Toepassing, voordelen en nadelen van staalplaat-betonvloeren in de bouw

Toepassing, voordelen en nadelen van staalplaat-betonvloeren komen samen in een geïntegreerde aanpak die logische ontwerpkeuzes, uitvoering en logistiek centraal stelt. Aanzienlijke gewichtsbesparingen, een minimaal betongebruik, betere bouwkundige aansluitingen en een perfect afgestemde logistiek en montage vormen sleutelpunten in de praktijk. Maar ook: kortere doorlooptijden en lagere totale projectkosten. “In de meeste projecten wordt de staalplaat-betonvloer op basis van de gewenste overspanning en draagkracht berekend. Daarbij wordt helaas nog onvoldoende gekeken naar de details, aansluitingen, logistieke processen en montagewijze”, weet Charles van Oldenbarneveld. “Tullingh & Partners doet dit anders. Op basis van het constructieve (basis)ontwerp of eisenbestek, de gewenste uitvoering én de logistieke (on)mogelijkheden berekenen en selecteren wij graag de meest geschikte vloeropbouw voor ieder project.”

Kenmerkend voor staalplaat-betonvloeren is dat de geprofileerde staalplaat de verloren bekisting en (veelal) buigwapening vormt. “De staalplaat wordt gevuld met (gewapend) beton”, aldus Van Oldenbarneveld. “Door extra wapening toe te passen, kan eenvoudig een vrijdragende vloer met hoge brandwerendheid gerealiseerd worden.” Ten opzichte van bijvoorbeeld kanaalplaatvloeren zijn staalplaat-betonvloeren veel lichter, vertelt hij. “Bijvoorbeeld bij inpandige wijzigingen of het optoppen van gebouwen is dit een absolute pré, omdat in veel gevallen gebruik kan worden gemaakt van de extra toelaatbare belasting van de fundatie.”

Per project en per vloerveld zoeken wij graag naar het meest optimale ontwerp. Tullingh & Partners is een gewaardeerde partner in transformatie-, renovatie- en uitbreidingsprojecten. Ook worden de staalplaat-betonvloeren regelmatig toegepast in de nieuwbouw van parkeergarages, appartementen- gebouwen en kantoren, vertelt Van Oldenbarneveld. “Zeer bijzonder was de uitbreiding van het kantoor van Royal FloraHolland in Aalsmeer. Tegen het bestaande gebouw van 2.763 m2 is een halfronde nieuwbouw van 2.288 m2 gebouwd, met een transparante gevel. In samenwerking met onze opdrachtgever hebben wij een staalplaat-betonvloer geselecteerd, waarvan zowel de hoogte als breedtes perfect uitkomen. Dankzij ons ontwerp kon de eerste verdiepingsvloer in 2,5 dag gemonteerd worden. Vanaf de derde t/m vijfde verdieping hebben we zelfs één vloerveld per dag gerealiseerd.”

Een andere referentie is de transformatie van de Sint-Jozefkerk in Hillegom tot woon-zorggebouw. “Een uitdaging in dit project was dat de staalplaat-betonvloeren op hoogte gemaakt moesten worden”, aldus Van Oldenbarneveld. “Al onze staalplaten, wapening en beton moesten met de hand naar binnen en op hoogte worden gebracht. Als optimalisatie van het constructieve ontwerp hebben wij voorgesteld om een stempel onder de vloeren op te nemen, waardoor een lichtere en lager geprofileerde staalplaat gebruikt kon worden, met minder beton. Bovendien hebben wij de aansluitdetails geperfectioneerd.”

• Profielhoogtes van 16 tot 205 mm.
• Staalplaatdiktes van 0,5 tot 2 mm.
• Veelzijdig toepasbaar.
• Minimaal betongebruik.
• Relatief laag eigen gewicht.
• Overspanningen tot circa 6 m.
• Hoge toelaatbare belastingen.
• Opnemen van schijfwerking.
• Samenwerking met onderliggende staalconstructie d.m.v.

Omdat de bouwsector een van de grootste grondstofgebruikers ter wereld is, is het slechts een kwestie van tijd voordat het hergebruik van gebouwen verplicht wordt. De unieke eigenschappen van staal maken het mogelijk stalen bouwconstructies te leveren die flexibel, aanpasbaar en gemakkelijk demonteerbaar voor hergebruik zijn. Een uitzondering hierop zijn staalplaat-betonvloeren. Deze zijn niet gemakkelijk te demonteren. Het REDUCE-project (Reuse and Demountability using Steel Structures and the Circular Economy), gesubsidieerd door het RFCS fonds, kijkt naar innovatieve oplossingen om hergebruik van staalplaat-betonvloeren te vergemakkelijken. De focus ligt op het ontwikkelen van een constructie- of ontwerpsysteem voor een eenvoudig te demonteren en daarmee herbruikbare staalplaat-betonvloer.

Toepassingen in de woningbouw alsmede utiliteitsbouw zijn onderzocht, alsmede de opties voor standaardisatie. Diverse deuvelsystemen voor staalplaatbetonvloeren zijn geëvalueerd en de meest kansrijke oplossingen zijn nader geanalyseerd en vervolgens getest. Het REDUCE-project heeft ook tools om de milieuvoordelen van hergebruik te berekenen geëvalueerd, waaronder levenscyclus-analysemethoden zoals de CEN TC350-normen. Daarbij is ook gekeken naar de mogelijkheid om het begrip circulariteit te kwantificeren zoals de normen ontwikkeld door de Ellen MacArthur-stichting.

Wanneer men aan verdiepingsvloeren denkt, gaat de gedachte vaak uit naar prefab betonvloeren. Maar in de utiliteitsbouw en bij woongebouwen biedt de staalplaatbetonvloer onverwachte voordelen. De geprofileerde staalplaten laten zich eenvoudig bundelen en transporteren. Ze zijn heel licht, dus zonder kraan te monteren. En je hebt minder beton nodig door de krachtige samenwerking tussen geprofileerde staalplaat en het beton. Tekst: ing. De staalplaatbetonvloer is al tientallen jaren een veel toegepaste vloer in gebouwen met een draagconstructie van staal of hout, maar ook bij renovatieprojecten. Een veel gebruikte staalplaatbetonvloer is de HODY van Reppel. De vloer bestaat uit een staalplaat die in trapeziumvorm is gewalst. Deze fungeert als bekisting en onderwapening van de relatief dunne en lichte betonvloer. Door de profilering van de platen is er een optimale samenwerking met het beton en ontstaat een slanke en lichte vloerconstructie.

De geprofileerde stalen platen zijn eenvoudig stapelbaar. Per logistieke beweging kun je grote hoeveelheden vloeroppervlak in bundels naar een project brengen en in één keer naar binnen hijsen. Door de handzame, beperkte breedte (600 tot 1.000 mm) kan dat zelfs door een raam. Handig bij een renovatieproject. De platen hebben een gering eigen gewicht. Hierdoor zijn ze zonder bouwkraan te monteren en zijn ze ook direct beloopbaar. Je hebt dus gelijk een veilige werkvloer!

Door het trapeziumvormige profiel heb je minder beton nodig dan bij traditionele geprefabriceerde breedplaat- en in het werk gestorte betonvloeren. Door de montagesnelheid, het geringe gewicht (slankere draagconstructie en fundering) en reductie van de hoeveelheid beton bespaar je bouwkosten. De beplating fungeert verder als kipsteun voor stalen liggers en levert door schijfwerking een bijdrage aan de stabiliteit van de constructie. Ook kan de staalplaatbetonvloer door middel van deuvels worden verbonden met de stalen liggers. De genoemde eigenschappen maken deze vloer bij uitstek geschikt voor bouwen in binnenstedelijk gebied en bij renovatie-, transformatie- en herbestemmingsprojecten.

In bestaande bouw is een gering gewicht van de nieuwe vloeren namelijk heel belangrijk, omdat de draagconstructie vaak niet is te verzwaren. De staalplaat-betonvloeren van HODY zijn minimaal 30 minuten brandwerend. Voor het afdichten van de cannelures van de platen levert Reppel het HODY PE cannelure afdichtingsprofiel. Deze profielen beschermen tegen mortellekkage. Zo nodig zijn deze profielen ook in een brandwerende steenwoluitvoering te leveren. Om de staalplaat-betonvloer rondom betondicht te monteren, is er een stalen HODY-randbekisting leverbaar op elke gewenste vloerdikte. Deze worden geleverd in een gegalvaniseerde Z275 uitvoering. Voor hogere corrosiecategorieën is ook een zink-magnesium bescherming leverbaar.

Tot slot is de staalplaatbetonvloer ook erg geschikt voor projecten in de energietransitie. Zo biedt de vloer mogelijkheden voor betonkernactivering of vloerverwarming. Voor specifieke uitvoeringen zijn er meerdere systemen beschikbaar: HODY 60, 80, 146 en 206 met verschillende vloerdiktes, overspanningen en staaldiktes. Waarom combineert men staal en beton hier? Simpel: de inherente sterkte van beton gekoppeld aan de snelheid en het relatief lage gewicht van geprofileerde staalplaten. Die platen, meestal trapeziumvormig gewalst, fungeren niet alleen als een permanente mal maar dragen ook significant bij aan de stijfheid van het geheel. Het resultaat? Een slanke, vaak lichte vloerconstructie.

De realisatie van een staalplaat-betonvloer vangt typisch aan met het aanbrengen van de geprofileerde staalplaten. Deze worden direct op de draagconstructie gelegd en mechanisch bevestigd. Een zorgvuldige positionering is essentieel voor de latere vloerbelastingverdeling. Nadat de platen gemonteerd zijn, plaatsen we randbekistingen en brengen we eventueel extra wapening aan. Vervolgens stort men beton, en door de profilering ontstaat na verharden een monolithische samenwerking tussen staal en beton. Uitharden is een natuurlijk proces en daarna kan de afbouw verdergaan.

De verschillen tussen systemen zitten vaak in de profilering van de staalplaat en de mate van composietwerking. Twee hoofdprofielen zijn het klassieke trapeziumprofiel en het zwaluwstaartprofiel, waarbij laatst een superieure mechanische verankering met het beton biedt. De plaat is dan een integraal onderdeel van de sterkte. Een veelgemaakte fout is het verwarren met prefab betonvloerelementen zoals breedplaatvloeren of kanaalplaatvloeren. Bij staalplaat-betonvloeren begint de constructie met een dunne staalplaat die ter plaatse met beton wordt afgestort. De plaat is de spil, niet al een deel van de betonmassa.

Veelvoorkomende toepassingen zijn dragende verdiepingsvloeren in stalen skeletbouw, renovaties, parkeergarages en utiliteitsbouw. Voor projecten in binnenstedelijk gebied bieden deze vloeren duidelijke voordelen in gewicht en snelheid. De regelgeving volgt het Besluit bouwwerken leefomgeving (BBL). De concrete uitwerking gebeurt volgens genormaliseerde reken- en ontwerpmethoden, zoals NEN-EN 1994 (Eurocode 4) voor staal-betonconstructies, met aandacht voor interactie tussen staalplaat en beton, afschuifkrachten en doorbuiging. Ook brandveiligheid en de normen NEN-EN 1090 (staaldelen) en NEN-EN 206 (beton) spelen een cruciale rol.

In de praktijk gaat het bij de montage vaak zo: de geprofileerde platen worden geplaatst op de draagconstructie, vervolgens worden randbekistingen aangebracht, eventueel extra wapening toegepast, daarna volgt het betonstorten en uitharden. De platen fungeren als zowel verloren bekisting als draagstructuurelement, afhankelijk van het ontwerp. De mogelijkheid tot optelling van verdiepingen boven bestaande gebouwen maakt deze oplossing bijzonder geschikt voor herontwikkeling en transformatieprojecten, zoals bij inbreiding in stedelijke gebieden.

Voor parkeergarages is de profilering van de staalplaten essentieel om minimale wapening te bereiken. Welk effect heeft dit op gewicht en constructiekosten? Omdat staalplaat-betonvloeren aanzienlijk minder beton bevatten dan traditionele vloersystemen, zijn flinke gewichtsbesparingen mogelijk bij vergelijkbare overspanningen en belastingen. Bovendien kunnen de platen met lasdeuvels aan de liggers worden gekoppeld, wat de samenwerking tussen liggers en vloeren optimaliseert. Zo ontstaat een efficiënte oplossing voor projecten in parkeergarages en andere utiliteitsbouwwaar projecten met beperkte ruimte en logistieke mogelijkheden.

Samengevat: staalplaat-betonvloeren bieden een combinatie van licht gewicht, snelle montage en sterke samenhang tussen staal en beton, waardoor ze bijzonder geschikt zijn voor renovatie-, transformatie- en herbestemmingsprojecten, binnenstedelijke bouw en energietransitie-initiatieven zoals betonkernactivering of vloerverwarming.

tags: #middegaal #staalplaat #betonvloeren