Recreatiehal met fus?edak bij zwembad, BPM, PernisHETFUS?EDAKdoor ir F. J. W. van Eck en ir J. F. BishAlgemeenEen constructie, welke speciaal voordaken hier te lande meer en meer toe-passing vindt, is die, welke gebruikmaakt van ,,fus?es ceramiques". Nieuwis dit materiaal geenszins; het was eengeliefd constructiemiddel van de By-zanthijnen (500 v. Chr.), die fus?es veel-vuldig toepasten o.a. bij de bouw vande San Vitale te Ravenna. De door hengebruikte fus?es waren schroefsgewijzegegroefd, in tegenstelling tot de hedenten dage toegepaste fus?es, welke inlengterichting van groeven zijn voorzien.De fus?es, vervaardigd van Limburgseklei, hebben de vorm van een holle cy-linder, waarvan het ene uiteinde trech-tervormig toeloopt, waardoor deze halsin de volgende cylinder past. De fus?eszijn 35 cm lang en hebben een wanddiktevan 1 cm. De buitendiameter van dedwarsdoorsnede bedraagt 8 cm.Als omhullend materiaal wordt betonof klinkerisoliet gebezigd. Boven eenoverspanning van 1.0 m wordt de con-structie steeds gewapend en wel met? 6-18, zowel aan de boven- als aandeonderzijde tot en met een overspanningvan 15 m en met ? 8-18 eveneens aanboven- en onderzijde voor grotere over-spanningen (zie tek. 1). De wapeningwordt verspringend tussen de fus?esgelegd. Bij overspanningen groter dan15 m past men wel 2 en zonodig 3 lagenfus?es toe. De gebruikelijke schaaldiktevoor 1, 2 en 3 lagen bedraagt resp.11, 18 en 25 cm.Ten einde de horizontale spatkrachtenop te nemen wordt op bepaalde afstan-den een stalen trekstang toegepast.o ooHet aanbrengen van een fus?e-dakVoor de constructie van een fus?e-dakkan worden gebruik gemaakt van verrol-bare houten of stalen, mallen, welkegesteld worden d.m.v. krikjes of con-structils.Om de onderzijde van de schaal volko-men glad en strak te krijgen, kan menvoor de mal bijv. boardplaten van 4 mmtoepassen, hoewel 1-duims geschaafden geploegd hout ook zeer goed voldoet.Afhankelijk van de weersomstandighe-den en het te gebruiken cement kunnenbij een dak zonder wapening in het al-gemeen na ??n nacht opstijven en na hetaanspannen van de trekstangen, dekrikjes worden gelost. De mal zakt danOp zgn. mosterdpotjes, waarover mende bekisting kan wegrollen. Een dakmet wapening mag niet eerder gelostworden dan na 36 uur.Op de gestelde mal hecht men, nadat demal is bestreken met een ontkistings-middel, een panlat op een afstand vandoorgaans 6 rijen fus?es, dwz. 54 cm,vanaf het reeds gereed zijnde deel. Opde mal stort men nu een vrij nattelaag specie ter dikte van genoemde lat.De fus?es worden na goed nat gemaaktte zijn 1 cm in de specie gedrukt en tege-lijk een kwartslag in de richting van denaastliggende gedraaid, zodat elke fus?egoed is aangewerkt.Men werkt van beide zijden van het daknaar boven. Hier worden de bijeenko-mende halzen van de fus?es verbondendoor een onthalsde fus?e, een zgn. mof-stuk, welke verspringend in de rij tussen-gestulpt wordt (zie foto 6). Zodra de 6rijen fus?es tot aan de panlat zijn gelegd,tek. 1doorsnede vanfus?e-dak metwapeningworden ze onder de rei afgewerkt metspecie van dezelfde mengverhouding.Het ene einde van de rei is voorzienvan een glijblokje, dat over het reedseerder afgestreken gedeelte glijdt; aanhet andere einde is haaks een geleiderbevestigd ter dikte van het dak, welkegeleider over de mal schuift (zie foto 7).Uiteraard dient het dak na voldoendebinding goed vochtig gehouden teworden.Het aanbrengen van daklichten infus?e-daken is zeer wel mogelijk en iszelfs zeer eenvoudig, wanneer men dedaklichten aanbrengt in de richting,waarin de fus?es gelegd zijn.240Cement 6 (1954) Nr 15-16tek. 2a. houten bekisting - dwarsdoorsnedeEigenschappenEen fus?e-dakconstructie is zelfdragenddoor haar gebogen vorm. Spanten, gor-dingen, enz. zijn dus overbodig, hetgeeneen aesthetische aanblik garandeert.Wel worden de optredende horizontalekrachten veelal door trekstangen opge-nomen, waardoor aan het bovenstaandeweer enige afbreuk dreigt te worden ge-daan; hoe de trekstangen daarentegenkunnen worden ingeschakeld ter ver-fraaiing van de constructie toontfoto 3.Afgezien hiervan kan door een goedeafwerking van het beton aan de onder-zijde van de constructie, bijv. door be-spuiting met vermiculite of perlite-luchtbeton, een zeer artistiek plafond-en ruimteaanzien worden verkregen,hetgeen een afzonderlijke plafondcon-structie overbodig maakt. Op dezewijze gaat er geen ruimte verloren voorplafond, terwijl bij eenzelfde plafond-hoogte een besparing wordt verkregent.a.v. de aangrenzende muren; het fus?e-dak geeft dus een voordelig bouwvolume.Met deze grotendeels aesthetische voor-delen paren de fus?e-daken een con-structief grote sterkte aan een laag eigengewicht. De constructie is duurzaam enbovendien goedkoop.Een belangrijke eigenschap is ook nogde goede isolerende werking t.a.v. tem-peratuursverschillen, om welke redende fus?es op grote schaal door de Franseregering zijn toegepast bij de bouwvan militaire objecten in Noord-Afrika.Proeven gedaan door Prof. R?s te Z?-rich tonen aan, dat wanden bestaandeuit fus?es een thermische isolatie bezit-ten, welke 30 tot 40% beter is dan dievoor geheel betonnen wanden van de-zelfde dikte.Een wand ter dikte van 25 cm, bestaan-de uit 3 lagen fus?es, is (naar uit deproeven blijkt) aequivalent met een30 cm dikke holle baksteenwand of eentek. 4a-b. doorsneden van stalen bekisting .foto 3. cantine voor de Ned. Persil Mijtrekstangen tevens voor lamp-ophanging gebezigdtek. 2b. houten bekisting - langsdoorsnede over hoogste puntmassieve baksteenmuur met een diktevan 42 cm.De door T.N.O. opgegeven k-waardebedraagt voor een dakconstructie, be-staande uit 1 laag fus?es gelegd in klin-kerisoliet: 1,34 kgcal/m2.h.?C bij eengemiddelde materiaaltemperatuur van48?C. Daar in het algemeen de gemid-delde temperatuur van het materiaalhieronder ligt, zal bovenstaande k-waarde eveneens lager worden.De acoustische isolatie, nagenoeg gelijkaan die van een volle wand van dezelfdedikte, varieert van 43 tot 48 decibel vooreen wand bestaande uit 1 resp. 3 lagenfus?es.Statische berekeningBij volledige belasting van de dakcon-structie, welke de vorm heeft van eenparaboolboog, zullen geen momentenoptreden. De boog is slechts onderwor-pen aan een normaalkracht en dientdus op knik te worden berekend.Bij ??nzijdige belasting zullen wel mo-menten optreden; hierbij komt eenextra moment t.g.v. het feit, dat de op-tredende normaalkracht met een geringeexcentriciteit werkt, die gelijk is aan deinitiale doorbuiging door de eerstge-noemde momenten veroorzaakt. Aan dehand van een concreet geval, zal de sta-tische berekening nader worden bezien.Het te beschouwen dak is opgebouwd uit2 lagen fus?es en heeft een dikte van20 cm. De wapening bedraagt ? 8-18aan boven- en onderzijde van het dak.De belastingen zijn:e.g. dak = 290 kg/m2,e.g. dakbedekking = 15 kg/m2,e.g. plafond = 25 kg/m2alsmede een toevallige belasting van100 kg/m2.De theoretische overspanning /bedraagt24 m; de pijl van de parabool is 3 m.tek. 5a. Volledige belastingDe horizontale trekkracht volgt uit destrook van 1,00 m breedte 10 320 kg.De hieruit voortvloeiende drukspanningd = 7,7 kg/m2.Een knikberekening volgens de doorTimoshenko gegeven formule vooreen cirkelboog (de benadering die hiergemaakt wordt t.a.v. de paraboolboogis gering):levert als veiligheidsco?fficient n = 6,8.Rechtstreekse berekening volgens deformule van Euler, waarbij de nor-maalkracht in de boog t.p.v. de opleg-ging als knikkracht wordt ingevoerd ende halve boog als kniklengte, levert eenveiligheidsco?fficient n = 6,7.b. Eenzijdige belastingDe totale volledige belasting bedraagt indit geval 330 kg/m2en de ??nzijdige be-Cement 6 (1954) Nr 15-16foto 6. het leggen van de fus?es met verspringend mofstuk in het middenlasting 100 kg/m2. Het max. moment,dat optreedt op ?l bedraagt dan:Mmax = M0 + P -p^ip -A?> waarin:P = de in de doorsnede optredendenormaalkracht,PE = de knikkracht van Euler, en0 = de initiale uitbuiging t.g.v. M0.M?=1/64 . qe.l2= 900 kgm,terwiJ1voorde factor _ kan worden geschreven^^> waarin n de veiligheidsfactortegen knik is.0 is onder aanneming van een sinus-vormig verloop van het moment gelijkJ/2aan -^-- . -- . M0 in een doorsnede op1/J. Na uitwerking vindt men voor:Mmax = 900 + 114 = 1014 kgm.De drukkracht geeft in dit geval dus eentoeneming van het moment van 13%.De bij dit moment optredende extremespanningen zijn 24,7 kg/cm2(druk) en10,7 kg/cm2(trek) onder aanneming dathet ,,beton" trekspanningen kan opne-men. Bij verwaarlozing van de ,,beton"-trekz?ne vindt men als extreme span-ningen 28,7 kg/cm2druk in het ,,beton"en 490 kg/cm2trek in de wapening.SlotbeschouwingDe kwestie van de veiligheidsco?fficientspeelt een belangrijke rol in de econo-mie van de fus?e-dakconstructie. Prof.Ros komt bij de onder zijn leidingverrichte proeven tot de volgende eisent.a.v. de veiligheid:minimale veiligheidsco?fficient tegenscheurvorming 1,5 enminimale veiligheidsco?fficient tegenbreuk 3,0.Cement 6 (1954) Nr 15-16bedraagt. In verband met minder zorg-vuldige uitvoering acht men het echterwenselijk aan de veilige kant te blijven.Bij grote overspanningen zou men deknikveiligheid door het aanbrengen vanhangers kunnen vergroten. Het zouaanbeveling verdienen door proeven nate gaan, in hoeverre de knikveiligheidvan de boog bij een dergelijke construc-tie wordt vergroot.tek. 7Daar in het algemeen, voordat het kri-tieke stadium in de boog zal optreden,de vloeispanning in de trekstang zalzijn bereikt en door de gr?te rekken,welke bij deze spanning optreden. geenuitsluitsel wordt verkregen omtrentde werkelijke veiligheid van de boog,zou men om een juist beeld te kun-nen krijgen, de spatkrachten in degeboorten door vaste steunpunten die-nen op te laten nemen en onafhankelijkhiervan een spanning van 2 400 kg/cm2in de trekstang moeten introduceren.Ook indien geen hangers worden toe-gepast, zou men op een dergelijke wijzede veiligheidsco?fficient van de con-structie dienen te bepalen. De trekstangzou in dat geval kunnen vervallen.Eerst dan zou men, uitgaande van deverhouding van de uit de berekeningvolgende kritieke belasting en de laagsteuit een groot aantal proeven gevondenkritieke belasting, de veiligheid van degehele constructie kunnen vaststellen.Het is eigenlijk onlogisch voor de boogeen veiligheidsco?fficient te eisen, welkegroter i dan l3/4 X de hierboven ge-noemde vei houding, daar bij een grotereveiligheid van de boog de constructieop de zwal ste schakel, i.e. dan detrekstang, zal bezwijken.Bovenstaande waarden gelden alleenvoor statische belasting.De in aanmerking genomen veiligheids-co?fficient in het beschouwde geval is inverhouding tot bovenstaande getallenvrij hoog; dit spreekt temeer, wanneermen zich realiseert, dat de veiligheids-co?fficient van de trekstang slechts l?foto 8. het afwerken onder de rei