Bouwfouten spreken vaak meer tot de verbeelding dan saaie uittreksels waarbij beschreven wordt hoe het wèl moet. Daarom willen we af en toe wat veelgemaakte fouten uit onze dagelijkse praktijk toelichten. Deze week: “Waar moet je op letten het monteren van wanden op de fundering?”
Stellen van wanden
Een betonvloer of fundering wordt nooit volledig vlak gestort. Volgens NEN2747 wordt hierin onderscheid gemaakt tussen vlakheid (maximale afwijkingen binnen één vlak) en evenwijdigheid (maximale hoogteverschil tussen de vlakken) Afhankelijk wat wordt afgesproken, zijn hier verschillende toetsingscriteria voor. In de praktijk wordt dit niet altijd gehaald. Een nette vloer blijft ruim binnen de 2 cm hoogteverschil terwijl ook uitschieters tot 7 cm bekend zijn. Het is van groot belang duidelijke afspraken te maken over de toleranties voor aanvang van het betonwerk. De stelruimte die moet worden opgevangen is van grote invloed op de berekening van de verankering. Het verankeringsdetail heeft een aantal functies:
- Er voor zorgen dat de wanden vlak staan om zo een maatvast bouwwerk af te kunnen leveren;
- Het opvangen van axiaalkrachten uit de stijlen van het staalframe t.g.v. stabiliteit, vloerbelasting enz.;
- Het opvangen van dwars- en langskrachten t.g.v. windbelasting.
In veel gevallen wordt een balk, profiel of metselwerk op hoogte gesteld en daarna de wand geplaatst. Er zijn verschillende methoden bekend met elk hun voor- en nadelen:
- Houten balk: Deze wordt gesteld op draadeindes en daarna ondersabeld. Het voordeel is dat deze methode relatief goedkoop is en functioneert als een (beperkte) koudebrugonderbreker. Echter, de maatvastheid van hout is beperkt in vergelijking tot staalframe en de drukcapaciteit is relatief laag. Ook moet het hout behandeld worden tegen weersinvloeden om rot te voorkomen;
- C-profiel: Hierbij wordt een C-profiel van 3 of 4 mm dikte gebruikt. Het C-profiel wordt op hoogte gesteld en daarna ondersabeld. Het voordeel is dat dit systeem maatvaster is dan hout en meestal direct geconserveerd tegen weersinvloeden. De kosten liggen hoger dan bij een houten balk. Daarnaast is de capaciteit niet toereikend bij hogere drukbelasting vanuit gevelstijlen of hoge stabiliteitskrachten waardoor het profiel lokaal verstevigd moet worden met beton. Deze oplossing is thermisch slechter dan hout;
- Purenit: Massieve blokken PU-schuim zijn maatvast en thermisch een goede oplossing. Helaas is de drukvastheid zeer laag en daarmee ongeschikt om drukbelastingen op te nemen;
- Metselwerk: In sommige gevallen wordt een vlakke rand gemetseld met stenen of ytongblokken. De vlakheid is sterk afhankelijk van de kwaliteit in de uitvoering. De drukcapaciteit is relatief hoog (bij juiste kwaliteit). Echter, de opname van dwars- en langskrachten is zeer beperkt omdat de hoogte van het metselwerk incl. specielaag moet worden beschouwd als afstandsmontage;
- Stelregel met kunststof stroken: Kunststof is een goede koudebrugonderbreker en kan relatief hoge drukbelastingen opnemen. In combinatie met mortelkeringen, krimparme mortel en het juiste type ankers is het een snel te monteren systeem.
Ondersabeling
In veel gevallen worden oneffenheden opgevangen door deze te ondersabelen of een spacie bed te maken. Hierbij moet gebruik worden gemaakt van een krimparme en drukvaste mortel. Vooral bij ondersabeling is het cruciaal dat onder de hele wand of balk voldoende ondersabeling is aangebracht. Dit is lastig controleerbaar en vereist dus nauwkeurig werken!
Een alternatief is ondergieten van de wand of stelregel. Hierbij wordt krimparme mortel met een hoge druksterkte gebruikt en het is waarneembaar of de hele wand(regel) ondersteund is.
Drukvastheid stelregel
De grootste krachten in de stijlen treden op rondom raam- en deursparingen en ten gevolge van stabiliteitskrachten. Uiteraard mag bij deze belasting de stelregel niet bezwijken. Om het gedrag van materialen te vergelijken, zijn testen uitgevoerd. Hierbij is een kracht uitgeoefend op een drukplaatje om te vergelijken wat de vervormingen zijn bij een zelfde kracht. Eerst is circa 90 kN aangebracht op een C96-3 en een C96-4 met daaroverheen een U100-1.5 om de kracht te spreiden zoals dit in de praktijk ook gebeurt. Het verschil in vervormingen tussen 3 en 4 mm is duidelijk waarneembaar. Vervolgens is dezelfde kracht aangebracht op een houten regel met kwaliteit C18 (standaard vurenhout) en D40 (hardhout). Het mag duidelijk zijn dat deze test niet representatief is voor de krachtintroductie van de stijl op de onderregel, maar het geeft een indicatie hoe de materialen zich t.o.v. elkaar gedragen.
Spreiding van spanningen
Spanningen kunnen volgens EN1993-1-1 (concept) onder een hoek van 1:2,5 spreiden. Dit geeft een effectief oppervlakte waarover de spanning gedeeld kan worden. We gaan uit van 3 mm spreiding: 1,5 mm van de onderregel van het frame en 1,5 mm door het U-profiel onder het frame wat gebruikt wordt om de wand te monteren aan de stelregel. Bij een spreiding door 3 mm staal én het buiten beschouwing laten van de zijden waarlangs niet gespreid kan worden, levert dit een oppervlakte van ongeveer 2900 mm² op. Wanneer dezelfde regels worden gehanteerd op de testsituatie, levert dit een oppervlakte van 4800 mm². Het gebruikte oppervlakte is dus ongeveer 65% groter dan de afdruk van een stijl. Een stijl C100-1.5 kan bijvoorbeeld 25 kN druk aan (afhankelijk van kniklengte) tegenover de 90 kN die is aangebracht op het testplaatje.
Het is lastig een exacte capaciteit van hout of kunststof te bepalen. Bij een theoretische benadering wordt niet meegenomen dat bij een belasting het materiaal vervormt, waardoor de spreiding nog verder uit zal wijken en de spanning afneemt. Ook FEM modellen geven hier geen correcte antwoorden op. Daarom geven berekeningen op dit vlak een indicatie van de kwaliteiten t.o.v. elkaar, maar biedt het geen sluitend antwoord.
Ankers en randafstanden
De ankers van een stelregel nemen dwarskrachten (t.g.v. windbelasting loodrecht op de gevel) en langskrachten (t.g.v. schijfwerking uit stabiliteitswand) op die op de wand werken. Deze krachten worden bepaald door de hoogte van de wand en de geometrie van het gebouw. Vooral de afstandsmontage (hoogte van de ondersabeling) heeft grote invloed op de capaciteit van het anker. Bij een vergelijkingssituatie van een FBS 10×120 wordt het anker 95,9% uitgenut bij een ondersabelingsdikte van 30 mm. Wanneer de ondersabeling 40 mm is de uitnutting 117,2%. Soms worden op de bouw situaties praktisch opgelost. Voorbeelden van 70 mm ondersabeling zijn bekend en deze zorgen voor een uitnutting van 181,1% in onderstaand rekenvoorbeeld.
Neem dus contact op met de constructeur wanneer ondersabeling nodig is die hoger is dan voorgeschreven in de berekening om samen naar een oplossing te zoeken!
De randafstand van het anker is ook van grootte invloed op de capaciteit. Geadviseerd wordt om deze op minimaal 50 mm te ontwerpen ook al is de minimale randafstand volgens Fisher 40 mm. Bij een wapeningsdekking van 30 mm en een staaf van 8 of 10 mm kom je net óp de wapening wat veel boortijd en verzwakking aan de balk oplevert. Door 50 mm te hanteren is de kans kleiner op de wapening te boren.
Zelf vragen over bouwen met staalframe? Laat het ons weten!
