themaKruisjesmethode staalvezelbeton?3201126themaKruisjesmethodestaalvezelbeton?De stabiliteit bij een casco zonder stabiliteitswanden moet wordengeleverd door de ontmoeting wand- vloer. Dat geldt ook als staal-vezelbeton wordt toegepast. Hoe gedraagt het knooppunt zichonder invloed van horizontale belasting en kan de bij construc-teurs zo bekende kruisjesmethode worden toegepast?1Knooppunt wand-vloer onderzocht in het laboratoriumDe centrale vraag bij een casco in staalvezelbeton is het gedragvan de ontmoeting wand-vloer onder invloed van horizontalebelasting. Hoe gedraagt dit kruisje zich? Om dit te kunnenonderbouwen is onderzoek gedaan in het Van Musschenbroecklaboratorium van de TU Eindhoven. Getest werden T-stukkenin ongewapend beton (ONG), gewapend beton (GEB) en staal-vezelbeton (SVB).Bij alle proeven werd een bovenbelasting aangebracht om hetaantal erboven gelegen verdiepingen te simuleren. Gesimuleerd1) ir. Michel Hermans is afgestudeerd aan de TU Eindhoven op het project `Staalvezelbeton toegepastin woningbouwcasco' en heeft ook het onderzoek naar de wand-vloerverbinding verricht.Kruisjesmethode staalvezelbeton? 32011 27HWand9010001300 13009106050612,5 Vloer4?83?84?80510152025303540455055600 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16wand [32,33kN]wand [53kN]vloer 0kN en 36kNM[kNm] [x10?]0510152025303540455055600 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16M[kNm] [x10?]0510152025303540455055600 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16wand [32,33kN]wand [53kN]vloer 0kN en 36kNM[kNm] [x10?]0510152025303540455055600 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16M[kNm] [x10?]4 M-N--diagram wand in staalvezelbeton metbovenbelasting 32 en 53 kN / 0,5 m5 M-N--diagram vloer SVB met 0 en 36 kN/0,5m horizontale belasting opgeteldwerden 0, 2 en 3 verdiepingen. Van elk type zijn drie proefstuk-ken gestort. De te leveren betonsterkteklasse van alle typen wasC28/35. Het gehalte aan staalvezels was steeds 50 kg/m3, zoalsdit ook in het SVB-proefcasco werd toegepast (zie artikel`Beproevingen casco').Afmetingen en proefopstellingDe afmetingen van het proefstuk staan in figuur 2. Hierin istevens aangegeven op welke punten de verplaatsingen werdengemeten: zowel aan de voorzijde als aan de achterzijde van hetproefstuk. De breedte van het proefstuk bedraagt 500 mm.Het proefstuk wordt horizontaal belast met een vijzel, terwijlverticaal met een vijzel de vereiste bovenbelasting werdgehandhaafd. Tengevolge van de horizontale verplaatsing levertde verticale vijzel een horizontale component. Deze componentis in de resultaten verwerkt.Het is zo langzamerhand wel bekend dat de sterkteklasse diewordt besteld vaak lager is dan de geleverde. Dat was ook hierhet geval. De daadwerkelijke druksterktes staan in tabel 1.De buigtreksterkte ONG en GEW bedroeg 3,61 N/mm2, van SVBbedroeg die 4,17 N/mm2. Voor SVB kon worden vastgesteld dat f1= 4,36 N/mm2en f4= 3,82 N/mm2. Alle proefstukken bleken onge-veer een E-modulus te bezitten van rond de 27 000 N/mm2.Het gewapende proefstuk was zodanig ontworpen dat dezetheoretisch dezelfde momentcapaciteit had als de SVB proef-stukken. Hierdoor kon het verschil in gedrag worden vastge-steld, met name bij grote verplaatsingen. Een overzicht van dewapening staat in figuur 3.De resultatenVan alle typen werden M-N--diagrammen gemaakt. Omdatde vloer horizontaal wordt belast ondervindt het linkergedeelte van de vloer een normaalkracht en het rechter gedeelteniet. In figuur 4 wordt het M-N--diagram van de wand in SVBweergegeven met bovenbelasting 32 en 53 kN / 0,5 m. In figuur5 is weergegeven het M-N--diagram van de vloer in SVB metprof.ir. Cees KleinmanTU Eindhoven, faculteit Bouwkundeir. Michel Hermans1)Hoco Beton1 Proefopstelling T-stuk2 Afmetingen T-stuk3 Wapening T-stukTabel 1 Gemiddelde druksterktes van verschillende typen mengselsmengsel ffck;cube[N/mm2] ffck;prism[N/mm2]SVB 45,59 38,75SVB (2S) 51,61 43,87ONG 61,00 51,85GEW 60,46 51,392 345themaKruisjesmethode staalvezelbeton?3201128FFFSerie 2: Bovenbelasting 32 kNWe constateren dat het bezwijken van de ongewapende en degewapende versie optreedt in de wand en dat bij de staalvezel-versie bezwijken optreedt in de vloer. Zowel GEW als SVB kaneen aanzienlijke verplaatsing ondergaan. Voor breukvorm enverplaatsingsdiagram wordt verwezen naar foto 8 en figuur 11.Serie 3: Bovenbelasting 53 kNBij de gewapende versie bezwijkt de wand. Bij de ONG- en deSVB-versie bezwijkt de vloer (foto 9 en fig. 12). Ook hierconstateren we aanzienlijke horizontale verplaatsingen.een horizontaalkracht van 36 kN (links) en 0 kN (rechts) per0,5 m bij elkaar opgeteld. Er zijn twee mogelijke bezwijkmecha-nismen: of de vloer bezwijkt, of de wand (fig. 6).Serie 1: Geen bovenbelastingIn alle gevallen was de momentcapaciteit van de wand maatge-vend. Er ontstond als verwacht een horizontale scheur (foto 7).Het gedrag in functie van de horizontale verplaatsing wordtweergegeven in figuur 10. Het gewapende proefstuk bezwijktbij een verplaatsing van 29 mm, terwijl de SVB-variant nogbelasting opneemt bij een verplaatsing van 40 mm.6789AAABBBCCCKruisjesmethode staalvezelbeton? 32011 290 5 10 15 20 25 30 35 40051015202530354045horizontalebelastingF[kN]horizontale verplaatsing [mm]ongewapendsvbgewapend0 5 10 15 20 25 30 35 40051015202530354045horizontalebelastingF[kN]horizontale verplaatsing [mm]ongewapendsvbgewapend0 5 10 15 20 25 30 35 40051015202530354045horizontalebelastingF[kN]horizontale verplaatsing [mm]ongewapendsvbgewapend6 Bezwijkmechanismen7 ONG (a), SVB (b) en GEW (c) bij0 kN normaalkracht8 ONG (a), SVB (b) en GEW (c) bij32,33 kN normaalkracht9 ONG (a), SVB (b) en GEW (c) bij52,99 kN normaalkracht10 Horizontale verplaatsing van dedrie verschillende proefstukkenbij 0 kN normaalkracht11 Horizontale verplaatsing van dedrie verschillende proefstukkenbij 32,33 kN normaalkracht12 Horizontale verplaatsing van dedrie verschillende proefstukkenbij 52,99 kN normaalkrachtSamenvattend voor SVB in de situatie waarbij de vloer maatge-vend is:bovenbelasting 32 kN ber. F = 25,3 kN proef: 30,0 kNbovenbelasting 53 kN ber. F = 25,3 kN proef: 36,1 kNUit de hierboven weergegeven resultaten kunnen we afleidendat de SVB-versie een veel beter gedrag vertoont dan ongewa-pend beton. Dit is weliswaar een open deur, maar helaas wordtgeconstateerd dat de gedachte heeft postgevat dat de capaciteitvan staalvezelbeton niet veel groter is dan de capaciteit vanongewapend beton omdat die wordt gerelateerd aan hetscheurmoment. Na scheuren blijkt dat SVB een taai gedragvertoont, zelfs bij aanzienlijke scheurvorming en de daarbijbehorende verplaatsingen.Voorafgaand aan de experimenten zijn er rotatieberekeningengemaakt, uitgaande van de M-N--diagrammen als hierbovenaangegeven. Uitgegaan werd van de eis dat de maximaleverplaatsing 1/60 van de hoogte zou zijn. De resultaten voor dehorizontale belasting waren:bovenbelasting 32 kN ber. F = 23,1 kN proef: 23,0 kNbovenbelasting 53 kN ber. F = 23,1 kN proef: 31,9 kNConclusieEen casco uitgevoerd in staalvezelbeton met 50 kg/m3is uitste-kend in staat om de stabiliteit uit de knooppunten te genereren.Er wordt daarbij een voldoende waarschuwend gedragvertoond door het taaie gedrag van hetde staalvezelbeton. Demogelijkheid tot herverdeling van de momenten laat het toehet gedrag van het casco met de normale mechanicaregels tebeschrijven, dus ook met de kruisjesmethode. 101112