De controle van de verbinders

De waarden die vermeld zijn in de technische catalogus voor de verbinders (ophangbeugels, hoekijzers...) zijn karakteristieke sterktewaarden R_k overeenkomstig Eurocode 5 (EN1995-1-1:2005 + A1:2008 + A2:2014). Deze waarden worden gebruikt aan de hand van de formule :

R_d,i = R_k x k_mod,i / γ_M

Hierbij geldt :

k_mod.i : wijzigingsfactor gekoppeld aan de belastingsduur en de gebruiksklasse.

γ_M : partiële factor voor de eigenschappen van de materialen.

Met deze formule kan een rekenwaarde worden verkregen (ook ontwerpwaarde genoemd).

Deze rekenwaarde dient dan te worden vergeleken met de verschillende belastingsgevallen ELU (in uiterste grenstoestand). Zo definieert Eurocode 0+1 (EN 1990:2003 + A1:2006 en EN1991-1-1:2003) een bepaald aantal te onderzoeken belastingsgevallen. Aan de hand daarvan kunnen ontwerpkrachten worden berekend (F_d,i).

De ontwerpkrachten hebben deze vorm :

F_d,i = Ψ_i x G + Ψ_j x Q + Ψ_k x S + Ψ _l x W

Waarbij :

Ψ_i Ψ_j Ψ_k Ψ _l : factoren die afhangen van de belastingsgevallen.

G : blijvende belastingen / Q : opgelegde belastingen / S : sneeuwbelastingen / W : windbelastingen.

Men moet dus controleren dat :

F_d,i = Ψ_i x G + Ψ_j x Q + Ψ_k x S + Ψ _l x W ≤ R_d,i = R_k x k_mod,i / γ _M

De in de bovenstaande formule gebruikte k_mod,i is een factor die afhangt van onder andere de belastingsduur. Dit betekent dus dat er een waarde k_mod,i is per onderzocht belastingsgeval. Het kan dus vervelend zijn alle belastingsgevallen afzonderlijk te controleren.

Daarom werken de verschillende softwarepakketten op de markt met een extra stap. Zo passen ze de factoren : k_mod,i en toe op de belastingen. Door dan het maximum van alle berekende belastingen te nemen, moet nog slechts één belasting rechtstreeks worden vergeleken met de waarden R_k in de catalogus. Deze belasting wordt doorgaans “Karakteristieke belastingswaarden op de steunpunten” genoemd. Men controleert dan :

max (F_d,i x γ_M / k_mod,i) ≤ R_k

De controle van de verankeringen

De opgegeven waarden voor de verankeringen (doorsteekankers, harsen...) in de technische catalogus zijn rekenwaarden R_d. Deze waarden kunnen worden gebruikt voor een controle. De gegeven waarde gaat ervan uit dat de plug zich in het midden van de plaat bevindt, dat het beton van klasse C20/ 25 is. Voor elke verandering van de plaatsingsvoorwaarden moeten de belastingssterkten opnieuw worden berekend.

In het geval van de verankeringen kunnen alleen de rekenwaarden worden vergeleken.

Een verankering bezit immers 4 bezwijkvormen onder trekbelasting en 3 bezwijkvormen bij afschuiving met elk een verschillende karakteristieke waarde evenals verschillende factoren die hierop moeten worden toegepast.

Om een rekenwaarde te verkrijgen, worden verschillende vergelijkingen gebruikt. Daardoor kan een sterkte-rekenwaarde bij afschuiving R_d,V worden verkregen en een waarde onder trekbelasting R_d,N.

Gelet op de vervelende kant aan de taak om de ontwerpwaarden te verkrijgen, worden de verankeringen doorgaans gecontroleerd met behulp van een dimensioneringssoftware zoals Anchor Designer^© (gratis beschikbaar op onze website).

In sommige gevallen treft men ook gebruikswaarden R_ds,V en R_ds,N aan (ook aanbevolen waarden genoemd). Zij worden dan verkregen door de rekenwaarden door een factor 1,4 te delen.

De controle van de verankeringen in de verbinders

Hoewel, zoals eerder gezegd, de verbinders op twee niveaus kunnen worden gecontroleerd (nl. karakteristieke waarden of ontwerpwaarde), wordt aangeraden de verankeringen op de ontwerpwaarde te controleren.

Daarom is, wanneer de in de verbinders gebruikte verankeringen moeten worden gecontroleerd, de controle-oplossing vanzelfsprekend: controle in rekenwaarde.

Zodra de verbinder is gecontroleerd, in karakteristieke dan wel in ontwerpwaarde, dient het gunstigste belastingsgeval ELU (in uiterste grenstoestand) te worden gekozen en de belasting op de groep verankeringen te worden toegepast.

Bijvoorbeeld, nemen we een controle van een ophangbeugel voor een vloerdwarsbalk :

• Tweezijdige opgelegde balk voor bewoonbare vloer
• Houtsterkteklasse C24
• Blijvende belastingen : G = 75 kg/m² (blijvende belastingen)
• Veranderlijke belastingen : Q = 160 kg/m² (opgelegde belastingen)
• Doorsnede : 75 x 225 mm
• Spanwijdte : 4,00 m
• Hartafstand : 0,60 m

Belastingsgeval ELU :

Vormsluitende pluggen worden voornamelijk verankerd door mechanische passing in een sponning die in het beton wordt uitgesneden. Deze sponning wordt uitgevoerd :

1. 1,35×G = 101,25 kg/m² k_mod,p = 0,6
2. 1,35×G + 1,5×Q = 341,25 kg/m² k_mod,m = 0,8
3. G + 1,5×Q = 315 kg/m² k_mod,m = 0,8
4. ...

Controle van ophangbeugel : 

• De ophangbeugel die voor deze toepassing werd uitgekozen is de SAE380/76/2 om 2/3-regel te respecteren.
• Deze ophangbeugel heeft een karakteristieke neerwaartse sterkte van 31 kN op beton.
• Zoals eerder gezegd bestaan er dan twee mogelijkheden om de verbinder te controleren.
• Als k_mod en γ_M worden toegepast op de belastingen :
• 1,35×G × γ_M / k_mod,p = 101,25 × 1,3 / 0,6 = 220 kg/m²
• 1,35×G + 1,5×Q × γ_M / k_mod,m = 555 kg/m²
• G + 1,5×Q × γ_M / k_mod,m = 511 kg/m²

Max = 555 kg/m² namelijk 555 kg/m² × 4m × 0,6m =1331 kg/balk namelijk ~ 665kg/steunpunt namelijk 6,65kN per steunpunt.

Daar 6,65kN < 31kN is de ophangbeugel geschikt.

Als k_mod en γ_M worden toegepast op de sterkten,

1,35×G -> 101,25 kg/m² × 4m × 0,6m / 2 = 121,8kg = 1,21kN < 31kN × k_mod,p / γ_M = 14,3 kN => OK

1,35×G + 1,5×Q -> 341,25 kg/m² × 4m × 0,6m / 2 = 409,5kg = 4,09kN < 31kN × kmod,m / γM = 19,1 kN => OK

G + 1,5×Q-> 315 kg/m² × 4m × 0,6m / 2 = 378kg = 3,78kN < 31kN × kmod,m / γM = 19,1 kN => OK

De ophangbeugel is geschikt voor alle belastingsgevallen.

Nu moeten de verankeringen worden gecontroleerd:

Daarvoor wordt het ongunstigste belastingsgeval gekozen ongeacht de k_mod.

In ons voorbeeld is dat het 2de wat overeenkomt met 1,35×G + 1,5×Q = 341,25 kg/m² namelijk 4,09 kN per steunpunt.

De SAE380/76/2 moet worden geplaatst met 4 verankeringen Ø12 op beton. Dit geval gaan we dus controleren met behulp van het softwarepakket Anchor Designer©.

In dit voorbeeld gaan we ervan uit dat de ophangbeugel in het midden op de muur wordt geplaatst. Deze muur is 200 mm dik en bestaat uit beton C20/ 25.

 

 

De bevestiging WA 12/5 (WA12104) voldoet aan de geselecteerde ontwerpcriteria.

Het boorgat in het plaatje heeft een diameter van 14 mm. De groep verankeringen wordt dus ook gecontroleerd.

Conclusies

Het onderstaande schema geeft een samenvatting van de middelen ter vergelijking en controle van de verbinders en verankeringen :