De versterkte strook betonvloer berekenen en afwapenen

Gebouwen kunnen zware lasten voor vloeren betekenen, zeker als dragende wanden of zwaarbelaste kolommen in het veld staan. In die gevallen dienen in de soms dunne betonvloer speciale voorzieningen te worden opgenomen. Een voorbeeld daarvan is de versterkte strook! Wat voor functie heeft deze strook in de betonvloer en op welke manier kan het ten behoeve van een veilige constructie worden doorgerekend?

Versterkte strook betonvloer uitrekenen

• Hoe wordt een betonvloer gemaakt?
• De belastingen kunnen groot zijn
• Afraveling in beton naar steunpunten
• Een grote versterkte strook is een veer
• De noodzaak van voldoende dekking
• Standaard versterking in de vloer
• Balk in de vloer
• Ribvloer

Hoe wordt een betonvloer gemaakt?

Standaard wordt een relatief zwaar belaste vloer met grote overspanningen uitgevoerd als betonvloer. Een zeer populaire manier is het toepassen van de breedplaatvloer. Dit is een in het werk gestorte vloer, waarbij een onderschil de bekisting vormt en de hoofdwapening bevat. Die combinatie is een zeer nuttige manier om deels geprefabriceerde vloeren aan te leveren, zodat vloeren in een gebouw snel en handig kunnen worden gemaakt. Na het leggen van de schil wordt de vloer verder afgewapend met boven-, voeg-, koppel-, krimp-, ophang-, en eventuele versterkte strook wapening. Het toepassen van versterkte stroken is voor het opvangen van belasting cruciaal.

De belastingen kunnen groot zijn

Een vloer wordt belast met het eigen gewicht in combinatie met variabele belastingen. Daarnaast kunnen lasten uit wanden en vloeren van bovenaf rusten op de vloer. De concentratie van belastingen kunnen dermate hoog zijn dat er extra betondoorsnede benodigd is of dat er zeer veel wapening moet worden toegepast. Het toepassen van versterkte stroken is dan ook uitermate belangrijk om belastingen naar de steunpunten te kunnen afvoeren.

Afraveling in beton naar steunpunten

Is er geen steunpunt aanwezig dan dient belasting uit de vloer op een andere manier te worden afgevoerd. Dat houdt in middels een ligger of balk. Soms bestaat die mogelijkheid niet en dus zal het gewicht op een andere manier moeten worden afgevoerd. Dat houdt in een strook in het beton zelf, waarbij een hogere concentratie aan wapening benodigd is. Dit kan inhouden het toepassen van extra boven en onderwapening dwars op de vloerrichting. Daarnaast kan het noodzakelijk zijn om een deel van de wapening toe te passen in een inwendige balk met toegepaste beugelwapening.

Een grote versterkte strook is een veer

Naarmate de inwendige betonstrook langer en breder is zal deze meer als een veer gaan optreden. Dat houdt in een combinatie van doorbuiging in twee richtingen. De overspannende vloer steunt op de strook echter de strook hangt ook aan de vloer. Daarmee is een tweezijdig afgesteund systeem gerealiseerd. Is de strook echter kort dan is de veer praktisch niet aanwezig en wordt de belasting direct naar de steunpunten afgevoerd.

De noodzaak van voldoende dekking

Gewoonlijk wordt een betonvloer berekend op een dekking van 15 tot 25 millimeter voor de bovenwapening. De onderwapening is primair geconcentreerd in de schil van de breedplaat, waarop het overige deel van het betonwerk wordt aangebracht. Is er echter sprake van een haakse afvoer van belastingen zonder ondersteuning dan dient er een versterkte strook te worden toegepast. Om dat af te wapenen dient er voldoende dekking te worden aangehouden. Omdat de verstrekte strook op de schil komt te liggen dient:

• er ter plaatse van schilnaden een betondikte van h – schil aangehouden worden, waarbij nog 15 mm dekking wordt aangehouden;
• er niet ter plaatse van schilnaden een betondikte van h worden aangehouden bij een dekking van schil+15 mm.

Dit houdt in dat er in beide gevallen relatief minder krachten opgenomen kunnen worden waardoor meer wapening moet worden toegepast. Let dus op hoeveel dekking er in werkelijkheid wordt toegepast.

Standaard versterking in de vloer

Stel er is sprake van een concentratie van belasting qd = 100 kN/m bij een vloerdikte van 250 mm. De schil is 50 mm dik oftewel er blijft ter plaatse van een schilnaad slechts 200 mm betonhoogte over. De overspanning is 2 m en er wordt met een strook van 400 mm gewerkt. Dit betekent:

• moment Md = 0,125*100*2,0^2 = 50 kNm;
  Bron: Http://geinformeerd.infoteur.nl
• d = 250-50-15 = 185 mm;
• As = 4*0,25*π*16^2 = 804 mm2;
• N’b = ¾*15*400*xu = 4500*xu;
• 435*As = 4500*xu;
• xu = 0,0967*As;
• z = 185 – 7/18*0,0967*804 = 154,8 mm;
• Mu = 804*435*154,8 = 54,2 > 50 kNm en voldoet dus met 4 rond 16 onder en boven hart op hart 100 mm;
• Vd = 100*2/2 = 100 kN ten behoeve van dwarskrachtcontrole;
• τd = 100.000 / (400*185) = 1,35 N/mm2;
• τs = τd-τ1 = 1,35-0,46 = 0,89 N/mm2 er moeten beugels worden toegepast over 0,89/1,35*1 m = 0,66 m naast steunpunten;
• τs;rond 8-150 dubbele beugel = 4*1/4*π*8^2*0,9*435/(400*150) = 1,3 N/mm2 (enkele beugel rond 10-150).

Balk in de vloer

Meest speciale oplossing is de gewapende betonbalk, waarbij de schil van de vloer stopt voor de korf. Het zorgt ervoor dat toegepaste beugels over de volledige hoogte van de vloer kunnen worden toegepast minus de dekking. Oftewel dan is er een rekenhoogte van h – 15 mm dekking. Dit is zeer gunstig voor de sterkte van de strook, omdat voor de sterkte de hoogte kwadratisch wordt genomen.

Ribvloer

Een andere manier om de vloer af te wapenen bij hoge belastingen, waarbij de vloer relatief dun wordt gelaten is een ribvloer. In de betonvloer ontstaat een T- balk, waardoor ter plaatse van de belastingsconcentratie extra veel voordeel uit het hoogteverschil wordt behaald.

Laat u in alle gevallen adviseren door een constructeur aangaande de werkelijk toe te passen wapening bij breedplaatvloeren en bij versterkte stroken.

Lees verder

• De aanleg van een breedplaatvloer
• De plaats van wapening in een betonbalk
• Hoe wordt een betonkolom doorgerekend?
• Hoeveel wapening (wapeningspercentage) mag er in beton?
• Waarom wordt gestort beton afgetrild?