Dwarskrachtdeuvels

In constructies van gewapend beton worden dilatatievoegen toegepast zodat het gebouw kan krimpen en uitzetten. De voegen maken deze bewegingen mogelijk en voorkomen daarmee scheurvorming. Dwarskrachtdeuvels zijn een prima en voordelige oplossing om de juiste overbrenging van dwarskrachten te garanderen. Ze zorgen voor ontwerpflexibiliteit, zijn eenvoudig en veilig te monteren en bieden vaak economisch interessante oplossingen ten opzichte van traditionele bouwmethoden. In dit artikel wordt nader ingegaan op de mogelijkheden en voordelen van het gebruik van dwarskrachtdeuvels.

Traditionele methoden bij het maken van dilatatievoegen tussen vloerplaten zijn dubbele pijlers, vloerplaten met tand-en-groef en draagconsoles. Ten opzichte van het gebruik van structurele verbindingselementen zijn de klassieke oplossingen relatief duur en ze kosten ruimte.

traditionele_vs_deuvelverbindingBij het gebruik van dwarskrachtdeuvels worden dubbele pijlers of wanden overbodig en komt ruimte vrij. Met name in parkeergarages, winkelcentra en kantoren telt iedere bruikbare vierkante meter. Als oplegconsoles worden vervangen door een deuvelconstructie, kan de hoogte van verdiepingen worden beperkt. Dit resulteert in een lagere gebouwhoogte of extra verdiepingen bij een gelijke afmeting. De hoogte van het plenum, de ruimte boven een systeemplafond, kan worden beperkt en het leidingwerk hoeft geen onnodige bochten te maken. Ook moet bedacht worden dat consoles het gebruik van standaardbekisting beperken en het bekisten arbeidsintensief is en dus duur. Een organisatorisch voordeel is de vrijheid in keuze van de stortvolgorde.

deuvelset_compleetDe meest toegepaste uitvoering van een dwarskrachtdeuvel bestaat uit een enkele massief stalen pen en een glijhuls. Deze elementen kunnen worden geleverd met bijbehorende versterkingswapening die zorg draagt voor de overdracht van krachten op het gewapend beton. Bij vloeren en platen van geringe dikte wordt alleen gebruik gemaakt van pen en huls. Als een bestaand element moet worden verbonden met een nieuw te maken bouwdeel, dan worden pennen zonder wapening in boorgaten van het bestaande element geplaatst. Bij een deuvelconstructie in wanden met een geringe dikte vervalt de wapening aan de hulszijde.

deuvelset-ovale-glijhulsDe pen of doorn is in verschillende afmetingen leverbaar in thermisch verzinkt en in corrosievast staal. De bijbehorende glijhulzen zijn leverbaar in kunststof en corrosievast staal. Een glijbuis is rond of ovaal. De ovale vorm biedt ruimte voor een beperkte zijdelingse beweging en wordt toegepast bij kruisende voegen of dilatatievoegen die in een Z- of U-vorm lopen.

Doornen van Geoconnect® dwarskrachtdeuvels zijn voorzien van een markering waarmee de juiste wapeningsdekking kan wordt bepaald. Aan de hand van de kleur van de markering kan de diameter van de deuvel worden herkend. Om verwarring te dwarskrachtdeuvels-in-betonvoorkomen bij gemengde leveringen, worden de kunststof glijhulzen gemaakt in dezelfde kleur als de kleurmarkering op de pen. Bij de roestvrije glijhulzen wordt dit opgelost met een gekleurd etiket. Alle Geoconnect deuvels zijn inzetbaar bij voegen met een breedte tot 60 mm.

Na plaatsing kan geen onderhoud kan worden uitgevoerd aan de deuvels. Dwarskrachtdeuvels moeten dus goed bestand zijn tegen roestvorming. Aan de hand van de milieuklasse dient een keuze gemaakt te worden tussen thermisch verzinkt of corrosievast staal (EN 1.4462 volgens EN 10088-3). Voor de twee uitvoeringen zijn aparte tabellen beschikbaar voor afschuifsterkte en ponsweerstand.

Tot juli 2013 bestond geen specifieke Europese regelgeving voor het gebruik van dwarskrachtdeuvels in dilatatievoegen. Door fabrikanten werden specifieke proeven gedaan of nationale certificaten overgelegd die niet in alle Europese landen juridisch geldig waren. De voorschrijver kreeg zo onvoldoende informatie om de levensvatbaarheid van CEhet project te verzekeren. Met de goedkeuring van de ETAG 030-richtlijn voor deuvels voor structurele verbindingen (Guideline for European Technical Approval of Dowels for Structural Joints) in april 2013 werd dit probleem opgelost. Steel for Bricks was de eerste die haar Geoconnect® dwarskrachtdeuvels mocht leveren met een CE-markering (ETA 16/0064).

Voor uitgebreide informatie zie de Geoconnect® fabrieksdocumentatie.

Keuze van een dwarskrachtdeuvel

Dilatatievoegen worden toegepast om de werking van een bouwwerk de ruimte te geven. Op deze manier wordt voorkomen dat scheuren ontstaan als gevolg van spanningen door uitzetten en krimpen van bouwdelen. Een dilatatievoeg maakt in principe bewegingen in alle richtingen mogelijk en dat is niet altijd wenselijk. Denk daarbij bijvoorbeeld aan hoogteverschillen tussen vloerdelen. Traditioneel worden vaak oplegnokken of consoles toegepast, maar eenvoudiger is het gebruik van dwarskrachtdeuvels. Deze brengen krachten over op de aanpalende bouwdelen terwijl de gewenste voegbeweging mogelijk blijft. Dwarskrachtdeuvels zijn vaak ruimtebesparend en bieden vrijheid in de volgorde van bouwen. In dit artikel wordt ingegaan op de keuze van de juiste deuvel.

Dwarskrachtdeuvels zijn leverbaar in verschillende vormen en afmetingen. In dit artikel beperken we ons tot de meest toegepaste uitvoering. deuvelsetDeze bestaat uit twee elementen: een enkele doorn en een glijhuls. De afmetingen zijn bepalend voor de maximale belasting van de deuvel zelf. De doorn of pen is leverbaar in thermisch verzinkt en in corrosievast staal. Glijhulsen zijn leverbaar in kunststof en corrosievast staal. De huls is rond of ovaal. De ovale vorm biedt ruimte voor een beperkte zijdelingse beweging. Dwarskrachtdeuvels worden doorgaans geleverd met de bijbehorende versterkingswapening die zorg draagt voor de overdracht van krachten op het gewapend beton. Voor zover bekend wordt op dit moment alleen onze Geoconnect®. dwarskrachtdeuvel geleverd met CE-keur (ETA 16/0064).

tabel-en-grafiekEen dwarskrachtdeuvel moet in alle omstandigheden belastingen kunnen overbrengen. Een geheel geopende voeg is de meest kritische situatie. Hierbij is het contact tussen deuvel en glijhuls minimaal. De zwakste schakel is bepalend voor het bezwijken van een constructie. Als een deuvel onvoldoende dekking – lees: onvoldoende ponsweerstand – heeft dan zal deze uit het beton breken alvorens zelf door te buigen. De meeste fabrikanten van dwarskrachtdeuvels leveren tabellen waarin de afschuifsterkte en de ponsweerstand bepalend zijn voor de keuze van de juiste deuvel. De opzet van de tabellen is niet bij elke fabrikant gelijk. In dit artikel wordt uitgegaan van de tabellen van Geoconnect.

Elke tabel geldt voor een bepaalde betonkwaliteit, plaatdikte en het basismateriaal van de deuvel (corrosievast of verzinkt staal). In de betreffende lijst wordt de diameter van Asx-Asyde deuvel gekozen aan de hand van de voegbreedte en de benodigde dwarskracht. De tabel vermeldt tevens de benodigde wapening in x‑richting. Bij Geoconnect is dat dwars op de glijrichting van de deuvel. In de grafiek direct onder de tabel wordt vervolgens op basis van de wapening in y-richting de ponsweerstand afgelezen. De laagste van de uit tabel en grafiek verkregen waarden is maatgevend.

Dsn-barrierOns eerste project met Geoconnect dwarskrachtdeuvels is momenteel in uitvoering. Het gaat hier om de bouw van geluidschermen langs de Nieuwe Leeuwardenweg in Amsterdam. Het werk wordt gerealiseerd door Van Spijker Infrabouw B.V. uit Meppel. Het vier tot acht meter hoge geluidsscherm bestaat uit glazen panelen op een betonnen geleidingswand (barrier) die is gefundeerd op geheide buispalen. De moten van de geleidingswand hebben een lengte van 26 meter en worden onderling verbonden met vier corrosievast stalen dwarskrachtdeuvels met een diameter van 35 mm (Geoconnect GC LL 35 I). Bij dit project werd gekozen voor een eveneens corrosievaste glijbuis.

Op basis van thermische invloeden zal een betonnen element van 26 meter ruim 20 mm in lengte variëren. Bij een initiële voeg van 20 mm bedraagt de Kopmaximale voegbreedte theoretisch dan ruim 30 mm. Uitgangspunt voor de opneembare belasting was in dit geval de minimale dekking op de deuvels. Deze bedraagt 179 mm. Voor de bepaling van de opneembare belastingen kon derhalve veilig worden uitgegaan van de tabel voor betonplaten van 350 mm. Hieruit blijkt dat de gekozen deuvel ook bij een maximale voegbreedte de ontwerpbelasting kan opnemen.