C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBevestigingcement 2007 4 55dwarskrachten [kN/m]buigendemomenten[kNm/m]Verbindingen tussen balkon- engalerijelementen en vloerconstruc-ties zijn in Nederland veelal ver-bindingen tussen twee werelden:binnen / buiten, prefab construc-teur / vloerenconstructeur, prefabproducent / bouwer. Goede com-municatie is daarom essentieelom tot een veilige constructie tekomen. Communicatie tussen deontwerpende partijen onderlingen communicatie en controle naarde uitvoering. Veiligheid is nietmoeilijk als je weet wat je wel ofjuist niet moet doen.O n t w e r pAandachtspunten bij het ontwerpvan de verbindingen:? berekeningen van de (prefab)buitenconstructie, de verbin-ding, de achterliggende vloer-constructie en de hoofddraag-constructie moeten op elkaaraansluiten;? in de berekeningen moetworden vastgelegd hoe voort-schrijdende instorting wordtvoorkomen;? thermische belastingen op debuitenconstructie geven span-ningen in de verbindingen enin de verbonden constructies.De duurzaamheid van de con-structie moet worden aange-toond onder invloed van dezespanningen (scheurvorming envermoeiing);? ook is er een onderlinge be?n-vloeding van constructiedelen.In bepaalde situaties is een een-voudige berekening van krach-ten door de verbinding onver-antwoord omdat bijvoorbeeldmet een lage ontkistingssterktewordt gewerkt (tunnelbekisting)of met een onregelmatige bin-nenconstructie. Een te groteafwijking leidt tot een onveiligeconstructie.Consistentie van de berekeningenBij het op elkaar afstemmen vande verschillende berekeningenheeft de hoofdconstructeur eenbelangrijke taak. De hoofdcon-structeur geeft het statischeschema en de te rekenen belastin-gen aan. Bij een statisch bepaaldeconstructie is dan veelal een een-voudige berekeningsketen moge-lijk, waarbij achtereenvolgend deprefab constructeur, de adviseurvoor de verbinding en de vloer-constructeur hun detailberekeningproduceren.Als de krachtswerking minderduidelijk is, of als de oplossingniet eenvoudig is, bijvoorbeelddoor sparingen, geringe vloerdikteof lastige geometrie, dan is inter-actie tussen de partijen nodig. Bijeen statisch onbepaalde construc-tie is bijvoorbeeld het vervor-mingsgedrag van de verbindingbepalend voor de verdeling vankrachten (fig. 2). Als de vervor-ming van de achterliggende vloer-constructie ??k invloed heeft opde krachtswerking in het prefabelement zal de constructie alsgeheel moeten worden berekendmet hierin speciale aandacht voorde verbindingen. Door de krach-ten in de verbinding als uitwen-dige belasting op de onderdelentoe te passen is het vanuit eenoverall-berekening mogelijk dedetailberekening uit te voeren.Voorkomen voortschrijdendeinstortingUit het Bouwbesluit volgt dat hetbezwijken van een onderdeel nietmag leiden tot voortschrijdendeinstorting. Vaak zijn er meermethoden beschikbaar om ditdoel te bereiken; de ondersteunin-gen kunnen zo worden uitgevoerddat het bezwijken van een onder-deel niet leidt tot voortschrijdendeinstorting, (serie van ankers ofstaven) een element kan dermateVeilig en duurzaam thermischontkoppelenir. G.J. van Tol, Sch?ck Nederland b.v.Om koudebruggen te voorkomen worden verbindingen tussen balkon- engalerijelementen (buiten) en vloerconstructies (binnen) tot een technischaanvaardbaar minimum gereduceerd. Op de bouwplaats vraagt men zich afhoe die staafjes een element van 5 ton kunnen dragen. Iedere ervaren con-structeur weet echter dat deze wapeningsstaven, mits goed belast, totonvoorstelbare prestaties in staat zijn. Veiligheid van de verbinding is voor?lafhankelijk van een goed ontwerp en een goede uitvoering.1 |Voorbeeld constructievekoudebrugonderbreking2 |De verdeling vanmomenten wordt sterkbe?nvloed door de stijf-heid van de constructies:de verbinding ter plaatsevan de kleinere uitkra-ging moet een groterbuigend moment opne-menC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBevestiging56 cement 2007 4balkonelementkolomAABsterk worden gemaakt dat het debelastingen in geval van calamitei-ten kan weerstaan, of een construc-tiedeel kan dusdanig worden onder-steund dat het bezwijken van ??nvan de ondersteuningen kanworden overgenomen door de res-terende steunpunten (fig. 3). Het ishierbij belangrijk dat duidelijkwordt vastgelegd hoe de krachtsaf-dracht in geval van calamiteiten zalverlopen. Bij een prefab balkonele-ment moet de wapening bij eengewijzigde krachtsafdracht voldoen,de verbinding moet eventuele extralasten op kunnen nemen en ook deachterliggende constructie moetvoldoende sterk zijn. Er zijn vol-doende situaties waarin de belas-ting door calamiteiten maatgevendzal zijn voor de verbindingen!Thermische belastingenVerbindingen tussen balkon- ofgalerijelementen en achterlig-gende vloeren zijn verbindingentussen bouwdelen onderhevig aantemperatuurwisselingen en bouw-delen met een constante tempera-tuur. Door de horizontale weer-stand ontstaan er spanningen inde verbinding en spanningen inde verbonden bouwdelen; hoestijver de verbinding, hoe groterde spanningen (fig. 4). De span-ningen kunnen leiden tot scheur-vorming en zullen volgensNEN6720:4.3.3 moeten wordenmeegenomen in de scheurwijdte-berekening. De spanningen in deverbindingen zijn cyclisch: degrootste variatie treedt jaarlijks op,de kleinere variatie bijna dagelijks.De verbinding moet in staat zijnom gedurende de referentieperi-ode deze vervormingen te volgenzonder door vermoeiing te bezwij-ken. Bij koudebrugonderbrekin-gen gecertificeerd op basis vanBRL 0505 `Wapeningssystemenvoor onderbreking van thermischebruggen in beton', worden dezevervormingen versneld gesimu-leerd onder laboratoriumomstan-digheden en wordt de reststerktegetoetst. Bij niet-gecertificeerdesystemen, bijvoorbeeld doorge-storte betonnokken of opleggin-gen op hoeklijnen, moet de(hoofd)constructeur toetsen of deduurzaamheid gewaarborgd is.Onderlinge be?nvloeding vanconstructiedelen.Het krachtenverloop door verbin-dingen tussen buiten- en binnen-constructies wordt vaak sterkbepaald door het vervormingsge-drag van de binnenconstructie.Als de verbinding tussen binnen-en buitenconstructie zich over eengrotere lengte uitstrekt is de kansgroot dat (vooral) de dwarskrach-ten zich niet gelijkmatig verdelen.Bij schematisering van alleen debuitenconstructie zal de onder-steuning een slappere veer zijnnaarmate de afstand tot de dra-gende wanden groter is. Hierdoorzal de dwarskracht in de verbin-ding nabij de dragende wanden hetgrootst zijn. Een extreem voorbeeldhiervan is de situatie waarin prefabelementen worden meegestort ineen in het werk gestort skelet, datis vervaardigd met een tunnelkist-systeem. Hierbij treedt een combi-natie van invloeden op welke deverdeling van de krachten in deverbinding sterk be?nvloeden:? op het moment van ontkisten isde sterkte en E-modulus van hetin het werk gestorte beton mini-maal, terwijl deze bij het prefab3 |Bezwijken van de kolomzal leiden tot een aan-zienlijk vergroting vande krachten in de verbin-dingen A en op de ach-terliggende constructie.4 |Hoe stijver de verbin-ding, hoe groter despanningen: boven eenbalkonelement gekop-peld met 2 betonnokkenvan 500mm(x= max. 5694/250 =22,8N/mm?) maximaal ,onder een balkon-element gekoppeldmet 2 elementenIsokorf? type KX(x= max. 150/250 =0,60N/mm?) maximaal.C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBevestigingcement 2007 4 57element al zeer hoge waardenbezitten;? om het uitrijden van de bekis-ting mogelijk te maken is hetwenselijk het prefab elementalleen aan de uiteinden teondersteunen tijdens het ver-harden van de in het werkgestorte constructie. Vaak wordtbij het stellen van de prefab, deprefab in het midden afge-steund op de tunnel. De prak-tijk is echter dat tijdens hetstorten de tunnel vervormt doorhet gewicht van het beton. Hier-door zal het element uiteinde-lijk toch op de uiteinden rustentijdens het verharden van debinnenconstructie;? de vervormingen van de juist ont-kiste vloeren is groot, ook omdatde vloer op de laatste tunnelkisteen (tijdelijk) eindveld is.De torsiestijfheid van de verbin-ding is bepalend voor de matewaarin de krachtwerking in deverbinding wordt be?nvloed doorhet verschil in het gedrag tussenbinnen- en buitenconstructie. Ditbetekent dat een verbinding meteen dubbele breedte acht maalsterker wordt be?nvloed!U i t v o e r i n gAandachtspunten tijdens de uit-voering van verbindingen:? voor een goede inleiding van dekrachten naar en vanuit de ver-binding zal beoordeeld moetenworden of extra voorzieningen(bijvoorbeeld bijlegwapening )of een bepaalde uitvoeringsop-lossing (bijvoorbeeld de natteknoop) vereist zijn;? de wapening van de koudebrugonderbreking mag achteraf nietgebogen, geknipt of gelastworden. Overleg in bijzonderesituaties altijd vooraf met deconstructeur en leverancier;? bij het stellen tijdens de uitvoe-ring van te verbinden construc-tiedelen moet in bepaalde geval-len rekening worden gehoudenmet vervormingen die kunnenontstaan bij het op spanningkomen van verbindingen. Dezevervormingen kunnen leidentot afsteunen en/of doorstape-len van constructieonderdelenop andere constructieonderde-len. Dat heeft gewijzigde stati-sche schema's tot gevolg, waarbijzeer grote en/of verkeerdgerichte krachten op de verbin-dingen kunnen ontstaan. Tevenszal ook het verwijderen van tijde-lijke ondersteuningen zorgvuldigen in de juiste volgorde moetengeschieden ter voorkoming vanhet verkeerd belasten van verbin-dingen en of constructiedelen.Aansluiting drukvoegVoor een goede overdracht van dedrukkrachten vanuit de koude-brug onderbreking naar de aan-sluitende constructie dient eengoede drukvoeg van voldoendeafmetingen te worden aange-bracht in de vorm van een natteknoop (fig. 5). In geen gevalmogen er zich achter de drukele-menten van de koudebrugonder-brekingen sparingen, leidingen,schuimband, PUR-schuim en der-gelijke bevinden. Die brengen destandzekerheid en constructieveveiligheid ernstig in gevaar.Vervormingen die leiden tot gewijzigdestatische schema's en overbelastingTer voorkoming van belastingover-dracht door het balkon naar hetbuitenmetselwerk moet het met-selwerk worden vrijgehouden vande balkonplaat (fig. 6). Tevenswordt hiermee voorkomen dat dekoudebrug onderbreking in deverkeerde richting door zoge- 80drukvoeg!metselwerk vrijhoudenvan balkonplaat en voegafdichten met elastischvoegband o.i.d.6 |Het metselwerk moetvrijgehouden worden!5 |Beton in drukzone achterdruknokken goed aan-vullen en verdichten!C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBevestiging58 cement 2007 4noemde hevelwerking (opwaartsekracht) wordt belast. Dit soortsituaties kunnen ook ontstaanwanneer in de bouwfase eerst destempels aan de buitenzijde vanhet uitkragende element wordenverwijderd en pas daarna de stem-pels aan de binnenzijde (fig. 7).C o m m u n i c a t i eEerder is al aangegeven, dat juist bijconstructieve verbindingen, waar deoverdracht plaatsvindt van krachtentussen twee bouwelementen, eengoede communicatie van grootbelang is. Alleen met zowel eengoed ontwerp als de juiste uitvoe-ring is een veilige constructiemogelijk. Gezien de huidige ont-wikkelingen in de bouw wat betreftnieuwe verankeringtechnieken ende internationalisering van mede-werkers op de bouwplaats, zal eengoede communicatie steeds belang-rijker worden.Speciale communicatietechniekenkunnen uitkomst bieden bij hetbereiken van een goede communi-catie. Checklisten voor ontwerpers,uitvoerenden en controlerende par-tijen, zijn een voorbeeld van eenhulpmiddel, waarmee men op een-voudige wijze systematisch kantoetsen bij de controle van bijvoor-beeld ontwerpberekeningen en toe-passingen.Ook audiovisuele middelen kunnenhelpen bij een goede communicatierichting de uitvoering. De videover-zameling Bouwbox?is daar eenvoorbeeld van: meer dan honderdpraktijkgerichte films van circa zesminuten lengte tonen hoe produc-ten op een goede manier moetenworden verwerkt. Het doel hierbij isfouten tijdens de uitvoering te voor-komen, om zodoende de faalkostente verminderen. Tevens besteedt DeBouwbox veel aandacht aan veilig-heid, gezondheid en milieu. Ook deSch?ck Isokorf?koudebrugonder-brekingsystemen zijn in De Bouw-boxmediatheek opgenomen.Bijzonder zijn ook de non-verbaleinbouwhandleidingen voor deverwerking van Isokorf?koude-brugonderbrekingsystemen (fig.8), waardoor men onafhankelijkvan de spreektaal van de bouw-plaatsmedewerker toch een juisteverwerking van het verankering-systeem kan communiceren.T e n s l o t t eVoor de veilige constructie vaneen koudebrugonderbreking iszowel een goed ontwerp als eenjuiste uitvoering noodzakelijk.Daarbij moet de ontwerper errekening mee houden dat de bere-keningen van de verschillende ele-menten goed op elkaar aansluiten,dat de constructie duurzaam isonder thermische belastingen endat onderlinge be?nvloeding vande constructiedelen een groteinvloed op de sterkte van de con-structie hebben. Daarnaast moethij ook vastleggen hoe voortschrij-dende instorting kan worden voor-komen. De uitvoerder moet opzijn beurt tijdens de uitvoeringbepalen of extra voorzieningen alsbijlegwapening of bepaalde uitvoe-ringseisen noodzakelijk zijn. Ookmoet hij er rekening mee houdendat bij het op spanning komenvan de verbindingen, vervormin-gen kunnen ontstaan die kunnenleiden tot afsteunen en/of doorsta-pelen van de constructieonderde-len. Bij de uitvoering is een goedecommunicatie van groot belang.Audiovisuele hulpmiddelen ennon-verbale inbouwhandleidingenkunnen helpen om een veiligeconstructie in goede banen teleiden. n7 | Het stempel bij de ver-ankering als eerste ver-wijderen8 | Voorbeeld van een non-verbale handleiding