Bouwfouten 4: Wanden

Bouwfouten spreken vaak meer tot de verbeelding dan saaie uittreksels waarbij beschreven wordt hoe het wel moet. Daarom willen we af en toe wat veelgemaakte fouten uit onze dagelijkse praktijk toelichten. Deze week: “Waar moet je op letten bij het framen van wanden?”

Wat bepaalt het profieltype van een wand?

Bij het bepalen van een profiel voor de wand moet rekening worden gehouden met de sterkte én stijfheid van het profiel. De sterkte geeft informatie over het moment van bezwijken en móet voldoen aan de geldende normen. De stijfheid van het profiel zegt iets over de vervormingen die optreden. Hoewel er (meestal) geen specifieke eisen in de normen zijn gesteld voor deze vervormingen, bestaan er algemene richtlijnen. Het is ook mogelijk dat er specifieke eisen worden gesteld door aanverwante bouwdelen, zoals metselwerk, waarbij beperktere vervormingen worden geaccepteerd.

Sterkte van het profiel (ULS)

Bij het toetsen van de sterkte van het profiel zijn verschillende factoren van invloed. De hoogte van de wand, in combinatie met de axiale belasting, beïnvloedt bijvoorbeeld de knikfactor. De axiale belasting omvat zowel de belasting vanuit de vloer als die vanuit de andere verdiepingen. Dit betekent dat in het geval van een enkele verdieping met grote overspanningen en zware vloerbelastingen er een hogere axiale kracht kan optreden dan bij twee verdiepingen met lichte vloeren en een korte overspanning.

Daarnaast moeten ook de loodrechte belastingen door winddruk en windzuiging worden meegenomen bij de toetsing van het profiel. Hierbij spelen de locatie en de hoogte van het bouwwerk een grote rol!

Stijfheid van het profiel (SLS)

De stijfheid van een profiel wordt vaak getoetst aan de hand van de praktijkregel dat deze maximaal 1/250^e mag vervormen. In het geval van een wand van 3 meter hoog mag de wand dus maximaal 12 mm vervormen. Voor metselwerk gelden strengere eisen om scheurvorming te voorkomen. Adviesbureau Vekemans heeft hier verschillende publicaties over gedaan in relatie tot HSB en komt o.a. tot de conclusie dat maximaal 1/500^e vervorming een goed uitgangspunt is. Let op dat er meer randvoorwaarden zijn voor metselwerk!

Latei boven sparingen

Belasting op de latei

Een latei wordt gebruikt om de belasting boven een opening op te vangen en te verdelen. We zien vaak dat lateien niet goed gemonteerd worden of dat bij het berekenen zelfs bepaalde belastingen worden vergeten. De belasting op een latei bestaat uit een verticale en horizontale belasting. De verticale belasting gaat meestal wel goed, deze komt voort uit eventuele wanden die op hogere verdiepingen staan, het eigen gewicht van een vloer en de bijbehorende vloerbelasting of de dakbelasting. De horizontale belasting ter gevolge van wind wordt echter vaak vergeten!

Verticale belasting

Er zijn verschillende manieren om een verticale belasting op te vangen:

In situaties waarbij de opening zich onder een opgelegd dak bevindt, kan de randligger van het dak functioneren als latei. Hierbij is de voorwaarde dat de randligger over de hele opening gaat, zonder enige onderbrekingen (zie afbeelding).
Wanneer er niet wordt opgelegd maar wordt ingehangen is het niet mogelijk de randligger als latei te gebruiken. In dat geval moet gewerkt worden met een oplossing direct boven de sparing. Dit kan door middel van een vakwerk. Hierbij is het van belang dat de krachten in het vakwerk worden bepaald. Deze kracht mag bij een profiel met een dikte van 1,5 mm niet hoger zijn dan ca. 8.5 kN, de maximale afschuifkracht van twee framingschroeven.
Een andere optie is om één of meerdere C-profielen óf een warmgewalste ligger boven de opening te monteren. Deze methode biedt schaalbaarheid en is daarom ook geschikt voor situaties met hogere belastingen. In de praktijk wordt deze methode het meest toegepast.

Horizontale belasting

Het is lastiger om de horizontale belasting op te vangen omdat de keuze van profielen gelimiteerd is door de dikte van de wand. Er zijn een paar opties om deze belasting toch goed op te vangen:

Bij kleine sparingen kan de raveling van de sparing volstaan. Doordat de gesloten kant van het profiel naar de sparing wijst, worden de horizontale liggers alleen verbonden door de twee flensen van de raveling. Daarom moet een extra profiel worden toegevoegd om deze verbinding te verstevigen. Vervolgens moet dit extra profiel aan de stijl worden geschroefd. Bij de berekening kan zowel de raveling als het stelkozijn worden meegenomen mits deze voldoende samenwerken.
Als de sparing groter is óf als een enkele raveling over de zwakke as niet volstaat voor de verticale belasting, kan een enkele latei boven de sparing worden geplaatst. Deze valt dan in de raveling zoals weergegeven in het detail. Deze latei moet worden gemonteerd aan de stijl door middel van een koppelhoek. Bij de berekening van de latei mag ook het stelkozijn worden meegenomen. Van de raveling mag slechts het deel van het C-profiel worden meegenomen wat samenwerkt met het stelkozijn.
In sommige gevallen volstaat een enkele latei niet en moet een dubbele latei worden toegepast. Hierbij is het praktisch niet meer mogelijk nog een standaard ravelingsprofiel mee te nemen omdat daar geen dubbel C-profiel in past. Ook leveren niet alle staalframe leveranciers C-profielen met een flens van 50 mm. Bij het berekenen van de capaciteit van de latei mag alleen het onderste gedeelte van het profiel worden meegenomen in combinatie met het stelkozijn.
Wanneer koudgevormde profielen niet meer toereikend zijn, wordt vaak een warmgewalst profiel gebruikt. Meestal is dit een IPE (omdat deze slank is) of een kokerprofiel omdat hier zowel in dikte als in hoogte mee gevarieerd kan worden. Hierbij kunnen zowel het stelkozijn als het warmgewalste profiel worden meegenomen in de berekening.

Koppeling van lateien

De kracht die op de latei wordt uitgeoefend, moet overgedragen worden op de stijlen naast de sparing. Hierbij zijn een aantal aandachtspunten:

Zoals al eerder aangegeven moet, wanneer alleen de raveling wordt toegepast, een extra stijl worden geplaatst voor een sterkere verbinding.
In het geval van een enkele of dubbele latei, uitgevoerd als C-profiel, moet dit profiel worden gekoppeld aan de stijl door middel van een koppelhoek. Het aantal schroeven en de lengte van de koppelhoek hangt af van het moment en de dwarskracht die optreedt ter plaatste van de koppelhoek en moet altijd getoetst worden!
Warmgewalste liggers zijn lastiger te monteren dan een koppelhoek. Meestal wordt hierbij gekozen voor een pocket oplegging waardoor de verticale kracht kan worden opgenomen. Daarnaast wordt het profiel vaak aan het frame gelast of geschroefd met een strip om zo de horizontale belasting op te kunnen nemen.

Algemeen ontwerp en uitvoering

Het is van belang dat de constructie wordt afgestemd met installateurs. We hebben hier al eerder over geschreven in de blog “Staalframe voor de installateur” als onderdeel van de reeks blogs over de vrijstaande woning in Ridderkerk. Er bestaan namelijk beperkingen met betrekking tot sparingen maar het is ook cruciaal dat stijlen niet op posities staan waar leidingwerk uit de fundering komt. In dit geval is de stijl weggeslepen waardoor hij zijn functie verliest. Hierdoor staat de haakse wand helemaal los!

Ook stijlen naast raam- en deursparingen moeten extra gecontroleerd worden. Een vuistregel hierbij is dat alles wat in het gat wordt weggehaald, naast het gat moet worden toegevoegd.

Zelf vragen over bouwen met staalframe? Laat het ons weten!