In de vorige blog hebben we gezien wat de overwegingen van de opdrachtgever waren om voor staalframe te kiezen. Daarnaast hebben we een aantal principedetails uitgewerkt zoals deze bij de woning in Ridderkerk zijn toegepast. In deze blog zullen we vooral kijken naar de belangrijkste punten die aandacht vragen bij het maken van een constructieberekening. Er zal worden ingegaan op stabiliteit en detaillering van de elementen. Daarnaast zullen een aantal kritische details onder de aandacht worden gebracht.
Stabiliteit
Door windbelasting heeft een gebouw de neiging om “om te vallen”. Bij bouwwerken uitgevoerd in kalkzandsteen of beton levert dit weinig problemen omdat het eigen gewicht van het bouwwerk hoog genoeg is om de stabiliteit te verzorgen. Echter, bij lichte bouwwerken zoals staalframebouw en houtskeletbouw vraagt dit extra aandacht voor zowel de bovenbouw als de fundering. In veel gevallen moeten hold down ankers toegepast worden die de wanden verankeren aan de fundering en hiermee opwaaiing voorkomen. De constructeur van de bovenbouw moet toetsen welke stabiliteitsvoorzieningen nodig zijn. De krachten die uit de bovenbouw komen moeten meegenomen worden in de berekening van de fundering.
Bij de voorbeeldwoning is ervoor gekozen om hier in het ontwerp al rekening mee te houden door tussen de ramen ook dichte stukken wand op te nemen. De norm eist namelijk in NEN-EN 19995-1-1 art. 9.2.4.2 dat een stabiliteitspenant een minimale breedte van ¼ van de hoogte van de wand is. Meestal komt dit neer op een breedte van ongeveer 70-80 cm. Afhankelijk van de grootte van een bouwwerk moeten er meer of grotere penanten in het gebouw zitten. Het is wenselijk in het ontwerp al rekening te houden met de stabiliteit omdat een gebrek aan voldoende stabiliteitspenanten in de gevels of dragende binnenwanden kan zorgen voor onnodig hoge kosten voor alternatieve oplossingen.
In de onderstaande afbeeldingen zijn de stabiliteitswanden in beide richtingen op de begane grond opgenomen. De constructeur maakt een keuze welke wanden voldoen aan de norm-eisen en maakt een overzicht hoe deze gemonteerd moeten worden aan de fundering.
Schijfwerking
Staalframewanden ontlenen hun stijfheid aan schijfwerking van de beplating. Deze beplating moet bevestigd worden aan het frame en hiervoor moet getoetst worden hoeveel nagels per meter er in de wanden geschoten moeten worden om aan de eisen voor schijfwerking te voldoen. Dit wordt beschreven in NEN-EN1995-1-1 (houten beplating) en NEN-EN1993-1-3 (verbindingsmiddelen in staalframe) of volgt uit onderzoeksrapporten (gipsvezelbeplating) Naast de krachten per stabiliteitspenant wordt door de constructeur ook altijd de h.o.h. afstand van de nagels berekend. Bij deze voorbeeldwoning zijn de meeste stabiliteitswanden h.o.h. 50 mm afgeschoten maar in sommige gebouwen loopt dit zelfs op naar h.o.h. 25 mm
Koppeling tussen wanden en vloeren
Vloeren en daken worden over het algemeen ingehangen of opgelegd. Wanneer een vloer wordt ingehangen wordt een gezet L-profiel aan de kopse kant van het element bevestigd dat op de wand rust. Bij het opleggen van een vloer of dak wordt het staalframe-element plat op de wand gelegd. In het algemeen kan gestelde worden dat, wanneer er nog een verdieping op het vloerelement komt, er geen oplegging wordt toegepast. In de meeste gevallen zal het lijf van het C-profiel plooien door de belasting van de wand die óp het vloerelement wordt gezet. Schuine of platte daken zijn wel geschikt om op te leggen. Bij de voorbeeldwoning is ervoor gekozen om overal inhangdetails toe te passen omdat hierdoor de schrijfwerking in het dak ook beter overgebracht kon worden.
Naast stabiliteit, schijfwerking en inhangdetails zijn er nog een aantal cruciale punten die getoetst moeten worden:
- Toetsing van bovenregels boven sparingen op winddruk en bovenbelasting. Indien nodig moeten vakwerken of lateien aangebracht worden;
- Bij de toepassing van vakwerken moet altijd de normaalkrachten in de staven getoetst worden om te controleren of de verbindingsmiddelen niet bezwijken;
- Bij toepassing van lateien moet een ontwerp gemaakt worden van de verbindingswijze van de latei aan de stijlen naast de opening. Ook deze stijlen moeten getoetst worden op de grotere belasting;
- Bij toepassing van de oplegmethode moet de plooi in het lijf van de randliggers getoetst worden en als deze niet voldoet, moeten verstijvers worden toegevoegd;
- Bij toetsing van inhangdetails moet het inhangdetail en de verbindingsmiddelen aan het vloer- en wandelement getoetst worden.
Door het vergeten van deze toetsingen ontstaan klachten of schadegevallen!
Sparingen in liggers
Staalframebouw leent zich er uitstekend voor om leidingwerk direct in de constructie te verwerken. Ook hieraan zijn regels verbonden. Een aantal vuistregels:
- Breng sparingen alleen aan tussen 1/8e en 3/8e van de overspanningslengte van de ligger.
- Maak ronde of ellipsen gaten nooit groter dan 60% van de hoogte van het profiel, vierkante gaten zijn sowieso ongewenst!
- Plaats gaten altijd zo ver uit elkaar dat de h.o.h. afstand tussen de gaten minimaal tweemaal de diameter betreft.
Bovenstaande vuistregels moeten altijd worden toegepast in overleg met de constructeur. Wanneer de dwarskracht hoog wordt door bijvoorbeeld een wand die halverwege op de overspanning staat, zou het kunnen dat zelfs deze regels niet meer opgaan en door een constructeur gekeken moet worden naar de positie van de gaten. Eerder is al aangegeven dat het cruciaal is om van tevoren gaten in de liggers op te nemen en te allen tijde moet voorkomen worden dat de installateur naar eigen inzicht sparingen in liggers aanbrengt zonder overleg met de constructeur.
Alle punten die in deze blog zijn benoemd zijn bedoeld als handvatten voor het opstellen van een berekening of om te controleren of de berekening alle vereiste onderdelen bevat. In de regel kan gezegd worden dat elke schroef en profiel in een berekening terug te rekenen moet zijn. De ervaring heeft geleerd dat fouten niet gemaakt worden in de berekeningen die opgeschreven worden maar juist in de punten die niet berekend worden.
Wilt u verder doorpraten over de inhoud van uw berekening of juist samen optrekken om als constructeur nog betere berekeningen af te geven? Neem dan gerust contact met ons op.
