Stenen overspanningen voor NeHoBo vloerelementen
Doorsnede vloer met NeHoBo-elementen en ongewapende voegen, gevuld op de bouwplaats
Stenen waaruit NeHoBo vloerelementen werden samengesteld 1b. Doorsnede vloer opgebouwd uit NeHoBo vloerelementen, met daartussen ongewapende voegen die op de bouwplaats werden gevuld.
De stenen vormen de basis voor een stevige, duurzame vloer. Een doorsnede van een vloer met NeHoBo-elementen toont ongewapende voegen tussen de elementen, die op de bouwplaats met voegmortel worden gevuld voor een naadloze verbinding.
Het samenvoegen van vloerelementen tot een complete vloer begint met het vullen van de langsvoegen met voegmortel. Deze voegen zijn ongewapend, zonder extra staal. Daarna wordt de vloer afgewerkt met een zand-cementdekvloer voor extra duurzaamheid en vlakheid.
Bij grotere overspanningen is een druklaag van 30-50 mm nodig, met krimpwapening om scheurvorming te minimaliseren. Wapeningstaal heeft sterkteklassen FeB 220 of FeB 400 N/mm² en draagt bij aan de stevigheid van de constructie.
Boogwerkingsmodel ter beschrijving van de schijfwerking in een vloer
Algemeen basisprincipe
De krachtsoverdracht in vloeren wordt beschreven met het model van een boog met trekband, essentieel voor de integriteit en duurzaamheid van vloersystemen, vooral bij voorgespannen holle vloerplaten. Fig. 3 toont hoe de drukboog zich over de voegen tussen platen voortplant.
De drukboog verdeelt krachten en hangt af van de verhouding tussen schuifspanning en normaaldrukspanning op de voeg. Een optimale verhouding zorgt voor efficiënte spanningsverdeling, waardoor scheuren of andere structurele problemen worden geminimaliseerd.
Met dit model kunnen ingenieurs en architecten beter inschatten hoe materialen en ontwerpkeuzes de prestaties van vloersystemen beïnvloeden. Het biedt inzicht in bestaande structuren en helpt bij het ontwerpen van nieuwe, economisch verantwoorde en veilige constructies.
Evaluatie restdraagvermogen met alternatieve rekenmodellen NeHoBo Vloeren
Bij de evaluatie van het restdraagvermogen met alternatieve rekenmodellen wordt een gedetailleerde analyse uitgevoerd op een NeHoBo vloer met een overspanning van 5,4 meter, breedte van 7,7 meter en dikte van 140 mm.
Het doel van deze evaluatie is om de prestaties en resultaten van modellen voor het restdraagvermogen te begrijpen. Door ze te vergelijken, kunnen we hun nauwkeurigheid en praktische toepasbaarheid beoordelen.
De keuze voor een NeHoBo vloer is relevant door het veelvoorkomende gebruik in bouwprojecten. Het helpt te begrijpen hoe overspanning en dikte de structurele integriteit beïnvloeden bij alternatieve rekenmethoden. Deze analyse optimaliseert ontwerpen door betrouwbare voorspellingen over draagkracht en veiligheid te bieden.
De vloeroverspanning van 5,40 meter is belangrijk omdat het de krachten beïnvloedt die door de vloer worden gedragen en verdeeld. Een kritieke factor bij het beoordelen van deze structuren is de buigtreksterkte.
Proeven van TU Delft tonen een buigtreksterkte van 0,06 N/mm². Deze helpt ingenieurs en architecten het scheurmoment te bepalen, wanneer scheuren onder belasting kunnen ontstaan. Correct gebruik garandeert functionele en veilige vloeren gedurende hun levensduur.
𝑀= 𝑓𝑐𝑡𝑖,𝑘 · 𝑊 = 0,06·(𝑏ℎ2/6) = 0,06(140·5400)2/6·10−6 = 40,8𝑘𝑁𝑚 (A.1)
In een vereenvoudigd model wordt uitgegaan van een hefboomsarm met Z = 0, 6H en een trekband van 0, 2H hoog. Dit model gebruikt een karakteristieke treksterkte fcti, k van 0, 055 N/mm² zoals in Fig. B. 1. Deze benadering helpt de capaciteit van de trekstaaf binnen constructies bepalen.
Deze waarden vereenvoudigen berekeningen met behoud van nauwkeurigheid. Hefboomsarm Z = 0, 6H biedt een praktische manier om momenten en krachten te berekenen. De trekbandhoogte van 0, 2H zorgt voor structurele integriteit met minimaal materiaalgebruik.
𝑁𝑡 = 𝑏·0,2𝐻 ·𝑓𝑐𝑡𝑖,𝑘 = 140 ·0,2 · 5400 ·0,055 · 10−3= 8,3 kN (A.2)
Bij het berekenen van constructieve belastingen is zorgvuldigheid essentieel. Het moment M = Nt·0, 6H = 26, 9 kN geeft inzicht in de krachten op een structuur. Deze voorzichtige benadering moet worden vergeleken met eerder berekende momenten van 40,8 kNm. Het verschil benadrukt het belang van conservatieve aannames in structurele analyses.
Het is belangrijk te vermelden dat de afwerklaag van 30 mm niet in deze berekening is meegenomen. Deze laag biedt extra sterkte en stabiliteit en moet worden overwogen bij analyses. Het weglaten hiervan creëert veiligheidsmarges die cruciaal zijn voor structurele integriteit onder verschillende omstandigheden.
De maximaal op de vloer mogelijke belasting volgt dan uit M = ql2/8. Men vindt q = 8M/l2= 8·26,9/7,72 = 3,6 kN en q·L = 3,6·7,7 = 27,9 kN.
Het eigen gewicht van de Nehobo vloer, met daarop een afwerklaag van 30mm, is per m2 gelijk aan 195 + 0,03·2000 = 255 kg/m3. De oplegreactie G voor een plaat met een breedte van 1 m is dan G = (5,4/2)·2,55 = 6,9 kN. Het eigen gewicht van een metselwerkwand met hoogte 2,8m is N1 = 2,8·0,11·20 = 6,2 kN. Op de top van de bovenwand rust ook een vloer met G = 6,9 kN. De kracht N1 die aangrijpt op contactvlak C-1 is dus 6,2 + 6,9 = 13,1 kN. De kracht op het ondersteunende contactvlak C-2 is dan N1 +G = 13,1 + 6,9 = 20,0 kN. Indien een scheur (voeg)opening wil optreden moet de wrijvingskracht tussen de wanden en de vloer in de vlakken C-1 en C-2 overwonnen worden. Deze wrijvingskracht is Fw = µ·(2G+N1) = 0,4(13,1 +20,0) = 13,2 kN. Deze kracht is groter dan de "betontrekstaaf" van model 1 (8,3 kN). Bij het optreden van een buigscheur zal dus de wrijvingstrekkracht volgens model 2 de functie van de betontrekstaaf uit model 1 overnemen. De wrijvingstrekkracht volgens model 2 is echter ook begrensd door de trekcapaciteit van de metselwerkwand, zie Fig. B3.
Het eigen gewicht van de Nehobo vloer
Verborgen draagreserves schijfwerking NeHoBo vloersysteem
Verborgen reserves: Model 1: Als in de feitelijke constructie is vastgesteld dat de voegen tussen de vloerelementen niet gescheurd zijn kan in het beschouwde geval de treksterkte van het contactvlak tussen elementrand en vulmortel worden benut, Fig 6. Door de afmetingen van de schijf is de kans groot dat de trekspanningen door buiging in het vlak de treksterkte van het contactvlak niet bereiken en de vloer dus ongescheurd is. De vloer functioneert dan als lineair elastische schijf.
Schijfwerking met aanname treksterkte in voegen: controlesneden voor moment en dwarskracht
Verborgen reserves, Model 2: Dat betekent dat een ander draagsysteem, aangeduid met "Model 2", in werking treedt. Ook zonder een trekband uit wapeningsstaal is dus een trekstaaffunctie door een ander, voordien verwaarloosd, effect, mogelijk. Dit effect van zijdelingse opsluiting door wrijvingskrachten speelt niet alleen een rol bij het opnemen van het buigende moment in het vlak van de schijf, maar ook ten aanzien van het opnemen van de dwarskracht VED in de voegen tussen de vloerelementen (Fig.5). De opname van de horizontale belasting op de vloer door Model 2 wordt in de bijlage verder uitgewerkt en toegelicht.