C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBetonreparatiecement 2001 528Het bestaande gebouw heeft eenrechthoekige plattegrond en isonderverdeeld in een grote hal entwee kantoorvleugels. De draag-structuur van de kantoorvleugelsis opgebouwd uit portalen, h.o.h.4,10 m. De overspanning be-draagt circa 12 m en de verdie-pingshoogte is ruim 5 m. De balk-afmetingen zijn 300 x 800 mm2en de verdiepingsvloeren zijn100 mm dik. Van de hal (afmeting48 x 116 m2) is de draagstructuuropgebouwd uit gebogen portalenen betonnen schaaldaken.Vanwegeakoestischeeisenmoetende verdiepingsvloeren worden ver-zwaard met een betonlaag vanminimaal 80 mm.Vanwege de beoogde flexibiliteitwas een verhoging van de varia-bele belasting van 250 kg/m2 naar400 kg/m2, inclusief lichte schei-dingswanden, noodzakelijk.Uit tekeningen en berekeningen,die in het gemeentelijk archiefwerden gevonden, bleek dat detoegepaste wapening in de balken8 ? 25 was. De wapeningskwali-teitwerdaangeduidmetSt37,eenongebruikelijke codering voor dietijd.Op grond van deze aanduiding enuit inspectie ter plaatse werd vast-gestelddathetgladstaalbetrof.Deop tekening vermelde kubus-druksterkte bedroeg 20 kgf/cm2.Een controleberekening op basisvan deze gegevens heeft aange-toond dat de balken niet in staatzijn de extra belasting te dragen.A l t e r n a t i e v e nDoor ABT is vervolgens een aantalalternatieven voor het versterkenvan de balken nader onderzocht.Daarbij is uitgegaan van de capa-citeit van de bestaande balken enaan de hand hiervan is de door deversterking op te nemen extrabelasting te berekenen.In de eerste plaats is een verster-king door middel van stalenbalken onderzocht. Vanwege degrote stijfheidsverschillen tussende betonbalk en de stalen liggerswordt met behulp van vijzels/wartels eerst de gewenste belas-ting op de stalen balken aange-bracht. Hierna wordt de ruimtetussen de stalen balken en hetbeton lokaal ondersabelt metkrimparme mortel.Nadelen van deze oplossing zijnhet grote eigengewicht van deliggers en de lengte, hetgeen demontage in de bestaande gebou-wen bemoeilijkt.Een andere mogelijkheid is hetaanbrengenvanspankabelsonderde bestaande balken, waarmeezowel verticale reactiekrachten alshorizontalevoorspanningwordenge?ntroduceerd.Door middel van wartels is hetmogelijk de gewenste belastingop de balken aan te brengen.Nadeel van deze oplossing is delastige aansluiting van tussen-wanden ter plaatse van de onder-zijde van de balken.Het vergroten van de capaciteitvandebalkistevensmogelijkdoorhet aanbrengen van extra langs-wapening en het inlijmen vanhaarspelden. Vervolgens wordthetgeheelaangegotenmetkrimp-arme mortel, daarbij rekeninghoudend met een zekere `over-hoogte' om een goede aanhech-ting ter plaatse van het opgeruwdestortvlak te verkrijgen.Nadelen van deze oplossing zijnde bewerkelijkheid en het lastigaanbrengen (en dus kostbaar) vande haarspelden vanwege debestaande wapening.Bij de overige twee methodenworden verlijmde stalen strippenrespectievelijk koolstoflamellenaan de onderzijde van de balkenaangebracht.Nadeel van de stalen strippen ishet hoge eigen gewicht, waardooreen dure ondersteuningscon-structie, in verband met de groteverdiepingshoogte, tijdens hetverhardingsproces van de lijmnoodzakelijk is.Aan de buitenzijde versterken van bestaande betonconstructiesVerlijmde koolstofvezel-lamellenir. S.W.H. Droste en ir. R. Nijsse, ABT BV Velp/DelftVoor de herbestemming van het voormalige Brocacefgebouw heeft architec-tenbureau Neutelings Riedijk Architecten een ontwerp gemaakt waarbij in hetbestaande gebouw kantoren zullen worden ondergebracht. Het gebouw isgesitueerd in het Schinkelgebied te Amsterdam-Zuid, direct naast de A10 endateert uit de beginjaren vijftig.De draagstructuur wordt gevormd door een in het werk gestorte beton-constructie. Versterking van de balken is noodzakelijk, omdat in de nieuwesituatie de permanente en variabele belasting op de bestaande verdiepings-vloeren aanzienlijk zal toenemen.Na bestudering van diverse alternatieven is gekozen voor versterking van deconstructie door middel van verlijmde koolstofvezelwapening.Verder wordt een ontwerp van een kantoor in Delft getoond, waarbij voorzie-ningen voor het in een latere fase aanbrengen van koolstoflamellen in het ont-werp zijn ge?ntegreerd.C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gBetonreparatiecement 2001 5 29De koolstoflamellen daarentegenworden in de natte lijm aange-drukt waarna geen ondersteu-ningnodigis.Hiermeewordenderelatief hoge materiaalkosten vande koolstoflamellen ruimschootsgecompenseerd. Vandaar ook datvoor deze oplossing is gekozen.B e r e k e n i n gEen essentieel verschil tussenstalen strippen en koolstoflamel-lenisdatdetraditionelewapeningbij toepassing van koolstoflamel-len moet vloeien alvorens er eensignificante bijdrage aan de kool-stofwapening kan worden ont-leend. Vanwege de grotere rekkenzal de doorbuiging van de metkoolstofwapening versterkte balkdaardoor toenemen ten opzichtevan een met stalen strippen ver-sterkte balk.Tevens vertonen koolstofstrippeneen lineair elastisch gedrag tot enmet breuk.Toegepast zijn 2 Sika-Carbodur Mlamellen 120 x 1,4 mm2 met eenE-modulusvan210000N/mm2 eneen breukrek > 120/00.De breuk-treksterkte is > 2400 N/mm2.De versterking is door Spanstaalaangebracht.Uitgangspuntbijdeberekeningisde in de wapening aanwezige rekten tijde van het aanbrengen vande versterkingsconstructie. In hetonderhavige geval zijn de strip-pen aangebracht v??r het stortenvan de druklaag, hetgeen de door-buiging van de balken positiefbe?nvloedt. Als wordt uitgegaanvan een bepaalde maximaal toe-laatbare rek in de koolstofvezels(in dit geval 5 0/00) is het moge-lijk door middel van een doorsne-deberekening de capaciteit van debalk te berekenen.Daarbij moet rekening wordengehouden met de initi?le rek in debetonstaalwapening, behorendebijhetmomentindebalktentijdevan het aanbrengen van de ver-sterking. Vervolgens is de restca-paciteit van de bestaande wape-ning berekend en kunnen dekoolstoflamellen worden gedi-mensioneerd.De doorbuiging van de balken isop overeenkomstige wijze bere-kend aan de hand van de repre-sentatieve waarden voor de mate-riaaleigenschappen.De in de balk aanwezige beugel-wapening en opgebogen langs-staven waren voldoende voor hetopnemen van de extra belastingten gevolge van dwarskrachtwaardoor voor dit aspect geenaanvullende maatregelen nood-zakelijk waren.Vanwege de gedeeltelijk opgebo-gen langswapeningsstaven zijnde koolstoflamellen over de volle-dige balklengte aangebracht.Voor het aanbrengen van de strip-pen wordt het betonoppervlakgestraaldenschoongemaakt.Ookwordt de hechtsterkte van hetoppervlak bepaald aan de handvan opgelijmde proefstukken.In geval van brand gaat, indiengeen beschermende maatregelenworden getroffen, bij een tempe-ratuurvanongeveer60?Cdecom-posietwerking tussen koolstofla-mel en betonbalk verloren, zodatde balk alleen in staat moet zijnde aanwezige belasting bij brandte dragen. Een vergelijkbare situ-atie kan zich voordoen in gevalvanvandalisme.Deindebalkaan-wezige wapening voldoet voordeze situaties.Op dit moment is CUR-onder-zoekcommissie C97 bezig methet opstellen van een CUR-Aan-beveling waarin rekenregels zijnopgenomen voor het versterkenvan betonconstructies met kool-stofwapening.Voor de nieuwbouw van hetABT/Damen-kantoor op het Delf-tech-terrein te Delft wordt op eeninteressante wijze rekeninggehouden met een eventuele her-bestemming van dit in principeIFD-gebouw (Industrieel Flexibelen Demontabel).De hoofdbalken die de vloerendragen zijn aan de onderzijdevoorzien van een sleuf waarinkoolstoflamellen verlijmd kun-nen worden. Op deze wijze is hetmogelijk met geringe kosten detoelaatbare vloerbelasting in eenlatere levensfase van het gebouwaanzienlijk te verhogen.In het volgende nummer vanCement wordt op dit gebouwnader ingegaan. 123456