O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eBevestigingencement 2000 478De eerste versie van CUR-Aan-beveling 25 [4] dateert uit 1991.Daarin werden bepalingen gege-ven voor momentgecontroleerdespreidankers en korte lijmankersin verharde betonconstructies.Die Aanbeveling heeft in de prak-tijk een belangrijke plaats ver-worven en het nummer ervan isbijveelconstructeursminofmeereenbegripgeworden,redenwaar-om het nummer van de nieuweCUR-Aanbeveling voor korteankers in beton niet is gewijzigden `tweede, herziene uitgave' istoegevoegd.De Aanbeveling geeft een be-rekeningsmethode voor korteankers, veelal met een lengte vancirca 10 d. Dit in tegenstellingtot 9.16 van de VBC [5], waarbij deverankering in het beton moetworden berekend conform de ver-ankeringslengte van wapenings-staven, hetgeen resulteert in ver-ankeringslengten die groter zijndan 20 d. Hierbij is sprake van`gewapend betontechniek', bij korteankers van `bevestigingstechniek'.Bij de gewapend betontechniek ishet uitgangspunt dat de veranke-ringscapaciteit in het beton zogroot is, dat de vloeikracht van dewapening minimaal kan wordenopgenomen, zodat vloeien van dewapening maatgevend is. Bij debevestigingstechniek daarente-gen zal de capaciteit van deverankering in het beton in veelgevallen maatgevend zijn.W a a r o m e e n n i e u w eC U R - A a n b e v e l i n g ?De eerste versie van CUR-Aanbe-veling 25 is gebaseerd op kennisdie in de tweede helft van de jarentachtigbeschikbaarwas.Sindsdietijd is de kennis van het gedragvan verbindingen met korte an-kers in beton sterk toegenomen.Veelonderzoekenzijnuitgevoerd,waarbij verschillende invloedenzijn bekeken zoals ankertypen,ankergroepen, randinvloeden,gescheurd beton, bezwijkmecha-nismen en belastingsomstan-digheden (langeduur, wisselend).Op basis van die kennis is in dejaren negentig op twee frontengewerkt aan het opstellen vaneen nieuwe berekeningsmethodevoor ankers in beton, enerzijdsdoor een werkgroep van CEB (nufib) [6] en anderzijds door eenwerkgroep van EOTA (EuropeanOrganisation for TechnicalApprovals) [7], de Europese orga-nisatie die Europese Goed-keuringsrichtlijnen opstelt.Deze nieuwe berekeningsmetho-de zal ook de Nederlandse bouw-praktijk bereiken, hetgeen viainformatie van ankerleveranciersook al in belangrijke mate ge-beurt. Om te voorkomen dattelkens opnieuw de vraag zoumoeten worden beantwoordwaarop die berekeningsmethodeis gebaseerd en hoe die zichverhoudttotCUR-Aanbeveling25(1991-versie), is in CUR-verbandmet leveranciers en producentenvan korte ankers en het CentraalOverleg Bouwtoezichten (COB)besloten die berekeningsme-thode in Nederland te introduce-ren. Daartoe heeft subcommissie1 van NNI/CUR- commissieVC20deberekeningsmethodebe-oordeeld en vastgesteld dat dieook in Nederland kan wordentoegepast.Vervolgens deed de vraag zichvoor op welke manier die intro-ductie in Nederland zou moetenplaatshebben, vooral omdat deberekeningsmethode zeer uitge-breid is. Het met de hand doorre-kenen van een enigszins com-plexe verbinding is in veelgevallenondoenlijk,zodatgebruikzal moeten worden gemaakt vanrekenprogramma's, gebaseerd opde berekeningsmethode. Er isnog overwogen de nieuwe uitgavevan CUR-Aanbeveling 25 tebeperken tot het vermelden entoelaten van de nieuwe bereke-ningsmethode en aan te gevenwaar in (internationale) docu-menten informatie te vinden is.De genoemde subcommissieheeft gemeend dat het, ondanksde complexiteit van de bereke-ningsmethode en het feit dat voorde meeste berekeningen zalmoeten worden teruggevallen oprekenprogramma's, wenselijk isom in de nieuwe Aanbeveling deToelichting op CUR-Aanbeveling 25 (tweede, herziene uitgave)Korte ankers in beton (III)dr. ir. D.A. Hordijk, TNO Bouw*)ing. R. Sagel, dS+V hoofdafdeling Bouw- en Woningtoezicht Rotterdam*)Tijdens een studiemiddag `Korte ankers in beton' in 1998 is een conceptversieverspreid voor een nieuwe CUR-Aanbeveling 25, aangeduid met `1998-versie'[1]. In dezelfde periode is daar in Cement [2] aandacht aan besteed en isgevraagd om reacties. Deze zijn verwerkt in de definitieve versie van de nieuweCUR-Aanbeveling 25 `Korte ankers in beton; berekening en uitvoering',opgesteld door CUR en de Stichting Bouwen met Staal, en als redactionelebijlage bij dit nummer van Cement gevoegd. In dit artikel wordt een toelichtinggegevenopeenaantalaspectenuitdeAanbeveling,alsvervolgoptweeeerdereartikelen in Cement [2,3].*) resp. secretaris/rapporteur en voorzitter van de NNI/CUR-commissie `Ankers in Beton'O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eBevestigingencement 2000 4 79berekeningsmethode ook daad-werkelijk op te nemen. Dit heeftgeresulteerd in de relatief om-vangrijke Aanbeveling.M o d e l l e n n o g i no n t w i k k e l i n gDe nieuwe CUR-Aanbeveling 25is voor meer ankertypen vantoepassing dan de voorgaandeversie uit 1991. Zo zijn bij-voorbeeld ook de vooraf in-gestorte ankerbouten opgeno-men. Opgemerkt wordt dat voorverschillende ankertypen nogwordt gewerkt aan het vinden vangeschikte rekenmodellen.Voor lijmankers is er momenteelzowel in EOTA- als in fib-verbandnog geen officieel document, om-dat voor het bezwijkmechanismesplijten nog geen goed modelbeschikbaar is. De subcommissieheeft lijmankers toch in de Aan-beveling opgenomen, medeomdatdaarvoorindeeersteversieook al een rekenmethode werdgegeven.DeinformatieindeAan-beveling is gebaseerd op concept-documenten van de betreffendewerkgroepen. Voor de lijmankersis een eindconcept voor de ETAG(Europese Goedkeuringsricht-lijn) beschikbaar en het is deverwachting dat die binnen niet alte lange tijd definitief zal worden.Ook voor ankerrails wordt er opbasis van recente theoretische enexperimentele onderzoeken noggewerkt aan een nieuwe bereke-ningsmethode. Wat nu in de Aan-beveling is opgenomen, is ge-baseerd op een concept CEB-document uit 1996 en sluit aan opde berekeningsmethode voorankerbouten.Voorankerrailsmetmeer dan twee ankers zalde berekeningsmethode waar-schijnlijk worden aangepast,reden waarom de Aanbevelingalleen direct toepasbaar is voorankerrails met twee ankers (tabel1 in de Aanbeveling).S t e r k t e v a n h e t a n k e r z e l fDe berekeningsmethode iszodanig opgezet, dat voor allemogelijke bezwijkmechanismenmoet worden geverifieerd of derekenwaarde van de sterkte groteris dan de rekenwaarde van debelasting. E?n van de bezwijk-mechanismen betreft vanzelf-sprekend de sterkte van het ankerzelf. In de vigerende Nederlandsebetonnorm (NEN 6720) en staal-norm(NEN6770[8])wordtditookbehandeld, waarbij echter sprakeis van een discrepantie. Hetgeenvoor de sterkte van het anker in deEuropese documenten (EOTA enCEB)als`currentexperience'isaan-gegeven, wijkt weer van af vanbeide nationale normen.Ter illustratie zijn in figuur 1de aan te houden rekenwaardenvoor de trekkracht van bouten(schroefdraad), gedeeld door despanningsdoorsnede, weergege-ven voor de verschillende sterkte-klassen. Op een vergelijkbaremanier is dat in figuur 2 gedaanvoor de afschuifkracht. Te zien isdat voor beide situaties de aan-gegeven relatie in het EOTA-docu-ment de laagste rekenwaardeoplevert. In de Aanbeveling isde berekeningsmethode volgensEOTA opgenomen, die dus leidttot een conservatieve reken-waarde. In de toelichting bij debetreffende artikelen van de Aan-beveling is aangegeven dat, in-dien van toepassing, ook gebruikmag worden gemaakt van de des-betreffende Nederlandse beton-of staalnorm. De verwachting isdat binnenkort de genoemde dis-crepantie zal worden opgehevendoor in de VBC voor de bereke-1 | Rekenwaarde van deopneembare trekkracht,gedeeld door de span-ningsdoorsnede van bou-ten, volgens verschillen-de documenten en voorverschillende sterkte-klassen van het staal2 | Rekenwaarde van deopneembare afschuif-kracht, gedeeld door despanningsdoorsnede vanbouten, volgens verschil-lende documenten envoor verschillende sterk-teklassen van het staalrekenwaarde/As(N)7006005004003002001000rekenwaarde/As(N)4,6 5,6 6,8 8,8 10,9sterkteklasse staal4,6 5,6 6,8 8,8 10,9sterkteklasse staal10008006004002000O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eBevestigingencement 2000 480ning van de trek- en afschuif-sterkte van draadeinden te ver-wijzen naar NEN 6770.De waarden die in figuur 2 voorafschuiving volgens NEN 6772 [9]zijn aangegeven, gelden voorafschuiving van een voetplaat,waarbij een ondersabeling tot eenmaximale dikte van 60 mm aan-wezig is. In dergelijke situatieswordt het anker belast op eencombinatie van afschuiving enbuiging, hetgeen in NEN 6772 isvertaald in een gereduceerdewaarde van de aan te houdenafschuifsterkte.In de Europese berekeningsme-thoden [6, 7] en in de nieuweCUR-Aanbeveling wordt afschui-ving in combinatie met buigingapart behandeld onder de titel`afschuifkracht met hefbooms-arm'.Daarmeekunnenookandereverbindingen dan voetplaten, zo-als bijvoorbeeld afstandmontagebij gevelbevestigingen, wordenberekend. Opgemerkt wordt dateen berekening van de afschuif-capaciteit van een voetplaatvolgens de Aanbeveling, waarbijgeen rekening wordt gehoudenmet schuifspanningen tussenvoetplaat en ondersabeling, eenconservatieve benadering is.E e r s t e E T A ' s z i j nb e s c h i k b a a rDe Aanbeveling geeft een bere-keningsmethode, maar geeft nietaan hoe de sterkte van de ankersvoor verschillende mechanismenmoet worden bepaald. De eigen-schappen van een anker vormenin feite de invoerparameters voorde berekeningsmethode en die-nen in een beoordelingsproce-dure te worden vastgesteld. Eendergelijke beoordelingsprocedu-re is voor een aantal ankertypendoor een werkgroep van EOTAopgesteld. De uit te voerenproeven en de wijze van inter-preteren zijn vastgelegd in eenzogenaamde Europese Goed-keuringsrichtlijn (ETAG: Euro-pean Technical Approval Guide-line) [7]. Op basis van de ETAGkan een Europese Goedkeuring(ETA:EuropeanTechnicalAppro-val) worden afgegeven door eendaartoe bevoegde instantie. Op deprocedurele kant daarvan zal hierniet worden ingegaan. Van belangis dat alle benodigde invoer-gegevens voor een berekeningvan een ankerverbinding in eenETA zijn aangegeven. Inmiddelshebben verschillende producen-ten al een ETA voor hun spreid-ankers. Voor lijmankers zijn dienog niet beschikbaar, omdat deETAG nog niet formeel is vast-gesteld door de Europese Com-missie.G e e n r i c h t w a a r d e ng e g e v e n ?In de CUR-Aanbeveling 25 van1991 [4] waren voor het ontwerp-stadium richtwaarden voor desterkte van verschillende ankerty-pen gegeven. Voor de praktijk gafdat een zeker houvast. Het gaf inelk geval de mogelijkheid de dooreen leverancier opgegeven waar-den qua orde van grootte tetoetsen. Uit de ingediende kritiekkwam naar voren dat het beeldheerst dat je zonder verdere infor-matie, met de nieuwe Aanbeve-ling helemaal niets kan uitreke-nen. Het feit dat op veel plaatsenexpliciet wordt aangegeven dat debetreffende eigenschap moetworden ontleend aan een ETAvoor het anker, heeft dat beeldwaarschijnlijk versterkt. In wer-kelijkheid ligt het anders.IndeAanbevelingwordenvoordemeeste eigenschappen waardenaangegeven die kunnen wordengebruikt als eerste benadering.De uitgebreidheid van de Aan-beveling en het feit dat nu voor elkmechanisme een rekenwaardemoet worden bepaald, terwijl inde uitgave van 1991 ??n waardevoor alle mechanismen en tege-lijkertijd trek en afschuiving wasgegeven, zullen hebben bijge-dragen aan de onduidelijkheid opdit punt.Voor ingestorte ankerboutengeldt dat naast staalsterkteklasseen ankerafmeting geen extrainformatie over de eigenschap-pen benodigd is, als de geometrievan het anker aan een aantal voor-waarden voldoet.Ook voor spreidankers kan inhet ontwerpstadium of bij debeoordeling van de door deleverancier opgegeven capaciteitvan het anker, relatief snel eenindicatie van de sterkte van hetanker voor een bepaald mecha-nisme worden verkregen. Dekarakteristieke sterkte van hetmechanisme, dat wordt geken-merkt doorhetuittrekkenvaneenbetonkegel, wordt bijvoorbeeldalleen maar bepaald door de effec-tieve diepte van het spreidanker(de diepte in het beton waar dekracht wordt ingeleid) en debetondruksterkte. De effectievediepte kan eenvoudig op basis vande plaats van het spreidlichaamworden vastgesteld. Door dewortel uit de karakteristieke druk-sterkte (in N/mm2) te vermenig-vuldigen met de effectieve diepte(in mm) tot de macht 1,5 en eenfactor 6,9, wordt de karakteris-tieke sterkte voor betonkegel-breuk in N gevonden. Voor eenbetonsterkteklasse B 25 en eeneffectievedieptevan100mmisdekarakteristiekesterktevoorbeton-kegelbreuk dan(5 . 1000 . 6,9) : 1000 = 34,5 kN. Alseen producent in een vergelijk-baar geval een significant hogerewaarde voor betonkegelbreukaangeeft, kan dat niet goed zijn,omdat het feitelijk het beton is datvoorditmechanismedecapaciteitbepaalt en dat is voor eenzelfdeeffectieve diepte onafhankelijkvan het ankertype. Ook voor deafstanden tot andere ankers enranden waarvoor geldt dat decapaciteit van de ankers nietwordt be?nvloed, zijn in de Aan-beveling waarden als eerste bena-dering aangegeven.Anderzijdsiserookeenmechanis-me waarvoor het niet mogelijk iseenrichtwaardevoordesterkteaantegeven,omdaterbelangrijkever-schillen kunnen optreden tussenverschillende ankers. Dat betrefthet mechanisme `uittrekken vanO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eBevestigingencement 2000 4 81een anker': het door het spreid-lichaam trekken van de conus.Voor lijmankers zijn in de Aan-beveling nog geen richtwaardenaangegeven. In de nabije toe-komst, als de eerste ETA's voorlijmankers beschikbaar komen,zal ook dat waarschijnlijk tot demogelijkheden behoren, waarbijwel wordt opgemerkt dat de sprei-ding in de resultaten van ver-schillende lijmankersystemensignificant kan zijn.R e k e n p r o g r a m m a t u u rZoals is aangegeven, is hetbijna noodzakelijk om voor deberekening van enigszins com-plexe verbindingen een rekenpro-gramma te gebruiken. Een aantalankerproducenten en ankerleve-ranciers beschikt inmiddels alover software, gebaseerd op deberekeningsmethode conformCEB, EOTA of de CUR-Aanbeve-ling. Van verschillende zijden isde wenselijkheid geopperd tekunnen beschikken over reken-software, onafhankelijk van deankerproducent. Voor zoverbekendis,zijndaartoevooralsnoggeen initiatieven genomen.U i t v o e r i n gIn deel II van de Aanbevelingworden bepalingen voor de uit-voering gegeven. Het lijkt nietoverbodig toch nog maar eens tewijzenophetgrotebelangvaneencorrecte uitvoering volgens deaanwijzigingen van de ankerleve-rancier. Inmiddels is er dus eensystematiek om ankers uitvoerigte beoordelen op hun gedrag(ETAG) en is er een berekenings-methodeomopeenverantwoordemanier de sterkte van een verbin-ding met meerdere ankers uit terekenen, maar als voor het makenvan een boorgat een verkeerdeboordiameter wordt gebruikt ofhet boorgat niet goed wordtschoongemaakt, is met alle an-dere inspanningen nog weinigbereikt om een betrouwbare ver-binding te verkrijgen.Om op dit punt tot een verbete-ring te komen, is een NationaleBeoordelingsrichtlijn [10] opge-steld, op basis waarvan medewer-kers van bedrijven zich voor hetplaatsen van achteraf aangebrachteankers kunnen kwalificeren.T e n s l o t t eMet nadruk wordt erop gewezendat de CUR-Aanbeveling de standder techniek en kennis weergeeftop het moment van uitgifte. Zoalsis aangegeven, zijn er nog diverseontwikkelingen gaande. De CURhoudt zich aanbevolen te wordenge?nformeerd over ervaringen diemet het gebruik van de Aanbeve-ling worden opgedaan. sL i t e r a t u u r1.Concept CUR-Aanbeveling 25(1998-versie), Korte ankers inbeton; Berekening en uit-voering. CUR, Gouda, 1998.2.Hordijk, D.A. en R.Sagel,Korte ankers in beton;Reacties gevraagd op nieuwconcept voor CUR-Aanbeveling25. Cement 1998, nr. 2.3.Hordijk, D.A., J.Font Freideen R.Sagel, Korte ankers inbeton (II); Rekenvoorbeeldenvan op trek belaste ankers.Cement 1998, nr. 5.4.CUR-Aanbeveling 25,Momentgecontroleerde spreid-ankers en korte lijmankers inverharde betonconstructies.CUR, Gouda, 1991.5.NEN 6720, Technische grond-slagen voor bouwconstructiesTGB 1990 - Voorschriftenbeton. Constructieve eisen enrekenmethoden (VBC 1995).NNI, september 1995.6.CEB-bulletin no. 233, Designof Fastenings in Concrete.CEB Guide - Part 1 to 3,Thomas Telford, januari 1997.7.Guideline for EuropeanTechnical Approval of Anchors(metal anchors) for use in con-crete. Deel 1, 2 en 3 en AnnexA, B en C (Final Draft). EOTA,Brussel, februari 1997.8.NEN 6770: StaalconstructiesTGB 1990, Basiseisen en basis-rekenregels voor overwegendstatisch belaste constructies,tweede druk, mei 1997.9.NEN 6772: StaalconstructiesTGB 1990 - Verbindingen,inclusief wijzigingsblad A1,mei 1997.10.BRL 0509: Nationale Beoor-delingsrichtlijn voor hetKOMO-procescertificaat voorhet achteraf aanbrengen vanconstructieve ankers inverharde betonconstructies.Ontwerpversie 2000-01-01.