Er is uitgebreid onderzoek verricht naar de krachtswerking in het detail ter plaatse van een langsnaad tussen twee breedplaten bij een positief buigend moment. Op basis van dat onderzoek zijn aanvullende aanwijzingen te geven voor het ontwerpen en detailleren van dat detail. De 40e vraag in de 13e aflevering van de VARCE-rubriek licht die aanwijzingen toe.
54? CEMENT 4 2020
WERKGROEP
ONDERHOUD EC2
VARCE is een rubriek van
Cement waarin vragen over
Eurocode 2 worden
beantwoord door de
werkgroep Onderhoud EC2
van TGB Betonconstructies.
Deze werkgroep bestaat uit:
ing. Dick Bezemer (Gemeente
Rotterdam), dr.ir. Hans Bongers
(Spanbeton), dr.ir.drs. René
Braam (Adviesbureau ir. J.G.
Hageman), ir. Taco van den
Broek (Betonhuis), ir. Gerrie
Dieteren (TNO, secretaris), ir.
Hans Galjaard (VolkerWessels
Infra Competence Centre),
ir. Jan Gijsbers (TNO), dr.ir.
Sonja Fennis (Bouwdienst
Rijkswaterstaat), ing. Mark
Verbaten (ABT), prof.ir. Simon
Wijte (Adviesbureau ir. J.G.
Hageman, TU/e, voorzitter),
ir. Carloes Pollemans (NEN).
Er is uitgebreid onderzoek verricht naar de
krachtswerking in het detail ter plaatse van een langsnaad tussen twee breedplaten bij een
positief buigend moment. Op basis van dat
onderzoek zijn aanvullende aanwijzingen te geven voor het ontwerpen en detailleren van dat detail. De 40e vraag in de 13e aflevering van de
VARCE-rubriek licht die aanwijzingen toe.
DETAILLERING
AANSLUITVLAK BREEDPLAATVLOEREN (2)
Vraag 40
Kort na het bekend worden van de oorzaak van de
gedeeltelijke instorting van de parkeergarage bij
Eindhoven Airport, is in het antwoord op vraag 39
(VARCE 12) ingegaan op de wijze waarop het detail ter
plaatse van een langsnaad tussen twee breedplaten,
als daar sprake is van een positief buigend moment,
moet zijn ontworpen en gedetailleerd. Daarbij is
specifiek gewezen op de noodzaak van het toetsen
van het aansluitvlak tussen de breedplaat en de
druklaag ter plaatse van de overlappende wapening
en de noodzaak daarbij verbindingswapening toe
te passen. Inmiddels is verder onderzoek uitgevoerd
VARCE 13
CEMENT 4 2020 ?55
VARCE 13
naar de krachtswerking en weerstand ter plaatse van
een langsnaad (zie artikel 'Rekenregels beoordeling
bestaande breedplaatvloeren' uit Cement 2019/4).
Gevraagd wordt welke aanvullende aanwijzingen uit dit
verdere onderzoek voor het ontwerpen en detailleren
van het detail kunnen worden gegeven.
Antwoord
De hierna gegeven aanwijzingen zijn deels ontleend
aan bestaande regels en deels aan het genoemde
aanvullende onderzoek. Zij vormen tevens een aanzet
voor nieuw op te stellen ontwerpregels in de normen.
De gegeven aanwijzingen zijn dus niet de definitieve
ontwerpregels voor nieuwbouw. Omdat de aanwijzin-
gen echter van belang zijn voor de huidige ontwerp-
praktijk worden ze ? vooruitlopend op de definitieve
ontwerpregels ? toch al vast in deze VARCE-rubriek
gedeeld. Door TGB Betonconstructies wordt met de
NEN-commissie 'Vooraf vervaardigde betonproducten'
samengewerkt om zo spoedig mogelijk aanvullende
ontwerp- en detailleringsregels op te stellen voor het
detail.
Technisch inhoudelijk wordt een generieke eis gesteld
aan de breedplaatvloer ter plaatse van een langsnaad
tussen twee breedplaten. Deze eis is dat, evenals bij
andere constructie-elementen die op buiging worden
belast, het bezwijken van het detail ter plaatse van
een langsnaad voorafgegaan moet worden door
waarschuwend gedrag. Er moet dus naast voldoende
momentweerstand ook voldoende plastische vervor-
mingscapaciteit beschikbaar zijn. In het algemeen
wordt dit bereikt als de buigwapening, hier de koppel-
wapening boven de breedplaat of de breedplaatwape-
ning, gaat vloeien. Aanvullend en deels afwijkend op het gestelde in
VARCE 12 worden de volgende aanwijzingen gegeven:
Afstand tussen de koppelwapening en de bovenzijde
van de breedplaat
De afstand tussen de koppelwapening en het aansluit
-
vlak (de bovenzijde van de breedplaat), die moet worden
beschouwd als een dekking, mag volgens een gecom-
bineerd lezen van 4.4.1.2 (9) van NEN-EN 1992-1-1 en
4.4.1.2 (109) van NEN-EN 1992-2 worden gereduceerd
tot c
min,b. De voorwaarden daarvoor zijn:
de sterkteklasse van het beton is ten minste C25/30;
de bovenzijde van de breedplaat is niet langer dan
90 dagen blootgesteld aan weersinvloeden;
de bovenzijde van de breedplaat is opgeruwd.
De aangegeven periode van 90 dagen is ontleend
aan NEN-EN 1992-2 en is langer dan de periode van
28 dagen die in NEN-EN 1992-1-1 is aangegeven. Deze
langere periode wordt voor deze toepassing acceptabel
geacht.
De waarde van c
min,b volgt uit 4.4.1.2 (3). Bij het toepas-
sen van afzonderlijke staven is c
min,b gelijk aan de
diameter van de staaf. Als de staven van de koppel-
wapening gebundeld worden aangebracht, moet c
min, b
gelijk worden genomen aan de gelijkwaardige diameter
bepaald volgens 8.9.1 van NEN-EN 1992-1-1. Als niet
aan de voorwaarden is voldaan, moet de volledige
dekking volgens 4.4.1.1 zijn aangebracht.
Afstand tussen staven van de koppelwapening en
rechthoekige gewichtsbesparende elementen
Bij toepassing van rechthoekige gewichtsbesparende
elementen moet de afstand tussen staven van de
Het verdient aanbeveling om de verdeling van de breedplaten over een
vloer zo te kiezen dat de grootte van de positieve momenten ter plaatse van
de naden tussen de breedplaten zo klein mogelijk is. Afhankelijk van de
verdeling van de breedplaten over een vloerveld is het mogelijk dat behalve
ter plaatse van de langsnaden tussen twee breedplaten, ook bij een
kopnaad positieve momenten optreden. Uiteraard moeten ook bij het
ontwerp van de voeg ter plaatse van deze kopnaad de momentcapaciteit
en het gewenste bezwijkgedrag zijn gewaarborgd. Over het gedrag van de
vloer ter plaatse van de kopnaden is echter op dit moment onvoldoende
bekend om hier verdere aanwijzingen te geven dan nu reeds in bijvoorbeeld
NEN-EN 13747 staan. Als hierover in de toekomst op basis van nieuw onder-
zoek relevante informatie bekend wordt, zal dit worden gedeeld.
Elk principe van een
oplossing voor het detail
ter plaatse van een
langsnaad tussen twee
breedplaten moet reken-
kundig en experimenteel
zijn onderbouwd en moet
zo zijn dat wordt voldaan
aan het uitgangspunt dat
bezwijken optreedt na
het vloeien van de breed-
plaat- of koppelwapening.
56? CEMENT 4 2020
geldt een maximale staafafstand gelijk aan de kleinste
waarde van 400 mm en 3h.
Overlappingslengte l
0 De overlappingslengte moet zijn bepaald volgens 8.7
van NEN-EN 1992-1-1. Hierbij moet dan rekening zijn
gehouden met een extra lengte om rekening te houden
met de mogelijk grotere afstand tussen de te overlap-
pen staven, zoals in 8.7.2 (3) is beschreven.
De overlappingslengte l
0 moet worden gemeten vanaf
de wapening die het aansluitvlak het dichtst bij de naad
tussen de twee breedplaten doorkruist, zie figuur 1.
Consequentie van 100% overlappen in verschillende
lagen
Omdat de overlapping 100% van de wapening in
verschillende lagen betreft, hetgeen volgens 8.7.2(4)
van NEN-EN 1992-1-1 niet is toegestaan doch bij
(deels) geprefabriceerde constructies niet altijd is te
vermijden, moet naast de overdracht van de langs-
afschuifkracht door het aansluitvlak ook rekening
koppelwapening en de gewichtsbesparende elemen-
ten minimaal gelijk zijn aan c
min,b. Bij het bepalen van
de verankeringslengte moet voor de bepaling van ?
2
worden uitgegaan van de kleinste van de aanwezige
dekking in horizontale en verticale richting.
Maximale afstand tussen staven van de koppelwapening
Volgens 9.3.1.1(3) mag de maximale afstand tussen
staven ter plaatse van een momentenmaximum niet
groter zijn dan de kleinste waarde van 250 mm en 2h.
Deze eis geldt ook voor de aangebrachte staven van
de koppelwapening. Bij situaties waarin deze maat
wordt overschreden, bijvoorbeeld vanwege het toepas-
sen van gewichtsbesparende elementen, moeten de
constructieve gevolgen van de grotere afstand worden
opgevangen. Dat kan bijvoorbeeld door het aanbren-
gen van extra verbindingswapening en dwarswapening
met overeenkomstige verlenging van de koppelwape-
ning, zodat ook dan de koppelwapening goed samen-
werkt met de breedplaatwapening en voldoende
momentweerstand en vervormingscapaciteit aanwezig
zijn. Als er geen sprake is van een momentenmaximum,
fig. 1 Overlappingslengte l 0 bij
toepassing van koppelwapening
boven de breedplaat
fig. 2 Opgebogen wapening
uit de breedplaat bij de
overlapping met de
koppelwapening
CEMENT 4 2020 ?57
VARCE 13
worden gehouden met de excentriciteit tussen de
breedplaatwapening en de koppelwapening. Voor de
wijze waarop dit kan worden gedaan, is hierna een
oplossing beschreven. Een schets van deze oplossing is
opgenomen in figuur 2.
Bij deze oplossing is circa 50% van de breedplaatwa-
pening doorgezet in de druklaag. Als er vanuit de naad
tussen de twee breedplaten een horizontale scheur
bij het aansluitvlak ontstaat, dan zal de doorgezette
wapening de scheurwijdte en het voorzetten van deze
delaminatie beperken. De doorgezette wapening moet
daartoe uiteraard voldoende zijn verankerd aan weers-
zijden van de potentiële scheur.
Bij de toetsing van de afschuifweerstand van het
aansluitvlak volgens 6.2.5 van NEN-EN 1992-1-1 moet
worden uitgegaan van:
F
R, afschuiving = v Ed Aeff
waarin:
F
R,afschuiving is de trekkracht in de breedplaatwapening;
v
Ed capaciteit aansluitvlak volgens art 6.2.5 van
NEN-EN 1992-1-1;
A
eff = b l eff;
bij aanwezigheid van gewichtsbesparende
elementen moet het deel van het oppervlak
dat hierdoor niet effectief kan zijn, op A
eff in
mindering zijn gebracht;
b is de breedte van de beschouwde door-
snede;
l
eff is de grootste lengte van de koppel-
wapening vanaf het hart van de eerste
verbindingswapening die het aansluitvlak
doorkruist.
Uit het onderzoek naar bestaande constructies
is gebleken dat de aanname 'zeer glad' voor het
aansluitvlak bij zelfverdichtend beton, zoals aange-
geven in VARCE 12, te conservatief is. Hiervoor mag
daarom minimaal uitgegaan worden van een glad,
niet bewerkt aansluitvlak bij toepassing van zelfver-
dichtend beton zonder nabewerking. Mede gelet op de
eisen aan de afstand tussen de koppelwapening en de
breedplaat, mag het duidelijk zijn dat het toepassen
van een ruw oppervlak sterk de voorkeur verdient.
Voor de krachtsoverdracht over het gebied A
eff kan
de bijdrage van tralieliggers, waarvan de onderzijde
ten minste 28 mm diep in de breedplaat zit, in rekening worden gebracht. Hierbij mag voor de diameter van
de diagonalen geen grotere waarde dan 6 mm in
rekening zijn gebracht. Indien tralieliggers een bijdrage
leveren aan de afschuifweerstand van het aansluitvlak
moet de constructieve kwaliteit van de tralieliggers zijn
geborgd. Op dit moment is de kwaliteit van tralieliggers
geborgd door kwaliteitsverklaringen en beoordelings-
richtlijnen. De tralieliggers dienen te voldoen aan de
eisen voor type 1, 4 en 5 volgens BRL 0502 [2017]. In
de nabije toekomst zouden hiervoor normatieve regels
beschikbaar moeten zijn.
De benodigde verankeringslengte van de staven van
de koppelwapening en van de opgebogen wapening
wordt bepaald volgens 8.4.4 van NEN-EN 1992-1-1.
Vanwege mogelijke scheurvorming in het aansluitvlak,
ten gevolge waarvan de effectieve dekking op de
koppelwapening minimaal wordt, mag bij het bepalen
van de verankeringslengte van de koppelwapening de
factor ?
2 niet kleiner dan 1,0 zijn aangenomen.
De kracht in deze opgebogen wapening ten gevolge
van de excentriciteit tussen de koppelwapening en de
breedplaatwapening volgt bij benadering uit:
F
s,opgebogen = F s,breedplaat zØ / (2h p)
waarin:
F
s,breedplaat is de maximale trekkracht in de breedplaat -
wapening die aan de koppelwapening moet
worden overgedragen, rekening houdend
met de verschuiving van de momentenlijn;
z
Ø is de verticale afstand tussen het hart van
de breedplaatwapening en de koppelwape-
ning in de druklaag;
h
p is de dikte van de breedplaat.
De verankering van de opgebogen wapening in de
druklaag moet worden getoetst volgens 8.4.4 van
NEN-EN 1992-1-1. Zoals in figuur 2 is aangegeven,
begint de verankering van de opgebogen staaf boven
de koppelwapening. De kracht in de opgebogen wape-
ning is de grootste kracht die volgt uit het toetsen van
de gevolgen van de excentrische overlapping en de
weerstand van het aansluitvlak. In het algemeen is
hierbij de weerstand van het aansluitvlak bepalend,
omdat daarbij wordt uitgegaan van het bereiken van
de vloeigrens in de wapening.
Naast de opgebogen wapening moet langs de rand van
de breedplaat ook een tralieligger aanwezig zijn. De
58? CEMENT 4 2020
positie van deze tralieligger moet voldoen aan de eisen
in NEN-EN 13747. Feitelijk komt dit erop neer dat de
afstand tussen de rand van de breedplaat en het hart
van de tralieligger niet groter mag zijn dan 418 mm.
Omdat deze detailleringswijze vooralsnog gebaseerd is
op een beperkte verzameling proeven kan e.e.a. alleen
worden toegepast onder de volgende aanvullende
voorwaarden:
Er is sprake van óf een volledig massieve vloer óf
een vloer met bolachtige gewichtsbesparende
elementen óf een vloer met alleen gewichtsbespa-
rende elementen buiten het gebied van de veranke-
ring van de opgebogen wapening.
De hoeveelheid breedplaatwapening is niet meer
dan 1.600 mm 2/m .
De hoeveelheid opgebogen wapening is 50% (± 5%)
van de hoeveelheid breedplaatwapening.
De diameter van de opgebogen wapening is niet
groter dan Ø10.
Op de opgebogen breedplaatwapening zijn in de
breedplaat ten minste twee dwarsstaven aange-
bracht, waarvan één dwarsstaaf met diameter Ø10
in de bocht is aangebracht.
De opgebogen wapening doorkruist het aansluitvlak
haaks.
De diepte van de onderzijde van de opgebogen
breedplaatwapening is ten minste gelijk aan 45 mm.
De ombuiging van de opgebogen wapening voldoet
aan 8.3 van NEN-EN 1992-1-1.
De afstand tussen de opgebogen staven is ten
minste gelijk aan 2c
min,b en is niet groter dan
200 mm.
De betonsterkteklasse van de breedplaten is ten
minste gelijk aan C45/55.
Bij toepassing van gewichtsbesparende elementen
is de afstand tussen de verbindingswapening en de
gewichtsbesparende elementen ten minste gelijk
aan c
min,b .
Tot slot
De hier beschreven oplossing voor het detail ter
plaatse van een langsnaad is slechts één van meer-
dere mogelijkheden. De hier gepresenteerde oplossing
is gekozen omdat van deze oplossing een experimen-
tele onderbouwing beschikbaar is. Meer achtergrond-
informatie over deze oplossing en een alternatief is
beschreven in het artikel 'Achtergronden nieuwbouw-
regels detaillering breedplaatvloeren' dat ook in dit
nummer van Cement is opgenomen.
Er wordt op gewezen dat het principe van elke oplos-
sing rekenkundig en experimenteel onderbouwd
moet zijn en zo moet zijn dat voldaan wordt aan het
uitgangspunt dat bezwijken optreedt na het vloeien
van de breedplaat- of koppelwapening. Daarbij
moeten de grenzen van het toepassingsgebied van de
betreffende oplossing, zoals bijvoorbeeld de vanuit de
beschikbare experimenten volgende detailleringswijze,
voldoende te zijn beschreven.
VRAGEN AAN VARCE
De werkgroep Onderhoud EC2 van TGB Betoncon-
structies heeft tot nu toe ruim driehonderd vragen
ontvangen over de meest uiteenlopende zaken die
zijn gerelateerd aan Eurocode 2. Er wordt binnen het
mogelijke getracht de vragenstellers antwoord te
geven op de gestelde vraag. Door het grote aantal
vragen is de werkgroep niet altijd in staat om op korte termijn te reageren. Vragen die van belang
worden geacht voor een breder publiek worden in
de VARCE-rubriek geplaatst. Wilt u zelf een vraag
stellen, dan kan dat op www.cementonline.nl/varce.
Hierop staat ook achtergrondinformatie over de
nieuwe norm en een verwijzing naar interessante
vakinformatie.
Werkgroep onderhoud EC2
VARCE is een rubriek van Cement waarin vragen over de Eurocode 2 worden beantwoord door de werkgroep Onderhoud EC2 van TGB Betonconstructies. Deze werkgroep bestaat uit: ing. Dick Bezemer (Gemeente Rotterdam), dr.ir. Hans Bongers (Spanbeton), dr.ir.drs. René Braam (Adviesbureau Hageman), ir. Taco van den Broek (Betonhuis), ir. Gerrie Dieteren (TNO, secretaris), ir. Hans Galjaard (VolkerWessels Infra Competence Centre), ir. Jan Gijsbers (TNO), dr.ir. Sonja Fennis (Bouwdienst Rijkswaterstaat), ing. Mark Verbaten (ABT), prof.ir. Simon Wijte (Adviesbureau Hageman, TU/e, voorzitter), ir. Carloes Pollemans (NEN).
Vraag 40: Aansluitvlak breedplaatvloeren (2)
Kort na het bekend worden van de oorzaak van de gedeeltelijke instorting van de parkeergarage bij Eindhoven Airport is in het antwoord op vraag 39 (VARCE 12) ingegaan op de wijze waarop het detail ter plaatse van een langsnaad tussen twee breedplaten, als daar sprake is van een positief buigend moment, moet zijn ontworpen en gedetailleerd. Daarbij is specifiek gewezen op de noodzaak van het toetsen van het aansluitvlak tussen de breedplaat en de druklaag ter plaatse van de overlappende wapening en de noodzaak daarbij verbindingswapening toe te passen. Inmiddels is verder onderzoek uitgevoerd naar de krachtswerking en weerstand ter plaatse van een langsnaad (zie artikel ‘Rekenregels beoordeling bestaande breedplaatvloeren’ uit Cement 2019/4). Gevraagd wordt welke aanvullende aanwijzingen uit dit verdere onderzoek voor het ontwerpen en detailleren van het detail kunnen worden gegeven.
Antwoord
De hierna gegeven aanwijzingen zijn deels ontleend aan bestaande regels en deels aan het genoemde aanvullende onderzoek. Zij vormen tevens een aanzet voor nieuw op te stellen ontwerpregels in de normen. De gegeven aanwijzingen zijn dus niet de definitieve ontwerpregels voor nieuwbouw. Omdat de aanwijzingen echter van belang zijn voor de huidige ontwerppraktijk worden ze – vooruitlopend op de definitieve ontwerpregels – toch al vast in deze VARCE-rubriek gedeeld. Door TGB Betonconstructies wordt met de NEN-commissie ‘Vooraf vervaardigde betonproducten’ samengewerkt om zo spoedig mogelijk aanvullende ontwerp- en detailleringsregels op te stellen voor het detail.
Technisch inhoudelijk wordt een generieke eis gesteld aan de breedplaatvloer ter plaatse van een langsnaad tussen twee breedplaten. Deze eis is dat, evenals bij andere constructie-elementen die op buiging worden belast, het bezwijken van het detail ter plaatse van een langsnaad voorafgegaan moet worden door waarschuwend gedrag. Er moet dus naast voldoende momentweerstand ook voldoende plastische vervormingscapaciteit beschikbaar zijn. In het algemeen wordt dit bereikt als de buigwapening, hier de koppelwapening boven de breedplaat of de breedplaatwapening, gaat vloeien.
Elk principe van een oplossing voor het detail ter plaatse van een langsnaad tussen twee breedplaten moet rekenkundig en experimenteel zijn onderbouwd en moet zo zijn dat wordt voldaan aan het uitgangspunt dat bezwijken optreedt na het vloeien van de breedplaat- of koppelwapening.
Het verdient aanbeveling om de verdeling van de breedplaten over een vloer zo te kiezen dat de grootte van de positieve momenten ter plaatse van de naden tussen de breedplaten zo klein mogelijk is. Afhankelijk van de verdeling van de breedplaten over een vloerveld is het mogelijk dat behalve ter plaatse van de langsnaden tussen twee breedplaten, ook bij een kopnaad positieve momenten optreden. Uiteraard moeten ook bij het ontwerp van de voeg ter plaatse van deze kopnaad de momentcapaciteit en het gewenste bezwijkgedrag zijn gewaarborgd. Over het gedrag van de vloer ter plaatse van de kopnaden is echter op dit moment onvoldoende bekend om hier verdere aanwijzingen te geven dan nu reeds in bijvoorbeeld NEN-EN 13747 staan. Als hierover in de toekomst op basis van nieuw onderzoek relevante informatie bekend wordt, zal dit worden gedeeld.
Aanvullend en deels afwijkend op het gestelde in VARCE 12 worden de volgende aanwijzingen gegeven:
Afstand tussen de koppelwapening en de bovenzijde van de breedplaat
De afstand tussen de koppelwapening en het aansluitvlak (de bovenzijde van de breedplaat), die moet worden beschouwd als een dekking, mag volgens een gecombineerd lezen van 4.4.1.2 (9) van NEN-EN 1992-1-1 en 4.4.1.2 (109) van NEN-EN 1992-2 worden gereduceerd tot cmin,b. De voorwaarden daarvoor zijn:
- de sterkteklasse van het beton is ten minste C25/30;
- de bovenzijde van de breedplaat is niet langer dan 90 dagen blootgesteld aan weersinvloeden;
- de bovenzijde van de breedplaat is opgeruwd.
De aangegeven periode van 90 dagen is ontleend aan NEN-EN 1992-2 en is langer dan de periode van 28 dagen die in NEN-EN 1992-1-1 is aangegeven. Deze langere periode wordt voor deze toepassing acceptabel geacht.
De waarde van cmin,b volgt uit 4.4.1.2 (3). Bij het toepassen van afzonderlijke staven is cmin,b gelijk aan de diameter van de staaf. Als de staven van de koppelwapening gebundeld worden aangebracht, moet cmin,b gelijk worden genomen aan de gelijkwaardige diameter bepaald volgens 8.9.1 van NEN-EN 1992-1-1. Als niet aan de voorwaarden is voldaan, moet de volledige dekking volgens 4.4.1.1 zijn aangebracht.
Afstand tussen staven van de koppelwapening en rechthoekige gewichtsbesparende elementen
Bij toepassing van rechthoekige gewichtsbesparende elementen moet de afstand tussen staven van de koppelwapening en de gewichtsbesparende elementen minimaal gelijk zijn aan cmin,b. Bij het bepalen van de verankeringslengte moet voor de bepaling van α2 worden uitgegaan van de kleinste van de aanwezige dekking in horizontale en verticale richting.
Maximale afstand tussen staven van de koppelwapening
Volgens 9.3.1.1(3) mag de maximale afstand tussen staven ter plaatse van een momentenmaximum niet groter zijn dan de kleinste waarde van 250 mm en 2h. Deze eis geldt ook voor de aangebrachte staven van de koppelwapening. Bij situaties waarin deze maat wordt overschreden, bijvoorbeeld vanwege het toepassen van gewichtsbesparende elementen, moeten de constructieve gevolgen van de grotere afstand worden opgevangen. Dat kan bijvoorbeeld door het aanbrengen van extra verbindingswapening en dwarswapening met overeenkomstige verlenging van de koppelwapening, zodat ook dan de koppelwapening goed samenwerkt met de breedplaatwapening en voldoende momentweerstand en vervormingscapaciteit aanwezig zijn. Als er geen sprake is van een momentenmaximum, geldt een maximale staafafstand gelijk aan de kleinste waarde van 400 mm en 3h.
Overlappingslengte l0
De overlappingslengte moet zijn bepaald volgens 8.7 van NEN-EN 1992-1-1. Hierbij moet dan rekening zijn gehouden met een extra lengte om rekening te houden met de mogelijk grotere afstand tussen de te overlappen staven, zoals in 8.7.2 (3) is beschreven.
De overlappingslengte l0 moet worden gemeten vanaf de wapening die het aansluitvlak het dichtst bij de naad tussen de twee breedplaten doorkruist, zie figuur 1.
1. Overlappingslengte l0 bij toepassing van koppelwapening boven de breedplaat
Consequentie van 100% overlappen in verschillende lagen
Omdat de overlapping 100% van de wapening in verschillende lagen betreft, hetgeen volgens 8.7.2(4) van NEN-EN 1992-1-1 niet is toegestaan doch bij (deels) geprefabriceerde constructies niet altijd is te vermijden, moet naast de overdracht van de langsafschuifkracht door het aansluitvlak ook rekening worden gehouden met de excentriciteit tussen de breedplaatwapening en de koppelwapening. Voor de wijze waarop dit kan worden gedaan, is hierna een oplossing beschreven. Een schets van deze oplossing is opgenomen in figuur 2.
2. Opgebogen wapening uit de breedplaat bij de overlapping met de koppelwapening
Bij deze oplossing is circa 50% van de breedplaatwapening doorgezet in de druklaag. Als er vanuit de naad tussen de twee breedplaten een horizontale scheur bij het aansluitvlak ontstaat, dan zal de doorgezette wapening de scheurwijdte en het voorzetten van deze delaminatie beperken. De doorgezette wapening moet daartoe uiteraard voldoende zijn verankerd aan weerszijden van de potentiële scheur.
Bij de toetsing van de afschuifweerstand van het aansluitvlak volgens 6.2.5 van NEN-EN 1992-1-1 moet worden uitgegaan van:
FR, afschuiving = vEd Aeff
waarin:
FR,afschuiving is de trekkracht in de breedplaatwapening;
vEd is de capaciteit aansluitvlak volgens art 6.2.5 van NEN-EN 1992-1-1;
Aeff = b leff; bij aanwezigheid van gewichtsbesparende elementen moet het deel van het oppervlak dat hierdoor niet effectief kan zijn, op Aeff in mindering zijn gebracht;
b is de breedte van de beschouwde doorsnede;
leff is de grootste lengte van de koppelwapening vanaf het hart van de eerste verbindingswapening die het aansluitvlak doorkruist.
Uit het onderzoek naar bestaande constructies is gebleken dat de aanname ‘zeer glad’ voor het aansluitvlak bij zelfverdichtend beton, zoals aangegeven in VARCE 12, te conservatief is. Hiervoor mag daarom minimaal uitgegaan worden van een glad, niet bewerkt aansluitvlak bij toepassing van zelfverdichtend beton zonder nabewerking. Mede gelet op de eisen aan de afstand tussen de koppelwapening en de breedplaat, mag het duidelijk zijn dat het toepassen van een ruw oppervlak sterk de voorkeur verdient.
Voor de krachtsoverdracht over het gebied Aeff kan de bijdrage van tralieliggers, waarvan de onderzijde ten minste 28 mm diep in de breedplaat zit, in rekening worden gebracht. Hierbij mag voor de diameter van de diagonalen geen grotere waarde dan 6 mm in rekening zijn gebracht. Indien tralieliggers een bijdrage leveren aan de afschuifweerstand van het aansluitvlak moet de constructieve kwaliteit van de tralieliggers zijn geborgd. Op dit moment is de kwaliteit van tralieliggers geborgd door kwaliteitsverklaringen en beoordelingsrichtlijnen. De tralieliggers dienen te voldoen aan de eisen voor type 1, 4 en 5 volgens BRL 0502 [2017]. In de nabije toekomst zouden hiervoor normatieve regels beschikbaar moeten zijn.
De benodigde verankeringslengte van de staven van de koppelwapening en van de opgebogen wapening wordt bepaald volgens 8.4.4 van NEN-EN 1992-1-1. Vanwege mogelijke scheurvorming in het aansluitvlak, ten gevolge waarvan de effectieve dekking op de koppelwapening minimaal wordt, mag bij het bepalen van de verankeringslengte van de koppelwapening de factor α2 niet kleiner dan 1,0 zijn aangenomen.
De kracht in deze opgebogen wapening ten gevolge van de excentriciteit tussen de koppelwapening en de breedplaatwapening volgt bij benadering uit:
Fs,opgebogen = Fs,breedplaat zØ / (2hp)
waarin:
Fs,breedplaat is de maximale trekkracht in de breedplaatwapening die aan de koppelwapening moet worden overgedragen, rekening houdend met de verschuiving van de momentenlijn;
zØ is de verticale afstand tussen het hart van de breedplaatwapening en de koppelwapening in de druklaag;
hp is de dikte van de breedplaat.
De verankering van de opgebogen wapening in de druklaag moet worden getoetst volgens 8.4.4 van NEN-EN 1992-1-1. Zoals in figuur 2 is aangegeven, begint de verankering van de opgebogen staaf boven de koppelwapening. De kracht in de opgebogen wapening is de grootste kracht die volgt uit het toetsen van de gevolgen van de excentrische overlapping en de weerstand van het aansluitvlak. In het algemeen is hierbij de weerstand van het aansluitvlak bepalend, omdat daarbij wordt uitgegaan van het bereiken van de vloeigrens in de wapening.
Naast de opgebogen wapening moet langs de rand van de breedplaat ook een tralieligger aanwezig zijn. De positie van deze tralieligger moet voldoen aan de eisen in NEN-EN 13747. Feitelijk komt dit erop neer dat de afstand tussen de rand van de breedplaat en het hart van de tralieligger niet groter mag zijn dan 418 mm.
Omdat deze detailleringswijze vooralsnog gebaseerd is op een beperkte verzameling proeven kan e.e.a. alleen worden toegepast onder de volgende aanvullende voorwaarden:
- er is sprake van óf een volledig massieve vloer óf een vloer met bolachtige gewichtsbesparende elementen óf een vloer met alleen gewichtsbesparende elementen buiten het gebied van de verankering van de opgebogen wapening;
- de hoeveelheid breedplaatwapening is niet meer dan 1.600 mm²/m;
- de hoeveelheid opgebogen wapening is 50% (± 5%) van de hoeveelheid breedplaatwapening;
- de diameter van de opgebogen wapening is niet groter dan Ø10;
- op de opgebogen breedplaatwapening zijn in de breedplaat ten minste twee dwarsstaven aangebracht, waarvan één dwarsstaaf met diameter Ø10 in de bocht is aangebracht;
- de opgebogen wapening doorkruist het aansluitvlak haaks;
- de diepte van de onderzijde van de opgebogen breedplaatwapening is ten minste gelijk aan 45 mm;
- de ombuiging van de opgebogen wapening voldoet aan 8.3 van NEN-EN 1992-1-1;
- de afstand tussen de opgebogen staven is ten minste gelijk aan 2cmin,b en is niet groter dan 200 mm;
- de betonsterkteklasse van de breedplaten is ten minste gelijk aan C45/55;
- bij toepassing van gewichtsbesparende elementen is de afstand tussen de verbindingswapening en de gewichtsbesparende elementen ten minste gelijk aan cmin,b.
Tot slot
De hier beschreven oplossing voor het detail ter plaatse van een langsnaad is slechts één van meerdere mogelijkheden. De hier gepresenteerde oplossing is gekozen omdat van deze oplossing een experimentele onderbouwing beschikbaar is. Meer achtergrondinformatie over deze oplossing en een alternatief is beschreven in het artikel ‘Achtergronden nieuwbouwregels detaillering breedplaatvloeren’ dat ook in dit nummer van Cement is opgenomen.
Er wordt op gewezen dat het principe van elke oplossing rekenkundig en experimenteel onderbouwd moet zijn en zo moet zijn dat voldaan wordt aan het uitgangspunt dat bezwijken optreedt na het vloeien van de breedplaat- of koppelwapening. Daarbij moeten de grenzen van het toepassingsgebied van de betreffende oplossing, zoals bijvoorbeeld de vanuit de beschikbare experimenten volgende detailleringswijze, voldoende te zijn beschreven.
Vragen aan VARCE
De werkgroep Onderhoud EC2 van TGB Betonconstructies heeft tot nu toe ruim driehonderd vragen ontvangen over de meest uiteenlopende zaken die zijn gerelateerd aan Eurocode 2. Er wordt binnen het mogelijke getracht de vragenstellers antwoord te geven op de gestelde vraag. Door het grote aantal vragen is de werkgroep niet altijd in staat om op korte termijn te reageren. Vragen die van belang worden geacht voor een breder publiek worden in de VARCE-rubriek geplaatst. Wilt u zelf een vraag stellen, dan kan dat op www.cementonline.nl/varce. Hierop staat ook achtergrondinformatie over de nieuwe norm en een verwijzing naar interessante vakinformatie.
Reacties