Wanneer de temperatuur van beton en betonstaal bij een brand toeneemt, neemt de sterkte ervan af. Mede bepalend voor de snelheid waarmee de temperatuur in het betonstaal toeneemt, is dekking op dit staal. Daarom kan een beperkte dekking op de koppelwapening bij een voeg tussen twee breedplaten een negatieve invloed hebben op draagkracht van die vloer in brandomstandigheden. NEN-EN 13747, de Europese productnorm voor breedplaten, beschrijft in een ontwerpregel dat bij de beoordeling van de brandveiligheid van breedplaatvloeren de koppelwapening ter plaatse van de voeg niet hoeft te worden beschouwd [1]. Op de TU Eindhoven is onderzocht of dit juist is en of dit ook geldt als de koppelwapening direct op de plaat is aangebracht, zoals in Nederland gebruikelijk is.              
                
             
                              
                                      
                      1 Breedplaatvloer met koppelwapening op de voeg tussen de platen, foto: Predalco	
Invloed brand op bezwijken 
koppelwapening 
Onderzoek naar de temperatuurontwikkeling ter plaatse van de 
koppelwapening in een breedplaatvloer ten gevolge van brand	
1
50?	CEMENT	 6 20	 22
Bij een in twee richtingen over-
spannende breedplaat bevindt 
zich ter plaatse van de voeg tus-
sen twee breedplaatvloeren kop-
pelwapening loodrecht over de 
voeg (foto 1, fig. 2). 	
De constructieve 
kwaliteit van dit detail bepaalt mede de con-
structieve kwaliteit van de vloer [2]. Voor meer 
informatie over dit detail wordt verwezen 
naar eerder gepubliceerde Cement-artikelen 
[3, 4]. Zoals bekend wordt momenteel de 
constructieve veiligheid van dit detail onder 
normale omstandigheden nader onder-
zocht. Het is daarnaast ook van belang de 
brandveiligheid ervan te beschouwen. NEN-EN 13747 artikel 4.3.4 geeft een 
regel voor de bepaling van de brandveilig-
heid in dit detail:  
"The fire resistance of a composite slab made 
of floor plates without void formers is the 
same as for a solid slab of identical characte-
ristics. Calculation of the temperatures is  
carried out without taking into account the 
joint between floor plates as much as the 
width b	
j is lower than 20 mm." (NEN-EN 
13747:2005+A2:2010, Vooraf vervaardigde   
betonproducten - Breedplaatvloeren, 2010)	
In de norm staat niet aangegeven of deze   
regel geldt voor enkel eenzijdige of ook voor 
tw
 eezijdige overspanningen. Ook achtergrond -
informatie die de stelling onderbouwt dat de 
v
 oeg tussen twee breedplaten tot een bepaal -
de wijdte niet hoeft te worden beschouwd, is 
niet bek
 end. Daarnaast stelt NEN-EN 1992-1-1 
dat de koppelwapening met een dekking ten 
minste gelijk aan zijn diameter moet worden 
geplaatst [3]. In Nederland werd ter plaatse 
van de voeg aan deze dekkingseis echter vaak 
niet voldaan en werd tot medio 2017 de koppel -
wapening direct op de breedplaat geplaatst. 
H
 et betonstaal is zodoende minder beschermd 
tegen opwarming bij brand. De vraag is of dit 
extra risico voor de constructieve veiligheid 
toelaatbaar is. 
Beton en brand
Het is bekend dat de materiaaleigenschappen 
van zowel beton als betonstaal in sterkte  
afnemen bij een temperatuurstijging. Deze 
reductie heeft te maken met het veranderen 
van drie belangrijke materiaaleigenschappen 
bij een hogere temperatuur: dichtheid, soor-
telijke warmte en thermische geleiding [4]. 
Samen vormen deze eigenschappen de ther-
mische diffusie, een maat voor de snelheid 	
Wanneer de temperatuur van beton en betonstaal bij een brand toeneemt, neemt de sterkte 
ervan af. Mede bepalend voor de snelheid waarmee de temperatuur in het betonstaal 
toeneemt, is dekking op dit staal. Daarom kan een beperkte dekking op de koppelwapening   
bij een voeg tussen twee breedplaten een negatieve invloed hebben op dra\
agkracht van die   
vloer in brandomstandigheden. NEN-EN 13747, de Europese productnorm voor breedplaten,  beschrijft in een ontwerpregel dat bij de beoordeling van de brandveiligheid van 
breedplaatvloeren de koppelwapening ter plaatse van de voeg niet hoeft te worden   
beschouwd [1]. Op de TU Eindhoven is onderzocht of dit juist is en of dit ook geldt als de  koppelwapening direct op de plaat is aangebracht, zoals in Nederland gebruikelijk is.	
CEMENT  6 2022	?51
waarmee een temperatuurverhoging de 
vloerplaat binnendringt. De dichtheid van beton neemt af naar 
mate het beton warmer wordt. Dit heeft te 
maken met zowel het vrij als chemisch ge-
bonden water, dat verdampt en de betonpo-
riën vult met stoom. Daarnaast wordt ook 
de dichtheid van het toeslagmateriaal lager, 
wat zich vertaalt in beton met een lagere 
dichtheid.  Gedurende de opwarming van beton 
zal de soortelijke warmte (benodigde hoeveel -
heid energie om 1 kg materiaal 1 graad K op 
te warmen) toenemen en bij 100 °C een piek 
vertonen. Deze piek is afhankelijk van het 
vochtgehalte in het beton en heeft te maken 
met de benodigde energie voor de vloeistof- 
gas faseovergang van het water. Naar mate de hoeveelheid water in het 
beton afneemt, neemt ook de thermische ge-
leiding (geleidingscoëfficiënt) van het beton 
af. Thermische geleiding staat voor de hoe-
veelheid warmte die een materiaal kan ge-
leiden: hoe hoger de thermische geleiding, 
hoe sneller een materiaal opwarmt. Beton 
heeft, bijvoorbeeld in vergelijking met staal 
of water, een lage thermische geleiding. 
Er zijn nog twee andere verschijnselen die 
invloed kunnen hebben op de opwarming 
van de koppelwapening, namelijk het spat-
ten van beton en het ontstaan van thermi-
sche scheuren in het beton. Bij deze ver-
schijnselen komt het betonstaal bloot te 
liggen en zal de wapening gemakkelijker 
warmte opnemen. In dit onderzoek is het 
spatten en scheuren niet beschouwd, omdat 
dit voor de koppelwapening in het detail niet 
direct tot een kritische situatie zal leiden. In 
het geval van spatten van het beton zal de 
temperatuurtoename van de wapening in de 
breedplaat immers meer bepalend zijn dan 
die van de koppelwapening. Door de veranderende eigenschappen, ver-
anderen de druk- en treksterkte van zowel 
het beton als het betonstaal. De druk- en 
treksterkte van beton nemen af vanaf tempe-
raturen boven de 100 °C. Deze afname is, in 
tegenstelling tot die bij staal, onomkeerbaar. 
Vanaf een temperatuur hoger dan 600 °C is 
beton dusdanig beschadigd dat het niet 
meer kan worden hersteld en zelfs niet meer 
in staat is enige trekkracht op te nemen.  
De sterkte van het betonstaal begint af 
te nemen bij een temperatuur van 350 °C. 
Als het betonstaal 700 °C is, heeft het staal 
nog 10% van de initiële treksterkte over. Omdat het betonstaal in de construc-
tie verantwoordelijk is voor het opnemen 
van de trekkrachten, is het van belang dat 
het wordt beschermd tegen een snelle op-
warming door het aanbrengen van (extra) 
betondekking. Als ter plaatse van de voeg 
tussen twee breedplaten de dekking op de 
koppelwapening minder is, zou dit bij een 
brandsituatie tot ongewenste reductie van 
de constructieve eigenschappen kunnen  
leiden. Daarom is onderzoek uitgevoerd 
naar het temperatuurverloop ter plaatse 
van de voeg tussen twee breedplaten in het 
geval van brand.	
Vergelijkend onderzoek  
modellering
Bij het onderzoek is, mede vanwege de com-
plexere geometrie gebruikgemaakt van de 
eindige-elementenmethode (EEM). Deze 
methode is geverifieerd met een vergelijkend 
onderzoek. Voor de processen waarvoor geen 
eenvoudige analytische vergelijking mogelijk 
is, zijn gevoeligheidsanalyses uitgevoerd.  	
Om de eindige-elementenmethode te   
verifiëren is een eenvoudig 2D-eindige-elemen -
tenmodel gebruikt, dat is vergeleken met een 
gr	
 afische analyse, de rekenmethode uit NEN-
EN 1992-1-2 en een eindige-differentiemodel. 	
2 Detail koppelwapening in breedplaatvloer [2]	
IR. SUE ELLEN DE  NIJS
TU Eindhoven / BouwQ
PROF.IR. SIMON  WIJTE
TU Eindhoven,  
fac. Bouwkunde / 
Adviesbureau ir. J.G.  Hageman
IR. RUUD VAN 
HERPEN FIFIREE
TU Eindhoven, fac. 
Bouwkunde / Peutz BV
DR.IR. HÈRM HOFMEYER
TU Eindhoven,  
fac. Bouwkunde auteurs	
2	
52?	CEMENT	 6 20	
22
De grafische analyse wordt uitgevoerd met 
behulp van de grafiek in figuur A.2 van de 
NEN-EN 1992-1-2 [4]. Deze grafiek is bedoeld 
voor platen of wanden van 200 mm dik die 
aan één zijde worden blootgesteld aan brand 
(fig. 3). Door de temperatuur op de verschil-
lende dikten in de vloer op diverse tijdstip-
pen af te lezen, wordt het uitgangspunt van 
de vergelijking gevormd (tabel 1). Als tweede vergelijking is gebruikge-
maakt van de formules uit NEN-EN 1992-1-2. 
Met deze formules kan de temperatuur op 
diepte x in een vloer op een specifiek tijd- 
stip worden bepaald. Hierbij moet worden 
opgemerkt dat de formules van de Eurocode 
voor de temperatuurafhankelijke eigen-
schappen dichtheid, soortelijke warmte en 
geleiding, één constante waarde aanhouden, 
overeenkomstig beton van 660 °C. Boven-
dien is het niet mogelijk om met deze for-
mules de temperatuur van de vloer, bij een 
brandduur korter dan 30 minuten te bepalen.  Om deze reden is als derde ook een 
vergelijking gemaakt op basis van een reken -
methode beschouwd, waarin meer details 
konden worden beschouwd. Hiervoor is de 
eindige-differentiemethode gekozen [7].   
Met deze methode is de temperatuur voor 
een tijdstap berekend met behulp van de 
temperatuur in de voorgaande tijdstappen 
en de snelheid waarmee deze verandert. 
Voor de tijdstappen is een stapgrootte aan -gehouden waarvoor is aangetoond dat deze 
geen significante invloed heeft op het resul
-
taat. In iedere tijdstap is rekening gehouden 
met de karakteristieken van het beton bij 
die bepaalde temperatuur. De resultaten 
van deze methode zijn ook opgenomen in 
tabel 1.	
Resultaten?	Uit tabel 1 blijkt dat de resulta-
ten van de ter verificatie gebruikte metho-
den onderling goed overeenkomen. Aan de 
oppervlakte van het beton geeft de eindige- 
differentiemethode lagere waarden, hetgeen 
het gevolg is van de gebruikte temperatuur 
afhankelijke eigenschappen van beton.	
Eindige-elementenanalyse
De eindige-elementenanalyse is met het 
programma ABAQUS uitgevoerd, in eerste 
instantie op een 2D-model, om een vergelij-
king mogelijk te maken (fig. 4). Door gebruik 
te maken van een thermodynamisch model, 
is het mogelijk om het temperatuurverloop 
in de vloer te bepalen in de tijd. Hierbij zijn 
voor de convectiecoëfficiënt en de emissie-
coëfficiënt, benodigd om de warmte over-
dracht via straling te bepalen, de waarden 
uit de Eurocode [5] gebruikt. In de analyse 
zijn de temperatuursafhankelijke eigen-
schappen van beton meegenomen. De tem-
peraturen op de onderzijde van de vloer zijn 
bepaald door de standaard brandkromme 	
3 Grafiek met temperatuur in een betonvloer van 200 mm dik op de verticale as, op x (mm) vanaf de onderzijde op de 
horizontale as, waar Ry de tijdsduur van de brand y aangeeft
Als ter plaatse 
van de voeg   
tussen twee 
breedplaten de 
dekking op de 
koppelwapening 
minder is, zou 
dit bij een 
brandsituatie tot 
een ongewenste   
reductie van de 
constructieve   
eigenschappen 
kunnen leiden
3	
Tabel 1?Vergelijking temperaturen in de vloer bij verschillende analyses na 120 minuten
diepte x in  
vloer vanaf  
oppervlakte T [°C] 
T [°C] T [°C] T [°C] 
grafische  
analyse analytische  
methode  
Eurocodefinite  
difference  
methodeindige  
elementen  
analyse 
0 mm 10501030979990
10 mm 835811807834
20 mm 690662662701
30 mm 570540543585
40 mm 460441446486
50 mm 390360365400
60 mm 320294299327
70 mm 255240244264
80 mm 220196198211
90 mm 175160160166
100 mm 150130134134	
CEMENT 6 2022	?53
200 mm
 	
1000 mm 	
Analyse procedure  
Niet gekoppelde thermische-mechanische analyse  
 
Element eigenschappen 
Materiaal   Beton 
Absolute nul temperatuur  -273.15 
Type elementennet    DC2D8 
Afmeting  elementennet   10x10  mm 
Step response    Transient 
Solver equation     Direct solver  
Oplossingsmethode    Full-Newton Raphson 	
? = 9 W/m²K 
? = 0.7   
Constante temperatuur 20 °C in 
compartiment aan de niet brandzijde	  	
? = 25 W/m²K 
? = 0.7 
Thermische belasting door standaard 
brandkromme in compartiment aan de 
brandzijde 	
Niet brandzijde	 	
Brandzijde	 	
   	
200 mm
 	
1000 mm 	
Analyse procedure  
Niet gekoppelde thermische-mechanische analyse  
 
Element eigenschappen 
Materiaal   Beton 
Absolute nul temperatuur  -273.15 
Type elementennet    DC2D8 
Afmeting  elementennet   10x10  mm 
Step response    Transient 
Solver equation     Direct solver  
Oplossingsmethode    Full-Newton Raphson 	
? = 9 W/m²K 
? = 0.7   
Constante temperatuur 20 °C in 
compartiment aan de niet brandzijde	  	
? = 25 W/m²K 
? = 0.7 
Thermische belasting door standaard 
brandkromme in compartiment aan de 
brandzijde 	
Niet brandzijde	 	
Brandzijde	 	
5
4	
4 Model doorgaande massieve betonvloer
5 Uitvoer ABAQUS-model doorgaande massieve betonvloer na 120 minuten. NT11 is de temperatuur van het beton 	
en aan de bovenzijde wordt een constante 
temperatuur van 20 °C aangehouden. Voor 
de breedplaatvloer is een elementennet van 
10 x 10 mm toegepast met achtknoops kwa-
dratische elementen (elementtype DC2D8). 
In de analyse is de berekening voor het be-
schouwde tijdsdomein uitgevoerd. De resul-
taten die hieruit volgen, liggen bij 30, 60, 90 
en 120 minuten in de buurt van de tempera-
turen bij de drie hiervoor beschreven me-
thoden. Een voorbeeld van de resultaten is 
te zien in figuur 5.
Validatie?	De resultaten van de eindige-ele-
mentenanalyses komen dermate overeen 
met de eerder besproken analyseresultaten, 
dat het aannemelijk is dat het eindige-ele-
mentenmodel gevalideerd is. Daarom is de 
verwachting dat dit model voor de beschouw -
de temperatuursoverdracht-mechanismen  ook kan worden gebruikt voor constructie-
 
onderdelen met een meer complexere vorm, 
zoals die bij de voeg tussen twee breedplaten.	
Aandachtspunten
In de verificatie is gekeken naar een massieve 
vloer. Echter het doel is de gevolgen te   	
onder- 
zoek	
en van een brand ter plaatse van de voeg 
tussen twee breedplaatvloeren. Om dit onder-
zoek goed uit te voeren, moest er worden  
gekeken naar de verschillen tussen deze twee 
situaties. Hierbij zijn twee overdrachtsme-
chanismen relevant, namelijk straling en 
convectie. Deze zijn groter ter plaatse van de 
voeg. Uit de Eurocode kunnen de constante 
waardes voor convectie en straling worden 
overgenomen voor de onderzijde van de 
plaat. De Eurocode geeft echter geen waar-
des die kunnen worden gebruikt ter plaatse 
van de voeg. 	
54?	CEMENT	 6 20	 22
Straling?	Straling kan op twee manieren  
invloed hebben in de voeg: door de straling 
van de plaatrand zelf en door brand aan de 
onderzijde van de plaat. Vanuit oogpunt 
van symmetrie is aangenomen dat de stra -
ling van de plaatrand ter plaatse van het 
detail gedurende de brand gelijk is aan 
weerszijden van de voeg en daarom geen 
temperatuurverhoging veroorzaakt. De 
straling door brand aan de onderzijde van 
de plaat heeft wel invloed. Hierbij speelt de 
zichtfactor een belangrijke rol. Deze be-
paalt de ontvangen stralingflux door stra -
ling. Wanneer het zend- en ontvangstvlak 
evenwijdig zijn aan elkaar en oneindige af -
metingen bezitten, is de zichtfactor gelijk 
aan 1. Wanneer de afmetingen beperkt zijn, 
zoals het geval is ter plaatse van de voeg, 
gaat een deel van de verzonden straling 
langs het ontvangende vlak en is de zicht-
factor kleiner dan 1. De zichtfactor is voor 
het onderzoek in detail bepaald (zie verder-
op).	
Convectie?	Voor de convectie is de lucht-
snelheid in de voeg belangrijk. Door de aan-
wezigheid van brand en de hierdoor grote 
temperatuurverschillen onder de vloer zijn 
de luchtsnelheid en de wervelingen van de 
lucht hoger. De aanname is dat vanwege de 
beperkte ruimte in de voeg de intensiteit 
van de turbulentie in de voeg klein is, waar-
door de convectieve warmte-overdracht 
wordt geremd. Om deze reden is in de voeg 
een lagere convectiecoëfficiënt aangehou-
den, namelijk 1 W/m²K. Met een gevoelig-
heidsanalyse is gebleken dat verschillende 
convectiecoëfficiënten, 0,5 W/m²K, 1 W/m²K 
en 2 W/m²K, een zeer beperkt effect hebben 
op de toename van de temperatuur gedu-
rende de tijd. 	
Overige gevoeligheidsanalyses?	Naast deze 
twee aandachtspunten zijn er ook gevoelig-
heidsanalyses uitgevoerd op de fijnheid van 
het elementennet, de wijze waarop de stan-
daard brandkromme als belasting is gemo-
delleerd en de waarde van de emissiecoëffi-
ciënt in algemene zin. Op basis van deze 
analyses zijn uitgangspunten voor het eindige-  
elementenmodel voor de breedplaatvloer 
met voeg bepaald.	
Onderzoek
Met dit gevalideerde eindige-elementenmodel 
is de vloer onderzocht. Hierbij is uitgegaan 
van een variërende voegbreedte van 1 mm 
tot 19 mm, in stapjes van 1 mm. De breed-
plaatdikte is gevarieerd tussen 50 mm en 
100 mm. Op de brandzijde en de niet-brand-
zijde zijn de randvoorwaarden voor straling 
en convectie toegepast zoals in het 2D-model. 
De randvoorwaarden in de voeg zijn gemo-
delleerd met behulp van ABAQUS, een mo-
dule voor openingen. Hierbij is de opening 
gesloten gemodelleerd om de juiste rand-
voorwaarden te kunnen toepassen.  Voor een realistische modellering van 
straling in de voeg, is de voeg opgedeeld in 
kleine eindige elementen van 5 mm. Voor  
iedere 5 mm is de zichtfactor bepaald en 
vermenigvuldigd met de emissiecoëfficiënt 
voor de daadwerkelijke stralingsontvangst 
in die 5 mm. Voor convectie is aangenomen 
dat de coëfficiënt in de gehele voeg hetzelfde 
is. Uit de analyses zijn verschillende resulta-
ten gekomen. 
Resultaten capaciteit wapening?	In figuur 6 
is het temperatuurverloop zichtbaar in de 
breedplaatvloeren na 30, 60, 90 en 120 mi-
nuten bij een voegbreedte van 19 mm en een 
voegdiepte van 50 mm. Hieruit blijkt dat de 
onderzijde van de breedplaatvloer de hoog-
ste temperatuur bereikt. Daarnaast is te 
zien dat de temperatuur rondom de voeg 
hoger is dan bijvoorbeeld op een horizontale 
afstand van 50 mm van de voeg af. Dit wordt 
veroorzaakt door de straling en convectie in 
de voeg. Dit temperatuurverloop werd terug -
gevonden bij analyses met verschillende 
voegbreedtes en breedplaatdikten. Echter is 
er wel een verschil in de temperatuuront-
wikkeling van de verschillende breedplaat-
vloeren. Naarmate de breedplaat dunner 
wordt, of de voegbreedte groter, neemt het 
verschil in temperatuur van het beton op de 
locatie van de voeg sneller toe dan de tempe-
ratuur van het beton op een horizontale af-
stand van 50 mm naast de voeg. Hieruit kan 
worden geconcludeerd dat een breedplaat-
vloer met de maximale voegbreedte van 
19 mm en de minimale breedplaatdikte van 
50 mm het grootste temperatuurverschil 
laat zien. Deze situatie geeft de maatge-	
Een eenvoudig 
2D-EEM is   
vergeleken met 
een grafische 
analyse, de   
rekenmethode uit 
NEN-EN 1992-1-2 
en een eindige-  
differentiemodel	
CEMENT  6 2022	?55
xe [mm] 	 	 	
xj [mm] 
x
e  - x	p 	
Boven de voeg	 	Voeg oppervlakte 50 mm naast de voeg oppervlakte	 	
Diepte gemeten vanaf de brandzijde Diepte gemeten vanaf de br	eedplaa	t 	Diepte gemeten vanaf bovenzijde voeg	 	
xe   xp   xj   	
xp [mm] 	
   	
xe [mm] 	 	
 	
xj [mm] 
x
e  - x	p 	
Boven de voeg	 	
Voeg oppervlakte 
50 mm naast de voeg oppervlakte	 	
Diepte gemeten vanaf de brandzijde 
Diepte gemeten vanaf de br	eedplaa	t 	
Diepte gemeten vanaf bovenzijde voeg	 	
xe   xp   
xj   	
xp [mm] 	
vende temperatuur op de locatie boven de 
voeg en is verder gebruikt voor de analyse 
op diverse locaties in het beton.
In de breedplaatvloer is de tempera-
tuur met het eindige-elementenmodel ge-
analyseerd. Drie locaties zijn aangegeven in 
figuur 7.	
In figuur 8 zijn de verkregen resultaten 
uit het eindig-elementenmodel op de drie   
locaties uit figuur 7, geplot na een brand van 
120 minuten. Hierin k	
 omt nogmaals naar  
voren dat het beton ter plaatse van de voeg 
een hog
 ere temperatuur bereikt dan het be -
ton verder van de voeg gelegen. Op basis van 
de anal
 yse van het temperatuurverloop kan 
worden geconcludeerd dat de temperatuur 
van het beton boven de voeg lager blijft dan 
de temperatuur van de breedplaat. Er is aan -
genomen dat het betonstaal dezelfde tempe- ratuur aanneemt als het beton op die locatie. 
Dit heeft als g	
evolg dat het betonstaal in de 
breedplaat warmer zal worden dan het beton -
staal van de koppelwapening die zich boven 
de 
 voeg bevindt en zodoende gedurende een 
brand meer sterkte verliest dan de koppel -
wapening. Als de constructieve effectiviteit 
v
 an de wapening in de snede ter plaatse van 
de voeg gelijk is aan die ter plaatse van een 
snede naast de voeg, kan worden geconclu -
deerd dat de snede niet bepalend is voor de 
dr
 aagkracht van de vloer onder de gesimu -
leerde brandomstandigheden.
Weerstand aansluitvlak?	Ook treedt er ver-
vorming op in de breedplaatvloer ten gevolge 
van de niet-gelijkmatige temperatuurtoename 
in de breedplaatvloer. Door de thermische 
eindige-elementenberekening te koppelen 	
Bij brand hoeft 
de situatie ter 
plaatse van  
de voeg niet  
te worden  
beschouwd	
6	
7	
8	
6 Voorbeeld temperatuurontwikkeling in de breedplaatvloer, van links naar rechts, op t = 30, t = 60, t = 90 en t = 120 minuten 7 Omschrijving diverse geanalyseerde locaties in de betonvloer
8 Temperatuur van het beton na 120 minuten op drie verschillende locaties in de vloer met een voeg van 50 mm diep en 19 mm breed,  zoals bepaald met het eindige-elementenmodel	56?	CEMENT	 6 20	22
1 mm 	- 	19 mm	 	
170 mm
 
50 mm 
? 
100 mm 	
Oorspronkelijke vorm 	
300 mm 	300 mm 	
1 mm - 19 mm	 	
170 mm
 
50 mm 
? 
100 mm 	
Vervormde vorm 	
300 mm 	300 mm 	
aan een mechanische simulatie, zijn de ver-
vormingen bepaald zoals geïllustreerd in  
figuur 9. Hiervoor is een elasticiteitsmodules 
E gebruikt van 33.000 N/mm², behorende bij 
betonsterkteklasse C30/37, en een thermische 
uitzettingscoëfficiënt van 1 · 10	
-6. Voor de be-
lasting in de mechanische simulatie zijn de 
resultaten van de thermische eindige-ele-
mentenberekening toegepast. Er zijn geen 
overige belastingen toegevoegd aan de me-
chanische simulatie. Ten gevolge van het temperatuurver-
loop over de hoogte wil de vloer uitzetten en 
ook krommen. De onderzijde van de breed-
plaat wil immers meer uitzetten dan de  
bovenzijde van de vloer. Bij een door rand-
voorwaarden statisch onbepaalde con- 
structie, wordt deze kromming verhinderd. 
Echter, ter plaatse van de open voeg is de 
vervorming van de breedplaat niet verhin-
derd zodat door het kromtrekken van de 
breedplaten, deze in de onderzijde van de 
druklaag een drukspanning veroorzaken. 
Hierdoor ontstaan naast de voeg tussen de 
breedplaten extra normaaldrukspanningen 
in het aansluitvlak tussen de breedplaat en 
de druklaag. Deze zullen in evenwicht zijn 
met extra normaaltrekspanningen in het 
aansluitvlak op een grotere afstand vanaf de 
voeg.  In dit onderzoek is geen verdere aan-
dacht besteed aan de gevolgen van de extra 
normaalspanningen op de weerstand van  het aansluitvlak in brandomstandigheden 
en ook niet aan het constructieve gedrag 
van het kritische detail in het geval van 
brand. Om deze reden kan dan ook geen 
verdere uitspraak worden gedaan over de 
weerstand van het aansluitvlak bij 
brandomstandigheden.	
Conclusie
Er wordt geconcludeerd dat de ontwerpregel 
in NEN-EN 13747, waarbij wordt gesteld dat 
in het geval van voegbreedten tot 20 mm 
geen rekening hoeft te worden gehouden 
met de temperatuursontwikkeling in de 
voeg, juist is voor het beoordelen van de be-
nodigde hoeveelheid koppelwapening. Een 
onjuiste uitvoering van de breedplaatvloer 
ter plaatse van de voeg waarbij de dekking 
op de koppelwapening kleiner is dan vereist 
volgens NEN-EN 1992-1-1, leidt niet tot een 
meer kritische situatie van de koppelwape-
ning bij brand. 
In dit onderzoek is de verdere con-
structieve beschouwing van het kritische 
detail van de breedplaatvloer bij een brand, 
bijvoorbeeld een beoordeling van de weer-
stand van het aansluitvlak tussen de koppel-
wapening en de breedplaatwapening onder 
brandomstandigheden, niet meegenomen. 
Ook is er de mogelijkheid dat resultaten 
voor specifieke situaties met het gebruik van 
een natuurlijke brandkromme afwijkend 
zijn van de hier gevonden resultaten.
 	
9
9 Verwachte vervorming van de breedplaatvloer ter plaatse van de voeg na een brand van 120 minuten 	
LITERATUUR
1?NEN-EN 13747:2005+A2:2010, Vooraf 
vervaardigde betonproducten ? 
Breedplaatvloeren. CEN, 2010.
2?Adviesbureau Hageman, Rapport 
9780-1-0 Voorstellen voor en achter- 
gronden bij rekenregels van beoordeling 
van bestaande bouw. Rijswijk, 20 mei 
2019.
3?Wijte, S., Dieteren, G., Achtergronden 
nieuwbouwregels detaillering breed- 
plaatvloeren. Cement 2020/4, pp. 60-71. 
4?Wijte, S., Dieteren, G., Rekenregels 
beoordeling bestaande breedplaat- 
vloeren. Cement 2019/4, pp. 30-39. 
5?NEN-EN 1992-1-1:2004+AC:2008+AC:2010, 
Ontwerp en berekening van beton- 
constructies - Deel 1-1: Algemene regels 
voor gebouwen. CEN, 2016.
6?NEN-EN 1992-1-2 Ontwerp en 
berekening van betonconstructies - 
Deel 1-2: Algemene regels - Ontwerp en 
berekening van constructies bij brand. 
NEN, 2005.
7?Bejan, A., en Kraus, A. D. , Heat 
transfer handbook. Hoboken, New 
Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2003. 
8?Di Capua, D., Mari, A. R., Nonlinear 
analysis of reinforced concrete cross-
sections exposed to fire. Fire Safety 
Journal, vol. 42, 2007, pp. 139-149. 
9?Lazouski, A., Influence of sustained 
stress and heating conditions on the 
occurence of fire-induced concrete 
spalling, PhD-thesis University of 
Edinburgh, 2017-2019.	
CEMENT 6 2022	?57                  
                 
              
    
    Bij een in twee richtingen overspannende breedplaat bevindt zich ter plaatse van de voeg tussen twee breedplaatvloeren koppelwapening loodrecht over de voeg (foto 1, fig. 2). De constructieve kwaliteit van dit detail bepaalt mede de constructieve kwaliteit van de vloer [2]. Voor meer informatie over dit detail wordt verwezen naar eerder gepubliceerde Cement-artikelen [3, 4]. Zoals bekend wordt momenteel de constructieve veiligheid van dit detail onder normale omstandigheden nader onderzocht. Het is daarnaast ook van belang de brandveiligheid ervan te beschouwen.
NEN-EN 13747 artikel 4.3.4 geeft een regel voor de bepaling van de brandveiligheid in dit detail:
"The fire resistance of a composite slab made of floor plates without void formers is the same as for a solid slab of identical characteristics. Calculation of the temperatures is carried out without taking into account the joint between floor plates as much as the width bj is lower than 20 mm." (NEN-EN 13747:2005+A2:2010, Vooraf vervaardigde betonproducten - Breedplaatvloeren, 2010)
In de norm staat niet aangegeven of deze regel geldt voor enkel eenzijdige of ook voor tweezijdige overspanningen. Ook achtergrondinformatie die de stelling onderbouwt dat de voeg tussen twee breedplaten tot een bepaalde wijdte niet hoeft te worden beschouwd, is niet bekend. Daarnaast stelt NEN-EN 1992-1-1 dat de koppelwapening met een dekking ten minste gelijk aan zijn diameter moet worden geplaatst [3]. In Nederland werd ter plaatse van de voeg aan deze dekkingseis echter vaak niet voldaan en werd tot medio 2017 de koppelwapening direct op de breedplaat geplaatst. Het betonstaal is zodoende minder beschermd tegen opwarming bij brand. De vraag is of dit extra risico voor de constructieve veiligheid toelaatbaar is.
                   
Reacties
Redactie Cement - Aeneas Media 21 oktober 2022 16:26
Beste heer Van der Vleuten, Bedankt voor uw interesse in het artikel. Als u lid bent kunt u de rest van het artikel bekijken. Voor meer informatie over lid worden, zie https://www.cementonline.nl/lidworden.
Joris van der Vleuten - Peutz 17 oktober 2022 08:25
Ik ben benieuwd naar de rest van het artikel