de elektriciteitsleidingen zichtbaar te monteren. Door het aanbrengen van een plafond (meestal van plaatmaterialen zoals gipskartonplaten) tussen de balken, wordt ventilatie vloerdikte bestaande balklaag 1 betonvloer los 2 betonvloer inkassen van de muur Figuur 5.28 Steenachtige vloer op houten balklaag

168 158 kan de lucht vrij om de houten balken circuleren. Door de platen met een draadnagel door de hoge ribbel aan de balklaag te bevestigen is ook een geringe werking van het hout mogelijk. Kunnen de balken gaan krimpen, dan moet de betonvloer los van de muren blijven, figuur Een goede aansluiting wordt verkregen door de betonvloer in de muren in te kassen, figuur Dakbalklaag De belangrijkste toepassing van houten balklagen tegenwoordig is die in een plat dak. Achterliggende redenen zijn de eenvoud van uitvoering enerzijds en veelal de lage eisen aan de scheidende functie. Alleen de warmte-isolerende functie van het dak moet met aanvullende maatregelen worden vervuld. Omdat de belasting van het dak geringer is dan die van vloeren, kunnen er lichtere balken dan wel een grotere h.o.h.- afstand worden toegepast. Houten platte daken worden besproken in deel 4a Daken, hoofdstuk 4. muurankers 1 vloerplan 8 x 38 mm o 10 mm / betonnen moerbalk 2 detail 1 3 detail 2 1 moerbalk Samengestelde balklagen Bij enkelvoudige balklagen is er maar één stel onderling evenwijdige balken, die op twee tegenover elkaar staande muren van een ruimte zijn opgelegd. Samengestelde balklagen zijn noodzakelijk als de te overspannen ruimte te groot is om met normale houtafmetingen een vloerveld te construeren. In één richting, meestal de kortste overspanning van de ruimte, worden dan moerbalken gelegd waartussen of waarover de lichtere kinderbinten komen, figuur tot en met In ruimten van openbare gebouwen en ook in grotere woningen bestonden de balklagen vroeger uit een constructie van zware eiken moerbalken waarin de kinderbintjes rustten die de vloerdelen droegen, figuur en Omdat hout van grote afmetingen moeilijk verkrijgbaar is, worden nu (door middel van bouten, kramplaten of ringdeuvels) twee of meer balken met courante houtmaten samengevoegd tot een hoofd- of moerbalk, figuur Ook gewalste staalprofielen, die al of niet brandvrij worden bekleed of omtimmerd, vinden toepassing, figuur moerbint hoekstaal 6 variant, samengestelde moerbint Figuur 5.29 Samengestelde balklagen A A 4 traditionele balklaag moer- en kinderbint kinderbint 5 traditionele balklaag doorsnede A - A

169 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT Geprefabriceerde vloerconstructies Door prefabricage kan het werken op de bouwplaats onder wisselende weersomstandigheden tot een minimum worden beperkt en kan de kwaliteit worden opgevoerd door de betere outillage in de fabriek. Verhoging van de kwaliteit en verkorting van de bouwtijd behoeft dan ook niet duurder te zijn. Wel moeten de specifieke voorwaarden voor prefabricage in acht worden genomen. De elementen moeten eenvoudig kunnen worden getransporteerd en gemakkelijk in het werk zijn aan te brengen. Het stellen en bevestigen van de vloerelementen in de bouw is doorgaans moeilijker dan het prefabriceren van de vloerelementen zelf. Vooral bij grotere series is deze montage van groot belang. Meestal wordt er constructiehout toegepast, omdat hierop hogere toelaatbare spanningen kunnen worden toegelaten. Na het schaven blijft de maattolerantie beperkt tot plus of min 1 mm. Triplexribpaneelvloeren Voor geprefabriceerde vloerelementen van hout wordt het vloerhout veelal vervangen door triplex. Door het triplex op de houten regels te lijmen of te spijkeren ontstaan er triplexribpaneelvloeren (stressed-skinpanels), figuur De randen en stuiknaden van de triplexplaten moeten door vulklossen worden ondersteund. De afmetingen van de vloerelementen en h.o.h.- maat van de ribben houden verband met de afmetingen van de platen triplex. Doosvormige elementen ontstaan door ook aan de onderzijde een plaat triplex of spaanplaat aan te brengen. Bij voldoende toezicht op de prefabricage kunnen de vloerelementen worden berekend als een samenspel van T- of I-liggers, figuur en De stijfheid van deze doosconstructies maakt overspanningen tot 5,500 m mogelijk zonder te grote doorbuiging. Een veel toegepaste combinatie vormen de ribben h.o.h. 400 mm met triplex ter dikte van 16 mm. Deze vloerelementen kunnen bij de toepassing als dakelement ook worden voorzien van isolatiemateriaal. De klossen worden dan halfhoog uitgevoerd zodat langsventilatie mogelijk is, figuur a. rib bovenste beplating isolatie onderste beplating ventilatie 1a eenvoudige uitvoering 2a uitvoering met isolatie (en ventilatie) plaatbreedte is elementbreedte bijvoorbeeld 1200 of 1500 mm triplex vulklos plaatbreedte is elementbreedte bijvoorbeeld 1200 of 1500 mm vulklos evt. opleglengte triplex of spaanplaat evt. opleglengte 1b eenvoudige uitvoering zonder onderplaat en isolatie en met overlappende aansluiting Figuur 5.30 Triplexribpaneelvloeren 2b uitvoering met onderplaat en isolatie en met veer tussen de elementen

170 160 Doorsnede en zijaanzicht Constructieelement Overspanning l in m Verhouding b Verhouding h H.o.h.- afstand a in m h l Vloerdeel d l 0,450 0, Verdieping- b h balklaag, bij normale belasting a l 2 6, ,450 0,750 Verdieping- b h balklaag, bij zware belasting a l 2 4, ,450 0,600 Dakbalklaag b a h l 2,5 6, ,300 1,000 h Triplexribpaneel a l 2,5 8, ,400 0, Figuur 5.31 Vuistregels dimensionering houten balklagen Europees naaldhout ongeschaafd ongeschaafd geschaafd geschaafd minder courante maten zijn aangegeven met de minst courante maten zijn niet in dit schema opgenomen maximale handelslengte: 5700 à 6100 mm grotere lengten leverbaar als 'bestekhout' of gevingerlast hout 96 Noordamerikaans naaldhout Figuur 5.32 Handelsafmetingen hout

171 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT 161 Toepassingsmogelijkheden triplexribpaneelvloeren In een traditionele bouwmethode zijn de triplexribpaneelvloeren onbruikbaar. Bij het optrekken van gevels en bouwmuren in metselwerk zouden de vloerpanelen gelijktijdig met het opgaande werk moeten worden geplaatst. Dat is in verband met beschadigingen en het nat worden van de panelen ontoelaatbaar. Wel is deze constructie te overwegen voor de vloer onder een kapconstructie. Zoldervloer- en kapconstructie worden dan achter elkaar bracht, zodat bezwaren van vervuiling en nat worden zijn ondervangen. Daarnaast is de triplexribpaneelvloer goed toe te passen in een bouwmethode als houtskeletbouw. De belangrijkste toepassing is de dakvloer voor vooral laagbouw in de utiliteitsbouw. aantal standaardafmetingen. Hiermee worden de wand-, vloer- en dakelementen vervaardigd. De wanden bestaan uit stijl- en regelwerken die in hun vlak onvervormbaar worden gemaakt door middel van een beschieting of een enkele maal door middel van schoren. De stabiliteit van de constructie wordt ontleend aan de combinatie van deze wanden en stijve vloervelden en verder aan de onderlinge koppeling van deze elementen, figuur koppelregel Vuistregels houten balklagen Voor houten balklagen is er een verband tussen de h.o.h.-afstand en de overspanning voor de vereiste breedte en vooral hoogte van de balken. Voor de toepassing in respectievelijk beganegrondvloeren, verdiepingsvloeren en daken zijn in figuur 5.31 de ontwerpregels hiervoor opgenomen. In figuur 5.32 zijn de handelsafmetingen van Europees en Amerikaans naaldhout gegeven. 5.3 Houtskeletbouw Typerend voor houtskeletbouw is de toepassing van hout voor zowel de dragende als de niet-dragende delen van de constructie (wanden, vloeren en dak). In het bouwkundig taalgebruik is de benaming houtskeletbouw nogal misleidend. De draagconstructie van het bouwwerk wordt immers gevormd door wanden en vloeren, waarbij de horizontale krachten naar de fundering worden overgebracht door de schijfwerking van deze bouwdelen. Er is dus geen sprake van een echt skelet en de term houtsysteembouw of houtelementenbouw zou meer op zijn plaats zijn Algemene beschrijving Houtskeletbouw is een eenvoudige en logische bouwmethode waarbij er voor de constructie gebruik wordt gemaakt van hout in een beperkt Figuur 5.33 Houtskeletbouw (platformmethode) De triplexbeschieting van de gevelwanden en het dak wordt aan de buitenzijde voorzien van een laag water- en windkerend, maar dampdoorlatend bouwfolie, zeer toepasselijk wel eens de regenjas genoemd. Hierop komt dan in de afbouwfase de buitenbekleding respectievelijk de dakbedekking.

172 162 De binnenbekleding bestaat meestal uit gipskartonplaten waarmee op een goedkope manier een zeer goede brandwerendheid wordt verkregen, die ruimschoots voldoet aan de gestelde eisen. Op deze gipskartonplaten kunnen vrijwel alle gebruikelijke wandafwerkingen worden aangebracht. Om condensatie in de gevelconstructie uit te sluiten, wordt achter de gipskartonplaten een dampremmende folie aangebracht, terwijl er tussen de stijlen ruimte is voor het thermisch en akoestisch isolatiemateriaal.voor de buitenbekleding ten slotte is er een vrije keuze uit diverse materialen, zoals metselsteen, hout, metaal, plaatmaterialen en stucadoorswerk. Bouwfysisch is deze opbouw optimaal en tevens wordt een duurzame, brandveilige en uitstekend geïsoleerde constructie verkregen. Brandwerendheid en -veiligheid Houtskeletbouw kan ondanks het rijkelijk aanwezige hout ruimschoots voldoen aan de brandwerendheidseisen. De vereiste brandwerendheid wordt bij houtskeletbouw voornamelijk verkregen door de juiste dikte en de aard van de afwerklagen (gipskartonplaten). Daarmee wordt de brandwerendheid van elk bouwdeel bewust op het vereiste niveau gebracht. De brandwerendheid berust op de volgende principes: beplating met gipskarton; vulling spouwruimten met minerale wol; lage inbrandsnelheid hout (40 mm per uur bij eenzijdige inbranding). Bij houtskeletbouw wordt de brandwerendheid dus verkregen door toevoegingen, in tegenstelling tot bijvoorbeeld de steenachtige bouw, waarbij de brandwerendheid van de meeste onderdelen inherent is aan de bouwmethode. Gemiddeld is aan een wand of vloer, voorzien van een gipskartonbeplating dik 12,5 mm, een brandwerendheid toe te kennen van dertig minuten. Bij brandvertragende gipskartonplaten dik 15 mm, is dat circa veertig minuten. Relatief dunne lagen minerale wol kunnen, mits juist toegepast, de brandwerendheid aanzienlijk verhogen Houtskeletbouwmethoden In houtskeletbouw zijn diverse methoden ontwikkeld. De belangrijkste zijn: 1 platformmethode, waarbij de belangrijkste karakteristiek van deze methode ligt in de verdiepingshoge wanden, een schema dat zich op elke verdieping herhaalt, figuur ; 2 balloonmethode, hierbij lopen de wandstijlen door vanaf de fundering tot aan de dakrand, de 1 platformmethode: 2 balloonmethode: 3 gemodificeerde balloonmethode: vloer tussen wanden wand uit een lengte wand uit twee lengtes Figuur 5.34 Verschillende houtskeletbouwmethoden

173 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT 163 wanden verkrijgen dus een hoogte van meerdere verdiepingen. Hiertegen worden draagregels voor de verdiepingsvloer aangebracht, figuur ; 3 gemodificeerde balloonmethode, waarbij de gebouwhoge wanden zijn vervangen door gekoppelde verdiepingshoge wanden, waardoor er voor de wandstijlen minder lang hout nodig is. De vloerconstructie blijft echter dezelfde, figuur Bij de balloonmethode is de montage en het transport van de tweeverdiepingshoge wanden lastig. Bovendien zijn, evenals bij de gemodificeerde balloonmethode, de vloeren en de binnenwanden moeilijk te prefabriceren omdat deze naderhand in de constructie moeten worden gebracht. Dat vergt in het algemeen meer arbeidsuren. De platformmethode biedt meer mogelijkheden bij verdergaande prefabricage, terwijl deze methode ook bij woningen in drie of vier lagen volledig kan worden doorgevoerd. De voorkeur gaat uit naar de platformmethode Vloerconstructies Opbouw De begane-grondvloer kan zowel in hout als in beton (vanwege de vochtgevoeligheid en dampdichtheid) worden uitgevoerd. De verdiepings- en dakvloeren worden in hout uitgevoerd. Daarbij kan deze geprefabriceerd worden aangeleverd waarbij de opbouw overeenkomsten toont met de in paragraaf besproken triplexribpanelen. 212 boorankers ankers M volgplaat 70 x 70 x 7 draadeind M10 11 x anker M ankers M x 1200 boorankers > = booranker M6 50 booranker M6 lang 100 mm volgring o 30 mm / 1 gedeelte van een ankerplan Figuur 5.35 Verankering fundering ( schaal 1:100 ) figuur 1 ( schaal 1:20 ) figuren 2 en 3

174 164 42, ,5 spouwankers gemetseld buiten - spouwblad spouwventilatie ventilatiekoker voor ventilatie kruipruimte open stootvoeg voor afvoer water dampremmende laag 120 mm minerale wol 9 mm multiplex water- en windwerend, dampdoorlatend papier onderregel 38 x 120 plint tochtdichting, bijvoorbeeld kit isolatie muurplaat vochtkerende laag ondersabeling ankers ankers 2 x 12,5 mm gipskartonplaat tochtdichting, bijvoorbeeld kit vochtkerende folie ( schaal 1: 20) 1 doorsnede gevel 2 doorsnede woningscheidende wand stijl onderregel triplexplaat isolatie balklaag kopbalk muurplaat Fundering Voor de fundering van een houtskeletbouwwoning kunnen de gebruikelijke technieken zoals funderingen op staal of palen worden toegepast. Door het lichte gewicht van de constructie (een houtskeletbouwwoning weegt inclusief de veranderlijke belasting slechts een kwart van een steenachtige woning) kan in het algemeen worden volstaan met een kleiner aantal slankere palen, als ook met een funderingsconstructie van geringere afmetingen. In sommige gevallen zijn voor steenachtige woningen palen nodig en is voor een houtskeletbouwwoning nog een fundering op staal voldoende. 3 vochtkerende laag ondersabeling/uitvlaklaag vloeraansluiting funderingsbalk Figuur 5.36 Details houten begane-grondvloer De verankering van de houten constructie aan de fundering is voor deze relatief lichte woningen zeer belangrijk. Daarom wordt er een ankerplan gemaakt, waarbij het aantal en het type van de ankers wordt aangegeven. Er zijn hierbij verschillende oplossingen mogelijk afhankelijk van de keuze van het type fundering en begane-grondvloer. Figuur 5.35 geeft een voorbeeld van een dergelijk plan met enkele ankerdetailleringen.

175 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT 165 Houten begane-grondvloer Figuur 5.36 toont de aansluiting op de fundering bij toepassing van een houten begane-grondvloer. Op de steenachtige fundering wordt een strook waterdicht materiaal gelegd en daarop wordt een houten stelregel aangebracht, zuiver waterpas gesteld en verankerd aan de ingemetselde of ingestorte ankers. Hierop komt dan de vloerconstructie (meestal geprefabriceerd). Een enkele maal wordt de balklaag opgebouwd uit balken van geschaafd hout in standaardafmetingen, aan de einden gekoppeld door een kopbalk. Over de balken wordt een vloer gelegd van triplex, dik 15 à 16 of 18 à 19 mm, voorzien van messing en groef. Wordt triplex zonder messing en groef toegepast, dan is tegen het wisselen ondersteuning van de stuiknaden nodig. Bij grote overspanningen kunnen onderslagen worden toegepast. Zoals al is opgemerkt, wordt de vloerconstructie tot aan de buitenzijde van het skelet doorgezet. De isolatie in een houten begane-grondvloer wordt verkregen door het aanbrengen van isolatieplaten tussen de balken. 42,5 9 Betonnen begane-grondvloer Hoewel het voor de hand lijkt te liggen in een houten woning met houten verdiepingsvloeren ook een houten begane-grondvloer toe te passen, is er toch een aantal overwegingen om de woning uit te voeren met een betonnen beganegrondvloer. Enkele van deze overwegingen zijn: niet alle afwerkingen zijn toepasbaar; houten vloer is vochtgevoeliger; warmtecapaciteit stenen vloeren is groter. Figuur 5.37 geeft enige funderingsdetails met een betonnen begane-grondvloer. Verdiepingsvloer Verdiepingsvloeren worden op dezelfde manier geprefabriceerd of een enkele maal samengesteld als de houten begane-grondvloeren, figuur Een verhoging van de geluidsisolatie kan worden bereikt door het aanbrengen van extra gipskartonplaten al of niet gecombineerd met minerale wol, figuur De geluidsisolatie-index, zowel voor luchtgeluid als voor contactgeluid voor houten vloeren zonder adequate voorzieningen is bijzonder laag (-15 db). Omdat de geluidsisolatie van betonnen vloeren ver boven de eis ,5 gemetseld buiten - spouwblad binnenspouwblad in houtskeletbouw 2 x 12,5 mm gipskartonplaat ventilatiekoker voor ventilatie kruipruimte houtdraadbout tochtdichting, bijvoorbeeld kit boorankers onderregel klossen open stootvoeg voor afvoer water bodemafsluiting beton of schoon zand op folie een geisoleerde systeemvloer funderingsbalk ter plaatse gestort vochtkerende folie ( schaal 1: 20) 1 prefab beton gevelbalk Figuur 5.37 Details betonnen begane-grondvloer 2 aansluiting bij woningscheidende wand

176 166 vloerelement-breedte gebaseerd op maten plaatmateriaal ( 3x 2400 en 1x uitzondering ) overspanningsrichting vloerelement geprefabriceerde halfopen vloerelementen trapgat opgenomen in vloerelement balkzwaarte afhankelijk van overspanning opleggingen op wanden Figuur 5.38 Geprefabriceerde houten verdiepingsvloer ligt, is het verstandig de houten vloer van een houtskeletbouwwoning hieraan zoveel mogelijk aan te passen. Dit kan door in plaats van houten regels, tegen de onderkant van de balklaag een metalen veerrail aan te brengen, die het plafond ontkoppelt van de balklaag, figuur Ook kan een zwevende dekvloer worden toegepast. vloerbalk multiplex De vloerconstructies die aan de onderzijde zijn voorzien van een gipskarton beplating voldoen aan de hierboven genoemde brandwerendheidseis. Zoals gezegd zorgen de triplexvloerplaten door de bevestiging op balken en kopbalken tevens voor de koppeling van deze onderdelen. Om bij grotere overspanningen de vloeren meer stijfheid te geven en verdraaiing van de balken tegen te gaan, kunnen er andreaskruisen of verspringende klossen worden toegepast. Wordt de vloer in elementen geprefabriceerd, dan bevinden zich daarin al de nodige klossen, figuur houten regel gipskartonplaat metalen veerrail 1 normale toepassing 2 verhoogde geluidisolatie Figuur 5.39 Opbouw verdiepingsvloer De eis voor brandwerendheid voor een verdiepingsvloer binnen een woning is twintig minuten. Een toepasbare constructie hiervoor is figuur 5.39: 15 à 19 mm triplex met messing en groef; vloerbalken, afmetingen volgens berekening; metalen veerrail of rachels; 9 of 12,5 mm gipskarton. 1 andreaskruizen 2 verspringende klossen Figuur 5.40 Verstijving balklaag Woningscheidende vloer Voor de geluidsisolatie van een woningscheidende vloer is de eis 0 db. Deze waarde kan bij een houten vloerconstructie worden bereikt door een vrijhangende plafondconstructie. Door de negatieve invloed van flankerende geluidsoverdracht voldoet dit in een HSB-methode niet. Het

177 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT 167 cementdekvloer 50 mm folie isolatieplaten triplex vloerplaat vloerbalken beugels is gebruiksvriendelijker een zwevende dekvloer toe te passen. Figuur geeft een constructie met een steenachtige zwevende dekvloer. Het nadeel van deze oplossing is dat een natte vloer in een droge bouwmethode wordt toegepast. Meer afgestemd op houtskeletbouw is het alternatief met een droge zwevende dekvloer, figuur minerale wol minimaal 100 mm gipskartonplaat 2 x 12,5 mm plaatmateriaal isolatieplaten triplex vloerbalken rachels tegen viltstroken 1 uitvoering met "natte" zwevende dekvloer + 5 db platen minerale wol 2 x 50 mm brandisolatiestroken gipskartonplaat 2 x 12,5 mm veerrail Wandconstructies Opbouw De geprefabriceerde wandelementen worden samengesteld uit stijlen en regels en worden aan de bovenzijde gekoppeld door een koppelregel. De h.o.h.-afstand van de stijlen is in het algemeen 400 of 600 mm. Doordat er gebruik wordt gemaakt van nagelverbindingen, wordt de vaak geringe houtdoorsnede niet verzwakt door verbindingen. De koud op elkaar genagelde delen worden veelal overlapt door beschieting, plaatmateriaal, enzovoort, en zo vormvast met elkaar verbonden, figuur De afmetingen van de stijlen worden bepaald door de belastingen, maar ook door de gewenste isolerende werking van de stijlen en de isolerende vulling. 2 uitvoering met "droge" zwevende dekvloer 0 db ( schaal 1: 20) Figuur 5.41 Details woningscheidende vloer wandbeschieting multiplex nagels h.o.h. 150 dubbele stijl t.p.v. schakeling prefab elementen nagels h.o.h. 300 koppelregel met nagels h.o.h. 300 bovenregel met 2 nagels in elke stijl latei hulpstijl onderregel nagels h.o.h. 150 onderregel na montage uitzagen doorlopende stijl onderregel met 2 nagels in elke stijl Figuur 5.42 Opbouw vloerdragende wand

178 168 Stabiliteit en vormvastheid Bij houtskeletbouw wordt er voor de stabiliteit gebruikgemaakt van (in hun vlak) vormvaste panelen voor wanden en vloeren. De panelen worden vormvast gemaakt door middel van de plaatmaterialen, figuur , of door schoren, figuur De vormvaste wandelementen zijn te beschouwen als stijve schotten die onderling loodrecht op elkaar worden geplaatst. Door de wanden en vloeren over de hele lengte van de aansluitvlakken aan elkaar vast te nagelen, vormen zij een stabiel geheel. Het is niet noodzakelijk dat iedere vloer op vier stijve schotten rust. Ook al staan de woningen in rijen, ze worden toch steeds qua draagconstructie self-supporting uitgevoerd, omdat de wanden van beide aangrenzende woningen ter wille van de geluidsisolatie los van elkaar worden gehouden. nagels h.o.h. 150 nagels h.o.h. 300 wandbeschieting 1 stabiel middels stabiel middels schoor plaatmateriaal Figuur 5.43 Vormvastheid wandelementen De vormvastheid van wanden en vloeren speelt bij houtskeletbouw een belangrijke rol. Het aantal en de zwaarte van bevestigingsmiddelen, die volgens een vast patroon worden aangebracht, wordt dan ook berekend. Figuur geeft een voorbeeld van een paneel met draadnagelverbindingen voor triplex. Voor de totale stijfheid van het gebouw is ook de onderlinge verbinding van de wanden en van de wanden met de vloeren van groot belang. Bij prefab-bouw met kleine elementen worden de stijlen om en om tegen elkaar genageld met nagels h.o.h. 150 mm. De onder- en koppelregel worden ook om de mm bevestigd. 2 De stijfheid van een wand kan worden verhoogd door het gebruik van dubbele eindstijlen en een bekleding met triplex aan twee kanten. Als er schoren voor de verstijving worden toegepast, moeten deze zowel op de stijlen als op de onderen bovenregel worden gespijkerd. Warmte-isolatie en dampremmende laag Van groot belang is dat het inwendige van de houtconstructie en de toegepaste isolatiematerialen geen kans krijgen vochtig te worden, noch door condensatie, noch door doorslag van de buitenbekleding. Bij houtskeletbouw wordt hiervoor polyetheenfolie, dik 0,15 mm, aangebracht achter de uit gipskartonplaten bestaande binnenbekleding. Theoretisch is hierdoor het gevaar voor inwendige condensatie uitgesloten; in de praktijk is het door onvermijdelijke onvolkomenheden bij de uitvoering toch nog mogelijk dat enige waterdamp in de constructie doordringt. Deze moet naar buiten kunnen verdwijnen. Daarom wordt bij horizontale triplexbeschieting aan de buitenzijde, op halve verdiepingshoogte, een naad gehouden; bij verticale beschieting moeten er enkele ventilatiegaatjes in de triplexplaat worden geboord. Voor het weren van doorslaand regenwater en wind wordt op de triplex aan de buitenzijde een laag waterkerend bouwpapier aangebracht. De in de wand aanwezige waterdamp moet echter vrij door dit papier kunnen diffunderen. In het algemeen wordt de buitenbekleding op houten regels aangebracht waardoor tussen bekleding en waterkerende laag een spouw ontstaat die licht geventileerd moet worden. Binnenwand De eis voor brandwerendheid voor een binnenwand is twintig minuten. Een toepasbare constructie hiervoor is figuur : 9 of 12,5 mm gipskarton; stijl- en regelwerk mm; 9 of 12,5 mm gipskarton. Door het aanbrengen van minerale wol of dubbele gipskartonplaten in de wandconstructie wordt de geluidsisolatie verbeterd, figuur De geluidsisolatie van de binnenwanden ligt minstens in dezelfde orde als bij

179 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT 169 gipskartonplaat stijl gipskartonplaat op half-hardboard minerale wol zonder cachering gipskartonplaat, glasvezelversterkt min. 15 dik of twee lagen gipskartonplaat elk 12,5 dik stijl 1 binnenwand in 2 normale toepassing binnenwand met verhoogde geluidsisolatie Figuur 5.44 Opbouw binnen- en woningscheidende wand minerale wol 90 dik zonder cachering 3 woningscheidende wand spouw andere bouwmethoden. Van belang voor de buigslapheid is hierbij de h.o.h.-afstand van de stijlen die bij voorkeur niet kleiner is dan 600 mm. Woningscheidende wand De geluidsisolatie bij houtskeletbouw berust op het principe van de buigslappe wand, in tegenstelling tot de steenachtige bouw, waar de geluidsisolatie berust op massa. Een goede geluidsisolatie tussen de woningen onderling wordt bereikt doordat de woningscheidende wanden consequent tot in de fundering zijn gescheiden, figuur en Deze woningscheidende wanden worden opgebouwd uit twee gedeelten, elk bestaande uit stijl en regelwerk, aan de woningzijde bekleed met twee gipskartonplaten dik 12,5 mm en opgevuld met 90 mm minerale wol. De wandgedeelten worden onderling gescheiden door een spouw van 50 mm. Een alternatieve oplossing is toepassing van een brandvertragende gipskartonplaat dik 15 mm, figuur Hoewel deze wandconstructie een massa heeft van slechts 65 kg/m 2, is de gemeten geluidsisolatie in de middenfrequentie van 500 Hz 57 db. In principe moeten er in de woningscheidende wanden geen wandcontactdozen worden aangebracht ter voorkoming van geluidlekken en onderbreking van de brandwerendheid. Moeten ze er toch komen, dan moeten ze ter weerskanten ten minste een stijlafstand versprongen zijn aangebracht. De eis voor brandwerendheid van een woningscheidende wand is zestig minuten. De in figuur getoonde opbouw van de woningscheidende wand kan hier ruimschoots aan voldoen. De gipskartonbeplating van de woningscheidende wand moet ter plaatse van de aansluitingen met bijvoorbeeld de binnenwanden doorlopen. Extra aandacht verdient de aansluiting verdiepingsvloer/woningscheidende wand. Hierin moet een brandstop worden opgenomen om schoorsteenwerking in de spouw tegen te gaan. Verder moeten ten behoeve van geluidwering achter de kopbalk klossen of een strook minerale wol worden opgenomen, figuur Lateiconstructies Voor openingen in dragende wanden wordt er gebruikgemaakt van lateien. Deze lateien worden veelal samengesteld uit balken, die worden opgelegd op de kop van een of meer aangespijkerde wandstijlen, figuur In nietdragende wanden kan soms met een regel van dezelfde houtzwaarte als de stijlen worden volstaan, figuur Bij grotere overspanningen worden de lateibalken samengesteld uit twee vloerbalken naast elkaar, zonodig gekoppeld met een onder en bovenregel, figuur Ook worden zelfs gelamineerde liggers toegepast, figuur

180 170 minerale wol dik 120 mm brandkering (minerale wol) brandvertragende gipskartonplaat dik 15 mm tochtdichting klossen 150 eventueel opvullen met multiplex metalen veerrail gipskartonplaat dik 12,5 mm 1 regel 2 balken stalen strip hart op hart 1200 mm 1 balkrichting loodrecht op de woningscheidende wand minerale wol dik 120 mm tochtdichting bijvoorbeeld kit minerale wol metalen veerrail op 150 mm uit zijkant in verband met flexibele hoekaansluiting van gipsplaten 2 balkrichting loodrecht op de woningscheidende wand (variant) minerale wol dik 120 mm tochtdichting brandkering (minerale wol) metaalstrook +_ 1 mm dik of brandkering van minerale wol kopbalk regel gipskartonplaat 2 x 12,5 mm dubbele randbalk regel 3 balken en regels Figuur 5.46 Varianten lateiconstructies Dakconstructies De dakconstructie kan bestaan uit een platbalklaag, of bij een hellend dak uit gordingen, sporen of spanten. De spanten kunnen worden samengesteld uit houten staven, onderling verbonden door schetsplaten van triplex of metalen nagelplaten, figuur De bovenzijde van de constructie wordt in het algemeen bekleed met triplexplaten en een waterkerende dampdoorlatende laag. Daarop komt de afwerking. In het dak respectievelijk de plafondconstructie wordt minerale wol aangebracht en de onderzijde van de constructie wordt bekleed met een laag dampremmende folie en gips kartonplaten, dik 9 of 12,5 mm. De warmteweerstand is, bij een isolatie van 120 mm minerale wol, praktisch gelijk aan die van de houten wand als hiervoor omschreven. 4 gelamineerde ligger gipskartonplaten 2 x 12,5 mm stalen strip hart op hart 1200 mm gipskartonplaat dik 12,5 mm 3 balkrichting evenwijdig aan de woningscheidende wand ( schaal 1: 20) Figuur 5.45 Aansluitingen woningscheidende wand op verdiepingsvloer Ontwerp Het maken van een efficiënt bouwkundig ontwerp houdt in dat tijdens het ontwerpproces een aantal financiële afwegingen moet worden gemaakt. Het is daarbij noodzakelijk een aantal varianten tegen elkaar af te wegen. Enkele aandachtspunten zijn: 1 Evenals bij steenachtige vloerconstructies geldt dat een kleine overspanning goedkoper is dan een grote; 2 Grootst mogelijke overspanning, met balken

181 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT 171 van handelsafmetingen, bedraagt ongeveer 5,400 m; 3 Bij houtskeletbouw is het mogelijk de vloeren te overspannen van de voor- naar de achtergevel. Er is dan wel een tussensteunpunt nodig (soms wel twee) en er moeten lateiconstructies boven de raamopeningen in de gevel worden gemaakt. Tussensteunpunten kunnen soms gevolgen hebben tot in de fundering. Uitgangspunten bij de keuze van de mate en de plaats van prefabricage zijn: projectgrootte; seriegrootte; verlangde bouwtijd; beschikbare ruimte op de bouwplaats; gewicht van de elementen en eventuele benodigde kraancapaciteit. Bij de toepassing van open (aan binnenzijde nog niet afgewerkte) elementen bestaat er minder kans op beschadiging tijdens transport en opslag. De onderlinge verbindingen zijn eenvoudiger in het werk te maken en de leidingen kunnen worden weggewerkt. De toepassing van gesloten (aan beide zijden afgewerkte) elementen loont meer de moeite naar mate de projecten/of de seriegrootte toeneemt. De onderlinge verbinding van de elementen vraagt dan wel bijzondere voorzieningen. De keuze van de mate van prefabricage moet al bij het ontwerp van de woning gebeuren omdat de architectuur erdoor wordt beïnvloed en de hele detaillering ervan afhangt. Modulaire coördinatie Het is van groot belang tot een modulaire maatcoördinatie te komen. In landen waar het metrische stelsel wordt gehanteerd, ligt het meer voor de hand uit te gaan van M = 400 mm, aangepast op de plaatmaten 1,200 2,400 m. Is ook hier de beperking van het zaagverlies het uitgangspunt, dan moet worden uitgegaan van een dieptemaat van n 400 mm (gerekend van de buitenkant stijlen regelwerk van de gevelpanelen) en een overspanning van n 400 mm + 50 mm (spouw). Bij de nieuwe vrije verdiepingshoogte van mm zijn altijd pasplaten nodig. 5.4 Houtconstructies Wordt er voor hout als constructiemateriaal gekozen, dan ligt daar meestal een aantal specifieke redenen aan ten grondslag. Dat kan op de eerste plaats een economische of esthetisch bepaalde keuze zijn die met het natuurlijke uiterlijk van het materiaal te maken heeft. Dergelijke constructies blijven dan ook veelal in het zicht. Maar ook de keuze voor een licht constructiemateriaal, waarbij grote en zelfs zeer grote overspanningen haalbaar zijn, kan bepalend zijn, evenals de brandwerende en isolerende eigenschappen. In de huidige bouw wordt hout vooral toegepast in kapconstructies en voor de overspanningsconstructies in laagbouw. In de volgende paragrafen worden achtereenvolgens kolommen, liggers en spanten in hout behandeld. Daarna de verschillende manieren waarop deze constructies stabiel zijn te maken en tot slot volgen enkele vuistregels voor de dimensionering. 1 vierkant 2 rechthoekig 3 rond 4 dubbel 5 samengesteld Figuur 5.47 Houten kolomvormen

182 Houten kolommen Kolommen in hout kunnen worden onderscheiden in, figuur 5.47: vierkante of rechthoekige doorsnede; ronde doorsnede; samengestelde doorsnede. Kolommen met een vierkante of rechthoekige doorsnede zijn het meest gebruikelijk. Zij zijn eenvoudig te zagen en te schaven en daarnaast is de aansluiting op een dergelijke kolom eenvoudiger. Ronde kolommen worden soms vanuit esthetisch oogpunt verkozen en zijn leverbaar in oplopende doorsnede. De aansluiting van liggers vraagt meer aandacht. Samengestelde kolommen bestaan uit twee of soms vier staafdelen met een rechthoekige doorsnede die onderling zijn gekoppeld. Zo ontstaat een kolom met een grotere stijfheid die bovendien een zogenoemd gestapelde aansluiting van een ligger mogelijk maakt, zie paragraaf Houten liggers Houten liggers kunnen worden onderscheiden naar: massieve liggers; gelamineerde liggers; vakwerkliggers. Massieve liggers Massieve liggers bestaan uit uit voorraad leverbare handelsafmetingen van gezaagd hout. Zij worden door de beperkte afmetingen toegepast bij kleinere overspanningen of als secundaire liggers. De afmetingen zijn relatief gering, zie figuur Gelamineerde liggers Gelamineerde liggers worden vervaardigd uit gelamineerd hout, dat wil zeggen, hierbij worden meerdere planken aan elkaar gelijmd tot een grotere of bijzondere doorsnede. Deze gelamineerde liggers zijn geschikt voor grotere overspanningen. Door de samenstelling uit meerdere kleine planken, de zogenoemde lamellen, kan enerzijds door sortering het hout beter van samenstelling zijn, anderzijds door de zeer hechte verlijming zijn grote doorsneden en zeer grote lengte mogelijk. Onderscheiden worden daarbij verticaal en horizontaal gelamineerde liggers. Bij horizontaal gelamineerd hout lopen de lijmnaden horizontaal en worden de grotere lengtes door zogenoemde vingerlassen mogelijk, figuur Bij verticaal gelamineerd hout lopen de doorlopende lijmnaden verticaal en zijn de horizontale naden verspringend, figuur verticaal gelamineerd hout normale vingerlas voor het verlengen van lamellen (niet nodig in verticaal gelamineerd hout) 1 horizontaal gelami- neerd hout volle doorsnede-vingerlas voor een geknikte hoek in een driescharnierspant Figuur 5.48 Horizontaal en verticaal gelamineerd hout Lijmen Moderne gelamineerde liggers en spanten worden met thermohardende kunstharslijmen opgebouwd uit de verschillende lamellen. De verbinding tussen de verschillende lamellen in horizontaal gelamineerd hout worden door middel van vingerlassen gerealiseerd. Zo ontstaat een vergroot contactvlak tussen de kopse kanten van de lamellen, figuur Daarnaast wordt de volledoornsnede-vingerlas of blokvingerlas gebruikt voor het aan elkaar lijmen van gelamineerde elementen en onderdelen, figuur

183 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT 173 hoogte in mm aantal lamellen / 2 breedte in mm Figuur 5.49 Voorbeeld afmetingen gelamineerde liggers

184 174 Bij horizontale liggers zijn eenvoudig verlopende profieldoorsneden mogelijk, figuur Met de verticale lijmtechniek zijn ook I-vormige liggers of zelfs holten in de ligger mogelijk, figuur Figuur 5.49 geeft een overzicht van de verkrijgbare afmetingen van rechthoekige gelamineerde liggers. 1 plaatliggers met Ι- en doosvormige doorsnede 1 rechte ligger 2 Figuur 5.51 Plaatliggers N-vakwerkliggers Bij een N-vakwerk kent de ligger verticalen en diagonalen die tot het midden van de ligger dezelfde richting kennen. Afhankelijk van de richplaatligger met golvend lijf 2 3 verlopende dakliggers a Ι - ligger b 3 volwandige ligger Figuur 5.50 Horizontaal en verticaal gelamineerde liggervormen Plaatliggers Samengestelde liggervormen kunnen ook door middel van triplexplaten worden gerealiseerd die als lijf aan massief houten regels en stijlen worden genageld of gelijmd. Hierbij kunnen verschillende I- en doosvormige doorsneden ontstaan, figuur Bij toepassing van meerdere platen worden deze kruislings aangebracht zodat de verschillen in vezelrichting bij de platen worden vereffend. Bijzondere I-liggers hebben een golvend ingelaten plaat waardoor de stijfheid in de hoogte wordt verzorgd en de plooiverstijvingen kunnen ontbreken, figuur Vakwerkliggers Vakwerkliggers zijn geschikt voor zeer grotere overspanningen en zijn er in veel uitvoeringen. Vakwerkliggers bieden het voordeel van een relatief laag eigen gewicht en materiaalgebruik. Nadelig in vergelijking met massieve liggers is de grotere constructiehoogte. Binnen de vakwerkliggers kunnen ook weer verschillende soorten worden onderscheiden, enerzijds naar constructieve opbouw, respectievelijk de N- en de V-vakwerkliggers, anderzijds naar manier van verbinding. De boven- en onderrand van de vakwerkligger is doorgaand en loopt van oplegging naar oplegging. De diagonalen en verticalen zijn hiertussen aangebracht. Voor de verschillende verbindingsmiddelen tussen de randliggers en de diagonalen, zie paragraaf Bij vakwerkliggers kan het volgende onderscheid worden gemaakt, figuur 5.52: al dan niet gestapelde liggers; liggers met trek- of drukdiagonalen; liggers met stalen trekstangen; kokerliggers met triplexplaten.

185 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT genageld N-vakwerk met trekdiagonalen gestapeld vakwerk met ringdeuvels en drukdiagonalen vakwerk met stalen trekstang (Howe-ligger) Als de verbindingen worden genageld, wordt er vaak gekozen voor trekdiagonalen en verticale drukstaven in een gestapelde constructie. De verticalen liggen in één vlak met de boven- en onderligger. De diagonalen worden aan beide zijden hiertegen genageld, waarbij het gemeenschappelijk oppervlak groot genoeg is om verband tussen alle onderdelen te verkrijgen. De trekdiagonalen kunnen ook worden uitgevoerd in dunnere multiplexplaten verbonden met nagelplaten. Een volledige doosconstructie ontstaat als de platen over de hele doorsnede worden aangebracht en hierbij de functie van de trekdiagonalen overnemen, figuur Als de diagonalen in de andere richting worden geplaatst en als drukstaven werken, worden de verbindingen met ringdeuvels of krampplaten gerealiseerd, figuur Ten slotte worden in sommige gevallen de trekstaven vervangen door stalen trekstangen, figuur V-vakwerkliggers Bij V-vakwerkliggers worden de diagonalen om en om op trek en druk belast. Hierdoor vervalt de mogelijkheid de diagonalen met multiplexplaten uit te voeren. De verbindingen kunnen op verschillende manieren worden uitgevoerd: bij gestapelde constructies met bouten, stiften, deuvels of krampplaten; bij niet-gestapelde constructies met staalplaten, figuur Houten spanten Spanten kunnen worden onderverdeeld in drie hoofdgroepen, figuur 5.54: kapspanten, al dan niet rustend op een bovenste verdiepingsvloer; tweescharnierspanten of portalen; driescharnierspanten. 4 genageld vakwerk met triplexplaten (doosligger) Figuur 5.52 Vakwerkliggers ting worden de verticalen en diagonalen op trek of druk belast, figuur en Dit heeft weer consequenties voor de mogelijkheden voor de verbindingen. De tweescharnier- en driescharnierspanten kunnen als rechthoekig spant of als boogspant worden uitgevoerd. Kapspanten Kapspanten worden gebruikt onder hellende daken. Daarbij worden onderscheiden kapspanten die als een variant op de vakwerkligger op twee steunpunten een ruimte overspant en spanten

186 176 sporen- of kapspant 1 a als ligger op twee steunpunten b 1 kapspant op verdiepingsvloer 1 niet gestapeld, met nagels of hechtplaten 2 a twee-scharnierspant of portaal 2 b twee-scharnier boogspant 3 a drie-scharnierspant bij hellend dak 3 b drie-scharnier boogspant Figuur 5.54 Schematisering verschillende spantvormen 2 niet gestapeld, met ingelaten platen en stiften 3 gestapeld, met gelijmde diagonalen en nagels Figuur 5.53 V-vakwerkliggers die op de bovenste verdiepingsvloer zijn aangebracht die daarbij als onderligger fungeren. Bij de vakwerkliggervariant wordt de horizontale onderrand met de hellende bovenligger verbonden door verschillende diagonalen zoals bij de normale vakwerkliggers. Kapspanten op een verdiepingsvloer moeten zoveel mogelijk zonder obstakels worden uitgevoerd. De overbrenging van de spatkrachten van de kap op de vloer vraagt de nodige aandacht, figuur b. De verbindingen in kapspanten kunnen op verschillende manieren worden gerealiseerd, zie hiervoor paragraaf 5.5. Kleine spanten kunnen met draadnagels worden verbonden, grotere met bouten of deuvels, figuur Tweescharnierspanten Tweescharnierspanten zijn constructies waarbij de ligger-kolomverbinding momentvast is uitgevoerd, figuur a. De twee kolommen worden door twee scharnieren aan de fundering verbonden. Zo ontstaat een portaal dat in de dwarsrichting al de nodige stabiliteit geeft. Deze momentvaste verbinding, de spanthoek, kan ontstaan door afzonderlijke kolommen en liggers te verbinden dan wel door het bij een gelamineerd spant als een doorlopend geheel uit te voeren. Voor de uitvoering van de verschillende momentvaste verbindingen zie paragraaf Afhankelijk van de keuze van de verbindingen en van de afmetingen zijn spanten in massief of gelamineerd hout mogelijk. Driescharnierspanten Omdat een momentvaste verbinding arbeidsintensief is, worden zij meestal geprefabriceerd. Als daardoor de samengestelde elementen te

187 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT eenvoudig nagelspant met platen oplegschoen 2 zwaardere uitvoering met kramplaten Figuur 5.55 Kapspanten groot worden om te vervoeren, kan het toepassen van een derde scharnier in het midden een uitkomst bieden. Driescharnierspanten worden veelal toegepast bij hellende daken waarbij het derde scharnier zich in de nok bevindt. Naar gelang de gewenste gebouwdoorsnede kunnen de spanten gebogen of geknikt worden uitgevoerd, figuur Gebogen spanten zijn horizontaal gelamineerd. De geknikte spanten kunnen bestaan uit verticaal gelamineerde onderdelen met volledoorsnede vingerlasverbindingen dan wel uit een gestapelde constructie met een dubbele kolom, momentvast verbonden door middel van stiften. Boogspanten Boogspanten hebben een volledig gebogen verloop en zijn alleen met een horizontaal gelamineerde opbouw te realiseren. Zij kunnen zowel als twee- als driescharnierspant worden uitgevoerd Stabiliteit Een houtconstructie opgebouwd uit kolommen en liggers dan wel met spanten is van zichzelf niet (geheel) stabiel. Deze stabiliteit kan op verschillende manieren worden gerealiseerd afhankelijk van de toepassing van kolommen of spanten. Bij kolommen is de stabiliteit in beide richtingen niet aanwezig. Deze is te verzorgen door: inklemming kolommen in fundering; toepassen schoren; verstijven door middel van vloer-, gevel- en/of dakvlak; koppelen aan ander, al stabiel gebouwgedeelte. Inklemmen van houten kolommen rechtstreeks in de fundering is geen gebruikelijke oplossing omdat de kolommen in verband met vocht, vrij van de ondergrond worden gehouden. De inklemming moet dan door stalen schoenen of ingelijmde draadeinden worden gerealiseerd. Als er spanten worden toegepast, is de stabiliteit in de richting van die spanten gewaarborgd door de momentvaste verbinding tussen stijl en regel, dan wel het ontbreken van die verbinding in de gebogen scharnierspanten. De stabiliteit in de andere richting is te verzorgen door: toepassen schoren; verstijven door middel van vloer-, gevel- en/of dakvlak; koppelen aan ander, al stabiel gebouwgedeelte. Schoren Toepassen van schoren is een zeer gebruikelijke methode. Hierbij worden tussen de kolommen en liggers stalen kruisverbanden aangebracht die de horizontale belastingen via trekkrachten naar de fundering afvoeren, figuur Deze schoren worden plaatselijk toegepast, afhankelijk van

188 178 de lengte van het gebouw in één of meerdere vakken tussen de spanten. Voorwaarde is dat de overige spanten door bijvoorbeeld gordingen zijn doorgekoppeld. Verstijven gevel en/of dakvlak Als gevel en dakvlakken stijve schijven kunnen vormen en deze goed en vaak worden gekoppeld aan de liggers en kolommen, kunnen deze eveneens de stabiliteitsfunctie vervullen. Vooral als het dakvlak met grotere stijve elementen (zoals dakdozen) wordt gevormd, kunnen veel, voldoende stijve verbindingen een schijf vormen, figuur Wanneer het dakvlak met houten delen wordt bedekt kunnen er, door het diagonaalsgewijs aanbrengen, stijve dakvlakken worden gevormd, figuur stijve elementen 1 bij scharnierende kolom-liggerverbinding: kruisverbanden in 2 richtingen 1 verstijving met elementen per element vol- doende verbindingen houten delen 2 bij spanten in dwarsrichting: doorlopend kruisverband 2 verstijving met houten delen Figuur 5.57 Verstijven gevel en/of dakvlak Koppelen aan stabiel gebouwgedeelte Een niet-stabiel skelet is door koppeling aan een al stabiel gebouwdeel of enkele stijve wanden stabiel te maken. Dit skelet moet in horizontale zin verband krijgen door kruisverbanden of door uitvoering van de gevels en/of dakvlak als schijf. a.. 2 eventueel kruisen splitsen over 2 traveeen Figuur 5.56 Toepassing schoren De plaats van het stabiliteitsverband tussen spanten kan zowel de dak- en gevellijn volgen dan wel in het midden van het spant op de systeemlijn worden aangebracht. Bij boogspanten moeten in het eerste geval hiervoor de hulpconstructie voor dak en gevel worden benut, figuur Stabiliteit liggers Naast de stabiliteit van de hoofddraagstructuur speelt bij houten liggers met een relatief grote hoogte, dus bij grote overspanningen van gelamineerde of vakwerkliggers, de stabiliteit tegen kantelen van de ligger zelf een rol. Deze zogenoemde kip van de ligger kan op verschillende manieren worden opgelost, figuur 5.58, door: schoren tussen liggers, een logische oplossing als deze schoren al worden toegepast, figuur ; zogenoemde gaffeloplegging bij dubbele kolom, figuur ;

189 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT Figuur 5.58 Stabilisering liggers 1 schoren gaffeloplegging nagelplaten kipsteunen nagelplaten of andere verstijvingen bij enkele kolom, figuur ; kipsteunen verbonden aan gordingen, figuur Vuistregels houten kolommen, liggers en spanten Voor de globale bepaling van constructieve doorsnede, lengtes en h.o.h.-afstanden zijn in figuur 5.59, 5.60 en 5.61 vuistregels voor de verschillende houten constructieonderdelen gegeven. 5.5 Verbindingen in houtconstructies Hout is eenvoudig te bewerken waardoor het aantal verbindingen schier eindeloos is in variatie en voorkomen. Houtconstructies kunnen juist door deze verbindingen een bijzondere uitstraling verkrijgen doordat het krachtenspel vaak zeer letterlijk is te vertalen in de verbinding. De verbindingen werden vroeger voornamelijk in hout zelf uitgevoerd, de zogenoemde ambachtelijke verbindingen. Door uitsnijdingen van het hout ontstonden er verbindingen, zoals de penen-gatverbinding bij kleinere liggerafmetingen en de tand-en-hielverbinding bij spanten, figuur Deze verbindingen kunnen alleen op druk en dwarskracht worden belast omdat zij zonder aanvullende verbindingen tot stand kwamen. Daarnaast zijn ze zeer arbeidsintensief door de bewerking van de houten onderdelen en verzwakken zij deze bovendien. Hedendaagse Constructie-element Doorsnede Kniklengte l k in m Verhouding d d l k Ronde massief houten kolom l k d d Vierkante massief houten kolom l k Figuur 5.59 Vuistregels dimensionering houten kolommen

190 180 Doorsnede en zijaanzicht Constructieelement Overspanning l in m Verhouding b h Verhouding b a Verhouding h l H.o.h.- afstand a in m Massieve ligger l b h 2, Gelamineerde ligger l b h l l 2 3 Doosligger l b h Vakwerkligger l b h b Kapspanten l h Figuur 5.60 Vuistregels dimensionering houten liggers Zijaanzicht en doorsnede Constructieelement Overspan- ning l in m Verhouding b h Verhouding b a Verhouding h l H.o.h.-afstand a in m Driescharnierspant met geknikte spanthoek h l b l h g H g H Driescharnierspant met gebogen spanthoek R h l b l h g H g H h Boogspant h b H l Figuur 5.61 Vuistregels dimensionering gelamineerde houten spanten

191 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT lasverbinding 2 pen-en-gatverbinding bouw uit losse kolommen en liggers in plaats van complete spanten is bij transport een voordeel. Driescharnierspanten zijn in het voordeel ten opzichte van tweescharnierspanten. Steeds is het zoeken naar het juiste evenwicht tussen de bewerkelijkheid van de verbinding in het werk ten opzichte van de afmetingen van het transport, figuur > 40 m 3,600-4,500 m 3 overkeping 5 tandverbinding Figuur 5.62 Ambachtelijke houtverbindingen verbindingen worden enerzijds gerealiseerd door verlijming, zie paragraaf 5.4.2, anderzijds door zogenoemde mechanische verbindingsmiddelen. Deze worden eerst afzonderlijk behandeld, waarna per situering van de verbinding in de constructies de verschillende alternatieven op een rijtje worden gezet. Montage en transport Voor alle verbindingsonderdelen geldt dat ze zoveel mogelijk al in de fabriek worden aangebracht om een snelle montage op het werk te kunnen realiseren en daarmee arbeid en kosten te besparen. De maximale transportabele afmetingen kunnen echter dwingen tot het aanbrengen van verbindingen in het werk. Hierbij geldt dat momentvaste verbindingen, zoals nagel- en deuvelverbindingen, veelal arbeidsintensiever zijn dan scharnierende verbindingen zoals boutverbindingen. Dit geldt in mindere mate voor de tegenwoordig veel toegepaste stiftverbindingen. Hierbij moet bij de schematische opbouw van de constructie rekening worden gehouden. Op- 4 tand-en-hielverbinding Figuur 5.63 Transport gelamineerde spanten Vocht Bij het detailleren van de verbinding moet er rekening worden gehouden met het zwellen en krimpen van de houten onderdelen. Bij aan de buitenlucht blootgestelde constructies moet insluiting van vocht worden voorkomen door het aanbrengen van waterholen of waterkeringen. Kopse kanten moeten worden beschermd tegen wateropzuiging, bij voorkeur door ventilatiespleten. Kepen Ook kepen of insnijdingen in het hout voor verbindingen kunnen leiden tot ernstige verzwakking van de doorsnede ter plaatse. Dit komt omdat de treksterkte loodrecht op de vezel zeer a 1 inscheuren bij de keep Figuur 5.64 Kepen 2 > 3a voorkomen door aangepaste vorm 3 versterken met versterken met multiplexplaat stalen schoen 4

192 182 gering is en het gevaar voor splijten groot, figuur Dit kan al gebeuren bij een keepdiepte van 1/10 van de hoogte van de doorsnede. Als kepen onvermijdelijk zijn, kunnen hiervoor de volgende algemene oplossingen worden gehanteerd, figuur tot en met : aanpassen keepvorm door beperking keephoogte en/of door deze af te schuinen; versterking met opgelijmde of genagelde triplexplaten; versterking met metalen strippen of schoenen Mechanische verbindingsmiddelen Mechanische verbindingsmiddelen zijn voornamelijk van staal. Door de grotere treksterkte van het staal zijn de verbindingen op trek te belasten. Door de perforatie echter verzwakt het hout enigszins en daarnaast neemt de stalen verbinding in zijn algemeenheid pas na enige vervorming van het hout de trekkrachten over. Het draagvermogen wordt, zelfs bij zeer degelijke verbindingsmiddelen, op deze manier teruggebracht tot 60% à 70% van een niet-verzwakte (netto) doorsnede. Naast lijm worden de volgende mechanische verbindingsmiddelen veelvuldig toegepast: Draadnagels; Houtschroeven en houtdraadbouten; Bouten; Stiften; Ring- en plaatdeuvels; Kramplaten; Hechtplaten; Knoopplaten; Stalen balkschoenen en griphoekankers. Draadnagels Draadnagels zijn de oudste mechanische verbindingsmiddelen. Zij zijn er in verschillende uitvoeringen waarbij vooral de trekweerstand wordt beïnvloed door de profilering van de nagel, figuur Nagelverbindingen worden in een patroon aangebracht, figuur a, waarbij altijd het dunnere aan het dikkere gedeelte wordt verbonden. Grote aantallen nagels verzwakken het hout, waarmee in de berekening rekening moet worden gehouden. Zowel de onderlinge als de randafstanden moeten aan minimumwaarden voldoen, afhankelijk van de nageldiameter. Naast normale schietnagels zijn er ook nieten, figuur nagels 1a nagelpatroon 2 houtschroeven en houtdraadbouten 3 nieten 4 bouten 5 stalen stift en houten deuvel Figuur 5.65 Draadnagels, nieten, houtschroeven en houtdraadbouten, bouten en stiften Houtschroeven en houtdraadbouten Met houtschroeven en houtdraadbouten, figuur , kunnen enkelsnedige verbindingen houtop-hout of hout-op-staal worden gemaakt. De trekweerstand is groter dan bij een nagel, maar zowel het aanbrengen als het noodzakelijke voorboren is zeer arbeidsintensief. Bouten Bouten kunnen grote krachten overdragen en kunnen daardoor in een klein aantal worden toegepast, figuur Voor een boutverbinding wordt een passend gat geboord zodat een verbinding met een bout meer vervormt dan andere verbindingsmiddelen. Stalen stiften Bij een stiftdeuvelverbinding wordt een stalen stift in een passend gat of bij zachter (naald) hout in een iets kleiner voorgeboord gat geslagen, figuur Hierdoor vervormt deze

193 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT 183 verbinding minder dan de boutverbinding. Met stiften kunnen gestapelde constructies worden gemaakt. Ring- en plaatdeuvels Met ring- en plaatdeuvels kunnen gestapelde constructies en vakwerkspanten worden gemaakt, figuur en Plaatdeuvels worden toegepast bij demontabele spanten en de bevestiging van stalen strippen. Met een deuvelfrees worden ringvormige sleuven in het hout gefreesd waarin stalen ringen worden geslagen. Met een bout worden de delen op elkaar geperst. Hechtplaten Hechtplaten zijn stalen platen met een- of tweezijdig uitgeperste vertandingen, figuur Eenzijdige platen kunnen voor niet-gestapelde constructies worden toegepast en tweezijdige voor gestapelde constructies. Zij zijn uitermate geschikt voor het vervaardigen van goedkope, geprefabriceerde vakwerkspanten van hout van handelsafmetingen. Een variant is een kunststof plaat met nagels erdoorheen. Deze kunststofplaat is geschikt voor gestapelde constructies. Na aanbrengen vormt niet de plaat, maar vormen de nagels de verbinding. a 1 eenzijdige hechtplaat b 1 tweezijdige hechtplaat 1 ringdeuvel 2 plaatdeuvel a 2 uitwendig te bevestigen b 2 inwendig aan te knoopplaat met houtschroeven brengen knoopplaat / nagels met bouten of stiften Figuur 5.67 Hecht- en knoopplaten 3 eenzijdige kramplaat 4 tweezijdige krampplaat Figuur 5.66 Ring- en plaatdeuvels en kramplaten Kramplaten Kramplaten zijn ronde stalen platen met eenzijdig of tweezijdig vertandingen aan de rand, figuur en De eenzijdige kramplaten zijn geschikt voor demontabele spanten wanneer genagelde knopen niet voldoen of voor het aanbrengen van stalen strippen. Tweezijdige kramplaten kunnen bij gestapelde constructies worden toegepast. Na het inpersen van de kramplaten wordt met een bout een blijvende drukkracht uitgeoefend. De verbinding is door de geringe vervorming zeer stijf. Knoopplaten Elementen van gestapelde, maar ook van nietgestapelde constructies kunnen ook met knoopplaten van triplex of staal worden verbonden. Stalen platen kunnen zijn ingelaten in de profieldoorsnede ten behoeve van de brandwerendheid, dan wel (evenals de triplexplaten) uitwendig worden aangebracht. Uitwendige platen worden aan de houten onderdelen verbonden door middel van nagels, houtschroeven of houtdraadbouten, de inwendige platen door stiftdeuvels of bouten, figuur Schoenen en gripankers Al bij de balklagen zijn de balkschoenen en griphoekankers behandeld voor eenvoudige verbindingen van gordingen en primaire liggers, figuur Ze worden door houtschroeven of houtdraadbouten verbonden.

194 184 1 balkschoenen 2 hoekijzers Figuur 5.68 Schoenen en griphoekankers In figuur 5.69 zijn de diverse mechanische verbindingsmiddelen gerangschikt naar geschiktheid voor gestapelde of niet-gestapelde constructies, demonteerbaarheid, hout-op-hout of hout-op-staal, enzovoort Kolom-funderingverbindingen Voor kolom-funderingverbindingen geldt dat vochtopzuiging van de kopse beëindiging van de kolom moet worden voorkomen. De kolom moet dan ook enigszins los van de ondergrond worden gemonteerd. Dit geldt in extremere mate als de kolom buiten rechtstreeks op het maaiveld staat. Binnen kan een stalen oplegschoen of kunststof slabben worden toegepast bij toepassing rechtstreeks op steenachtig materiaal. De kolommen kunnen met verschillende voetplaten scharnierend worden gemonteerd waarbij de drukkrachten niet via de bouten maar via de oplegdruk worden overgebracht. De bouten dienen tegen opwaartse krachten en verschuiving, figuur Versterking van de boutverbinding door middel van krampplaten is mogelijk. Hoewel minder gebruikelijk, is het mogelijk ook momentvaste verbindingen tussen kolom en ondergrond te realiseren met ingelijmde draadeinden. Hiervoor moet het contactvlak met de stalen verbindingsplaten aanzienlijk groter zijn, figuur Kolom-liggerverbindingen Kolom-liggerverbindingen zijn er in veel variaties. Hierbij zijn scharnierende en momentvaste verbindingen te onderscheiden. Scharnierende verbindingen kunnen met stalen schoenen of T-profielen aan de kolom worden verbonden, figuur en , dan wel door middel van een gaffeloplegging bij een dubbele kolom, figuur Gelamineerd hout wordt in het algemeen met stalen oplegschoenen verbonden door houtdraadbouten of stiften. Toepassingsgebieden Verbindingsmiddel Draadnagels Houtschroeven Houtdraadbouten Bouten Draadeinden Stiften Kramplaten Ringdeuvels Plaatdeuvels Hechtplaten Nagelplaten Nieten Te verbinden delen in gestapelde bouw Te verbinden delen in één vlak Gemakkelijk te demonteren en opnieuw monteren Bruikbaar bij zeer harde houtsoorten Fabrieksmatige uitvoering vereist Toepasbaar in hout met geringe afmetingen Staal-op-houtverbindingen Staal-op-houtverbindingen in zaagsnede Triplex-op-houtverbindingen Gebruikelijke toepassing Mogelijke toepassing Figuur 5.69 Toepasbaarheid mechanische verbindingsmiddelen

195 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT T - profiel met koker 2 voetplaat met strippen 3 stalen schoen Figuur 5.70 Scharnierende kolom-funderingverbindingen 1 genagelde knoopplaat 2 dubbel U - profiel met bouten / stiften ingelaten stalen plaat met deuvels Figuur 5.71 Momentvaste kolom-funderingverbindingen met stalen schoen en stiften met T-profiel en eventuele 3 gaffeloplegging bij verstijvingsrib dubbele kolom Figuur 5.72 Scharnierende kolom-liggerverbindingen Bij momentvaste verbindingen ontstaan in feite spanten, zie paragraaf Figuur 5.73 toont enkele mogelijkheden voor momentvaste verbindingen tussen kolom en ligger Spant-funderingverbindingen Afhankelijk van de uitvoering van het spant moeten verbindingen met de fundering zwaardere drukkrachten op kunnen nemen. Bij eenvoudige spanten en kleinere overspanningen kunnen deze krachten door een stalen voetplaat of schoen worden opgenomen. Voor de verankering zorgen de (bout)verbindingen van de voetplaat dan wel de aangelaste strippen of U-profielen, figuur 5.74.

196 186 1 niet gestapelde verbinding met hecht- of knoopplaat 2 niet gestapelde verbinding met ingelaste platen 3 half gestapelde verbinding met spantbeen en bouten 4 gestapelde verbinding met stiftdeuvels of stiftbouten Figuur 5.73 Momentvaste kolom-liggerverbindingen 1 ingelaten staalplaat 2 met voetplaat stalen schoen Figuur 5.74 Eenvoudige spant-funderingverbindingen 3 stalen schoen met U-profiel

197 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT stalen plaat met bouten Figuur 5.75 Zwaardere spant-funderingverbindingen 2 met stalen nokken stalen schoen met bouten en strippen 3 Bij grotere overspanningen ontstaan er grotere druk- en spatkrachten die door het voetdetail moeten worden opgenomen. Om inklemmingsmomenten te voorkomen, is de toepassing van een zo zuiver mogelijk scharnier wenselijk, figuur Spanthoekverbindingen De hoek tussen stijl en regel van een spant, de spanthoek, is maatgevend voor de dimensionering van de doorsnede. Deze spanthoek is op verschillende manieren te realiseren: geknikte spanthoeken met taps verlopende afzonderlijke stijl en regel, figuur ; gebogen spanthoeken met hulpconstructie voor dak en gevel, figuur ; gebogen spantbenen met V-vorm ter plaatse van spanthoek, figuur ; V-vormige spantbenen, figuur 5.78, met schoorelementen. Geknikte en gebogen spanthoeken worden het meest toegepast voor eenvoudige constructies, figuur tot en met Gekozen wordt meestal voor een driescharnierspant om inklemmingsmomenten door zetting te voorkomen en transportafmetingen te beperken. = windverband 1 geknikt spant zonder hulpconstructie voor dak en gevel 2 gebogen spant met hulpconstructie voor dak en gevel 3 gebogen spant met extra hoek voor dak en gevel Figuur 5.76 Gebogen en geknikte spanten in relatie dak en gevel en stabiliteitsverband

198 188 Voor de maatgevende krachten in de spanthoek is een gebogen spantvorm optimaal, maar: transportafmetingen zijn aan maximum verbonden; secundaire constructie is nodig voor dak en gevel en eventueel stabiliteitsverband (afhankelijk van vorm en dak/geveltype); vrije hoogte wordt plaatselijk beperkt. De spanthoeken van gelamineerde spanten worden fabrieksmatig uitgevoerd met een volledoorsnede vingerlas of ingelijmde bouten, figuur en De volledoorsnede vingerlas is het meest gangbaar, vaak uitgevoerd met een dubbele las, de zogenoemde bisschopsmuts, waarmee de hoek tussen krachtsoverdracht en vezelrichting wordt verkleind en de sterkte van de verbinding toeneemt, figuur Het, in verband met de te grote afmetingen, in delen aan te voeren geknikte spant heeft veelal een enkele regel met een dubbele stijl. Hierbij wordt de verbinding uitgevoerd met mechanische verbindingsmiddelen in cirkel- of ruitpatroon, bij voorkeur met stiften in verband met de stijfheid, figuur Een andere mogelijkheid is het veranderen van krachtsrichting door middel van een V-vormig spantbeen, gekoppeld aan de regel. Hierbij is de binnenzijde uitgevoerd met een houten drukstaaf, en de buitenzijde met een houten of stalen trekstaaf, figuur gebogen spanthoek 2 geknikte spanthoek met enkele volledoorsnede vingerlas 1 met enkele stijl en stalen trekstang met versterkte stijl en dubbele houten trekstaaf Figuur 5.78 Verbindingen V-vormig spantbeen 2 3 geknikte spanthoek met dubbele volledoorsnede vingerlas Figuur 5.77 Spanthoekverbindingen 4 gestapelde spanthoek met cirkelvormig stiftpatroon Spantnokverbindingen De nok van het spant is zelden momentvast uitgevoerd zowel om mechanische als uitvoeringstechnische redenen. De scharnierende verbindingen kunnen op verschillende manieren worden uitgevoerd. Voor zware spanten is een zuiver scharnierende verbinding eerder van belang dan voor een lichte spant. Bovendien kan bij een lichte spant de uitvoering van de verbinding eenvoudiger zijn door de geringere krachten, figuur 5.79 en Een bijzondere verbinding ontstaat als de spanten een radiale structuur vormen, figuur Hierbij moeten in de nok de vele spanten in een knoop worden opgevangen. Hiervoor zijn verschillende stalen ringen, kruizen en platen geschikt, figuur tot en met

199 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT met ingelaten I - profiel en stalen strippen 1 met stalen schoen en boutverbinding 2 met drukplaat en boutverbinding 2 dubbele regel met ingelaten platen en boutverbinding Figuur 5.79 Eenvoudige nokverbindingen Ligger/spant-liggerverbindingen Verbindingen tussen liggers en spanten onderling kunnen worden onderscheiden naar: Ligger-liggerverbindingen in een lijn; Ligger-ligger- of spant-liggerverbindingen bij tweevoudige liggersystemen. Ligger-liggerverbindingen in een lijn Ligger-liggerverbindingen in een lijn ontstaan bij grotere lengten van de ligger of gordingen die moeten worden verbonden. Scharnierende verbindingen bij de oplegging kunnen hierbij eenvoudig worden gerealiseerd door de liggers afzonderlijk te bevestigen. Bij zogenoemde gerberliggers bevindt dit scharnier zich niet bij de oplegging. Hierbij kan deze verbinding door stalen ingelaten platen of schoenen worden gerealiseerd, figuur Figuur 5.80 Zware nokverbindingen als zuiver scharnier Momentvaste ligger-liggerverbindingen in een lijn zijn feitelijk een verlenging van een ligger waarbij deze een constructief geheel blijft. Hierbij beïnvloedt de verbinding de sterkte van de ligger wel negatief afhankelijk van de stijfheid van de verbinding, figuur Tweevoudige systemen Bij tweevoudige systemen zijn naast de (primaire) hoofdliggers of spanten, (secundaire) gordingen noodzakelijk om de dakelementen te kunnen dragen. Uiteraard is dit afhankelijk van de ligger- of spantafstand en de maximale overspanning. Worden er secundaire liggers toegepast, dan kunnen deze worden geplaatst: in een vlak, tussen de primaire liggers of spanten; gestapeld, bovenop de primaire liggers of spanten.

200 190 1 radiale structuur lichte, stalen ring met ingelaten platen zware, stalen ring met hoeklijnen ster van stalen strippen Figuur 5.81 Radiale nokverbindingen Bij de plaatsing in een vlak is de bovenzijde gelijk zodat de dakelementen tweezijdig kunnen worden opgelegd. Bovendien wordt in constructiehoogte bespaard en kunnen de gordingen een stabiliteitsfunctie verzorgen in verband met mogelijke kip van de hoofdligger. De verbindingsmiddelen kunnen ingelaten stalen platen of schoenen zijn, figuur Bij de plaatsing boven op het vlak kunnen de gordingen doorgaand over meerdere hoofdliggers of spanten worden uitgevoerd. Ook de verbinding zelf kan hierbij eenvoudiger zijn, figuur Wel vraagt deze constructie meer ruimte en voorzieningen tegen kantelen Verbindingen voor stabiliteitsconstructies De verbindingen van stabiliteitsconstructies worden aangebracht nadat de hoofdelementen zijn geplaatst en gesteld. De verbindingen moeten dus op het werk gebeuren en goed bereikbaar zijn. Bovendien moet er de nodige stelruimte zijn in verband met maattoleranties tussen de al geplaatste onderdelen en het eventuele op spanning brengen bij de diagonalen in stabiliteitsverbanden. Stabiliteitsverbanden De stabiliteitsverbanden tussen de verschillende liggers en of spanten kunnen zowel in hout als in staal worden uitgevoerd. Bij een keuze voor staal wordt de krachtsoverdracht voornamelijk via trek overgebracht en bij hout via druk. Dit is van invloed voor de verbinding en verbindingsmiddelen die respectievelijk deze trek en druk moeten kunnen opnemen. Stalen verbanden worden het meest toegepast, omdat zij slanker kunnen zijn en nastelbaar. Voor de verbanden zijn rondstaal, staven en strippen geschikt. De verbinding kan worden uitgevoerd met aangelaste platen, hoekijzers of schoenen die standaard kunnen zijn of hiervoor speciaal zijn gemaakt, figuur tot en met Houten verbanden zijn vierkant van doorsnede omdat ze in beide zijden kunnen knikken. De verbinding kan via stalen ingelaten platen, strippen of schoenen worden uitgevoerd, figuur Kipsteunen Voor de stabiliteitsvoorziening van de hoofdliggers door middel van kipsteunen zijn ook verschillende uitvoeringen in zowel hout als staal mogelijk. Deze worden voornamelijk gevormd door verbindingen met de secundaire gordingen. Voor de stabiliteit van vooral de vloerbalklagen zelf kunnen zogenoemde andreaskruisen worden toegepast, figuur 5.87.

201 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT 191 Figuur 5.82 Scharnierende ligger-liggerverbindingen in een lijn 2 1 met ingelaten platen met slis 3 met stalen schoen 1 met ingelaten staalplaat 2 3 gestapeld met stiften met slis en stalen koppelstrippen Figuur 5.83 Momentvaste ligger-liggerverbindingen in een lijn of bouten en krampplaten 1 met stalen schoen 2 met ingelaten T-profiel Figuur 5.84 Ligger-liggerverbindingen in een vlak 3 T-profiel verstevigd met oplegstrip Opleggingen dakelement Omdat veruit de meeste houten constructies direct de dakvlakken dragen, wordt hier alleen de oplegging van de constructieve dakelementen besproken. De waterkerende en isolerende functies van het dakvlak worden buiten beschouwing gelaten. Zie hiervoor deel 4a Daken. Voor dakelementen in laagbouw-utiliteit die normaal gesproken geen grote belasting dragen komen bij voorkeur lichte materialen in aanmerking. Zeker bij houten dakconstructies wordt gestreefd naar een laag gewicht. De meest gangbare dakelementen zijn:

202 192 1 genageld of geschroefd Figuur 5.85 Ligger-liggerverbindingen, gestapeld 2 met klos bij steilere dakvlakken 3 met stalen ankers 1 stalen trekstang 3 stalen trekstangen en drukstaven 2 stalen trekstang met I - profiel Figuur 5.86 Kruisverbandverbindingen 4 houten drukstaven met stalen schoen stalen damwandplaten; houten dakdozen; cellenbetonelementen. Door het geringe gewicht is ook bij platte daken de verankering van de elementen aan de onderliggende constructie een voorwaarde voor het voorkomen van opwaaien. De staalplaten worden verbonden aan de onderliggende spanten of liggers, figuur De dakdozen worden, afhankelijk van de dikte, rechtstreeks of met hoeklijnen door houtschroeven of houtdraadbouten verbonden, figuur Voor de cellenbetonelementen zijn er speciale haken die elk element afzonderlijk verankeren, figuur

203 5 DRAGENDE ELEMENTEN IN HOUT stalen damwandplaten met nagels 2 houten dakdozen met houtschroeven 1 verbinding met gordingen in staal 3 cellenbeton elementen met stalen ankers Figuur 5.88 Opleggingen Geraadpleegde en aanbevolen literatuur 2 dubbele verbinding met gordingen in hout 3 voor gordingen zelf: met andreaskruizen Figuur 5.87 Kipsteunen 1 Gatz, K. en G. Henn (red.), Holzbauatlas. Institut für internationale Architektur-Dokumentation, Haan, H. de, en I. Haagsma, Hout in Nederland. Sdu. 3 Haven, W. en J. Koelman, Dictaat Houtconstructies voor het HTO, deel 1 Materiaalkunde. Stichting Centrum Hout. 4 Haven, W. en J. Koelman, Dictaat Houtconstructies voor het HTO, deel 2 Construeren. Stichting Centrum Hout. 5 Haven, W. en J. Koelman, Dictaat Houtconstructies voor het HTO, deel 3 Voorbeelden. Stichting Centrum Hout. 6 Technische houtdocumentatie. Centrum Hout. 7 Normen en voorschriften TGB 1990 KVH 2000

204 194

205 6 Dragende elementen in staal ir. T.G.M. Spierings Staal als constructiemateriaal kent zijn oorsprong in de bruggenbouw. Halverwege de 19e eeuw werden ook de mogelijkheden voor gebouwen ontdekt en begon het materiaal aan de opmars in vooral de utiliteitsbouw. Staal werd daarmee, nog meer dan beton, de verpersoonlijking van het industriële bouwen. Staal leent zich bij uitstek voor skeletbouw. Als snel te verwerken materiaal met een grote flexibiliteit in het gebruik vindt het in Nederland vooral in laagbouw zijn toepassing. De wijdverbreide toepassing in de verdieping- en hoogbouw in het buitenland vindt langzaamaan ook zijn weg in Nederland. In dit hoofdstuk wordt vooral het staalskelet met een hoogte van een of enkele bouwlagen besproken. Behandeld worden de verschillende verschijningsvormen van staalconstructie, de aansluitingen onderling en met de constructieonderdelen uitgevoerd in andere materialen.

206 196 Inleiding Vanuit de bruggenbouw ontstonden in de 19e eeuw de eerste stalen constructies. In tegenstelling tot steen was staal uitermate geschikt om trekbelastingen op te nemen, waardoor totaal nieuwe constructievormen konden ontstaan met grote overspanningen. Staal en glas waren met beton de nieuwe materialen die het moderne bouwen tussen de twee wereldoorlogen een totaal nieuwe uitdrukking gaven. Het bouwen in skeletten met vrij indeelbare plattegronden en op een zeer industriële manier, dat alles werd mogelijk met staal door de uitzonderlijke mechanische eigenschappen en de geschiktheid voor prefabricage. In Nederland bleef en blijft de toepassing van staal in de hoofddraagconstructie vooral beperkt tot de utiliteitsbouw met een of meer bouwlagen, figuur 6.1. De belangrijkste toepassingen zijn laagbouwhallen voor opslag, werkplaatsen, showrooms en de wat elegantere laagbouwskeletten voor kleinere bankgebouwen, scholen en kiosken. In toenemende mate wordt ook in Nederland staal als alternatief ingezet in (middel)hoogbouw. Naast de efficiency kan de toepassing van staal ook vanuit esthetisch oogpunt worden verkozen doordat men een uitgebreid scala van standaardprofielen en detailleringen kent. 1 laagbouwhal In dit hoofdstuk wordt ingegaan op de algemene eigenschappen van staal en de toepasbaarheid ervan in de hoofddraagstructuur. In de volgende paragrafen worden achtereenvolgens beschreven: algemene materiaaleigenschappen staal; staalskelet in zijn algemeen; verschillende constructieonderdelen in staal; aansluitingen onderling en met andere constructiematerialen; brandbeveiligingsconcepten. 2 dwarsdoorsnede passagierspier Schiphol Voor de uitgebreidere toepassingen in staalconstructies en het ontwerpen daarvan zie deel 9 Utiliteitsbouw. Naast staal zijn ook andere metalen, zoals aluminium, geschikt voor constructies. Als toepassing voor de hoofddraagstructuur voor gebouwen worden deze echter nog zelden gebruikt en ze worden daarom hier niet nader beschreven. 6.1 Algemeen 3 verdiepingbouw Nissan kantoor Figuur 6.1 Voorbeelden laag- en verdiepingbouw in staal Om de specifieke geschiktheid als constructiemateriaal te kunnen beoordelen, worden eerst de verschillende eigenschappen op een rij gezet. Staal is een hoofdzakelijk uit ijzer en koolstof samengestelde metaallegering. Er zijn verschil-

207 6 DRAGENDE ELEMENTEN IN STAAL 197 lende soorten samenstellingen. De voor de bouw belangrijkste samenstellingen zijn: Constructiestaal; Gietijzer en gietstaal; Roest- en weervast staal. Constructiestaal Constructiestaal is zoals het woord zegt de meest gangbare staalsoort die in hoofddraagconstructies wordt gebruikt. Het heeft een zeer hoge trek- en druksterkte variërend van 310 tot 510 N/mm 2. Veelgebruikt zijn de staalsoorten met de coderingen S 235 en S 355, waarbij het getal de minimaal geëiste vloeigrens van het materiaal aanduidt. Deze zijn vergelijkbaar met de oude benamingen Fe 360 en Fe 510, waarbij het getal de treksterkte aanduidde. Constructiestaal bevat slechts 0,3% koolstof, waardoor het veel minder broos is dan bijvoorbeeld gietijzer en gietstaal. Deze taaiheid heeft als grote voordeel dat een constructie niet direct volledig bezwijkt, maar eerst zodanig vervormt, dat er een waarschuwende werking vanuit gaat. Constructiestaal is prima lasbaar en vervormbaar, figuur 6.2. Gietijzer en gietstaal De eerste, 19e-eeuwse, ijzeren constructies werden opgebouwd uit gietijzer dat circa 3% koolstof bevatte en daardoor vele malen brozer was en een lagere treksterkte dan het moderne constructiestaal had. Deze oude constructies werden niet of nauwelijks op trek en buiging belast. Ze tonen veel meer overeenkomsten met op druk belaste stenen boogconstructies. Gietijzer wordt tegenwoordig toegepast in complexe onderdelen die alleen kunnen worden gegoten. Het is door het hoge gehalte aan koolstof moeilijk lasbaar, maar krimpt daarentegen nauwelijks. Bij gietijzer wordt nog lamellair en nodulair gietijzer onderscheiden. Verschillen hebben betrekking op de manier waarin het koolstof in respectievelijk een laagjes- of bolletjesstructuur voorkomt. De mechanische eigenschappen van de bolletjesstructuur zijn beter. Naast gietijzer is er nog een tussenvorm, gietstaal, waarbij het koolstofgehalte tussen 0,2 en 0,5% ligt. Hierdoor is het eveneens minder broos en wordt bijvoorbeeld toegepast in speciale elementen zoals de knopen voor ruimtevakwerken, figuur 6.3. Figuur 6.3 Vakwerkknoop uit gietstaal Roest- en weervast staal Constructiestaal is veelal ongelegeerd, dat wil zeggen, het bestaat nagenoeg geheel uit ijzer en koolstof en de hoeveelheid andere metalen is minimaal. Daardoor gaat het materiaal, blootgesteld aan de buitenlucht, roesten, ook wel corroderen genoemd. Omdat staal hierdoor niet, zoals sommige anderen metalen, zelf een beschermend laagje vormt, kunnen hiertoe andere metalen worden toegevoegd. Roestvast staal is, veelal door de toevoeging van chroom, zeer goed beschermd tegen corrosie. Figuur 6.2 Verbinding constructiestaal AISI-nummer Eigenschappen 304 Goede corrosiebestendigheid en vervormbaarheid, niet-lasbaar 304L Goede corrosiebestendigheid en vervormbaarheid, lasbaar 316 Bestendig tegen vervuilde atmosfeer en zeeïnvloeden, niet-lasbaar 316L Bestendig tegen vervuilde atmosfeer en zeeïnvloeden, lasbaar Figuur 6.4 AISI-nummers roestvaststaal voor bouwkundige toepassingen

208 198 Roestvrij is het niet, extreme omstandigheden als een zure omgeving kunnen alsnog tot roest leiden. Belangrijkste nadeel is de afname van de sterkte. Roestvast staal is zeer kostbaar, de hoofddraagconstructie van een gebouw wordt veelal op andere manieren beschermd tegen corrosie. Specifieke details of verbindingsmiddelen of bijvoorbeeld kleinere afmetingen in staal toegepast in hekwerken of handleuningen zijn meer geijkte toepassingen. Daarnaast worden gevelbekledingen of stalen lateien veelal in roestvast staal uitgevoerd. In figuur 6.4 zijn de meest gebruikelijke soorten roestvast staal opgenomen. Weervast staal kent het nadeel van de afnemende treksterkte niet of minder. Wanneer de bescherming tegen corrosie minder stringent is, in bijvoorbeeld een droge omgeving, kan worden volstaan met weervast staal dat met koper is gelegeerd. Bekend onder de benaming Cortenstaal is dit dan ook geschikt voor speciale, kwetsbare draagconstructies zoals bruggen Eigenschappen staal De verdere behandeling is geconcentreerd op constructiestaal, omdat dit veruit de meeste toepassing binnen staalconstructies vindt, figuur 6.5. Dragende eigenschappen Druksterkte σ in N/mm Treksterkte σ in N/mm Stijfheid E in N/mm Volumieke massa in kg/m Toelaatbare druksterkte/gewicht SGR in 1/m Thermische uitzetting α in 10-5 m/m K 1,2 Scheidende eigenschappen Thermische geleiding λ in W/mK Soortelijke warmte c in J/kgK Dampdiffusieweerstand μ Figuur 6.5 Eigenschappen staal Constructieve eigenschappen Staal heeft een grote trek- en druksterkte gekoppeld aan een laag gewicht, waardoor het zeer geschikt is voor constructies die op trek en buiging worden belast. Grote overspanningen zijn mogelijk met relatief slanke constructies. Wel zijn de relatief grote vervormingen een belangrijk nadeel dat meegenomen moet worden bij de toepassing. Ter vergelijking zijn in figuur 6.6 de afmetingen van een kolom en een ligger met gelijke belastingen gegeven in beton respectievelijk staal betonkolom 2 stalen kolom met brandwerende bekleding Figuur 6.6 Dimensionering staal versus beton Al genoemd is de taaiheid van het materiaal waardoor het niet direct breekt bij overschrijding van de belasting. Deze taaiheid kan verder worden beïnvloed door de manier van bewerken, zie paragraaf Brandveiligheid Een van de belangrijkste aandachtspunten is de brandgevoeligheid. Al bij temperaturen vanaf 400 C gaat het staal vloeien, waardoor het snel bezwijkt. Dit wordt veroorzaakt door de geringe massa en de snelle geleiding van het staal. Van belang hierbij is de profielfactor, figuur 6.7. Dit is de verhouding tussen de omtrek en de oppervlakte van het profiel. Hiervoor moet het temperatuur standaard brand kromme Figuur 6.7 Profielfactor hoge profielfactor hoge opwarmsnelheid lage profielfactor lage opwarmsnelheid tijd

209 6 DRAGENDE ELEMENTEN IN STAAL 199 staal beschermd worden. Deze beschermingsconstructies kunnen een aanzienlijk deel van het economisch voordeel van staal teniet doen. De totale dimensies blijven echter nog altijd kleiner dan die van een betonkolom. Voor de verschillende brandbeveiligingsprincipes, zie paragraaf 6.7. Bouwfysische eigenschappen Bouwfysisch kent staal enkele belangrijke nadelen. De thermische geleiding is zeer groot waardoor koudebruggen kunnen ontstaan bij verkeerde toepassing. Ook de uitzetting als gevolg van temperatuurverschillen is aanzienlijk zodat hiermee in de detaillering rekening moet worden gehouden, door deze uitzetting mogelijk te maken. De isolatie met betrekking tot contactgeluid is slecht en die voor luchtgeluid kan niet door het staal zelf worden opgelost. Afschermende constructies zijn veelal geboden. Staal als bouwmateriaal Als bouwmateriaal is staal vooral te verkiezen om de zeer grote snelheid van bouwen. Principieel kan een stalen constructie op twee manieren worden opgebouwd, met: gelaste verbindingen, die daardoor een zekere mate van momentvastheid krijgen; boutverbindingen, die in principe scharnierend werken. Zeker bij constructies met boutverbindingen is staal enkele malen sneller te bouwen dan beton. Daarnaast is met staal zeer nauwkeurig te werken door de geringe maatafwijkingen. Door het lage eigengewicht is met relatief eenvoudig materieel te werken en leidt het tot een kleinere fundering. Duurzaamheid Vanuit duurzaamheid vallen twee tegengestelde waarderingen op. Vanuit onderhoudtechnisch oogpunt kan staal zeer gevoelig zijn door de kwetsbaarheid voor corrosie. Daartoe moet het staal vaak worden beschermd en frequent worden onderhouden. Een groot voordeel is met staal echter te behalen door de flexibiliteit in gebruik en de grote mate van geschiktheid voor hergebruik. In paragraaf wordt uitgebreid ingaan op de verschillende corrosiebestrijdingen Fabricage en bewerkingsmethoden In tegenstelling tot beton is er bij de fabricage van de constructie-elementen, tussen het basismateriaal staal en het eindproduct constructieonderdeel, nog een tussenstadium: het basisproduct. Voor veel stalen constructie-elementen moet een keuze worden gemaakt uit de reeks beschikbare standaardprofielen. Achterliggende reden voor deze verregaande standaardisatie is de grote kracht en dus gespecialiseerde machines die nodig zijn bij de vervaardiging van de profielen. De fabricage van stalen basisproducten is een lange weg met de volgende hoofdstappen: winning ruwijzer uit ijzererts; productie stalen halffabrikaten uit ruwijzer in de vorm van plakken; productie basisproducten als plaat en profielen uit halffabrikaten. De verschillende bewerkingen die stalen halffabrikaten en basisproducten kunnen ondergaan, worden hieronder kort behandeld. Onderscheiden worden daarbij: Walsen; Koudvervormen, zoals zetten, kanten en buigen; Gieten; Verspanende technieken, zoals boren, slijpen en zagen; Scheidend vormgeven, zoals knippen en ponsen; Verbindend vormgeven, zoals lassen en felsen. Walsen De plakken uit het productieproces worden nagenoeg altijd gewalst. Dit gebeurt onder hoge temperaturen waarbij het staal langs al dan niet geprofileerde rollen wordt gevoerd. Zo ontstaat er of een profiel of een plaat. De profielen zijn er in zeer uiteenlopende doorsneden (die in de volgende paragrafen worden behandeld) en worden rechtstreeks door constructiebedrijven gebruikt en bewerkt. De platen dienen als basis voor het vormen van koudgevormde profielen of al dan niet geprofileerde staalplaat.

210 200 1 zetten 2 kanten 1 knikken van HE-profiel buigradius > rolvormen 2 buigen van UNP 400 over sterke as 4 rolbuigen 5 dieptrekken Figuur 6.8 Koudvervormen van plaat Koudvervormen De gewalste staalplaten worden ter versteviging van de doorsnede veelal vervormd zodat er door een of meer ribben een stijver profiel of plaat ontstaat. De hiertoe beschikbare technieken zijn: zetten en kanten, figuur en 6.8-2; rolvormen, voor dak- en wandplaten en koudgevormde profielen en rolbuigen, figuur en 6.8-4; dieptrekken, voor het vormgeven van onder meer gevelelementen, figuur Daarnaast kunnen gewalste profielen worden: geknikt of gerecht, voor bijvoorbeeld geknikte liggers, figuur 6.9-1; gebuigwalst, voor bijvoorbeeld gebogen liggers, figuur buigradius > buigen van UNP 400 over zwakke as Figuur 6.9 Geknikte en gebogen profielen Gieten Naast het walsen in profiel en plaat kunnen met behulp van gieten ook zeer speciale vormen worden gemaakt. Hiervoor worden de speciale staalsoorten gietijzer of gietstaal met een hoger koolstofgehalte gebruikt in verband met de minimale krimp van deze samenstellingen. Het principe van gieten is even oud als eenvoudig: op basis van een model zijn mallen vervaardigd die worden volgegoten en daarna gelost, figuur vormkasten kern product Figuur 6.10 Gietmallen en gietstukken

211 6 DRAGENDE ELEMENTEN IN STAAL 201 Verspanende technieken Verspanen van staal betekent weghalen van materiaal door middel van bijvoorbeeld: draaien of frezen, bijvoorbeeld bij speciale beëindigingen, figuur en ; boren, bijvoorbeeld gaten voor boutverbindingen, figuur ; zagen, om profielen in te korten. Verbindend vormgeven Aan het verbinden van stalen onderdelen is paragraaf 6.6 gewijd. Hier wordt volstaan met het noemen van de verschillende technieken: felsen, mechanisch verbinden van dunne plaat voor vooral afbouwmateriaal, figuur 6.13; lassen, door hoge temperatuur verbinden van plaat of profielen tot continue overgang; bouten, klinken en schroeven. 1 draaien 2 frezen 3 boren en ruimen Figuur 6.11 Verspanende technieken Al deze technieken worden gebruikt om de basisproducten aan te passen aan hun specifieke functie in het staalskelet. Scheidend vormgeven Scheidend vormgeven kan soms een sneller alternatief vormen voor sommige verspanende technieken: knippen, in plaats van zagen, gaat vele malen sneller, bijvoorbeeld van plaat, maar ook van hoekstalen; ponsen, in plaats van boren, in plaat of hoekstaal tot 35 mm dikte mogelijk; snijden, figuur 6.12, in plaats van zagen, is een veelvoorkomende manier om dikke plaat of profielen geautomatiseerd van de juiste beëindigingen te voorzien. 1 staande felsnaad 2 hoekfelsnaad Figuur 6.13 Felsen Corrosiebestrijding Wanneer staal wordt gekozen als materiaal voor de hoofddraagstructuur, dan moet men zich direct bewust zijn van de gevoeligheid voor corrosie. Dat betekent dat de draagstructuur zowel in het geheel als in detail moet worden beschermd tegen vocht, afhankelijk van de condities waar het zich bevindt. Voor deze condities wordt er een onderscheid gemaakt in zogenoemde klimaatklassen, figuur Hierbij moet er een duidelijk onderscheid worden gemaakt tussen (binnen)condities met een lage corrositeit (C1 en C2), waarbij het staal niet of nauwelijks bescherming vraagt, en (buiten)condities (C3, C4 en C5). Principieel gezien kan een noodzakelijke bescherming plaatsvinden op de volgende manieren: Beschermingsconstructies, waardoor contact van staal met vocht wordt vermeden; Afvoeren vocht zonder dat het schade aan kan richten; Corrosiebehandelingen, waardoor het staal wordt beschermd tegen alsnog aanwezig vocht. Figuur 6.12 Machinaal snijden Beschermingsconstructies Op het moment dat een staalconstructie wordt omhuld met gevel en dak wordt er niet alleen een beschermende huid voor gebruikers van het gebouw gevormd, maar ook voor de stalen draagstructuur. Niet altijd lukt het deze bescherming uit te voeren doordat bijvoorbeeld: vanuit architectonisch oogpunt de draagstructuur buiten de omhulling staat;

212 202 Klimaatklasse/code Voorbeelden buiten Voorbeelden binnen Corrositeit C1 binnen, weinig agressief verwarmde gebouwen met schoon binnenklimaat, bijvoorbeeld kantoren, winkels, scholen en hotels zeer laag C2 binnen, matig agressief landelijk, droog gebied met weinig luchtverontreiniging onverwarmde gebouwen waar condensatie kan optreden, bijvoorbeeld opslagplaatsen en laag sporthallen C3 buiten, weinig agressief steden en industriegebieden met beperkte SO 2 -verontreiniging en in kustgebieden met laag zout- bedrijfsruimtes met hoge luchtvochtigheid en enige luchtverontreiniging, bijvoorbeeld levens- matig gehalte middelenbedrijven, wasserijen, brouwerijen en zuivelbedrijven C4 buiten, matig agressief kust- en industriegebieden met beperkt zoutgehalte chemiebedrijven, zwembaden en scheepswerven hoog C5-I industrie, agressief industriegebieden met hoge luchtvochtigheid en corrosieve zeer hoog atmosfeer C5-M maritiem, agressief kustgebieden met hoog zoutgehalte en offshore zeer hoog Figuur 6.14 Corrositeit staal naar klasse bevestiging omhulling aan draagstructuur plaatselijk de beschermende werking kan onderbreken; voordat het gebouw gereed is het weer al zijn invloed heeft. Daarom worden los van de omhulling meestal verdere maatregelen genomen om de staalconstructie te beschermen. Afvoeren vocht Als het vocht de staalconstructie toch bereikt, moet het zodanig snel worden afgevoerd, dat het niet tot aantasting kan komen, figuur Daarvoor moet worden bezien wat de meer gevoelige plaatsen zijn: open ten opzichte van gesloten profielen; hoeken ten opzichte van vlakke onderdelen in profielen; aansluitingen door lassen en bouten; plaatselijke perforaties voor bijvoorbeeld bouten; aangelaste plaatjes voor verstijving of verbindingen; aansluitingen onderling bij bijvoorbeeld voetplaten. groter kleiner fout beter best Figuur 6.15 Vermijding ophoping vocht en vuil 16 hoeken 12 hoeken 4 hoeken geen hoeken Figuur 6.16 Onderhoudsgevoeligheid afhankelijk van profieltype

213 6 DRAGENDE ELEMENTEN IN STAAL 203 In het algemeen kan worden gesteld dat hoe kaler het profiel wordt toegepast, hoe beter het is, figuur Daartegenover staat dat hoe meer verbindingen, kopschotjes, enzovoort, er worden toegepast, hoe gevoeliger het is, figuur doorlopende schotjes niet doorlopende schotjes geen schotjes fout beter best Figuur 6.17 Corrosiegevoelige details Corrosiebehandelingen De volgende behandelingen zijn te onderscheiden: legeringen met bijvoorbeeld chroom, zie paragraaf 6.1, roest- en weervast staal; thermisch verzinken; verven al dan niet in de fabriek. Thermisch verzinken is een proces dat vooraf moet plaatsvinden in de fabriek. Het staal krijgt een beschermende zinklaag Verflagen kunnen van verschillende samenstelling zijn en zowel in de fabriek al zijn aangebracht dan wel op het werk. Bij verven op het werk is het, hoewel arbeidsintensief, mogelijk de lasverbindingen ook op het werk aan te brengen. Bij boutverbindingen kan de beschermende verflaag al aanwezig zijn en moeten alleen de beschadigingen in het werk worden behandeld. Kunststof deklagen van bijvoorbeeld PVC worden in de fabriek al aangebracht. Zij zijn zeer gevoelig voor beschadigingen en lastiger te herstellen Basisproducten De warmgewalste en koudgevormde platen en profielen zijn verkrijgbaar in veel soorten en maten. Hierin is echter een grote mate van standaardisatie opgetreden waardoor de kwaliteit, afmetingen en samenstelling worden gegarandeerd. Binnen de basisproducten worden naar gelang vorm en bewerkingsmethode de volgende hoofdgroepen onderscheiden: Profielstaal, warmgewalst, met I- of U-vormige doorsnede; Breedflensprofielen, warmgewalst, met H- vormige doorsnede; Stafstaal, warmgewalst, met massieve, T- of L- vormige doorsnede; Buizen en kokers, warmgewalst, met rechthoekige of cilindrische doorsnede; Koudgevormde profielen en plaat. Profielstaal De oudste vorm van profielen is profielstaal. Aan het profiel worden het lijf en de flenzen onderscheiden. De oudste varianten zijn het INP- en UNP-profiel waarbij de flenzen schuin verlopen wat minder gemakkelijke aansluitingen mogelijk maakt. Moderne varianten zijn het IPE en het UAP-profiel met rechte flenzen, figuur = h = h = h h = INP IPE UNP UAP Figuur 6.18 Profielstaal Profielstaal wordt hoofdzakelijk toegepast in liggers door de geschiktheid voor het opnemen van dwarskrachten. Breedflensprofielen Wanneer een profiel op buiging of normaalkracht wordt belast, is in zekere stijfheid in twee richtingen nodig. Daarvoor zijn de zogenoemde breedflensprofielen zeer geschikt. De flenzen hiervan zijn breder, bij afmetingen tot 300 mm ongeveer even breed als het lijf. Daarna blijft de flensbreedte, bij oplopende lijfgrootte, constant op 300 mm, figuur H inw = constant = h = HE - A HE - B HE - M Figuur 6.19 Breedflensprofielen h h =

214 204 1 stafstaal h =16-75 a a d =8-200 a =8-120 s = h = b h h =4-25 d b = b = a = h = s =5-60 a = b = b = h= staalprofielen Figuur 6.20 Stafstaal De codering van de breedflensprofielen begint met HE gevolgd door een aanduiding van de lijfhoogte en een -A, -B respectievelijk -M die de relatieve dikte van het profiel aanduidt. HE-Aprofielen zijn het dunst, gevolgd door de HE-Bprofielen. HE-M-profielen worden alleen bij zeer grote belastingen of een vereiste geringe constructiemaat gebruikt. t d = d = ronde buis 2 t t vierkante buis De binnenmaat van het lijf, aangegeven door het getal is constant. Dit komt voort uit het walsproces en heeft als voordeel dat profielen met gelijke lijfhoogte gemakkelijk kunnen worden gekoppeld. t ø h w t Stafstaal Stafstaal is gewalst staal van geringere afmetingen met een massieve, T-, L-, U- of Z-vormige doorsnede. Het wordt veel gebruikt als secundaire ligger, schoor in een vakwerkligger of bij massieve kolommen van een zeer geringe doorsnede, figuur Buizen en kokers Buizen en kokers kunnen worden gemaakt uit staalplaat dat is gebogen en aan elkaar is gelast. Hierdoor ontstaat een lasnaad. Daarnaast zijn tot afmetingen van circa 600 mm warmgewalste ronde en rechthoekige kokers te leveren in veel standaardafmetingen, figuur a 2a open ronde buis open rechthoekige buis Figuur 6.21 Buizen en kokerprofielen Koudgevormde plaat en profielen Van warmgewalste plaat kunnen de volgende basisproducten worden vervaardigd: geprofileerde plaat, bewerkt of van oppervlaktebehandeling voorzien; koudgevormde profielen, standaard of speciaal gevormd. Het niet-behandelen van staalplaat levert een zogenoemde zwarte plaat, die vervolgens kan worden gelakt of gestraald. Daarnaast kunnen platen worden voorzien van een laag metaal of andersoortig materiaal ter verfraaiing en bescher-

215 6 DRAGENDE ELEMENTEN IN STAAL 205 t t h t h h t w t h h w w w w hoekprofiel U - profiel C - profiel Z - profiel omega profiel Figuur 6.22 Koudgevormde profielen ming tegen corrosie. Naast geprofileerde plaat kan de plaat ook tot koudgevormde profielen worden gebogen, gekant, gezet, enzovoort, figuur Ook hier treedt een sterke standaardisatie op. Omdat deze bewerkingstechnieken minder krachtige machines vereisen, zijn ook speciale profielseries te vervaardigen, zoals de dragerprofielen voor binnenwanden bekleed met gipsplaten (metal-stud) Normen In de voorgaande paragrafen zijn de meeste standaardprofielseries met afmetingen opgenomen. Een volledig overzicht met alle profielen en hun mechanische eigenschappen zijn te vinden in profielboekjes of het Polytechnisch Zakboekje. Voor de normering wordt verwezen naar de TGB Staal. De basiseisen zijn opgenomen in de NEN De overige eisen staan in de NEN-serie 6771 tot en met 6774: NEN 6771, Staalconstructies, stabiliteit; NEN 6772, Staalconstructies, verbindingen; in voorbereiding: NEN 6773, Staalconstructies, koudgevormde profielen; NEN 6774, Staalconstructies, materiaalkeuze. Daarnaast wordt voor de brandwerendheidsbepaling verwezen naar NEN 6072, Rekenkundige bepaling van de brandwerendheid van bouwdelen, staalconstructies. 6.2 Staalskelet Staal als constructiemateriaal leent zich, zoals gebleken is in hoofdstuk 1, bij uitstek voor de toepassing in een kolommenstructuur, figuur ligger kolom verstijvingsconstructie Figuur 6.23 Schema staalskelet met verschillende constructieonderdelen Hierbij worden vloeren en daken gedragen door een hoofddraagconstructie van stalen kolommen en liggers. Deze verschillende verschijningsvormen worden in de volgende paragrafen ieder afzonderlijk behandeld: verticale elementen: kolommen (paragraaf 6.3); horizontale elementen: liggers (paragraaf 6.4); stalen vloerconstructies (paragraaf 6.5). Omdat staalskeletbouw vooral zijn toepassing vindt in de utiliteitsbouw wordt verwezen naar deel 9 Utiliteitsbouw waarin ook veel bijzondere stalen draagconstructies worden behandeld. Hier wordt volstaan met een korte inleiding waarin enkele basisprincipes worden besproken als basis voor de uitwerking van de verschillende constructieonderdelen in de volgende paragrafen Opbouw staalskelet De opbouw van een staalskelet begint vanaf de onderbouw, de fundering, uitgevoerd in beton. Op de ruwe begane-grondvloer of rechtstreeks op de fundering worden vervolgens de stalen kolommen gesteld, tijdelijk geschoord en vervolgens verankerd, figuur Vervolgens worden tussen de kolommen de liggers aangebracht

216 206 die al dan niet rechtstreeks daken en verdiepingsvloeren gaan dragen. Vaak ook worden de hoofdliggers met bijbehorende kolommen eerst op de grond tot een portaal gemonteerd waarna dit als geheel in een keer kan worden geplaatst. Alle onderdelen zijn voorbewerkt en van alle montagevoorzieningen voorzien zodat een zeer hoge bouwsnelheid kan worden bereikt. 3 4 De plaats van de kolommen in de plattegrond is een keuze vanuit de enerzijds de functionele plattegrond anderzijds de constructieve mogelijkheden. De factoren die hierbij een rol spelen zijn: hoofdvorm plattegrond (vierkant, rechthoekig of gebogen), figuur 6.25; gewenste vrije indeelbaarheid (kolomvrije ruimte kan functionele eis zijn); gebruik kolommen in gevelconstructie, hier zijn veelal meer kolommen noodzakelijk dan voor de draagconstructie van het dak; beperkte constructiehoogte waardoor lagere liggers noodzaken tot kleinere kolomafstanden. 1 Figuur 6.24 Opbouw staalskelet 2 Codering Alle onderdelen hebben hun eigen coderingsnummer zodat elke kolom of ligger precies de juiste opbouw kan hebben, geschikt voor zijn 1 vierkant raster 2 gebogen lijn 3 driehoekig raster Figuur 6.25 Plaatsing kolommen in plattegrond v v v v v v 1 zonder liggers 2 enkelvoudig met primaire liggers Figuur 6.26 Principes liggersystemen 3 tweevoudig met secundaire liggers

217 6 DRAGENDE ELEMENTEN IN STAAL 207 specifieke plaats in het staalskelet. Zo is bijvoorbeeld het afschot van het dak veelal opgenomen in het staalskelet zelf om duurdere afschotplaten te kunnen besparen. Hierdoor is het dus noodzakelijk dat een enkele kolommenrij oplopende kolomlengtes kent om dit afschot op te vangen. Omdat het bewerken van de profielen volledig geautomatiseerd kan plaatsvinden, is dit geen enkel probleem. Enkelvoudige, twee- en drievoudige liggersystemen Afhankelijk van de overspanningsmaten kan een geschikt bijbehorende liggertype worden gekozen en gedimensioneerd. Bij zeer grote overspanningen is het niet economisch zeer zware, hoge dus kostbare liggers dicht naast elkaar te plaatsen die rechtstreeks dak- of vloerplaten dragen. Economischer is het met een secundaire of zelfs tertiaire liggerstructuur de overspanning te realiseren. Er wordt dan gesproken van een twee- respectievelijk drievoudig liggersysteem, figuur Stabiliteit Een staalconstructie, die enkel bestaat uit kolommen en liggers, is nog niet stabiel omdat de kolom-funderingverbinding meestal niet momentvast is, maar als een scharnier werkt, figuur Dat betekent niet alleen dat tijdens de opbouw van het skelet de kolommen tijdelijk moeten worden geschoord maar dat de staalconstructie als geheel stabiel moeten zijn. De verschillende manieren waarop dit bij een staalskelet is te realiseren, wordt in het kort behandeld. De verbindingen tussen de staalskeletonderdelen kunnen op twee principieel verschillende manieren worden gerealiseerd: momentvast; scharnierend. Ongeschoord raamwerk Worden bijvoorbeeld de verbindingen tussen kolom en ligger momentvast gemaakt, dan wordt gesproken van een portaal, dat hierdoor in zijn eigen vlak stabiel is. Een skelet dat met behulp van dergelijke portalen stabiel wordt gemaakt, wordt een ongeschoord raamwerk genoemd, figuur Zowel de verbinding als kolom moeten momenten en dwarskrachten op kunnen nemen. Dit stelt zwaardere eisen aan onder meer de profielafmetingen. Figuur 6.29 geeft enkele vuistregels voor de afmetingen van portalen. 1 ongeschoord raamwerk Figuur 6.27 Scharnierende kolom-funderingverbinding Voor een uitgebreidere behandeling van het begrip stabiliteit zie deel 7 Bouwmethodiek. 2 geschoord raamwerk Figuur 6.28 Ongeschoord en geschoord raamwerk Geschoord raamwerk Als de stabiliteit niet wordt ontleend aan momentvaste verbindingen, maar aan verbanden, wordt er gesproken van een geschoord raamwerk, figuur De kolommen en liggers zijn nu veelal scharnierend verbonden, waardoor de kolommen enkel verticaal worden belast en

218 208 Constructieelement Doorsnede en bovenaanzicht Overspanning (l) in m Verhouding d l d l Enkellaags l d l l Meer verdiepingen d l Figuur 6.29 Vuistregels dimensionering portaalconstructies Bron: Basisboek Overspannend staal 1 verband met schoren 2 verbinding met 3 stijve wand of gevel koppeling aan stabiel gebouw Figuur 6.30 Verticale stabiliteitsconstructies 1 met zeer buigstijve kolommen 2 om sparingen heen geleid 3 windrichtingen afzonderlijk Figuur 6.31 Alternatieven bij (gevel)openingen slanker kunnen zijn. Ook aan de verbinding zelf worden er minder eisen gesteld doordat deze geen momenten moet hoeven opnemen. Voor het overbrengen van de horizontale belasting bij een geschoord raamwerk kunnen de volgende principes worden toegepast: schijf of kern van dichte wanden, figuur ; verticaal verband van schoren, figuur De keuze voor een van deze principes hangt samen met de verdere afbouw waarbij het al dan niet logisch is een betonnen of stenen wand te introduceren. Zuivere staalconstructies worden met behulp van een verticaal vakwerk stabiel gemaakt. De plaats van de verticale stabiliteitsconstructies in de plattegrond moet goed overwogen tot stand komen.

219 6 DRAGENDE ELEMENTEN IN STAAL vloer of dak als schijf, 2 horizontale vakwerkliggers bv door stijve dakelementen en vele verbindingen Figuur 6.32 Horizontale stabiliteitsconstructies 3 portalen in één richting, verband in andere richting 1 langs één kopgevel 2 minder vorm- 3 gebouw te lang, dan 4 splitsen van diagonalen verandering 2x in dwarsrichting per richting Figuur 6.33 Plaatsing horizontale verbanden in plattegrond In alle richtingen moeten de horizontale belastingen worden opgevangen. Dit betreft de stabiliteit in de dwarsrichting, de langsrichting en de stabiliteit tegen torsie. Omdat de plaatsing van de verticale verbanden soms onvermijdelijk samenvalt met een gewenste opening in bijvoorbeeld de gevel, kunnen extra diagonalen soms een oplossing vormen, figuur Horizontale stabiliteitsconstructies Voor de afdracht van de horizontale windbelasting naar de verticale stabiliteitsverbanden is ook een horizontaal verband noodzakelijk. Dit kan worden gerealiseerd met behulp van: schijfwerking dak of vloerconstructie, door koppeling onderling en/of aan liggers, figuur ; horizontaal verband schoren, een zogenoemde wind- of vakwerkligger, figuur Als de daken en/of vloeren niet als schijf zijn uitgevoerd, moet bij een geschoord raamwerk ook in horizontale zin een verband worden aangebracht. Hiertoe moet in alle windrichtingen een verband worden aangebracht. Een veel gekozen oplossing is trekstaven te combineren tot een zogenoemde wind- of vakwerkligger met een serie gekoppelde kruisen over de hele breedte en lengte van het gebouw, figuur Bij langere gebouwen zijn meerdere vakwerkliggers gewenst. Als ze al niet aanwezig zijn in de vorm van gordingen, moeten ter plaatse van de diagonalen tussen de hoofdliggers koppelliggers worden aangebracht voor de vereiste vormvaste driehoekvorm, figuur principe krachtsoverdracht Figuur 6.34 Principe krachtsoverdracht, stabiliteitsverband Te grote lengten van de diagonalen zijn door de rek in de staven ongeschikt en bij te ongelijke rechte zijden van de driehoek dragen de liggers zelf relatief te veel horizontale krachten dragen. Figuur 6.35 geeft enkele vuistregels voor geschoorde raamwerken.

220 210 Constructieelement Doorsnede en bovenaanzicht Overspanning (l) in m Verhouding d l d l Enkellaags geschoord raamwerk l d l Totale hoogte (H) Verhouding H b Geschoord raamwerk met scharnierende verbindingen H b Figuur 6.35 Vuistregels dimensionering geschoorde raamwerkconstructie Bron: Basisboek Overspannend staal 6.3 Kolommen Staalskeletten worden verticaal opgebouwd met kolommen. De kolommen hebben relatief slanke afmetingen en kunnen worden opgebouwd uit een aantal profielen die standaard verkrijgbaar zijn Kolomvormen Uit de basisprofielen zijn de volgende veelvoorkomende verschijningsvormen voor kolommen op te bouwen, onderscheiden naar doorsnede: I-vormig; rechthoekig; cilindrisch; samengesteld. Kolommen met I-vormige doorsnede Dit is een veelvoorkomende verschijningsvorm die wordt toegepast bij beklede constructies of als het open profiel vanuit esthetische eisen geen bezwaar vormt, zoals in hallen en werkplaatsen, figuur IPE-profielen hebben een langer lijf dan de breedte van de flenzen en zijn alleen bij kleine belastingen toepasbaar. 1 IPE - profiel 2 HE - profiel samengesteld profiel Figuur 6.36 I- en H-vormige kolommen HE-profielen zijn uitermate geschikt voor kolommen en hebben een nagenoeg even grote lijf- als flensbreedte. Ook kan een H-vormige doorsnede worden bereikt door een samengestelde ligger uit gelaste platen toe te passen. Dit is een kostbare zaak die alleen bij zeer specifieke voorwaarden of zware belastingen wordt toegepast. Open profielen zijn goedkoper dan die met een gesloten doorsnede. Groot voordeel is de bereikbaarheid van het hele profiel bij boutverbindingen. Nadeel kan juist de ongelijkzijdigheid zijn bij aansluitingen aan twee zijden. Kolommen met rechthoekige doorsnede Bij hogere belastingen of buiging in twee richtingen dan wel vanuit esthetische redenen kan het 3

221 6 DRAGENDE ELEMENTEN IN STAAL 211 wenselijk zijn een kolom met een rechthoekige doorsnede te kiezen. Hiervoor kunnen holle gewalste profielen worden gebruikt dan wel kolommen worden samengesteld uit H- dan wel U-profielen met aangelaste platen, figuur kokerprofiel 2 samengesteld profiel 3 staafprofiel voor geringe afmetingen Figuur 6.37 Rechthoekige kolommen Aansluitingen in twee richtingen kunnen hierbij op een gelijke manier gebeuren, maar er moeten dan toegevoegde elementen worden gemaakt gezien de onbereikbaarheid van het hele profiel. Kolommen met cilindrische doorsnede Om esthetische redenen worden wel kolommen met een ronde of ovale doorsnede gekozen. Afhankelijk van doorsnede en wanddikte kunnen 1 buisprofiel 2 3 ovaal profiel profiel Figuur 6.38 Ronde en ovale kolommen dikwandig buisprofiel (voor geringe afmetingen) aanzienlijke belastingen worden opgenomen als vraagt de plaatselijke aangrijping van die krachten extra voorzieningen, figuur Voordelig is de in alle richtingen gelijke weerstand tegen buiging. De buisvormige profielen zijn wel duurder dan de open profielen. Daarnaast zal het duidelijk zijn dat vooral de aansluitingen met liggers bijzondere aandacht vraagt. Kolommen met samengestelde doorsnede Ten slotte is het mogelijk uit diverse profielen speciale kolommen samen te stellen die grote belastingen kunnen dragen dan wel integratie met bijvoorbeeld leidingen mogelijk maken, figuur Naarmate het aantal elementen en gelaste verbindingen toeneemt, nemen ook de kosten toe. 1 U - profielen 2 I - profielen L - profielen Figuur 6.39 Samengestelde kolommen Kolommen en leidingen Doordat de doorsnede van een stalen kolom, in tegenstelling tot een kolom in beton of hout bijna nooit massief is, is er ruimte om plaats te bieden aan een andere veelbepalende structuur binnen het gebouw, die van de installaties. De open ruimte tussen dunwandige of samengestelde profielen leent zich uitstekend voor de 3 1 bij horizontale aansluitingen 2 samengestelde kolom 3 sparingen in kop- en voetplaten Figuur 6.40 Leidingen in open, dunwandige of samengestelde kolommen

222 212 plaatsing van leidingen. Echter bij de aansluitingen met de liggers en fundering moet hiermee rekening worden gehouden door gebruik van kopplaten dan wel sparingen, figuur Het kan noodzakelijk zijn de kolom brandwerend te bekleden. Het spreekt vanzelf dat deze bekleding demontabel moet zijn voor het bereiken van de leidingen bij eventuele reparatie, enzovoort, figuur Het opnemen van leidingen in gesloten profielen bevat een groot gevaar voor niet te onderkennen corrosie aan het profiel en daarnaast is vervanging van de leidingen hierbij ook uitgesloten, figuur bekleding 2 nooit in gesloten doorsnede Figuur 6.41 Leidingen bij (brandwerende) beklede kolommen Vuistregels dimensionering kolommen Stalen kolommen kunnen relatief een geringere doorsnede hebben door de hoge druksterkte. Zij kunnen hierdoor uitstekend op druk worden belast. Maatgevend voor de doorsnede is veelal de knik. Daarnaast wordt in geval van ongeschoorde raamwerken de kolom meer op buiging belast dan in geval van een geschoord raamwerk. Knik kan in twee richtingen optreden waardoor kolommen met een zelfde weerstand tegen buiging in beide richtingen in het voordeel zijn. Kan de kniklengte worden verminderd door het Figuur 6.42 Knik bij kolom k l aanbrengen van een koppeling in een of twee richtingen, dan kan met een relatief geringe doorsnede worden volstaan, figuur In figuur 6.43 zijn voor verschillende kniklengtes en belastingen benaderingen voor de kolomafmetingen gegeven. 6.4 Liggers De vloeren en daken in een staalconstructie dragen in het algemeen hun krachten niet rechtstreeks op de kolommen af maar via horizontale constructieonderdelen, de liggers. Als de doorsnede van een stalen ligger op het krachtenverloop wordt beschouwd, is net als bij de kolommen ook hier een hoge efficiëntie van het materiaalgebruik te zien. De ligger is opgebouwd uit een relatief hoog, dun lijf dat de dwarskrachten opneemt. Daarnaast zijn de delen die de normaalkrachten op moeten nemen, de flenzen, aan de uiteinden gesitueerd, figuur Liggers en vakwerkliggers Ook liggers bestaan of worden veelal samengesteld uit basisprofielen, zie paragraaf Hierbij kunnen de volgende verschijningsvormen worden onderscheiden: 1 Vollewandliggers, met ononderbroken lijf; 2 Raatliggers, waarbij in het lijf openingen zijn uitgespaard; 3 Vakwerkliggers, samengesteld uit staven met driehoekige opbouw; 4 Vierendeelliggers, samengesteld uit staven met rechthoekige opbouw. Vollewandliggers De eenvoudigste vorm van deze horizontale elementen zijn de vollewandliggers. Meestal zijn dit standaard gewalste profielen met een I-, H- of U-vormige doorsnede. De profilering is zeer materiaaleconomisch doordat een grote hoogte kan worden bereikt met weinig materiaal en dus met geringe kosten en gering eigengewicht. Liggers uit warmgewalste profielen IPE-liggers worden het meest toegepast gezien de gunstige hoogte-breedteverhouding en de vaak benodigde symmetrische opbouw. HE-A-,

223 6 DRAGENDE ELEMENTEN IN STAAL 213 Doorsnede en zijaanzicht Constructieelement Kniklengte (l k ) in m Doorsnede-hoogte verhouding d l k Gewalst of gelast profiel d d l k één bouwlaag meer bouwlagen Kokerprofiel d d l k één bouwlaag meer bouwlagen Kolom samengesteld uit profielen d l k Staalbetonkolom d d d l k Figuur 6.43 Vuistregels dimensionering stalen kolommen Bron: Basisboek Overspannend staal HE-B- dan wel HE-M-profielen worden toegepast bij grotere belastingen of wanneer de constructiehoogte beperkt is. Daarnaast zijn zij in zijdelingse richting stijver, figuur UNP - profiel 2 C - profiel Figuur 6.45 Vollewandliggers met C-vormige doorsnede 1 IPE - profiel 2 HE-A - profiel 3 samengesteld profiel Figuur 6.44 Vollewandliggers met H- of I-vormige doorsnede Samengestelde vollewandliggers Als extreme belastingen gepaard gaan met een relatief geringe constructiehoogte, kunnen speciale samengestelde vollewandliggers uitkomst Liggers uit koudgevormde profielen Koudgevormde profielen zijn in verschillende standaardafmetingen verkrijgbaar. Zij hebben een U-, C- of Z-vormige doorsnede. Door de geringe stijfheid worden deze profielen vooral toegepast als secondaire of tertiaire dakligger door de geringere stijfheid, figuur samengestelde kokerligger 2 hoedligger Figuur 6.46 Samengestelde vollewandliggers

224 214 bieden. Door bijvoorbeeld twee UNP-profielen te combineren met aangelaste randplaten, ontstaat er een ligger die ondanks zijn geringe hoogte zeer geschikt is voor extreme belastingen, figuur Daarnaast kan een asymmetrische doorsnede, zoals een zogenoemde hoedligger, figuur , een functie bij de oplegging van vloeren hebben of bij de integratie tot een staal-betonligger, zie paragraaf Bijzondere vormen Als vanuit de functie dan wel vanuit esthetische redenen een bijzonder vorm is gewenst, kan deze door het geautomatiseerde bewerken vrij eenvoudig ontstaan. Zo kan voor het afschot in het dak de ligger geknikt worden uitgevoerd, figuur Liggers met een verlopende hoogte kunnen door aanpassing van het lijf worden gerealiseerd, figuur en Raatliggers Bij grotere overspanningen zijn er steeds hogere lijven noodzakelijk. Voor de uitvoering als vollewandligger is er een alternatief dat niet zozeer wordt gekozen vanuit materiaaleconomische redenen als wel uit esthetische of functionele redenen, bijvoorbeeld voor de doorvoer van leidingen. Daartoe wordt de ligger uitgevoerd met zeshoekige of zelfs ronde sparingen. Een veelvoorkomende uitvoering is die van de raatligger. Hierbij wordt het basisprofiel versneden en verschoven weer aaneengelast, figuur Zo ontstaat een hoger profiel met zeshoekige gaten, de raten, in het lijf, figuur Als er tussen de raten eerst nog rechthoekige platen worden aangebracht, wordt er gesproken van een verhoogde raatligger, figuur h 1 1 basisprofiel met snijlijn 1 snijden, buigen en lassen van dakligger 2 raatligger met lasnaden h 3 h 2 h = 2 1,5 x h 1 x h 3= h 2 + x 2 3 snijden en lassen van ligger met afschot aanpassingen aan het krachtenverloop Figuur 6.47 Bijzondere vollewandliggers 3 verhoogde raatligger met tussenschotjes Figuur 6.48 Raatliggers Vakwerkliggers Wordt het materiaal in de verticale opbouw nog verder beperkt, dan kan een vakwerkligger worden toegepast. Hierbij worden de dwarskrachten opgenomen door trek- en drukstaven die verticaal en diagonaal zijn geplaatst. De uitvoering kan op verschillende manieren gebeuren door combinatie van op trek dan wel druk belaste diagonalen al dan niet gecombineerd met verticale staven, figuur Door de bovenlijn te laten verlopen, kan in geval van een dakligger het afschot worden opgelost.

225 6 DRAGENDE ELEMENTEN IN STAAL _ + _ + _ ligger met diagonalen en verticalen _ + _ Lichte vakwerkliggers Als de dwarskrachten gering zijn zoals bij dakconstructies, kunnen vakwerkliggers worden uitgevoerd met relatief lichte profielen. De randstaven bestaan bijvoorbeeld uit een enkelvoudig of dubbel basisprofiel gecombineerd met gebogen staven. Ook koudgevormde profielen zijn geschikt voor de uitvoering in lichte vakwerkliggers, figuur K - ligger _ + _ + _ + _ + Zware vakwerkliggers Voor het opvangen van vloerconstructies of voor grote overspanningen moeten er zwaardere profielen worden toegepast. De samenstelling en combinatie uit basisprofielen is schier eindeloos. De verbindingen tussen de verschillende onderdelen kunnen worden gebout of gelast en al dan niet van zogenoemde knoopplaten worden voorzien, figuur V - ligger Figuur 6.49 Krachtenverloop in vakwerkliggers 1 met knoopplaten 1 met gebogen staaf als diagonalen 2 opgebouwd uit koudgewalste profielen Figuur 6.50 Lichte vakwerkliggers 2 met T - profielen voor de onder- en bovenrand Figuur 6.51 Zware vakwerkliggers Vakwerkliggers uit buisprofielen Ook uit gesloten profielen is een vakwerkligger te construeren, figuur en Voordeel hiervan kan de geringere corrosiegevoeligheid zijn. Daarnaast worden deze liggers veelal vanuit esthetische redenen gekozen. Ook hier vragen

226 216 de verbindingen die veelal gelast zijn om speciale aandacht. Een kostbare variant is de driedimensionale buisconstructie die veelal vanuit esthetisch oogpunt worden toegepast, figuur opgebouwd uit buisprofiel Vierendeelliggers Als de diagonalen in een vakwerkligger geheel worden weglaten, wordt er gesproken van een vierendeelligger. Doordat de vormvaste driehoeken ontbreken en de verbindingen momentvast moeten zijn, moeten alle verbindingen verstevigd worden met verstijvingsschotjes. Vierendeelliggers worden toegepast als er een zware open ligger is vereist, bijvoorbeeld bij de doorvoer van grotere leidingen of als een verdiepingshoge ligger, figuur Staalbetonliggers Als de stalen liggers worden gecombineerd met een gewapend betonnen vloer, is het mogelijk een zekere koppeling tussen beiden aan te brengen. Hierdoor kan een sterke reductie van de constructiehoogte worden verkregen. Het 2 opgebouwd uit kokerprofiel 3 drie-dimensionale buisconstructie Figuur 6.52 Vakwerkliggers uit buisprofielen 1 fabricage staalbetonligger voor oplegging op onderflens Figuur 6.53 Vierendeelligger 2 op onderflens met doorkoppelwapening Figuur 6.54 Staalbetonliggers 3 op bovenflens verbinding met deuvels

227 6 DRAGENDE ELEMENTEN IN STAAL 217 principe dat hieraan ten grondslag ligt is dat de betonvloer feitelijk als bovenflens van de stalen ligger gaat functioneren. Hierdoor kan de stalen ligger lichter zijn en kan een kleinere constructiehoogte en stijvere vloerconstructie worden bereikt. De ligger kan zowel als vollewand-, raat- of vakwerkligger worden uitgevoerd, figuur volle wandliggers verstijvingsplaat Voorwaarde bij dit alles is dat de koppeling tussen ligger en betonvloer goed is. Hiervoor worden veelal deuvels gebruikt die op de stalen ligger worden gelast. Hoewel dit machinaal kan gebeuren, doet deze extra handeling het economische voordeel van de materiaalbesparing van het profiel grotendeels teniet. De geringere constructiehoogte wordt in het hele gebouw terugverdiend. 2 raatliggers In paragraaf en wordt verder ingegaan op de combinaties tussen staal en beton. 3 vakwerkliggers Figuur 6.55 Leidingen in vollewand-, raat- en vakwerkligger Constructieelement Doorsnede en zijaanzicht Afmeting van het element Overspanning (l) in m Verhouding h h (h) in mm l Breedflensprofielen of kokers h l l h Profielstaal h l l h Vakwerk van warmgewalste profielen h l l h Vierendeelligger h l l Staalbetonligger h l Figuur 6.56 Vuistregels dimensionering stalen verdiepingsvloerliggers Bron: Basisboek Overspannend staal

228 Liggers en leidingen Net als bij kolommen is het mogelijk de ruimte gereserveerd voor de liggers te combineren met die voor de installaties, waardoor de bruto-verdiepingshoogte soms kan worden gereduceerd. Vollewandliggers hebben een gesloten lijf dat relatief dun is en daardoor gemakkelijk van sparingen is te voorzien. Bij grotere sparingen moeten deze worden verstevigd door opgelaste platen, figuur Op plaatsen waar de dwarskrachten hoog zijn (in de buurt van de oplegging) moeten deze sparingen worden vermeden. Andere typen liggers zijn speciaal vormgegeven vanuit de wens de leidingen hierin te integreren, zoals raat- en vakwerkliggers, figuur en Vuistregels dimensionering stalen liggers Om in het ontwerpproces de dimensionering van stalen liggers te kunnen inschatten, zijn in figuur 6.56 tot en met figuur 6.58 de relatie tussen overspanning en hoogte van de ligger opgenomen. De liggers zijn verdeeld in de verschillende behandelde types en in de toepassing als verdiepingsvloerligger, primaire dan wel secundaire dakligger. Constructieelement Doorsnede en zijaanzicht Overspanning (l) in m Verhouding h (afmeting element in l mm) Raatligger h l h Vakwerk met evenwijdige randen van warmgewalste profielen h l h (met zeeg) Vakwerk van koudgevormde profielen h l h h=( ) Vakwerk met schuine randen van warm gewalste profielen h l h Breedflensprofielen of kokers h l h=( ) Ruimtevakwerk l h l Figuur 6.57 Vuistregels dimensionering stalen primaire dakliggers Bron: Basisboek Overspannend staal

229 6 DRAGENDE ELEMENTEN IN STAAL 219 Constructieelement Doorsnede en zijaanzicht Afmeting element (h) in mm Overspanning (l) in m Verhouding h l Koudgevormde profielen h l Profielstaal h l Figuur 6.58 Vuistregels dimensionering secundaire dakliggers Bron: Basisboek Overspannend staal 6.5 Vloeren in staalskelet Stalen vloerconstructies Het is ook mogelijk met staal een vloerconstructie te realiseren. Zeker wanneer de vloer wordt toegepast in een staalskelet kan deze materiaalkeuze zijn voordeel hebben. Een voordeel van volledig stalen vloeren is het lichte gewicht en de prefabricage. Een nadeel is de brandgevoeligheid van het materiaal. De volgende typen zijn te onderscheiden: 1 Staalplaatvloeren, enkel staal zonder toevoegingen; 2 Staalbetonvloeren, waarbij beton en staal wordt gecombineerd. Een bijzondere vorm van de combinatie staal en beton is al behandeld bij de staal-betonligger, zie paragraaf Staalplaatvloeren Vloeren in staal worden geconstrueerd uit staalplaat dat is geprofileerd zodat het een zekere buigstijfheid verkrijgt. De plaatdikte is ongeveer 1 à 1,5 mm en de profilering kan veel vormen aannemen, figuur Hoe hoger de profilering, des te groter de overspanning kan zijn. Ook als dakvloer is de staalplaat geschikt zeker gezien de geringere belasting. De platen zijn licht en daardoor gemakkelijk te vervoeren en aan te brengen. Nadelig is de geringe massa wanneer het geluidsisolerend vermogen betreft en ook de brandscheidende functie is minimaal. Daardoor worden de staalplaatvloeren vaak aangevuld met geluidsisolerende en brandvertragende materialen. Het eenvoudigst is de staalplaat te gebruiken als bekisting voor beton dat daarbij deze functies vervuld. Andere afwerklaag estrich of betonplaten geluiddempende laag verzinkte staalplaat 1 diverse profileringen 2 gelaagde opbouw Figuur 6.59 Staalplaatvloeren

230 220 materialen zoals verende tussenlagen zijn ook mogelijk, figuur staalplaat alleen bekisting Stalen dak- en vloerplaten kunnen alleen geringe belastingen opnemen. Zij worden geschroefd of genageld aan de liggers. Bij dakplaten ligt in verband met de verdere opbouw met eventuele isolatie en dakafwerking de bevestiging bovenop de liggers het meest voor de hand. 2 3 staalplaat - betonvloer; constructieve koppeling beton en staalplaat staal - beton - ligger Figuur 6.60 Staalbetonvloeren Staalbetonvloeren Als het beton op de staalplaat ook constructief gaat meewerken, wordt gesproken van staalbetonvloeren. Afhankelijk van het meewerken van staal als constructieve vloer zijn de volgende twee typen te onderscheiden: staalbetonvloer met staalplaat enkel als verloren bekisting en beton als constructieve vloer, figuur ; echte staalbetonvloer waarbij de staalplaat meewerkt als wapening van de betonvloer, de schuifkrachten tussen beide materialen moet door ribbels in de staalplaat worden opgenomen, figuur en figuur en Daarnaast moet de staalplaat brandwerend worden bekleed: hij werkt nu immers mee in de constructie. 1 kanaalplaatvloer op bovenflens 3 breedplaatvloer op bovenflens 5 staalplaat - betonvloer op bovenflens 2 kanaalplaatvloer op onderflens 4 breedplaatvloer op onderflens met wapening voor overgangsmoment Figuur 6.61 Vloerconstructies in staalskelet 6 staalplaat - betonvloer op onderflens

231 6 DRAGENDE ELEMENTEN IN STAAL 221 Bij vloerconstructies wordt er sneller voor een opstorting met beton gekozen waarbij staal en beton al dan niet constructief meewerken. Hierbij geniet een oplegging op de onderflens de voorkeur waardoor de ligger tevens als randkist kan werken Steenachtige vloeren Van de steenachtige vloeren is beton het meest voorkomende materiaal gezien de uitstekende constructieve, brandwerende en geluidsisolerende functie. Uiteraard kan voor de vloeren ter plaatse gestort beton worden gekozen, maar door de tijdrovende bekistingswerkzaamheden, wordt de door de snelle montagebouw verkregen tijdwinst dan weer grotendeels tenietgedaan. De keuze valt daarom eerder op prefabbetonvloeren. Kanaalplaatvloeren Een staalskelet wordt dus vaak gekozen vanwege de bouwsnelheid. Vanuit dit principe wordt het liefst met zo licht mogelijke vloerelementen gewerkt die zoveel mogelijk geprefabriceerd worden aangevoerd. Kanaalplaatvloeren zijn hiervoor zeer geschikt omdat zij nagenoeg geheel zijn geprefabriceerd en gewichtsbesparend door de holle ruimten. Ze kunnen worden toegepast als verdiepings- maar ook als dakvloer. De oplegging van een kanaalplaat kan bovenop de liggers, figuur , maar, afhankelijk van lengte van de platen en profilering van de ligger, ook ertussen plaatsvinden, figuur In dat laatste geval spreken wordt gesproken van een geïntegreerde ligger met als grootste voordelen de geringere constructiehoogte en de beschermende werking voor lijf en bovenflens van de ligger. Het aanstorten van de elementen onderling en aan de ligger gebeurt alleen ter afdichting van het hele vloerpakket. Is een constructieve werking als schijf nodig, dan moet er een druklaag met wapening in de andere richting worden toegepast. Breedplaatvloeren Ook breedplaatvloeren zijn zeer geschikt voor de toepassing in staalconstructies, figuur Door de dunne schil van de niet-afgestorte vloer is de plaatsing in niet-aangepaste profielen ook mogelijk. Een breedplaatvloer wordt grotendeels in het werk gestort waardoor de vloer over de ligger constructief kan worden beschouwd als geheel doorlopend. Hierdoor is een momenten doorbuigingsreductie te realiseren. Wordt gekozen voor een oplegging op de onderflens van de ligger, dan moet door sparingen in het lijf de vereiste steunpuntswapening worden aangebracht, figuur Breedplaatvloeren bij staalconstructies kunnen als verdiepings- en/of als dakvloer worden toegepast Cellenbetonelementen en houten dakdozen Twee veelgebruikte alternatieven voor vooral de dakplaten zijn platen in cellenbeton en dakdozen in hout. Om dezelfde redenen als de toepassing van een staalplaat gebeurt de oplegging op de ligger. Cellenbetonelementen worden veelal zonder onderlinge koppeling geplaatst waardoor ter voorkoming van het schuiven van de platen deze met haken verankerd moeten worden dan wel door aangelaste schotjes op hun plek gehouden. Houten dakdozen worden aan liggers genageld dan wel geschroefd Roostervloeren Naast dichte stalen vloeren zijn er ook stalen roostervloeren. Deze worden enerzijds gebruikt in buitensituaties bij bijvoorbeeld bordessen van bevestigingsbeugel stalen rooster onderliggende staalconstructie Figuur 6.62 Roostervloeren

232 222 Constructieelement Doorsnede en zijaanzicht Afmeting van het element (d) in mm Overspanning (l) in m Verhouding d l Stalen vloerplaat d l Staalplaatbetonvloer d l Figuur 6.63 Vuistregels dimensionering stalen verdiepingsvloeren Bron: Basisboek Overspannend staal vluchttrappen, anderzijds in de utiliteitsbouw voor tussenvloeren in de installatieruimtes en leidingschachten. De vloeren bestaan uit een vierkant of rechthoekig rooster van meestal thermisch verzinkt staal, figuur 6.62, en worden in onderdelen aangevoerd op het werk en gemonteerd aan de wanden dan wel opgelegd op een stalen constructie bij grotere afmetingen Vuistregels dimensionering stalen vloerconstructies Ter bepaling van de constructieve hoogte van verschillende stalen vloerconstructies geven figuur 6.63 en figuur 6.64 de maximale afmetingen, overspanningen en relatie hoogte-overspanning. 6.6 Verbindingen in staalskelet In de vorige paragrafen zijn alle onderdelen van het staalskelet afzonderlijk behandeld. Wanneer deze worden samengesteld tot één geheel, dan moet er een keuze worden gemaakt uit de verschillende mogelijkheden om de onderdelen met elkaar te verbinden. Een belangrijk onderscheid is of de verbinding scharnierend dan wel momentvast is. Eerst worden de verschillende verbindingsmiddelen behandeld en daarna de opbouw van het skelet vanaf de fundering tot aan de dakliggers en er wordt stilgestaan bij de knooppunten Verbindingsmiddelen In de staalbouw zijn de volgende verbindingsmiddelen gebruikelijk: lasverbindingen; mechanische verbindingen, zoals klinken, schroeven en bouten. Constructieelement Doorsnede en zijaanzicht Afmeting van het element Overspanning (l) in m Verhouding d (d) in mm l Koud gewalst plaat d l Sandwichelement met stalen platen d l Figuur 6.64 Vuistregels dimensionering stalen dakvloeren Bron: Basisboek Overspannend staal

233 6 DRAGENDE ELEMENTEN IN STAAL 223 Bouten en lassen zijn de meest voorkomende verbindingstechnieken. Klinken als verbindingstechniek voor de hoofdverbindingen wordt niet meer toegepast, figuur 6.65, maar wordt evenals schroeven nog wel gebruikt voor de bevestiging van plaatmateriaal aan de hoofddraagconstructie. Figuur 6.65 Hoekverbinding met klinknagels Vaak komt de combinatie van gelaste en geboute verbindingen voor. Hierbij is belangrijk na te gaan welke verbindingen vooraf onder betere condities in de fabriek kunnen worden aangebracht en daarbij het transport toch mogelijk en handig houden. De verbindingen in het werk waar de condities minder zijn worden meestal gebout. Lasverbindingen Voor de hoofddraagconstructie is het lassen van de verbindingen de beste oplossing. Zowel vooraf in de fabriek als op het werk kan dit plaatsvinden. Gebeurt dit in de fabriek, dan is het proces gecontroleerder en daardoor fraaier en sterker. Bovendien kunnen de profielen volledig worden afgewerkt. Te grote onderdelen zijn echter niet vervoerbaar en moeten dus op het werk aan elkaar worden gelast. Plaatselijk wordt hiermee een eventuele beschermingslaag aangetast die moet worden nabehandeld. Een goed uitgevoerde lasverbinding zorgt voor een vloeiende overgang die even sterk kan zijn als het profiel zelf. Afhankelijk van de vorm worden onderscheiden: stompe lassen; hoeklassen. Stompe lassen, die tussen twee platen liggen, zijn minder eenvoudig te realiseren doordat de uiteinden van de platen veelal voorbewerkt moeten worden, figuur en , zodat er een volledige verbinding ontstaat, figuur Hoeklassen, die op een van de platen liggen, hebben daarom sterk de voorkeur, figuur Figuur 6.68 geeft enkele aandachtspunten voor het lassen. elektrode inbranddiepte beperkt openingshoek laslagen vooropening 1 niet voorbewerkt 2 voorbewerkt 3 verbinding na lassen Figuur 6.66 Stompe en hoeklassen voor toepassingen buiten af te raden, in de naden kan zich vocht verzamelen 1 stompe lassen 2 hoeklassen Figuur 6.67 Voorbewerken stompe las

234 224 schuifspanning voorspanning wrijving 1 aangelaste platen op de flenzen met hoeklassen open ruimte open ruimte contactdruk 1 verbinding met bout 2 verbinding met voorspanbout Figuur 6.70 Gewone en voorgespannen boutverbinding 2 zo min mogelijk schotjes en niet pas gemaakt Figuur 6.68 Aandachtspunten lasverbindingen Boutverbindingen Het monteren van een staalconstructie gebeurt door middel van boutverbindingen. Vooraf zijn hiervoor de gaten in de profielen aangebracht. De verbinding zelf komt tot stand door de moeren mechanisch aan te draaien op de bouten, figuur m metrische draad, aangeduid met de letter M, de meest gebruikelijke diameters lopen van M12 tot M36. Omdat de diameter van het gat 2 mm groter is dan de boutdiameter, kunnen de boutverbindingen schuiven. Wil men dit voorkomen, dan kunnen er voorspanbouten worden toegepast waarbij de voorspanning zorgt dat de bout op zijn plaats blijft en de verbinding op wrijving wordt belast, figuur Nabijgelegen boutverbindingen kunnen vanuit de fabricage het beste in een lijn en met d d b 1 s k l b s l b d b d 1 m k = sleutelwijdte = steellengte = draadlengte = nominale boutdiameter = gatdiameter in sluitring = moerhoogte = kophoogte zeskantbout M10: M = metrische schroefdraad 10 = nominale boutdiameter 10 mm Figuur 6.69 Bout met moer en volgring Boutverbindingen worden het meest toegepast in scharnierende verbindingen. De bouten worden dan loodrecht op hun vlak belast op afschuiving en op stuik, figuur Moet de verbinding ook momenten opnemen, dan wordt de bout ook op trek belast. Bouten komen voor in diameters tot 64 mm en worden aangeduid met de boutdiameter en draadtype. De meest gangbare draad is de 1 gaten zoveel mogelijk dezelfde diameter en in één lijn 2 bereikbaarheid d = randafstand + 5 mm i.v.m. ruimen van de gaten 3 randafstand Figuur 6.71 Aandachtspunten boutverbindingen d d = 1,5 boutdiameter en >30 mm d d

235 6 DRAGENDE ELEMENTEN IN STAAL 225 dezelfde diameter zijn uitgevoerd. De afstand van gat naar rand moet niet te klein zijn omdat het noodzakelijk kan zijn de gaten te ruimen bij maatafwijkingen. Daarnaast moeten de bouten uiteraard bereikbaar zijn bij het monteren, figuur Schroef- en klinkverbindingen Bij de bevestiging van plaatmateriaal worden nog andere mechanische technieken gebruikt. Hiervoor is een hele reeks verbindingsmiddelen geschikt in veel uitvoeringen, de belangrijkste in dit verband zijn, figuur 6.72: zelftappende schroef: moet worden voorgeboord; schroef met boorpunt: afhankelijk van de spoed geschikt voor koudgevormde en warmgewalste profielen; schietnagels: zeer snel in gebruik, maar de verbindingen zijn minder fraai. zelftappende schroef schietnagel blindklinknagel Figuur 6.72 Schroeven, blindklink- en schietnagels 1 op afwerkvloer 1a momentvast 1b scharnierend Kolom-funderingverbindingen Kolom-funderingverbindingen kunnen op een aantal manieren worden uitgevoerd, afhankelijk van het gewenste mechanisch gedrag, bijvoorbeeld al dan niet scharnierend. Voor het opnemen van de momenten, maar ook als gevolg van de grote normaalkrachten wordt de kolom met een vooraf aangelaste voetplaat beëindigd, figuur en De verankeringen zijn vooraf meegenomen in de wapening van de fundering. Het uiteinde is voorzien van schroefdraad. Met stelmoeren kan de kolom op hoogte worden gebracht en gemonteerd. Zolang er geen verbanden zijn aangebracht is tijdelijk schoren noodzakelijk. Na de montage wordt de kolom ondersabeld met een krimpvrije mortel die een groot gedeelte van de verticale belasting overbrengt. Wil men de verankering uit het zicht hebben, dan kan dit eventueel met een (dikkere) afwerkvloer of met een plaatselijke verdieping in de constructie worden gerealiseerd, figuur Scharnierende verbinding Is de verbinding scharnierend, dan kan de voetplaat kleiner zijn en met twee verankeringen aan de fundering worden bevestigd, figuur b en b. Momentvaste verbinding Moet de verbinding momenten opnemen, dan is er veelal een grotere, maar ook stijvere voetplaat noodzakelijk die op meerder plaatsen wordt verankerd, figuur en figuur Afhankelijk van de dikte van de plaat zijn verstijvingen met schotjes noodzakelijk, figuur Men wil deze echter liever voorkomen, gezien de 2a 2b verzonken 2 in afwerkvloer Figuur 6.73 Principes kolom-funderingverbindingen 1 bewerkelijk en aanleiding tot corrosie Figuur 6.74 Voetplaten aan kolommen 2 beter: dikkere voetplaat

236 226 aangieten 1 viervoudige verankering 2 kolom in sparing Figuur 6.75 Momentvaste kolommen 1 met tweevoudige verankering 2 met scharnierende voet Figuur 6.76 Verankering met voorspanankers bewerkingen en corrosiegevoeligheid hiervan. Een minder gehanteerd alternatief is de kolom in een sparing aan te brengen, figuur Moet het schuiven van de kolom als gevolg van grote belastingen worden voorkomen, dan kan het monteren door middel van voorspanankers een oplossing zijn, figuur Kolom-kolomverbindingen Bij lagere gebouwen worden de kolommen veelal in een doorlopende lengte aangevoerd. Bij meer dan twee bouwlagen zijn echter verbindingen tussen kolommen onderling noodzakelijk, figuur stompe las 2 hoeklas Figuur 6.77 Gelaste kolom-kolomverbinding De verbinding tussen de verschillende kolommen kan worden gelast dan wel gebout. Lasverbindingen worden bij voorkeur als hoeklassen uit-

237 6 DRAGENDE ELEMENTEN IN STAAL 227 gevoerd. Dit is zeer wel mogelijk bij verlopende profielgroottes, omdat de binnendiameter gelijk kan zijn en voor voldoende krachtsoverdracht kan zorgen, figuur Is lassen niet mogelijk of wenselijk, dan kan, afhankelijk van de gewenste buigstijfheid, de verbinding met vul- of kopplaten worden gerealiseerd, figuur scharnierend doorgaande ligger doorgaande kolom moment -vast Figuur 6.79 Principes kolom-liggerverbindingen 1 met kopplaten 2 met vulplaten Figuur 6.78 Geboute kolom-kolomverbindingen Kolom-liggerverbindingen Kolom-liggerverbindingen kunnen op zeer verschillende manieren worden uitgevoerd, figuur 6.79: scharnierend dan wel momentvast; gelast dan wel gebout; kolom doorgaand of onderbroken door ligger. Scharnierend In geschoorde raamwerken kunnen kolom-liggerverbindingen worden uitgevoerd als scharnier, figuur De verbinding wordt niet op buiging belast en hoeft dus minder star te zijn. Een gelaste verbinding is dit veelal wel dus komt minder in aanmerking. De verbinding wordt met enkele bouten gerealiseerd via kopplaten of met hoekstalen. Momentvast Bij ongeschoorde raamwerken zijn momentvaste verbindingen vereist. Een gelaste verbinding is hiervoor zeer geëigend door de goede continue verbinding. Aandacht moet er worden besteed aan het plooien van de flenzen ter plaatse van de krachtsoverdracht. Hiervoor kunnen verstijvingsschotjes worden aangebracht, figuur Deze zijn bewerkelijk en corrosiegevoelig, als het mogelijk is een zwaarder profiel te kiezen. De schotjes mogen in geen geval volledig doorgaand worden uitgevoerd in verband met de corrosiegevoeligheid. Als de verbinding wordt gebout, moeten er verschillende boutverbindingen over een groter 1 met aangelaste 2 met aangelaste enkele hoekstalen kopplaten Figuur 6.80 Voorbeelden scharnierende kolom-liggerverbindingen

238 228 1a 1b 1 profielen 1 gelaste verbindingen 2 buizen Figuur 6.82 Ligger-liggerverbindingen in dezelfde lijn 2 2a geboute verbindingen plaats voor leidingen 2b Meervoudige liggersystemen Als de belastingen uit de vloer- of dakplaten in twee of drie stappen via liggers naar de kolommen worden afgedragen, is er sprake van primaire, secundaire en eventueel tertiaire liggers, ook wel moer- en kinderbalken genoemd, figuur De secundaire liggers kunnen tussen dan wel boven op de primaire liggers worden gemonteerd, figuur ligger op twee steunpunten doorgaande ligger op meerdere steunpunten 3 3a in verstek 3b verdubbeling ligger bijzondere verbindingen Figuur 6.81 Voorbeelden momentvaste kolom-liggerverbindingen 1 gestapeld 1a 1b contactvlak worden aangebracht, figuur Een alternatief is het verdubbelen van de ligger of het in verstek monteren van kolom en ligger bij gelijke profielhoogtes, figuur a 2b Ligger-liggerverbindingen Liggers kunnen onderling in verschillende situaties moeten worden verbonden: in zelfde vlak, bijvoorbeeld bij knik in dakligger ten behoeve van afschot; loodrecht op elkaar, bij twee- of drievoudige liggersystemen. De verbindingen in dezelfde lijn kunnen worden gelast dan wel gebout afhankelijk van de gewenste transportlengte, figuur Afhankelijk van de toepassing in bijvoorbeeld een driescharnierenspant of gerberligger, is de knoop momentvast of scharnierend. 2 niet gestapeld Figuur 6.83 Principes verbindingen primaire en secundaire liggers Gestapelde primaire en secundaire liggers Voor de montagesnelheid is de gestapelde primaire en secundaire ligger de meest economische variant. De profielen kunnen doorgaand zijn en de toleranties ruimer. Bij hoge vloerbelastingen kan de plooi van de liggers hierbij een gevoelig punt zijn, figuur 6.84.

239 6 DRAGENDE ELEMENTEN IN STAAL verdraaing bovenflens 2 kip 3 knik ter plaatse van oplegging Figuur 6.84 Plooi bij zwaarbelaste liggers 1 secundaire ligger lager dan primaire ligger 1 doorgaande secundaire ligger 2 secundaire ligger gelijk aan primaire ligger 2 onderbroken secundaire ligger Figuur 6.85 Voorbeelden gestapelde liggerverbindingen Hiertoe kunnen verstijvingsschotjes worden aangebracht die echter bewerkelijk en kostbaar zijn. De verbinding kan rechtstreeks worden gebout, figuur Een nadeel van de gestapelde constructie, figuur , is de grotere constructiehoogte en daarmee het groter geveloppervlak. Voordeel is de eenvoudige montage en er zijn geen problemen met passingen. De secundaire ligger kan als ligger over meerdere steunpunten worden berekend en uitgevoerd. Binnen de constructiehoogte is er ruimte voor leidingen, zowel in lengterichting als in dwarsrichting. Primaire en secundaire liggers in één vlak Als de verschillende liggers in één vlak worden gemonteerd, worden de secundaire liggers onderbroken. Hierdoor ontstaat een scharnierende verbinding, meestal door middel van aangelaste hoekstalen of schetsplaten, figuur secundaire ligger groter dan primaire ligger Figuur 6.86 Voorbeelden liggers in een vlak, scharnierende verbindingen Prefab-vloeren in staalskelet Als in een staalskelet prefab-betonvloeren worden toegepast, wordt de bovenkant van de primaire ligger, bij montage in één vlak, bij voorkeur gelijk gehouden met de bovenkanten van de secundaire liggers. Dit bevordert het eenvoudig leggen van de vloerplaten. Als de secundaire liggers tussen de primaire liggers worden aangebracht, is er minder constructiehoogte nodig en daarmee minder

240 230 geveloppervlak. De secundaire ligger wordt meestal als ligger op twee steunpunten berekend, figuur a en figuur Het uitvoeren als doorgaande ligger is minder eenvoudig omdat het overbrengen van het overgangsmoment een zeer nauwkeurige verbinding vraagt die hoge eisen stelt aan de passingen en de montage, figuur b en Zowel kolom, liggers als diagonalen zijn uit verschillende profielen op te bouwen waarmee de verbinding op een groot aantal manieren is te realiseren. Er moet rekening mee worden gehouden dat bij belasting van de kolom deze enigszins verkort waardoor de vooraf ingestelde spanning in de diagonaal wegvalt. Daarom moet bij slappe trekdiagonalen, zoals staven en kabels, figuur 6.88, de definitieve verbinding zijn na te stellen. 1 secundaire ligger in hart primaire ligger bij systeemvloeren aangelaste vulstrip op de secundaire ligger Figuur 6.88 Staven en kabels voor stabiliteitsverbanden 2 bovenzijde liggers gelijk, met boutverbinding De assen van de diagonalen moeten door het snijpunt van de kolommen en liggers gaan om extra momenten in de verbinding te voorkomen en bij voorkeur onder ongeveer 45 graden omdat ze dan hun maximale werking hebben. De knooppunten kunnen worden onderscheiden in de aangrijping bij kolom/ligger, figuur a en b, en het kruispunt van twee diagonalen waarbij er al dan niet een verbinding mogelijk is. De staven worden veelal via al aangelaste knoopplaten vastgebout, figuur a en b. 3 bovenzijde liggers gelijk, met in het werk gelaste verbinding Figuur 6.87 Voorbeelden liggers in een vlak, momentvaste verbindingen Stabiliteitsconstructiesverbindingen Afhankelijk van de gekozen oplossing voor de stabiliteit moeten ook deze onderdelen worden verbonden. Voor het ongeschoord raamwerk zijn al verschillende momentvaste kolom-liggerverbindingen behandeld. Nu komen de verticale en horizontale vakwerken in de geschoorde constructies ter sprake. Verticale vakwerken De verbindingen in verticale vakwerken zijn die tussen de diagonalen met kolom en ligger. Horizontale vakwerken Voor de horizontale vakwerken gelden veel van dezelfde principes als bij de verticale vakwerken. Daarnaast moeten bij enkelvoudige liggerssystemen extra koppelliggers aangebracht worden ter plaatse van de wind- of vakwerkligger, figuur Ook hier zijn legio mogelijkheden, afhankelijk van de gekozen profielen realiseerbaar. 6.7 Brandbeveiliging Een van de belangrijkste aandachtspunten bij de toepassing van een stalen draagstructuur is de brandgevoeligheid. Staal is onbrandbaar, echter de sterkte en stijfheid nemen al bij temperaturen vanaf 300 C snel af, waardoor bijvoorbeeld een onbeschermde stalen kolom slechts een

241 6 DRAGENDE ELEMENTEN IN STAAL 231 detail 3 detail 2 2a dubbel U-profiel 2b I - profielen 1 overzicht 3a dubbel U-profiel 3b I - profielen detail 5 4 K - ligger verband aan plaat; ligger rechtstreeks verbonden Figuur 6.89 Knooppunten zwaardere, verticale diagonalen 5a 5b ligger en verband aan plaat verbonden 1 verband aan bovenzijde 2 verband aan onderzijde bij gestapelde liggers Figuur 6.90 Knooppunten in horizontale vakwerken 3 brandwerendheid van vijftien à dertig minuten heeft. Daarom moet, wanneer de functie van het gebouw daarom vraagt, een zekere brandbeveiliging worden toegepast Brandbeveiligingsprincipes Om een staalconstructie tegen brand te beschermen, zijn er veel mogelijkheden. Principieel wordt onderscheid gemaakt naar: brandwerend bekleden, waarbij de constructie wordt ingepakt of behandeld met brandwerende verf; brandbeveiliging door afschermen met bijvoorbeeld plafond; dubbele constructie of niet nadelig bezwijkende constructie.

242 Brandwerend bekleden Brandwerend bekleden van de constructie zelf is een veelvoorkomende variant. De bekleding kan bestaan uit een permanente of afneembare constructie van gips- of vermiculitebetonplaten, spuit- of stucwerk. De permanente constructies zijn bewerkelijk en moeten met grote aandacht voor de naadafwerking worden uitgevoerd, figuur Prefab-vormstukken van gips of beton zijn sneller te plaatsen, figuur Het spuitwerk is gevoelig voor beschadiging en leidt vanwege visuele eisen vaak alsnog tot een aanvullende bekleding, figuur Bij alle brandwerende bekledingen moet men vooral bedacht zijn op de driedimensionale aansluitingen. De bekleding van een afzonderlijk profiel is vaak geen probleem, maar waar liggers een kolom ontmoeten en bovendien vloeren zijn opgelegd kunnen lekken ontstaan. Afhankelijk van de uitvoering van de vloer doet het beton aan de bovenzijde mee als afschermende constructie, zie hiervoor ook paragraaf en Brandbeveiliging met beton Een variant kan het inpakken in beton zijn dat tevens een constructieve functie vervuld. Ook de weerstand tegen corrosie kan hiermee worden verhoogd. Een geïntegreerde ligger is hiervan een goed voorbeeld, maar ook een kolom kan in beton ingepakt worden, figuur bekleding met 2 platen bekleding met vormstukken Figuur 6.91 Brandwerende bekleding van platen en vormstukken 1 profiel opvullen en rechthoekig bekleden met beton 2 bekleding met beton Figuur 6.93 Brandbewerend bekleden met beton 1 bekleding met 2 stukadoorswerk op pleisterdrager spuitwerk Figuur 6.92 Brandwerende bekleding met pleisterwerk en spuitpleister Opschuimende verf Voor staalconstructies die in zicht blijven en toch een zekere brandwerendheid moeten bezitten, kan een speciale verf worden toegepast die bij verhitting opschuimt en zo alsnog een beschermende laag vormt. De brandwerendheid is gelimiteerd tot circa negentig minuten en wordt bij beschadiging van de verflaag tenietgedaan Brandwerend scheiden Een geheel ander principe is het afscheiden van de stalen constructieonderdelen door bijvoorbeeld verlaagde plafonds, figuur en

243 6 DRAGENDE ELEMENTEN IN STAAL beton boven en brandwerende bekleding onder 2 met trekwapening; staalplaat als bekisting zwevende dekvloeren. Zeker wanneer een zijde bijvoorbeeld door de toepassing van een betonnen vloer al is afgeschermd, is een verlaagd plafond een economische keuze, figuur Daarnaast kan bij de opzet van de draagconstructie rekening worden gehouden met bijvoorbeeld de verschillende brandwerendheidseisen van verschillende ruimtelijke functies, door bijvoorbeeld de constructies van een werkplaats en naastgelegen kantoor dubbel uit te voeren met daartussen een brandwerende scheiding, figuur Samenvatting brandwerendheid Om een overzicht te geven van de verschillende brandwerendheden van de diverse maatregelen, zijn in figuur 6.95 de waarden voor de verschillende opties weergegeven. 3 4 met brandwerend plafond dubbele constructie met brandscheiding Geraadpleegde en aanbevolen literatuur 1 Basisboek Overspannend staal. Stichting kennisoverdracht SG, Construeren A, deel 2 Overspannend staal. Stichting kennisoverdracht SG, Construeren B, deel 3 Overspannend staal. Stichting kennisoverdracht SG, Hart, F., W. Henn en H. Sontag, Staalbouwatlas. Agon Elsevier. 5 Normen en voorschriften TGB Staal - normering NEN 6072 Rekenkundige bepaling van de brandwerendheid van bouwdelen, staalconstructies NEN 6770 Basiseisen Overige eisen staan in de NEN-serie 6771 t/m 6774: NEN 6771 Staalconstructies, stabiliteit NEN 6772 Staalconstructies, verbindingen In voorbereiding: NEN 6773 Staalconstructies, koudgevormde profielen NEN 6774 Staalconstructies, materiaalkeuze 5 kolom buiten gevel Figuur 6.94 Brandwerende scheidingsconstructies

244 234 Brandwerendheidseis Minuten Voorzieningen brandwerende beplating brandwerende bespuiting brandwerende verf + + +/ toevoegen van wapening bij composiet systeem Constructies onbeschermd staal o/+ betongevulde buiskolommen o o/+ + + betongevulde I-kolommen geïntegreerde liggers o o/+ + + staalplaat betonvloer o o/+ + + o geen brandwerende voorziening nodig o/+ in bepaalde gevallen brandwerende voorziening nodig + brandwerende voorziening voldoet +/ brandwerende voorziening voldoet in bepaalde gevallen voldoet niet Figuur 6.95 Brandwerendheid staalconstructies

245 7 Trappen ir. ing. R.Ph. van Amerongen, W.J. Bakker, ir. Hilde Millekamp Om binnen, of soms ook buiten een gebouw, lopend, veilig en bij voorkeur zo comfortabel mogelijk naar een hoger of lager gelegen niveau te komen, wordt er gebruikgemaakt van trappen. Een trap is over het algemeen een vaste bouwkundige constructie van opeenvolgende treden. Trappen kunnen worden beschouwd als een van de oudste bouwkundige c.q. architectonische middelen. Voor oude trapvormen, die nog veel in de bestaande bouw voorkomen, is in dit hoofdstuk echter geen plaats; daarvoor moeten andere naslagwerken worden geraadpleegd. Het uitgangspunt van dit hoofdstuk vormt de hedendaagse toepassing van trappen in de woningbouw. Dit wordt aangevuld met enkele voorbeelden uit de utiliteitsbouw.

246 Inleiding Als gevolg van de diverse functies die trappen kunnen hebben, worden er verschillende benamingen gehanteerd. Enkele veelgebruikte soorten trappen zijn: hoofd- of centrale trap, bevindt zich meestal dicht bij de hoofdingang van het gebouw, daar waar de belangrijkste toegang tot de verdiepingen is; dienst-, vlucht - en/of brandtrappen; kelder- en zoldertrappen, die naast hun functie ook de ruimte noemen waarnaar ze leiden. De toepassing van trappen is in belangrijke mate afhankelijk van de interne organisatie van het gebouw. In het algemeen wordt ernaar gestreefd voorzover dat al geen voorschrift is, zie paragraaf 7.1.4, looplijnen in het gebouw zo kort mogelijk te houden, zowel voor het normale gebruik, als in geval van nood, bijvoorbeeld bij brand. Een gevolg hiervan is, dat de trappen van en naar verschillende verdiepingen boven elkaar worden aangebracht waardoor er trappenhuizen ontstaan. Ook hierin worden onderscheiden hoofdtrappenhuizen, centrale trappenhuizen, enzovoort. In het Bouwbesluit wordt tevens een veiligheidsen een vluchttrappenhuis onderscheiden. Een veiligheidstrappenhuis is een trappenhuis waardoor een brand en rookvrije vluchtroute voert, en dat in de vluchtrichting uitsluitend kan worden bereikt vanuit een niet-besloten ruimte. Een vluchttrappenhuis is een trappenhuis waardoor een rookvrije vluchtroute voert, zie bijlage A. Het is niet raadzaam de trap naar de kelder van een openbaar gebouw ook in het hoofdtrappenhuis te plaatsen zonder duidelijke afscheiding. Het gevaar mag niet ontstaan dat men doorvlucht naar de kelder! Een open trappenhuis kan in geval van brand als een schoorsteen gaan werken en de brand kan dan gemakkelijk overslaan naar andere verdiepingen. Ook rook kan zich via het trappenhuis door het hele gebouw verspreiden. Het publiek kan dan het gebouw niet meer via het trappenhuis verlaten. Trappenhuizen in openbare gebouwen moeten, als ze als vluchtroute moeten dienen, zie bijlage B, brandwerend zijn af te sluiten tijdens dertig of zestig minuten, zie paragraaf Een verkeersruimte waarin trappen zijn gelegen waarmee een hoogteverschil van ten minste 8,000 m wordt overbrugd, moet voldoen aan de eisen van een brand, en rookvrije vluchtroute. Puien van deze trappenhuizen moeten worden voorzien van spiegeldraadglas in een zogenoemde brandsponning (diep 25 mm) en deuren moeten zelfsluitend en brandwerend zijn uitgevoerd, zie bijlage C. Voor alle in een vluchtroute geplaatste deuren is een juiste draairichting vereist; in de vluchtroute is dat wegdraaiend. Deuren van een trappenhuis op een verdieping draaien daarom het trappenhuis in, maar deuren van het trappenhuis op de begane grond draaien juist het trappenhuis uit. Een ander gebied waarop eisen worden gesteld met betrekking tot een niet-besloten ruimte waardoor een vluchtmogelijkheid voert, is de ventilatie, zie bijlage D. Bij de plaatsing van trappen en trappenhuizen streeft men tevens naar daglichttoetreding, om goed te kunnen zien waar wordt gelopen en om struikelen te voorkomen. Mogelijkheden hiertoe zijn onder andere: plaatsing grenzend aan of in nabijheid gevel; toepassing daklichten bij inpandige hoofdtrappenhuizen of toepassing van bovenlichten boven deuren van aan trappenhuis grenzende ruimten in woningen. In het Bouwbesluit worden eisen gesteld aan de verlichting. In een in een besloten gemeenschappelijke verkeersruimte gelegen trap of hellingbaan moet ten minste één verlichtingsinstallatie aanwezig zijn, met een verlichtingssterkte van ten minste 10 lux gemeten op de vloer (woningbouw). Bij niet tot bewoning bestemde gebouwen geldt deze eis voor een trap of hellingbaan Standaardisatie Met het van kracht worden van de norm NEN 3509 Trappen in woningen en woongebouwen (1983) is de standaardisatie ook voor dit onderdeel in de bouw in een verder stadium gekomen. Hierdoor kunnen trappen ook in modulaire

247 7 TRAPPEN 237 roosters in woningen en woongebouwen worden geplaatst. De aanvullende bepalingen voor de diverse onderdelen van trappen zijn voor de detaillering van seriematig gefabriceerde producten bepalend. Hiermee wordt standaardisatie met een gunstig economisch effect bevorderd. Als men zich houdt aan de minimale eisen die in de norm aan trappen worden gesteld, blijven er toch nog zeer veel varianten in de uitvoering mogelijk Benamingen traponderdelen In de NEN 3509 worden de belangrijkste begrippen in definities vastgelegd, die in figuur 7.1 zijn aangegeven: trap: opeenvolging horizontale vlakken, zowel treden als bordessen, tussen verschillende verdiepingen of niveaus; treden: hierop plaatst men de voet om de trap op of af te gaan; bordes: onderbreking trap met horizontaal vlak; traparm: niet-onderbroken serie treden; trapgat: in verdiepingsvloer uitgespaarde opening waar trap in uitkomt; looplijn: gemiddelde weg gebruiker, die wordt gehanteerd omdat in de meeste gevallen niet alle plaatsen op de trap even gemakkelijk beloopbaar zijn (bijvoorbeeld langs de kanten); klimlijn: lijn die wordt getrokken over de looplijn en de voorkanten van de treden (zijaanzicht). Deze lijn geeft ten opzichte van het grondvlak de traphelling aan; traphelling: gevormd door de verhouding tussen horizontale (treden) en verticale (denkbeeldige) vlakken (stootborden); aantrede (t): horizontale afstand tussen voorkanten treden, gemeten op looplijn; tredebreedte: wordt bepaald door loodrecht op de voorkant van de treden de breedte te me- vrije hoogte trap schalmgat bordes balustrade balusters looplijn looplijn vrije hoogte bordes hoofdleuning binnenboom trede stootbord r = optrede t = aantrede α = traphelling leuningzone α klimlijn vrije breedte t r wel trede breedte traparm welstuk tweede leuning buitenboom Figuur 7.1 Benamingen bij trappen

248 238 ten. Om bij het belopen van de trap een groter draagvlak voor de voet te krijgen, ofwel een grotere tredebreedte, wordt vaak de voorkant van een hoger gelegen trede voor de achterkant van de onderliggende trede geplaatst; wel: overstekend deel trede (verschil tussen tredebreedte en aantrede). welstuk: aansluiting bovenste trede traparm op verdiepingsvloer (of bordes); optrede (r): verticale afstand tussen tredevlakken. Er is meestal één optrede meer dan het aantal aantreden. Alle optreden moeten, net zoals alle aantreden, dezelfde maat hebben; stootbord: sluit ruimte tussen boven- en Hoogte gemeten vanaf de vloer Tot bewoning bestemde gebouwen Niet tot bewoning bestemde gebouwen Bouwwerken geen gebouw zijnde 1 Lager dan 13 m t.o.v. aangrenzend(e) vloer, terrein, water 1 m 1 m 1 1 m 2 Hoger dan 13 m 1,200 m 1,200 m 1,200 m 3 Ter plaatse van een vensteropening 0,850 m 0,850 m 1 en 2 niet van toepassing op een vloer ter plaatse van: bovenste trede van een trap bovenste trede van een trap bovenste trede van een trap bovenkant van een helling bovenkant van een helling bovenkant van een helling aangrenzend(e) vloer, terrein of water niet lager dan podium bassin laadvloer aangrenzend(e) vloer, terrein of water niet lager 0,600 m perron dan 0,600 m aangrenzend(e) vloer, terrein of water niet lager dan 1 m Horizontale afstand gemeten tussen vloerafscheiding 0,050 m 0,050 m Horizontale opening in de afschei- Geen opstapmogelijk- 0,100 m tenzij hoger ding heden tussen 0,200 m dan 0,700 m boven de en 0,700 m vloer boven de vloer Verticale opening in de afscheiding 0,100 m tenzij hoger dan 0,700 m boven de vloer 0,500 m 0,500 m 1 mag ten minste 0,700 m zijn, als de som van de hoogte van de afscheiding en de breedte van een op die hoogte aanwezig horizontaal vlak tenminste 1,1 is Figuur 7.2 Vloerafscheidingen (gebaseerd op Bouwbesluit 2003)

249 7 TRAPPEN 239 onderkant treden af. Zijn er stootborden aanwezig, dan spreekt men van een dichte trap; ontbreken ze, dan is er sprake van een open trap; trapbomen: treden worden gedragen door bij de trap horende constructieonderdelen, die aan de zij- of onderkant van de trap kunnen voorkomen; buitenboom: lange trapboom die ontstaat wanneer de looplijn van de trap van richting verandert. Deze wordt meestal aan de muurzijde geplaatst. binnenboom: kortere, vrije trapboom; schalmgat: ruimte tussen binnenbomen bij bordestrap. vrije hoogte trap of bordes: maat tussen onderzijde rand trapgat, dat men passeert bij het belopen van een trap, en (denkbeeldige) lijn over voorkant treden. Leuningen, afscheidingen en balustraden Om een trap goed te kunnen belopen, is vaak een houvast gewenst. Daarom worden er leuningen toegepast. Leuningen worden ten minste aan één zijde geëist bij trappen die een groter hoogteverschil overbruggen dan 1 m en waarvan de klimlijn een helling heeft die groter is dan 2:3. De bovenkant van deze leuning(en) moet zich ten minste 0,800 m en ten hoogste 1,000 m boven de voorkant van de tredevlakken van deze trap bevinden. Deze eis volgens het Bouwbesluit 2003 geldt bij woningbouw (nieuw te bouwen) en bij overige niet tot bewoning bestemde gebouwen. Voor de leuningen wordt plaatsingsruimte gereserveerd: de zogenaamde leuningzone. De kleinste afstand tussen deze leuningzone en de tweede leuning wordt wel de vrije breedte van de trap genoemd. Bij afwezigheid van de tweede leuning is de vrije breedte de afstand tussen de leuningzone en de tegenoverliggende wand verminderd met 50 mm (ruimte voor muurboom); en bij een spiltrap, zie paragraaf 7.1.3, de ruimte tussen de leuningzone en de spil. Langs de open zijde van trappen en trapgaten worden, als er ten minste een hoogte van 1 m minimaal één verdreven trede in rechte deel trap 1 rechte steektrap 2 trap met onderkwart 3 trap met bovenkwart 4 trap met twee kwarten 5 spiltrap rechthoekig 6 spiltrap rond 7 wenteltrap 8 bordestrap 9 trap met drie armen en twee hoekbordessen Figuur 7.3 Trapvormen 10 scheluwe trap 11 dubbelscheluwe trap (schaal 1:100)

250 240 wordt overbrugd, voor de veiligheid afscheidingen geplaatst in de vorm van bijvoorbeeld hekken of muurtjes. Deze worden balustraden genoemd. Als zo n balustrade is opgebouwd uit een leuning met spijlen, worden deze spijlen balusters genoemd. Deze afscheidingen moeten ten minste een hoogte van 0,800 m hebben boven de voorkant van de tredevlakken van de trap, mogen horizontaal gemeten niet meer dan 0,050 m vanaf de trap bevestigd zijn. Er mogen zich geen openingen in bevinden breder dan 0,100 m, tenzij deze hoger zitten dan 0,700 m. Tussen de 0,200 m en 0,700 m boven de vloer mogen zich geen opstapmogelijkheden bevinden. In figuur 7.2 is een overzicht gegeven van de eisen voor afscheidingen in de verschillende gebruiksfuncties Trapvormen Trappen kunnen in zeer veel vormen worden gemaakt. De keuze van de vorm wordt in belangrijke mate bepaald door de functie van de trap en het te verwachten aantal en soort gebruikers. Ook de beschikbare ruimte voor de trap, het gemak en de veiligheid in het gebruik, de gewenste aansluitingen ter plaatse van de verdiepingen en de gewenste looplijnen in de ontsluiting van het gebouw zijn belangrijke uitgangspunten voor de te kiezen vorm van de trap. In minder belangrijke mate spelen bij de keuze van de trapvorm een rol: constructieve gegevens te overbruggen verdiepingshoogte en mogelijke trapgatafmetingen in verdiepingsvloer; aanbrengen trap en montagemogelijkheden tijdens uitvoering; bij varianten horende consequenties voor kostprijs. Er is een aantal hoofdvormen van trappen te onderscheiden, figuur 7.3. De meest eenvoudige vorm is de rechte steektrap, figuur 7.3-1, waarbij de treden rechthoekig van vorm zijn en de looplijn recht is. Deze trap neemt relatief veel plaats in beslag, vooral door de benodigde aanloopruimte onder en boven aan de trap. Om ruimte te besparen, wordt er daarom vaak voor een andere trapvorm gekozen waarbij de looplijn van richting verandert. Het deel van de trap waarin de looplijn geleidelijk, maar uiteindelijk 90 van richting verandert, wordt kwart(slag) genoemd. In dit deel van de trap loopt de voorkant van een trede niet meer evenwijdig aan de voorkant van de daarboven liggende treden. Deze worden verdreven treden genoemd. Zo n kwart met verdreven treden kan aan de onderzijde van de trap (onderkwart), figuur 7.3-2, aan de bovenzijde (bovenkwart), figuur 7.3-3, en aan de onder- en bovenzijde worden geplaatst, figuur Afhankelijk van de richting waarin de draai over dat kwart naar boven loopt, wordt er gesproken van een linkse of rechtse trap. Als er zich tussen onder- en bovenkwart geen recht stuk trap meer bevindt, ontstaat er een spiltrap. De spil is dan het verticale constructiedeel dat de smalle einden van de treden draagt. De buitenboom van de spiltrap kan rechthoekig, figuur 7.3-5, of rond, figuur 7.3-6, worden gemaakt. Bij een ronde spiltrap staat de voorkant van de treden in principe haaks op de looplijn, figuur Als bij de spiltrap de spil wordt vervangen door een spiraalvormige binnenboom, ontstaat er een wenteltrap (vroeger ook wel Engelse of wrongtrap genoemd), figuur De onderbreking van een rechte trap met bordes(sen), de bordestrap, is al ter sprake gekomen. Over het algemeen wordt een bordestrap uitgevoerd met twee traparmen en een bordes, figuur 7.3-8, maar variaties hierop zijn uiteraard mogelijk. Zo is de trap met een hoekbordes een nog regelmatig voorkomende variant, figuur Als er aan de onder of bovenkant van een trap een beperkte toegang is, kan er gekozen worden voor een scheluwe of dubbelscheluwe trap, figuur en Bij een scheluwe trap staat alleen het welstuk haaks op de bomen. De onderste trede loopt schuin. Of de onderste trede staat haaks op de boom en het welstuk schuin op de bomen, terwijl de tussenliggende treden geleidelijk van schuin op recht overgaan. Als belangrijk gevolg van een secundaire functie en over het algemeen weinig beschikbare ruimte zijn voor bepaalde situaties bijzondere trapvormen ontwikkeld. Zo wordt er voor weinig gebruikte bergzolders gebruikgemaakt van opschuifbare of opklapbare vlieringtrappen, figuur 7.4.

251 7 TRAPPEN ééndelige houten trap 2 tweedelige houten trap Figuur 7.4 Uitschuifbare zolder-/vlieringtrappen Algemene voorschriften betreffende trappen Het Bouwbesluit 2003 geeft voorschriften betreffende trappen. Hierbij wordt onderscheid gemaakt tussen verschillende soorten gebruiksfuncties, tussen bestaande bouw en nieuwbouw en worden twee categorieën trappen onderscheiden, zie bijlage E. Voor de afmetingen van trappen is het onderscheid tussen woonfunctie en andere gebruiksfuncties van belang. Deze laatste categorie wordt ingedeeld naar bezettingsgraad en de oppervlakte aan verblijfsgebied waarop de trap is aangewezen. Aan de hand van deze gegevens wordt deze vervolgens in categorie A of B ondergebracht, zie bijlage F en G. Niveauverschillen van meer dan 0,210 m tussen vloeren van verblijfsgebieden, verkeersruimten, toiletruimten en badruimten dan wel tussen één van die vloeren en het aansluitende terrein moeten zijn overbrugd door een vaste trap of vaste hellingbaan. Dit geldt niet voor een lichte industriefunctie, een overige gebruiksfunctie die geen gebruiksfunctie is voor het personenvervoer met een gebruiksoppervlakte > 50 m 2 of voor het stallen van motorvoertuigen. Voor de afmetingen waaraan zo n trap moet voldoen, zie bijlage G. Voor bestaande woningen en woongebouwen gelden lichtere eisen; het te overbruggen hoogteverschil moet meer dan 0,220 m zijn en heeft geen betrekking op het verblijfsgebied. Tevens gelden er andere afmetingen, zie bijlage H. Voor niet tot bewoning bestemde gebruiksfuncties gelden andere afmetingen, zie bijlage G. Een trap bestemd voor het ontsluiten van een gebruiksfunctie waarmee meer dan 1,500 m hoogteverschil overwonnen wordt, moet in een besloten ruimte zijn ondergebracht die ten minste regenwerend is (NEN 2778). In verband met de aanpasbaarheid van woningen in geval een bewoner gehandicapt raakt dan wel door ouderdom minder mobiel wordt, is het aan te raden in de woningbouw niet uit te gaan van de genoemde minimum maten, maar de ruimten onder en boven aan de trap ruimer te dimensioneren voor het eventueel aanbrengen van een traplift. Bij rechte steektrappen: onder ten minste 1,700 m x trapbreedte; boven ten minste 0,950 m x trapbreedte. Ook moet dan de trapbreedte ten minste 1,500 m tussen de bomen zijn, in verband met de vrije passage en vluchtweg. In centrale trappenhuizen van woongebouwen met een hoogteverschil tot 3,000 m, zonder lift, moet er voldoende ruimte onder en boven aan de trappen zijn voor het aanbrengen van een trapplateaulift: onder ten minste 1,800 m x trapbreedte; boven ten minste 1,400 m x trapbreedte. Overige voorzieningen ten behoeve van de integrale toegankelijkheid worden in paragraaf behandeld.

252 242 Zie ook deel 6C Liften en roltrappen, hoofdstuk 15. Voor trappen uit categorie A geldt dat ze bij de bovenste trede aansluiten op een vrije vloeroppervlakte van ten minste 0,800 bij 0,800 m. Voor trappen uit categorie B geldt dat ze bij de bovenste trede aansluiten op een vrije vloeroppervlakte van ten minste 1,200 bij 1,200 m. Treden van vaste trappen moeten zijn voorzien van een wel. In een voor publiek bestemd gebouw moeten vloeren en trappen zijn voorzien van een stroef loopvlak. Eisen aan vluchttrappen Het Bouwbesluit geeft aan dat er eisen kunnen worden gesteld aan de constructieve veiligheid, vooral de brandwerendheid met betrekking tot bezwijken. Hierin worden trappen niet met name genoemd, echter alle constructies die deel uitmaken van de vluchtroute moeten dertig minuten brandwerend zijn. In veiligheidstrappenhuizen moet dit zestig minuten brandwerend zijn. In het Bouwbesluit 2003 worden aan vluchttrappen geen andere eisen gesteld dan aan overige trappen. Wel worden door middel van de gebruikstoestemming, die moet voldoen aan Een brandveilig gebouw bouwen, eisen gestelde aan vluchtwegen en trappen. Een rookvrije vluchtroute moet ten minste 0,600 m breed zijn (een trap 0,800 m) en heeft een minimale hoogte van 1,9 m. De breedte van de bordessen van de vluchttrappen moet minstens de breedte hebben van de breedste trap en de diepte moet minstens 0,600 m zijn. De optrede mag ten hoogste 0,200 m zijn, de aantrede ten minste 0,200 m. Bij trappen tot 1,200 m breed moeten er ten minste aan één zijde een leuning zijn, bij bredere trappen aan twee zijden. In het algemeen wordt het gebruik van spiltrappen, vooral in hoge woongebouwen, als vluchtweg niet geaccepteerd, omdat de treden naast de spil zeer smal zijn. Alleen wanneer de diameter van de spil ten minste 700 mm is, kunnen ze worden toegestaan. Ook mag een dunnere spil met een binnenleuning worden toegepast. In gevallen waarin vluchtende mensen begeleid moeten worden, zoals in bejaardentehuizen en ziekenhuizen (brancards), wordt een spiltrap niet toegestaan. Treden van trappen in ruimten die worden verduisterd terwijl er mensen aanwezig zijn (theater, bioscoop) moeten worden verlicht Maten voor trappen Volgens het Bouwbesluit 2003 is bij niveauverschillen groter dan 210 mm een trap of een hellingbaan vereist. Het is beter te pleiten voor én een trap én een hellingbaan bij alle hoogteverschillen tot 1,000 m binnen gebouwen. Bij hoogteverschillen boven 1,000 m is naast de trap een (rolstoelplateau)lift of een hefplateau te adviseren. In verband met de veiligheid mogen er vooral in voor het publiek bestemde gebouwen geen plotselinge hoogteverschillen (treden of drempels hoger dan 20 mm) worden aangebracht. Vaste trappen of traparmen van woongebouwen mogen geen groter ononderbroken stijghoogte hebben dan 4,000 m. In het Bouwbesluit is de hoogte van verdiepingen gereglementeerd, een verblijfsgebied moet bij nieuwbouw een vrije hoogte hebben van ten minste 2,600 m. Voor verdiepingshoogten van 2,800 m worden ook standaardtrappen gemaakt. De gemakkelijkst beloopbare trap blijkt een optrede van 175 mm en een aantrede van 290 mm te hebben. Om ruimte te besparen, worden de trappen meestal steiler gemaakt door de aantrede te verkleinen of de optrede te vergroten, of allebei. Wordt alleen de aantrede verkleind, dan geeft het afdalen al snel een onveilig gevoel door het ontbreken van voldoende plaats voor de voeten. Wordt alleen de optrede vergroot, dan kost het meer moeite de trap te beklimmen. Uit onderzoek is gebleken dat de verhoudingen tussen optrede en aantrede die de minste problemen geven, wordt benaderd door: traphellingen 40 : 1t + 2r =.640 mm; traphellingen > 40 : 1t + 4r = mm. Deze formules staan echter alleen in de NEN 3509 en worden niet van toepassing verklaard in het Bouwbesluit. Op nog een aantal punten gaat de norm echter verder, ter verbetering van de veiligheid en het comfort op de trap.

253 7 TRAPPEN 243 Zo worden in zogenoemde A-categorieën ook grenzen aangegeven voor de straal van de looplijn in een kwart; wordt de relatie tussen optrede en aantrede verder uitgewerkt, en worden de grenzen voor de vrije hoogten groter. Bovendien geven deze extra grenzen de mogelijkheid tot standaardisatie van minimale trapgaten, onafhankelijk van de verdiepingshoogte (NEN 3509). Ook het Handboek voor Toegankelijkheid geeft richtlijnen voor goed bruikbare trappen voor woningbouw en utiliteitsbouw. Daarbij moet worden opgemerkt dat de prestatie-eisen van het Bouwbesluit minimumeisen zijn. Voor een betere en integrale bruikbaarheid is het beter de richtlijnen van het Handboek voor Toegankelijkheid aan te houden. Treden van vaste trappen in woongebouwen moeten volgens de NEN 3509 zijn voorzien van een wel (over volle lengte trede). Bij aantreden kleiner dan 240 mm en groter dan of gelijk aan 225 mm moet een wel van ten minste 20 mm worden gebruikt. Bij aantreden kleiner dan 225 en groter dan of gelijk aan 210 mm moet een wel van ten minste 30 mm worden gebruikt. Bij aantreden kleiner dan 210 mm moet een wel van ten minste 40 mm worden gebruikt. Deze laatste situaties komen alleen voor bij andere functies dan woonfuncties. Deze eisen komen voort uit het gegeven dat vooral bij kleinere tredebreedten (trappen met kwarten) de beloopbaarheid bij het klimmen door een grotere wel wordt verbeterd. De plaats van de looplijn wordt hier niet door beïnvloed. Het blijkt dat bij bijvoorbeeld spiltrappen en trappen met kwarten de looplijn toch zo dicht mogelijk bij de buitenleuning wordt gekozen. De minimale afstand van de klimlijn tot de binnenkant van leuning wordt dan bepaald door een gemiddelde halve heupbreedte van volwassenen (180 mm) vermeerderd met een marge voor kleding en beweging (30 mm); totaal minimaal 210 mm. De maximale afstand van de looplijn tot de buitenkant van de leuningzone wordt volgens de NEN 3509 bepaald door bij deze afstand van 210 mm de minimale breedte van de leuning (60 mm) en de minimale afstand tussen leuning en wand (40 mm) op te tellen, waarvan wordt afgetrokken een gebruikelijke stelruimte voor vooral houten trappen van 10 mm. De looplijn komt dan op z n minst 300 mm uit de buitenkant van de trapboom te liggen. Als de trap vrij langs een wand loopt zonder dat er aan die zijde een leuning wordt aangebracht, kan er gevaar voor het beklemd raken van een voet ontstaan. De trap mag dan ook maximaal 50 mm uit de wand staan. Voor treden wordt eveneens in het Bouwbesluit de kleinste tredebreedte aangegeven, zie bijlage G en H. Voor vaste trappen van gebouwen geldt in het Bouwbesluit een minimale vrije hoogte van 2,300 m boven de voorzijde van de trede Trapleuningen en balustraden Vaste trappen van gebouwen moeten volgens het Bouwbesluit van leuningen zijn voorzien, zie paragraaf In sommige situaties is een kinderleuning gewenst op 600 mm hoogte boven het tredevlak. Vanwege de mogelijkheid van beklimming mag deze echter alleen worden aangebracht aan de kant van een trap die door een wand is afgesloten. Aan de kant van de trap waar de klimlijn is geprojecteerd, wordt voor de hoofdleuning een leuningzone gereserveerd ter breedte van ten minste 100 mm. De buitenkant van de leuning moet ten minste 40 mm vrij blijven van de wanden of de rand van het trapgat om beknelling van de handen te voorkomen. Uiteraard moet een leuning goed houvast bieden. Het beste houvast, vooral voor bejaarden en mindervaliden, wordt geboden door ronde leuningen met een middellijn van 40 mm. De in de woningbouw gebruikelijke houten stokleuning is daarvan een goed voorbeeld, figuur De hoofdleuning, als deze aan de wand is bevestigd, moet in plattegrond altijd voor of hooguit gelijk aan de eerste trede beginnen en boven aan de trap(arm) ten minste 75 mm voorbij het welstuk eindigen.voor bejaarden en mindervaliden geeft het doorlopen van de leuning over het hele bordes een extra steun. In bijvoorbeeld bejaardentehuizen is dit aan te raden; daar worden ook in gangen muurleuningen aangebracht, figuur

254 244 staal gelaagd/gehard glas geschikt voor trappen en gangen kunststof kit + rugvulling kunsthars kunststof rozet epoxy mortel inbusbout doorgaand stalen U-profiel afwasbare stuc 3 leuning met muurbevestiging (schaal 1:2) 18 mm wbp multiplex hardhout 1 mm afwerking 1 leuningbaluster met aansluiting op bordes of vloer (schaal 1:2) Figuur 7.5 Leuning- en balustradesystemen 2 aansluiting glazen balustrade op vloerrand (schaal 1:2) 4 leuningdrager met houten stokleuning (eventueel op smetplank) (schaal 1:2) Vaste trappen moeten aan elke open zijkant, dus ook wanneer de trap meer dan 50 mm uit de wand staat, worden voorzien van een balustrade met een hoogte van minimaal 800 en maximaal mm boven de voorkant van de tree. Balustraden langs bordessen en trapgaten moeten echter minimaal mm hoog zijn en ten minste mm hoog in die gevallen waar het hoogteverschil tussen trap of bordes en de onderliggende vloer meer dan 13 m bedraagt. Balustraden moeten zo worden uitgevoerd, dat openingen hierin niet kunnen worden gebruikt als steun voor het beklimmen. In een balustrade mogen zich daarom geen opstapmogelijkheden bevinden tussen de 0,200 m en 0,700 m boven de vloer. Ook moet worden voorkomen dat kleine kinderen zich tussen de stijlen van een balustrade door kunnen wringen. Het Bouwbesluit eist dat als de balustrade is opgebouwd uit stijlen, de onderlinge afstand niet groter mag zijn dan 100 mm, zie verder figuur 7.2. Balustraden moeten ook veiligheid bieden tegen doorvallen. Naast balustraden met stijlen worden er in leuning- en balustradesystemen tegenwoordig ook vrij veel panelen opgenomen. Als deze panelen doorzichtig worden uitgevoerd, mogen ze (NEN 3569) alleen worden uitgevoerd in gelaagd veiligheidsglas, draadglas of kunststof. Gelaagd glas heeft relatief een hoog gewicht en bij een balusterafstand van h.o.h mm wordt al een dikte van 10 mm verlangd. Voor een doorzichtige uitvoering van balustraden zijn er diverse prefab-systemen op de markt, figuur 7.6. Deze systemen zijn vaak gecombineerd met een leuningsysteem, zodat op en rond de trappen eenzelfde verschijningsvorm kan ontstaan. Voor de woningbouw zijn deze systemen vaak Figuur 7.6 Balustradesysteem (Sterkos)

255 7 TRAPPEN 245 te kostbaar. Andere veelvoorkomende leuningconstructies zijn naast staal-verzinkte balustraden die tevens leuning zijn, figuur en 7.9-2, de rond-stalen buisleuningen. Deze leuning kan omtrokken worden met een PVC-kous in kleur. Hiermee wordt koud aanvoelen, het snel beschadigen van verf en de eventuele geluidsoverlast (bij ertegenaan slaan) tegengegaan. Bij leuningen en balustraden moet, ondanks de uitgebreide systemen, veel aandacht worden geschonken aan bevestigingen vanwege de vaak zeer grote belastingen (door verhuizen, stoten, enzovoort). Bevestigingstechnieken, zoals boorankers, figuur 7.5-3, en chemische ankers, maken een deugdelijke bevestiging, afgestemd op de materialen waar tegenaan bevestigd wordt, mogelijk. Figuur toont een constructie waarbij gelaagd glas door middel van kunsthars wordt ingeklemd Materiaalkeuze Veel materialen lenen zich voor toepassingen in trappen, zo niet voor een trap als zodanig, dan wel in onderdelen van de trap. Materiaalkeuzen zijn daarom naast functionele overwegingen ook gebonden aan het architectonisch concept en zodoende vaak bepaald door de periode waarin ze worden gemaakt. Volledig gemetselde trappen en natuursteentrappen worden tegenwoordig niet of nauwelijks meer toegepast, maar waren in het verleden veel voorkomend. De huidige mogelijkheden van de bouwtechniek maken ook veel meer keuzen mogelijk dan in het verleden het geval was. Vroeger gold de opvatting dat de trap - en vooral de constructie daarvan - in overeenstemming moest zijn met de constructie van het gebouw. Deze ontwerpopvatting hoeft echter tegenwoordig niet meer algemeen geldend te zijn. In tegendeel, steeds meer vormen trapconstructies een zelfstandig onderdeel van het gebouw. De ontwerper heeft hierbij een relatief grote vrijheid. Een aantal keuzecriteria moet wel worden gehanteerd. De in voorgaande paragrafen genoemde eisen waaraan trappen moeten voldoen, hebben in belangrijke mate te maken met de functie die de trap moet vervullen. Wanneer vanuit brandbeveiliging de trappen onbrandbaar moeten zijn, ligt de keuze van beton zeer voor de hand. Houten trappen zijn echter aan de onderzijde zodanig te bekleden met brandwerende materialen (zoals fibersilicaat platen en Promat) dat aan wat lichtere eisen van brandwerendheid kan worden voldaan (dertig minuten). Ook bijvoorbeeld stalen trapbomen zijn met (schuimvormende) verfsystemen te behandelen zodat ze, mits door de plaatselijke Brandweerinspectie geaccepteerd, aan de gestelde brandwerendheidseisen kunnen voldoen. De maatvoering van trappen kan de materiaalkeuze beïnvloeden. In het algemeen kunnen stalen en vooral houten trappen in geringere afmetingen worden gerealiseerd dan betontrappen en kunnen ook in vorm gemakkelijker worden aangepast aan de beschikbare ruimte in het gebouw. Ook de constructieve mogelijkheden in het gebouw zijn van invloed op de materiaalkeuze. Door zijn gewicht kan een betontrap moeilijk op een houten vloerconstructie worden geplaatst, echter een houten trap wordt in de woningbouw wel op een betonvloer geplaatst. Trappenhuizen kunnen in bepaalde situaties niet alleen ruimtelijk afgescheiden zijn, maar ook constructief geheel zelfstandig staan, bijvoorbeeld betontrappen in een trappenhuis van beton. Zo speelt ook de relatie ontwerp c.q. vorm van de trap en de materiaalkeuze een rol. Als er ruimtelijke transparantie wordt beoogd, ligt een materiaalkeuze waarmee zo slank mogelijk kan worden gedetailleerd (staal) voor de hand. Vooral de uitvoeringstechniek en de daarmee verbonden bouwkosten hebben in het recente verleden de prefabricage van trappen sterk beinvloed, waardoor het assortiment beschikbare producten aanzienlijk is uitgebreid. Tezamen met de vele nieuwe voorschriften zijn er algemene oplossingen voor een aantal situaties ontstaan. Hoofdtrappenhuizen in de woningbouw worden zodoende overwegend uitgevoerd met prefabbetontrappen en bordessen; de trap binnen de woning als houten fabriekstrap en veel noodtrappen (voorzover niet in het gebouw opgenomen) in stalen trappen in speciale (prefab-elementen) uitvoering. Door een redelijk assortiment prefabtrapproducten, met verschillende afwerkingen en in diverse kleuren, wordt nog enige variatie in vorm en uiterlijk bereikt.

256 246 De toepassing van prefab-trappen stelt ook in specifieke situaties eisen aan de materiaalkeuze. Zo moeten in het algemeen prefab-betontrappen door middel van een kraan op hun plaats worden gebracht. Wanneer deze niet tijdens de bouw aanwezig is, kan een betontrap ook in het werk worden gestort. De hoge kosten hiervan (zeer arbeidsintensief) zijn een stimulans voor het zoeken naar goedkopere alternatieven. De materiaalkeuze in de afwerking c.q. bekleding van trappen is eveneens zeer groot geworden. In het algemeen kan worden gesteld dat iedere vloerafwerking ook op trappen toepasbaar is, mits de kwaliteit van het product voor deze gebruiksintensieve situatie voldoende is. Veelvoorkomende kunststof trapneusprofielen, figuur en antislip voorzieningen komen het comfort ten goede en werken slijtage tegen. Voor zeer verkeersintensieve situaties kunnen betontrappen worden bekleed met natuursteen of keramische tegels, figuur en Als de akoestische eigenschappen van de trap en/of het trappenhuis moeten worden verbeterd, bestaat er een ruime sortering zachte vloerbedekking voor op de trap en akoestische spuitpleisters voor aan de onderkant van de betontrap en bordessen. Vooral voor vluchttrappen, maar eigenlijk overal, moeten de stroefheid en het vlak blijven van de trapafwerking te allen tijde gewaarborgd zijn. Het doel van de trap blijft tenslotte het veilig en comfortabel naar verschillende niveaus kunnen gaan Voorzieningen voor integrale toegankelijkheid Overbruggen van hoogteverschillen is voor mensen met een handicap zoals een stoornis in uithoudingsvermogen en/of de loopfunctie, en voor rolstoelgebruikers over het algemeen zonder speciale voorzieningen niet mogelijk. Voor uitgebreide eisen die aan trappen worden gesteld, wordt verwezen naar het Handboek voor Toegankelijkheid. De belangrijkste eisen voor openbare gebouwen worden hier weergegeven. Voor transportinstallaties voor mensen met een handicap zie deel 6C Liften en roltrappen, hoofdstuk 15. Voor ambulante gehandicapten moet er bij de detaillering van trappen rekening worden gehouden met het volgende: geen overstekende wel, maar schuin geplaatst stootbord van circa 15 met het oog op sleepvoeten en gevaar voor struikelen; treden stroef en vlak uitvoeren; op- en aantreden in contrasterende kleur uitvoeren in verband met de waarneembaarheid door slechtzienden, vooral de hoogste weltrede. Het is ook mogelijk een kleurmarkering op iedere trede aan te brengen; in verband met deze waarneembaarheid en eventuele angst van gebruikers bestaat de voorkeur voor gesloten trappen. Als er toch een open trap wordt toegepast, moet aan de leuningzijde een stootbord over een breedte van 700 mm worden aangebracht; bij een hoogteverschil van meer dan 250 mm, aan beide zijden van de trap en op de bordessen moet er een leuning worden aangebracht. Na beëindiging van de trap moet de leuning circa 330 mm horizontaal doorlopen; voor en na trap tactiele (voelbare) waarschuwing aanbrengen in de vorm van materiaalovergang over een lengte van 600 mm en over de volle breedte van de trap (bijvoorbeeld ter plaatse rubber noppenvloer in combinatie met steenachtige vloer). ten behoeve van visueel gehandicapten moeten deuren zodanig tegenover de trap worden geplaatst, dat er in geopende stand niet tegenaan kan worden gelopen; voor trappen in openbare gebouwen, enzovoort, aan te houden maximale optrede van 185 mm, aantrede van ten minste 240 mm, minimale breedte tussen de leuningen van mm, en een vrije ruimte aan het begin. Voor niveauverschillen van mm tot mm is een personenlift of hefplateau, in combinatie met een gemeenschappelijke trap gewenst. Niveauverschillen tussen mm en mm kunnen het best overbrugd worden door een personen- of trapplateaulift, in combinatie met een gemeenschappelijke trap. Bij een hoogteverschil van 3000 mm is een personenlift in combinatie met een trap gewenst. Onder de mm kan voor personen voor wie trappen onbruikbaar zijn en die op rollend vervoer zijn

257 7 TRAPPEN 247 aangewezen en voor goederenvervoer gebruik worden gemaakt van een hellingbaan. Hellingbaan Als een gehandicapte met een redelijke arm- en handfunctie zonder hulp van derden in een rolstoel gebruik moet maken van een hellingbaan, worden hiervoor de volgende richtlijnen gegeven: minimale breedte hellingbaan 1,200 m; oppervlaktemateriaal stroef, vlak en bij buitenopstelling bestand tegen weersinvloeden (geruwd beton, gestrooid asfalt, fijnmazige roosters worden veel toegepast); afrijdbeveiliging moet aan open zijde worden aangebracht; horizontaal manoeuvreervlak (draaicirkel rolstoel 1,500 m) moet aan begin en eind van hellingbaan en ook bij tussenbordessen aanwezig zijn; contrastmarkeringen en signaalstroken, zoals bij trappen, moeten aan begin en eind van hellingbaan aanwezig zijn; tussenbordes nodig bij hoogteverschil van in totaal meer dan 0,500 m. Het Bouwbesluit bepaalt dat voor niveauverschillen vanaf 210 mm behalve een trap ook een hellingbaan mogelijk is. De hellingbaan moet een minimale breedte van 1,100 m hebben en mag een maximale hoogte van 1,000 m overbruggen. Bij een groter hoogteverschil moet er ten minste één tussenbordes worden aangebracht. De vereiste hellingshoeken zijn weergegeven in figuur 7.7. Voor hellingbanen zie ook deel 6C Liften en roltrappen, hoofdstuk 15. Een hellingbaan moet verder voldoen aan de volgende eisen: tot een hoogte van 1 m aan beide zijkanten zijn voorzien van een afscheiding met een hoogte van tenminste 0,040 m boven de hellingbaan; vanaf een hoogte van 1 m aan beide zijkanten zijn voorzien van een afscheiding met een hoogte van tenminste 0,850 m boven de hellingbaan. De eisen in het Handboek voor Toegankelijkheid zijn strenger zijn dan die in het Bouwbesluit. Het Bouwbesluit is wettelijk geëist; de eisen uit het Handboek voor Toegankelijkheid zijn sterke aanbevelingen. 7.2 Gewapendbetontrappen Een gewapendbetontrap (zonder bomen) wordt uit het oogpunt van de mechanica beschouwd als een schuine plaat. Betontrappen worden niet alleen uitgevoerd als een schuine plaat die aan onder- en bovenzijde is opgelegd op de vloeren of bordessen (scharnier), maar kunnen ook bij deze aansluitingen worden ingeklemd. Als gevolg daarvan treden momenten op, die door middel van (extra) wapening en soms door een verzwaring met een randbalk moeten worden opgevangen. Moet de trap worden ingeklemd, dan moet deze in het werk worden gestort. Hoogteverschil ( h) Maximale helling 1 : 12 1 : 16 1 : 20 hoogteverschil 0,250 m 0,250 m < hoogteverschil 0,500 m 0,500 m < hoogteverschil 1,000 m h, 0,25 m 1:12 0,25 m < h < 0,5 m 1:16 0,5 < h 1:20 Figuur 7.7 Maximale helling bij hellingbanen

258 248 Betontrappen kunnen, net als houten trappen, ook worden uitgevoerd met bomen waartussen de treden worden opgenomen. In dat geval vervullen de bomen de mechanische functie van twee schuingeplaatste liggers. In de genoemde uitvoering zonder bomen wordt de schildikte onder de treden dikker in verband met de daarin aan te brengen wapening en is afhankelijk van de overspanning c.q. de traplengte. Een betontrap kan ook worden uitgevoerd met stapeltreden. In situaties waarin de prefab-betontrappen niet door middel van een kraan kunnen worden geplaatst, worden geprefabriceerde stapeltreden op stalen liggers of op een in een ter plaatse gestorte schuine betonplaat aangebracht, figuur Bij een trap zonder boven de treden uitstekende bomen kan aan de zijkant van de trede een klein randje worden aangebracht als waterkering bij het schoonmaken, de zogenoemde schrobrand, figuur Het schrobwater zou anders langs de wanden of in het schalmgat lopen. Voor de bevestiging van leuningen en balustraden worden bij betontrappen vaak vooraf voorzieningen aangebracht in de vorm van schroefhulzen of van staalplaatjes voorzien van ankerstripjes (van voldoende dikte), waarop kan tussen aluminium buis (naadloos getrokken) en stalen kom strookje lodorite o.d. leuning aluminium buis ø70 12 optr. = 2100 strip optr. = 2100 penbevestiging koppen dichtgezet strip doorsnede / zijaanzicht (schaal 1:100) kunststeenpleister stucstop profiel schone beton aantr. à 250 = baluster / plattegrond (schaal 1:100) 3 zijaanzicht baluster 4 vooraanzicht (schaal 1:20) (schaal 1:20) Figuur 7.8 In het werk gestorte betonnen bordestrap met details (Gebouw Afdeling Bouwkunde TU-Delft, Architectengemeenschap Van den Broek en Bakema, ontwerp ir. J. Boot)

259 7 TRAPPEN 249 worden gelast. Deze voorzieningen moeten, ten behoeve van de fabricage, nauwkeurig op tekening worden aangegeven. Moderne bevestigingsmiddelen kunnen ook achteraf in het werk worden aangebracht. Betontrappen moeten voldoen aan de Technische grondslagen voor bouwconstructies TGB 1990, Voorschriften beton (NEN 6720) In het werk gestorte betontrap In het werk gestorte betontrappen komen nog maar betrekkelijk weinig voor. De reden voor de keuze van ter plaatse storten is meestal gelegen in de bijzondere afmeting en/of vormgeving van de trap. In verband met de vergelijkbaarheid wordt hier als voorbeeld een bordestrap gegeven, figuur 7.8. De vele in het werk gestorte betontrappen uit het verleden tonen aan dat de vormmogelijkheden hierin zeer groot zijn. De bordestrap in figuur 7.8 verschilt van een prefab-bordestrap doordat het bordes, gelegen halverwege de vloeren, vrij hangt en in feite deel uitmaakt van de trapplaten. De constructie is min of meer vergelijkbaar met die van een uithangbord. Beide traparmen hebben evenveel treden. Omdat echter de onderkant van de traparmen (ter plaatse van de aansluiting op het bordes) in één lijn moet liggen, zijn de traparmen ten opzichte van elkaar over de maat van één aantrede verschoven. Hiermee worden lelijke sprongen voorkomen. De leuning, ter plaatse van het schalmgat, loopt op de hoogte van het bordes hierdoor dan ook horizontaal, figuur en Bij de aansluiting van de traparmen op het bordes zou voor het opnemen van het moment een randbalk vereist zijn, figuur gestippeld. De afmetingen van deze balk zijn echter doorgezet, zodat een relatief dikke bordesplaat is ontstaan, figuur Eenzelfde soort randbalkconstructie is nodig bij de aansluiting op de vloer. Ook hier is de vloer plaatselijk dikker uitgevoerd. Op deze manier hoort dit deel toch tot de trapconstructie. Dit komt als zodanig ook tot uitdrukking in het doortrekken van het schalmgat en de daarlangs lopende leuningen. Overigens zou formeel de vormgeving van de balustraden niet meer voldoen aan de tegenwoordig gestelde veiligheidseisen betreffende randafstanden en openheid. Tevens zijn de eisen voor op- en aantreden in het Bouwbesluit 2003 veranderd. Als voorbeeld voor de duidelijkheid in de detaillering is een principedoorsnede over de traprand en de leuningconstructie gegeven, figuur en Voor het in het werk storten van het beton is een bekisting nodig. In de huidige betontechniek wordt bij voorkeur voor veel onderdelen gebruikgemaakt van een systeembekisting. Bijzondere trapvormen moeten echter bijna altijd op de traditionele manier met hout worden bekist. Voor de afwerking van betontrappen zijn de vele al genoemde materialen mogelijk. Een aantal staat in principe aangegeven in figuur t/m Geprefabriceerde betonnen bordestrap Geprefabriceerde betonnen bordestrappen worden veel toegepast in trappenhuizen in de gestapelde woningbouw. In verband met comfort en veiligheid is de uitvoering in het algemeen met twee traparmen en een bordes per verdiepingshoogte, figuur 7.9. Naast de traparmen worden ook de bordessen meestal geprefabriceerd. Deze bordessen worden aan de betonwanden van het trappenhuis bevestigd. Na het in het werk storten van deze wanden worden de prefab-bordessen en trappen met behulp van de kraan, aan ingestorte hijsogen of in de stroppen, op hun plaats gebracht. De prefabbordessen worden opgelegd op hoekstaalprofielen van voldoende zwaarte die thermisch-verzinkt en gebitumineerd zijn. Ter beperking van contactgeluid worden hierop stroken bouwvilt aangebracht. Verankering vindt plaats door bouten in van tevoren aangebrachte schroefhulzen. Prefab-betontrappen worden op dezelfde manier op hun plaats gehesen. Na het stellen worden de aansluitingen met krimpvrije mortel aangewerkt. Voor prefab-traparmen bestaan zeer veel varianten in de maten voor optreden, aantreden,

260 250 klossen bevestiging door middel van pluggen slijtstrip hardhout 4 (schaal 1:20) natuursteen bekleding specie 5 (schaal 1:20) 1 overzicht traptredetegels aantrede wel optrede 6 (schaal 1:20) leuning snijpunt A D 2 doorsnede (schaal 1:100) schildikte 7 (schaal 1:20) waterkering D B 3 plattegrond (schaal 1:100) 8 (schaal 1:20) 9 (schaal 1:20) Figuur 7.9 Geprefabriceerde betonnen bordestrap met details

261 7 TRAPPEN 251 breedte en in het aantal treden per arm. De bordessen worden per bouwwerk, maar wel volgens standaarddetaillering, gefabriceerd. De onder- en bovenaansluitingen van deze prefab-betontraparmen zijn eveneens gestandaardiseerd voor de aansluitingen op vloer of bordes, figuur en De vormgeving c.q. maatvoering van deze standaardaansluitingen heeft als gevolg dat deze traparmen normaal evenveel optreden als aantreden hebben. Dit in tegenstelling tot de traditionele trapvorm. Hierdoor kunnen de lengten van de traparmen van de opgaande en de neerkomende arm gelijk worden en kan de voorkant van het bordes in één lijn komen, figuur Ook dit prefabbordes wordt voorzien van standaardsparingen voor de aansluitingen van de treden, aansluiting A en D. In verband met een praktische maatvoering van deze randen (voldoende materiaal voor oplegging) is de sponning in het bordes voor opgaande en neerkomende boom niet even groot, maar dat is bij de fabricage van het bordes eenvoudig uit te voeren. Een belangrijk gevolg hiervan is dat de leuninglengten langs de traparmen even lang kunnen zijn en het snijpunt van opgaande en neerkomende leuning komt te liggen boven het gemeenschappelijke begin van de treden, figuur Leuningen aan de kant van het schalmgat kunnen zodoende eenvoudig horizontaal worden verbonden. Bij smalle schalmgaten, die meestal in de woningbouw worden toegepast, staat hier tussen de beide einden van de traparmen meestal de hoofdbaluster, waaraan de balustraden worden bevestigd. De horizontale verbinding wordt dan vaak achterwege gelaten. Bovendien kan op deze manier in de meeste gevallen worden voldaan aan die eis dat ter plaatse van het bordes de leuningen of balustraden moeten eindigen op 1,000 m hoogte. De hoogte is immers daar ter plaatse gelijk aan de leuninghoogte (bijvoorbeeld 850 mm) plus één optrede (bijvoorbeeld 180 mm), samen hier dus mm. Bij brede schalmgaten moet de onderzijde van de balustraden wel worden verlaagd tot 80 mm boven het bordesvlak. De onderlijn van de balustraden moet dus worden aangepast om het gevaar van doorvallen van kinderen te voorkomen. In gevallen waarin weinig ruimte voor het trappenhuis beschikbaar is, kan door middel van een variant-aansluiting het trappenhuis een aantrede kleiner worden, figuur Hierbij wordt een bordestrede toegepast (aansluiting B). Dit is een aantrede op de hoogte van het bordes die is opgenomen in de traparm. De leuningen snijden elkaar nu niet meer aan de voorkant van de treden, maar dit snijpunt wordt over een afstand van ongeveer een halve aantrede het schalmgat in verplaatst. Het voordeel hiervan is dat de hoofdbaluster, als doorgaand element, in het schalmgat kan worden geplaatst, figuur 7.9-1, en dat hierop de leuninguiteinden rechtstreeks kunnen worden bevestigd. Om ook in dit geval, ter plaatse van het bordes, op een leuninghoogte van mm te komen, kunnen de leuningen langs de trap op 950 mm hoogte worden aangebracht. Ter plaatse van het bordes wordt dan een hoogte verkregen van 950 mm plus een halve optrede: = mm Voor het tekenen van leuningen wordt schematisch door middel van hartlijnen het verloop aangegeven. Men moet zich echter realiseren dat, zeker bij de toepassing van grotere leuningprofielen, in een nadere detaillering dit soort snijpunten moeten worden uitgewerkt. Meestal is hierbij ter plaatse van het schalmgat toch een horizontaal stuk leuningverloop gewenst. Bij de toepassing van bordestreden, figuur 7.9-9, kan dit horizontale gedeelte over een afstand van een halve aantrede worden gerealiseerd als dit horizontale gedeelte aan de voorkant van de treden wordt beëindigd. Bij toepassing van een bordesaansluiting volgens A en D in figuur en is deze maat in feite vrij. Het algemeen geformuleerde veilig en doeltreffend gebruik kan echter in het geding komen bij een te ver doorsteken van het horizontaal leuningvlak over het bordes.

262 Voorgespannen betontrap Het principe van voorgespannen beton is eenvoudig. Beton is uitstekend bestand tegen drukkrachten, maar neemt slecht trekkrachten op. Ter voorkoming van deze trekkrachten in een betonconstructie wordt op die plaatsen waar deze te verwachten zijn, van tevoren zoveel drukspanning aangebracht, dat de overblijvende spanningen binnen de grenzen blijven die het materiaal kan weerstaan. Door middel van de techniek van spansystemen zijn de constructieve vormmogelijkheden in beton aanzienlijk toegenomen. Weliswaar vindt toepassing vooral plaats in de civiele techniek, maar als voorbeeld van de mogelijkheden in de bouwtechniek kan wederom de bordestrap dienen. De trap in figuur 7.10 is als één constructie-element samengesteld uit twee bordessen en drie traparmen. Deze opzet zou, zelfs indien mogelijk, tot zeer zware constructies leiden als gewoon gewapend beton zou worden toegepast. In dit voorbeeld zijn de traparmen samengesteld uit platen waarop naderhand prefab-trede-elementen zijn geplaatst, figuur Deze trapplaten worden onder voorspanning gebracht. De voorspanning van de platen grijpt aan in de koppelbalk waar de beide trapplaten en het bordes samenkomen. Deze koppelbalk zelf krijgt ook voorspanning in dwarsrichting. De constructie wordt hiermee als het ware aan elkaar geregen. De uiterst strakke detaillering van de trap laat deze opbouw zeer duidelijk zien, figuur prefab trede breedte 1200 detail 4 12 optr. = 2100 detail 3 12 optr. = (schaal 1:10) 12 optr. = 2100 kraaganker voorspanning bordesplaat 1 doorsnede / zijaanzicht (schaal 1:100) ontluchting i.v.m. injecteren 4 (schaal 1:20) aantr. à 260 = sparing t.b.v. baluster ankerplaat voorspanning voorspanning trapplaat 2 plattegrond (schaal 1:100) 5 (schaal 1:20) Figuur 7.10 Voorgespannen betonnen bordestrap met details (Gebouw Afdeling Civiele Techniek TU-Delft, Architectengemeenschap Van den Broek en Bakema)

263 7 TRAPPEN 253 Deze voorspanstaven (FeP 1030) worden in een mantelbuis opgenomen in de bekisting. Na het storten en verharden van het beton wordt door middel van een vijzel spanning op de spanstaaf aangebracht, die daarna wordt verankerd, figuur en Ter bescherming van het voorspanstaal tegen corrosie wordt het spankanaal geïnjecteerd met cementmortel. De afwerking en leuningdetaillering is vergelijkbaar met die van de trap in figuur Betonnen spiltrap Er zijn diverse systemen voor het vervaardigen van betonnen spiltrappen, figuur Bij een prefab-betonnen spiltrap is deze samengesteld uit gelijke prefab-elementen die op elkaar gestapeld een holle spil vormen. Na het stellen wordt hierin wapening aangebracht en wordt de spil volgestort met beton. De treden kunnen met of zonder stootborden worden uitgevoerd en worden tot een maximale breedte van mm gefabriceerd (middellijn trap mm). De spil kan, met of zonder binnenleuning, zodanig worden gekozen, dat er een voor vluchttrappen voorgeschreven diameter van 700 mm ontstaat. Figuur 7.11 Betonnen spiltrap (balustrade Sterkos) 7.3 Metalen trappen In vergelijking tot beton kan er met metaal slank worden geconstrueerd en gedetailleerd. Over het algemeen hebben metalen trapconstructies een licht karakter, wat architectonisch vaak tot uitdrukking wordt gebracht. Voor trapconstructies worden in hoofdzaak staal en aluminium toegepast. Aluminium wordt vooral in die situaties toegepast waarin het gewicht van de constructie een rol speelt: bijvoorbeeld aan gevels die alleen licht mogen worden belast en bij de toepassing van vluchttrappen waarvan uitschuifbare of uitklapbare onderdelen met de hand moeten kunnen worden bediend. Aluminium constructies hoeven meestal niet tegen corrosie te worden beschermd. Stalen trapconstructies worden vaak verzinkt. De maximale afmetingen van de onderdelen van de trapconstructie die geheel moeten worden verzinkt, zijn hierbij beperkt tot wat in het verzinkbad past. Stalen trapconstructies moeten voldoen aan de TGB-staal (NEN 6770). De onderdelen van de hoofdconstructie worden bijna altijd uitgevoerd in standaardprofielen zoals die in de handel zijn. Profielzwaarten worden bepaald door berekening, de profielkeuze kan tevens worden beïnvloed door de vormgeving. Hierin zijn veel variaties mogelijk. Staalconstructies lenen zich goed voor montage in het werk. De voorbewerkte onderdelen, waarvan de afmetingen vanuit de uitvoeringstechniek worden bepaald, kunnen vaak snel en eenvoudig tot een geheel worden geassembleerd. Een belangrijke consequentie hiervan voor de detaillering is dat toleranties in de maatvoering moeten worden aangebracht. In tegenstelling tot hout kunnen stalen trappen niet pas worden geschaafd. Ten opzichte van de uiteindelijke maatvoering wordt meestal mm stelruimte aangehouden, deze stelruimte is mede afhankelijk van de aansluitende constructies en de gekozen bevestigingstechniek. In staal-opstaal verbindingen worden in een in de fabriek vervaardigd constructieonderdeel vaak lasverbindingen toegepast. De verbinding van in het werk te monteren onderdelen gebeurt vaak door middel van bouten in slobgaten, in verband met de nastelmogelijkheid. Verbindingen van staal op

264 254 beton worden uitgevoerd met bevestigingsmiddelen, zoals boor-, veiligheids- en chemische ankers. Deze ankers zijn uitgevoerd met draadeinden waarop kan worden gemonteerd. In verband met het verminderen van de aanhechting bij hoge temperaturen mogen chemische ankers niet voor vluchttrappen worden toegepast Metalen vluchttrap Stalen trappen worden zodanig samengesteld uit onderdelen, dat montage met de hand of met lichte hulpmiddelen mogelijk blijft. In moeilijk bereikbare situaties is dat vaak een uitkomst, zoals vaak het geval is bij het aanbrengen van vluchttrappen in of aan bestaande gebouwen. Als gevolg van het belang dat er aan goede vluchtwegen wordt gehecht en de strenge controle hierop, bestaat er voor vluchttrappen inmiddels een uitgebreid assortiment voor de diverse situaties waarin ze voor kunnen komen. Er bestaan prefab-antisliptreden (bijvoorbeeld van geperforeerd staalplaat met ronde gaten) die naar boven zijn doorgedrukt en eventueel extra kunnen worden voorzien van rubber doppen. Deze treden kunnen tussen trapbomen van bijvoorbeeld plaatstaal worden opgenomen. Zo worden op een eenvoudige manier steektrappen samengesteld. Als er aanzienlijk minder ruimte beschikbaar is, mag er in bepaalde situaties gebruik worden gemaakt van, veelal aluminium, kooiladders. Omdat deze ladders vaak aan de openbare weg grenzen en dus door onbevoegden kunnen worden beklommen, worden ze ook uitgevoerd met een telescopisch ladderdeel aan de onderzijde. Bij ingebruikname wordt dit ontgrendeld, figuur Figuur 7.12 Kooiladder (Klimtechniek Holland) Figuur 7.13 Uitklapbare vluchtladder, links ingeklapt, rechts uitgeklapt

265 7 TRAPPEN 255 treden samengesteld hardhout hoekstaal kokerprofiel detail A (schaal 1:20) 15 optreden à 200 = 3000 kokerprofiel E T-profiel strip detail B (schaal 1:20) rubber antislipstrippen 1 zijaanzicht (schaal 1:50) T-profiel detail C (schaal 1:20) aantr. à = B A C D 9 aantreden à 200 = plattegrond (schaal 1:50) leuning balusters kokerprofiel doorn 6 detail D (schaal 1:20) baluster kokerprofiel plaatmateriaal 8mm neopreenband strip 50 5 Figuur 7.14 Stalen trap met hoekbordes met details 7 detail E (schaal 1:5)

266 256 Als er helemaal geen ruimte aanwezig is, bijvoorbeeld in een steeg, of als de desbetreffende gevel waarlangs de vluchtladder moet worden aangebracht hierdoor ernstig zou worden ontsierd, bestaat de mogelijkheid van een uitklapbare vluchtladder. De in een vierkante koker opgenomen sporten en tweede leuning, klappen uit na gebruik van het ontgrendelingsmechanisme, figuur Open stalen trap met hoekbordes In figuur 7.14 zijn de plattegrond en het aanzicht van een open trap met hoekbordes aangegeven. Deze trap zou volgens het Bouwbesluit 2003 niet voldoen voor een woonfunctie. Voor andere gebruiksfuncties kan deze trap echter wel worden toegepast. De trap is opgebouwd uit stalen kokerprofielen, die door middel van een voetplaat op de betonvloer zijn geplaatst. Ter plaatse van het bordes zijn de kokerprofielen opgelegd in het metselwerk en aan de bovenzijde steunen deze profielen met een kopplaat tegen een ingestort stalen hoekprofiel, figuur Op de trapbomen zijn tredendragers van gevouwen stripstaal aangebracht, waarop hardhouten treden zijn bevestigd, figuur t/m Het bordes wordt eveneens samengesteld uit hardhouten delen. Om op het bordes een enigszins vergelijkbare bevestiging te verkrijgen wordt op de koker een T-profiel aangebracht, waarop de hardhouten delen kunnen worden bevestigd, figuur en Een strakke belijning kan worden verkregen door de tredendragers en het T-profiel even breed te kiezen als het kokerprofiel. Deze treden worden vaak verlijmd uit smallere delen of samengesteld uit kleine balkjes, verbonden met een veerconstructie. De 1 sprong in leuning 2a in uitvoering moeilijk te maken 2b in uitvoering moeilijk te maken Figuur 7.15 Leuningverloop ter plaatse van het hoekbordes 3 voorkant treden meer dan een aantrede uit elkaar

267 7 TRAPPEN 257 treden zijn voorzien van een antislipprofiel. De aansluiting tussen de trapboom en de verdiepingsvloer bepaalt de vorm en afmeting van de weltrede. In dit voorbeeld wordt de weltrede nog breder dan een normale trede en aan de bovenzijde gelijk gehouden met de verdiepingsvloer. De vloerafwerking wordt daarop aangesloten. Voor de balusters van de trap is eveneens een kokerprofiel gekozen, waarlangs een eenvoudig hardhouten leuningplank is bevestigd, figuur en De detaillering is in overeenstemming met de trap strak en sober gehouden, figuur De profielkeuze van de balusters wordt beïnvloed door het leuningverloop in verband met de stabiliteit. Als de leuningen op de hoeken onderling worden verbonden en de uiteinden van de leuningen aan de wanden worden bevestigd, is het geheel stijver en kunnen de balusters iets lichter worden. Indien gewenst of geëist (in openbare situaties) kan de balustrade eenvoudig worden dichtgezet met bijvoorbeeld gelaagd glas of kunststofplaat, figuur Uiteraard kunnen er dan ook prefab-leuningsystemen worden toegepast. Zoals al eerder aangegeven, beïnvloedt de vorm van het bordes het leuningverloop; zo ook hier bij het hoekbordes. Als dit leuningverloop langs de binnenkant als criterium wordt genomen, is een aantal kenmerkende situaties aan te geven, figuur Als de vorm van het bordes precies vierkant zou zijn, komen de hoeken van de bovenste en onderste trede van de opkomende en neergaande traparm min of meer boven elkaar te liggen. aluminium ø 70 staal ø L detail 3 vrijdragende leuning UNP optr. à 175 = 1925 trapboom / ,5 13 optr. à 175 baluster met = opgelaste strippen 50 5 treden gevouwen staalplaat (5 mm) met rubberafwerking (3 mm) 5 mm staalplaat 8 mm staalplaat 3 detail (schaal 1:20) zijplaat 3 mm rubber 1 doorsnede / aanzicht (schaal 1:100) trapboom kokerprofiel ,5 4 detail (schaal 1:20) detail leuning/balustrade ø70 baluster met 2 opgelaste strippen 50 5 leuning ø70 12 aantr. à 250 = voetplaat en 6 ankers M12 2 plattegrond (schaal 1:100) 5 detail (schaal 1:20) Figuur 7.16 Stalen bordestrap met details (Gebouw afdeling Bouwkunde TU-Delft, Architecten gemeenschap Van den Broek en Bakema)

268 258 hulpspil hulpspil inwendig koppelstuk welstuk trede dragers hardhouten treden hoeklijn vul- of tussenring vulring trede element centrale as 3 bevestiging aan verdiepingvloer 1 doorsnede / zijaanzicht (schaal 1:50) hardhouten trede trapgat trede drager 135 inbusbouten aangelaste platen voor verankering van de trede 4 trede element variabel vul- of tussenring 2 plattegrond (schaal 1:50) leuningregel waarop kunststof leuningprofiel baluster draadeind centrale as bus vulring aangelaste lippen volgring moer baluster bevestiging leuningprofiel 5 bevestiging balusters Figuur 7.17 Stalen spiltrap

269 7 TRAPPEN 259 Omdat de leuninghoogte boven de treden bij voorkeur constant wordt gehouden, zou in deze hoek van het bordes een lelijke sprong in de leuning ontstaan, figuur Als de voorkanten van de treden in de hoek van het bordes over de totaalmaat van minimaal één aantrede uit elkaar worden geschoven, kan dit hoogteverschil worden opgevangen en loopt de leuninglijn zowel boven de trap als in het hoekpunt van het bordes op dezelfde hoogte. In het snijpunt van de leuningen kan, afhankelijk van de positie van de leuning ten opzichte van de treden, de dikte van de leuning en de maat van de wel, een vierkant horizontaal vlakje ontstaan, figuur a en b. In uitvoering is dit niet zeer gemakkelijk te maken. Daarom wordt meestal een groter verschil tussen de voorkanten van de treden aangenomen, bijvoorbeeld twee aantreden, figuur Ook wordt hierdoor, mede afhankelijk van de breedte van de trap, het bordes prettiger beloopbaar. Als de leuninghoogte boven het bordes nu niet wordt verhoogd ten opzichte van de leuninghoogte boven de treden, ontstaat hier een horizontaal leuningverloop. Deze verbreding van het bordes kan uiteraard ook weer in de richting van de traparm of in de richting van beide traparmen worden gevonden. De keuze beïnvloedt alleen de plaats waar het horizontale stuk leuning loopt Stalen bordestrap De stalen bordestrap van figuur 7.16 laat ten opzichte van de hiervoor behandelde bordestrappen zien hoe de materiaaleigenschappen van staal in combinatie met het ontwerp kunnen worden benut. De twee traparmen hebben eigenlijk ieder één (hoofd)boom, in de vorm van een kokerprofiel, ter plaatse van het schalmgat, die onder het bordes aan elkaar worden gekoppeld, figuur en De aan de hoofdboom bevestigde treden bestaan uit gevouwen staalplaat die in deze vorm altijd stijf is, figuur De trappen zijn geheel bekleed met rubber, figuur De buitenleuning is als vrijdragende NP-balk uitgevoerd. De balusters op de binnenboom en van de trapgatafscheiding zijn gemaakt van stripstaal in kruisvorm waar de ronde buisleuning tussen en overheen loopt, figuur Stalen spiltrap In woonhuizen en bij verbouwingen worden vaak kleine stalen spiltrappen toegepast. Door het beperkte ruimtegebruik en de sierlijke trapvorm is dit type zeer populair, figuur Het gebruik is enigszins beperkt door de geringe beloopbare breedte (looplijn precies op 1/3-2/3). Spiltrappen zouden alleen moeten worden toegepast in de woningbouw bij verbouw als het echt niet anders kan. Vooral stalen spiltrappen zijn niet optimaal veilig bij gebruik door bijvoorbeeld kleine kinderen en ouderen vanwege de open uitvoering van de trap en de veelal toegepaste spijlenbalustrade, figuur en De montage is betrekkelijk eenvoudig door boutverbindingen aan de vloer en in het trapgat, figuur en De maatvoering in hoogte kan gemakkelijk worden aangepast, figuur en Houten trappen In de volkswoningbouw worden nog veel houten trappen toegepast. Het betreft meestal vurenhouten trappen (bomen, spillen en treden) met stootborden van multiplex of spaanplaat. In situaties waarin de trap aan een zekere brandwerendheid moet voldoen, wordt het stootbord niet in 10 of 12 mm (standaard) maar bijvoorbeeld in 16 mm multiplex uitgevoerd. Voordat de trappen op het werk komen (in hun geheel, of in onderdelen) worden ze vaak al in de fabriek verduurzaamd door middel van bijvoorbeeld tweemaal dompelen in een dekkende verf of beits met een bepaalde randindringing. Is dit niet het geval, dan moeten alle vlakken die met beton of metselwerk in aanraking komen in ieder geval worden gegrond. Er is in Nederland een aantal grote trappenfabrieken met een uitgebreid leveringsprogramma. Eigenlijk is voor iedere normale situatie wel een standaardproduct te vinden. Uitvoering en detaillering van de trappen stemmen veelal overeen. In verband met betere transportmogelijkheden worden de trappen veelal op het werk in elkaar gezet. De losse onderdelen worden naar een verdieping hoger gebracht en na montage van de trap laat men deze in het trapgat zakken.

270 260 Bij de aansluitingen van de trap op de wanden en de vloeren wordt ter beperking van het contactgeluid eerst een rubberen tussenbrug aangebracht, figuur en vervolgens wordt de trap bevestigd met zogenoemde kozijnschroeven of, een minder goede oplossing, met schietnagels. Veelal wordt er een gebogen of rechte houten stokleuning, ø 40 mm, toegepast, die is bevestigd met een eenvoudige leuninghouder, figuur In een enkel geval worden nog smetplanken toegepast. Rond de trapgaten vindt er meestal een aftimmering plaats met multiplex op vurenhouten regelwerk. De trapbomen langs de muurzijden kunnen aan de bovenzijde worden voorzien van een vurenhouten krimplijstje, figuur Ook de traphekken en balustraden zijn vaak op dezelfde manier uitgevoerd: een vurenhouten vloer- en dekregel waartussen balusterspijltjes ø 22 mm h.o.h. 100 mm, figuur en Deze uiterst sobere uitvoering en detaillering van de hedendaagse standaardtrappen heeft uiteraard veel te maken met het beperkte budget dat hiervoor beschikbaar is. In de betere bouw kunnen ook luxe standaardtrappen, of trappen naar geheel eigen ontwerp worden toegepast. Dan is er meer vrijheid voor de vormgeving en detaillering. Dit kan vooral tot uiting komen in de vorm van de bomen en de aansluiting van de treden Rechte steektrap met details In figuur 7.19 is een rechte steektrap getekend. Uit de details volgt de opbouw van de trap. De treden dragen (in daarvoor in de bomen aangebrachte inkrozingen) de zogenoemde nesten, diep 10 mm. De verbinding wordt genageld en/ of verlijmd. Ook de stootborden worden ingekroosd, zowel in de bomen als in de onderkant van de bovenliggende treden. Hierdoor is de wellat, uit vroegere details, verdwenen. De stootborden dragen, of liever ondersteunen de trede. i.v.m. contactgeluidisolatie 2600 mm 3 detail (schaal 1:10) 4 detail (schaal 1:10) 5 detail (schaal 1:10) 1 zijaanzicht trap met bovenkwart (schaal 1:50) minimaal één verdreven trede in de steek 2 plattegrond trap met bovenkwart (schaal 1:50) 6 detail (schaal 1:10) Figuur 7.18 Houten trap met bovenkwart met details

271 7 TRAPPEN 261 Bij het belopen van de trap willen de treden doorbuigen. Na enige krimp van het hout kan het gaan kraken. Om dit te voorkomen, worden de stootborden aan de bovenzijde in hun lengterichting rondgeschuurd. Soms wordt in de inkrozing in de onderzijde van de trede in het midden een neopreenblokje aangebracht. De voorkant van de treden, het welprofiel, wordt meestal recht uitgevoerd met iets afgeronde hoeken om snel afsplinteren van het hout tegen te gaan. De afwerking van de weltrede is afhankelijk van de aansluiting op de vloerafwerking van de verdiepingsvloer. Een zorgvuldige afwerking moet voorkomen dat de vloerafwerking hier niet gemakkelijk kan loslaten. Als de trap wordt gestoffeerd, is een recht afgewerkte weltrede niet goed te bekleden. Zelfs de toegepaste kunststof neusprofielen laten hierop los. Daarom is het in die gevallen beter het stootbord schuin te plaatsen en onder dezelfde helling als de voorzijde van de treden en weltrede, af te werken, figuur Ten behoeve van het traphek wordt niet alleen boven maar ook beneden een hoofdbaluster (trappaal) aan de kant van de vrije (binnen)boom aangebracht, waartussen de balustrade wordt bevestigd. De balustrade van het trapgat wordt tegen de trappaal op de verdieping geplaatst. De vroeger gebruikte verbrede trappaal wordt niet meer toegepast. De ruimte onder een dichte trap kan, bijvoorbeeld voor kastruimte, worden dichtgezet met een licht scheidingswandje onder de vrije boom, figuur Bij de afwerking van het trapgat wordt er, veelal bij aansluiting op houten vloer of bordes, gebruikgemaakt van de vloerregel van de trapgatbalustrade voor de beëindiging van de vloerafwerking, figuur Bij aansluiting kan zowel een houten aftimmering als een afwerking in pleisterwerk worden toegepast. De rand van de verdiepingsvloer kan afhankelijk van het materiaal (veelal beton) in pleisterwerk worden 2600 mm 3 detail (schaal 1:10) 185 mm 1 zijaanzicht rechte steektrap (schaal 1:50) stoffering mm onafgewerkte onderzijde (bijv. trapkast) 220 mm 2 plattegrond rechte steektrap (schaal 1:50) Figuur 7.19 Houten rechte steektrap met details 4 detail (schaal 1:10)

272 262 afgewerkt (spuitwerk), figuur , of van een aftimmering worden voorzien Houten trap met kwarten Trappen met kwarten (kwartslag) zijn dicht bij de spil moeilijk beloopbaar, omdat de treden hier zeer smal zijn. Bovendien kan een plotselinge overgang van schuine treden in het kwart naar rechte treden in de steek in het gebruik zeer hinderlijk zijn. In deze delen van de trap maken de voorkanten van de treden verschillende hoeken met de spil en een deel van de bomen. Om het verloop van de schuinte geleidelijk te maken, en daardoor de trap gemakkelijker beloopbaar, worden de treden verdreven, door middel van een verdrijfmethode. Uitgangspunt bij een verdrijfmethode is dat de aantreden, ter plaatse van de looplijn van de trap, even groot moeten zijn. Bovendien wordt in de NEN 3509 een kleinste tredebreedte, (b min ) en een maximaal verschil in kleinste tredebreedten aangegeven. Dit laatste is gedaan om de overgang van kwarten naar delen van de trap met een rechte looplijn zo vloeiend mogelijk te maken. Een gevolg hiervan is dat bij trappen met een onder- en bovenkwart in het deel van de trap met een rechte looplijn ten minste één verdreven trede voorkomt, figuur en In Nederland zijn van oudsher verschillende verdrijfmethoden toegepast. De belangrijkste zijn: fuikverdrijving, cirkelboogverdrijving, harmonische verdrijving en verdrijving in het oneindige. Hierbij werden soms alle treden, en meestal evenveel treden van het rechte deel als van het kwart, in de trap verdreven. Weliswaar worden de trappen op deze manier zo gemakkelijk mogelijk beloopbaar, maar een belangrijk bezwaar is dat één of beide bomen een gebogen vorm krijgen en dat dan ook gebogen leuningen, balustraden en betimmeringen ontstaan. Die zijn zeer bewerkelijk, vragen veel materiaal (productienadelen) en zijn bovendien niet zeer fraai. Vanwege de bovengenoemde nadelen is, vooral bij serieproductie van trappen met een kwart, overgegaan tot het verdrijven van zo min mogelijk treden in het rechte deel van de trap, zodat er een rechte binnenboom kan ontstaan. Volgens looplijn c b 1 a onverdreven treden verdreven treden middelpunt spil waar de onverdreven treden op uit komen 1 plattegrond (schaal 1:20) 2 K' J' H' G' F' E' D' C' B' A' K J H G F E D C B A aantrede t.p.v. de looplijn 1 abc 9 2 detail (schaal 1:20) Figuur 7.20 Fuikverdrijfmethode

273 7 TRAPPEN 263 de norm (NEN 3509) moet er ten minste één trede in het rechte deel verdreven worden. Als er in incidentele gevallen wordt afgeweken van de norm om de trap nog iets beter beloopbaar te maken, kunnen er twee à drie treden in de steek worden verdreven. Hiervoor wordt als verdrijfmethode overwegend de fuikverdrijfmethode toegepast, figuur Fuikverdrijfmethode Nadat de breedte van de trap en de plaats van de bomen en de spil zijn bepaald, wordt de looplijn getekend op 300 mm uit de buitenboom, figuur Na het vastleggen van de voorkant van de eerste trede, worden nu de gelijke aantreden op de looplijn uitgezet. Hieruit volgt de plaats van de laatste trede, de weltrede moet hier nog aan worden toegevoegd. inkrozingen in de spil gelijmd gezaagd aanzicht (schaal 1:50) 2 spilzijden (schaal 1:50) 3 bomen spiltrap (schaal 1:50) plattegrond (schaal 1:50) wel detail spil (schaal 1:5) 6 enkele tredevormen (schaal 1:5) Figuur 7.21 Houten spiltrap met details

274 264 Nu wordt bepaald hoeveel treden worden verdreven, in dit voorbeeld zijn dat negen treden. Over deze lengte wordt in de plattegrond langs de binnenboom de lijn bc getrokken, alsmede de kwartcirkelboog ba (de straal hiervan is gelijk aan de halve spilbreedte). Om nu de afmetingen van de geleidelijk te verdrijven treden op de lijn abc te bepalen, wordt een hulptekening gemaakt, figuur Er wordt een lijn AK getrokken met een willekeurige lengte. Deze lijn wordt verdeeld in evenveel gelijke delen als het aantal te verdrijven treden (hier dus negen gelijke delen). Op de loodlijnen door de punten A tot en met J worden nu de respectievelijke maten bepaald door in K de loodlijn KK te tekenen met een lengte gelijk aan de breedte van de treden ter plaatse van de looplijn. Ten behoeve van de middelste te verdrijven trede wordt de loodlijn EE getrokken met een lengte gelijk aan de gemiddelde verdrijving, in dit voorbeeld dus een negende van de lengte van de lijn abc in de plattegrond. Nu wordt in de hulptekening de lijn K E getrokken en doorgetrokken tot A. Daarmee zijn de lengten van alle loodlijnen AA tot en met JJ bepaald en kunnen worden overgezet op de lijn abc in de plattegrond, figuur De verdreven treden worden bepaald door lijnen te trekken van de eerder gevormde aantreden ter plaatse van de looplijn en de gevonden punten op de lijn abc. Om de vorm van de bovenzijde van de binnenboom zo fraai mogelijk te doen zijn, wordt vaak de voorkant van de treden verdreven en niet de voorkanten van de stootborden. Ook worden vaak de eerste twee treden van het kwart niet verdreven Houten spiltrap Nog meer ruimtebesparend dan de kwartslagtrap is de spiltrap, die veel in de woningbouw wordt toegepast, bijvoorbeeld in eengezinshuizen, figuur De manier van verdrijven van de treden is hetzelfde als bij de kwartslagtrap. In tegenstelling hiermee zijn de lange en twee korte buitenbomen echter wel gebogen, figuur De houten stokleuningen worden hierbij ook gebogen uitgevoerd. Om materiaal te besparen worden deze bomen zodanig gezaagd en verlijmd, dat zo min mogelijk hout wordt verspild. In figuur 7.21 is een spiltrap met minimale afmetingen aangegeven; de spil heeft een afmeting van 66 x 113 mm. Als er meer ruimte beschikbaar is, wordt de spil verbreed. Dit kan door twee kleinere spillen naast elkaar te plaatsen (al dan niet voorzien van een stukje binnenboom ter plaatse van de treden) of door tussen deze twee spillen de ruimte dicht te zetten met plaatmateriaal. Als gevolg van de standaardisatie zijn de details voor bijvoorbeeld aansluitingen, leuningen en balustraden hetzelfde als bij de rechte steektrap. Aansluiting treden op spil Het is duidelijk dat bij ruime afmetingen van de spil, bij voorkeur in een vierkante vorm, de aansluiting van de treden (oplegbreedte) niet veel problemen zal geven. Bij een veel toegepaste spil van 66 x 113 mm is dat echter aan de smalle zijde problematisch. In verband met de bewerking van de traponderdelen met machinale freesmachines is bij de aansluiting van treden op de hoeken van de spil minimaal 8 à 10 mm voor- of achterhout nodig tegen het afsplinteren, figuur , treden 7 en 13. De aansluiting van de stootborden op de hoeken moet zodanig worden gekozen, dat het achterhout wegvalt en de inkrozing de hoek meeneemt. Hierdoor wordt splinteren voorkomen en zijn de stootborden gemakkelijker aan te brengen. Bovendien wordt vermeden dat bij het door de hoek gaan van het stootbord een ingewikkeld profiel voor het afsnuiten van het stootbord ontstaat. Het afsnuiten is namelijk nodig om een strakke aansluiting op de loodrecht in de spil of boom aangebrachte nesten te kunnen maken, figuur : stootborden 4 en 10. Vanwege deze praktische gegevens is een aantal treden uitgangspunt voor de verdere verdeling van de tussenliggende treden. Deze verdeling gebeurt op onderling gelijke afstanden of op het oog. Daarbij vindt controle plaats of de minimale tredebreedte aanwezig blijft. De aantrede in de looplijn blijft gehandhaafd zodat de verschillen ten opzichte van de verdrijfmethoden

275 7 TRAPPEN 265 gipskartonplaten 12,5 mm multiplex 12 mm steenwol 90 mm underlayment 19 mm balklaag bouwvilt 10 mm hoeklijn detail (schaal 1:20) 1 overzicht uitvoering trap: hardhout ( bijv. iroko) balusters: iroko leuningdelen: iroko treden: iroko bomen: iroko, verankerd met 3 slotbouten M16 stootborden: 18 mm multiplex iroko-kwaliteit rachels gipskartonplaat 12,5 mm akoestische plafondplaat 5 detail (schaal 1:20) underlayment 19 mm rubber antislipstrips stalen schoen vilt 2 doorsnede (schaal 1:100) rachels gipskartonplaat akoestische plafondplaat 6 detail (schaal 1:20) plattegrond (schaal 1:100) 7 bestaande woningcasco, s waarin een nieuw trappenhuis is aangebracht Figuur 7.22 Houten hoofdtrap voor hoogniveau woningrenovatie met details (toegepast in de Rotterdamse renovatiepraktijk)

276 266 minimaal zijn. Om bij de minimale trappen toch nog aan de norm te voldoen, voor wat betreft de minimale tredebreedte, wordt de maximale maat voor de wel op 45 mm gesteld. Overigens worden voor veel verschillende afmetingen van trapgaten standaardtrappen aangeboden. Hoe meer ruimte er beschikbaar is, des te beter de trap beloopbaar is. De marges worden voornamelijk bepaald door de beschikbare ruimte voor het trapgat Houten bordestrappen in woningrenovatie Vooral de afgelopen jaren is in de grote steden in Nederland de hoogniveau renovatie van vooroorlogse volkswoningbouw sterk toegenomen. Complexgewijze aanpak van deze woningen maakt het mogelijk geheel nieuwe woningplattegronden binnen de bestaande casco s te ontwerpen, waarbij de ontsluiting van de woningen door middel van nieuwe centrale trappenhuizen vaak een belangrijke rol speelt, figuur gebruikgemaakt van kleine gelamineerde liggers, waarop als vloerbeschot underlayment wordt aangebracht. Om geluidsoverlast (contactgeluid) te voorkomen, worden er speciale voorzieningen getroffen. De tussenbordessen worden verend opgelegd, figuur en de onderzijde van de hogere bordessen wordt met geluidsabsorberend materiaal afgewerkt. Ook de trapbomen worden met verende materialen aan de balklaag bevestigd.voor de geluiddempende werking wordt op de bordessen soms een zwevende vloer toegepast, figuur Bijzondere trappen In enkele situaties worden nog wel bijzondere houten trappen toegepast. Enkele trapfabrikanten hebben nog kennis en materieel in huis om De inmiddels opgedane ervaring heeft tot een aantal karakteristieke oplossingen geleid. In nagenoeg alle gevallen bij twee-, drie- en vierpandige ontsluiting wordt gebruikgemaakt van een bordestrap, figuur Ook deze trappen moeten voldoen aan het Bouwbesluit en de NEN In het algemeen worden in verband met de akoestiek gesloten trappen toegepast. De stootborden en afwerking tegen de onderzijde maken deze houten trappen echter duurder dan een open trap. Een open trap wordt in dit soort situaties wel geaccepteerd, mits vanuit de woningen een tweede (andere) vluchtweg aanwezig is. Voor deze nieuwe trappen moeten door middel van ravelingen in de bestaande balklagen, ook nieuwe trapgaten worden gecreëerd. Deze trapgaten zijn echter aanzienlijk groter dan de oude en liggen vaak op een geheel andere plaats. De belasting op de raveelbalken is dan te groot voor de bestaande balkafmetingen, meestal 75 x 225 mm. Als er bestaande balken worden gebruikt, moeten ze worden verzwaard door een extra balk eronder, of aan weerzijde twee extra balken tegen de bestaande balk aan te brengen. Als er nieuwe balken worden ingebracht, wordt er veel Figuur 7.23 Glazen trap in Carita Fashion Center, Maastricht (architect ir. Mathieu Bruls)

277 7 TRAPPEN 267 bijvoorbeeld spiltrappen te maken waarbij de buitenboom spiraalvormig in één geheel wordt gemaakt, door verlijming van dunne triplex platen. Ook kan de spil nog worden vervangen door een kuipstuk dat is samengesteld uit verlijmde delen waarbij de houtdraad overwegend rechtop staat. Als de houtdraad meeloopt in de richting van de traphelling, wordt er gesproken van wrongstukken. Kuip- of wrongstukken kwamen vroeger ook voor in het schalmgat bij bordestrappen om de bomen gebogen in elkaar over te laten lopen. Figuur 7.23 geeft nog een voorbeeld van een onorthodoxe trapoplossing, in ieder geval wat betreft het materiaalgebruik. Het gaat hier om een trap met glazen treden en stootborden. De trap is gesitueerd boven de ingang van een tot winkel verbouwd kantoorpand in het centrum van Maastricht. Lopend over de trap is er een onbelemmerd uitzicht naar de ingang en de straat. De trap bestaat uit stalen trapbomen van UNP 300, waarop de glazen treden en stootborden zijn opgelegd. De trap toont naast de ongebruikelijke verschijningsvorm ook een creatief omgaan met de normeringen. Glas moet vierzijdig worden opgelegd, wat in dit geval is ondervangen door de traptreden en stootborden te verlijmen. Hierdoor zijn zelfdragende constructieve elementen ontstaan. Dit is een voorbeeld waarbij de trap, naast zijn primaire functie om op een hoger of lager gelegen niveau te komen, ook blijk geeft van architectonische kwaliteiten. Ten slotte geeft figuur 7.24 letterlijk weer welke eisen het Bouwbesluit formuleert ten aanzien van open delen van een balustrade. Geraadpleegde en aanbevolen literatuur 1 Een Brandveilig gebouw bouwen. Nederlandse Brandweer Federatie, Handboek voor Toegankelijkheid. Elsevier Bedrijfsinformatie, Normen en voorschriften NEN 1087 Ventilatie van gebouwen NEN 2778 Vochtwering in gebouwen NEN 3509 Trappen in woningen en woongebouwen NEN 3569 Veiligheidsbeglazing in gebouwen NEN 6720 Voorschriften Beton NEN 6770 T4B 1990 Staalconstructies Figuur 7.24 Balustrade conform eisen Bouwbesluit (Sterkos)

Nog meer weergeven

Top Articles
Latest Posts
Article information

Author: Eusebia Nader

Last Updated: 11/03/2023

Views: 6030

Rating: 5 / 5 (80 voted)

Reviews: 87% of readers found this page helpful

Author information

Name: Eusebia Nader

Birthday: 1994-11-11

Address: Apt. 721 977 Ebert Meadows, Jereville, GA 73618-6603

Phone: +2316203969400

Job: International Farming Consultant

Hobby: Reading, Photography, Shooting, Singing, Magic, Kayaking, Mushroom hunting

Introduction: My name is Eusebia Nader, I am a encouraging, brainy, lively, nice, famous, healthy, clever person who loves writing and wants to share my knowledge and understanding with you.