Nieuws

Macrodilatatieprofielen

by Robert van Piggelen in Techniek

Kruip die door kolomverkorting verergert kan voor problemen zorgen die de bouwkundig ingenieur blijven achtervolgen.

Relatieve verticale vervorming door kruip en kolomverkorting

Kruip kan in combinatie met kolomverkorting problemen veroorzaken voor partijen die na de ruwbouwfase opereren. Zo zijn veel aannemers eerder bezorgd over de relatieve doorbuigingen van aangrenzende vloeren dan over hun absoluut gemeten hoogte.

Kruipvervorming kan vrij nauwkeurig worden voorspeld, maar kolomverkorting is veel lastiger. Net als kruip verandert ook kolomverkorting naarmate de tijd vordert, maar bovendien neemt het toe door de bouw, bekleding en ingebruikname van verdere etages.

Uniformiteit van ontwerp is van belang waarbij de kolommaten op alle plaatsen en niveaus nauwkeurig worden afgestemd op de werkelijke continue belasting, zodat de verkorting van alle kolommen op lange termijn ongeveer hetzelfde is.

Laterale vervorming tussen verdiepingen

Laterale vervorming tussen verdiepingen ontstaat als gevolg van drogingskrimp, thermische uitzetting, krimp en beweging als gevolg van windbelasting. Beweging als gevolg van drogingskrimp en temperatuurschommelingen zou in principe hetzelfde moeten zijn op alle verdiepingen, echter de laterale beweging als gevolg van windbelasting neemt met elke verdieping toe.

Kernen binnen afzonderlijke gebouweenheden vormen effectieve ankers voor het bepalen en beperken van zijwaartse beweging. Dit principe wordt geïllustreerd in figuur 2 waar in een gebouw met meerdere verdiepingen de kern centraal gelokaliseerd is zodat deze gebruikt kan worden als anker om beweging zoals thermische krimp en uitzetting te bepalen. Blok 1 is zeer stijf door de aanwezigheid van twee kernen. Deze verminderen de relatieve beweging die overgedragen wordt via de koppelinsbrug naar Blok 5. Omdat Blok 4 één verdieping telt heeft deze geen kern nodig.

De totale horizontale beweging op ieder punt wordt bepaald door het optellen van de langdurige krimp, de temperatuurvariatie en windbelasting op elke verdieping en constructie-overgang.

Waar worden macrodilatatieprofielen geïnstalleerd?

Één van de belangrijkste elementen in het succesvol toepassen van macrodilatati eprofi elen is uniformiteit in het ontwerp. Zoals Eurocode 8: EN 1998-1-2004 ‘ontwerp van projecten die aardbevingsbestendig zijn‘ stelt:
‘Uniformiteit van ontwerp wordt gekarakteriseerd door een gelijkmatige verdeling van constructieonderdelen waarbij de inertiaalkrachten (schijnkrachten) kort en direct worden overgedragen naar afzonderlijke bouwdelen. Indien noodzakelijk, kunnen gehele gebouwen door middel van (seismische) dilatati es worden opgedeeld in kleinere onafhankelijk bewegende bouwdelen.‘

Net als als figuur 2 geeft figuur 3 een gebouw weer waarbij de afzonderlijke bewegende bouwdelen worden getoond, gescheiden door macrodilatatievoegen.

• Macrodilatatievoeg 1 verdeelt het hoofdgebouw in twee afzonderlijk bewegende delen. Deze profi elen creëren meestal bouwdelen van 30 tot 50 meter.
• Macrodilatatievoeg 2 verbindt het hoofdgebouw met een aanbouw van meerdere verdiepingen. Deze voeg bevindt zich op een locatie waar de optredende krachten van de twee bouwdelen van richting veranderen. Een macrodilatatieprofiel kan nodig zijn om krachten op te vangen zoals windbelasting en het verschil in beweging doordat constructiedelen op verschillende tijdstippen zijn gebouwd.
• Macrodilatatievoeg 3 verdeelt het hoge hoofdgebouw met het lager gelegen gebouw waarbij het verschil en windbelasting en bouwtijdstip de locatie van deze voeg bepaalt.
• Macrodilatatievoeg 4 verbindt een loopbrug met een verder gelegen gebouw. Het macroprofiel vangt de krachten op die ontstaan als gevolg van temperatuursverandering en de trillingen die ontstaan als gevolg van windbelasting.

Brandwerende systemen onder dilatatieprofielen

Het lijkt misschien vreemd om brandwerende systemen te installeren onder dilatatieprofielen, totdat men beseft dat bij brand de macrovoegen fungeren als schoorsteen voor rook en de brand verspreiden ondanks het bestaan van brandcompartimenten.

Het gebruik van minerale wol als brandwerend systeem

In sommige gevallen kan een ontwerper het gebruik van minerale wol voorschrijven als brandwerend systeem in een macrovoeg. Minerale wol kan echter alleen samengedrukt worden als de voeg sluit, maar niet uitzetten wanneer de voeg opent. Hierdoor kunnen giftige rook en vlammen langs de kieren ontsnappen en zo brandscheidingen teniet doen, daarom is het van belang om brandwerende profielen in brandcompartimenten te installeren die dezelfde bewegingscapaciteit hebben als de dilatatieprofielen.