Hoe reken je pons uit bij een vloerbelaste kolom?

Kolommen welke onder een vloer staan, zijn meestal dragend en worden belast met veel gewicht. De verbinding tussen kolom en vloer dient dermate te zijn uitgevoerd, dat alles constructief verantwoord is. Een eigenschap is dat de kolom de neiging heeft om door het beton te ponsen/ te schieten. Om dat te voorkomen dient de betondoorsnede over de perimeter op spanning te worden gecontroleerd. Wat houdt pons in en hoe wordt het afgewapend?

Pons bij vloerbelaste kolom uitrekenen

• Hoe worden vloeren in het werk gemaakt?
• Wat is pons?
• Waarom dient vloer bij kolom uitgespaard te zijn?
• Wat is de perimeter?
• Hoe wordt de spanning gecontroleerd?
• Ponsberekening een voorbeeld

Hoe worden vloeren in het werk gemaakt?

Een handige manier om een betonvloer aan te brengen is gebruik te maken van een schilvloer, waarop een aanvullende betonlaag wordt gestort. Het is de breedplaatvloer, waarbij de schil als het ware de bekisting van de vloer aan de onderkant vormt. Is de schil gelegd dan kan aanvullende wapening en leidingen op de juiste plek worden aangebracht, waarna de vloer wordt gestort. Vaak wordt de vloer ondersteund door muren, echter soms komt belasting via versterkte stroken - concentratie van wapening waarbij belastingen worden afgevoerd in de vloer – op kolommen terecht. Oftewel er komt relatief veel belasting in die kolom.

Wat is pons?

Indien een kolom onder een vloer staat met de intentie om veel belasting op te nemen dan heeft de kolom de neiging om door de vloer te drukken. Eigenlijk is het andersom de vloer drukt dermate hard op de kolom, dat deze door het materiaal wil gaan. Uiteraard mag dit niet gebeuren en dus dienen spanningen in het beton te worden gecontroleerd. Daar waar nodig dient het aanvullend te worden afgewapend met ophangwapening. Dit is vergelijkbaar met dwarskrachtwapening, echter de belasting wordt via schuin geplaatste wapening over de kolom getrokken waardoor de spanning niet meer in het beton zit.

Waarom dient vloer bij kolom uitgespaard te zijn?

De verbinding tussen de kolom en stekken kunnen moeilijk worden vastgemaakt in een schilvloer. Dat houdt in dat de belasting bij het niet uitsparen niet goed wordt ingeleid. Indien het op deze manier wordt toegepast dient de dikte van de schil te worden afgetrokken van de nuttige hoogte van de betonvloer. Oftewel er treden veel sneller spanningsproblemen in het beton op, doordat men niet uitspaart. Door het juist wel te doen kan de belasting vanaf de stalen kopplaat van de kolom direct onder 45 graden worden afgevoerd in het geharde beton. Daarmee wordt meer veiligheid bereikt, zodat de kans op pons afneemt.

Wat is de perimeter?

Halverwege de afstand van kolom tot bovenkant theoretische betondikte zal een diameter ontstaan om de kolom alwaar ponsspanning gaat optreden. De belasting wordt namelijk onder 45 graden afgevoerd en dus zal de perimeter daar optreden. Normaal wordt er voor betonconstructies gerekend met een bepaalde dikte, waarbij dekking en wapeningsdiameters zijn afgetrokken. Dit is de nuttige vloerdikte d. Indien er onder de vloer een vierkante kolom staat dan dient deze te worden omgerekend naar een vergelijkbare ronde vorm. Daartoe wordt gebruik gemaakt van de volgende stelling aangaande de grootte van de perimeter in kwestie:

• d+a = diameter perimeter;
• a = diameter = 2*(al+ab)/π met al de lengtemaat en ab de breedtemaat van de kolomdoorsnede;
• d = hoogte beton – dekking – halve staafafstand;
• p = π*(d+a) = de omtrek van de perimeter.

Hoe wordt de spanning gecontroleerd?

De belasting welke vanuit de vloer in de kolom wordt geleid dient ook in de ponscirkel qua spanning te worden gecontroleerd. Die spanning wordt als volgt berekend:

• τd = Fd / [π*d*(d+a)] met Fd de belasting welke in de kolom terecht moet komen in N;
• τd > τ1 < τ2 dan moet er ponswapening worden toegepast;
• τs = Asv*fs*sinα/(1,5*p*d) oftewel;
• Asv = (τd-τ1)*1,5*[π*d*(d+a)]/(fs*sinα).

Ponsberekening een voorbeeld

Stel je voor er is sprake van een vloer dik 200 mm. De dekking bedraagt 20 mm en er worden standaard rond 10 staven toegepast. Dan bedraagt de d=200-20-10/2 = 175 mm. Er komt een belasting uit de vloer op de kolom 150 mm x 120 mm van 150 kN. Dat houdt in dat:

• a = 2*(150+120)/π = 171 mm;
• p = π*(175+171) = 1087 mm;
• τd = 150.000/(175*1087) = 0,79 N/mm2 > 0,46 N/mm2 < 3,0 N/mm2;
• Asv benodigd = (0,79-0,46)*1,5*175*1087/(435*sin45) = 306 mm2.

Dit kan worden afgewapend met opgebogen staven 2 rond 10 in 2 richtingen oftewel 4*78,5 = 314 mm2 toegepast.

Lees verder

• Noodzaak controle scheurvorming beton
• Wat houdt dwarskracht in?
• Ontwerpberekening betonwapening volgens GTB tabellen
• Wapeningsstaal mag er roestig uitzien
• Druksterkte van beton: hoeveel kan beton aan druk opnemen?