ing.R.SturrusHilti Nederland BV, Berkel en RodenrijsVorig jaar is in Cement geconstateerd datde toepassing van de staalplaat-betonvloerin Nederland achterloopt ten opzichte vanandere landen. Zie daarvoor het artikel vanBrekelmans in Cement 1984 nr. 7, waarinis gerapporteerd over de voorbereidingvan richtlijnen voor deze constructie-me-thode. Thans mag worden geconcludeerddat de belangstelling voor staalplaat-be?tonvloeren duidelijk is gegroeid, niet alleenvoor hoogbouw, maar ook voorbegane-grondvloeren in de woningbouw.In dat kader kan ook worden genoemd hetsymposium dat gedurende de Bouwbeurs'85 te Utrecht was georganiseerd doorCUR-VB en SG (StaalbouwkundigGenootschap). Bij die gelegenheid zijn derichtlijnen voor staalplaat-betonvloerenRSBV 1984 gepresenteerd. Eentabellenboek voor de draagkracht van deverschillende typen staalplaat-betonvloeren is inmiddels in ontwikkeling.In de hoogbouw zullen staalplaat-beton-vloeren veelal worden gecombineerd metstalen liggers of staa/-betonliggers. Eenschuifvaste verbinding tussen vloer enligger komt dan tot stand met behulp vanstiftdeuvels. Sinds kort bestaat er eenalternatief voor de gelaste stiftdeuveJ. Hiltiontwikkelde een nieuwe verbindingsdeu-vel, die niet wordt gelast maar geschoten.In bijgaand artikel worden de eigenschap-pen van deze geschoten verbindingsdeu-vel beschreven. Ook zijn richtlijnen voorontwerp en berekening gegeven.Cement XXXVII (1985) nr. 5Geschoten verblndingsdeuvelvoor staalplaat-betonvloerenWaarom een nieuwe verbindingsdeuvel?In een constructiesysteem van vloeren met staal-betonliggers wordt gewoonlijk de schuif-vaste verbinding tussen vloer en ligger tot stand gebracht door middel van gelaste stiftdeu-vels. De keuze voor staalplaat-betonvloeren in plaats van vloeren met staal-betonliggerslevert complicaties op ten aanzien van het lassen van de deuvels. Deze complicaties houdenonder andere verband met het contact van de beschermende zinklaag op de staalplaat metde verflaag op de stalen ligger. Daarbij komt dat de kwaliteit van het lassen afhankelijk isvan de weersomstandigheden, met name de vochtigheid, en eventuele stroomfluctuatiesvan het elektriciteitsnet. Hilti ontwikkelde daarom voor dit constructiesysteem een nieuweverbindingsdeuvel, die niet wordt gelast maar geschoten (foto's 1 en 2). Een geschotenverbindingsdeuvel heeft de volgende voordelen:-ongevoelig voor oppervlaktelagen op de stalen ligger en de profielplaten;-ongevoelig voor weersomstandigheden;-de montage vereist geen bijzondere vakbekwaamheid;-eenvoudige visuele controle mogelijk;-de montage is niet afhankelijk van stroomvoorzieningen;montage verloopt sneller dan lassen;-de totale kosten per geschoten deuvel bedragen circa de helft van die voor een gelastedeuvel;-lagere kosten bij aanschaf van bouwgereedschap.BeschrijvingDe HVB verbindingsdeuvel is er in twee grootten (fig. 3). De koudgevormde beugels zijnvervaardigd van St 4 LG volgens DIN 1624. Dit is een dieptrekkwaliteit met een minimumgespecificeerde waarde van de vloeigrens van 200 N/mm2? Zoals aangegeven in figuur 3moeten de beugels op het staalprofiel bevestigd worden met twee schietnagels (typeENP3-21 L 15) met behulp van een plunjerschiethamer.In het bevestigingsvlak van de beugel zitten twee voorgevormde kegelvormige uitsparingen.Het staal van het element waarop de beugel wordt bevestigd vloeit bij het indrijven van deschietnagel in de uitsparing (fig. 4). Hierdoor ontstaat een goede bevestiging van de beugelop de ligger c.q. profielplaat, en een verhoging van 15-20% van de afschuifbelasting vande schietnagel. Het draagvlak is zo gevormd dat enerzijds afschuifbelasting kan wordenopgenomen en anderzijds door het plastisch deformeren van het draagvlak een herverdelingvan de krachten plaats kan vinden zonder dat een beschadiging van de verbinding optreedt.De omgebogen rand aan de bovenkant van de geschoten HVB verbindingsdeuvel voorkomtdat bij grote doorbuiging de betonplaat loskomt van de ligger. De deuvels zijn elektrolytischverzinkt en worden vetvrij geleverd.Toepassings-richtlijnenDe keuze van de grootte van de HVB deuvel wordt bepaald door de benodigde constructie-hoogte en de beton dekking aan de bovenzijde van de betonplaat. Wanneer geen corrosieplaats mag vinden moet de verbindingsdeuvel met minimaal 20 mm beton bedekt zijn.Het type schietnagel en de vereiste patroonsterkte wordt bepaald door de flensdikte en detreksterkte van de stalen ligger. De juiste indringdiepte voor de nagel is bereikt wanneer deafstand van bovenkant nagel tot opde verbindingsdeuvel tussen 5,5 en 9 mm bedraagt.Voor het toepassen van de HVB deuvels moet de dikte van de flens van de stalen liggerminimaal 8 mm zijn (IPE 180 is kleinste profiel), met een minimale staalkwaliteit Fe 360. Dehoogte van de geprofileerde stalen platen mag maximaal 80 mm zijn, de breedte van hetprofieldal minimaal 60 mm en de dikte van de profielplaat maximaal 1,25 mmoPro?venDe eigenschappen van de HVB deuvels zijn proefondervindelijk bepaald in de laboratoriavan Hilti in Zwitserland, met medewerking van het ICOM, een onafhankelijk onderzoekinsti-tuut verbonden aan de Ecole Polytechnique F?d?rale te Lausanne. Om te waarborgen datde proefopzet en de interpretatie van de proefresultaten in overeenstemming zouden zijn312deuvel HVB 80 r60SO 102II 124.320.31Staalplaat-betonvloer, met behulp vangeschoten verbindingsdeuvels verbondenmet een stalen ligger2Montage van HVB verbindingsdeuvels.224.3 met de in verschillende landen geldende eisen, zijn de proeven begeleid door een internatio-20.3 nale commissie van deskundigen. De resultaten van het proevenprogramma zijn neergelegdin een ICOM-rapport [1]. Van Nederlandse zijde heeft in de internationale commissieir.J.W.B.Stark (TNO-IBBG) meegewerkt. Uit de proefresultaten zijn door TNO-IBBC rekenre-gels afgeleid, die aansluiten bij de Nederlandse voorschriften en richtlijnen. Dezerekenregelszijn verwerkt in een TNO-IBBC-rapport [2].In totaal zijn 16 series van drie proeven uitgevoerd. Met de eerste tien series zijn de eigen-schappen van de verbindingsdeuvels in een vlakke beton plaat en in verschillende typenstaalplaat-betonvloeren bepaald. De overige zes series zijn uitgevoerd om de invloed tebepalen van:- dwarsafstand en ori?ntatie van de deuvels ten opzichte van de richting van de schuifkracht;-herhaalde belasting;deuvel HVB-10S - betonkwaliteit;-eigenschappen bij dwarsbelasting indien de HVB deuvel als eindverankering werkt.3Afmetingen van de verbindingsdeuvelsHVB 80 en HVB 1054Bij het indrijven van de schietnagel vloeithet staal in de uitsparingTabel 1Rekenwaarde voor de sterkte bij toepassing van een vlakke betonplaatUit de proefresultaten zijn rekenwaarden voor de sterkte van de geschoten verbindingsdeu-vels in een vlakke beton plaat afgeleid. De rekenwaarde voor de sterkte Rd van 8 HVB deuvelsis bepaald als de kleinste van de twee volgende waarden:waarin:Pu = de bezwijkbelasting bij een verschuiving van 5 mm voor 8 deuvels;1,25 = veiligheidsfactor volgens RSBL 1974 enconcept RSBV 1984;(notaties volgensRSBV 1984)ofRd = de belasting bij een verschuiving van 10 mmoDe rekenwaarde voor de sterkte per HVB deuvel Sum, in een vlakke beton plaat, wordt dan:SUm =Rd 18 (tabel 1).Rekenwaarde voor de sterkte bij toepassing van een staalplaat-betonvloerVolgens de concept RSBV 1984 moet voor een staalplaat-betonvloer met ribben loodrechtop de ligger, de rekenwaarde voor de deuvels worden vermenigvuldigd met een reductiefac-tor Su=r . SumoVoor de reductiefactor wordt de volgende uitdrukking gegeven:0,85 b, hdr =-- '-- 1,0?/n, n, . hsSum(kN)betonkwaliteitHVB 80 HVB 105Voor de twee deuvels naast elkaar, n, = 2, volgt:br hdr = 0 6 (--- 1) 1 0, hshs'In figuur 5 zijn de resultaten van de proeven met de HVB deuvels uitgezet tegen bovenge-noemde uitdrukking voor r. De resultaten van twee series liggen enigszins aan de onveiligekant. Daarom is de formule als volgt aangegeven:B 22,5B 30B 37,5B 45B 52,5B 60182122232323252829,5313131 r = 0,5hd1) 1,0sCement XXXVII (1985)nr. 5 3135Reductiefactor r als functie van deafmetingen van de rib en de deuvelhoogte6Typerend taai bezwijkgedrag van deverbinding met geschoten deuvelsio0.5oSum HVB 80? HVB105300f(kN)28026024022020018016014012010080604020s (mm)1 2 3 5 6 7 8 9VervormingscapaciteitBij de meeste proeven is een taai bezwijkgedrag waargenomen (fig. 6). De verschuiving isin die gevallen groot genoeg om de geschoten deuvel als flexibel te mogen beschouwen,zoals bedoeld in art. 4.1 van de RSBL 1974.Te geringe vervormingscapaciteit werd gevonden voor de volgende gevallen:- Bij de proefstukken waarbij hd - n,te klein was, ofwel de HVB deuvels niet ver genoeg bovende plaatribben uitstaken. Deze gevallen worden uitgesloten door de hierna genoemde voor-waarden met betrekking tot de constructieregels, die worden gesteld aan de vormgeving.-Bij een serie waarbij het beton een druksterkte had van 60 N/mm2? In de RSBL is voor dedefinitie van flexibele deuvels een bovengrens voor de betonkwaliteit van B 30 genoemd.Op grond van de proefresultaten wordt dezelfde grens voor de geschoten HVB deuvelsaanbevolen.7Plaatsing van de HVB deuvels in derichting van de schuifkrachtLiteratuur1.ICOM-rapport 122-2, The use of Hilti HVB shear connectors in composite construction, juni19842.TNO-IBBC-rapport B-84-514, De statische eigenschappen van Hilti HVB 80 en HVB 105deuvels voor staal-betonliggers; okt. 1984IConstructieregels1.De in Iit. 2 gepresenteerde gegevens mogen worden toegepast voor de geschoten Hilti ver-bindingsdeuvels HVB 80 en HVB 105 met afmetingen als gegeven in figuur 3. Op het werkmoet steekproefgewijs worden geconstateerd of de bevestiging correct is uitgevoerd, bijv.door enige deuvels over een kleine hoek te verbuigen.2. De deuvels moeten worden geplaatst in de richting van de schuifkracht, zoals afgebeeld infiguur 7. Als paren worden toegepast, mogen de deuvels ook per paar om en om wordengeplaatst.3. De deuvel moet zodanig in een geprofileerde plaat worden geplaatst, dat het opstaandebeen ongeveer in het midden van de betonrib komt. Als de breedte van het profieldal daarvoorte klein is, moet de teen van de deuvel zover mogelijk tegen het lijf van de profielplaat wordengeplaatst als de plunjerschiethamer toelaat (fig. 8).4. De afstand van de deuvels in lengterichting van de ligger mag niet kleiner zijn dan 100 mm,niet groter dan 600 mm en niet groter dan 4 maal de hoogte van de betondrukzone (hb)5. De dwarsafstand tussen twee deuvels mag niet kleiner zijn dan 40 mmo6. De afstand van de zijkant van de deuvel tot de zijkant van het profiel mag niet kleiner zijndan 15 rnrn.7. De deuvels moeten voldoende ver verankerd zijn in het beton boven de ribben.Hieraan is voldaan indien:b, Ih. > 1,8 hd - h. > 35 mm,-voor b, 1,8 n? h. > 2/3 h. en hd - h. > 35 mmo. 8. De breedte b, van de betonrib moet groter zijn dan 60 mmolegen inspringende 9. Per balk mogen niet meerdan drie rijen deuvels naast elkaar worden geplaatst. Bij toepassingvan geprofileerde platen gelden de gegeven rekenwaarden slechts voor maximaal twee deu-vels naast elkaar.8Plaatsing van de deuvels zoveel mogelijkin het midden van de betonribIICement XXXVII (1985)nr.5 314