Om bros bezwijken van betondoorsneden te voorkomen, wordt een minimale hoeveelheid wapening voorgeschreven. Deze minimale wapening is de wapening die nodig is om de scheurbelasting op te kunnen nemen, ofwel de combinatie van buigend moment en normaalkracht die in de meest getrokken vezel leidt tot een maximale trekspanning gelijk aan de treksterkte van beton. Hoe deze minimaal benodigde wapening moet worden bepaald, wordt met een rekenvoorbeeld toegelicht.
In deze case wordt op basis van de Eurocode 2 de minimum wapening bepaald van een balk van (b × h) 350 × 500 mm2.
Breedte balk
350 mm
Hoogte balk
500 mm
Betonsterkteklasse
C40/50
Betondekking (tot hart trekwapening)
50 mm
Dit is de dertigste aflevering in de Cement-rubriek ‘Rekenen in de praktijk’. In deze rubriek staat telkens één rekenopgave uit de praktijk centraal. De rubriek wordt samengesteld door een werkgroep, bestaande uit: Harm Boel (ABT), Willem van Heeswijk (Heijmans), Dennis Heijl (Heijmans), Friso Janssen (Goldbeck Nederland), Matthijs de Hertog (Nobleo), Jorrit van Ingen (WSP), Jacques Linssen (redactie Cement) en Rick van Middelkoop (Witteveen+Bos).
De artikelen in deze rubriek worden telkens opgesteld door één van de leden van deze werkgroep. Het wordt vervolgens gereviewd door de andere leden en door minimaal één senior adviseur binnen het bedrijf van de opsteller. Ondanks deze zorgvuldigheid, is de gepresenteerde rekenmethode de visie van een aantal individuen.
Foto 1 Wapening balk
Voor betonnen balken is de minimale hoeveelheid wapening opgegeven in NEN-EN 1992-1-1, artikel 9.2.1.1. Dit artikel bevat een rekenvoorbeeld hoe de minimaal benodigde wapening in een betonnen balk berekend kan worden. Dit rekenvoorbeeld kan gebruikt worden voor het bepalen van minimale wapening in normale (dunwandige) constructies waarbij geen rekening wordt gehouden met hydratatiespanningen en verhinderde vervormingen.
In dit rekenvoorbeeld wordt uitgegaan van een prefab-betonnen balk met onderstaande eigenschappen:
Opgemerkt wordt dat bij constructies waar de Richtlijnen Ontwerp Kunstwerken (ROK) van Rijkswaterstaat zijn voorgeschreven, bij het bepalen van de minimale wapening een betonsterkteklasse moet worden aangehouden die twee klassen hoger ligt dan de (ontwerp)sterkteklasse (ROK-0082). Rijkswaterstaat kiest hiervoor omdat vanuit duurzaamheidseisen vaak al een minimale cementhoeveelheid wordt geëist die resulteert in een hogere sterkteklasse dan die wordt aangehouden in de berekeningen. Hierdoor kunnen constructies ontstaan die niet meer waarschuwen voor brosse breuk na het optreden van scheurvorming, als de minimale hoeveelheid wapening net voldeed voor de aangehouden sterkteklasse in het ontwerp.
Voor deze balk wordt de minimaal benodigde wapening berekend, uitgaande van drie verschillende scenario’s (uitgaande van belastingen in de uiterste grenstoestand):
Reacties