Afmetingen en wapening in betonconstructies: aandachtspunten voor sterkte, duurzaamheid en kosten

De kosten voor wapening is afhankelijk van meerdere aspecten. Denk hierbij aan het type wapening en de hoeveelheid die je nodig hebt. Gemiddeld betaal je voor standaard bouwstaalmatten tussen de €5 en €15 per m². Houd er rekening mee dat ook de dikte van de betonvloer en de oppervlakte bepalend kan zijn voor de uiteindelijke prijs. Wapeningsnetten: vaak gebruikt voor vloeren, funderingen en terrassen. De wapening moet niet te dicht op het oppervlak liggen, anders kan het gaan roesten en het beton aantasten. Dat is natuurlijk iets wat je niet wilt. Ja, ook bij een betonplaat van 10 cm dik is wapening aan te raden. Voor een dunne betonplaat van 10 cm is het aan te raden om een standaard wapeningsnet met een draaddikte van 6 mm en mazen van 15x15 cm te gebruiken. Jazeker! Je kunt zelf heel eenvoudig beton storten, mits je goed voorbereid te werk gaat natuurlijk. De voorbereiding van de ondergrond - Maak de grond vlak. Zelf storten is goed te doen voor kleine projecten. Met de juiste wapening in beton voorkom je scheuren en verleng je de levensduur van je vloer, fundering of constructie. Bij De Jong Hout & Staalhandel vind je een breed assortiment wapeningsnetten en -staven.

NEN-EN 1992-1-1 en aanvullende eisen

Aanvullingen op NEN-EN 1992-1-1 + NB. SysteemeisEisnaamEistekstToelichtingEis aan ObjecttypeSorteringROK-00772.3.1.2 (2)-NEN-EN 1992-1-9Verificatie:De ductiliteit en rotatiecapaciteit mogen voldoende worden geacht indien een lineair elastische berekening volgens NEN-EN 1992-1-1, 5.4 of een lineair elastisch berekening met beperkte herverdeling volgens 5.5 is gebruikt.Bij deze berekeningsmethoden is voldoende rotatiecapaciteit aanwezig door de gestelde eis met betrekking tot de betondrukzonehoogte.Kunstwerk10ROK-00782.3.1.3 (3)-NEN-EN 1992-1-1Verificatie:Zie ROK-0077 - 2.3.1.2(2).Kunstwerk20ROK-00792.3.2.2 (2)-NEN-EN 1992-1-1Verificatie:Zie ROK-0077 - 2.3.1.2(2).Kunstwerk30ROK-00802.7 (1)-NEN-EN 1992-1-1Verbindingen moeten ten minste uit twee ankers bestaan.Voor de eisen voor het ontwerp en de berekening van bevestigingsmiddelen (ankers) wordt verwezen naar de NEN-EN 1992-4 en de Nationale Bijlage bij NEN-EN 1992-4.Het beproeven van bevestigingsmiddelen moet geschieden volgens de aanvulling op NEN-EN 1992-4 (ROK-0184).Gelijmde wapeningsstaven in geboorde gaten die dienen als verankering of overlapping, vallen niet onder NEN-EN 1992-1-1, 2.7. Daarvoor geldt EAD 330087 (Systems for post-installed rebar connections with mortar), de aanvullingen op NEN-EN 1992-1-1, 8.4.1 en 8.7.2, en het aanbrengen en de beproeving volgens de aanvulling op NEN-EN 1992-4 (ROK-0184).Kunstwerk40ROK-00813.1-NEN-EN 1992-2Toeslagmaterialen anders dan grind en zand mogen slechts worden toegepast indien alle relevante gedragseigenschappen bekend zijn. Opmerking: Denk aan krimp, kruip, E-modulus, waterabsorptie, breukenergie, vermoeiingsgedrag, etc.Kunstwerk50ROK-008253.1.1-NEN-EN 1992-1-1Beton gebruikt in constructies ontworpen in overeenstemming met NEN-EN 1992 moet voldoen aan NEN-EN 206+NEN 8005 en NEN-EN 13670 en de daar bijbehorende aanvullingen in de ROK.Zie ook paragraaf 6.8 en 6.9.Kunstwerk60ROK-00823.1.2-NEN-EN 1992-1-1Indien een hogere betonsterkteklasse negatieve effecten kan hebben, moetrekening worden gehouden met deze hogere sterkte. Dit geldt minimaal voor de berekening van de minimum wapening en beheersing van de scheurwijdte.Als de in rekening te brengen hogere sterkte vooraf niet gespecificeerd is door middel van een maximale betonsterkteklasse, moet een betonsterkteklasse die twee klassen hoger ligt dan de gevraagde (ontwerp)sterkteklasse in rekening gebracht worden.Indien (bij levering) de afwijking tussen de gevraagde en geleverde sterkteklasse groter is, moet dit schriftelijk door de betonleverancier aan de afnemer worden gemeld.Bij de levering van beton kan bijvoorbeeld door de gespecificeerde milieuklasse of door de in rekening gebrachte statische spreiding een mengsel geleverd worden met een aanzienlijk hogere betondruksterkte dan vereist voor het constructieve ontwerp. Dit kan negatieve effecten op de constructie hebben. Dit is bijvoorbeeld relevant voor: de minimum wapeningsverhouding van elementen belast op buiging; de minimaal benodigde wapeningsverhouding bij de begrenzing van scheurwijdtes bij doorgaande scheurvorming; en grotere (trek)spanningen bij verhinderde vervormingen door een hogere E-modulus.Naast het in rekening brengen van de effecten, blijft het belangrijk om de betonsterkteklasse te beheersen vanwege negatieve bijeffecten bij hogere sterkte zoals de vergrote kans op scheurvorming ten gevolge van meer warmte-ontwikkeling bij de verharding, vergrote kans op afspatten bij brand, etc.Kunstwerk70ROK-00833.1.4-NEN-EN 1992-1-1Advies:Voor de relatieve vochtigheid RH mag worden aangehouden:RH = 100% in waterRH = 95% ondergronds (boven grondwater)RH = 80% buitenlucht boven waterRH = 75% buitenlucht niet boven waterRH = 70% binnen (onverwarmd)Voor de omtrek u in 3.1.4(6) geldt dat voor holle kokers die niet worden geventileerd, alleen de buitenomtrek in rekening moet worden gebracht. Opgemerkt wordt dat dit niet geldt voor een uitbouwbrug tijdens de bouwperiode. De open uiteinden zorgen dan voor ventilatie.Kunstwerk80ROK-00843.2.2 (1)P-NEN-EN 1992-1-1Advies:Voor de eigenschappen van betonstaal wordt verwezen naar NEN 6008, waarin prestatie-eisen zijn opgenomen voor de in Nederland gangbare betonstaalsoorten die voldoen aan NEN-EN 10080. Voor bruggen in Nederland zal meestal B500B worden toegepast.Relevante eigenschappen voor de berekening zijn:Bij een horizontale bovenste tak volgens 3.2.7 (2)b van EN 1992-1-1:karakteristieke vloeigrens; fyk = 500 MPaBij een hellende bovenste tak volgens 3.2.7 (2)a zijn ook van belang:karakteristieke breukrek; ε uk = 5,0 %coëfficiënt k; k = 1,08Ductiliteitsklasse A is voor bruggen niet toegestaan (zie NEN-EN 1992-2, 3.2.4) en ductiliteitsklasse C is in Europees verband vooral bedoeld voor gebieden met risico van aardbevingen (Italië, Griekenland).Kunstwerk90ROK-00853.2.5-NEN-EN 1992-1-1Het lassen van betonstaal moet zijn uitgevoerd in overeenstemming met NPR 2053, conform eis ROK-0317.Zie ook de aanvullingen op NEN-EN 13670, 4.3.2 en 6.4 en de aanvulling op NEN-EN 1992-1-1, 6.8.2 (4).Door het voorschrijven van NPR 2053, BRL 503 en BRL 0512 wordt voorkomen dat de materiaalsterkte afneemt door het toevoegen van teveel laswarmte.Kunstwerk100ROK-00863.3.1 (5)P-NEN-EN 1992-1-1Advies:Verschillende delen van NEN-EN 10138 zijn nog niet definitief vastgesteld. Volgens de Nationale Bijlage mogen als alternatief voor 3.3, totdat alle delen van NEN-EN 10138 beschikbaar zijn, de voorspanstaalkwaliteiten worden toegepast zoals gedefinieerd in NEN 3868.Relevante eigenschappen voor de berekening zijn opgenomen in tabel T0086.waarin:fp0,1k karakteristieke 0,1%-rekgrensfpk karakteristieke treksterkteε uk karakteristieke breukrekρ 1000 relaxatieverlies na 1000h onder spanning bij een gemiddelde temperatuur van 20 °C, uitgedrukt als percentage van de aanvangsspanning, verkregen bij een aanvangsspanning van 0,7fpkKunstwerk110ROK-00873.3.2 (4)P-NEN-EN 1992-1-1Advies:Voorspandraden en -strengen volgens NEN 3868 vallen in relaxatieklasse 2.Kunstwerk120ROK-00883.4.1.2.2 (1)P-NEN-EN 1992-1-1Splijtwapening hoort bij de verankeringszone. Er wordt op gewezen dat voor de kracht in het spanelement de aanvangsvoorspankracht inclusief overspannen behoort te worden aangehouden.Kunstwerk130ROK-00894.2 (2)-NEN-EN 1992-1-1Voor milieuklassen bij betonnen kunstwerken wordt verwezen naar de aanvulling op NEN-EN 206 + NEN 8005 in paragraaf 6.9.Kunstwerk140ROK-00904.4.1.1 (2)P-NEN-EN 1992-1-1cnom ≥ 35 mm, ten behoeve van bescherming van de wapening tegen corrosie.Op de tekeningen moet zowel de waarde van cnom(of ctoegepast) als de waarde van Δ cdev expliciet als zodanig worden vermeld.Kunstwerk150ROK-00914.4.1.2 (2)P-NEN-EN 1992-1-1Voor constructieonderdelen die risicovol zijn ten aanzien van de constructieve veiligheid en die (na oplevering) niet of slecht inspecteerbaar of onderhoudbaar zijn, moet de minimumdekking cmin met 5 mm worden vermeerderd. Dit geldt bijvoorbeeld voor: het horizontale vlak van een tandconstructie (onder en boven) de horizontale en verticale vlakken aan weerszijden van en onder een voegconstructie de bovenzijde van het rijdek onder het asfalt de buitenzijde van een tunnelVoor onbekiste oppervlakken moet de minimumdekking cmin, in aanvulling op voorgaande toeslag, met 5 mm worden vermeerderd. Deze toeslag vervalt als in verband met nabewerken een toeslag van ten minste 5 mm is aangehouden.Kunstwerk160ROK-00924.4.1.2 (5)-NEN-EN 1992-1-1Het is niet toegestaan om met alternatieve ontwerp- of berekeningsregels af te wijken van de voorgeschreven minimumdekking c.min,durHiermee wordt onder meer bedoeld dat het gebruik van CUR Leidraad 1 (VC81), Duurzaamheid van constructief beton met betrekking tot chloride-geïniteerde corrosie - Leidraad voor het formuleren van prestatie-eisen, niet is toegestaan.Kunstwerk170ROK-00934.4.1.2 (5)-NEN-EN 1992-1-1Bij tabel 4.3N - Constructieve classificatie gelden de volgende aanvullingen:3) Een element wordt beschouwd een plaatgeometrie te hebben indien de kleinste hoofdafmeting van het betreffende element groter (breder) is dan 1,0 meter.De reductie bij toepassing van kwaliteitsbeheersing, zoals vermeld in de opmerking van NB:2016+A1:2020 (nl), mag alleen worden toegepast voor vooraf vervaardigde betonproducten als bedoeld in NEN-EN 13670, 9.2. Daarbij moet worden voldaan aan de volgende voorwaarden:1) de fabrikant moet zich houden aan de “inspection schemes” zoals beschreven in NEN-EN 13369, Annex D;2) de betonmortel moet zijn geproduceerd onder certificaat op basis van BRL 1801 of een daaraan gelijkwaardig certificaat.Toelichting bij 3): De achtergrond van deze invulling is, in afwijking van hetgeen in NEN-EN 1992-1-1 wordt geïmpliceerd met “plaats van de wapening niet beïnvloed door het bouwproces”, dat lokale aantasting bij een element met een hoofdafmeting groter dan 1,0 m (plaat) relatief weinig invloed zal hebben op het (rest)draagvermogen.Kunstwerk180ROK-00944.4.1.2 (7)-NEN-EN 1992-1-1Advies:Wanneer is aangetoond dat het beoogde roestvast staal geschikt is voor toepassing in gewapend beton, zowel met betrekking tot de mechanische eigenschappen als de corrosiebestendigheid, mag de waarde van Δ cdur,st gelijk aan 10 mm zijn genomen.Merkblatt 866 Nichtrostender Betonstahl (1. Auflage 2011; uitgave van Informationsstelle Edelstahl Rostfrei) geeft aanbevelingen voor het toepassen van roestvast staal in beton.Kunstwerk190ROK-00954.4.1.2 (13)-NEN-EN 1992-1-1Aan de bovenzijde van het dak van een tunnelzinkelement, de bovenzijde van de bodem van een aquaduct of de bovenzijde van de vloer van een sluiskolk gelegen in een vaarweg met een CEMT-klasse niet hoger dan IV, moet de minimumdekking cmin worden vermeerderd met 50 mm. In de dekking moet een krimpnet worden aangebracht met een nominale dekking van 60 mm.De bovenzijde van het dak van een tunnelzinkelement, de bovenzijde van de bodem van een aquaduct of de bovenzijde van de vloer van een sluiskolk gelegen in een vaarweg met een CEMT-klasse hoger dan IV, moet voorzien zijn van een beschermlaag zoals beschreven in rapport VAL 99-18.Nat kunstwerkTunnel200ROK-00964.4.1.2 (13)-NEN-EN 1992-1-1Voor de dagzijde van sluizen (sluishoofd en sluiskolk) en aquaducten moet de minimumdekking cmin worden vermeerderd met +10 mm om ervoor te zorgen dat bij eventuele slijtage door schepen (groeven en botsen) voldoende dikte van de dekking als barriere overblijft om wapeningscorrosie te voorkomen.Nat kunstwerkTunnel210ROK-00984.4.1.3 (3)-NEN-EN 1992-1-1Indien is gegarandeerd dat een zeer nauwkeurig meetinstrument is gebruikt voor het monitoren van de betondekking (na een eventuele nabewerking) en dat constructieonderdelen c.q. elementen die niet voldoen, zijn verwijderd (bijvoorbeeld geprefabriceerde elementen), mag Δcdev met maximaal 5 mm worden gereduceerd.Kunstwerk230ROK-00995.7-NEN-EN 1992-1-1Het gebruik van niet-lineaire eindige elementen berekeningen (NLFEA - Non Linear Finite Element Analysis) is voor nieuwbouw niet toegestaan.Kunstwerk240ROK-01005.8.2 (1)P-NEN-EN 1992-1-1Een funderingspaal moet over de lengte dat hij vrijstaand is als kolom worden beschouwd.Kunstwerk250ROK-01015.10.1-NEN-EN 1992-1-1Het in rekening brengen van voorspanning zonder aanhechting (VZA) in de eindsituatie is niet toegestaan, uitgezonderd voor de dwarsvoorspanning ten behoeve van het koppelen van meerdere (koker)liggers naast elkaar voor een brugdek. Voor deze specifieke situatie geldt het volgende:- het VZA systeem moet voldoende beschermd zijn tegen corrosie conform EAD-160027-00-0301, aangetoond via de ETA van het voorspansysteem op basis van de ontwerplevensduur van de brug.- de kabels zijn vervangbaar- de kabelconfiguratie is zodanig ontworpen dat voor iedere kabel vervanging van die kabel plaats kan vinden, zonder de vereiste draagkracht van de brug te onderschrijden.- de ankers moeten door een blokkeervoorziening worden afgeschermd.Opmerking:Met voorspanning zonder aanhechting wordt voorspanning in het beton bedoeld en dus niet uitwendige voorspanningKunstwerk260ROK-01025.10.5.2-NEN-EN 1992-1-1Advies:Indien het voorspansysteem op moment van berekenen nog niet bekend is of als gegevens in een Europese Technische Goedkeuring ontbreken, mogen de waarden volgens tabel T0102 worden aangehouden voor voorspankabels opgebouwd uit strengen in omhullingsbuizen (VMA, multi-systeem):Kunstwerk270ROK-01035.10.5.3 (2)-NEN-EN 1992-1-1Advies:Indien het voorspansysteem op moment van berekenen nog niet bekend is of als gegevens in een Europese Technische Goedkeuring ontbreken, mogen de volgende richtwaarden zijn aangehouden: strengen systemen met propverankering 16 mm systemen met wigverankering 7 mm draden opgestuikte koppen 1 mm staven staven met opgewalste schroefdraad 1 mm staven 4 mmBij staven is onderscheid gemaakt tussen staven met opgewalste schroefdraad en zogenoemde “gewinde” staven. De gegeven waarden gelden voor zowel klok- als plaatverankeringen.Kunstwerk280ROK-01045.10.7-NEN-EN 1992-1-1In de berekening van de ligging van de voorspankabels moet rekening zijn gehouden met de verschuiving van het zwaartepunt van de kabel ten opzichte van het hart van het voorspankanaal. De kabel zal door het aanspannen gaan aanliggen aan de binnenzijde van de kromming. De grootte van de verschuiving is afhankelijk van de kabeldoorsnede en diameter van het voorspankanaal, e.e.a. volgens opgave leverancier. Voor de berekening mag tabel T0104 zijn aangehouden.Op de werktekening moeten de kabels zijn gemaatvoerd op basis van hart voorspankanal (en dus niet op basis van zwaartepunt kabel).Kunstwerk290ROK-01056.1 (2)P-NEN-EN 1992-1-1Drukwapening in plaatconstructies mag alleen worden meegerekend indien beugels, die het onder- en bovennet met elkaar verbinden, aanwezig zijn die het uitknikken van de drukstaven voorkomen.Kunstwerk300ROK-08246.2.2 (1)-NEN-EN 1992-1-1De rekenwaarde van de dwarskrachtweerstand voor situaties waarbij de voorspanning gelegen is aan de gedrukte zijde van de constructie moet bepaald worden met σcp = 0.Dit artikel betreft bijvoorbeeld bruggen met statisch bepaalde liggers (trek aan de onderzijde) die met het storten van de druklaag worden samengevoegd tot een statisch onbepaald systeem (met trek aan de bovenzijde nabij de tussensteunpunten). Deze situatie waarbij de voorspanning zich bevindt aan de gedrukte zijde van de constructie, valt buiten het beoogde toepassingsgebied van dit artikel van NEN-EN 1992-1-1. Door in deze situatie uit te gaan van σcp = 0 zal een ondergrens gevonden worden voor het betonaandeel in de dwarskrachtcapaciteit van de te beschouwen doorsnede.Kunstwerk310ROK-01066.8.4-NEN-EN 1992-1-1De constructeur moet op tekening aangeven of hechtlassen mogen worden toegepast.Door deze eis wordt voorkomen dat hechtlassen worden toegepast zonder dat hiermee rekening is gehouden in de vermoeiingsberekening.Kunstwerk320ROK-01086.8.7-NEN-EN 1992-1-1Bij belasting door wegverkeer, moet de vermoeiingstoets voor beton onder druk of afschuiving worden uitgevoerd volgens de regel van Miner (NEN-EN 1992-2, 6.8.7 (10).

Waarom wapening essentieel is

Met de juiste wapening in beton voorkom je scheuren en verleng je de levensduur van je vloer, fundering of constructie. Ja, ook bij een betonplaat van 10 cm dik is wapening aan te raden. Beton is sterk in compressie maar zwak in trek; wapening vangt trekkrachten op zodat de constructie niet bezwijkt onder belasting. Wapeningsnetten worden vaak toegepast bij vloeren, funderingen en terrassen en zorgen voor een betere verdeling van krachten in het beton. Door een juiste dekking rondom de wapening wordt de belasting volledig overgebracht naar de netten en helpt krimp en krimpproblemen te voorkomen. Daarnaast kan wapening met vezels of kunststof- of staalvezels tijdwinst opleveren doordat netten minder vaak gelegd hoeven te worden.

Overwegingen bij de uitvoering

• De wapening moet niet te dicht op het oppervlak liggen om roesten en aantasting van het beton te voorkomen.
• Voor een betonplaat van 10 cm dik wordt vaak een standaard wapeningsnet met 6 mm draaddikte en 15x15 cm mazen aangeraden.
• Bij dunne platen is het belangrijk de juiste combinatie van wapeningsnet en dekking te kiezen voor voldoende stabiliteit en scheurbeheersing.
• Vervolgens zorgen ankers en hechtingen voor een betrouwbare verankering en verminderde kans op verplaatsing tijdens storten.

Praktische tips voor zelf storten en ontwerpen

Ja, je kunt zelf heel eenvoudig beton storten, mits je goed voorbereid te werk gaat natuurlijk. Je kunt zelf heel eenvoudig beton storten, mits je goed voorbereid te werk gaat natuurlijk. Een professionele aanpak voorkomt fouten en verlengt de levensduur van je betonconstructie. Daarnaast kan een planmatige aanpak, inclusief juiste dekking en netopstelling, scheurvorming beperken en de duurzaamheid verhogen.

Technische details en normen in de praktijk

De rekenregels en normen omtrent wapening en beton zijn complex en omvangrijk. In de praktijk worden de benodigde wapeningsverhoudingen en-armaturen bepaald door engineers op basis van NEN-EN 1992-1-1 en aanvullende documenten zoals NB en ROK-regels. Het lassen van betonstaal moet zijn uitgevoerd in overeenstemming met NPR 2053, conform eis ROK-0317. Door het voorschrijven van NPR 2053, BRL 503 en BRL 0512 wordt voorkomen dat de materiaalsterkte afneemt door het toevoegen van teveel laswarmte.

Toepassingsvoorbeelden en aanbevelingen

Wapeningsnetten worden veel toegepast bij vloeren, funderingen en terrassen. De wapening moet niet te dicht op het oppervlak liggen, anders kan het gaan roesten en het beton aantasten. Bij een betonplaat van 10 cm dik is wapening aan te raden en voor een dunne plaat geldt een standaard net met 6 mm draaddikte en 15x15 cm mazen. Het gebruik van vezels in plaats van netten kan tijdwinst opleveren bij grotere oppervlaktes; vezels worden in de betoncentrale vermengd. Met de juiste wapening voorkom je scheuren en verleng je de levensduur van je vloer, fundering of constructie.

Houd er rekening mee dat de kosten voor wapening afhankelijk zijn van verschillende factoren zoals type wapening en benodigde hoeveelheid. Daarnaast kunnen dikte van de betonvloer en de totale oppervlakte de prijs beïnvloeden. Gebruik van wapening netten en staven verhoogt de duurzaamheid en vermindert scheurvorming bij belasting en temperatuurveranderingen.

tags: #afmeting #wapening #gains