Zum Hauptinhalt springen

H09: Kolom-voetplaat-verbinding

FAQs over het onderwerp H Kolom-voetplaat-verbinding

Mag een sterkere gietmortel bij kolomvoetplaten in rekening worden gebracht?

NEN 6772, art. 11.7 geeft aan hoe kolomvoetplaten moeten worden getoetst. Art. 11.7.1 geeft aan dat er gebruik mag zijn gemaakt van een voegmateriaal en ook dat de karakteristieke druksterkte van het voegmateriaal ten minste 20% moet zijn van de karakteristieke betondruksterkte. Formule 11.7-5 van NEN 6772, art. 11.7.2.2 geeft een formule voor de rekenwaarde van de druksterkte van het materiaal onder een kolomvoetplaat. Deze formule bevat een factor 0,67. Indien de voetplaat nu wordt aangegoten met een gietmortel die veel sterker is dan art. 11.7.1 als minimum aangeeft, mag dan met een hogere factor dan 0,67 worden gerekend? En mag de voeg ook worden gecontroleerd volgens NEN 6720 (VBC 1995), art. 9.17.3? Dit artikel biedt namelijk meer mogelijkheden om de invloed van het voegmateriaal en de geometrie te verwerken.

Er mag niet worden gerekend met een hogere factor dan 0,67. Deze factor in NEN 6772 is namelijk een zogenaamde uitvoeringsfactor en heeft niets te maken met de druksterkte van het voegmateriaal. De factor 0,67 is bepaald op basis van een SBR-onderzoek. Hiermee wordt in rekening gebracht dat niet de gehele onderzijde van de stalen voetplaat door het voegmateriaal wordt ondersteund.

De regels in NEN 6720 (VBC 1995) gelden strikt genomen niet voor mortelvoegen onder stalen voetplaten. Dit heeft te maken met de drukverdeling in de voeg. Deze drukverdeling is bij (stijve) betonnen constructiedelen veel gelijkmatiger ten opzichte van de ongelijkmatige verdeling (drukprent) onder stalen kolommen. Normtechnisch gezien is NEN 6720, art. 9.17.3 niet van toepassing voor stalen voetplaten, omdat NEN 6772, maar ook de andere TGB-staalnormen, niet verwijzen naar NEN 6720. Het toepassen van de betonnorm valt dan onder het principe van gelijkwaardigheid. In de praktijk wordt NEN 6772 in sommige gevallen wel toegepast, mits de staalconstructie voldoende stijf is om een meer gelijkmatige drukverdeling in de voeg te benaderen. De rekenwaarden van de voegdruksterkten volgens NEN 6772 en NEN 6720 verschillen niet veel van elkaar. Volgens de toelichting bij NEN 6720, art. 9.17.1 gelden de regels van NEN 6720, art. 9.17 echter niet voor voegen op basis van een kunstharsmortel.

---

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

Hoe moet de berekening van de sterkte van de ankers worden uitgevoerd?

De kolommen van de staalconstructie van een bedrijfshal worden met ankers aan de betonnen vloer bevestigd. Het staalconstructiebedrijf berekent de sterkte van de ankers volgens NEN 6772. De betonconstructeur eist echter dat de ankers worden berekend volgens NEN 6720 (VBC 1995). Volgens welke norm moet de berekening van de sterkte van de ankers nu worden uitgevoerd?

Voor de berekening van de sterkte van stalen ankers moet worden uitgegaan van NEN 6770 en NEN 6772. In wijzigingsblad A2 (december 2001) op NEN 6720 (VBC 1995) is onder meer art. 9.16.2 aangepast. Dit artikel verwijst voor de berekening van de sterkte van de ankers naar NEN 6770 én naar NEN 6772. Ankers moeten worden getoetst volgens NEN 6770 art. 13.3.2 en volgens NEN 6772 art. 11.7.2.3.3. Bij een stalen kolom met een ondersabelde voetplaat zit er enige afstand tussen de beide afschuifvlakken van het anker (boven bij de voetplaat en onder bij de fundering). Hierdoor worden de ankers belast door een combinatie van trek of druk en een buigend moment. Dit effect is meegenomen in de rekenregels van NEN 6772.

Voor het bepalen van de verankeringslengte van de ankers en eventuele splijtwapening moet worden uitgegaan van NEN 6720.

---

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

Mogen 8.8 ankers worden vastgelast aan de voetplaat van de kolom?

Bij het stellen van een stalen kolom op een betonnen fundering blijkt dat de 8.8 ankers iets te kort zijn om er een moer op te draaien. Mag ik als alternatief de ankers vastlassen aan de bovenzijde van de voetplaat van de kolom?

Liever niet. Ankers 8.8 worden altijd vervaardigd uit koudvervormd staal en in het algemeen moet men uiterst voorzichtig zijn met lassen aan dit materiaal. Door het koudvervormen neemt de treksterkte toe, terwijl de taaiheid van het staal afneemt. Door het plaatselijk toevoegen van warmte (bijvoorbeeld door lassen) wordt het effect van koudvervormen teniet gedaan, waardoor het materiaal zijn hoge sterkte verliest. Het is niet mogelijk om een ondergrens voor de sterkte van het anker aan te geven. Niet lassen dus!

---

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

Is NEN 6772, art. 11.7.2.3, ook van toepassing op een haakanker van rondstaal S235 met gesneden draad?

Volgens het bestek moeten kolomvoeten met een haakanker in het beton worden verankerd. Het anker is gemaakt van rondstaal S235 met daarop aangebracht een gesneden draad. Is NEN 6772, art. 11.7.2.3, ook van toepassing op een dergelijk anker?

Haakankers worden standaard geleverd in de sterkteklasse 4.6. Maar vaak worden ze ook gemaakt van bijvoorbeeld rondstaal S235 met een gesneden draad. Voor het bepalen van de verankeringslengte is het verschil in de staalkwaliteit nauwelijks van betekenis, aangezien de rekenwaarde van de vloeigrens nagenoeg gelijk is: 235 N/mm2 ten opzichte van 240 N/mm2. Het belangrijkste verschil ontstaat bij het bepalen van de sterkte van het anker, omdat het verschil in de rekenwaarde van de treksterkte veel groter is: 360 N/mm2 ten opzichte van 400 N/mm2. Bovendien voldoen de mechanische eigenschappen van S235 feitelijk niet aan NEN 6770, art 7.2.1.1. Maar aangezien de taaiheid en het ductiel gedrag van S235 veel lijkt op dat van 4.6, is het gebruik van NEN 6772, art. 11.7.2.3, goed te verdedigen. Er moet dan wel worden gerekend met een reductiefactor br = 0,375 en gM = 1,25.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 137 (augustus 1997).

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).

Aan een dunwandige betongevulde buiskolom moet een stalen plaat worden gelast. Is dat mogelijk?

Aan een betongevulde buiskolom (323,9x5,6 mm) moet een stalen plaat (t = 8 mm) worden gelast met een keeldoorsnede van 4 mm. Is dat zonder problemen mogelijk?

In het algemeen geldt dat voorzichtigheid is geboden bij het lassen aan dun materiaal. Wanneer buis en plaat beide zijn vervaardigd uit S235 zijn er bij deze materiaaldikten geen problemen te verwachten. Ten opzichte van de normale voorzorgsmaatregelen voor lassen op het werk zijn geen andere of aanvullende maatregelen nodig. Wel is het van belang na te gaan of de omvang van het laswerk in redelijke verhouding staat tot de grootte van de belasting op de kolom. Het oplassen van een kleine strip is namelijk heel wat anders dan het oplassen van zware platen die ook een constructieve functie hebben. Het is dan denkbaar dat in bepaalde gevallen de kolom tijdens het lassen moet worden ontlast.

Tijdens het lassen wordt de sterkte van de kolom plaatselijk zeer laag (het materiaal smelt), waardoor theoretisch een probleem zou kunnen ontstaan. Eventueel zou minder snel kunnen worden gelast met een lage stroomsterkte waardoor de warmte-inbreng ook minder is, maar de kans bestaat dan dat de kwaliteit van de las ook minder wordt. Een lage warmte-inbreng veroorzaakt bovendien een hoge afkoelsnelheid, waardoor weer (overmatige) harding kan optreden. De resulterende harde en brosse structuur kan tot scheurvorming leiden. Uiteindelijk zal toch de voor het lassen vereiste temperatuur (smelttemperatuur van staal) moeten worden bereikt.

Er is echter weinig bekend over de invloed van het lassen op het achterliggende beton in de buiskolom. Lokaal kan er door uitzetting van het staal een kleine ruimte ontstaan, waardoor er mogelijk een schilfer beton los kan komen door temperatuurspanningen. De invloed hiervan op de brandwerendheid van de kolom is echter nihil.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 204 (oktober 2008).

Is het terecht dat Bouw- en woningtoezicht haakankers eist voor een kolomvoetplaatverbinding?

De kolommen voor de staalconstructie van een hal worden met ankers in de sterkteklasse 4.6 aan de betonnen fundering bevestigd. Bouw- en woningtoezicht eist dat hiervoor haakankers (omgebogen ankers) worden toegepast. Is dat terecht?

Nee. Het Bouwbesluit eist uitsluitend dat een constructie aan bepaalde eisen moet voldoen. Bouw- en woningtoezicht mag geen oplossingen voorschrijven. Het kan in de praktijk uiteraard wel voorkomen dat maar één bepaalde oplossing aan de eisen kan voldoen. Ankers moeten in staat zijn de krachten vanuit de kolomvoet op de fundering over te dragen. Dit kan een combinatie van dwarskracht en trek zijn. De ankers en de verankering in het beton moeten dan worden getoetst op die krachten. Voor het verankeren van draadeinden wordt aanbevolen voor het bepalen van de verankeringslengte uit te gaan van de formules voor glad wapeningsstaal. Uit deze toets blijkt of het nodig is de ankers om te buigen voor voldoende verankering éf dat met rechte ankers kan worden volstaan. Wanneer een ankerplaat nodig is, mag de capaciteit van de ankerplaat niet worden gesuperponeerd op de capaciteit van de overdracht door de verankeringslengte van de staaf. De reden: het vervormingsgedrag van beide mechanismen sluiten niet op elkaar aan. Voor kolomvoetplaatverbindingen zie CUR/BmS-rapport 10.

Tot slot: uitsluitend ankers 4.6 kunnen worden omgebogen. Dit is bij ankers 8.8 niet mogelijk, omdat het anker dan bros kan breken. De buigstraal moet bovendien op de capaciteit van het beton zijn afgestemd. Ankers 8.8 zijn altijd vervaardigd van nagerekt staal. NEN-EN 1993-1-8, art. 6.2.6.12 (4) vermeldt slechts dat ankers in de fundering moeten worden geborgd. Hiermee wordt voorkomen dat de ankers los kunnen raken tijdens de uitvoering. Dat kan met zowel een haak, met een ankerplaat of met eventueel twee moeren. Bij ankers 4.6 is een haak het meest gebruikelijk, terwijl bij ankers 8.8 uitsluitend een ankerplaat mogelijk is.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 215 (juni 2010).

Welke verankeringslengte moet voor een draadstang worden aangehouden?

Een kolomvoetplaatverbinding voor een hal wordt volgens bestek uitgevoerd met vier haakankers van draadstang in de sterkteklasse 4.6. De sterkte van de ankers is geregeld in NEN-EN 1993-1-8, art. 6.2.6.12. Daarin wordt voor het bepalen van de verankeringslengte van het haakanker verwezen naar NEN-EN 1992-1-1. NEN-EN 1992-1-1, art. 8.4.2 geeft een formule (8.2) voor de opneembare aanhechtspanning, waarmee vervolgens met art. 8.4.3 en art. 8.4.4 de benodigde verankeringslengte is te berekenen. Nu is formule (8.2) uitsluitend geldig voor geribde staven. Welke verankeringslengte moet voor een draadstang worden aangehouden?

Een draadstang moeten aanzien van de verankering in beton worden beschouwd als een gladde staaf. NEN-EN 1992-1-1 geeft uitsluitend aan hoe de verankeringslengte van geribd betonstaal moet worden bepaald. Voor ankers van glad staal (en van draadstangen) die via aanhechting worden verankerd is het gebruikelijk de verankeringslengte te berekenen alsof de staaf is geribd, Vervolgens wordt de uitkomst vermenigvuldigd met een factor 2, zie Kolomvoetplaatverbindingen, art. 5.B1(9). Bij haakankers mag overigens het gedeelte van het anker na de bocht uitsluitend onder bepaalde voorwaarden in de verankeringslengte worden meegerekend. Bij haakankers mag de verankeringslengte bovendien nog worden vermenigvuldigd met een factor 1 = 0,7 (dekking op anker > 3d) en 2 = 0,7 (dekking op anker > 5d). Hierin is d de diameter van het anker. Zie ook tabel 8.2 van NEN-EN 1992-1-1. Meer achtergrondinformatie over kolomvoetplaatverbindingen is te vinden in Kolomvoetplaatverbindingen (CUR/BmS-rapport 10).

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 216 (augustus 2010).

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).

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).

Hoeft er niet te worden gerekend met een interactie tussen trekkracht en afschuifkracht bij ankers?

De stabiliteit van een bedrijfshal wordt verzorgd door windverbanden in de gevel en het dak. De kolommen die aansluiten op het windverband worden hierdoor op trek belast. Dit betekent dat de ankers in de kolomvoetplaatverbindingen naast afschuiving ook op trek worden belast. Zowel in NEN-EN 1993-1-8 als in CUR/BmS-rapport 10 zie ik niet staan dat de trekkracht de afschuifcapaciteit van het anker reduceert. Klopt het dat er niet hoeft te worden gerekend met een interactie tussen trekkracht en afschuifkracht?

Voor de toetsing van normale bouten is er in tabel 3.4 van NEN-EN 1993-1-8 een formule opgenomen voor de interactie van normaalkracht en afschuifkracht. Deze formule geldt echter uitsluitend voor bouten in een normale (staal-staal) verbinding en niet voor ankers in een kolomvoetplaatverbinding. Bij de toetsing van de afschuifweerstand van het anker wordt rekening gehouden met een trekkracht in de bout ter grootte van de weerstand tegen vloeien, zie formule 6.2 van art. 6.2.2 (7) van NEN-EN 1993-1-8. De werkelijke optredende trekspanning is daarbij dus niet relevant. Deze berekeningsmethode is gebaseerd op proeven die zijn verricht bij de TU in Delft. Deze rekenregels uit de Eurocode zijn identiek aan de rekenregels uit de TGB-serie. De toelichting op de rekenregel is wel opgenomen in NEN 6772 maar niet in NEN-EN 1993-1-8. Het is bij kolomvoetplaatverbindingen dus voldoende om alleen de afzonderlijke controles van trek en afschuiving uit te voeren.

---

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