Zum Hauptinhalt springen

A10: Constructiestaal

FAQs over het onderwerp A Constructiestaal

Mag Chinees staal in Nederland worden gebruikt?

Een aannemer wil voor een project staalprofielen uit China toepassen die worden geleverd met Chinese certificaten. De leverancier van het staal vermeldt een kwaliteit Q235B die volgens hem overeenkomt met S235JRG2 volgens NEN-EN 10025. Mag dit Chinese staal zonder meer in Nederland worden gebruikt?

In de bouwvergunning en de daarbij behorende berekeningen ligt vast welke staalkwaliteit moet worden toegepast. Ten genoegen van de gemeente moet die staalkwaliteit kunnen worden aangetoond. Het begrip certificaat op zich heeft geen betekenis in dit geheel. Van belang is dat het gaat om een verklaring die is afgegeven door een onafhankelijke derde en dat die verklaring herkenbaar én traceerbaar is gekoppeld aan de partij staal die in het bouwwerk wordt toegepast! Zo is bijvoorbeeld de vraag relevant of de certificerende instelling is geaccrediteerd door een organisatie die lid is van het International Accreditation Forum (IAF). Is dat niet het geval, dan biedt het certificaat geen garantie dat het staal ook die kwaliteiten heeft die worden geclaimd. Maar zelfs wanneer de relatie tussen het certificaat en de betreffende partij staal wel kan worden gelegd, draagt het certificaat niet bij aan het aannemelijk maken dat de bouwconstructie uiteindelijk aan het Bouwbesluit 2003 zal voldoen.

In de praktijk doet men er verstandig aan een partijkeuring uit te (laten) voeren de kosten hiervoor zijn gering en op die manier vast te stellen welke kwaliteit(en) het staal heeft. Daarbij is het ook van belang naar de chemische samenstelling te kijken. Uiteraard heeft deze vraag ook een privaatrechtelijke kant, maar die verschilt echter niet wezenlijk van het bovenstaande.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 198 (oktober 2007).

Geldt bij lassen aan verschillende staalsoorten de laagste staalsoort?

Op een stalen ligger van S355 wordt een kopplaat gelast van S235. Moet voor de berekening van de sterkte van de las altijd de laagste staalsoort worden aangehouden?

Art. 13.4.1.1.3 van NEN 6770 geeft aan dat voor de berekening van de sterkte van de las het zwakste te verbinden plaatdeel maatgevend is, in dit geval dus de kopplaat. Daarnaast vermeldt art. 7.2.2.2 dat onder andere de vloeigrens en de treksterkte van het lasmateriaal minstens even sterk moeten zijn als het moedermateriaal, in dit geval dus de ligger.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 191 (augustus 2006).

Is het mogelijk de verschillen tussen S235 en S355 uiterlijk te herkennen?

In een staalconstructie worden profielen toegepast in de staalsoorten S235 en S355. Is het vanwege de (afname)controle mogelijk om de verschillende staalsoorten uiterlijk te herkennen?

Op basis van het uiterlijk is de staalsoort niet te herkennen. Afhankelijk van de leverancier wordt soms de typeaanduiding in het lijf gewalst of geslagen. Doorgaans wordt er bij de levering van stalen producten een certificaat meegeleverd. Hierop hoort de staalsoort en de staalkwaliteit vermeld te staan. Als het certificaat ontbreekt, kan door middel van een hardheidsmeting een indicatie worden verkregen van de staalsoort. Het geeft echter geen garantie. Echt uitsluitsel over de staalsoort kan worden gegeven door het materiaal te beproeven in een laboratorium.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 190 (juni 2006).

Kan ik voor een koelpakhuis zonder problemen elke staalsoort gebruiken?

Voor een nieuw koelpakhuis moet een staalconstructie worden ontworpen. Kan ik hiervoor zonder problemen elke staalsoort gebruiken?

Ja, mits de juiste staalkwaliteit wordt gekozen, afhankelijk van de kerfslagwaarde van het materiaal.

Bij temperaturen lager dan 20 °C nemen de vloeigrens en de treksterkte niet af. In een koude omgeving gebeurt de toetsing van de sterkte en de stabiliteit van een staalconstructie dus op eenzelfde manier als bij kamertemperatuur (20 °C).

Bij een dalende temperatuur neemt echter de gevoeligheid voor brosse breuk wel toe. Brosse breuk is een fenomeen waarbij het staal plotseling breekt zonder dat er grote vervormingen optreden. De constructie waarschuwt op deze manier niet voordat bezwijken optreedt. Daarom behoort een staalconstructie ook voldoende vervormingscapaciteit te hebben. Een belangrijk kenmerk om de gevoeligheid voor brosse breuk te bepalen is de kerfslagwaarde. Dat is de energie die nodig is om een proefstuk met een vooraf aangebrachte v-vormige kerf door middel van een plotselinge belasting tot breuk te brengen. Deze gestandaardiseerde kerfslagproef volgens Charpy wordt beschreven in NEN-EN 10045-1. De benodigde energie om het proefstaafje te breken is de kerfslagwaarde, uitgedrukt in joule. Hoe hoger deze kerfslagenergie is, des te meer vervormt het materiaal bij breuk (minder bros). De kerfslagwaarde bepaalt daarom de staalkwaliteit. Vloeigrens en de treksterkte defini°ren de staalsoort.

De staalkwaliteit wordt aangegeven door letter/cijfer-combinatie achter de aanduiding van de staalsoort.

Voor de courante staalsoorten S235, S275 en S355 volgens NEN-EN 10025-2 gelden de volgende benamingen voor materiaal met een dikte van maximaal 150 mm, afhankelijk van de kerfslagwaarde bij een bepaalde temperatuur:

JR = 27 J bij 20 °C

J0 = 27 J bij 0 °C

J2 = 27 J bij 20 °C

K2 = 27 J bij 30 °C

Voor andere staalsoorten gelden soortgelijke benamingen. Zie daarvoor de andere delen van NEN-EN 10025.

Naast de temperatuur hebben ook de belastingsnelheid, het type verbinding, het statisch systeem, de mate van koudvervorming en de materiaaldikte invloed op de keuze van de staalkwaliteit. Voor het ontwerp komt het er dus op aan een staalkwaliteit te kiezen met een kerfslagwaarde die minimaal nodig is bij de voorziene omgevingstemperatuur.

De keuze voor de juiste staalkwaliteit moet worden bepaald volgens NEN 6774 of volgens NEN-EN 1993-1-10, indien van de Eurocode gebruik wordt gemaakt. Bij extreem lage temperaturen (lager dan 50 °C) wordt aanbevolen om geen courante staalsoorten te gebruiken, maar om te kiezen voor speciaal gelegeerde staalsoorten (onder meer met nikkel).

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 188 (februari 2006).

Waar vind ik informatie over de staalkwaliteit en andere technische eisen uit de eerste helft van de vorige eeuw?

Een fabriekscomplex uit de eerste helft van de vorige eeuw moet worden gerenoveerd en deels gerestaureerd. Waar vind ik informatie over de staalkwaliteit en andere technische eisen die toen aan het staal werden gesteld?

Een eerste bron, mits nog aanwezig, is het oorspronkelijk bestek. Een overzichtsartikel over benamingen en eigenschappen van ijzer- en staalsoorten uit de periode 1840-1940 is in 1996 gepubliceerd in Bouwen met Staal 128. Verder wordt verwezen naar normen uit die periode. Ook geven studieboeken uit die tijd soms informatie over de eisen die toen aan het materiaal werden gesteld. Daarnaast bestaat de mogelijkheid om een monster uit de bestaande staalconstructie te laten analyseren en/of hierop een trekproef te laten uitvoeren.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 179 (augustus 2004).

Wat is het verschil tussen de aanduidingen staalsoort en staalkwaliteit?

In de literatuur kom ik zowel de aanduiding staalsoort als staalkwaliteit tegen. Wat is het verschil tussen beide aanduidingen?

Een staalsoort is een indeling van staal op basis van sterkte en chemische samenstelling. Een staalkwaliteit is een indeling van staal op basis van de weerstand tegen bros breken en lasbaarheid.

De staalsoort en de staalkwaliteit komen beide tot uitdrukking in de aanduiding van het staal, bijvoorbeeld S235J0. S staat voor constructiestaal, 235 is de minimale vloeigrens in N/mm2 en J0 zegt iets over de weerstand tegen brosse breuk. Deze verschillende aanduidingen voor constructiestaal zijn te vinden in NEN-EN 10025

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 169 (december 2002).

Op welke wijze is te beoordelen of een staalconstructie na brand nog bruikbaar is?

Als eenvoudige, handzame én betrouwbare stelregel geldt: als het staal geen zichtbare, blijvende vervorming heeft ondergaan na brand, hoeft de constructie niet te worden vervangen. Als constructiestaal wordt verhit tot 600 C of hoger daalt de sterkte tot 47% en de stijfheid tot 31% van de waarde bij 20 C (kamertemperatuur). Doorgaans zullen constructies die zijn verhit tot temperaturen van meer dan 600 C een aanzienlijke blijvende vervorming vertonen. Warmgewalste profielen die na verhitting tot 600 C weer afkoelen, krijgen hun oorspronkelijke mechanische eigenschappen weer terug. Dat betekent dat een staalconstructie na brand volledig herbruikbaar is wanneer er geen vervormingen te zien zijn. Veranderingen in de kristalstructuur van staal treden namelijk pas op bij een temperatuur van ongeveer 735 C. Zelfs staal dat tot 900 é 1000 C is verhit geweest, bezit na afkoeling nog ruim 90% van de oorspronkelijke sterkte. Deze waarden hebben betrekking op normaliserend gewalst staal; voor thermo-mechanisch gewalst staal (TM) gelden wat lagere temperaturen.

Voorzichtigheid is echter geboden bij koudgevormde onderdelen, zoals bouten en ankers. Hiervan neemt de sterkte al bij veel lagere temperaturen af. Als de maximale staaltemperatuur niet kan worden vastgesteld (bijvoorbeeld doordat het zink of de verf niet zijn gesmolten), is het raadzaam de bouten te vervangen in de gebieden waar de temperatuur het hoogst is geweest of waar de vervormingen het grootst zijn. Zonodig is door proeven vast te stellen welke bouten moeten worden vervangen.

Bij een staalconstructie die (door een isolerende bekleding) tegen brand is beschermd, blijft de temperatuur van het staal vrijwel altijd onder de grens van 600 C en is de staalconstructie volledig herbruikbaar. De bekleding die door brand of door het blussen is beschadigd, moet wel worden vervangen. In de meeste gevallen is dat goed mogelijk.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 135 (april 1997).

Hoe wordt het onderscheid in aanduiding gemaakt tussen koud- en warmvervaardigde buizen?

Buizen zijn leverbaar in koud- en warmvervaardigde uitvoering. Hoe wordt het onderscheid in aanduiding gemaakt tussen beide soorten?

Naast de aanduiding van de staalkwaliteit en van de staalsoort via de vloeigrens en de kerfslagwaarde (bijvoorbeeld S235JR), moet bij buizen ook altijd worden aangegeven welke norm voor het betreffende profiel geldt. Dat is nodig om de verschillende eigenschappen die specifiek horen bij koud- en warmvervaardigde profielen vast te leggen.

Voor warmvervaardigde buizen kan in de type-aanduiding NEN-EN 10210-1 worden toegevoegd en bij koudvervaardigde profielen de aanduiding NEN-EN 10219-1. In deze normen zijn de technische leveringsvoorwaarden vastgelegd voor beide type producten. Daarnaast is het mogelijk de aanduiding CFCHS/ CFRHS voor koudvervaardigde en HFCHS/HFRHS voor warmvervaardigde profielen toe te voegen. In deze Engelse aanduiding staat CF voor Cold Formed en HF voor Hot Formed. De aanduiding CHS staat voor Circular Hollow Section (rond buisprofiel) en RHS voor Rectangular Hollow Section (rechthoekig buisprofiel of kokerprofiel). Het meest duidelijk is natuurlijk om beide aanduidingen te combineren, bijvoorbeeld: CFRHS-NEN-EN 10219-1-S355J2H-100x100x8. In de aanduiding van de staalsoort duidt de letter H op een buisprofiel.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 143 (augustus 1998).

Is het mogelijk op de bouwplaats na te gaan of het geleverde staal S235 of S355 is?

Is het mogelijk om bij (afname)controle op de bouwplaats na te gaan of het geleverde staal S235 of S355 is?

Eén van de verschillen tussen staal S235 en S355 is de treksterkte. Omdat er een verband bestaat tussen de treksterkte en de hardheid kan met een hardheidsmeting een verschil in treksterkte worden vastgesteld. In DIN 50150 staat dit indicatieve verband nader aangegeven (zie tabel). Met een draagbare Brinell hardheidsmeter is de hardheid te meten zonder het product noemenswaardig te beschadigen.

Enige voorzichtigheid bij het beoordelen van de meetresultaten is echter op zijn plaats. De relatie tussen de treksterkte en de hardheid, zoals aangegeven in DIN 50150, is slechts een globale indicatie. De gemeten hardheid van S235 met een relatief hoge treksterkte en die van S355 met een relatief lage treksterkte kunnen op hetzelfde niveau liggen, afhankelijk van de (on)nauwkeurigheid van de draagbare apparatuur. Het is daarom beter een trekproef uit te voeren in een laboratorium, waarbij naast de treksterkte ook de rekgrens wordt bepaald. De combinatie van deze twee gegevens geeft een beter inzicht of er sprake is van S235 of van S355. Het nadeel van een trekproef is echter dat er proefstukken van ongeveer 300 mm lengte uit het materiaal moeten worden gehaaid, terwijl de resultaten niet direct beschikbaar zijn.

Om onderzoek achteraf te voorkomen, is het uiteraard het beste vooraf met de leverancier een eenduidige markering van het te leveren staal af te spreken. De meerkosten voor zo'n merking wegen ruimschoots op tegen de kosten die ontstaan als door verwisseling op de bouwplaats een identificatie-onderzoek nodig is.

[afb. a]

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 129 (april 1996).

Worden warmgewalste buizen altijd als naadloos geleverd?

Is het juist dat, als in het bestek warmgewalste buizen zijn gespecificeerd, er dan automatisch naadloze buizen worden geleverd?

Nee, warmgewalste buizen kunnen zowel naadloos als met lasnaad worden geleverd. Dit geldt zowel voor ronde als voor rechthoekige of vierkante buizen.

Ronde, naadloze buizen worden vervaardigd door een blok staal bij 1200 à 1300 van een gat te voorzien en uit te walsen. Naadloze ronde buizen zijn dus altijd warmgewalst. Gelaste buizen kunnen echter warmgewalst of koudvervormd zijn.

Warmgewalste buizen maakt men van warmgewalst bandstaal, dat wordt vlakgemaakt en na het bijwerken van de randen tot een ronde doorsnede wordt gewalst. Daarna wordt de buis gelast. Vervolgens wordt de buis in een oven opgewarmd tot boven de normaliserende temperatuur van ca. 920 °C. Daarna vindt het eigenlijke warmwalsen plaats en wordt de ronde buis vervormd tot een vierkante of rechthoekige.

Koudgevormde buizen worden gemaakt van koud- of warmgewalst bandstaal. Het productieproces is gelijk aan dat van warmgewalste buizen, echter met dit verschil dat het nawalsen niet warm geschiedt. Vierkante en rechthoekige buizen worden verkregen door ronde buizen in koude toestand tot vierkant of rechthoekig te vervormen. Hierbij zijn naadloze vierkante (of rechthoekige) buizen mogelijk als de uitgangsbuis een naadloze ronde buis is. Als alternatief op het koudvervormen na het lassen is het ook mogelijk rechtstreeks van vlakke plaat te profileren tot ronde, vierkante of rechthoekige buis, gevolgd door het lassen.

In het algemeen geldt dat het verstandig is de te leveren buizen in bestek en tekeningen juist te specificeren: naadloos/gelast, koud of warm, staalsoort- en kwaliteit, reinheidsgraad, staalklasse, oppervlaktebehandeling, etc. Het kan hierbij wenselijk zijn van te voren contact op te nemen met een buizenleverancier.

Indien het uit esthetische overwegingen ongewenst is de lasnaad van een buisprofiel in het zicht te hebben, ligt een keuze voor naadloze buizen voor de hand. Naadloze buizen zijn aanzienlijk duurder dan buizen met lasnaad. Een tweede optie is de lasnaad van een warmgewalste of koudvervormde gelaste buis te slijpen en te polijsten. De kosten hiervan zijn hoger naarmate de eisen aan de gladheid van de naad hoger zijn. Een derde optie - veelal een compromis tussen esthetica en kosten - is op tekening aan te geven waar de lasnaad in het werk precies moet komen. Het extra tekenwerk brengt slechts geringe meerkosten met zich mee.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 121 (december 1994).

Waarom leidt thermisch verzinken van constructies in S355 tot mindere resultaten dan in S235 of S275?

Het thermisch verzinken van constructies in de staalsoort S355 leidt tot mindere resultaten dan in de staalsoort S235 of S275. Wat is daarvan de oorzaak?

De oorzaak is het hoge gehalte aan silicium in de staalsoort S355 (0,55%) in vergelijking met S235 en S275 (0%). Bij het verzinken ontstaat altijd een legeringslaag tussen het staal en het vloeibare zink. Bij een siliciumgehalte in het staal van meer dan 0,2% is deze laag dikker dan normaal het geval is. Er ontstaat zo een barriëre tussen de twee reactiepartners staal en zink.

De grote dikte van de legeringslaag is ongewenst vanwege:

- het hoge zinkverbruik;

- de grotere stootgevoeligheid voor mechanische belastingen, vooral op de kanten.

Vooral dit laatste punt kenmerkt de minder goede conservering. Het silicium wordt aan vloeibaar staal toegevoegd, onder meer om de sterkte te verhogen. Daarbij kan het gebeuren dat het silicium zich niet homogeen in het staal verdeelt, maar zich meer aan het oppervlak concentreert. Doorgroei van de legeringslaag is dan het gevolg.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 121 (december 1994).

Mogen stalen profielen in de staalsoort S235 zonder meer worden vervangen door staal S355?

Het bestek van een bedrijfshal schrijft stalen dakliggers HEA 200 voor in de staalsoort S235. Het staalconstructiebedrijf heeft nog een partij liggers HEA 200 op voorraad in staal S355. Mogen deze laatste profielen zonder meer worden toegepast?

Nee, niet zonder meer. Meestal levert het gebruik van een hogere staalsoort in de praktijk geen probleem op, maar de constructeur moet wel aantonen dat de nieuwe situatie voldoet aan de voorschriften. Het vervangen van liggers in S235 door liggers in S355 zorgt voor een grotere draagkracht van de liggers en dat is in de meeste gevallen geen bezwaar. Er bestaan in de praktijk echter verschillende situaties waarbij toepassing van een hogere staalsoort ongunstig kan uitpakken, zoals hierna is aangegeven.

Toepassing in een vrieshal. Bij lage temperaturen kan de grenstoestand bros breken kritisch worden. Door de hogere staalsoort daalt de representatieve waarde van de constante temperatuurdaling van Tm;rep = 80 C (S235) naar Tm;rep = 55 C (S355). Bij toepassing in koude ruimten moet daarom worden beoordeeld of het gekozen materiaal voldoet aan NEN 6774, dus ook wanneer uitsluitend de staalsoort wordt gewijzigd.

Verbindingen in statisch onbepaalde constructies. Bij gebruik van een hogere staalsoort neemt de capaciteit van de verbindingen meestal ook toe. Wanneer echter de bout- en lasverbindingen niet worden aangepast aan de hogere staalsoort, kunnen de verbindingen maatgevend worden en dat is ongewenst. Een verbinding mag immers nooit eerder bezwijken dan dat het aangrenzende moedermateriaal vloeit. Momentverbindingen in statisch onbepaalde constructie moeten bij toepassing van een hogere staalsoort daarom altijd opnieuw worden gecontroleerd en zonodig aangepast.

Plastische berekening. Indien voor de algemene berekening (krachtsverdeling) gebruik is gemaakt van een plastische berekening moet worden gecontroleerd of de krachtsverdeling niet wijzigt bij gebruik van een hogere staalsoort. Wanneer de krachtsverdeling wel anders wordt moeten alle staven opnieuw worden getoetst.

Gebruik van schietnagels. Wanneer het montagebedrijf bijvoorbeeld de dakplaten of andere constructieonderdelen aan de dakliggers wil verbinden met schietnagels moet worden nagaan of de oorspronkelijk gekozen schietnagel ook geschikt is voor de nieuwe situatie met liggers in een hogere sterkte.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 206 (december 2008).

Welke norm geldt voor de bepaling van de vloeigrens bij grote plaatdikten? NEN-EN 10025-2 of NEN-EN 1993-1-1?

Voor een kolom HEB 300 in S235 moet de capaciteit op druk Nc,Rd in de uiterste grenstoestand worden bepaald met de Eurocode. Tabel 3.1 van NEN-EN 1993-1-1 geeft aan dat voor een plaatdikte tot 40 mm de volledige vloeispanning fy in rekening kan worden gebracht. Echter, volgens de productnorm NEN-EN 10025-2 moet de vloeispanning al vanaf een plaatdikte van 16 mm worden gereduceerd. Voor een profiel HEB 300 met flenzen van 19 mm dik zou dan moeten worden gerekend met fy = 225 N/mm2. Welke norm moet worden aangehouden?

Tabel 3.1 van NEN-EN 1993-1-1 is volgens art. 3.2.1 van dezelfde norm een vereenvoudiging van tabel 7 uit NEN-EN 10025-2. Voor de vloeigrens van S235 hebben de opstellers van de Eurocode voor plaatdikten kleiner dan 40 mm echter de waarde overgenomen uit tabel 7 die hoort bij dikten kleiner dan 16 mm. De reden hiervoor is dat uit de evaluatie van de proefresultaten (die voor de productnorm zijn gebruikt) is gebleken dat er geen redenen zijn om voor plaatdikten tot 40 mm uit te gaan van de lagere vloeigrens. Volgens NEN-EN 1993-1-1, art. 3.2.1(1) is het toegestaan om zowel de waarde uit tabel 3.1 als de waarde uit de productnorm in dit geval NEN-EN 10025-2 te nemen. De Nationale Bijlage bevestigt deze keuzevrijheid nogmaals.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 208 (april 2009).

Hoe moet de laagste luchttemperatuur en de referentietemperatuur voor een brug worden bepaald?

Een brug wordt gelast uit dikke staalplaat. Om het gevaar van lamellair scheuren te voorkomen (breuktaaiheid) geeft tabel 2.1 in NEN-EN 1993-1-10 de maximaal toelaatbare plaatdikten, afhankelijk van de referentietemperatuur TEd bepaald volgens art. 2.2(5). Eén van de parameters voor de referentietemperatuur is de laagste luchttemperatuur Tmd volgens NEN-EN 1991-1-5. De Nationale Bijlage bij deze laatste norm vermeldt in art. 5.3 een laagste luchttemperatuur van Tmin = 25 C. Mag deze waarde worden aangehouden voor de referentietemperatuur TEd of moet deze worden bepaald met de procedure in NEN-EN 1993-1-10, art. 2.2(5)?

Geen van beide! Voor de toetsing op breuktaaiheid van een staalconstructie moet worden uitgegaan van de omgevingstemperatuur volgens NEN-EN 1993-1-1, art. 3.2.3(1). Voor constructies die direct in aanraking staan met buitenlucht, grond of water mag volgens de Nationale Bijlage worden aangehouden: TEd = 20 C. Echter NEN-EN 1993-1-1 is uitsluitend geldig bij toepassing voor gebouwen en niet voor bruggen! De Nationale Bijlage die behoort bij NEN-EN 1993-2 is nog in voorbereiding. Pas wanneer deze Nationale Bijlage formeel is vastgesteld en gepubliceerd kan toepassing worden gegeven aan de Eurocodes voor bruggen in Nederland.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 210 (augustus 2009).

Hoe kom ik aan profielgegevens van een INP 10 en hoe bepaal ik de sterkte van het staal?

Tijdens het rekenen aan een oude constructie stuitte ik op een onbekend profiel, namelijk een INP 10. Wat is dit voor profiel, hoe kom ik aan profielgegevens en hoe bepaal ik de sterkte van het staal?

In het boek Gewalste profielen voor staalconstructies zijn tabellen met gegevens te vinden van niet meer gangbare profielen.

I-profielen met smalle, hellende binnenflenzen (14%) zijn omstreeks 1880 in Duitsland genormaliseerd en aangeduid als INP; I is het profielteken en NP staat voor 'Normal profil'. Het kan voorkomen dat op oude tekeningen alleen de letters 'NP' worden weergegeven waar 'INP' bedoeld wordt, misschien omdat destijds het aantal profielsoorten beperkter was en de keus voor een I-profiel voor de hand lag.

In het artikel Slaan, trekken en vloeien; IJzer- en staalsoorten 1840-1940 volgt dat de minimum breeksterkte voor vloeiijzer voor algemene doeleinden 36 kg/mm2 (= 360 N/mm2) moest bedragen. De destijds gebruikte staalsoorten zijn ten aanzien van de treksterkte dus vergelijkbaar met het huidige S235. Voor de vloeigrens of elasticiteitsgrens volgen hier waarden uit die liggen tussen de 200 en 240 N/mm2.

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (januari 2009).

Wat was de gebruikte staalsoort in de periode rond 1950?

Wat was de gebruikte staalsoort in de periode rond 1950? In de TGB 1955 is sprake van staal met een 'basisspanning' van 1400 kg/cm2. Werd dit staal in die periode gebruikt of zijn er meer mogelijkheden?

In het artikel 'Slaan, trekken en vloeien' van Van Maarschalkerwaart wordt ingegaan op de mechanische eigenschappen van ijzer- en staalsoorten uit de periode 1840-1940.

Uit blad 3 van de tabel bij de 'Algemeene Voorschriften voor IJzer' uit 1911 volgt dat de minimum breeksterkte voor vloeiijzer voor algemene doeleinden 360 N/mm2 moest bedragen. De destijds gebruikte staalsoorten zijn ten aanzien van de treksterkte dus vergelijkbaar met het huidige S235. Voor de vloeigrens of elasticiteitsgrens volgen hier waarden uit die liggen tussen de 200 en 240 N/mm2 (zie ook artikel Van Maarschalkerwaart). Om een voldoende veilige constructie te krijgen rekende men toentertijd met toelaatbare spanningen. Het boek 'Samenstelling en berekening van staalconstructies' van Büstraan uit 1932 vermeld in tabel 1 de toe te laten spanningen voor vloeistaal St.37 voor verschillende belastingsamenstellingen en nauwkeurigheden van berekening en uitvoering.

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (februari 2009).

Op een certificaat staan de volgende aanduidingen: ReH/MPa en Rm/MPa. Wat betekenen deze aanduidingen?

Bij de levering van stalen balken wordt door de staalhandelaar een certificaat meegeleverd. Op het certificaat staan de resultaten van een trekproef (tensile-test) genoemd met de volgende aanduidingen: ReH/MPa en Rm/MPa. Wat betekenen deze aanduidingen?

De aanduiding ReH wil zeggen: vloeigrens volgens de productnorm en de aanduiding Rm wil zeggen: treksterkte volgens de productnorm. De vloeigrens en treksterkte worden weergegeven in de eenheid MPa, dit is MegaPascal. 1 MPa is gelijk aan 1 N/mm2.

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (februari 2009).

Welke toelaatbare spanning mag ik hanteren voor het toetsen van een staalconstructie uit 1933?

Een gebouw uit 1933 krijgt een nieuwe bestemming. De staalconstructie moet daarbij worden gecontroleerd met nieuwe belastingen. Helaas kunnen wij niet meer achterhalen welke staalsoorten er zijn toegepast. Welke toelaatbare spanning mag ik hanteren voor het toetsen van de staalconstructie?

In de norm 'Algemeene Voorschriften voor IJzer' uit 1911 staat aangegeven dat de minimum breeksterkte voor vloeiijzer voor algemene doeleinden 36 kg/mm2 (= 360 N/mm2) moest bedragen. De destijds gebruikte staalsoorten zijn ten aanzien van de treksterkte dus vergelijkbaar met het huidige S235. Uit het artikel 'Slaan, trekken en vloeien' volgen hier voor de vloeigrens of elasticiteitsgrens waarden uit die liggen tussen de 200 en 240 N/mm2.

Om een voldoende veilige constructie te krijgen rekende men toentertijd met toelaatbare spanningen. In het boek 'Samenstelling en berekening van staalconstructies' uit 1932 worden de toe te laten spanningen voor verschillende belastingsamenstellingen en nauwkeurigheden van berekening en uitvoering gegeven.

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (maart 2009).

Wat zijn de verschillen tussen de staalkwaliteiten S355 J2G3 en S355 J0?

In beide gevallen gaat het om normaal constructiestaal S355 (vloeispanning 355 N/mm2). Kwaliteit JR staat voor een beproevingstemperatuur van 20 °C bij een kerfslageigenschap van 27 J; J0 staat voor een temperatuur van 0 °C bij dezelfde kerfslageigenschap. G3 staat voor andere (aanvullende) kenmerken. Voor weervast staal wordt de toevoeging W of WP gebruikt.

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (juni 2009).

Is het toegestaan om voor de controle van een staalconstructie uit de jaren zestig uit te gaan van S235?

Van een bestaand gebouw uit de jaren zestig van de vorige eeuw moet de restcapaciteit van de constructie worden bepaald in verband met een optopping. Uit de overgebleven constructietekeningen is niet op te maken welke staalsoort er destijds is toegepast. Is het toegestaan om voor de staalsoort uit te gaan van het tegenwoordig toegepaste S235?

Ja, het is geoorloofd uit te gaan van S235. In het artikel Slaan, trekken en vloeien uit Bouwen met Staal wordt ingegaan op de mechanische eigenschappen van staal in de periode 1840-1940. De voorschriften in die periode eisen dat de minimum breeksterkte voor vloeiijzer voor algemene doeleinden 36 kg/mm2 (= 360 N/mm2) moest bedragen. De destijds gebruikte staalsoorten zijn ten aanzien van de treksterkte dus vergelijkbaar met het huidige S235. Voor de vloeigrens of elasticiteitsgrens volgen hier waarden uit die liggen tussen de 200 en 240 N/mm2.

Om een voldoende veilige constructie te krijgen rekende men toentertijd met toelaatbare spanningen. Het boek Samenstelling en berekening van staalconstructies uit 1932 vermeldt in tabel 1 de toe te laten spanningen voor vloeistaal St.37 voor verschillende belastingssamenstellingen en nauwkeurigheden van berekening en uitvoering.

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (september 2009).

Bestaat er bij een deling met dikke, aangelaste kopplaten gevaar voor koudscheuren van de lassen?

Een op trek belaste onderrand van een spant in de staalsoort S235 bevat een deling met dikke, aangelaste kopplaten. Voor de kopplaten wordt S235 of S355 overwogen. Bestaat er in deze situatie gevaar voor koudscheuren van de lassen en heeft de keuze van de staalsoort voor de kopplaten hier nog invloed op?

Koudscheuren ook wel waterstofscheuren genoemd is een complex fenomeen waarbij staal kan scheuren na het lassen en waarvan het exacte mechanisme nog steeds niet helemaal bekend is. Tijdens het lassen kan waterstof (bijvoorbeeld aanwezig in de atmosfeer of in het lastoevoegmateriaal) worden opgenomen in het vloeibare smeltbad. De oplosbaarheid van waterstof in het vloeibare smeltbad is groot bij een hoge temperatuur, maar neemt gedurende het stollen sterk af. Een deel van de waterstof zal ontsnappen en een deel wordt ingevangen in het stollende smeltbad. Het ingevangen waterstof blijft grotendeels zichtbaar als belletjes, met name langs de korrelgrenzen en bij microscheurtjes en/of bij niet-metallische insluitsels. Een klein gedeelte blijft in het atomaire rooster over als diffundeerbare waterstof, dus waterstof dat zich vrij kan verplaatsen. Tijdens het verder afkoelen diffundeert het waterstof gedeeltelijk door de las naar de warmtebeïnvloede zone (wbz) of ontsnapt aan de lucht. De achtergebleven atomaire waterstof verzamelt zich onder invloed van spanningen (ook lasspanningen) in gebieden van het rooster waar de elastische rek en vervorming het grootst is. Elastische rekzones komen onder meer voor bij de tip van microscheuren. Het waterstof dat zich in een scheurtip heeft verzameld veroorzaakt een verzwakking van de bindingen in het rooster, waardoor de scheur zich gaat uitbreiden. Daardoor neemt de elastische rek af (relaxatie) ter plaatse van de oude scheurtip. Het waterstof verplaatst zich dan weer naar de nieuwe scheurtip en uiteindelijk ontstaat er zo een macroscheur.

Om in staal koudscheuren te krijgen moet aan de volgende drie voorwaarden tegelijkertijd worden voldaan:

hoge spanningen (krimpspanningen die ontstaan bij het lassen zijn al voldoende);

harde materiaalstructuur (martensiet);

voldoende waterstofinsluitingen in het lasmetaal.

Wanneer aan één van deze drie voorwaarden niet is voldaan, ontstaan er ook geen koudscheuren.

Hoge spanningen zijn in dit geval aanwezig door krimpspanningen na het lassen. Deze spanningen kunnen nog worden verhoogd door trek in de onderrand.

Een harde materiaalstructuur (martensiet) kan ontstaan door het lassen van bepaalde materialen. Bij staal is het koolstofequivalent een maat voor de gevoeligheid voor het ontstaan van een harde materiaalstructuur, afhankelijk van de plaatdikte, het type lastoevoegmateriaal en de warmte-inbreng tijdens het lassen. NEN-EN 1011-2 beschrijft hoe deze gevoeligheid moet worden bepaald. Ook geeft deze norm aan wat de minimale voorwarmtemperatuur moet zijn om koudscheuren te voorkomen. Door het materiaal op de juiste temperatuur voor te warmen wordt de afkoeltijd langer, waardoor wordt voorkomen dat martensiet ontstaat. Materiaalfabrikanten beschikken doorgaans over speciale rekenprogramma s om voor het staal de juiste voorwarmtemperatuur te bepalen.

Waterstof kan in het lasmetaal komen door vuil van het plaatoppervlak, via het lastoevoegmateriaal of uit de omgeving bij onvoldoende gasbescherming tijdens het lassen.

Materiaal met een hoge sterkte is gevoeliger voor koudscheuren dan materiaal met een lage sterkte.

In de praktijk blijkt dat S235 nagenoeg ongevoelig is voor koudscheuren: het meest kritisch zijn grote plaatdikten (>30 mm) en materiaal waarvan de chemische samenstelling afwijkt van de voorgeschreven samenstelling volgens NEN-EN 10025-2. S355 is al een stuk gevoeliger voor koudscheuren dan S235. Bij gebruik van S355 is het advies om bij plaatdikten van meer dan 25 mm altijd een controle uit te voeren of het materiaal voor het lassen voor te warmen volgens NEN-EN 1011-2 en de materiaalcertificaten.

Bij het toepassen van de staalsoort S460 (of hoger) is altijd controle op koudscheuren noodzakelijk. Wees ook extra alert bij afgekeurd hogesterktestaal dat als lagere staalsoort wordt verkocht (te herkennen op het materiaalcertificaat).

Koudscheuren is te voorkomen door de volgende voorzorgsmaatregelen in acht te nemen:

bestel het juiste materiaal conform de technische leveringsvoorwaarden;

bereken vooraf de juiste voorwarmtemperatuur en controleer dit ook tijdens de fabricage;

las met voldoende warmteinbreng;

werk schoon en slijp altijd de snijkanten;

gebruik lastoevoegmateriaal met een gegarandeerd laag waterstofgehalte;

onderhoud het slangenpakket van de toorts en vervang de slangen regelmatig, ook in de lasmachine.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 219 (februari 2011).

Geldt de reductie van de vloeigrens en de treksterkte bij onderdelen dikker dan 40 mm ook voor de verbindingen?

Voor onderdelen van een staalconstructie met een dikte van meer dan 40 mm moet volgens NEN-EN 1993-1-1, tabel 3.1 zowel de vloeigrens als de treksterkte worden gereduceerd. Geldt deze reductie uitsluitend voor het toetsen van de weerstand van de doorsnede of ook voor het berekenen van de verbindingen?

Beide. De vloeigrens en de treksterkte worden bij materiaaldikten van meer dan 40 mm gereduceerd, omdat er bij een grote materiaaldikte meer sprake is van verschillende eigenschappen over de dikte van het staal. De reducties gelden overigens niet alleen voor (onderdelen van) walsprofielen, maar ook voor profielen uit plaat, zoals buizen en plaatliggers. Bij de productie van staal is het basismateriaal hetzelfde voor zowel dikke als dunne platen en profielen. Dunne platen (en profielen) worden door het (uit)walsen meer vervormd dan dikke platen, wat resulteert in een hogere vloeispanning en treksterkte. Ook koelen dunne delen na het walsen gelijkmatiger af. Met deze verschillen is rekening gehouden bij de afnameproeven in de technische leveringsvoorwaarden. Tabel 3.1 van NEN-EN 1993-1-1 is een vereenvoudiging van de materiaaleigenschappen uit onder meer NEN-EN 10025. Bij de afnameproeven is rekening gehouden met de inhomogeniteit van het materiaal, doordat de positie van het proefstuk uit het profiel is voorgeschreven. Het proefstuk moet een strip uit de flens zijn met een dikte gelijk aan die van de flens. Een uit de flens gedraaid proefstuk is dus niet representatief. Bij de verificatie van de toetsingsregels is ook uitgegaan van vergelijkbaar bepaalde materiaaleigenschappen.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 227 (juni 2012).

Is het mogelijk dat het bevriezen van water in een volgelopen buiskolom leidt tot vorstschade?

Een stalen buiskolom die buiten staat is volgelopen met water. Is het mogelijk dat het bevriezen van dit water leidt tot vorstschade aan de kolom?

Er zijn meerdere gevallen bekend waarbij waterophoping in een kolom leidt tot vorstschade aan de kolom. Deze schade kan bestaan uit het opbollen van het oppervlak of langsscheuren in de hoeken. De vorstschade is eenvoudig te voorkomen door het aanbrengen van gaatjes onderin de kolom zodat het water kan wegstromen.

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (januari 2011).

In de praktijk blijkt dat niet alle buizen in elke staalsoort verkrijgbaar zijn. Wat is daarvan de reden?

De beschikbaarheid van buizen hangt af van de doorsnede (rond, vierkant of rechthoekig), de wijze van fabricage (koud- of warmgevormd, de uitvoering (gelast of naadloos) en van de wanddikte. Om productie-technische reden, met name de (on)mogelijkheden van de machines om buizen te fabriceren, zijn bepaalde combinaties niet mogelijk. In de tabel hieronder links is met 'x' aangegeven welke combinaties wei leverbaar zijn (maten in mm). Zie ook de recente publicatie Staalprofielen.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 228 (augustus 2012).

Is een waarde van epsilon hoger dan 1 in tabel 5.2 van NEN-EN 1993-1-1 bij grote dikten toegestaan?

Voor een HD-profiel in S235 met een flensdikte t_f = 43,7 > 40 mm moet volgens tabel 3.1 van NEN-EN 1993-1-1 de vloeigrens worden gereduceerd tot f_y = 215 N/mm2. Voor het bepalen van de doorsnedeclassificatie is de factor epsilon van belang:

[formule]

Echter in tabel 5.2 van NEN-EN 1993-1-1 komt geen waarde van epsilon voor hoger dan 1. Is een hogere waarde voor epsilon wel toegestaan?

Ja. De hogere waarde van 1,045 is ook logisch, immers doordat het profiel maximaal kan worden belast tot f_y = 215 N/mm2 neemt de kans op plooien van het plaatdeel af. Door de hogere waarde van epsilon worden de eisen voor de verschillende doorsnedeklassen gunstiger.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 228 (augustus 2012).

Hoe kunnen wij controleren of de juiste certificaten bij een partij staal worden geleverd?

Bij de nieuwbouw van een woongebouw moeten wij een aantal liggers uitvoeren in staalsoort S355. De constructeur heeft gevraagd om certificaten van de geleverde stalen liggers om te controleren of er ook daadwerkelijk staalsoort S355 wordt toegepast. Hoe kunnen wij controleren of deze certificaten behoren bij de door ons toegepaste liggers?

Het valt helaas niet te controleren of de certificaten ook daadwerkelijk bij de geleverde partij staal horen. De leverancier moet garant staan voor de geleverde partij. Op het certificaat staat voor welke partij staal de leverancier garant staat. In het staal wordt gewoonlijk een merkteken opgenomen waarmee de herkomst van het staal is te traceren. Het is niet mogelijk om hiermee de staalsoort te achterhalen. Indien er twijfel is over de geleverde staalsoort kan er altijd nog voor worden gekozen om een monster te beproeven.

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (januari 2008).

Welke waarde moet voor w moet worden aangehouden bij een hoeklas met twee verschillende staalsoorten?

Voor een hoeklas tussen twee verschillende staalsoorten (bijvoorbeeld S235 met S355) moet voor de sterkte van de las, volgens art. 4.5.3.2 (7) van NEN-EN 1993-1-8, worden uitgegaan van het zwakste aangesloten materiaal. Er wordt echter niet duidelijk aangegeven welke waarde voor w moet worden aangehouden. Moet hier de waarde worden aangehouden van de laagste staalsoort?

De berekening van de weerstand van een hoeklas kan worden bepaald met de gecombineerde spanningenmethode (art. 4.5.3.2 van NEN-EN 1993-1-8) of met een vereenvoudigde methode (art. 4.5.3.3 van NEN-EN 1993-1-8). In beide gevallen moet voor zowel fu als voor w worden uitgegaan van de laagste staalsoort.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 234 (augustus 2013).

Welke laagste luchttemperatuur moet worden aangehouden voor de bepaling van de minimale staalkwaliteit?

Een staalconstructie in een binnenmilieu wordt uitgevoerd in de staalsoort S355. Voor de bepaling van de minimale staalkwaliteit wordt gebruik gemaakt van NEN-EN 1993-1-10. De staalkwaliteit kan worden gekozen als de referentietemperatuur TEd bekend is. Deze kan worden bepaald met de formule uit art. 2.2 (5):

[afb. a]

Voor de bepaling van de laagste luchttemperatuur Tmd wordt verwezen naar NEN-EN 1991-1-5. In tabel 5.1 worden indicatieve temperaturen voor de binnenomgeving gegeven. In de Nationale Bijlage worden voor een binnenmilieu indicatieve temperaturen genoemd van T1 = T2 = 17 °C. Moet deze waarde worden aangehouden voor Tmd bij een staalconstructie binnen?

Nee. De waarde voor de Tmd wordt gegeven in de Nationale Bijlage bij art. 3.2.3 van NEN 1993-1-1. Er worden waarden gegeven voor binnen- en buitenconstructies. In het artikel staat echter een verkeerd symbool voor de waarden. Het moet namelijk Tmd in plaats van TEd zijn. De referentietemperatuur TEd is de temperatuur die uiteindelijk moet worden berekend met de eerder genoemde formule.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 234 (augustus 2013).

Bestaat er voor relatief dikke voetplaten gevaar op lamellaire scheurvorming?

Een kantoorgebouw wordt uitgevoerd met HD-kolommen. Deze kolommen worden voorzien van relatief dikke voetplaten. Bestaat er voor deze zware voetplaten gevaar op lamellaire scheurvorming?

Lamellaire scheurvorming kan ontstaan wanneer staal in de dikterichting op trek wordt belast. Een trekbelasting in de dikterichting kan bijvoorbeeld optreden door laskrimp na het afkoelen. Als een constructie in de dikterichting alleen op druk wordt belast én er geen sprake is van laskrimp, is er geen gevaar op lamellaire scheurvorming. In NEN-EN 1993-1-10 is een procedure opgenomen waarmee bepaald kan worden of de kans op lamellaire scheurvorming mag worden verwaarloosd. Zo wordt bijvoorbeeld afhankelijk van de plaatdikte bepaald wat het effect is van de laskrimp op lamellaire scheurvorming. Als er gevaar is voor lamellaire scheurvorming kan een speciale staalkwaliteit volgens NEN-EN 10164 noodzakelijk zijn, de zogenaamde Z-kwaliteit. Deze norm onderscheidt (naast een onbenoemde basisklasse) drie kwaliteitsklassen, Z15, Z25 en Z35. Zie hiervoor ook GTS 2013.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 239 (juni 2014).

Stel een vraag