Prefabricage in beton (II)*door ir. A. S. G. BruggelingConstructieve systemen bij de montagebouwin betonIn het voorgaande zijn algemene beschouwingen gegeven over demogelijkheden en de moeilijkheden van de montagebouw inbeton. Thans zal nader worden ingegaan op de verschillendeconstructieve systemen bij de montagebouw, in het bijzonder ophet gebied van woning- en utiliteitsbouw. Daartoe is een onder-verdeling gemaakt in de navolgende groepen:a. StapelbouwOnder stapelbouw worden bouwmethoden verstaan, waarbij ge-bruik wordt gemaakt van relatief kleine bouwelementen, die opmin of meer traditionele methode tot wanden en vloeren wordenopgebouwd en als geheel een dragende functie in het bouwwerkvervullen.b. ElementenbouwOnder elementenbouw worden die methoden verstaan, waarbijgebruik wordt gemaakt van grote bouwelementen, meestal metde afmetingen van een volledige wand of van een vloerveld, die inhun geheel een dragende functie in het bouwwerk vervullen.Deze elementen hebben dus een dragende en een ruimten-scheidende taak en zijn derhalve zo gevormd, dat zij beide takenkunnen vervullen.c. SkeletbouwBij deze constructiemethode is de functie van het skelet, bestaan-de uit balken en kolommen, beperkt tot een zuiver constructievetaak. De scheidingswanden tussen de verschillende ruimten als-mede de buitenwanden spelen geen rol in de constructie. Dezescheidingswanden zijn alleen voor warmte- en geluidsisolatie e.d.Voor de verschillende constructie-systemen zullen de volgendepunten in het bijzonder worden besproken: de constructieve op-bouw van het systeem, de stijfheid in langs- en dwarsrichting en,zo mogelijk, de typische uitvoeringsvormen.fig.21ontwerp woort-verdieping instapelbouw metgrote beton-blokkenfig-22voorbeeld vangrote-elementenbouw*) zie ook 'Prefabricage in beton f/J' door ir. A. S. G. Bruggeling,CEMENT 12 (I960) Nr. 7, blz. 575/583Het gehele artikel is geschreven naar aanleiding van:'Die Montagebauweise mit Stahlbetonfertigteilen im Industrie- undWohnungsbau', II. Internationaler Kongress 1957, VE? Verlag Tech-nik - Berlijn I Bauverlag - Wiesbaden, 1958)1959; 22x30 cm, 550blz., 1013 flg., 102 tab.; DM 33,--Met uitzondering van de foto's 25-26 en foto 33 zijn de opgenomenfiguren en foto's aan bovengenoemd boek ontleend.foto 23. toepassing van stapelbouw met grote betonblokken teBoedapestStapel bouwZoals reeds uit de definitie blijkt, wordt bij deze methode gebruikgemaakt van relatief kleine elementen, die gestapeld worden.Uiteraard is het zeer moeilijk om de grootte van het bouwelementnader te defini?ren, omdat verschillende vormen van stapelbouwzijn ontwikkeld. Daar de elementenbouw, waar eigenlijk ookwordt gestapeld, als afzonderlijke bouwmethode wordt be-handeld, dient het onderscheid tussen stapelbouw en elementen-bouw nader te worden aangeduid.Uit de definitie van stapelbouw blijkt namelijk, dat op min of meertraditionele wijze de elementen op het bouwwerk wordenverwerkt. Daaronder wordt onder meer verstaan, dat muur- endeuropeningen in het bouwwerk tot stand komen door eenbepaalde wijze van rangschikken van de bouwelementen. Bij deelementenbouw zijn de raam- en deurkozijnen reeds fabriek-matig in die elementen aangebracht. De figuren 21 en 22 illu-streren duidelijk dit verschil.De stapelbouw met grote blokken is weergegeven in figuur 21.De buitenwanden en dragende binnenwanden zijn opgebouwdmet behulp van een aantal typen grotere of kleinere bouwblokkenin afmetingen van ca. 80 ? 150 cm. Raamkozijnen en deurkozijnenworden bij deze montage afzonderlijk geplaatst (zie foto 12,blz. 579).Bij de in fig. 22 weergegeven elementenbouw zijn deur- enraamkozijnen reeds aanwezig in de fabriekmatig vervaardigdeelementen. De grootte van de elementen speelt bij de stapel-bouw een rol, omdat daarvan afhangt de wijze van verwerkingvan de elementen op het bouwwerk.Bij de in figuur 21 aangegeven methode wordt gebruik gemaaktvan blokgewichten van max. 750 kg. Bij het reeds eerder ge-noemde Muwi-systeem is dit blokgewicht normaal niet meer dan25-30 kg.a. WandenOmdat door deze elementengrootte de constructieve opzetvan de bouwmethode wezenlijk wordt be?nvloed zullen destapelbouw met grote en kleine blokken afzonderlijk wordenbesproken.A. Stapelbouw met grote blokkenBij deze toepassing worden blokken van forse afmetingen ge-bruikt, waarbij het contact tussen de blokken in feite op dezelfdewijze tot stand komt als bij normaal metselwerk, d.w.z. doormiddel van een mortelvoeg.Foto 23 toont een toepassing in Hongarije. Duidelijk zichtbaaris de mortellaag, waarop het volgende element wordt geplaatst.De eveneens op de foto zichtbare stelwiggen moeten de juistestand van het element verzekeren.Cement 12 (1960) Nr. 9 789U.D.C. 69.057 :691.3Over het algemeen zijn grote bouw-elementen reeds voorzien van af-werkvlakken, zodat het afwerken opde bouwplaats vervalt. Bij de mon-tage moet met grote zorg wordengewerkt, opdat deze afwerkvlakkenniet worden beschadigd.Fig. 24 geeft een doorsnede over eenverticale voeg, zoals deze in Polentussen de blokken wordt uitgevoerd.De staande voegen worden metmortel gevuld. De aldus gestapeldegrote blokken geven in het algemeenvoldoende onderling verband om destabiliteit van een gebouw te verze-keren. De mortelvoegen vervullenin het krachtenspel een grote rol enmoeten dus met grote zorg wordenaangebracht. Tevens vormen dezevoegen de zwakke schakel in debuitenwand voor wat betreft vocht-doorslag enz., zodat ook ten opzichtedaarvan speciale voorzieningen aande voegen noodzakelijk zijn.Opgemerkt zij, dat bij de verschil-lende uitvoeringsvormen de af-metingen en gewichten van de blok-ken grote variaties vertonen. VoorNederlandse ontwikkelingen op het gebied van betonblokken(klein formaat), die worden gemetseld, en voor Nederlandsetypen systeemvloeren moge worden verwezen naar het boek'Betonwaren' blz. 53 t/m 56, alsmede naar Cement 8 (1956)Nr. 13-14, blz. 311/313, waarin voorschriften voor de toepassingzijn opgenomen.B. Stapelbouw met kleine elementenBij deze methode worden blokken verwerkt, die van licht betonworden vervaardigd. De blokken worden op het bouwwerkdroog gestapeld (foto 25).Een zeer nauwkeurige maatvoering bij de vervaardiging van dezestapelstenen is nodig, omdat daardoor het stapelen op de bouw-plaats door ongeschoolde arbeiders en zonder veel extra maat-voering kan geschieden,De stapelstenen zijn van zodanige afmetingen, dat een zo grootmogelijke holle kern bij een minimale dikte-afmeting wordtverkregen. De stapelsteen is namelijk in feite de 'verloren'bekisting van de in het werk te storten betonwand.foto 27. holle vloerelementen (Polen)Daarom worden de blokken zodanig gestapeld, dat doorgaandeverticale stortopeningen ontstaan, terwijl er ook naar gestreefdwordt om een zo groot mogelijk contact in horizontale richtingte verkrijgen. Foto 25 geeft een beeld van het stapelen van eendergelijke muur (systeem Muwi), terwijl foto 26 een aardigeindruk geeft van een soortgelijke muur (nadat de betonnen kerngestort en verhard is), waarvan ter illustratie de 'verloren' bekis-ting (d.w.z. de blokken) is verwijderd. Duidelijk is daarbij te zienhet systeem van horizontale en verticale stroken, die tezamenhet skelet van de betonmuur vormen. Uiteraard spelen de stapel-stenen als zodanig een rol in de bouw, omdat zij een goede vocht-wering vormen, zich eenvoudig laten afpleisteren en bovendienop eenvoudige wijze van groeven voor elektrische leidingen enz.kunnen worden voorzien. Het is duidelijk, dat bij deze toepassingde afwerklagen meestal in de bouw moeten worden aangebrachten dat buitenwanden van apart metselwerk (met spouw) moetenworden voorzien om onder meer een goede vochtwering teverkrijgen. In vorm en afmetingen komen allerlei systemenstapelstenen voor, die echter in principe onderling weinig ver-schillen.Het draagvermogen bij deze toepassing van stapelstenen wordtverkregen door het betonskelet, dat dus achteraf wordt ge-plaatst. Ook in de stijfheid van het geheel speelt dit een rol.foto 25. uitvoering stapelbouw met kleine elementen (systeem Muwi) foto 26. 'demonstratie' skeletvorming bij droog-stapelbouw790 Cement 12 (1960) Nr. 9fig. 24horizontale doorsnedeverticale voeg (Hongarije)b. VloerconstructiesBij de stapelbouw passen ook bouwelementen van betrekkelijkgeringe afmetingen, die met elkaar de vloerconstructie vormen.De vloeren van een ruimte worden uit meer onderdelen op-gebouwd.Foto 27 toont een voorbeeld van vloerelementen, die toegepastworden bij de Poolse stapelbouw. Ook verschillende in Neder-land ontwikkelde vloersystemen vinden toepassing bij de stapel-bouwmethode.Foto 28 geeft een indruk van een veel in Itali? gebruikt vloer-systeem (RDB), waarbij gebruik wordt gemaakt van voorge-spannen betonbalken en vul-elementen van gebakken klei.In Nederland worden de vul-elementen vaak van bimsbetongemaakt. (Voor een nadere omschrijving van Nederlandse sy-steemvloeren moge worden verwezen naar het boek 'Beton-waren'* blz. 70 t/m 73).C StijfheidDe door stapelen verkregen constructies dienen hun stijfheidin hoofdzaak te ontlenen aan een systeem van langs- en dwars-wanden. Bij de bouwmethoden met grote blokken worden dezeblokken zo veel mogelijk in verband geplaatst, zoals foto 15(blz. 580) toont. Het verband in de constructie wordt op dezelfdewijze verkregen als bij gemetselde constructies, namelijk doorhet in elkaar grijpen van lagen bouwstenen. Bovendien geven dedikwijls in het werk gestorte betonstroken bij de oplegging vande vloeren een extra verband in de constructie.Fig. 29 geeft een indruk van de opbouw van een woongebouw,opgebouwd uit grote blokken, waaruit duidelijk blijkt op welkewijze de stabiliteit in deze constructie wordt verkregen.In Roemeense voorschriften voor bouwwerken in aardbevings-gebieden zijn speciale voorzieningen opgenomen voor uit blokkenopgebouwde constructies. Deze voorzieningen bestaan ondermeer uit het aanbrengen van wapening in de voegen en zo nodighet aan elkander lassen van uit de blokken stekende wapening(voor nadere studie zie congres Dresden, bijdrage 27).Bij de toepassing van stapelstenen vormt de in de holle stenengestorte betonwand het verband in de constructie. Dikwijlswordt een wandstuk ingesloten door aan beide kopeinden in hetwerk gestorte betonkolommen, die ??n geheel vormen met dezewand. Bovendien bevindt zich aan de boven- en onderzijde eenlangsregel van gewapend beton, die de verbinding vormt tussenvloer- en wandconstructie.Bij beschouwingen over de stijfheid van wanden moet menvooral grote aandacht besteden aan de verminderde stijfheidals gevolg van openingen in de wanden. Roemeense proevengaven voor het in fig. 30 gegeven voorbeeld de volgende invloedop de stijfheid van die constructie, waarbij gebruik is gemaaktvan foto-elastisch onderzoek.volle wand stijfheid Iwand met ??n rij openingen stijfheid 0,5 - 0,8wand met twee rijen openingen stijfheid 0,3 - 0,5Vooral voor hoge gebouwen zal het dus wenselijk zijn om ver-schillende wanden te hebben, die over de gehele hoogte van hetgebouw doorgaan zonder verzwakking door openingen. In hetbijzonder bij lange gebouwen moet er voor worden gezorgd,dat ook in langsrichting een redelijke stijfheid aanwezig is, welkestijfheid beslist groter moet zijn dan die welke voortvloeit uithet bepalen van de invloed van normale windkrachten op dekopgevel.Wordt de stabiliteit van een gebouw verkregen uit de invloedvan ongewapende langs- en dwarswanden dan mogen de trek-spanningen ten gevolge van de in rekening gebrachte horizontalereacties de drukspanningen in dit beton, die voortvloeien uit derustende belastingen uit bovengelegen verdiepingen, niet over-schrijden. Dit is noodzakelijk opdat men er van overtuigd kanzijn, dat geen scheurvorming in het ongewapende vulbeton ofin de voegconstructie kan optreden. In die gevallen, waarbij dehorizontale reacties aanmerkelijk groter zijn, zullen specialemaatregelen moeten worden genomen om de stabiliteit van debouwwerken te verzekeren. In die gevallen kan dan ook door hetdoelmatig aanbrengen van normaal wapeningsstaal een belang-rijke verstijving worden bereikt.foto 28. vloerconstructie van voorgespannen betonbalken en ge-bakken vul-elementen (systeem RDB, Itali?)fig-29ontwerp woon-huis metdragendemuren vangrote beton-blokken(U.S.S.R.)fig. 30. invloed van openingen in een wand op de stijfheid (Roemeni?)1--l SteifigkeitVoll'e Scheibe =Scheibe mit 1 Keine yon ?ffnungen: