Onrechtstreekse opleg van breedplaten

Raadpleeg dit artikel in .pdf

Als een breedplaat niet rechtstreeks op het theoretische steunpunt rust of wanneer de voorgeschreven minimale opleglengte van de breedplaat niet gerespecteerd kan worden, spreekt men van een onrechtstreekse opleg. Een onrechtstreekse opleg kan het gevolg zijn van een ontwerpkeuze of van de praktische omstandigheden tijdens de uitvoering. De Belgische voorschriften geven de ontwerper slechts in beperkte mate info om met deze onrechtstreekse opleg om te gaan. Buitenlandse voorschriften en adviezen blijken nuttig om tot een goed ontwerp te komen. In dit artikel staan we stil bij enkele ontwerpprincipes. Voor het ontwerp zelf verwijzen we graag naar de documenten uit de referentielijst. De bepalingen uit deze documenten vereisen een strikte toepassing van de uitvoeringsplannen.

In de productnormen voor breedplaten [1] wordt de minimale opleglengte voor een rechtstreekse opleg normatief vastgelegd. Hierbij wordt een onderscheid gemaakt tussen breedplaten zonder en met uitstekende hoofdwapening. Die uitstekende wapening kan recht of opgebogen zijn. Als niet aan de eisen voldaan kan worden, moet dikwijls extra wapening voorzien worden. Uitstekende hoofdwapening aan het uiteinde van de breedplaat fungeert in zo’n geval als verbindingswapening tussen breedplaat en oplegconstructie. 
Indien deze voldoende verankerd is, moet geen extra wapening voorzien worden, ook niet bij een te kleine opleglengte (fig. 1). De minimale rekenwaarde van de verankeringslengte van al dan niet opgebogen uitstekende hoofdwapening is 100 mm [1] (fig. 1). Voor niet-uitstekende hoofdwapening is dit 60 mm [1] (fig. 2).

In het geval van onrechtstreekse opleg en onvoldoende verankerde hoofdwapening (al dan niet uitstekend) kunnen twee verschillende modellen gebruikt worden voor de detaillering: de ‘constructieve voeg’ en de ‘tandoplegging’ [2] [3]. In het eerste model wordt op de breedplaat verbindingswapening gelegd, die overlapt met de hoofdwapening en die wordt verankerd boven het steunpunt. In het overlappingsgebied moet dwars­wapening voorzien worden om de trekkrachten in de dwarsrichting op te nemen [1] [2] [4]. Deze dwars­wapening kan bestaan uit tralieliggers of beugels [1] [2] [3]. In de Belgische praktijk echter zullen hiervoor Type 4-tralie­liggers gebruikt worden (fig. 3). De verbindingswapening wordt berekend voor het opnemen van de reactiekracht in de oplegconstructie, die gelijk is aan de optredende dwarskracht. De doorsnede van de verbindingswapening mag bovendien in geen geval kleiner zijn dan de helft van de maximale doorsnede van de hoofdwapening in de breedplaat [4]. De doorsnede van de dwarswapening is minstens gelijk aan deze van de verbindingswapening [2]. De overlappende staven liggen boven elkaar en bij gebruik van tralieliggers zijn ze ook niet omsloten door beugels. Deze detaillering maakt geen deel uit van de ontwerpregels in Eurocode 2 [4]. Vandaar dat in Duitsland bijvoorbeeld aanvullende voorwaarden gelden die de toepassing ervan beperken [2]:

– de maximale diameter van de hoofdwapening in de breedplaat is 14 mm;

–  de maximale doorsnede van de verbindingswapening is 1.000 mm²/m;

–  de rekenwaarde van de optredende dwarskracht V_Ed ≤ 0,3.V_Rd,max;

–  de maximale tussenafstand van de tralieliggers ≤ 2h_t met h_t = de totale dikte van de vloer.

De laatste voorwaarde betekent dat voor courante vloerdiktes extra tralieliggers nodig zijn. Als aan de voorlaatste voorwaarde is voldaan, mag volgens Eurocode 2 [4] de dwarskrachtwapening in platen volledig bestaan uit opgebogen staven of uit andere samenstellingen van dwarskrachtwapening, dus ook tralieliggers. V_Rd,max is in dat geval de maximale dwarskrachtcapaciteit volgens formule (6.14) van Eurocode 2 [2]. Enkel als de bovendraden van de tralieliggers in dezelfde laag liggen als de langse bovenwapening van de draagvloer, mag V_Rd,max volledig in rekening worden gebracht [2] (fig. 4). Als alle bovenwapening van de draagvloer (langs en dwars) op de bovendraden van de tralieliggers liggen, moet VRd,max met 50 % gereduceerd worden [2]. Als de tralieliggers niet reiken tot aan de bovenwapening, of bij gebrek aan bovenwapening mogen ze niet als dwarskrachtwapening in rekening worden gebracht [2]. Voor de verankering van de tralieliggers in de breedplaat wordt in de productnormen [1] een minimale werkelijke betondekking van 10 mm op de onderdraden van de tralieligger voorgeschreven, wat de jarenlange praktijkervaring weerspiegelt [2].

Wanneer het model van de ‘constructieve voeg’ ontoereikend is, kan het model van de ‘tandoplegging’ toegepast worden. Hierin wordt de optredende dwarskracht in de onderkant van de vloer geïntroduceerd waardoor, op basis van vakwerkanalogie, verticale ophangwapening vlak langs de rand van de oplegconstructie noodzakelijk is [2] (T₁ op fig. 5). De horizontale trekwapening (T₄ op fig. 5) moet goed verankerd worden in de tand (boven de oplegconstructie) en boven de breedplaat [2]. Boven de breedplaat is een minimale verankeringslengte van 600 mm vereist [2]. De streefwaarde voor de helling van de drukdiagonalen is 45°. In dat geval moeten de trekstangen T₁, T₂ en T₄ de reactiekracht in de oplegconstructie opnemen. Voor de trekstang T₁ kunnen geen standaard tralieliggers toegepast worden omdat het bovenste verankeringspunt van de eerste diagonalen te ver van het steunpunt ligt, waardoor de helling van de drukdiagonaal te klein wordt. Opgebogen staven plus dwarse verstevigingswapening zijn het meest voor de hand liggend (fig. 5). Dit vraagt doorgaans breedplaten die dikker zijn dan standaard breedplaten. Wanneer op de werf blijkt dat de uitstekende hoofdwapening van de breedplaat onvoldoende verankerd is, kan met behulp van ophangbeugels, horizontale trekwapening en bovenwapening een correcte detaillering bekomen worden [3] (fig. 6). De trekwapening en de bovenwapening kunnen vervangen worden door spelden. De beugels moeten de uitstekende wapening, de trekwapening en de bovenwapening omsluiten. De betondekking onder de beugels hangt af van de beugel­diameter, wat de toepassing van deze oplossing enigszins kan beperken.

Het ophangen van breedplaten in balken gebeurt bij voorkeur door het voldoende verankeren van de uitstekende hoofdwapening van de breedplaat. Voor verzonken balken is dit niet anders. De hoofdwapening van de ter plaatse gestorte balk (fig. 7) bestaat in de onderste laag ten minste uit één staaf, met een diameter van minstens 12 mm, die zich aan de zijde van en onder de uitstekende wapening bevindt [3]. De hart-op-hart-afstand van de beugels is niet groter dan 150 mm [3]. De minimale rekenwaarde van de verankeringslengte van de uitstekende wapening, gemeten voorbij de eerste langse wapeningsstaaf van de balk, bedraagt 100 mm [1] [3]. De ontwerper moet de lengte van de uitstekende wapening (l_u op fig. 7) hierop afstemmen. In praktijk moet deze dan ook groter zijn dan de minimum verankeringslengte. Een goede commu­nicatie tussen studiebureau, breed­­plaatproducent en aan­nemer is noodzakelijk. (BHE)

Wist u dat voor tralieliggers in breedplaten de eventueel vereiste dwarskrachtwapening en de wapening voor het opnemen van de schuifspanningen in het aansluitvlak tussen breedplaat en opstortlaag niet bij elkaar geteld moeten worden? De berekening die de meeste wapening vereist, is maatgevend [2].

Figuren

Referentielijst

[1] NBN EN 13747+A2:2010 & NBN B 21-606:2019+A1:2022
[2] BetonKalender 2021, Elementbauweise mit Gitterträgern, Johannes Furche, Ulrich Bauermeister
[3] NF P19-206, Juillet 2021
[4] NBN EN 1992-1-1:2005 + ANB:2010