ing.M.H.W.PetersNederlandse Spanbeton Mij BV,Alphen aid RijnCement XXIX (1977) nr. 5Geprefabriceerdevoor?gespannen vloeren zonderdruklaagVoor- en nadelen van ter plaatse gestorte druklagenSinds enige tientallen jaren zijn er in Nederland en daarbuiten vloersystemen op de markt, inprincipe bestaande uit geprefabriceerde onderdelen die op de bouwplaats, door middel vaneenter plaatse te storten laag, tot ??n vloergeheel worden samengevoegd. Deze vloersystemenhebben in de praktijk hun nut en daarmee hun recht van bestaan aangetoond.Bij deze vloersystemen vervult de al dan niet gewapende betonnen druklaag meerdere belang-rijke functies:? De druklaag vormt in de definitieve toestand de gehele of gedeeltelijke drukzone van de hoofd-zakelijk op buiging belaste vloer.? Door middel van deze druklaag wordt de dwarskoppeling tussen de afzonderlijke vloerdelentot stand gebracht.? De op de bouwplaats aan te brengen druklaag biedt de mogelijkheid optredende hoogtever-schillen te egaliseren.? In deze druklaag kan, zo nodig, stabiliteitswapening worden opgenomen.Tegenover deze voordelen van de ter plaatse gestorte druklaag staat een aantal belangrijkenadelen:? Wanneer zo'n druklaag werkelijk als drukzone wil functioneren, dan moet de hechte samenwer"king tussen prefabdeel en ter plaatse gestort beton verzekerd zijn. In het aansluitvlak moetenschuifspanningen kunnen worden opgenomen. Uit waarnemingen aan gerealiseerde projectenis komen vast te staan, dat van deze hechte samenwerking, zonder wapening, niet altijd sprakeis. Mogelijke oorzaken hiervan zijn de optredendekrimpverschillen en de vervuiling van hetaanhechtvlak v??r het storten.? Om als dwarskoppeling te kunnen functioneren, moeten verticale trekkrachten loodrecht op hetgrensvlak kunnen worden opgenomen. Ook dit blijkt zonder speciale voorzieningen niet altijdmogelijk.? De betonspecie, gebruikt voor de druklaag, blijkt in de praktijk door de geringe laagdikte en degeringe hoeveelheid van een matige kwaliteit te zijn. Een karakteristieke sterkte van meer dan22,5 N/mm2wordt nauwelijks haalbaar geacht, terwijl een karakteristieke sterkte van 52,5 N/mm2voor het geprefabriceerde element geen enkel probleem vormt. De bijdrage van de druklaagaan het draagvermogen van de vloer blijkt dan ook niet groot te zijn.? Het aanbrengen van de druklagen be?nvloedt het bouwschema in belangrijke mate. Bij het aan-brengen tijdens de montage van de elementen ontstaan vaak conflicten om het kraangebruik.Het storten na de montage geeft zeker bij hoge gebouwen extra complicaties voor de specie-aanvoer. Het storten van een vloer verdiepingsgewijs, aansluitend aan de montage van die ver-dieping, geeft beurtelings ernstige discontinu?teiten in het werk van het montagebedrijf en indat van de aannemer. Dit alles in tijd uitgedrukt betekent vaak, dat de ruwbouwvloerbetrekke-lijk laat voor de afbouwfase ter beschikking komt.Deze nadelen liggen dan ook ten grondslag aan het besluit om in het Ergon-systeem voor deutiliteitsbouw van deze ter plaatse gestorte druklaag af te zien. Het zal duidelijk zijn, dat hetfunctioneren van de vloeren hier niet nadelig door mag worden be?nvloed.Om dit te kunnen vaststellen, moeten eerst de verschillende functies van vloeren worden onder-kend:? De vloeren vormen een ruimtescheidend element en moeten daarom aan de normale eisen voorgeluidsisolatie voldoen. Voor zover deze eigenschap van de vloer zelf afhangt, is dat een functievan de massa van de vloer en het maakt geen verschil of eraldan niet een ter plaatse gestortedruklaag wordt aangebracht.? Devloeren dragen de verticale belastingen. Onderworpen aan de karakteristieke belastingen,moet worden voldaan aan eisen ten aanzien van breukveiligheid, 9cheurveiligheid en doorbui-ging. Een geprefabriceerd vloerelement met een hoge betonkwaliteit en een constructiehoogtegelijk aan die van een samengestelde constructie, zal gemakkelijker aan deze eisen kunnenvoldoen.? De vloeren moeten in staat zijn ongelijkmatige belastingen te kunnen dragen, zonder dat daarbij189i.l\15%177.20%7fD20%177.13Y.1Proefveld van SP vloerplatenstorende doorbuigingsverschillen optreden. Aan dit facet werd een uitgebreide studie gewUd,waarop in het navolgende nader zal worden ingegaan.? De vloeren moeten in staat zUn hun bUdrage te leveren in het stabiliteitsgedrag van gebouwenmet meerdere verdiepingen. Ook dit werd uitgebreid onderzocht en zal hier worden behandeld.Spreiding van geconcentreerde lasten op vloerenIn het kader van de interindustri?le studiegroep voor de BouwnUverheid (IC-IB), een stichtingwaarin onder meer de Belgische overheid, de aannemers en de betonindustrie?n participeren,is een uitgebreide studie verricht naar het functioneren van voegen tussen prefabvloerplaten.De in het kader van dit onderzoek uitgevoerde proeven zUn verricht in de laboratoria van deuniversiteiten te Brussel, Gent, Leuven en Luik. In dit onderzoek waren tevens de SP- en TIP-vloerplaten opgenomen.Het onderzoek-programmaMet vloerelementen van ware grootte werden vloervelden samengesteld. De verbindingenwaren overeenkomstig de praktUkuitvoering, namelUk ringbalk aan de koppen en specievoegen.Het totale programma bestond uit drie series proeven:? Dynamische en statische belasting op het vloerveld; het aangrUpingspunt van de belasting wasdaarb? vari?rend.? Statische belasting tot breuk; de belasting stond in het hart van het veld.? Lange-duurbelasting op het vloerveld; de belasting werd gedurende 6 maanden wekel?ksverhoogd en daarna gedurende 6 maanden constant gehouden. Het verschil in belasting op deafzonderlUke elementen was vari?rend.De volledige proevenserie is nog niet afgerond. HierbU volgt een overzicht van de tussentUdseresultaten.SP-vloerHet proefveld bestond uit 6 platen, 200 mm dik, 1200 mm breed en 6 m lang (veld van 6 X 7,20 m)(fig. 1). BU de statische belasting tot breuk werd de belasting geplaatst op de beide midden-platen op een afstand 1/3 en 2/3 f vanaf de oplegging.BU een referentieproef aan een afzonderlijke plaat werd vastgesteld dat bU dit belastings-schema het scheurmoment werd bereikt bij P = 60 kNo Deze belasting geplaatst op het vloer-veld,gaf een verdeling als aangegeven in tabel 1. De verdeling werd afgeleid uit de vervormin-gen.Tabel 1element% 14%216%320%420%516%614%2Proefveld van TIP vloerplatenCement XXIX (1977) nr.5Een dynamische belasting met 3 maal 200000 lastwisselingen en met een frequentie van 2 Hz,vari?rend tussen 1 en 1,5 maal de gebruiksbelasting, werd aangebracht. Na deze wisselingenwerd centrisch tot breuk belast. De breukbelasting van de afzonderlUke plaat bedroeg 99 kN,de breukbelasting van de gehele vloer 337,5 kNo Hieruit blUkt, dat de zwaarst belaste plaat inhet breukstadium maximaal 30% van de totale belasting kan opnemen. In figuur 1 is hetscheurenpatroon ingetekend.TTP-vloerHet proefveld bestond uit 3 platen TIP 450/2400 lang 9 m'. De standaardverbindingen zUn aan-gebracht. BU de statische belasting tot breuk werd de middelste plaat belast op 113 en 213 f(foto 2).1903Optredende scheuren in het proefveld vanTTP vloerplatenTabel 24Fictieve vloer van SP platen met optredendemomenten-en dwarskrachtenl?nenCement XXIX (1977) nr.5De gebruiksbelasting op een enkele plaat bedraagt 250 kN (15,5 kN/m2).Een belasting op de gehele vloer gelUk aan 1,5 maal de gebruiksbelasting op een enkele plaatverdeelt zich als aangegeven in tabel 2.element 1 2 3% 27% 46% 27%rib l' 1" 2' 21/ 3' 3"% 10% 17% 23% 23% 17% 10%Ook deze vloer werd vooraf aan een wisselbelasting onderworpen. De spreiding varieertslechts weinig bU het toenemen van de belasting. Bij P = 2 maal de gebruiksbelasting op eenenkele plaat was de gemeten verdeling 23% - 54% - 23%.BU 630 kN traden langsscheuren tussen de ribben op en ontstonden diagonaalsgewijs verlopen-de scheuren (foto 3).BU 660 kN (2,5 tot 3 maal gebruiksbelasting enkele plaat) braken de laskoppelingen.Geconcludeerd mag worden dat de samenwerking goed is en dat de dynamische belasting geennadelige invloed op de voegen had.Schijfwerking van vloeren zonder druklagenBij gebouwen met meer verdiepingen kan de stabiliteit worden ontleend aan:? buigstUf met de fundering verbonden kolommen;? de dragende gevelconstructie;? toegevoegde stabiliteitsvoorzieningen in de vorm van wanden of schachten.Vooral in de twee laatstgenoemde gevallen wordt een beroep gedaan op de schijfwerking vande vloeren om alle op het gebouw aangrijpende belastingen af te voeren naar de stabiliserendedelen.Het probleem zal nu nader worden behandeld aan de hand van een fictieve plattegrond (fig.4),die is opgevuld met SP-platen (n-stuks). De oplossingen bU vloeren met TIP-platen verlopenanaloog en zullen hier verder onbesproken blUven. De stabiliteit wordt geleverd door de beidekopgevels. Op deze constructie werkt een horizontale belasting (bUv. wind).De horizontale belasting grijpt aan op de gevels, wordt door de vloeren naar de stabiliteits-wanden geleid en vandaar overgebracht naar de fundering. Dit belastinggeval laat zich sche"matiseren tot een ligger op twee steunpunten, met een gelijkmatig verdeelde belasting over degehele lengte.Daarbij treden een momenten- en een dwarskrachtenlijn op als in figuur 4 getekend.H I b d Mq (n . 1,2)2 2?et maxima e moment e raagt = 8 = 0,18 qnDe maximale dwarskracht T = q (n~ 1,2) = 0,6 qnVoor de controleberekeningen hanteren wij de volgende uitgangspunten:1. De door het moment M veroorzaakte trek- en drukkrachten worden door ringbalken opgenomen.Voor de inwendige hefboomsarm wordt 0,9 b gehanteerd. De trekkra?hten worden constantgedacht over de gehele lengte.2. De voegen inde vloer kunnen de dwarskrachten opnemen. Alle voegen worden ontworpen opde grootste optredende schuifspanning. Dit zijn veilige uitgangspunten, aangezien hierbij debuig- en afschuifsterkte van de ringbalkwordt verwaarloosd.191I~-