Constructeursuitgave (berekening volgens Eurocode) Vebo borstweringssteun: altijd op zijn taak berekend Toepassing De borstweringssteun wordt toegepast in gemetselde borstweringen om deze voldoende sterkte te geven. Een Vebo borstweringssteun is standaard samengesteld uit een kokerprofiel met al dan niet vrij in hoogte instelbare metalen spouwankers. De belastingafdracht vindt plaats door één spouwblad aan de borstweringssteun te verbinden door middel van deze spouwankers. De (wind-) belastingen op de borstwering worden met de standaard aanwezige spouwankers naar het met de steun gekoppelde spouwblad overgedragen. Aan de bovenzijde biedt de Vebo borstweringssteun de mogelijkheid een muurafdekker te koppelen. Deze koppeling is zo uitgedacht dat grote toleranties kunnen worden overbrugd. Vebo, postbus 8, 3750 GA Bunschoten, Röntgenweg 3, telefoon (033) 299 26 00, info@vebo.nl, www.vebo.nl
Beschrijving Doel Toelichting hierop: Een ongesteunde borstwering of balustrade van met- Een wand die aan de bovenzijde niet in horizontale richting selwerk voldoet rekentechnisch niet aan de sterkte en wordt gesteund, moet in de meeste gevallen gesteund de stabiliteit volgens de geldende normen. Een borst- worden door een constructie in de spouw. Vaak wordt weringssteun is rekentechnisch al nodig vanaf een borst- hiervoor een zogenaamde borstweringssteun in de spouw wering of dakrand met een hoogte van circa 0,35 meter. bevestigd. De vraag wanneer een muur(deel) moet worden gesteund, hangt sterk af van de functie van de muur. Hierin is er onderscheid tussen een balustrade en een niet-balustrade. 1 2 3 Hmax Figuur 1 Verschillende situaties voor niet-balustrade metselwerkpenant. 100 214 100 100 100 Balustrade Het Bouwbesluit eist dat bij hoogteverschillen moet worden voorkomen dat personen kunnen vallen. Bij vloeren met een hoogteverschil groter dan 1 meter moet een balustrade worden toegepast. De hoogte van een balustrade moet bij balkons, galerijen, bordessen en terrassen minimaal 1 meter hoog zijn, als de gebouwhoogte onder 13 meter blijft. Is de gebouwhoogte 13 meter of hoger, dan moeten dergelijke balustrades minimaal 1,2 meter hoog zijn. Er moet bij een balustrade onder meer worden gerekend met horizontale krachten. Om het hierdoor veroorzaakte buigend moment op te kunnen nemen, moet de balustrade, uitgevoerd als halfsteensmuur of spouwmuur, altijd in horizontale richting worden gesteund. Een principe tekening van een gemetselde borstwering met steun is gegeven in figuur 2. Niet-balustrade Bij een vloerniveau waar normaal geen personen kunnen komen (bv. dak van een gebouw) hoeft de gemetselde borstwering alleen op windbelasting te worden gecontroleerd. Daarin zijn verschillende situaties te onderscheiden (zie ook figuur 1): 1. halfsteensmuur, 2. steensmuur en 3. spouwmuur. Onderscheid is verder te maken in de manier waarop het metselwerk op de vloer is bevestigd: middels Figuur 2 Principedetail borstweringssteun. een verbinding met mortel, of koud op de vloer (met of zonder tussenlaag in de vorm van een loodslab of folie).
Tabel 1: Noodzaak balustradesteun t.b.v. ondersteuning wand (theoretisch) Noodzaak balustradesteun Soort wand Oplegging op vloer balustradefunctie * niet-balustradefunctie Halfsteens koud ja ja mortel ja metselwerk: als h > 0,70 m Steens koud ja metselwerk: als h > 0,20 m mortel aanbevolen** metselwerk: als h > 1,50 m Spouw (100-100-100) koud ja metselwerk: als h > 0,35 m mortel aanbevolen** metselwerk: als h > 2,10 m * de hoogte van een balustrade is minimaal 1,0 meter (eis Bouwbesluit), standaard is de hoogte 1,0-1,2 meter ** ervan uitgaande dat een mortelverbinding geen blijvend duurzame verbinding is Eigenschappen en duurzaamheid Vebo borstweringssteun De metalen onderdelen worden standaard uitgevoerd in S235JR (materiaalnummer 1.0038) en voorzien van een zinklaag conform NEN-EN-ISO 1461. Ze kunnen optioneel worden voorzien van een kleurcoating. De spouwankers worden uitgevoerd in corrosievast staal AISI 316. De constructieve lassen worden uitgevoerd met een minimale keeldoorsnede van a = 4 mm. Ankers De verankering van de borstweringssteun aan de achterliggende constructie kan door middel van twee soorten verankeringen worden opgelost: de vooraf geplaatste en de achteraf aangebrachte ankers. De vooraf geplaatste ankers zijn de zogenaamde hulsankers. De achteraf aangebrachte ankers betreffen chemische lijmankers en spreidankers. De chemische ankers, hulsankers en spreidankers hebben standaard de aanduidingen M10, M12 of M16. De kwaliteit van een chemisch anker is standaard 5.8, behalve bij de verbinding kop- en vloetplaat (figuur 3, type B) waarvoor een 8.8-kwaliteit moet worden toegepast. De hulsankers hebben een 8.8-staalkwaliteit, de spreidankers zijn van een 8.8-kwaliteit. De toelaatbare lasten zijn bepaald met een rekenprogramma dan wel tabellen van een leverancier en testwaarden van spreidankers op kanaalplaten. De duurzaamheid van de ankers wordt geconformeerd aan de BRL 3121 voor geveldragers en lateien. In een vochtige omgeving wordt gebruikt gemaakt van thermisch verzinkte ankers van minimaal 50 μm zinklaagdikte.
Uitvoering Bevestiging Vebo borstweringssteun aan de vloer Afhankelijk van de vloerconstructie en de eventuele voorkeur van de aannemer wordt een bevestigingstype gekozen. Vebo Staal geeft de keuze uit 6 standaard bevestigingsprincipes als aangegeven in figuur 3, met uitgangspunten als minimale randafstanden en vloerdikten. A B min. 180 min. 180 min. 150 C min. 160 150 150 D 120 min. 120 x x min. 100 E variabel variabel Figuur 3 6 standaardmodellen aansluitingen 25 25 A koker zonder plaat B kopplaat C kop- en voetplaat D voetplaat E voetplaat op de vloer 4 ankers F voetplaat op de vloer 2 ankers F min. 100 min. 100
Toelichting op de berekening In het speciaal door Vebo Staal ontwikkelde rekenprogramma kunnen de 6 standaard borstweringssteunen worden berekend. Voor de borstwering geldt het volgende schema, afhankelijk van het type verbinding: F Veiligheidsfactoren/dimensies: Rekenwaarden van belastingen worden bepaald met behulp van de vergelijkingen 6.10a en 6.10b in tabel NB.4 van de EN1990. Volgens tabel NB.20- B1 mag de gevel en daarmee ook de borstweringssteun in een lagere gevolgklasse worden ingedeeld dan het totale gebouw. De reden is dat het bezwijken van dit onderdeel geen aanleiding geeft tot voortschrijdende instorting. Na berekening van de belastingen en krachten worden zowel het profiel als de spouwankers bepaald. Verbinding: Overzicht voetplaat: R M Belastingen: F= puntlast/lijnlast t.g.v. personen F= puntlast t.g.v. botsbelasting q = lijnlast t.g.v. van wind Genoemde belastingen kunnen in 2 richtingen optreden en worden apart bekeken. Indien een borstwering bereikbaar is door personen, dan dient een horizontale belasting te worden berekend. Deze belastingen zijn opgenomen in de NEN1991-1-1 bijlage NB.A. Genoemde belastingen zijn afhankelijk van de functie van het gebouw. Voor de stootbelasting geldt dat berekening volgens NEN1991-1-1 NB.B en onderzoek hebben uitgewezen dat de verbinding voldoende flexibel is en daarmee niet maatgevend voor de sterktetoets. De windbelasting wordt bepaald volgens NEN1991-1-4: w e = q p (z e ) x c p;net. De stuwwaarde q p (z e ) is afhankelijk van de locatie en de afmetingen van het gebouw en kan met behulp van tabel NB.4 worden bepaald. Voor de drukcoëfficiënten cp;net voor vrijstaande wanden en borstweringen is tabel 7.1 opgenomen met de daarin aanbevolen waarden. Genoemde tabel houdt er rekening mee dat bepaalde zones vanuit de rand van een gebouw verschillend belast worden (zie onderstaande afbeelding). Hierdoor zullen in een gevel verschillende hart-op-hartafstanden van de borstweringssteunen ontstaan. Een en ander wordt door Vebo uitgewerkt en aangegeven. voor l > 4 h 0 0,3 h 2 h 4 h A B C D h l Uit de berekening volgt dat bij een bevestiging tegen de kop van een vloer de verankering meestal in het midden zit. Dit is de meest neutrale zone van de vloer, waarmee de ankers berekend worden in ongescheurd beton. In de meeste gevallen heeft een chemisch anker de voorkeur, gezien de hoge capaciteit en praktische toepasbaarheid. Ankers worden berekend met behulp van de ETAG. Het invloedsgebied van lijmankers onderling is 2.0 x h eff en bij randen 1.0 x h eff e.e.a. volgens ETAG. afstand waarbij er juist geen invloed is van: ander anker: S cr;n = 2,0 x h eff rand: C cr;n = 1,0 x h eff Karakteristiek bezwijkbeeld van een lijmanker. Indien uit de berekening een verbinding met lange ankers volgt, dan is de theorie uit de NEN1992-1-1 hoofdstuk 8.4 van toepassing. Als het een aansluiting betreft met een kanaalplaatvloer, zullen spreidankers voor kanaalplaten worden toegepast. De capaciteit en minimale randafstanden van deze ankers zijn bepaald door de ankerleverancier. Verbindingen van de borstweringssteun aan een bovenliggende betonafdekker: Door middel van de altijd passende flexbeugel wordt de betonafdekker met behulp van een conische sparing mechanisch bevestigd. Verbinding van de borstweringssteun aan hekwerk: Wordt een borstweringssteun gecombineerd met een bovenliggend hekwerk, dan dient de onderlinge verbinding momentvast te worden uitgevoerd. Als de muurafdekkers worden uitgevoerd in prefabbeton, dan kunnen Vebo Beton en Vebo Staal de verbinding en detaillering op elkaar afstemmen. Dit bespaart de aannemer en ook de constructeur controlewerk.
Steunen: positie en aantal Positie steunen De plaats van de borstweringssteunen wordt ook beïnvloed door het dilatatieplan. De maximale ongedilateerde wandlengte van een borstwering met hoogte h bedraagt volgens de CUR 82: bij ongewapend metselwerk 5h; bij gewapend metselwerk 10h. Rv Rw Rw h.o.h. Gebied A+B h.o.h. Gebied C h.o.h. Gebied D Figuur 5 Positie steunen - dilatatie op de hoek. Op hoeken moet rekening worden gehouden met de minimale randafstand van de ankers in de achterliggende constructie. Dit is de reden dat de afstand rand betonvloer tot hart steun (Rv) minimaal 225 mm bedraagt, zie figuur 5. Om het buigend moment en de daardoor ontstane buigtrekspanning in het metselwerk te beperken, wordt door Vebo Staal geadviseerd de afstand van hart steun tot rand wanddeel (Rw) te beperken tot 40% van de h.o.h.-afstand steunen. Als op de hoek van een borstwering geen dilatatie wordt toegepast, levert dit extra stabiliteit. Als de dilatatieafstand om de hoek beperkt blijft tot 0,6 meter, is het niet nodig in dit deel extra borstweringssteunen toe te passen. Dit is praktisch ook niet eenvoudig omdat de steun dan (te) dicht op de rand wordt geplaatst, denk daarbij aan de benodigde randafstanden voor de ankers! Aantal steunen Aan de hand van het dilatatieplan kan de benodigde hoeveelheid steunen worden bepaald. Standaard kan hierbij worden uitgegaan van een afstand Rw = 0,50 m. De h.o.h.-afstand per gebied volgt uit de berekening. Deze afstand kan sterk variëren en is afhankelijk van de optredende belasting, het type verankering en de afmetingen van de achterconstructie (vloer). De in de praktijk toegepaste h.o.h.-afstand is door afronding doorgaans kleiner dan de berekende. Als wordt uitgegaan van een aantal (Nw) ongedilateerde wanden met een wandlengte L dil bedraagt het benodigde aantal steunen: L N steunen = N w x ( dil - 2xR w afronden x boven +1 h.o.h. ) Voorbeeldberekening inschatting aantal benodigde steunen Een borstwering is opgedeeld in 10 delen met een ongedilateerde wandlengte van 5,0 meter en 4 delen met een wandlengte van 2,5 meter. Bij elke dilatatie is een extra steun nodig. Uit de constructieve sterkte berekening volgt als voorbeeld een maximale h.o.h. van 1,75 meter. wandlengte 5,0 meter N steunen = 10 x [a.b.(5,0-1,0)/1,75 + 1] = 10 x (3+1) = 40 wandlengte 2,5 meter N steunen = 4 x [a.b.(2,5-1,0)/1,75 + 1] = 4 x (1+1) = 8 Totaal zijn dan 48 steunen nodig.
Notities
Vebo, postbus 8, 3750 GA Bunschoten, Röntgenweg 3, telefoon (033) 299 26 00, info@vebo.nl, www.vebo.nl