themaBrandveiligheid kanaalplaatvloeren7200910themaBrandveiligheidkanaalplaatvloerenInternationale studie TC229Brandveiligheid kanaalplaatvloeren 72009 11brand. De studie is uitgevoerd onder leiding van de Franseonderzoekinstelling CERIB. Dit heeft geresulteerd in eenlaatste draft Annex G, die gebruikt is in dit artikel.Het brandgedrag van een betonnen constructie, om het even ofdeze nu ter plaatse gestort is of geprefabriceerd, is uiterstcomplex. Dit vanwege het grote aantal parameters dat hierbijeen rol speelt en alle mogelijke variaties waarin die parameterskunnen optreden. Allereerst is er de intensiteit van de brandzelf, die afhankelijk is van onder meer de aanwezige brandlasten de brandbaarheid van de materialen. Ook de luchttoevoer iscruciaal, omdat er voldoende zuurstof aanwezig moet zijn voorde verbranding. Daarnaast spelen de plaats waar de brand zichvoordoet in een gebouw en de uitgebreidheid van de brand eenbelangrijke rol. Ook de constructieve plaatsing en afmetingenvan de componenten en van het gebouw hebben invloed op destabiliteit bij brand. Verder zijn er nog de vorm van de elemen-ten, de betonsamenstelling, het vochtgehalte van het beton, debetondekking op de wapening, en nog meer parameters.Brandproeven in laboratoria hebben aangetoond dat de buig-sterkte van kanaalplaten bij brand correct kan worden geanaly-seerd met de bestaande rekenmodellen. Voor de dwarskracht-sterkte was dit tot nu toe niet het geval. Ervaringen bij brand-proeven hebben echter wel aangetoond dat ook voor dit aspectvoldoende brandsterkte wordt verkregen, mits de normaleverbindingen met de oplegconstructie aanwezig zijn. De kennisvan de fenomenen die hierbij een rol spelen is ondertussensterk toegenomen, maar nog niet bij alle ontwerpers bekend.Sterktereductie en uitzettingBetonconstructies die aan brand worden blootgesteld, ondergaantwee fenomenen: reductie van de materiaalsterktes en thermischeuitzettingen. Het eerste fenomeen is goed bekend. Het vormt opdit ogenblik de basis van de ontwerpmethodes voor de controlevan de brandsterkte. Het focust voornamelijk op minimumvereis-ten voor de grootte van de dwarsdoorsnede en de asafstand vande wapening. Het tweede fenomeen is minder bekend en ook veelcomplexer. Thermische uitzettingen treden niet alleen op in alleruimtelijke richtingen, maar ook over de dwarsdoorsnede van decomponenten. Als gevolg hiervan kunnen ge?nduceerde thermi-sche spanningen ontstaan, waarvan de grootte afhankelijk is vanhet stabiliteitsconcept van het gebouw, de constructieve detaille-ringen, de vorm en doorsnede van de elementen enz.In de afgelopen jaren werdenenkele calamiteiten gerappor-teerd bij voorgespannenkanaalplaatvloeren tijdenshevige branden. Bij brandproe-ven en nader onderzoek werd ineen aantal gevallen voortijdigedwarskrachtbreuk vastgesteld.De vraag is dus: is dit een struc-tureel probleem is of een gebrekaan inzicht in de materie, metals gevolg een ondermaatsontwerp, ook bij de opstellingvan brandproeven. Dit artikelgeeft een gedetailleerde analysevan de invloed van brand opvoorgespannen kanaalplatenen verklaart de rol van deverbindingen met de oplegcon-structie.ir. Arnold Van Acker1)In het kader van de Europese regelgeving is er enkele jarengeleden een initiatief genomen door Werkgroep 1 `Construc-tieve prefab producten van beton' van TC229 `Prefab produc-ten in beton' om Annex G in de productnorm EN 1168`Vooraf vervaardigde betonproducten ? Kanaalplaatvloeren'aan te passen. Deze informative annex G `Fire resistance' hadimmers getabuleerde waarden, die niet conservatief genoegwaren. Bovendien bestonden er vragen over dwarskracht enfoto:VBI1) De auteur is namens Belgi? in diverse commissies werkzaamgeweest bij onderzoek naar brandwerendheid van kanaalplaatvloe-ren zoals TC229, werkgroep 1, task group "Hollow Core" en CERIB.Momenteel is hij gepensioneerd, maar nog steeds actief betrokken bijdiverse onderzoeken als expert bij de Belgische Betonfederatie FEBE.themaBrandveiligheid kanaalplaatvloeren7200912stelde aanpalende elementen. De kracht die gedeeltelijk door deschuifsterkte van de langsvoegen kan worden opgewekt, kanoplopen tot 0,25 tot 0,40 N/mm? [4]. Ook door de verbindings-wapening in de druklaag met de gevel kan een aanzienlijkelangskracht worden opgenomen.Thermische uitzetting in de dwarsrichtingDe opwarming van de vloer geeft ook aanleiding tot uitzettingenin dwarsrichting. Net zoals bij de uitzetting in langsrichting,wordt de zijdelingse uitzetting van de onderflens in meer ofmindere mate door de omliggende vloer verhinderd, afhankelijkvan de locatie van de brand en de constructieve detaillering vande randconstructie. De zijdelingse uitzetting van de vloer kanaccumuleren in de uiterste kanaalplaten en kan hierdoor dwarseschuifspanningen in de ribben opwekken. Tijdens brandproevenwerden soms fijne horizontale scheurtjes vastgesteld op halveBij werkelijke branden in betonnen constructies is vastgestelddat het bezwijken zelden plaatsvindt door de vermindering vande materiaaleigenschappen bij hogere temperaturen, maarbijna altijd door het onvermogen van de constructie de optre-dende thermische vervormingen op te nemen. Gelukkighebben betonconstructies niet alleen een grote brandweer-stand, maar ook een groot incasseringsvermogen dankzij hunrobuustheid en de mogelijkheden tot herverdeling van debelastingen. Instortingen door brand treden dan ook uiterstzelden op bij betonconstructies. Dit is ook het geval voor voor-gespannen kanaalplaatvloeren.Thermische uitzetting in de langsrichtingWanneer brand optreedt in het midden van een grote vloerop-pervlakte, zal de thermische uitzetting van de aan brand bloot-gestelde elementen worden verhinderd door de omringendevloerconstructie. Door deze verhindering ontstaan belangrijkedrukkrachten in de aan brand blootgestelde elementen. Ditwerd bijvoorbeeld aangetoond tijdens een brand in een kleinetijdelijke opslagruimte in het midden van een verdiepingsge-bouw tijdens de uitvoering. Door de hevige brand van enkelevaten brandstof in de opslagruimte, ontstond een zeer hogelokale temperatuur. De thermische uitzetting van de kanaal-plaatvloer boven de brand werd volledig verhinderd door deomringende vloerconstructie. Door de grote ge?nduceerdedrukspanningen werd de vloer lokaal omhoog gedrukt ensprongen grote schollen beton uit de onderflens van enkeleplaten.Wanneer de brand aan de rand van een gebouw optreedt, zal deverhindering kleiner zijn, afhankelijk van de stijfheid van derandconstructie. In het voorbeeld van figuur 1 wordt de uitzet-ting van de vloer boven de brand verhinderd door de randko-lom, die de ge?nduceerde drukkrachten overdraagt op devloeren boven en onder de aangetaste vloer.Bij een lokale brand ontstaat er eveneens een verhinderingdoor de niet aan brand blootgestelde aanpalende vloervelden,via de randbalken en de gevelconstructie. De schijfwerking vande vloer, soms versterkt door een constructieve druklaag, en deverankering met de gevel en met de randbalken, zorgen voor deoverdracht van de uitzettingskrachten naar de niet-blootge-druk100H H1200 300 400 500trektemperatuursgradi?ntdruk6betonspanningen in N/mm2120 min90 min60 min30 minplaatdikte260mm4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -142468101214161820222426123Brandveiligheid kanaalplaatvloeren 72009 131 Voorbeeld van mogelijke blokke-ring door het effect van de rand-constructie2 Spanningsverdeling over dedwarsdoorsnede van een kanaal-plaat bij brand: drukspanningenin de onderkant van de plaat dievlug overgaan in trekspanningenhogerop. Verder opwaarts wordtde doorsnede opnieuw onder-worpen aan drukspanningen3 Voorbeeld van berekend span-ningsverloop over de dwarsdoor-snede van een kanaalplaat van265 mm dikte na 30, 60, 90 en120 minuten ISO-brand. Degestreepte lijn stemt overeen metde treksterkte van het beton4 Scheurpatroon in de ribben vaneen kanaalplaat tijdens eenbrandproef bij TNO5 Illustratie van horizontale schuif-spanningen in de dwarsdoorsne-de van kanaalplaten ten gevolgevan de voorspanning en de ge?n-duceerde thermische spanningentot de spanning opnieuw de trekgrens bereikt in de volgendescheur. Dit gebeurt met intervallen van 150 tot 200 mm.Een bijkomend gevolg van de hiervoor vermelde spanningsver-deling over de dwarsdoorsnede is het ontstaan van schuifspan-ningen in de overgangszone tussen de ge?nduceerde thermischetrek- en drukkrachten (fig. 5).Ten slotte zijn er ook nog de normale schuifspanningen tewijten aan het eigengewicht en de nuttige belasting van deplaten.De complexe spanningstoestand, aanwezig in de dwarsdoor-snede van een aan ISO-brand blootgestelde kanaalplaat, bestaatuit:? ge?nduceerde thermische spanningen die aanleiding geventot verticale scheurtjes op regelmatige tussenafstanden in deribbetjes, in combinatie met horizontale trekspanningentussen de scheuren;? horizontale schuifspanningen van thermische oorsprong inhet onderste deel van de doorsnede te wijten aan de overgangvan druk naar trek;? schuifspanningen in de ribben door het eigengewicht en debelasting;? schuifspanningen door de introductie van de voorspankracht.Vloeren met ingeklemde opleggingenTijdens een brand zullen enkelvoudig opgelegde elementendoorbuigen door de uitzetting van de ondervezel. In een door-gaande vloerconstructie wordt deze doorbuiging beperkt doorde doorlopende wapening aan de bovenzijde van de vloer.Hierdoor neemt het steunpuntsmoment toe in functie van dehoeveelheid bovenwapening (fig. 6). Als gevolg hiervanontstaan drukspanningen in de onderflens van de platen in denabijheid van de oplegging. Over het steunpunt doorgaandekanaalplaatvloeren worden daarom afgeraden.hoogte van de platen. Deze waren te wijten aan de differenti?leuitzetting van de bovenflens ten opzichte van de onderflens,vooral bij testvloeren met een gewapende druklaag. In de meestebrandproeven op kanaalplaten zonder gewapende druklaag, leidtdeze differenti?le uitzetting tot verticale scheuren door dekanalen heen. Dit komt door de kleinere doorsnede van deflenzen ten opzichte van de totale doorsnede van de ribbetjes. Ingeen van de beschouwde gevallen hebben deze horizontalescheurtjes echter tot bezwijken van de testvloer geleid.Ge?nduceerde thermische spanningen over dedwarsdoorsnedeKanaalplaatvloeren worden tijdens een brand ook onderwor-pen aan ge?nduceerde thermische spanningen over hun door-snede. Door de opwarming van de onderkant zal het element inlangsrichting kromtrekken. De vervorming van de doorsnedeis echter niet evenredig met de temperatuursgradi?nt, omdatdeze laatste niet lineair is. Daardoor ontstaan inwendige span-ningen over de doorsnede: drukspanningen in de boven- enonderzijde van de platen en trekspanningen in het centralegedeelte (fig. 2). De trekspanningen kunnen zo groot zijn dat zede treksterkte van het beton overschrijden.De aangegeven trekspanningen overtreffen de treksterkte vanhet beton in de middenzone van enkelvoudig opgelegdeplaten. Berekeningen tonen aan dat dit reeds gebeurt na onge-veer 20 tot 40 minuten ISO-brand. Hierdoor ontstaan verti-cale scheurtjes over de hele lengte van de ribben, met eentussenafstand van ongeveer 150 tot 200 mm. Figuur 3 toonthet berekeningsresultaat van een kanaalplaat van 265 mmdikte die aan een ISO-brand werd onderworpen en waarbij deuitzetting in langsrichting vrij was [5]. De berekeningenwerden gedaan door de Universiteit van Luik ? DepartementMechanica en Civiele Techniek. De gevonden drukspannin-gen in de onderflens na 30 minuten brand waren in de ordevan 8 tot 16 N/mm? [5].Foto 4 toont het scheurpatroon in de ribben van een versmaldekanaalplaat tijdens een proef in het laboratorium van TNO teDelft [6]. De scheurverdeling over de gehele lengte van de plaatkomt doordat de ge?nduceerde trekspanningen constant zijnover de gehele lengte. Ter plaatse van een scheur wordt de trek-spanning nul. Deze bouwt zich weer op tussen twee scheuren45schuifkrachtbij brandschuifkrachtkamertemperatuurthemaBrandveiligheid kanaalplaatvloeren72009146 Voorbeeld van de evolutie van het steunpuntsmoment in eencontinue vloerconstructie tijdens een brand: de blauwe lijn isbij kamertemperatuur, de oranje bij brand7 Breukpatroon van een voorgespannen kanaalplaat tijdensbrand: figuur 7a toont het ontstaan van verticale scheurtjes tewijten aan differenti?le thermische spanningen over de plaat-doorsnede; figuur 7b toont het doorlopen van de verticalescheurtjes in de horizontale scheurtjes, te wijten aan bijko-mende schuifkrachten8 Model voor de bepaling van de dwarskracht- en veranke-ringssterkteDe indringing van de voorspanstrengen is te wijten aan radialemicroscheurtjes in het beton rond de strengen, die reedsontstaan bij het doorzagen van de platen tijdens de productie.Gedurende de verdere hydratatie van het beton worden dezescheurtjes overbrugd door kristalgroei, maar gaan weer open-staan bij de thermische uitzetting tijdens een brand. Daarbijkomt nog dat de strengen zich bevinden in de zone van dedwarsdoorsnede die op trek wordt belast door de ge?nduceerdethermische spanningen, waardoor de slip nog toeneemt.De slip van de strengen wordt be?nvloed door de diameter vande strengen (kleine diameters vertonen minder slip dankzij dekleinere contactspanningen), de treksterkte van het beton enhet omhullen van de strengen met wapening. Voorspandradenvertonen normaliter geen significante slip.De verhinderde uitzetting in de dwarsrichting van de platentijdens een brand draagt eveneens positief bij tot de veranke-ring van de voorspanwapening. Proeven op voorgespannenbetonelementen hebben inderdaad bewezen dat het omsluitenvan de betonmassa rond de strengen een mogelijke slip totaalvoorkomt. De dwarse trekbandwapening bij de opleggingenvan de vloeren, speelt in zekere mate de rol van een omhul-lingswapening rond de strengen.Vloeroplegging met verhinderde vervormingKanaalplaatvloeren met momentvaste steunpuntsverbindingenen/of blokkering van de uitzetting in langsrichting, kunnenbezwijken door te grote drukspanningen in de aan brand bloot-gestelde onderflens. Er zijn verschillende mogelijke oorzaken,die afzonderlijk of in combinatie kunnen optreden. De druk-spanningen moeten worden beperkt tot de gemiddelde druk-sterkte van het beton in de onderflens met verhoogte tempera-tuur (d, fcd, ). De volgende oorzaken kunnen aanleidinggeven tot deze drukspanningen:BreukmechanismenEnkelvoudig opgelegde vloerenFiguur 7 toont het bezwijkscenario van een voorgespannenkanaalplaat door dwarskracht bij brand. Na een kritischebrandduur, gelegen tussen 20 en 40 minuten ISO-brand,ontstaan verticale thermische scheurtjes in de ribben van deplaten (fig. 7a). Bij verdere blootstelling ontstaan er eveneenshorizontale scheuren in de zwakste sectie van de dwarsdoor-snede. Deze zijn te wijten aan schuifspanningen van thermi-sche oorsprong en schuifspanningen door eigengewicht,nuttige belasting en de introductie van de voorspanning (fig.7b). Voor ronde kanalen ligt deze sectie in het midden van dedwarsdoorsnede, voor meer rechthoekige kanalen eerder naarde onderkant toe. De plaat bezwijkt wanneer de horizontalescheuren de verticale ontmoeten.Het fenomeen wordt vanzelfsprekend be?nvloed door degrootte van de nuttige belasting, de grootte van de voorspan-kracht en de totale ribdikte van de platen. Ook de dikte van deplaat zelf speelt een rol.Het breukmechanisme kan ook worden be?nvloed door moge-lijk slippen van de strengen. Het fenomeen werd herhaaldelijkvastgesteld tijdens brandproeven op individuele kanaalplaten.61) Bij het bepalen van de verankeringscapaciteit van de langswapening in het steun-punt wordt rekening gehouden met de invloed van de betonmassa op de tempera-tuursverdeling, door de gemiddelde temperatuur mvan de strengen op de opleg-ging te nemen.2) Als de langswapening gelegen is op ongeveer halve hoogte van de plaat, mag desterktereductiefactor gelijk aan 1 worden genomen.3) De waarden van CRd,cen k1kunnen worden gevonden in de Nationale Bijlage. Deaanbevolen waarden zijn CRd,c= 0,18, k1=0,15.VRd,c,fi/Vrd,c,cold(%) 160 200 240-280 320 360-400REI 60 70 65 60 60 55REI 90 65 60 60 55 50REI 120 60 60 55 50 50REI 180 45 50 50 45 45Tabel 1 Tabelwaarden voor dwarskrachtsterkte en verankeringscapaciteit van kanaalplaten bijbrand. De gegeven waarden worden uitgedrukt in een percentage van de berekendesterkte bij kamertemperatuur volgens de richtlijnen van EN 1168De waarden van tabel 1 gelden voor voorgespannen kanaalplaten met doorgezaagde stren-gen aan de uiteinden van de elementen, en een doorsnede van de langse verbindingswape-ning van 1,88 cm?/m in de breedterichtingBrandveiligheid kanaalplaatvloeren 72009 15? betonspanningen in de onderflens door het steunpuntsmoment;? bijkomend negatief steunpuntsmoment door de verhinderdethermische doorbuiging van de vloer in de langse richting;? voorspankracht;? drukspanningen in de onderflens door de temperatuursgra-di?nt over de dwarsdoorsnede;? drukspanningen door mogelijk verhindering van de thermi-sche uitzetting door de omringende constructie;? verhinderde doorbuiging van de vloer door een zeer dikke enstijve druklaag.BerekeningsmethodeGrondslag voor de berekeningDoor CERIB - het Franse onderzoekscentrum voor de prefabindustrie - werd een methode opgesteld voor het berekenen vande dwarskrachtsterkte van voorgespannen kanaalplaatvloeren,onderworpen aan een ISO-brand. De berekening gaat uit van deformule voor de dwarskracht-buigbreuk in Eurocode 2. Volgensde Eurocode is deze toepasbaar in de zone waar buigscheurenkunnen optreden. Bij brand is de middensectie van de kanaalpla-ten gescheurd over de gehele lengte van de platen, en dus ook inde oplegzone. Vandaar de keuze voor de formule van de dwars-kracht-buigbreuk, eerder dan de dwarskracht-trekbreuk die voorongescheurde doorsneden geldt. Deze formule werd door CERIBaangepast voor de brandsituatie. De validiteit van de methodewordt bewezen door een theoretische analyse met de eindige-elementenmethode en de zeer goede overeenstemming metnegen proefresultaten, waarbij dwarskrachtbreuk is opgetreden.BerekeningsmethodeBij het opstellen van het rekenmodel werd uitgegaan van eengelijktijdig optreden van buiging, dwarskracht en verankering vande voorspanwapening. Het model is weergegeven in figuur 8.De formule van Eurocode 2 voor het bepalen van de dwars-kracht-buigbreuk in een doorsnede van elementen zonderdwarskrachtwapening (formule 6.2.a) werd als volgt aangepastvoor de situatie bij brand:VRd,c,fi = [CRd,c ? k ? (100 ? l,fi ? fc,fi,m)1/3+ k1 ? cp,fi ] ? bw ? d7a 7b 8waarbij:l,fiis het equivalente langswapeningspercentage= FR,a,fi______5001____bw dbwis de totale breedte van de doorsnede van de ribbend is de effectieve plaatdikte, zoals aangenomen bij kamer-temperatuurFR,a,fiis de trekkracht van de voorspanwapening en verbin-dingswapeningen die in de oplegging verankerd zijn:= FR,a,fi,p+ FR,a,fi,swaarbij:FR,a,fi,pis de trekkracht van de voorspanwapeningwelke verankerd is in de oplegging= min(Apx ? fbpd,fi______2; Ap 0,9 fpk kp ())FR,a,fi,sis de trekkracht van de verbindingswapenin-gen welke in de oplegging verankerd is= As fyk ks ()kp(m) is de sterktereductiefactor voor voorspanstaalbij temperatuur m, volgens EN 1992-1-2clausule 4.2.4.3. 1) 2)ks(m) is de sterktereductiefactor voor gewone wape-ning bij temperatuur m, volgens EN 1992-1-2clausule 4.2.4.3. 1) 2)cp,fiis de gemiddelde drukspanning in de betondoorsnedebij brand,= min(kp() cp, 20?C;FR,a,fi,p_____Accp, 20?is de drukspanning in de betondoorsnede ten gevolgevan de voorspankracht bij kamertemperatuurAcis de oppervlakte van de betondoorsnedefc,fi,m is de gemiddelde betondruksterkte bij hoge temperatuur,fc,fi,mdie gelijk genomen mag worden met de betondruk-sterkte voor de temperatuur op halve hoogte in de ribk = 1 +____200____d 2,0 met d in mmCRd,c= 0,18 3)k1= 0,15 3)themaBrandveiligheid kanaalplaatvloeren7200916De horizontale scheurtjes in de ribben spelen klaarblijkelijkeen rol in de overdracht van de schuifkrachten bij kanaalpla-ten bij brand. De verticale scheurtjes alleen zullen niet open-gaan door de ge?nduceerde drukspanningen in de boven- enonderflenzen van de platen, en de voorspanwapeningen in deonderflens. De schuifsterkte wordt pas kritisch, wanneer dezeverticale scheurtjes verder doorlopen; hetzij in verticale buig-scheuren door de onderflens, hetzij in de horizontale scheur-tjes in de ribben. Aangezien echter de dwarsdoorsnedegewoonlijk veel zwakker is ter plaatse van de ribbetjes dan terplaatse van de onderflens, lopen de dwarskrachtscheureneerder verder door in horizontale richting, dan verticaal doorde onderflens heen.De oplossing van het probleem ligt derhalve in het realiserenvan het interlocking effect door zowel de horizontale als deverticale scheurtjes heen. De verbindingen met de oplegcon-structie spelen daarom een cruciale rol in de dwarskrachtcapa-citeit van kanaalplaten bij brand. Hun voornaamste rol is hetdichthouden van de horizontale en verticale scheurtjes.Tijdens brandproeven werd vastgesteld dat de horizontalewapening in opgevulde sleuven op zichzelf niet volstaat [6].Figuur 10 toont een proefopstelling bij TNO te Delft, waarbijeen uitgezaagd plaatsegment voorzien was van een opgevuldesleuf, waarin een wapening was geplaatst die enkel horizontaalin een kleine dwarsbalk verankerd zat.Tijdens de brandproef werd voortijdige dwarskrachtbreuk vast-gesteld. Door het ontbreken van een verticale verbindingswa-pening met de oplegging, was er geen interlocking effect in dehorizontale scheuren. Deze liepen daardoor onder de opvullingdoor, en de plaat bezweek.Een bijkomend bewijs van de effectiviteit van de opsluiting vanhorizontale scheurtjes op de dwarskrachtsterkte wordt gegevendoor navolgende, in Finland uitgevoerde experimenten. In hetMet de bovenstaande vergelijking werd tabel 1 opgesteld die dedwarskrachtsterkte en verankeringscapaciteit van kanaalplatengeeft voor de overeenstemmende brandduur.Voor het bepalen van de buigsterkte bij brand wordt verwezennaar EN 1168 en EN 1992-1-2. De tabelwaarden voor de mini-mumplaatdikte in EN 1168 werden evenwel aangepast.Constructieve detailleringIn de hiernavolgende sectie wordt de ontwerpfilosofie uitgelegdom de vereiste dwarskrachtsterkte bij brand van kanaalplaatvloe-ren te verkrijgen en worden praktische voorbeelden gegeven vanverbindingen die aan de gestelde eisen beantwoorden.Enkelvoudig opgelegde vloerenOm voldoende dwarskrachtcapaciteit te verkrijgen, moet ervoorworden gezorgd dat mogelijke verticale en horizontale scheurenin de ribben van de elementen gesloten blijven. Hierdoor wordtde overdracht van schuifkrachten mogelijk door het zogenoemdeopsluitingseffect (interlocking effect). Gescheurde betondoor-sneden kunnen inderdaad even goed dwarskracht opnemen alsongescheurde doorsneden, op voorwaarde dat de scheur nietopengaat. De scheurranden zijn immers ruw en door de vertan-ding kunnen schuifkrachten worden overgedragen (fig. 9). Doorde wigvorming bij de krachtsoverdracht ontstaan zijdelingsetrekcomponenten. Bij holle vloeren worden deze opgenomendoor de dwarse trekbandwapening aan de opleggingen.9minimum afmetingenvereiste brandklasse REIREI 60 REI 90 REI 120 REI 180plaatdikte 130 160 200 250Wanneer een druklaag of egaliseerlaag wordt gebruikt, mag de dikte van deniet-brandbare laag in rekening worden genomen voor de scheidingsfunctiebij brand.Tabel 2 Waarden voor de minimumplaatdikte in functie van de vereiste brandduur600bovenzichtAA ABAA? 8 roloplegging lijnlast B25? 12AA AA109Brandveiligheid kanaalplaatvloeren 72009 17Kanaalplaatvloeren met opsluiting in de opleggingenMen moet er bij het ontwerp zo veel mogelijk naar streven druk-spanningen in de onderflens te beperken. De volgende aanbevelin-gen zijn van toepassing:? Kanaalplaten worden het beste enkelvoudig opgelegd.? De verbindingswapening tussen de kanaalplaten en de draagcon-structie wordt bij voorkeur geplaatst in het midden van dekanalen en niet in de druklaag, om de hefboomsarm van de ge?n-duceerde thermische doorbuigingskracht te beperken (fig. 12).? De verticale stijfheid van de druklaag moet beperkt blijven. Dedikte van de druklaag bedraagt het beste niet meer dan50 mm in het midden van de overspanning, om de thermischedoorbuiging van de vloer mogelijk te maken, waardoor op hunbeurt de drukspanningen in de onderflens zullen verminderen.? Maak als het kan de thermische langsuitzetting van de vloer bijde oplegging mogelijk.? De zijdelingse uitzetting van de vloer kan worden tegengewerktdoor een stijve randconstructie. laboratorium van VTT werden in het verleden verschillendebrandproeven op kanaalplaten uitgevoerd waarbij de plaatuit-einden werden omsloten met stalen banden. De banden warenin feite bedoeld om de zijdelingse uitzetting te blokkeren. Dekanaalplaten waren 265 mm dik, de overspanning was 5,18 men de belasting 10,8 kN/m?. Er waren geen andere verbindin-gen. De afgesproken brandduur was 60 minuten en er werdgeen breuk vastgesteld. De slip van de voorspanstrengenbedroeg 1 tot 3 mm. De banden hebben een duidelijke rolgespeeld in het realiseren van het interlocking effect in delangsscheuren en in het behoud van de dwarskrachtsterkte,ondanks de hoge belasting.Uit het voorgaande blijkt dat de verbindingen met de oplegcon-structie een cruciale rol spelen in de dwarskrachtcapaciteit vankanaalplaten bij brand. Hun voornaamste rol is inderdaad hetdichthouden van mogelijke horizontale en verticale scheurtjes.Er zijn verschillende mogelijkheden deze functie te realiseren.Hun doeltreffendheid werd ten overvloede bewezen tijdenstalrijke proeven in diverse laboratoria:Kettingwapeningen om de platen te verbinden met deoplegconstructieDe stekbeugels uit de oplegbalk of wand, samen met de langsetrekbandwapening in open sleuven of langse voegen, verzeke-ren de verticale opsluiting van de plaat met de oplegconstruc-tie, en beletten dat de horizontale scheurtjes in de onderkantvan de ribbetjes opengaan.Verticale drukkrachten op het uiteinde van de kanaalplaat (fig. 11)In sociale woningbouw worden de kanaalplaten vaak op dedragende wanden opgelegd zonder enige verbindingswapening.De drukkracht van de bovenliggende constructie kanvoldoende zijn om mogelijke horizontale scheurtjes tijdens eenbrand gesloten te houden en aldus het opsluitmechanisme voorde overdracht van dwarskrachten mogelijk te maken. literAtuur1 EN 1992-1-2: Eurocode 2: Design ofconcrete structures ? Part 1-2: General rules? Structural fire design (december 2004)2 CEB Bulletin N? 208 - Fire design ofconcrete structures. Comit? Euro-Interna-tional du B?ton, July 19913 Acker, A. Van, Shear resistance ofprestressed hollow core floors exposed tofire. Journal of the fib - Structural Concrete,2003 No. 44 Elliott, K.S., Davies G., and Omar, W., Experi-mental and theoretical investigation ofprecast concrete hollow-cored slabs usedas horizontal floor diaphragms. StructuralEngineer, 1992, No. 105 Recherche SSTC: Normalisation,programme d'appui ? la normalisationnationale et Europ?enne en s?curit? d'in-cendie. El?ments pr?fabriqu?s en b?tonpr?contraint, dalles alv?ol?es6 Fellinger, J., Shear and anchorage behav-iour of fire exposed hollow core slabs.ISBN 90-407-2482-27 Test report hollow core slabs PAL 4337? Technical Reseach Centre of FinlandVTT, Fire Technology Laboratory,13.09.19848 Back ground document`Shear resistanceof prestressed hollow core floors'? CENTC229 Ad Hoc Group`Fire resistance ofhollow core floors' August 200911 129 Principe van de schuifkrachtoverdrachtdoor het opsluitingseffect10 Proefopstelling met opgevuld kanaal aanhet uiteinde van de plaat11 Voorbeeld van een wand-vloerdetaille-ring bij kleine woongebouwen12 Voorbeeld van een oplegverbinding tus-sen kanaalplaten en gevelelementenkettingwapening ophalve hoogte in de kanaalplaat