INHOUDSOPGAVE
PERIODEWEEK 1: Kennismaking met de materialen......................................................1
PERIODEWEEK 2: Gedrag van beton en staal................................................................5
PERIODEWEEK 4: gedrag van gewapend beton...........................................................11
PERIODEWEEK 5: Op buiging belaste doorsnede in de UGT........................................16
PERIODEWEEK 6: Scheurvorming door buiging in BGT en detaillering........................20
PERIODEWEEK 7: Op afschuiving belaste doorsnede..................................................24
TABELLENBOEK blz......................................................................................................31
,PERIODEWEEK 1: Kennismaking met de materialen
H 1 en 2
Leerdoelen:
- Constructieve kennis van de materialen beton en (beton)staal ontwikkelen.
- De sterke en zwakke punten van beide materialen kunnen benoemen.
- Kunnen beredeneren waarom de juiste combinatie van de twee materialen zo effectief is.
- De milieuklassen en betondekkingen van een betonconstructie kunnen bepalen.
- Leren is ook op een bewuste, geplande en gecontroleerde manier de grens opzoeken!
Wat is beton?
- Een verhard mengsel van cement, grof en fijn toeslagmateriaal, water en vul- en hulpstoffen.
1 deel cement (want is duurst), 2 delen zand, 3 delen grind en natuurlijk water.
Materiaal ⇢ Vloeibare fase ⇢ Verharde fase:
Cement + water ⇢ cementpasta ⇢ cementsteen
Cement + water + toeslagmateriaal < 4 mm ⇢ mortelspecie ⇢ mortel > voor metselen bv
Cement + water + toeslagmateriaal < 32 mm ⇢ betonspecie ⇢ beton > daar rekenen wij
aan
- Concretum = dat wat aan elkaar gegroeid is.
- Vaak halffabrikaat dat op de bouwplaats geleverd wordt = in werk gestort > uitharden
eindfabricaat = prefab
- Constructiemateriaal dat in vrijwel alle denkbare bouwwerken wordt toegepast.
- Hard, zwaar, slijtvast, zonder wapening 'breekbaar’. > want kan slecht trek opnemen
Kwaliteit is mede afhankelijk van: de verwerking, nabehandeling (vlinderen) en
verhardingsomstandigheden.
verwerkbaarheid is afhankelijk van: hoeveelheid water, korrelverdeling en
hulpstoffen(=vloeibaarder>slapper)
korrelverdeling = mate waarin verschillende korrelafmetingen voorkomen
aangeduid met consistentieklasse = mate van verwerkbaarheid Bepalen hoeveelheid water
consistentie = waterig of dik
watercementfactor = verhouding water, gewenste sterkte(cementsoort) en gewenste milieuklasse(eisen
aan sterkte en dichtheid)
meer water kan leiden tot meer poriën in het beton = minder sterk
beïnvloed door 3 cement soorten:
1. S = slow (gebruik je als je wil dat het niet te snel uithard)
2. N = normal
3. R = rapid (snel)
hoe krijgen we gewenste sterkte eigenschappen?
- Kiezen van de juiste cementsoort, een goede korrelverdeling (groter=sterker, zelfde=beter) en sterk
toeslagmateriaal.
- Goede binding tussen zand en cement, dus voldoende water.
- Weinig ingesloten lucht > waar lucht zit zit geen kracht: geen overtollig water en verdichting van het
beton tijdens de verwerkingsfase (slechts enkele uren verwerkbaar). > met trilnaald
- Goede verhardingsomstandigheden, te koud geeft vertraging in de verharding, te warm geeft
krimpscheuren en lagere sterkte, vorst kan leiden tot bevriezing en grote schade aan verhardend
beton!
regen/te warm = arbeidsproductiviteit gaat achteruit =
kwaliteit gaat achteruit
- Nabehandeling van beton is belangrijk! (vlinderen)
Eigenschappen van beton:
1
, - Druksterkte van beton is bepalend voor de betonklasse, overige eigenschappen zijn hiervan afgeleid.
> De druksterkte wordt met proeven gecontroleerd/bepaald.
- Voor de weerstand R van het beton geldt een 5% onderschrijdingskans.
- Voor het effect S van de belasting geldt een 5% overschrijdingskans.
- Om voldoende veiligheid te realiseren wordt zowel op de belasting als op het materiaal een
veiligheidsfactor toegepast.
- Vanwege de onzekerheden (omstandigheden, productieproces) over de kwalit eit van beton geldt
bij beton 𝜸M =1,5.
Staal is een veel voorspelbaarder materiaal en wordt onder gecontroleerde omstandigheden
gemaakt: 𝜸M =1,15.
- beton kan goed drukspanningen opnemen en slecht trekspanningen
VOORBEELD: beton belasten op buiging > spanningsfiguur:
- bovenzijde = nemen door opvoeren belasting drukspanningen toe (balk korter)
- onderzijde = nemen door opvoeren belasting trekspanningen toe (balk langer) > beton scheurt onder
trek en bezwijkt
bovenstaande spanningsfiguur hoor bij elastische fase maar:
Beton heeft eigenlijk geen elastische fase, en elasto fase is lastig om mee te rekenen dus
vereenvoudigen we relatie:
- knikpunt = (overgang) vervormingen
t/m sterkteklasse C50/60 is Ec3 1,75% en Ecu3 3,5% (blz 75), daarna is het hoger en lager
(minder rek tot bezwijken)
Betonstaal: staal toevoegen aan beton om trekeigenschappen toe te voegen, omdat beton weinig
trekspanning op kan nemen
= wapening toevoegen op plek waar trek plaatsvindt (=plastisch)
beton en wapening moeten goed samenwerken om sterk geheel te krijgen
- gedrag van staal is onder trek en druk gelijk
- ook voor wapening gaan we uit van vereenvoudigde spanning-rek diagram (blz 78): (dichter bij y-as)
- er bestaan verschillende soorten betonstaal met eigen eigenschappen (blz78)
De kracht van de samenwerking
- Beton kan goed druk opnemen. Staal kan goed trek en druk opnemen.
- Beton kan op (in) het werk gemaakt worden. Betonstaal kan in het werk gevlochten worden.
- Betonstaal corrodeert (roest) zonder bescherming snel.
- Beton kan het betonstaal (de wapening) goed beschermen, mits de laag beton dik genoeg is.
gecorrodeerd staal heeft geen sterkte = doorsnede resterend staal neemt af = totale
doorsnede neemt toe
ontstaat problemen bij corroderen betonstaal in beton:
2
, conserveren = langer houdbaar maken van
conservering van wapening:
- Er moet voldoende” dekking op de wapening aanwezig zijn zodat wapening wordt beschermd.
- Beton scheurt hoogstwaarschijnlijk tijdens het gebruik (=corroderen)
Als scheurtjes “voldoende” klein zijn en er voldoende dekking is, dan wordt wapening niet aangetast
- Hoe groot moet de dekking(laag op en onder wapering), aangegeven met de letter c (cover) zijn?
benodigde dekking op wapening is o.a afhankelijk van milieu
- milieuklassen zijn verdeelt in 6 hoofdgroepen aangeduid met X(exposure) +
letter(aantastingsmechanisme) + cijfer(mater van vochtigheid) (blz 79-81)
- er zijn meerdere milieuklassen per onderdeel en per vak!! (tot wel 4 verschillende milieuklassen)
milieuklasse waarbij hoogste betondekking nodig is = maatgevend
overige eisen aan dekking (blz 102 hier met uitleg) :
cnom cmin cdev
De nominale dekking cnom is de aan te houden dekking:
- De minimale dekking cmin is het maximum van:
De minimumdekking t.a.v. duurzaamheid cmin,dur (zie tabel blz 102)
de minimumdekking t.a.v. aanhechting cmin,b;
10 mm.
- De minimale dekking moet met 5 mm worden vergroot bij:
nabehandeld oppervlak; (vlinderen)
oncontroleerbaar oppervlak (geen eis, wordt wel aangeraden). = delen die je niet meer ziet
- De uitvoeringstolerantie Δcdev bedraagt 5 mm en moet worden vergroot bij:
Storten op een werkvloer, verhoging met 5 mm
storten direct op maaiveld, verhoging met 45 mm.
- Minimale dekking vanwege de aanhechting
De minimale dekking moet even groot zijn als de diameter van de staaf → c min,b ≥ Ø
Bovendien moet de minimale dekking met 5 mm worden vergroot bij een korrelafmeting van
32 mm
3
PERIODEWEEK 1: Kennismaking met de materialen......................................................1
PERIODEWEEK 2: Gedrag van beton en staal................................................................5
PERIODEWEEK 4: gedrag van gewapend beton...........................................................11
PERIODEWEEK 5: Op buiging belaste doorsnede in de UGT........................................16
PERIODEWEEK 6: Scheurvorming door buiging in BGT en detaillering........................20
PERIODEWEEK 7: Op afschuiving belaste doorsnede..................................................24
TABELLENBOEK blz......................................................................................................31
,PERIODEWEEK 1: Kennismaking met de materialen
H 1 en 2
Leerdoelen:
- Constructieve kennis van de materialen beton en (beton)staal ontwikkelen.
- De sterke en zwakke punten van beide materialen kunnen benoemen.
- Kunnen beredeneren waarom de juiste combinatie van de twee materialen zo effectief is.
- De milieuklassen en betondekkingen van een betonconstructie kunnen bepalen.
- Leren is ook op een bewuste, geplande en gecontroleerde manier de grens opzoeken!
Wat is beton?
- Een verhard mengsel van cement, grof en fijn toeslagmateriaal, water en vul- en hulpstoffen.
1 deel cement (want is duurst), 2 delen zand, 3 delen grind en natuurlijk water.
Materiaal ⇢ Vloeibare fase ⇢ Verharde fase:
Cement + water ⇢ cementpasta ⇢ cementsteen
Cement + water + toeslagmateriaal < 4 mm ⇢ mortelspecie ⇢ mortel > voor metselen bv
Cement + water + toeslagmateriaal < 32 mm ⇢ betonspecie ⇢ beton > daar rekenen wij
aan
- Concretum = dat wat aan elkaar gegroeid is.
- Vaak halffabrikaat dat op de bouwplaats geleverd wordt = in werk gestort > uitharden
eindfabricaat = prefab
- Constructiemateriaal dat in vrijwel alle denkbare bouwwerken wordt toegepast.
- Hard, zwaar, slijtvast, zonder wapening 'breekbaar’. > want kan slecht trek opnemen
Kwaliteit is mede afhankelijk van: de verwerking, nabehandeling (vlinderen) en
verhardingsomstandigheden.
verwerkbaarheid is afhankelijk van: hoeveelheid water, korrelverdeling en
hulpstoffen(=vloeibaarder>slapper)
korrelverdeling = mate waarin verschillende korrelafmetingen voorkomen
aangeduid met consistentieklasse = mate van verwerkbaarheid Bepalen hoeveelheid water
consistentie = waterig of dik
watercementfactor = verhouding water, gewenste sterkte(cementsoort) en gewenste milieuklasse(eisen
aan sterkte en dichtheid)
meer water kan leiden tot meer poriën in het beton = minder sterk
beïnvloed door 3 cement soorten:
1. S = slow (gebruik je als je wil dat het niet te snel uithard)
2. N = normal
3. R = rapid (snel)
hoe krijgen we gewenste sterkte eigenschappen?
- Kiezen van de juiste cementsoort, een goede korrelverdeling (groter=sterker, zelfde=beter) en sterk
toeslagmateriaal.
- Goede binding tussen zand en cement, dus voldoende water.
- Weinig ingesloten lucht > waar lucht zit zit geen kracht: geen overtollig water en verdichting van het
beton tijdens de verwerkingsfase (slechts enkele uren verwerkbaar). > met trilnaald
- Goede verhardingsomstandigheden, te koud geeft vertraging in de verharding, te warm geeft
krimpscheuren en lagere sterkte, vorst kan leiden tot bevriezing en grote schade aan verhardend
beton!
regen/te warm = arbeidsproductiviteit gaat achteruit =
kwaliteit gaat achteruit
- Nabehandeling van beton is belangrijk! (vlinderen)
Eigenschappen van beton:
1
, - Druksterkte van beton is bepalend voor de betonklasse, overige eigenschappen zijn hiervan afgeleid.
> De druksterkte wordt met proeven gecontroleerd/bepaald.
- Voor de weerstand R van het beton geldt een 5% onderschrijdingskans.
- Voor het effect S van de belasting geldt een 5% overschrijdingskans.
- Om voldoende veiligheid te realiseren wordt zowel op de belasting als op het materiaal een
veiligheidsfactor toegepast.
- Vanwege de onzekerheden (omstandigheden, productieproces) over de kwalit eit van beton geldt
bij beton 𝜸M =1,5.
Staal is een veel voorspelbaarder materiaal en wordt onder gecontroleerde omstandigheden
gemaakt: 𝜸M =1,15.
- beton kan goed drukspanningen opnemen en slecht trekspanningen
VOORBEELD: beton belasten op buiging > spanningsfiguur:
- bovenzijde = nemen door opvoeren belasting drukspanningen toe (balk korter)
- onderzijde = nemen door opvoeren belasting trekspanningen toe (balk langer) > beton scheurt onder
trek en bezwijkt
bovenstaande spanningsfiguur hoor bij elastische fase maar:
Beton heeft eigenlijk geen elastische fase, en elasto fase is lastig om mee te rekenen dus
vereenvoudigen we relatie:
- knikpunt = (overgang) vervormingen
t/m sterkteklasse C50/60 is Ec3 1,75% en Ecu3 3,5% (blz 75), daarna is het hoger en lager
(minder rek tot bezwijken)
Betonstaal: staal toevoegen aan beton om trekeigenschappen toe te voegen, omdat beton weinig
trekspanning op kan nemen
= wapening toevoegen op plek waar trek plaatsvindt (=plastisch)
beton en wapening moeten goed samenwerken om sterk geheel te krijgen
- gedrag van staal is onder trek en druk gelijk
- ook voor wapening gaan we uit van vereenvoudigde spanning-rek diagram (blz 78): (dichter bij y-as)
- er bestaan verschillende soorten betonstaal met eigen eigenschappen (blz78)
De kracht van de samenwerking
- Beton kan goed druk opnemen. Staal kan goed trek en druk opnemen.
- Beton kan op (in) het werk gemaakt worden. Betonstaal kan in het werk gevlochten worden.
- Betonstaal corrodeert (roest) zonder bescherming snel.
- Beton kan het betonstaal (de wapening) goed beschermen, mits de laag beton dik genoeg is.
gecorrodeerd staal heeft geen sterkte = doorsnede resterend staal neemt af = totale
doorsnede neemt toe
ontstaat problemen bij corroderen betonstaal in beton:
2
, conserveren = langer houdbaar maken van
conservering van wapening:
- Er moet voldoende” dekking op de wapening aanwezig zijn zodat wapening wordt beschermd.
- Beton scheurt hoogstwaarschijnlijk tijdens het gebruik (=corroderen)
Als scheurtjes “voldoende” klein zijn en er voldoende dekking is, dan wordt wapening niet aangetast
- Hoe groot moet de dekking(laag op en onder wapering), aangegeven met de letter c (cover) zijn?
benodigde dekking op wapening is o.a afhankelijk van milieu
- milieuklassen zijn verdeelt in 6 hoofdgroepen aangeduid met X(exposure) +
letter(aantastingsmechanisme) + cijfer(mater van vochtigheid) (blz 79-81)
- er zijn meerdere milieuklassen per onderdeel en per vak!! (tot wel 4 verschillende milieuklassen)
milieuklasse waarbij hoogste betondekking nodig is = maatgevend
overige eisen aan dekking (blz 102 hier met uitleg) :
cnom cmin cdev
De nominale dekking cnom is de aan te houden dekking:
- De minimale dekking cmin is het maximum van:
De minimumdekking t.a.v. duurzaamheid cmin,dur (zie tabel blz 102)
de minimumdekking t.a.v. aanhechting cmin,b;
10 mm.
- De minimale dekking moet met 5 mm worden vergroot bij:
nabehandeld oppervlak; (vlinderen)
oncontroleerbaar oppervlak (geen eis, wordt wel aangeraden). = delen die je niet meer ziet
- De uitvoeringstolerantie Δcdev bedraagt 5 mm en moet worden vergroot bij:
Storten op een werkvloer, verhoging met 5 mm
storten direct op maaiveld, verhoging met 45 mm.
- Minimale dekking vanwege de aanhechting
De minimale dekking moet even groot zijn als de diameter van de staaf → c min,b ≥ Ø
Bovendien moet de minimale dekking met 5 mm worden vergroot bij een korrelafmeting van
32 mm
3
