Kantoren
Draagconstructies
Gevels
Wanden
Tools BmS
Hallen
Draagconstructies
Gevels
Wanden
Tools BmS
Woningen
Draagconstructies
Gevels
Wanden
Tools BmS
Hoogbouw
Draagconstructies
Gevels
Wanden
Tools BmS
Parkeergarages
Draagconstructies
Gevels
Wanden
Tools BmS

Kantoorgebouw De Bolder, Schiedam.

Cannelures

Mogen cannelures ongevuld blijven? En zo ja, welke profielfactor moet dan worden aangehouden?

Bij zwaluwstaartvormige staalplaten is de opwarming via de kleine inkeping beperkt en is cannelurevulling niet nodig. NEN-EN 1994-1-2 stelt als voorwaarde dat 85% van de bovenflens bedekt moet zijn. Zwaluwstaartvormige platen zitten altijd op ca. 90% en voldoen daarmee aan de voorwaarde. Trapeziumvormige platen doen dat niet. Toch is ook bij deze platen cannelurevulling te voorkomen door een dikkere bekleding toe te passen. Hiermee wordt de extra opwarming via de onbeschermde bovenzijde gecompenseerd.

Voor het bepalen van de profielfactor is – in het kader van gelijkwaardigheid – een benaderingsmethode van TNO in te zetten. Deze methode ligt vast in het rapport Beoordeling brandwerendheid stalen liggers met geprofileerde staalplaat1. Hierbij wordt een gecorrigeerde profielfactor vastgesteld voor een driezijdig verhit en bekleed profiel met een ónbeklede bovenflens. TNO concludeert dat deze methode redelijk goede resultaten oplevert wanneer de gemiddelde breedte van de cannelure ongeveer gelijk is aan de gemiddelde breedte van de ribbe. Dit is bij de meeste moderne platen het geval.

De formule voor de gecorrigeerde profielfactor luidt:

Hierin is:
di = dikte bekleding
λi = warmtegeleidingscoëffient bekleding
α = convectieve warmte-overgangscoëfficiënt = 25 W/(m2K)
F1 = breedte bovenflens
F2 = lengte binnenzijde bekleding
A = doorsnede-oppervlakte

 

Voor een eis van 60 minuten, waarbij een relatief geringe bekledingsdikte hoort, nadert deze gecorrigeerde profielfactor de profielfactor bij vierzijdige verhitting volgens:

Voor grotere bekledingsdikten danwel hogere brandwerendheden is dit een onveilige benadering en moet de gecorrigeerde profielfactor worden berekend.

Het TNO-rapport1 beschrijft een productafhankelijke methode met 6 parameters en 7 regressieconstanten, waarmee de bekledingsdikte bij ongevulde cannelures genuanceerder en nauwkeuriger kan worden bepaald. De regressieconstanten zijn bij de afzonderlijke leveranciers bekend.

Het effect van de cannelures van staalplaat-betonvloeren op de opwarming van de stalen ligger is onderzocht door het Engelse Steel Construction Institute (SCI). De onderzoeksuitkomsten zijn terug te vinden in het SCI-rapport The fire resistance of composite beams2. De resultaten zijn – op basis van gelijkwaardigheid – ook in Nederland te gebruiken indien valt aan te tonen dat het toepassingsgebied voldoende dicht ligt bij toepassingen die SCI beschrijft.

Hetzelfde SCI-rapport2 biedt tevens een ontwerprichtlijn op basis van enkele testen. De pagina's hier zijn hier  als PDF te downloaden.

De richtlijn geeft bij een eis van 60 minuten brandwerendheid en niet-gevulde cannelures van trapeziumvormige staalplaten de volgende eisen, afhankelijk van de kritieke temperatuur waarvan is uitgegaan:

  • θcr = 550 °C: ga uit van de profielfactor bij driezijdige verhitting en pas géén correctie op de dikte toe;
  • θcr = 620 °C: ga uit van de profielfactor bij driezijdige verhitting, vermenigvuldig deze factor met 1,3 en bepaal de laagdikte (meestal toegepast bij beplating) óf verhoog de laagdikte bij driezijdige verhitting met 20% (meestal toegepast bij brandwerende verf). De gunstigste waarde van beide methoden mag worden aangehouden.
    In Engeland wordt bij liggers standaard gewerkt met θcr = 620 °C. In Nederland moet θcr worden berekend. Bij deze berekende waarde van θcr  is de tweede methode toepasbaar. Wanneer θcr met 70 °C wordt verlaagd, is in Nederland de eerste methode te gebruiken.

Bij een eis van 90 minuten en niet-gevulde cannelures van trapeziumvormige staalplaten gelden de volgende eisen, afhankelijk van de kritieke temperatuur waarvan is uitgegaan:

  • θcr = 550 °C: ga uit van de profielfactor bij driezijdige verhitting, vermenigvuldig deze factor met 1,15 en bepaal de laagdikte óf verhoog de laagdikte bij driezijdige verhitting met 10%;
  • θcr = 620 °C: ga uit van de profielfactor bij driezijdige verhitting, vermenigvuldig deze factor met 1,5 en bepaal de laagdikte óf verhoog de laagdikte bij driezijdige verhitting met 30%.
    De gunstigste waarde van beide methoden mag worden aangehouden.

Bij een eis van 120 minuten moeten de cannelures van trapeziumvormige staalplaten altijd worden gevuld met steenwol. Hetzelfde geldt als de liggers niet als staal-betonligger, maar als stalen ligger zijn uitgevoerd (geen constructieve samenwerking door middel van deuvels).

1 C. Both, Beoordeling brandwerendheid stalen liggers met geprofileerde staalplaat, TNO-rapport 98-CVB-R1012, 1998.

2 The fire resistance of composite beams. Technical Report, SCI Publication 109, The Steel Construction Institute, Ascot, 1991.

Louis Braillelaan 80      2719 EK  Zoetermeer      Tel: +31(0)88 353 12 12      Contact      Disclaimer      Sitemap
Bouwen met Staal  © 2017      Uitvoering: Bruikman Reclame  +  LinkmasterMonkey