O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eB eves t ig i n g encement 1999 168William Vander Bracht en WilfriedRiemkens, Ergon, LierZowel in de kantorenbouw als in dewoningbouw wordt veelvuldig ge-bruik gemaakt van voorgespannenkanaalplaten. De holle kanalen leve-ren een aanzienlijke gewichtsbespa-ring op, waardoor met dit systeemoverspanningen tot meer dan 20meter kunnen worden bereikt. Degeringe dikte ter plaatse van dekanalen en de ligging van de voor-spanstrengen, beperken echter devrijheid om sparingen aan te bren-gen of ankers in te boren. Juist aande onderzijde van een vloer wordennogal eens constructies opgehangenaan de meest uiteenlopende bevesti-gingssystemen. Om de (on)mogelijk-heden daarvan eens in kaart te bren-gen, voerden het studiebureauTechnum en betonwarenfabrikantErgon een vergelijkend onderzoekuit. Directe aanleiding hiervoorvormde het in de praktijk bezwijkenvan zo?n ophanging.Dagelijks worden honderden lei-dingen, plafonds, verlichtingsar-maturen e.d. opgehangen aan deonderzijde van voorgespannenkanaalplaten. Over de juisteophangmethodiek bestaan geenalgemene stelregels. Het ontbre-ken van dergelijke regels is terugte vinden op de bouwplaats,alwaar de meest uiteenlopendeoplossingen voorkomen.Teneinde de bestaande theorie?nover deze materie wat uit te die-pen en te toetsen aan de werke-lijkheid, is in samenwerking metdrie fabrikanten van bevesti-gingsmiddelen een aantal proe-ven uitgevoerd. In een proefop-stelling in de fabriek van Ergonwerden de bouwplaatsomstan-digheden zo goed mogelijk nage-bootst. Van verschillende kanaal-platen (type SP, van 150 mm tot400 mm dik) zijn drie proefpla-ten opgesteld (foto 1, fig. 2),waarin de verschillende anker-fabrikanten hun gamma vanbevestigingsmiddelen hebbenaangebracht en beproefd (foto 3).B e l a s t i n g e nVerankeringssystemen wordenop drie manieren belast: trek,afschuiving en dynamische be-lasting. Aangezien het ophangenvan allerlei elementen aanleidingwas voor het onderzoek, is trekhet belangrijkst. Horizontalekrachten door onder meer hetuitzetten van leidingen, zijn veel-al minimaal, doordat in zulke ge-vallen de ophangsystemen voor-zien zullen zijn van scharnieren.Dynamische krachten komenmeestal slechts gedurende eenkorte periode voor. Indien eendergelijke belasting blijvend is,zal ook de vermoeiing moetenworden bekeken.Bevestigingssystemenkanaalplaten beproefd1 | Proefopstellingin de fabriek vanErgon. De driedeelnemendebevestigings-fabrikantenhadden elk eencompleet gammaaan kanaalplatentot hunbeschikking2 | Doorsnede vaneen SP 150 kanaal-plaat. De (eventue-le) plaats van devoorspanstrengenis aangegevenO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eB eves t ig i n g encement 1999 1 69Om een idee te hebben van detrekbelastingen die kunnen op-treden, is van een aantal veel-voorkomende objecten (plafonds,mobiele wanden, leidingen,kabelgoten, luchtkanalen, takels)het gewicht en de maximale tus-senafstand van de ophangpuntenopgezocht. Als uiterste voorbeel-den kwamen daaruit:? Plafonds. Variatie doorgaansvan 3 kg/m2 tot 20 kg/m2.Opgehangen aan een rastervan 60 cm x 60 cm, betekentdit een last van ongeveer 7 kgper punt.? Leidingen voor flu?da. Eenbuis van 200 mm diameter,wanddikte 7 mm, gevuld metwater weegt 56 kg/m.De maximale afstand tussentwee ophangpunten bij dezediameter is 7 m. De kracht perophangpunt is dus 392 kg.In de meeste gevallen liggen dewaarden van de ophanglastenhier tussenin. Bij het kiezen vande ophangsystemen voor ditonderzoek, is naar oplossingengezocht voor lasten tussen 10 en500 kg.B e v e s t i g i n g s s y s t e m e nHet belangrijkste criterium voorde keuze van het verankerings-systeem is uiteraard dat de aan-grijpende belastingen blijvenden op een veilige manier kunnenworden opgenomen. Daarnaastspelen ook de kostprijs van dematerialen en de montage een nietonbelangrijke rol. Andere crite-ria die de keuze mede kunnen be-palen, zijn onder meer de brand-werendheid, het gedrag in agres-sief milieu en de mogelijkheidtot plaatsingscontrole achteraf.Ook de fase waarin de bevesti-ging wordt geplaatst is een sterkdoorwegende factor. In te stortensystemen worden aangebrachtdoor de aannemer of de beton-warenfabrikant, terwijl ze laterdoor derden worden belast. Dejuiste plaats en belasting moetendan wel van tevoren bekend zijn.Achteraf aangebrachte ankersworden vaak door een en dezelf-de partij aangebracht en belast.Hierbij worden bijna altijd gatengeboord, al dan niet in de buurtvan strengen. Bij onoordeelkun-dig werk houdt dit een zeker risi-co in.Het zijn deze achteraf aange-brachte systemen die in dit onder-zoek zijn beproefd. Daarbij isonderscheid aangebracht tussenverankering door vormvergren-deling (o.a. spreidankers, tuimel-ankers en hollewandpluggen),wrijving (slagankers) en verlijming(chemische ankers).3 | Boren door eenkanaal. Aan hetuiteinde van hetboorgat wordtdoorgaans eenbetonkegelweggeslagen4 | Proefopstellingwaarbij het ankerwordt uitgetrokkenO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eB eves t ig i n g encement 1999 170P r o e v e nIn totaal werden ongeveer drie-honderd bevestigingen geplaatsten beproefd (foto 4). De inplan-ting gebeurde zowel in de kana-len als in de ribben. Reeds bij deplaatsing van de bevestigingenbleek dat de kwaliteit van de ver-ankering afhankelijk is van dezorg waarmee zij wordt uitge-voerd. De richtlijnen van defabrikant met betrekking totboordiameter, diepte en reinigenvan het boorgat en eventueelaandraaimoment dienen secuurte worden nageleefd. Ook zijn deonderlinge afstand tussen debevestigingen en de afstand totde rand van het element vanbelang.Bij het boren in de kanalen werdvastgesteld dat aan de uitgangvan het boorgat een kegel wordtweggeslagen. Van de betonschilonder het kanaal, die in diktevarieert van 20 mm (SP 150) tot40 mm (SP 400) gaat hierdooreen deel verloren.De boordiepte in de ribben wordtbeperkt door de ligging van devoorspanwapening. De beton-dekking onder deze wapening isamper 30 mm (45 mm voor welf-sels met brandwerendheid van120 min.). Het gamma pluggendat geplaatst kan worden in eenboorgat met zo'n geringe diepteis beperkt. Dieper boren houdthet gevaar in de voorspanwape-ning te raken en is uit den boze!In de tabel staan de belangrijksteproefresultaten vermeld.C o n c l u s i e sHet bevestigen van zware lastenaan kanaalplaten is slechtsmogelijk wanneer hiermee in hetontwerp rekening werd gehou-den. Uit eerder onderzoek bleekdat bij een plaat waar de belas-ting integraal op de onderzijdewerd aangebracht, de breuklastnauwelijks 45% bedroeg vandeze bij belasting op de bovenzij-de.Grote lasten kunnen slechts opeen veilige manier worden opge-hangen aan een draadstang doorde plaat heen, met een verdeel-plaat er bovenop.Verankering in de voegen van deplaten laat toe een regelmatigpatroon van ophangpunten tecre?ren met relatief goedkopemiddelen. De voegvulling dienthierbij echter uitgevoerd te wor-den met de grootste zorg.Achteraf geboorde ankers wor-den bij voorkeur ter plaatse vande kanalen aangebracht. Borenin de ribben houdt risico in voorbeschadiging van de voorspan-strengen. Het gebruik van eenboordiepteaanslag en van hetjuiste materiaal voor de vergren-deling ?van de pluggen is nood-zakelijk.Bij bevestigingssystemen onder-aan kanalen is niet altijd de capa-citeit van het anker bepalend; devorm en de dikte van het welfselkunnen eveneens beperkend zijn.De auteurs zijn veel dank ver-schuldigd aan ir. Hilde Vandeveldevan het studiebureau Technum,en aan de fabrikanten Hilti,Fischer en Spit, die hun syste-men hebben laten testen. s5 | Achter-blijvende ravagena verwijderingvan een anker6 | Bij breuk vaneen chemischanker wordt eengrote betonschillosgerukt 7 | De eersteserie uittrekproe-ven is afgerondO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eB eves t ig i n g encement 1999 1 71Opmerkingen:De plaatsingsvoorschriftenvoor tussenafstanden enrandafstanden, zoals doorde fabrikanten opgegeven,dienen steeds te wordengerespecteerd.De vermelde waardengelden voor zuivere trek-belasting; in geval vancombinatie met afschuiving,dienen de toelaatbarewaarden te wordenverminderd.type ankers toelaatbare voordelen nadelen opmerkingenbelastingkunststofpluggen M6 : 0,2 kN ? eenvoudige plaatsing ? gevaar voor beschadiging er dient voldoende sectie? goedkoop strengen bij boren te zijn om te boren; keuze? veilig (breuk in anker) ? beperkte zone voor inplanting van belang!borenslagankers M6 : 2,5 kN ? goedkoop ? gevaar voor beschadiging plaatsing vraagt zorg:M8 : 3,2 kN ? kleine inboordiepte strengen bij boren gebruik van diepte-? beperkte zone voor boren aanslag en aangepaste? sterkte afhankelijk van slagstaaf voorde goede plaatsing verankering kegeltuimelankers M6 : 0,4 kN ? eenvoudige plaatsing ? grote boordiameter boorkrater aan binnenkantM8 : 1,2 kN ? goedkoop doet anker plooien zodat? veilig (breuk in anker) breukwaarde daalthollewandpluggen M6 : 0,15 kN ? eenvoudige plaatsing soms speciale hulpstukken? goedkoop nodig voor het inbrengen? veilig (breuk in anker)spreidankers in holte M8-M10-M12 ? eenvoudige plaatsing ? breuk in het beton! aandraaikoppelsSP 150: 1,0 kN dus lagere breukwaarde voor spreidingSP 200: 2,5 kN dan deze van het anker respecterenSP 265: 4,0 kN ? afhankelijk vanSP 320: 4,0 kN het welfseltypeSP 400: 6,0 kN (dikte betonschil)chemische ankers M8-M10-M12 ? duurSP 150: 1,0 kN ? complexe aanbrengtechniekSP 200: 2,5 kN ? verhardingstijd nodigSP 265: 4,0 kN v??r belastingSP 320: 4,0 kN temperatuursafhankelijkSP 400: 6,0 kN ? lekkend hars kan hechtingaan draadstang veroor-zaken met afspringendebetonschil als gevolgankerstaven door en door M6 tot M16 ? veilig in gebruik ? moeilijke plaatsing na meest aangewezenbelasting tot (sterkte van de ingebruikname van de oplossing voor grotere15kN draadstang is vloer lastenafhankelijk van bepalend)verdeelplaatOverzicht van mogelijke bevestigingsmiddelen voor ophanglasten aan vloerplaten