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 schijfwerking van wanden?”
Stabiliteit van een bouwwerk
Wanneer de wind tegen een bouwwerk blaast, wordt deze opgevangen door de betreffende gevel en ingeleid in de vloerschijf. De vloerschijf draagt de kracht over naar de wanden, die het uiteindelijk naar de fundering moeten brengen.
De stabiliteit van een bouwwerk vraagt bij staalframe om speciale aandacht omdat het een relatief lichte bouwmethode is. Stabiliteit kan op een aantal manieren worden gerealiseerd:
- Warmgewalste stabiliteitsportalen
- Windverbanden over- of door het staalframe
- Schijfwerking uit de beplating
Het is van belang om te benoemen dat de verschillende stabiliteitsvoorzieningen niet door elkaar kunnen worden gebruikt in dezelfde richting. In sommige gevallen kan ervoor gekozen worden om de x-richting van de woning uit te voeren met stabiliteitsportalen en de y-richting met schijfwerking. Het is niet mogelijk om meerdere stabiliteitsvoorzieningen op één as te gebruiken omdat ze verschillende stijfheden hebben en het moeilijk te bepalen is hoe deze samenwerken.
Windverbanden
Wanneer gebruik gemaakt wordt van windverbanden wordt een deel óf het gehele element voorzien van een schoorstaaf of strip. Dit kan op meerdere manieren:
Door middel van kabelspanners die door de stijlen worden getrokken. Het voordeel hiervan is dat je geen last van de kabels hebt wanneer de wand beplaat wordt. Ook is het mogelijk met de spanners het element haaks te trekken. Het nadeel is echter dat tijdens engineering op de juiste posities gaten moeten worden aangebracht in de stijlen. Daarnaast is het lastig om de spankabels te bevestigen aan het frame.
Met platte strips die over het element worden geschroefd. Het voordeel is dat de strippen aangebracht kunnen worden na het plaatsen van de wanden. Daarnaast zijn verschillende oplossingen denkbaar om de capaciteit op te schalen. Het nadeel is dat de strips aan de binnen- of buitenzijde van het frame worden bevestigd waardoor beplating of isolatie niet direct op het frame kan worden aangebracht. Dit kan worden opgelost door rachels over het element te bevestigen of door de strips uit de isolatie te sparen maar dit geeft extra kosten. Bij het berekenen van de schoring is het belangrijk ook advies te geven over het aantal schroeven op de stijl en de boven- of onderregel. Hier kan een verschil in zitten ten gevolge van de hellingshoek van het windverband.
Door in het element een staalframe schoor aan te brengen. Het voordeel hiervan is dat het element direct haaks is doordat de gaten voorgeponst zijn. Ook is deze schoring makkelijk mee te nemen tijdens het framen. Het nadeel is echter dat de capaciteit zeer beperkt is. Deze wordt gelimiteerd door de twee schroefjes die in een profiel kunnen. In veel gevallen wordt een schoor over de verdiepingshoogte aangebracht, in een vak van ongeveer 60 cm. Dit geeft een hele hoge axiale belasting in de schoorstaaf.
Stabiliteit van het element
Schijfwerking
Wanneer gebruik wordt gemaakt van schijfwerking van een element, moet de beplating op de wand worden uitgevoerd als één grote schijf. Hierdoor wordt de geïntroduceerde kracht op het element door de beplating en nagels doorgegeven naar de fundering. Om de schijfwerking goed te laten functioneren zijn een aantal punten van belang:
- Beplating moet verdiepingshoog worden aangebracht met nagels op álle randen van de plaat. Achter alle randen van de plaat moeten profielen zijn waarop geschoten kan worden. De wand van de foto kan dus niet functioneren als stabiliteitswand! Doordat de vloer direct tegen de stijlen is geschroefd, is het niet meer mogelijk een verdiepingshoge beplating aan te brengen.
- Wanneer een verdieping hoger is dan de beschikbare plaatmaat, moet de plaat zo verlengd worden dat hij toch als één schijf kan functioneren. Dit kan door middel van een verlijming (tong en groef) of door een klos achter de plaat te schroeven met nagels op dezelfde afstand als op de randen van de plaat.
- De afstand van de nagels moet door de constructeur worden opgegeven en hangt af van de optredende kracht, het type en de dikte van de beplating en het type nagels.
- Niet elke plaat kan gebruikt worden voor schijfwerking. OSB, cementvezelplaat en gipsvezelplaten zijn over het algemeen wel geschikt maar gipskartonplaten zijn niet geschikt.
- Beplating is vaak 1,20 of 1,22 meter breed terwijl de stijlen om de 60/61 cm staan. De nagelafstand op de middelste stijl mag worden verdubbeld ten opzichte van de opgegeven nagelafstand met een minimum van 150 mm volgens NEN-EN1995-1-1
Hold down ankers
De laatste stap in de stabiliteit van een bouwwerk is het overdragen van de kracht in de wand naar de fundering. Daarnaast moet ook de horizontale kracht worden overgedragen op de fundering.
De standaard horizontale verankering vindt vaak plaats met betonschroeven of keilbouten. Vaak worden deze ankers gebruikt bij een afstandsmontage omdat het element ondersabeld wordt om de oneffenheden in de fundering op te vangen. Het is belangrijk om deze afstandsmontage mee te nemen omdat deze van grote invloed is op de capaciteit van het montagemiddel. Daarnaast moet de randafstand in de berekening mee worden genomen. In de meeste gevallen wordt het staalframe op de rand van de betonplaat gezet. Bij een C100-wand levert dit een randafstand op van slechts 50 mm.
De verticale, opwaartse belasting kan bij een lage belasting worden opgenomen door een standaard anker maar in veel gevallen is deze niet voldoende omdat buiging optreedt in het lijf van het C-profiel. Daarnaast wordt de kracht geïntroduceerd in de stijl terwijl het anker in de onderligger zit. De maximale kracht die kan worden overgedragen, is dus maximaal tweemaal de schroefcapaciteit.
Bij de verticale, neerwaartse belasting moet rekening worden gehouden met een ondersabeling die voldoende draagkrachtig is. We zien soms gevallen waarbij een C18 houten regel, kalkzandsteenblokken of zelfs isolatie wordt gebruikt om de elementen te ondersabelen, maar deze voldoen niet op het gebied van drukvastheid! We zullen in de toekomst een blog wijden aan de verschillende montagedetails aan de fundering.
Om dit te versterken wordt vaak gewerkt met een hold down anker. Dit anker wordt aan de stijl geschroefd om vervolgens met een lijmanker in de betonplaat of fundering te worden gemonteerd. Een standaard hoekje voldoet vaak niet op buiging! Zoals te zien is op de afbeelding zijn de hold down ankers voorzien van een dikke contraplaat om de buiging tegen te gaan. De constructeur moet zowel het aantal schroeven als de lengte van het lijmanker bepalen!
Stabiliteit-tips
Stabiliteit is één van de lastigste aspecten van een staalframebouw-woning. Het is van belang dat de architect al in een vroeg stadium rekening houdt met voldoende stabiliteitswanden die ook zo min mogelijk onderbroken mogen worden. Losse penanten tussen ramen moeten minimaal 0,25 keer de hoogte van de verdieping zijn om effectief te kunnen werken. Laat bij twijfel door de constructeur vast een quickscan maken om de haalbaarheid van het ontwerp te toetsen.
Zelf vragen over bouwen met staalframe? Laat het ons weten!
* Schematische weergaven in deze blog komen uit Handboek houtskeletbouw (Banga & Graaf,2012)
