Toepassing van voorgespannen beton bij debouw van de SKF-fabriek te Veenendaal (II)door ir A. S. G. BruggelingVII. BELANGRIJKE PUNTEN UIT DESTATISCHE BEREKENING (2)De momentenlijn t.g.v. het eigengewichtvan de gootbalken is gegeven in tek. 12a,terwijl tek. 12b de momentenlijn voor dedoorgaande ligger in eind- en middenveldgeeft. De max. steunpuntsmomenten inde gootbalk zijn ongeveer gelijk aan demaximum veldmomenten; dit betekent datde druklijn van de voorspanning, welkein het veld gelegen is op 17? cm vande balkonderzijde bij het steunpunt op66 cm van de balkonderzijde komt teliggen. Dit verloop van de druklijn wordtverkregen met behulp van de steunpunts-kabels in de voeg en door middel vantoepassing van opgebogen draadbundelsin de balk zelf. Op deze wijze wordt be-reikt dat --ondanks prefabricatie -- eengeheel doorgaande ligger wordt ver-kregen.Vermeld moge nog worden, dat de max.betonspanningen in de voorgespannenbetonconstructie nergens de waarde van140 kg/cm2overschrijden.VIII. CONSTRUCTIEDETAILS e.d.Alle onderdelen van de shedkapconstruc-tie van het magazijn en de verschillendebalken in de tweeverdiepingvleugel enhet krachtgebouw zijn bij de N.V. Nederl.Spanbetonmij, Alphen aan den Rijn, ge-prefabriceerd, terwijl bij de assemblagedeze firma de voeg- en spanwerkzaam-heden verzorgde.Van verschillende or.Jerdelen van deconstructie mogen hier enige details wor-den besproken.a. SHEDSPANTENAlle shedspanten zijn in twee of drieonderdelen vervaardigd en getranspor-teerd al naar gelang het shedspantenzonder of met koppelbalk betreft.1. De shedspanten zonder koppelbalkhebben slechts ??n voeg in de nabij-heid van de top van de driehoek in hetlange been. Door middel van eenFreyssinet-kabel in het hart van ditspantbeen gelegen, na het spannenverankerd in de kop achter de L-vor-mige koppelbalk en in de voet metFreyssinet-coni, worden de twee onder-delen van dit spant tot een geheel ge-maakt.De twee onderdelen van het spantworden nabij de plaats van montageuitgelegd en met behulp van een stalenkaliber op de juiste maat gelegd.Na vullen van de voeg en verhardenvan de voegspecie wordt de kabel inde gespaarde opening doorgevoerd,gespannen, verankerd en wordt de spa-ring met cementspecie ge?njecteerd(tek. 8).Deze voorspanning van de voeg heeftzuiver ten doel de twee spanthelftensamen te voegen, daar zij nabij hetmomentennulpunt is aangebracht. Des-ondanks kan deze voeg zonder scheu-ren een negatief alswel een positiefmoment opnemen van 1 300 kgm.2. De shedspanten met koppelbalk heb-ben drie voegen. De koppelbalk wordtaan de twee shedbenen met voorspan-ning verbonden op dezelfde wijze alsde shedspantbenen aan elkaar wordenverbonden.De koppelbalk is van voorgespannenbeton met voorgerekt staal, welke bo-vendien een extra voorspanning krijgtdoor de montagekabel. De voeg tussenkoppelbalk en shedspanten moet eenzekere trekkracht over kunnen bren-gen (stabiliteit), maar dient bovendienzorg te dragen voor de overdracht vande belastingen op de koppelbalk (max.3 ton bij de oplegging) t.g.v. kraan-baantjes, enz.b. AANSLUITINGSHEDSPANTEN ? GOOTBALKDe shedspanten met koppelbalkrustendirect op de kolommen. Door de gootheen zijn deze eveneens verbonden metzware ankerstaven voor de overdrachtvan eventuele trekspanningen.De shedspanten zonder koppelbalk rus-ten op kleine consoles, die aan de goot-balk zijn aangebracht. Deze kleine con-soles moeten de gehele oplegdruk vande spanten overbrengen (tek. 13).Ter plaatse van de shedspanten is debovenflens van de gootbalk aan ??n zijdeweggelaten (tek. 12). Na montage van deshedspanten wordt de voeg tussen debovenflens en spantbeen met goedespecie volgezet. Zoals hierna wordt ver-meld, geschiedt de montage van de shed-spanten als de gootbalken tijdelijk zijnonderstempeld. Zodoende zal, indier.deze stempeling na voldoende verhardingvan de voegspecie wordt weggehaald, deden opgewekte drukspanning via de voegvan het shedspant ter plaatse van deonderbreking van de bovenflens wordenovergebracht. Op deze wijze wordt a.h.w.een monolietsysteem verkregen, waarbijde shedspanten zijdelings geheel in degootbalken worden ingeklemd. Deze be-vestiging van shedspant aan gootbalk iselders met succes toegepast; daarbij bleekhet eens nodig een dergelijke verbindingte verbreken. Dit kon alleen geschiedendoor het slopen van een der onderdelen.De shedspanten aan weerszijden van eengoot worden gekoppeld door ankerstaveno 25, welke door kleine dwarsbalkjes lo-pen. Deze ankerstaven dienen voor eengoede koppeling van de shedspanten on-derling aan de gootconstructie.c. GOOTBALKENDe gootbalken vormen een van de moei-lijkste onderdelen van de kapconstructie.Door het statisch onbepaalde karaktervan de gootbalk in het werk is het nood-zakelijk de draadgroepen in de balk op tek. 12A-B. momentenlijnen van degootbalkenreeks tek. 13. normale doorsnede van degootconstructie met aanzichten bevestiging van een spantzonder koppelbalk35te buigen. Met het oog op een grotereveiligheid van de over de gehele lengteverankerde draden ten aanzien van deaanhechting aan het beton, t.o.v. de ge-injecteerde kabels, is het nodig om tebreken met het tot op heden gebruikelijkefabricagesysteem van fabriekmatig ver-vaardigde balken van voorgespannen be-ton met voorgerekt staal; hierbij wordenimmers altijd van balkkop tot balkkoprecht verlopende draden toegepast. In degootbalken worden opgebogen draad-groepen toegepast en wel met 24 dradenin de eindvelden en 16 draden in demiddenvelden. Het verloop van de dradenis schematisch weergegeven in tek. 16.Het ,,bergen" van alle constructie-onder-delen, te weten opgebogen draadgroepen,verticale wapening bij oplegging shed-spanten en de wapening van de consolesin een balklijf dik 10 cm bracht vele zor-gen met zich mede, temeer daar bij deoplegging in diezelfde lijn sparingenmoesten worden gemaakt voor de steun-puntskabels (tek. 15).Bij het steunpunt nemen de 2 steunpunts-kabels de ,,kracht" van de opgebogendraadgroepen over.Wat betreft deze steunpuntskabels wer-den verschillende proeven uitgevoerd, al-vorens tot de definitieve productie van degootbalken kon worden overgegaan.In Frankrijk is de toepassing van steun-puntskabels ontwikkeld, waarbij, van deverankering tot de voeg in de constructie,de kabels gebogen verlopen met eenminimum straal van ca 2 m. Deze kabelslopen veelal door de constructie heen,zijn moeilijk te controleren en eveneensmoeilijk te injecteren. Bovendien werdgevreesd dat de gebogen kabels met eenbuigingshoek van 45? ? 60? een grotewrijving zouden hebben, waardoor hetresultaat van de continue voorspanningaanvechtbaar is. De eerste proeven be-wezen dan ook, dat door de buiging vande kabels grote krachten op de balkkopwerden uitgeoefend, waardoor deze ver-gruisd werd onder de kabel. Daarom wor-den kabels toegepast, welke van de on-derzijde van de balk via een rechte lijnnaar de bovenzijde lopen en daar in eenstalen doos met zeer kleine straal (circa60 cm) worden afgebogen. Het buigpuntvan de kabel komt zodoende hoog teliggen en de uit de wrijving ter plaatseresulterende horizontale krachten ??k,wat juist gewenst is.In de fabriekshal zijn de gootbalken overde steunpunten door twee Freyssinet-kabels aan elkaar gespannen. Na het ver-harden van de voeg tussen twee achter-eenvolgende gootbalken worden de kabelsgespannnen. Tijdens dit spannen zijn dezekabels aan de balkbovenzijde te obser-tek. 18. normale doorsnede van degootconstructie t.p.v. hethamereind van de gootbalken,met aanzicht en bevestigingvan een spant met koppelbalkveren. Na het spannen worden de kabel-sparingen van bovenaf met cementspecievolgegoten en de voeg aldaar afgewerkt.Bij dit aanspannen van de kabels wordtzorggedragen, dat de voor de voorspan-ning noodzakelijke vervormingen van degootbalk kunnen plaatsvinden.Op de aldus ontworpen steunpuntscon-structie werd een beproeving uitgevoerd.Per steunpunt moet een maximum over-gangsmoment van 19 tm kunnen wordenovergebracht. Bij ca 28 tm sprong eenscheur in de voeg, welke bij 40 tm eendiepte had bereikt van 25 cm. Het bre-ken van deze constructie bleek onmoge-lijk, doordat hiervoor te grote verplaat-singen nodig waren. Een gunstig resul-taat dus, temeer als men bedenkt dat doorhet aanbrengen van de hieronder te ver-melden gootbodem het steunpunt eenweerstandsmoment verkrijgt dat ca 50%groter is dan dat van de balken alleen(foto 17).d. GOOTBODEMNa het monteren van de gootbalken enhet aanbrengen en spannen van de steun-puntskabels wordt de gootbodem tussende onderflenzen van de gootbalken ge-stort. De hiertoe benodigde stempelingbleef staan tijdens het monteren van deshedspanten en het verharden van devoeg tussen spantbeen en gootbalk.Om een goede aanhechting tussen goot-bodem en gootbalk te verkrijgen wordt:a) de zijwand van de balkonderflens inruitplaatbekisting gestort (lig. 18);en worden:b) in de bovenzijde van de onderflensom de 50 cm uitsparingen gemaakt,waarin de dwarswapening van degootbodem komt te rusten.tek. 19a-ca. maatschets van de opgelegdekoppelbalk met aangrijpings-punt van de proefbelastingb. scheurvorming op de beidezijvlakken tijdens de proefbe-lastingc. grafiek van de doorbuigingmet de er bijbehorende be-lastingfoto 14. detail van een gootbalk metoplegpunt voor een shedspantOp de achtergrond staan dekolommen gereed voor aanvangvan de montage.tek. 15. plaats en vorm van desteunpuntskabels in degootbalken t.p.v. de kolomkoptek. 16. verdeling en plaats van dehardstalen wapening in degootbalkenfoto 17. proefbelasting van deaansluiting van 2 gootbalkenmet de steunpuntskabelsEr is tevens een coupe van eenshedspantbeen aangebracht.foto 20. overzicht van de proefbelastingfig. 21. detail van de vijzel metdoorgebogen balkfig. 22. detail van de vijzel metverbrijzeld beton in dedrukz?ne van de balkDe gootbodem maakt aldus van de beidegootbalken een stijve gootconstructie enverzekert de verbinding met de kolom.Zoals vermeld, worden de eindgotenlangs de sheds zwaarder gewapend i.v.m.het opnemen van de resterende horizon-tale krachten op de goot.e. MAGAZIJNDe dwarsbalken in het magazijn rustendirect op de kolommen en zijn via degoot in lengterichting met elkaar ver-bonden door aangestorte ankerstaven. Delengtebalken onder de lichtkap zijn ophun uiteinden vrij opgelegd op aan dedwarsbalken aangebrachte consoles.IX. PROEFBELASTING VAN EENKOPPELBALK VAN EENSHEDSPANTOm de praktische waarde van de sterkte-berekening te toetsen, heeft de Directievan SKF het op prijs gesteld, een proef-belasting te doen uitvoeren op een kop-pelbalk van een shedspant. Hierbij kantevens het gedrag van de voeg tussendeze balk en de shedkapconstructie wor-den bestudeerd .Volgens tek. 19 werd een koppelbalkmet aan beide zijden een coupe van deaansluitende shedbenen opgesteld. In hetmidden van de balk werd een vijzel ge-plaatst, waarmee de belasting werd aan-gebracht. De verticale en horizontale uit-buiging werd gedurende de belastingregelmatig opgenomen; de doorbuigingenzijn in de erbijbehorende grafiek ver-werkt.Een eerste belasting werd uitgevoerd toteen grootte van 5 500 kg, waarna de balkwerd ontlast. De koppelbalk kwam na eenmaximum doorbuiging van 30 mm weerin de oorspronkelijke toestand terug.Een tweede belasting, eveneens tot5 500 kg, gaf betrekkelijk dezelfde waar-den; blijvende vormveranderingen tradenniet merkbaar op.Reeds bij de eerste overbelasting tradenbij 3 600 kg belasting in de trekz?ne vande balk enige haarscheuren op, die-- naarmate de belasting groter werd --verder doorliepen. Bij elke herhaling vande belasting waren dezelfde scheurenweer waarneembaar.foto 23. monteren van gootbalkenfoto 24. gootbalkenrij gereed voorhet afspannen van desteunpuntskabelsfoto 25. spant met koppelbalkhangend in de takelsCement 5 (1953) Nr 3-4 37foto 26. op het werk toegepastepompinstallatie metdubbele manometers, e.d.foto 29. overzicht van het tasveld vande shedspanten, met hetafspannen van de kabelsfoto 27. overzicht van eenvak shedkappenTenslotte is de belasting opgevoerd totde breukbelasting, die op ongeveer6 500 kg lag. De breuk van de balk tradop door het overschrijden van de druk-sterkte van het beton in de bovenzijdevan de balk (foto 20?22).De scheurveiligheid van de constructiet.o.v. de later op te brengen in rekeninggebrachte belasting is 2,8. De breukvei-ligheid t.o.v. deze belasting is 3,5. Aande voegconstructie waren geen scheurene.d. waar te nemen.X. MONTAGENadat de in de stalen mallen gestorte ko-lommen voldoende zijn verhard, wordende gootbalken zuiver op maat gesteld.Vervolgens wordt de gootbalkenrij aan-eengespannen. Aanvankelijk was de be-doeling om de gootbalken tegen de 2 mhoge lengtebalk van de tweeverdieping-vleugel aan te spannen. Daar de werk-zaamheden aan deze vleugel echter nietop de montage van de fabriekshal voor-uitliepen, werd gedurende de uitvoeringbesloten, deze gootbalken met enigezware ankerstaven direct in de lengte-balk in te storten. Dit instorten geschiedtna het aanspannen van de steunpunts-kabel van een rij, waardoor de aanvan-kelijk opgestelde regel: dat het aanspan-nen van deze kabels moest beginnen bijde tweeverdiepingvleugel, kwam te ver-vallen. Deze volgorde van aanspannenis noodzakelijk, opdat de voor het voor-spannen noodzakelijke verkortingen kun-nen optreden.Vervolgens worden de gootbalken onder-stempeld en de gootbodem tussen debalken gestort. Deze gootbodem heefteen dikte, welke verloopt tussen 15-25 cm.Ondertussen zijn op het werkterrein denodige shedspantonderdelen met behulpvan kalibers uitgelegd en tot shedspantenaaneengeregen. De shedspanten wordenliggend op een wagen met rubberbandennaar de plaats van bestemming geredenen aldaar gemonteerd. Hiertoe moetende spanten in verticale stand worden ge-draaid. Om de voet van de spanten hierbijtegen beschadiging te behoeden, wordenhier stalen schoenen, voorzien van eenkantelgeleiding, aangebracht.De spanten worden met de hijsmast ge-monteerd en gesteld. Vervolgens wordteen tijdelijke koppeling aangebracht, omze goed te kunnen stellen.foto 28. doorkijk door een rijshedkappen metnok en ramen van betonfoto 30. kop van een shedspant, met deuitstekende kabel enaangebrachte vijzelfoto 31. stapel shedbenen metde vijzel in bedrijf38 Cement 5 (1953) Nr 3-4foto 32. uitgelegde shedspantenmet koppelbalkfoto 33. kijkje in de gootmet dwarsbalkjesHet aanbrengen van de ramen en de L-vormige kop-pelbalk geschiedt tegelijk.De ankerstaven, welke het spant aan het naastliggendespant koppelen, worden door de goot met de dwars-balkjes aangebracht. Alle voegen worden gevuld; n?verharding daarvan wordt de stempeling onder degootbodem weggehaald.De montage van de kap geschiedt aan de Zuidzijde,dus niet vanaf de kantoorzijde (het stijve punt). In deZuideindwand moesten daarom tijdelijke voorzieningenworden getroffen om de spatkracht van de eindshedtijdelijk naar de fundering te brengen. Na montage vanvoldoende sheds konden deze worden verwijderd, daarde kolommen dan gezamenlijk een redelijke stabiliteitaan de onvoltooide constructie geven. Ook de voor demontage van de shed ,,uitlopende" kolommen wordentijdens de montage van de aansluitende shedrij tijdelijkgekoppeld. Bij de montage moeten alle onderdelen(balken, spanten, ramen) in eikaar passen, zodat eenstrenge maatvoering daarbij nodig is. E?n en ander isde oorzaak dat bij de montage geen bezwaren zijnondervonden. De foto's 23-24 geven een beeld van dediverse stadia tijdens de uitvoering.foto 34interieur vande fabriekConcept-richtlijnen voor het trillen van betonTer inleidingIn ?950 werd door de 'Betonvereeniging'een enqu?tegehouden over het trillen van beton. Uit de antwoor-den, die p een zestal vragen binnen kwamen, bleekoduidelijk:dat de kennis over dit onderwerp gering was en ookdat de toepassingen te wensen overlieten.Slechts op ??n vraag waren de antwoorden unaniemen positief, nl. ten aanzien van de vraag, of menbereid was mede te werken om over dit onderwerptot meer klaarheid te komen. Als gevolg van dezeenqu?te is toen een Commissie 'Mechanisch verdich-ten van Beton' (M.V.B.) ingesteld, die zich gedurenderuim twee ?aar intensief met het vraagstuk heeftbezig gehouden.Toen het experimenteel betononderzoek zich door deoprichting van de CA.IV) en C.U.R.Z) meer kon ont-wikkelen, werd de commissie met goedkeuring van de'Betonvereeniging' ?n dit verband opgenomen. Dien-tengevolge kon deze toen als een der onderzoekings-commissies over fondsen beschikken om speurwerkte verrichten. Er deden zich bij de bestudering nl.vraagstukken voor, waarop in de buitenlandse littera-tuur, die stelselmatig werd geraadpleegd, geen ofonvoldoende antwoord werd gegeven.Een eerste serie van proeven betrof de wijze, waaropde verwerkbaarheid van beton kan worden beoor-deeld. voor de gangbare betonsamenste?ingen be-') Commissie van Advies voor Research.2) Commissie voor Uitvoering van Research. *Cement 5 (1953) Nr 3-4dient men zich gewoonlijk van de zetmaat (slump).Aangezien deze maat voor aardvocht'tg beton niet ofzeer onvoldoende selectief is, moest naar anderemiddelen worden omgezien. Daartoe werden reedsverschillende apparaten ontwikkeld; ??r. ervan, debetonsonde van Humm, werd nader aan eenonderzoek onderworpen.Ben tweede onderzoek betrof het verloop van dedruksterkte in getrild beton, beschouwd t.o.v. deplaats, waar de trilling wordt ingevoerd. Onderzochtwerd de fluctuatie van de sterkte als functie van dehorizontale resp. verticale afstand van het beschouw-de punt t.o.v. de plaats van de trilnaald. Dit onder-zoek heeft reeds voorlopige resultaten opgeleverd enwordt nog voortgezet.De commissie rekende het tot haar belangrijkste taakom richtlijnen op te stellen. Het concept hiervan wordthierbij aangeboden en bestaat uit 27 artikelen. Hetwordt voorafgegaan door een Voorwoord en een In-leiding. Aan het einde is er een korte litteratuurlijst.De commissie is van het standpunt uitgegaan, datdeze materie voor veien betrekkelijk nieuw is en dateen nadere toelichting verduidelijking kan geven overwat wordt bedoeld. Daarom wordt in het algemeenelk artikel gevolgd door een toelichting.Dezelfde tendens ni. om toe te lichten resp. voor telichten, heeft voorgezeten bij de beschrijving van deapparatuur. Wat in de bijlagen wordt vermeld, isbedoeld ter voorlichting zonder dat een standpuntwordt ingenomen of een apparaat wordt aanbevolen.Het werk van de commissie was zo veel omvattend,dat aanstelling van een tweede secretaris nodig werdgeoordeeld, ir . Kreijger, ingenieur van hetBouwmaterialeninstituut T.N.O., werd hiertoe bereidgevonden. Hij heeft zich in het bijzonder met hetexperimenteel onderzoek bezig gehouden.De samenstelling van de commissie M.V.B, is:dr ir A. M. Haas, voorzitter; ir P. J. Allaart, secre?taris; ir . C. Kreijger, secretaris; ir A. S. G.Bruggeling, lid; ir j. C. Deknate?, lid; ir D.Dicke, lid; ir R. C. Ophorst, lid en ir N. J. Ren-gers, lid.Het is zeer wel mogelijk, dat in het concept van derichtlijnen onduidelijkheden of onvolkomenheden voor-komen, zowel naar vorm als naar inhoud. Dacromwerd in overleg met het bestuur van de 'Betonvereeni-ging1tot publicatie van dit ontwerp besloten enwordt men verzocht crittek kenbaar te maken aan desecretaris, ir 5. j. Allaart, Rijkswaterstaat, DirectieBruggen, Lange Lombardstraat 40, te 's-Gravenhage.Berichten dienaangaande worden binnen een termijnvan vier weken na de datum van deze publicatie in-gewacht. Aan de hand van de binnengekomen critiekzal nader worden beslist, welke procedure (schrifte-lijke beantwoording eventueel een hearing) zalworden gevolgd.Er van overtuigd zijnde, dat de publicatie van defini-tieve richtlijnen voor de betonpractijk van groot be-lang i's, zal getracht worden een en ander met gepastespoed te behandeien.Zie verder de losse bijlage in dit nummer.!n het volgende nummer van 'Cement' zullen deverschillende commissies, die op researchgebiedwerkzaam zijn, volledig worden vermeid. Red.39