ir.A. Van AckerCBR-Ergon, Lier Onderzoek naar het gedragv.an voorgespannenkanaalplatenbijwand-vloerverbindingen72N/mm2Tenslotte werden nog drie referentie-proeven uitgevoerd op vrij opgelegde vloer-platen met dezelfde karakteristieken als dehierboven aangegeven proefelementen(twee platen met recht uiteinde en vrije ka-nalen en een plaat met afgeschuind uiteindeen twee over 600 mm opgestorte kanalenmet een wapening 0 12 mm). De referentie-proeven dienden als bevestiging van onzevroegere proeven op afschuiving op 72plaateinden voor 4 verschillende plaatdik-ten.ProefopstellingDe proefstelling is schematisch weergege-ven in figuur 2. Behalve de verticale belas-ting van de wand werd om materi?le rede-nen slechts ??n vloer belast op dwarskracht,terwijl de vloerplaat aan de andere zijde vande wand door trek" en drukstangen werdvastgehouden. Er werd geen horizontaletrekkracht op de vloer aangebracht. Bereke-ningen tonen aan dat hierdoor het voegbe-ton in een vroegere fase gaat scheuren endat deze scheur steeds in het voegbeton enniet in de SP-vloerplaat optreedt. De dwars-krachtbelasting van de vloer werd aange-bracht door middel van een lijnlast op eenstemde overeen met een appartementsge-bouw van nagenoeg 8 verdiepingen. Deboven- en onderwand werden centrisch bo-ven elkaar geplaatst.Serie C: twee vloerplaten met ruw recht uit-einde met uitstekende strengen over 100mm en geen doorkoppeling. In praktijkwordt de doorkoppeling in de voeg of in dekanalen verankerd. Deze verbinding wordtvoornamelijk in Frankrijk toegepast. De ver-ticale belasting van de wand stemt overeenmet die van een gebouw met3 verdiepingen.De proefopstelling werd iets gewijzigd, na-melijk de lengte van de beproefde vloerplaatwerd 4,40 m in plaats van 6 m.4,7 N/mm29,2 N/mm240730N/mm2De treksterkte van het voorspanstaal be-droeg 1942 N/mm2. De wand-vloerverbin-ding is uitgevoerd zoals aangeduid in figuur4. De druksterkte van het voegbeton varieer-de van 23 tot 37 N/mm2.Het onderzoek omvatte 9 proefstukken enbestond uit drie series.Serie A: twee vloerplaten met glad recht uit-einde, zonder doorkoppelwapening en meteen kleine wandbelastingovereenstem-mend met nagenoeg 3 verdiepingen. Bij de-ze gevallen wordt de doorkoppeling nor-maal in de voegen tussen de platen aange-bracht, hetgeen bij deze proefopstelling nietmogelijk was. Bij een van de twee proevenwerd de bovenste wand 25 mm excentrischgeplaatst ten opzichte van de onderstewand.Serie B: drie vloerplaten met afgeschuinduiteinde, met twee staven doorkoppelwape-ning 0 12 mm, verankerd op halve hoogte intwee over 600 mm opengehakte en opgestortekanalen. De verticale belasting van de wandHet doel van het onderhavige onderzoekwas meer inzicht te krijgen in de sterkte te-gen afschuiving van holle voorgespannenvloerplaten bij verbindingen met belastewanden.OnderzoekHet onderzoek werd uitgevoerd op eenwand-vloerverbinding zoals schematisch isafgebeeld in figuur2. De vloerplaten haddeneen doorsnede van 265 x 1200 mm2 (type SP270) en waren gewapend met 10 strengen 03/8" (fig. 3).De sterktewaarden voor het beton bedroe"gen na 28 dagen:druksterkte:(gemiddelde kubusdruksterktejsplijtsterkte:buigtreksterkte:E-modulus:InleidingEr is in het verleden, maar ook nog recent,heel wat onderzoek verricht aangaande hetgedrag van voorgespannen holle vloerpla-ten onder verschillende soorten belastin-gen: buiging, afschuiving, puntlasten, las"tenspreiding via de voegen enz.Uit al deze proeven blijkt een zeer gunstiggedrag van ge?xtrudeerde vloerplaten te-gen afschuiving, niettegenstaande het ont-breken van dwarswapening, voornamelijkvanwege de zeer hoge kwaliteit van het be"ton. Extrapolatie van deze proefresultatennaar de werkelijkheid is mogelijk middelseen verantwoorde kwaliteitscontrole. Naastde klassieke controle van de betonkwaliteiten mogelijke visuele gebreken, wordt voor-namelijk de intrekking van alle strengen bijalle elementen gemeten, waarbij weten-schappelijk verantwoorde afkeurcriteria ge-hanteerd worden.Bij wand-vloerverbindingen zoals die in demontagebouw worden toegepast totmaximaal 10 verdiepingen (fig. 1) zullen intheorie althans toevallige inklemmingen teverwachten zijn, waarbij door het mogelijkoptreden van trekscheuren aan de onder- ofbovenzijde van de plaat, de sterkte tegenafschuiving aanzienlijk verminderd zoukunnen worden.1Wand-vloerverbindingen voorkleine en grote normaalkrachten2Schema proefopstelling~*~;/~I~4? rj~~~6""'-".OOO~_~20_0'~lCement XXXIV (1982) nr. 6 353ConclusiesHet onderhavige onderzoek heeft aange-toond dat bij verbindingen tussen wandenen voorgespannen ge?xtrudeerde kanaal-platen zoals die in de montagebouw wordentoegepast, de rotatie van de vloereinden bijbelasten van de vloeren niet be?nvloedwordt door de verticale belasting van dewanden. Bij belasten op afschuiving gedra-gen deze vloeren zich als vrij opgelegde ele-menten. Dit alles onderstelt evenwel het ge-bruik van 'gezonde vloerplaten' en is dusgebaseerd op een doelmatige kwaliteits-controle van de elementen.Bij het belasten van de wand, en onder nul-last op de vloer, vertonen alle elementen eengeringe doorbuiging, te wijten aan de asym-metrische proefopstelling, die een klein bui-gend moment in de vloerplaat veroorzaakt.Dit zelfde verschijnsel wordt eveneens ver-oorzaakt door de excentrische opstellingvan de wand bij een van de proeven. Beideverschijnselen hebben weinig invloed uit-geoefend op het gedrag van de verbinding.een vrije oplegging, alsOOk met de vervor~mingscurve van de referentieproeven. Bij degrote verticale wandbelasting (reeks Bj is dekracht-vervormingscurve nauwelijks ietssteiler dan bij de kleine wandbelasting(reeks A).De doorbuigingscurven van de eerste proe-venserie (A) zonder doorkoppelwapeningvertoont een horizontale drempel rond 70 ?80 kN, te wijten aan de scheurvorming in hetvoegbeton. Bij de tweede proevenreeks (B)is deze drempel minder uitgesproken, waar-schijnlijk onder invloed van de doorkoppel-wapening. Bij de derde proevenreeks, dieniet in figuur 6 is weergegeven, is de scheur-vorming in de voegvulling slechts veel lateropgetreden, vanwege de zeer ruwe plaat-einden. Het verloop van de doorbuiging isechter volledig analoog aan het verloop bijde andere proefreeksen. Na het optredenvan de scheur verlopen de doorbuigingenverder volledig in vergelijking met de vrijopgelegde platen.5ProefopstellingProefresultatenHet gedrag van de vloerelementen bij belas-ten volgde steeds hetzelfde patroon voor de3 proefreeksen: lineaire vervormingen vanafhet begin van de proef tot aan scheurvor-ming in het voegbeton achter de vloerplaat,en verder lineaire toename van de vervor-ming tot aan breuk op dwarskracht. Op hetogenblik van de breuk vertoonden de ele-menten steeds belangrijke buigscheuren inde omgeving van de last.Tabel 1 geeft een overzicht van de gemid-delde resultaten van de belasting bij het op-treden van de eerste scheur en bij breuk. Hetverloop van de doorbuiging van de vloerpla-ten ter plaatse van de belasting is aangege-ven in figuur 6. De meeste doorbuigingsme"tingen werden gestopt rond 180-200 kN, enenkele zelfs eerder. In figuur6 zijn eveneensaangeduid de theoretisch berekende door-buigingen, enerzijds voor een vrij opgeleg-de vloerplaat, anderzijds voor een volledigingeklemde plaat. Vastgesteld is dat reedsvanaf het begin van de belasting het verloopvan de vervormingen volledig overeenstemtmet de theoretisch berekende waarden voorafstand van het uiteinde gelijk aan 2,5 maalde plaatdikte. Vroegere proeven haddenaangetoond dat dit de meest ongunstigeplaats is voor belasten op dwarskracht.De wandbelasting bedroeg 127 kN voor deeerste en de derdeproefreeksen 412 kN voorde tweede reeks. De belasting van de vloer-platen werd aangebracht in stappen van 10of 20 kN, totdat breuk optrad. Tussen elkestap werden de volgende metingenuitgevoerd:? horizontale en verticale verplaatsing vande wand;? doorbuiging van de vloer;? betonrek van de voeg en van het uiteindevan de vloerplaat.De vloerelementen werden niet belast ophorizontale trek tijdens de afschuifproeven.281,5330,6262,9(kN)breuk-belasting73,684,4215,8scheur-belasting(0,1 mm)(kN)208,9340,4breuk-referentie-proeven(kN)ABCORTELVO G4a-b-cProefstuk uit elk der drie series: A, B en Cserie3Profiel SP 270Tabel 1Resultaten proefbelastingCement XXXIV (1982) nr. 6 3546Doorbuigingsmetingen7Dwarskrachtbreuk in proevenserie At 200-~ 190-g' 180-~ 170-g>1 ?160- Jf150-t140-~130----"~120- ~~na ----" $i?100_ Ol90-ao-70-60-50-,,-30 -'---RefB1I I I I I I I I I I I I I I I I I I 11 1 I IWVUU~lSUVUU~~~UUUUVD~~~U_doorbuiging lmml---+8Dwarskrachtbreuk in proevenserie (menbemerkt de scheur in hetvoegbeton juistachter het v/oere/ement)Vervolg van blz. 352(/nv/oed windbe/asting...)windbelastingsberekening met de bereke"ningen volgens de NBN 460 blijkt dat dezelaatsten bijna steeds veilig zijn. Enkel voorhoge constructies in een open landschaponderschat de Belgische norm de maximumverplaatsing.Instabiliteitsonderzoek 'galopperen'Wat verstaat men onder het verschijnsel ga-lopperen? Galopperen is een zelfonderhou-dende trilling met ??n vrijheidsgraad vaneen prismatische constructie in een ??npa-rige windstroming, waarvoor de vorm van deconstructie bepalend is. Galopperen ont-staat zonder dat er een repeterende krachtinwerkt op de constructie. Het galoppeer-verschijnsel kan leiden tot een toestand vaninstabiliteit. Het onderzoek is gericht naarde vraag of een vervorming q ten gevolgevan een toevallig aangrijpende kracht Q uit-gedempt of integendeel versterkt wordt.Een constructie is a?rodynamisch instabielals de windstroming een negatieve a?rody-Cement XXXIV (1982) nr. 6Dit resultaat is niet zo verrassend, als mendenkt aan vroeger onderzoek waaruit bleekdat volledig ingeklemde 'natte verbindin-gen' tussen prefab-elementen praktischniet te verwezenlijken zijn [1]. Voor gebou-wen tot drie bouwlagen is de oplossing metrechte plaateinden geschikt, terwijl voor ho-gere gebouwen de oplossing met afge-schuinde einden meer veiligheid biedt.De doorkoppeling met opengehakte en op-gestorte kanalen is duidelijk beter dan kop-pelwapeningen in de voeg, niet alleen omuitvoeringsredenen, maar vooral uit hetoogpunt van beveiliging tegen voortschrij-dende instorting. Deze gaat immers metgrote vervormingen gepaard, met aldus gro"tere kans op opengaan van de langsvoegen.Voor lage gebouwen kunnen nochtans klei-nere voorzieningen getolereerd worden.namische demping veroorzaakt. Het isechter de verhouding tot de positieve struc-turele demping, die bepalend is voor het aldan niet werkelijk instabiel worden van deconstructie. De oorzaak van de galoppeer-instabiliteit is gelegen in de vorm van dedwarsdoorsnede.Het onderzoek naar instabiliteit is proefon-dervindelijk gebeurd (foto 4). De proef opschaal liet toe na te gaan of de kans bestaatdat de constructie gaat galopperen. Hiertoewerd de drukverdeling rond het model op-gemeten, waarna de sleepco?ffici?ntkonworden bepaald.Het profiel van de toren blijkt instabiel te zijnover een klein gebied. Er is dus een tendenstot galopperen. De kritische windsnelheidblijkt echter 20 maal groter dan de normalewindsnelheden ter plaatse. Er bestaat dusgeen gevaar.Dimensionering van de torenSpanningscontro/eAan de hand van de stootfactor en de sleep-co?ffici?nt is de spanningstoestandgecon-troleerd. Gebleken is dat nergens in dedoorsnede trekspanningen optreden en dat355literatuur1. J.Vervaet, Geindustrialiseerde struktu-ren in beton, WTCB tijdschrift nr. 2, juni1977, p.5,62. P.Lutrin, C.Delvaux, R?sultats de recher-chessur des ?l?ments de plancher en b?tonpr?contraint pour b?timents. Anales del'lnstitut Technique du B?timent et des Tra-vaux Publics; Suppl?ment au no 354 octo-bre 19773. K.Cederwall, B.Engstr?m, Effects on theshear capacity of f100r slabs due to supportfixations;Chalmers Tekniska H?gskola, Institutionenf?r Konstruktionsteknik Betonbyggnad,rapport 77:54. K.Mianowski, The spiroll type prestres-sed corefioors fixed to thesupports, lnstitu-te of Civil Engineering, Warsaw 1979de werkelijk optredende grootste spannin-gen kleinerzijn dan de maximum toegelatenwaarden.Knikcontro/eDe dimensionering van de wapening is ver-richt door na te gaan of er al dan niet knikge-vaar bestaat. Als de torenschacht kanweerstaan aan knik is hij veilig.De berekening werd verricht volgens deaanbevelingen van de CEB-FIP Model Code.Toegepast werd de vereenvoudigde metho-de op basis van de evenwichtstoestand. Debasis ligt in de aanname dat het voldoendeis aan te tonen dat voor een gegeven uitwen-dige belasting een evenwichtstoestand be-staat tussen de uitwendige en de inwendigekrachten. Het probleem is opgelost wanneerdeze evenwichtstoestand wordt gevonden.Praktisch betekent dit dat het begin vanvloeien van het staal het einde van de stabili-teitstoestand aangeeft.Aan de hand van deberekeningsresultatenkon worden geconcludeerd dat voor de ge-geven constructie de minimum wapeningvoldoet en dat bovendien eensupplemen-taire veiligheidsco?fficient ter grootte van1,56 geldig is.