Zum Hauptinhalt springen

H08: Boutverbinding

FAQs over het onderwerp H Boutverbinding

Hoe toon ik de brandwerendheid aan van een lipverbinding?

Een atriumkap bestaat uit HEA-kolommen met aangelaste lippen en HEA-liggers. De staalconstructie zelf (liggers en kolommen) bezit een brandwerendheid van 30 minuten die is bepaald volgens NEN-EN 1993-1-2. Bouw- en Woningtoezicht vraagt nu de brandwerendheid van de lipverbindingen aan te tonen. Hoe gaat dat in zijn werk?

De verbindingen van een staalconstructie zijn bij brand meestal niet maatgevend. Bij een verbinding is doorgaans relatief veel materiaal aanwezig, bijvoorbeeld in de vorm van schotten.

De profielfactor van de verbinding is dan lager dan die van de ligger. Dit betekent dat het langer duurt voordat het materiaal bij brand is opgewarmd. Daarnaast is de unity check van een verbinding over het algemeen lager dan die van de aansluitende ligger. Dit betekent dat de kritieke staaltemperatuur dat is de temperatuur waarbij de constructie bezwijkt hoger ligt.

In het geval van lipverbindingen is er echter niet veel materiaal bij de verbinding aanwezig. De temperatuur in een lipverbinding kan dan wat hoger oplopen dan die in andere typen verbindingen.

De kritieke staaltemperatuur van de verbinding kan analoog aan de berekening van een ligger worden bepaald volgens NEN-EN 1993-1-2, art. 4.2.4. De werkelijke temperatuur van de verbinding volgt uit bijlage D.3 van dezelfde norm. Wanneer de werkelijke temperatuur lager is dan de kritieke temperatuur voldoet de verbinding. Een extra controle is nodig voor de bouten waarmee de ligger op de lippen aansluit.

De bouten kunnen maatgevend zijn, ondanks dat de temperatuur in de bouten achterblijft bij die in de ligger. Bouten in de kwaliteit 8.8 of hoger zijn namelijk vervaardigd uit koudgevormd staal, dat bij hoge temperaturen aan sterkte verliest. Voor de toetsing van de bouten kan bijlage D.1 van NEN-EN 1993-1-2 worden gebruikt.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 201 (april 2008).

Op een oude bouwtekening worden de bouten aangeduid als M12 8G. Welke boutkwaliteit is dat?

De oude boutkwaliteit 8G komt overeen met de moderne kwaliteit 8.8. Ook de mechanische eigenschappen zijn gelijkwaardig aan die van 8.8.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 189 (april 2006).

Is het toepassen van bouten van roestvast staal bij een verzinkte constructie een goed alternatief?

In een verzinkte staalconstructie in een buitentoepassing wil ik verzinkte bouten toepassen. Bij het monteren en het aandraaien van de bouten kan de zinklaag beschadigen en kunnen op den duur de bouten gaan roesten. Is het toepassen van bouten (en moeren) van roestvast staal in deze situatie een goed alternatief?

Dat hangt er van af. In de eerste plaats is het te overwegen om toch verzinkte bouten en moeren te gebruiken in combinatie met onderlegringen, waardoor bij het aandraaien van de bouten de zinklaag op de staalconstructie niet of nauwelijks wordt beschadigd. Zonodig kan de boutverbinding daarna nog worden afgewerkt met een zinkverf.

Bij de toepassing van roestvast stalen bouten en moeren kan galvanische corrosie (ook contactcorrosie of bimetallische corrosie genoemd) een rol spelen bij het verbinden van twee verschillende materialen.

Galvanische corrosie treedt op, wanneer tegelijkertijd aan de volgende drie voorwaarden wordt voldaan:

een voldoende groot potentiaalverschil tussen twee metalen: het potentiaalverschil tussen roestvast staal (edel of kathodisch) en zink (onedel of anodisch) is erg groot;

een relatief groot contactoppervlak van het edele metaal ten opzichte van het onedele metaal: hoe groter de verhouding is tussen beide oppervlakken des te sneller gaat het onedele metaal corroderen;

de aanwezigheid van een elektrolyt: dat is meestal water, maar dat kan ook vuil of vet zijn.

Bij toepassing buiten is er vrijwel altijd een elektrolyt (water) aanwezig. Het potentiaalverschil is hoog en in een boutverbinding is in het algemeen het contactoppervlak relatief groot. Er bestaat dus een grote kans op galvanische corrosie. Dit is te voorkomen door de roestvast stalen bouten en moeren (of bij zichtwerk: dopmoeren) te isoleren van het verzinkte staal, bijvoorbeeld via onderlegringen van kunststof. Let er dan bij het aandraaien op dat vast-is-vast . Soms kan het nodig zijn om ook de boutsteel te isoleren met kunststof manchetten of bussen.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 187 (december 2005).

Tot hoe ver moet een bout door de moer heen steken?

Bij een boutverbinding wordt een moer op een schroefdraad gedraaid. Tot hoe ver moet de bout nu door de moer heen steken?

NEN-EN 1090-2 vermeldt in art. 8.2.2 dat de steel van de bout na het aandraaien uit de moer moet steken. Voor niet-voorgespannen bouten moet tenminste éénmaal de spoed van de draad vrijblijven (exclusief de uitloop van de draad). Bij het gebruik van voorgespannen bouten moet tenminste vier maal de spoed van de draad vrijblijven (exclusief de uitloop van de draad). In de praktijk zal de bout dus minimaal enkele millimeters door de moer moeten steken wil men geen problemen hebben bij het aandraaien van de moer.

[afb. a]

Opgemerkt wordt dat in de oude VVSG 1983 (NEN 2009) in art. 4.5.2 stond dat de moer na aandraaien ten minste twee gangen van de schroefdraad buiten de moer moet uitsteken.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 158 (februari 2001).

Is het in Nederland verplicht om in een geboute verbinding onderlegringen toe te passen?

Of onderlegringen (ook wel aangeduid als sluitringen) per se nodig zijn, hangt af van de verbinding. In een voorgespannen verbinding moeten altijd onderlegringen worden toegepast. NEN-EN 1090-2 geeft in art. 8.2.4 aan dat bij toepassing van niet-voorgespannen bouten in normale ronde gaten over het algemeen geen onderlegringen vereist zijn. (Hiermee worden ruime, ronde gaten bedoeld!) Bedenk echter dat onderlegringen lokale beschadigingen van de verflagen kunnen voorkomen, vooral bij grote verflaagdikten. Daarnaast zijn afgeschuinde ringen nodig bij schuine oplegvlakken, zoals de flenzen van UNP- en INP-profielen. In voetplaten worden meestal overmaatse gaten of slobgaten gemaakt. In dat geval zijn onderlegringen altijd noodzakelijk.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 200 (februari 2008).

Kan vloeilijnpatroon volgens figuur 36d van NEN 6772 ook ontstaan in kopplaatverbinding?

NEN 6772 geeft in figuur 36d een vloeilijnpatroon van een gecombineerde boutgroep in een onverstijfde flens. Kan een dergelijk patroon ook ontstaan in een geboute kopplaatverbinding?

Of een dergelijk patroon ontstaat, hangt af van de boutplaatsing in de flens. Het patroon ontstaat alleen bij brede flenzen met twee boutrijen met een kleine onderlinge steek p. De bouten moeten dicht bij een kolomlijf zitten.

De effectieve lengte van het equivalente T-stuk, dat bij een dergelijke configuratie hoort, is volgens NEN 6772, A.3.4.1.2:

[afb. a]

Indien deze lengte korter is dan de effectieve lengte behorende bij figuur 36a, met:

[afb. b]

treedt het patroon van figuur 36d op. Met andere woorden:

[afb. c]

waaruit volgt:

[afb. d]

Figuur 36d toont een dusdanige verhouding tussen e, m en p, dat het geschetste patroon van figuur 36d niet kan ontstaan. Dit patroon ontstaat wel, indien bijvoorbeeld geldt e = 3m en

[afb. e]

[afb. f]

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 116 (februari 1994).

Mogen vulplaten worden gebruikt om een spleet tussen kopplaat en kolomflens op te vullen?

Bij de uitvoering van een dwarskrachtverbinding tussen ligger en kolom blijkt dat er tussen de kopplaat en de kolomflens een spleet zit met een breedte van maximaal 10 mm. Mogen hier vulplaten worden gebruikt om de spleet te vullen?

De Europese norm NEN-EN 1090-2 stelt eisen aan de vervaardiging van staalconstructies. Art. 8.1 van deze norm laat een spleet toe van maximaal 2 mm. Bij grotere spleten moeten vulplaten of kammen worden toegepast. Bedacht moet worden dat er bij gebruik van vulplaten buiging optreedt in de bouten, zodat de afschuifcapaciteit van de bouten moet worden gereduceerd. NEN 6770, art. 13.3.6, geeft aan dat de afschuifcapaciteit moet worden gereduceerd bij vulplaten van 6 mm of meer; bij dunnere vulplaten is dat niet nodig. De reductie bedraagt 1,25% voor elke millimeter dat de vulplaten dikker zijn dan 6 mm.

De gaten in de vulplaten moeten met dezelfde toleranties zijn gefabriceerd als de gaten van de verbinding waarin de vulplaten worden gebruikt. In het algemeen wordt de vulplaat of kam als los onderdeel aangeleverd. Er moet op worden gelet, vooral in corrosieve milieus, dat de conservering van de vulplaten overeenkomstig is met die van de overige constructiedelen.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 134 (februari 1997).

Hoe moet de dwarskracht bij kopplaatverbinding over de bouten worden verdeeld bij zowel dwarskracht als moment?

Een kopplaatverbinding tussen een kolom en een ligger moet zowel een dwarskracht als een moment overbrengen. Hoe moet de dwarskracht over de bouten worden verdeeld?

[afb. a]

Het moment in de ligger zorgt er voor dat de boutrijen op trek worden belast. Hierdoor reduceert de capaciteit van de bouten op afschuiving. Deze reductie hangt af van enerzijds de krachten in de boutrijen en anderzijds van de wrikkrachten die ontstaan tussen kopplaat en kolomflens.

Om de interactie tussen dwarskracht en moment in de berekening te vermijden, mag volgens de plasticiteitstheorie worden aangenomen dat de boutrij(en) ter plaatse van het drukpunt uitsluitend dwarskracht en geen trek opnemen. Deze aanname stemt goed overeen met het werkelijke gedrag. Meestal kan de optredende dwarskracht op deze manier volledig worden overgebracht.

Als dat niet mogelijk is, mogen de overige (op trek belaste) boutrijen in de berekening worden betrokken. Er wordt dan aangenomen dat deze boutrijen worden belast tot Ft;u;d. Volgens NEN 6770, formule (13.3-4), kan dan nog steeds 28% van de afschuifcapaciteit Fv;u;d door deze boutrijen worden overgebracht.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 123 (april 1995).

Waarom mag de kracht in een boutrij volgens NEN 6772 niet meer bedragen dan 1,8Ft;u;d?

Bij toepassing van niet-volledig sterke kolomliggerverbindingen met dikke kopplaten wordt niet voldaan aan NEN 6772, art. A.3.2.2.4. Dit artikel zegt dat de kracht in een boutrij niet meer mag bedragen dan 1,8Ft;u;d. Wanneer de kracht groter is, wordt voorgesteld de verbinding aan te passen. Met dunnere kopplaten wordt wel aan art. A.3.2.2.4 voldaan, maar dit heeft een ongunstig effect op de stijfheid van de verbinding. Waarom wordt deze grens gesteld aan de kracht in een boutrij?

NEN 6772 bevat twee methoden om de krachtsverdeling in een momentverbinding te bepalen: plastisch (art. A.3.2.2) of elastisch (art. A.3.2.3). De plastische krachtsverdeling geeft een rekenkundig hoger grensmoment dan de elastische, maar veronderstelt dat de kopplaat of kolomflens vloeit. Dit wordt getoetst met 1,8Ft;u;d'

Een elastische krachtsverdeling gaat niet uit van vloeien en kent dus geen eis als in art. A.3.2.2.4 gesteld. De elastische berekeningswijze kan men toepassen bij dikke kopplaten. Overigens verdient de plastische procedure de voorkeur. Als de plaat namelijk vloeit, zullen bij het grensmoment van de verbinding vervormingen ontstaan. De constructie 'waarschuwt' zo voor een naderende calamiteit. Bij bezwijken van de bouten is dat niet het geval.

Wanneer een verbinding niet voldoet aan art. A.3.2.2.4 is het daarom beter sterkere bouten te nemen.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 119 (augustus 1994).

Is een lipverbinding voor het bepalen van de kipstabiliteit van dakliggers te beschouwen als een gaffeloplegging?

Een dakconstructie bestaat uit twee randliggers met daartussen geraveelde dakliggers, die met een lipverbinding op het lijf van de randliggers aansluiten (zie tekening). Is deze lipverbinding voor het bepalen van de kipstabiliteit van de dakliggers te beschouwen als een gaffeloplegging?

Voor het bepalen van de kipstabiliteit volgens NEN 6770 en/of NEN 6771 moeten de uiteinden van de ligger zijn begrensd door een gaffel of door een zogenaamde onderflensinklemming. Er is sprake van een gaffel wanneer de rotatie om de lengte-as en de translatie loodrecht op het lijf van het te controleren profiel worden verhinderd. Er is sprake van een gaffeloplegging wanneer ook de translatie evenwijdig aan het lijf van het profiel is verhinderd.

Bij de gegeven lipverbinding van de geraveelde ligger is er geen sprake van een gaffel, omdat de rotatie om de lengte-as onvoldoende wordt verhinderd. Door het aanbrengen van een extra flens wordt de rotatie om de lengte-as van de dakligger verhinderd en is er wel sprake van een gaffel. Indien de dakligger niet wordt geraveeld en met een lipverbinding tussen de flenzen van de randliggers wordt aangesloten, voldoet de verbinding ook aan de voorwaarden die voor een gaffel gelden mits de lipverbinding voldoende hoog is.

Voor meer informatie over het bepalen of er wel of niet sprake is van een gaffel bij een verbinding wordt verwezen naar p. 23 en p. 24 van de BmS-publicatie Normaalkrachtverbindingen en dwarskrachtverbindingen.

In de afgelopen jaren is onderzoek verricht naar de invloed op de kipstabiliteit van geraveelde liggers met kopplaten, zie de twee artikelen van Maljaars e.a. Dit onderzoek heeft echter (nog) niet geleid tot praktische regelgeving.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 203 (augustus 2008).

Voor een zwembad wordt gekozen voor roestvast staal. Welke kwaliteit staal en bouten moet worden toegepast?

Wij zijn bezig met het constructief uitwerken van een zwembad. De constructie zal bestaan uit een staalconstructie. Als er vanwege het agressieve milieu roestvast staal wordt toegepast, welke staalkwaliteit moet dan worden gekozen? Zijn er aanvullende maatregelen nodig voor bouten?

Er kan niet zonder meer uitgegaan worden van "standaard" roestvast staalsoorten. TNO adviseert materiaal met werknummers 1.4529, 1.4547 en 1.4565. In de praktijk kan het voorkomen dat de gevraagde bouten niet in genoemde materiaalkwaliteiten verkrijgbaar zijn. Thermisch verzinkte producten met voldoende laagdikte en een meerlaagse organische coating zijn dan een alternatief.

---

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

Hoe wordt de sterkteklasse van de moer aangegeven?

Een draadstang in sterkteklasse 8.8 moet worden voorzien van een moer. Hoe wordt de sterkteklasse van de moer aangegeven?

De sterkteklasse van de moer passend bij een bout of draadstang in sterkteklasse 8.8 wordt aangegeven met het getal 8, dus moer sterkteklasse 8. De norm die hier betrekking op heeft is NEN-ISO 898-2. Indien er sprake is van een verzinkte bout of draagstang kunnen er passingsproblemen ontstaan, in Bouwen met Staal 193 is hier een artikel over verschenen.

Roestvast stalen bevestigingsmiddelen worden aangeduid met een groep en sterkteklasse. De groepsaanduiding A1, A2 of A4 heeft betrekking op de roestvast staalsoort (A = austenitisch) en de mate van corrosiebestendigheid (1, 2 of 4, 4 = meest corrosiebestendig). De sterkteklasse kan zijn 50, 70 of 80 waarbij klasse 80 vergelijkbaar is met sterkteklasse 8.8. De materiaalaanduiding is gelijk voor bouten, draadstangen en moeren. Niet alle bevestigingsartikelen zijn in alle groepen, sterkteklassen of combinaties daarvan leverbaar. Zie hiervoor de documentatie van de leverancier; bepaalde combinaties zijn gangbaar.

---

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

Zijn er gegevens of formules voor het berekenen van getapte verbindingen op trek?

Schroefdraadverbindingen kunnen berekend worden aan de hand van VDI 2230. Dit is een vrij complexe methode hetgeen geleid heeft tot diverse computertoepassingen.

---

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

Is het toegestaan om na het plaatsen van de staalconstructie de ankerbouten boven de moeren af te slijpen?

Is het toegestaan om na volledig plaatsen en stellen van een staalconstructie de ankerbouten boven de moeren af te slijpen? Is de (eventueel) benodigde lengte van de ankerbouten beschreven in een norm?

NEN-EN 1090-2 vermeldt in art. 8.2.2 dat de steel van de bout na het aandraaien uit de moer moet steken. Voor niet-voorgespannen bouten moet tenminste éénmaal de spoed van de draad vrijblijven (exclusief de uitloop van de draad). Bij het gebruik van voorgespannen bouten moet tenminste vier maal de spoed van de draad vrijblijven (exclusief de uitloop van de draad). In de praktijk zal de bout dus minimaal enkele millimeters door de moer moeten steken wil men geen problemen hebben bij het aandraaien van de moer.

---

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

Klopt het dat bouten en moeren niet brandwerend hoeven te worden gecoat?

De hoofddraagconstructie van een bedrijfspand bestaat uit spanten met momentvaste verbindingen. Voor het verkrijgen van 60 minuten brandwerendheid zijn spanten behandeld met brandwerende coating. De bouten en moeren zijn niet behandeld met brandwerende coating. Volgens de leverancier is dat niet nodig omdat tijdens brand de bevestigingsmiddelen door opschuiming van de coating worden omkapseld, waardoor de verbinding brandwerend wordt beschermd. Klopt het dat de bouten en moeren niet brandwerend hoeven te worden gecoat?

De verbindingen in een staalconstructie hebben vaak een hogere capaciteit bij brand dan de constructiedelen. Dit wordt vooral veroorzaakt doordat er in een verbinding veelal meer materiaal aanwezig is. Daardoor is een verbinding vaak wel 30 minuten brandwerend. Dit kan worden aangetoond met de Eurocode, NEN-EN 1993-1-2.

Onze ervaring is niet dat de boutkoppen geheel zullen worden ingekapseld tijdens brand. De boutkoppen zullen gedeeltelijk worden beschermd tijdens brand, maar niet helemaal. Bouten in sterkteklasse 8.8 of hoger zijn vervaardigd van koudgevormd staal dat bij hoge temperaturen eerder aan sterkte verliest. Boutkoppen en moeren moeten in principe dus brandwerend worden beschermd tenzij kan worden aangetoond (met bijlage D.1 van Eurocode NEN-EN 1993-1-2) dat ze de vereiste brandwerendheid halen.

---

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

Wat is een krasmaat en hoe wordt deze bepaald?

In staalprofielenboeken zie ik bij I- en H-vormige walsprofielen vaak een krasmaat in de flens staan. Wat is een krasmaat en hoe wordt deze bepaald?

Met een krasmaat wordt de optimale onderlinge afstanden tussen bouten in de flens aangegeven. Deze maten zijn gebaseerd op de eisen ten aanzien van minimale randafstanden en op het goed kunnen monteren van de bouten.

---

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

Moeten bouten, moeren en ringen in één verbinding qua afmetingen en materiaaleigenschappen bij elkaar horen?

Wordt bij boutverbindingen voorgeschreven dat bouten, moeren en ringen in één verbinding qua afmetingen en materiaaleigenschappen bij elkaar moeten horen en wordt voorgeschreven of ringen al-of-niet verplicht zijn?

In de oude norm voor het vervaardigen van staalconstructies (NEN-ENV 1090-1) stonden in tabel 2 de toegestane boutcombinaties (bout+moer+ring) vermeld. De nieuwe norm NEN-EN 1090-2 verwijst hiervoor in art. 5.6.3 naar NEN-EN 15048-1.

Ringen in niet-voorgespannen boutverbindingen zijn bij normale gaten niet verplicht (art. 8.2.4, NEN-EN 1090-2) behoudens bij enkelsnedige verbindingen met één bout. Normale gaten zijn gaten met een gatspeling van 1 mm voor M12 en M14; 2 mm voor M16 t/m M24 en 3 mm voor M27 en groter.

---

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

Is er voorgeschreven met welke kracht bouten moeten zijn aangedraaid?

Een aantal bouten in scharnierende en momentvaste verbindingen van een pas gemonteerde constructie zijn eenvoudig met de hand los te draaien. Is er voorgeschreven met welke kracht de bouten moeten zijn aangedraaid?

De norm voor het vervaardigen en monteren van staalconstructies is NEN-EN 1090-2. In deze norm is aangegeven hoe bouten aangedraaid moeten worden. Artikel 8.3 uit die norm heeft betrekking op het aandraaien van niet-voorgespannen bouten die tenminste 'handvast' aangedraaid moeten worden. Als er wordt gesproken over 'handvast' aandraaien wordt er bedoeld dat één man gebruik maakt van een sleutel met normale afmetingen zonder verlengstuk.

---

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

Hebben sleufgaten invloed op de stuikweerstand van de bouten?

Twee stabiliteitswanden van beton worden gekoppeld met stalen strippen. De strippen zijn voorzien van sleufgaten zodat de wanden in horizontale richting kunnen bewegen. In verticale richting moeten de strippen de schuifkrachten tussen de betonwanden kunnen opnemen. Hebben de sleufgaten invloed op de stuikweerstand van de bouten in verticale richting?

Ja, door de sleufgaten wordt de stuikweerstand van bouten nadelig beïnvloed. In NEN-EN 1993-1-8, art 3.6.1 wordt onderaan tabel 3.4 vermeld dat de stuikweerstand voor bouten in sleufgaten, waarbij de lange as van het sleufgat loodrecht staat op de krachtsrichting, 0,6 maal de stuikweerstand is voor bouten in normale ronde gaten.

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (juni 2010).

Waarom geldt voor bouten naast een reductiefactror r = 0,375 ook nog een reductiefactor red;2?

Grenskrachten van ankerbouten moeten worden bepaald volgens NEN 6772, art. 11.7.2.3. Voor ankerbouten 4.6 met gesneden draad geldt voor de grensafschuifkracht een reductiefactor r = 0,375 ten opzichte van normale bouten (NEN 6770, art. 13.3.2). Daarnaast geldt voor ankerbouten nog een reductiefactor red;2 = 0,6 en voor gewone bouten red;2 = 0,85. Waarom geldt naast de reductie van r nog een extra reductie via red;2. Geldt deze extra reductie eveneens voor de grenstrekkracht Ft;u;d, zoals in het boek Staalprofielen (p. 123) is gebeurd?

De extra reductie voor ankerbouten met gesneden draad voor de bepaling van de grensafschuifkracht Fv;u;d ( red;2 = 0,6 in plaats van 0,85) heeft te maken met de betrouwbaarheid van de uitvoering. Ankerbouten zijn over het algemeen kwetsbaarder dan gewone bouten, vandaar dat een extra veiligheid is ingebouwd. Voor het bepalen van de uiterste grenstrekkracht Ft;u;d verwijst NEN 6772, art. 11.7.2.3.3 naar tabel 30 van NEN 6770 met red;2 = 0,85. De samenstellers van het boek Staalprofielen hebben gemeend de extra veiligheid ( red;2 = 0,6) ook voor Ft;u;d toe te passen: dat is een conservatieve aanname. Strikt genomen echter kan voor de uiterste grenstrekkracht worden gerekend met red;2 = 0,85.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 209 (juni 2009).

Een constructeur wil kolomstuiken koud op elkaar zetten. Welke voorzieningen zijn er volgens NEN-EN 1993 nodig?

Een kantoorgebouw van tien bouwlagen heeft een staalskelet, waarvan de gevelkolommen naar boven toe verjongen. De vloerliggers sluiten aan op de gevelkolommen die over meerdere verdiepingen doorlopen. De constructeur wil de kolomstuiken koud op elkaar zetten. Welke voorzieningen zijn er volgens NEN-EN 1993 (Eurocode 3) nodig om de kolomstuiken zo te mogen uitvoeren?

NEN-EN 1993-1-8, art. 6.2.7.1(13) geeft aan dat wanneer kolommen koud op elkaar worden geplaatst de elementen moeten zijn voorbewerkt, zodanig dat er sprake is van volledig contact. Dit volledig contact kan worden verkregen door de kolommen zuiver haaks te frezen. NEN-EN 1090-2, art. 6.8 geeft de eisen voor oplegvlakken met een volledige contactdruk. Wanneer de kolomstuik wordt aangebracht op een plaats waar in het rekenmodel géén scharnier is aangenomen en de kolomstuik zich niet bevindt ter hoogte van een vloerniveau is het altijd noodzakelijk lasplaten (lijf- en flensplaten) aan te brengen. Dit is nodig om in beide richtingen een moment van 25% van de momentcapaciteit van de kolom te kunnen opnemen. De momenten in beide richtingen hoeven niet te worden gecombineerd: het moment van 25% geldt steeds in één richting tegelijk. Daarbij moeten volgens NEN-EN 1993-1-8, art. 6.2.7.1(14) de lasplaten en de toegepaste bouten een normaalkracht van 25% van de normaalkrachtcapaciteit kunnen opnemen. De stuikverbinding moet daarnaast nog een dwarskracht kunnen opnemen van 2,5% van de normaalkrachtcapaciteit. Wanneer uit de krachtsverdeling blijkt dat de optredende krachten en momenten groter zijn dan op basis van 25% van de momentcapaciteit, moet uiteraard met deze hogere waarden worden gerekend.

Wanneer er geen sprake is van een volledig contact moeten er voor de krachtoverdracht altijd kop- en voetplaten éf lijf- en flensplaten worden toegepast. Ook hier geldt dat de verbindingsplaten (zowel lasplaten als kopen voetplaten) minimaal 25% van de momentcapaciteit in beide richtingen moet kunnen opnemen. Wanneer in het rekenmodel wél een scharnier is aangenomen ter plaatse van de kolomstuik moet de verbinding uiteraard ook worden getoetst op dwarskracht en normaalkracht.

Verwarrend is wellicht dat NEN-EN 1993, art. 6.2.7.1(14) de term voegmateriaal gebruikt. Dit is een onduidelijke vertaling van het Engelse splices , waarmee las- of kopplaten worden bedoeld.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 224 (december 2011).

Wat is de betekenis van de k-klasse bij bouten?

In een dynamisch belaste constructie worden de voorspanbouten aangedraaid volgens de momentmethode. Volgens tabel 20 van NEN-EN 1090-2 moeten dan boutsets worden gebruikt van k-klasse K2. Wat is de betekenis van deze k-klasse?

De k-klasse van een voorspanbout geeft aan op welke waarde mag worden gerekend voor km: een coëfficiënt, onder meer afhankelijk van de draadwrijving, de spiegelwrijving en de spoed van de schroefdraad. De coëfficiënt km kan een aanzienlijke spreiding vertonen, zelfs bij fabrieksnieuwe bouten. De waarde van km wordt door de leverancier van de boutsets opgegeven en moet zijn bepaald in overeenstemming met het betreffende deel van NEN-EN 14399. NEN-EN 14399-1 definieert drie k-klassen:

- K0: geen eisen voor de factor km;

- K1: opgave van een reeks individuele waarden ki;

- K2: opgave van een gemiddelde waarde voor km en de coëfficiënt Vk = sk/km (sk is de standaardafwijking).

HV-bouten volgens NEN-EN 14399-4 (voorspanbouten gebruikt in Duitsland en gewoonlijk ook in Nederland) worden door de bekende Europese fabrikanten uitsluitend geproduceerd in k-klasse K1. Het fabriceren van dergelijke bouten in k-klasse K2 vereist nogal wat aanvullende inspanningen en wijzigingen in het productieproces. HR-bouten volgens NEN-EN 14399-3 (voorspanbouten zoals gebruikt in Engeland en Frankrijk) worden doorgaans wel gefabriceerd in k-klasse K2. Fabrikanten van voorspanbouten volgens deze norm - de opvolger van de Engelse BS 4395 en de Franse NF E27 701- waren immers al gewend om k-waarden per batch op te geven. NEN-EN 14399-3 en NEN-EN 14399-4 specificeren zowel voor HR- als voor HV-bouten de volgende waarde voor km:

0,10 km 0,23.

De praktijk leert dat bouten volgens NEN-EN 14399-4 in k-klasse K2 uitsluitend kunnen worden besteld ëf in zeer grote hoeveelheden ëf rekening houdend met lange levertijden ëf met een 'dubieuze' herkomst. NEN-EN 1090-2, art. 8.5.1 biedt nog een alternatief: 'Als alternatief mag ijken volgens bijlage H worden toegepast, behalve voor de momentmethode tenzij dit is toegelaten in de uitvoeringsspecificatie'. De conclusie is dus dat NEN-EN 1090-2 hier een hiaat vertoont: de veel toegepaste momentmethode kan niet worden gebruikt omdat geen K2 bouten verkrijgbaar zijn en omdat het toelaten van de methode van ijken gewoonlijk niet is opgenomen in de uitvoeringsspecificatie.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 225 (februari 2012).

Moeten de kolomeinden bij een stuikverbinding worden voorbewerkt?

NEN-EN 1993-1-8, art. 6.2.7.1(13) suggereert dat een stuikverbinding in een kolom moet zijn voorbewerkt wanneer de verbinding op een volledige contactdruk wordt berekend. Echter NEN-EN 1090-2, art. 11.2.3.5 geeft eisen waaraan een dergelijke verbinding moet voldoen: er zijn voorwaarden aan de toleranties voor de onderlinge hoek tussen de doorgaande kolommen en de grootte van eventuele spleten in de stuikverbinding. Betekent dit dat voorbewerken (bijvoorbeeld frezen) niet nodig is wanneer aan NEN-EN 1090-2 wordt voldaan? En volstaat een zaagsnede dan ook?

NEN-EN 1090-2, art. 11.2.3.5 geeft functionele eisen voor de toleranties die bij de montage gelden voor een kolomstuik waarbij op een volledige contactdruk wordt gerekend. Een ongelukkige vertaling van 'prepared' in de Engelse tekst van EN 1993-1-8, art. 6.2.7.1(13) in 'voorbewerkt' kan leiden tot het misverstand dat wanneer kolommen volledig dragend op elkaar worden geplaatst de elementen moeten zijn voorbewerkt, zodanig dat er sprake is van een volledig contact. De vertaling van 'prepared' wordt naar verwachting op korte termijn aangepast, waardoor de eisen uit NEN-EN 1090-2 maatgevend worden. Tot die tijd prevaleert de Engelse tekst volgens de Europese regelgeving. Een beperkte spleet is dan voorwaardelijk toegestaan. NEN-EN 1090-2, art. 11.2.3.5 verwijst voor de tolerantie op de passing tussen de oppervlakken van de gemonteerde onderdelen naar tabel D.1.13. De tolerantie in het verticale vlak wordt gedefinieerd als de hoek tussen de staafassen van twee op elkaar geplaatste kolommen. Deze hoek mag maximaal h/500 rad bedragen (h = verdiepinghoogte). Bovendien wordt geëist dat de spleet tussen de kolomeinden over ten minste tweederde van het oppervlak niet meer bedraagt dan 0,5 mm en lokaal niet meer dan 1,0 mm. Eventueel mogen volgens het tweede deel van art. 11.2.3.5 zacht stalen vullingen met een maximale dikte van 3 mm worden gebruikt om de spleetwijdte aan te passen, waarbij niet meer dan drie vullingen mogen worden gebruikt om de juiste toleranties te bereiken. Wanneer aan NEN-EN 1090-2 wordt voldaan hoeven de kolomeinden in de productie dus niet vlak te worden gefreesd en kan een zaagsnede volstaan. Een kleine spleet wordt in de praktijk onder invloed van de toenemende bovenbelasting dichtgedrukt.

---

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

Moeten de verbindingen van een staalconstructie na montage ook worden voorzien van een brandwerende coating?

Een staalconstructie met een brandwerendheidseis van 60 minuten wordt voorzien van een brandwerende coating. De coating wordt in de fabriek aangebracht. Moeten de verbindingen na de montage ook worden voorzien van een brandwerende coating?

De verbindingen van de staalconstructie, inclusief de bouten, moeten in principe ook brandwerend worden gecoat. In de praktijk blijkt echter dat een verbinding een hogere restcapaciteit heeft dan de stalen onderdelen, zodat in sommige gevallen het brandwerend coaten van de verbinding achterwege kan blijven. De eventueel benodigde laagdikte van de coating hangt af van de belastinggraad (uitnutting) en de massiviteit van de verbinding. De laagdikte volgt uit een berekening volgens NEN-EN 1993-1-2.

---

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

Geeft het schuine afschuifvlak van een gat en een verzonken bout een extra moment in de bout?

Voor de stapeling van stalen kolommen is het noodzakelijk om een kolomstuik te maken. De kolomstuik wordt uitgevoerd met stalen, verticale strippen aan de binnenzijde van de flenzen. Voor een vlakke aansluiting van de gevel aan de kolom wordt gebruik gemaakt van bouten met een verzonken kop. Moet er bij de toetsing van de bouten rekening mee worden gehouden dat het schuine afschuifvlak van het gat en de bout een extra moment in de bout geeft?

Bouten met een verzonken kop hebben dezelfde bezwijkvorm als normale, niet verzonken bouten. Er zal dus ook geen extra moment ontstaan. Wel moet zowel de trekweerstand als de stuikweerstand worden gereduceerd, omdat de boutkop in het plaatmateriaal is ingelaten. De rekenwaarden voor de boutweerstand staan in tabel 3.4 van NEN-EN 1993-1-8. Voor de trekweerstand geldt k2 = 0,63 en voor normale bouten 0,9, een reductie van 30%. Voor de stuikweerstand van een verzonken bout moet de plaatdikte worden gereduceerd met de helft van het verzonken deel (dvzk). De afmeting van het verzonken gat moet voldoen aan NEN-EN 1090-2. Meer informatie staat in het boek Verbinden.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 233 (juni 2013).

Gelden toetsingsregels ook voor verbindingen waarbij de ligger op de kolom wordt toegepast in plaats van andersom?

Voor het overbrengen van een moment wordt een ligger/kolom-verbinding uitgevoerd met een kopplaat. Voor de toetsing van de verbinding willen we gebruikmaken van art. 6.2.7 van NEN-EN 1993-1-8. De toetsingsregels gaan echter uit van een ligger die tegen een kolom aansluit, terwijl wij de ligger op de kolom willen aansluiten. Mogen we dezelfde toetsingsregels in ons geval dan nog wel toepassen?

[afb. a]

De toetsingsprocedure van de ligger/kolom-verbinding gaat uit van een toetsing van alle relevante onderdelen van de verbinding volgens de componentenmethode . Het maakt daarbij niet uit hoe de ligger aansluit op de kolom. Bij de toetsing moet soms alleen het woord kolom door ligger worden vervangen en andersom. In feite geeft art. 6.2.7.2 alleen een aantal aanwijzingen die het toetsen eenvoudiger moet maken.

---

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

Gelden de eisen aan boutsets voor alle uitvoeringsklassen (EXC1 t/m EXC4)?

Voor de keuze van geschikte bouten en moeren voor een ligger-kolomverbinding zijn wij in NEN-EN 1090-2 op zoek naar eisen die voor deze verbindingsmiddelen gelden. In art. 8.2 worden `boutsets' genoemd. Gelden de eisen aan boutsets voor alle uitvoeringsklassen (EXC1 t/m EXC4)?

Een boutset bestaat uit bij elkaar behorende bouten en moeren en eventueel sluitringen. Het gebruik van boutsets wordt inderdaad in art. 8.2 van NEN-EN 1090-2 genoemd, hierbij wordt gesteld dat dit artikel betrekking heeft op de boutsets als omschreven in art. 5.6. Daarin staat aan welke productnormen de bouten en moeren moeten voldoen. De norm maakt geen onderscheid in het gebruik van boutsets en productnormen per uitvoeringsklasse. De genoemde eisen gelden dus voor alle uitvoeringsklassen. Belangrijk is dat volgens de Bouwproductenverordeningen bouten en moeren in bouwwerken voorzien moeten zijn van CE-markering volgens NEN-EN 15048-1 voor niet-voorgespannen boutsets en NEN-EN 14399 voor voorspanbouten/moeren. De nog vaak toegepaste DIN 931, 933 en 934 voldoen niet aan deze eis.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 238 (april 2014).