Th.J.A.Paap*Stichting Arbeidstechnisch OnderzoekBouwnijverheid, Edesecretaris werkgroep UitvoeringCUR-commissie E 2Cement XXV (1973) nr. 12Rationalisatie van de wapeningPraktische voorbeeldenBij een onderzoek naar de rationalisatie van wapening in beton behoort zeer zeker eenonderzoek naar de kostprijsverschillen, die ontstaan bij toepassing van verschillende staal-kwalltelten, Ieder weet, dat FeB 400 duurder is dan FeB 220, maar het prijsverschil is kleinerdan in het algemeen wordt verondersteld. FeB 480 is weer duurder in aanschaf dan :FeB 400,wat vooral een gevolg is van de vorm (netten), waarin dit materiaal wordt gebruikt.Kan nu een constructie :in FeB 400 voor eenzelfdeaantal centen per kilogram in het werkworden gebracht als een constructie in 220? Deze vraag zal in dit artikel met een duide-lijk 'neen' worden beantwoord, Voor' een vergelijkbaar constructie-onderdeel is de verwer-king van FeB 400 aanzienlijk duurder.Zijn gepuntlaste netten voordeliger en zo ja, hoeveel?Zijn gekochte supporten voordeliger dan zelf vervaardigde supporten?Ter beantwoording van deze drie vragen zijnde kosten voor drie wapeningsvarianten vaneenzelfde vloerconstructie in een eengezinswoning geanalyseerd. Zoals in de figuren 1 t/m 4is aangegeven, zijn in deze varianten de drie genoemde staalkwaliteiten verwerkt. Daarnaastzijn verschillende staafvormen toegepast en zijn bij twee varianten supportliggers verwerkt indie steeds minder wordt toegepast.Van de gekozen varianten kan worden gezegd, dat type A een wapenlnqsmethode weergeeft,die steesd minder wordt toegepast.Type Bis representatief voor de thans geldende werkwijze.Type C geeft de methode van wapenen, die in steeds toenemende mate wordt toegepast.Type A (figuur 1)De vloer bestaat uit een betonplaat van 10,00 X 8,66 meter, 150 mm dik. De toegepaste staal-kwaliteit is FeB 220. Ten behoeve van het steunpuntsmoment zijn de staven uit het veld op-gebogen. Deze wijze van construeren wordt door veel constructeurs nog dikwijls toegepast.Hun vooropleiding heeft hen bijgebracht veel te denken in opgebogen wapening. Er zijn driestaafdiameters toegepast in 33 merken. E?n merk is een regel van de buigstaat.Door de gebogen wapening moeten onder- en bovennet gelijktijdig worden gevlochten. Er isdaardoor een grote kans op reparaties aan het vlechtwerk en het belemmert de installateursbij het aanbrengen van de in te storten onderdelen. Om de reparaties te vermijden wordendoor de constructeurs en/of vlechters veelal zwaardere supporten toegepast dan direct nood-zakelijk is. Inclusief traditionele sapporten vergt deze vloer 1086 kilogram wapening FeB 220.Type B (figuur 2)Een zelfde vloer, maar nu gewapend in FeB 400. De opgebogen staven zijn vervallen en ver-vangen door rechte staven met aangebogen haarspelden. Hierdoor valt de wapening uiteenin twee vlakke netten, zodat na het aanbrengen van de onderwapenlnq de installateurs hun inte storten onderdelen eenvoudig kunnen aanbrengen.Het ondernet rust nog op de bekisting, waardoor het niet vertrapt wordt bij een concentratieVan arbeiders. Door de splitsing van ondernet en bovennet is het eenvoudiger geworden omhet vlechtwerk naast de bekisting te prefabriceren. Hierdoor worden de kosten van het vlecht-werk niet verminderd, integendeel. De besparingen worden echter vooral verkregen doorverkorting van bouwcyclussen, met alle voordelen van dien, onder meer minder tijdgebondenkosten.Met deze mogelijkheid van prefabricage is hieronder bij de berekening van de verwerkings-kosten geen rekening gehouden. Het aantal merken is teruggebracht tot 22, terwijl de dia-meter beperkt is tot 8. De verdeelwapening is zoveel mogelijk recht gehouden. Inclusief60 meter supportliggers is voor deze vloer 701 kilogram wapening FeB 400 nodig.Type C (figuur 3 en 4)Eenzelfde vloer is ook uitgewerkt in gepuntlaste netten FeB 480. Waar nodig zijn losse bijleg-staven toegepast. Deze zijn eveneens in de staalkwaliteit FeB 480 gedacht. Bezwaren bijde toepassing van gepuntlaste netten kunnen zijn de lange levertijd en de minimaal af tenemen hoeveelheden per nettype. Dit kan ondervangen worden door het toepassen van517oooIX ?0lil1010000.c.d.1Wapening in vloer: dikte 150 rnrn,wapeningsstaal FeB 220; tenzi] andersaangegeven, is als verdeelwapeninggebruikt 0 (nd = niet dragendmetselwerk)Reinforcement in a floor: thickness 150 rnrn,reinforcement steel FeB 220; distributionreinforcement 08-250 (nd = non bearingmasonry)2Zelfde vloer, maar nu met wapening'FeB 400, verdeelwapening0 6-250The same floor; used reinforcement FeB 400,distribution reinforcement0 6-250I 0oooII tI110000?1rstandaard-voorraadnetten. Deze zlln uit voorraad leverbaar en er geldt geen minimumafname voor.Wel zal men bi] gebruikmaking van deze standaard-voorraadnetten meestal meer staalwerken danbl] toepassing van netten op bestelling. Voorraadnetten hebben ook niet altijd degewenste maat, waardoor op het werk extra knipwerk is vereist.Het aanbrengen van de in te storten onderdelen is eenvoudig te realiseren na het aanbrengenvan het ondernet. Inclusief 90 meter supportliggers is voor deze vloer 631 kilogram wapeningFeB 480 nodig.Cement XXV (1973) nr. 12 5180Ir3-4Boven- en onderwapening van zelfde vloer,wapening FeB 480Top mesh and bottem mesh of the samefloor; used reinforcement FeB 480VerwerkingskostenDoor de Stichting Arbeidstechnisch Onderzoek Bouwnijverheid zijn van de drie vloertypen deverwerkingskosten berekend. Bij deze berekeningen is uitgegaan van de volgende punten:? seriegrootte ca. 10 vloervelden;? bouwsnelheid ongeveer ??n woning per dag. Hiervoor zijn bij de toepassing van FeB 220resp. FeB 400 vijf resp. vier vlechters nodig. Bij de toepassing van FeB 480 zijn slechts tweevlechters nodig. Deze twee vlechters zijn niet de hele dag bezet, de onbenutte werktijd is nl?tin rekening gebracht;Cement XXV (1973) nr. 12 519Tabel!Verwerkingskosten in manuren per tonverwerkt materiaal5Procentuele verdeling manuren per tonverwerkt staalExpressed percentage of man hoursper ton worked up steel-oAA10010081c? het knippen en buigen geschiedt op de bouwplaats met een knip- resp. buig machine;? de handelslengten worden nabij de knipbank opgeslagen;? het geknipte en gebogen produkt wordt tijdelijk per merk gesorteerd opgeslagen bij de buig-plaats;? het transport geschiedt per platte wagen en traktor naar de woning;? het transport gaat de vloeren in FeB 220 en FeB 400 met een liftinstallatie en door uitlopenover de vloer. Bij de gepuntlaste netten worden deze door een ploeg van vier man opgesto-ken. De twee extra benodigde bouwvakkers hiervoor vergroten nog de onbenutte werktijd;? bij de typen A en B worden alle kruisingen gebonden;? de afstandhouders zijn niet berekend;? de berekende tijdnormen gelden bij een redelijke (gemiddelde) organisatie met een goedeprestatie zonder grote behoefte aan instructie;? aanlooptoeslagen in verband met serie-effect zijn niet in de tijdnormen begrepen.Het op de tekeningen aangegeven betonstaal is uitgetrokken op buigstaten, .waarna van elkevloer de kencijfers zijn bepaald. Deze kencijfers zijn:de gemiddelde diameter van de te knippen staven2 de gemiddelde diameter van de te buigen staven3 de gemiddelde diameter van de te vlechten staven4 het aantal meters staaf per ton (gehele onderdeel)5 het aantal te knippen merken per te knippen ton staal6 het aantal te buigen merken per te buigen ton staal7 het aantal te vlechten merken per te vlechten ton staal8 de gemiddelde staaflengte van de te knippen staven9 de gemiddelde staaflengte van de te buigen staven10 het aantal bochten per meter (alleen te bulqen meters)11 het aantal te vlechten staven per te ton12 het percentage knippenhet percentage buigen14 het percentage vlechtenHet berekenen van deze kencijfers is arbeidsintensief. In de toekomst zullen bij verwerkingvan buigstaten met behulp van de computer deze kencijfers tot de normale uitvoer behoren,zoals op het ogenblik de gewoonte is om van de diverse buigstaten de gemiddelde diameterte berekenen. Zijn de kencijfers bekend, dan is door combinatie met een aantal tijdnormeneenvoudig de verwerkingstijd te bepalen.type staa Ikwal iteit knippen buigen transport vlechten totaalA FeB 220 7,7 3,0 5,7 23.1 39,5B FeB 400 7,1 1,7 8,7 32,2 49,7C FeB 480 1,8 11,0 10,5 23,3Verwerkingskosten per ton staalHet blijkt dat vooral het vlechten per ton van het staal FeB 400 arbeidsintensief is. Dit wordtveroorzaakt door de gemiddelde diameter. Deze is van de vloer met FeB 220 gemiddeld10,0 mmo De vloer gewapend met FeB 400 heeft een gemiddelde diameter van 7,9 mmo Hetaantal meters staaf dat per ton hierdoor verwerkt moet worden is 1605 meter resp. 2575 meter.Een toename van meer dan 50%. Dat hierdoor onder meer een aanzienlijk groter aantalbindingen per ton moet worden gelegd, zal duidelijk zijn. Ook het uitleggen van de stavenvraagt per ton meer arbeid.Het vervallen van de opgebogen staven bij type B blijkt de kosten van het buigen per ton teverminderen met 40% ten opzichte van type A (fig. 5). Deze besparing is echter in zijn totali-teit van weinig betekenis. De hogere transportkosten worden veroorzaakt door de lagerebeladingsgraad van de traktor met platte wagen. Het knippen van het FeB 480 is ten behoevevan de sparingen en doorvoeringen.o6Procentuele verdeling manuren pervloerveldExpressed percentage of man hours perfloorspanTabel 2Verwerkingskosten in manuren per vloerveldCement XXV (1973) nr. 12Verwerkings- en totaalkosten per vloerveldDe verschillen bij het vlechten blijken frappant te zijn. Door het nagenoeg wegvallen van hetvele en daarom dure binden en de vermindering Van het uitleggen, is er bij toepassing vannetten minder dan 40% arbeid per vloerveld nodig ten opzichte van de verwerking met lossestaven type A + B (fig. 6). Toepassing van netten kan leiden tot een belangrijke bouwtijd-verkorting.type staalkwaliteit knippen buigen transport vlechten totaalA FeB 220 8.3 3,3 6,2 25,2 43,0B FeB 400 5,0 1,2 6,1 22,6 34,8C FeB 480 1,1 7,0 6,6 14,7Als materiaalkosten zijn aangehouden de staal prijzen van zomer 1973. Ze zijn inclusief 3.5%knipverlies (type A en B), supportliggers (type B en C), binddraad en exclusief afstand-houders. De kosten van een manuur zijn gesteld op f 15. Alle bedragen zijn exclusief BTW.520Tabel 3Totaalkosten7Procentuele verdeling totaalkosten pervloerveldExpressed percentage of the total costper floorspanloon materiaal totaaltype staalkwaliteit kg per centen per centen per centenvloerveld per kg vloerveld per kg vloerveld per kgA FeB 220 1088 f 645 59 f 894 82 f 1539 141B FeB 400 701 f 522 74 f663 95 f 1185 169C FeB 480 631 f 220 35 f 605 96 f 825 1311;0% -A100C515Het grote verschil in de totaalkosten tussen type Aen B is beslist niet algemeen geldend enmag zeer zeker niet gezien worden als een gemiddelde (fig. 7).Zoals reeds bij de uitgangspunten is genoemd zijn bij type C de afstemmingsverliezen niet inrekening gebracht, omdat deze per project verschillend zijn. Meerdere malen is reeds geble-ken, dat door deze afstemmingsverliezen de verwerkingskosten Van het FeB 480 die vanFeB 400 benaderen en in enkele gevallen zelfs overschrijden. Alleen door een juiste organisa-tie door aannemer en/ofvlechter zijn deze afstemmingsverliezen te vermijden.SupportenBij analyse van de kostengegevens van de hiervoor beschreven vloervelden bleek de belang-rijkheid van de supporten. Daarom is een nader onderzoek verricht naar de kosten vantraditioneel in het werk vervaardigde supporten (fig. 8) en prefab-supporten (geen support-liggers, fig. 9), die op maat kunnen worden gekocht bij de vlechtcentrales.8Traditionele supporten, eventueel methulpstaafTraditional supports, jf necessary anauxiliary bar can be used~/)V9SupportliggerSupport girderCement (1973) nr.Uit de manuren per ton blijkt dat de supporten gemaakt in het werk dure onderdelen zijn: tot97 manuur per ton. Dit wordt vooral veroorzaakt door het vlechten. Van dit vlechten zijn debindkosten weer het belangrijkste. Vervolgonderzoeken zullen er dan ook op gericht zijn omde bindkosten van tradtoneel in het werk vervaardigde wapening te analyseren. Hopelijkkunnen hieruit besparingen volgen zonder dat afbreuk gedaan wordt aan de standzekerheidvan de wapening.Preieb-supoortenTer vergelijking met de traditioneel in het werk vervaardigde supporten is een berekeninggemaakt van supporten van dezelfde vorm die kant en klaar worden gekocht bij knip- enbuigcentrales of nettenleveranciers. Op de bouwplaats moeten deze supporten in het werkworden gebracht en verwerkt.De prefab-supporten zijn te krijgen vanaf 45 mm, opklimmend met 5 mmo Het blijkt dat bijtoepassing van prefab-supporten een besparing mogelijk is tot 35% ten opzichte van de sup-porten, geknipt en gebogen op de bouwplaats. De eventuele besparingen van supportliggersten opzichte van traditionele supporten zullen nog worden geanalyseerd. Dit zal geschiedenbij diverse wapeningsconstructies, omdat het niet mogelijk is te bepalen hoeveel traditio-nele supporten vervangen worden door ??n lengte supportligger.(\ (\ T\ f\/-' I521TabeiSPreieb-supoortenin mme support806100612071407160818082008manuren per tonknippenbuigentransportvlechtentotaalaantal supporten per tonloonkosten per stukinkoopkosten per stuktotaalkostenbesparing in %bi] gebruikvan prefab-supporten11,7 11,7 6,7 6,7 4,9 4,9 4,991,3 91,3 52,5 52,5 38,4 38,4 38,4103,0 103,0 59,2 59,2 43,3 43,3 43,37145 7145 4140 4140 2980 2980 29800,22 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 0,220,15 0,15 0,22 0,22 0,28 0,28 0,280,37 0,37 0,44 0,44 0,50 0,50 0,5029 30 18 20 35 33 35ConclusieDe drie behandelde vloervelden en de supporten tonen aan, dat er aanzienlijke besparingenrnoqelljk zjjn. De oorzaak van deze besparingen is zoveel rnoqelijk aangegeven. Toch is bij dedrie vloervelden niet gezocht naar de meest optimale oplossing. Zo zal bl] de varianten A-Bhet kiezen van een grotere staafdiameter, het binden om, de andere kruising en het gebruikvan uitsluitend rechte staven nog tot belapqrljke kostenverlagingen leiden.Nader onderzoekBij de vloervelden werden besparingen verkregen door diverse oorzaken:? de staafvormen werden aangepast? andere supporten? meerdere werkmethoden? het percentage knippen? het percentage buigen? enzovoortBij een uitgebreider vloerenonderzoek zal worden nagegaan wat de afzonderlijke invloed isvan bovenstaande oorzaken van besparingen. Ook hier niet genoemde parameters zullendaarbl] worden betrokken. Andere onderdelen, zoals balken, kolommen en zwaardere vloerenworden nog onderzocht.In de VB '74 deel B worden diverse nieuwe beugelvormen bij balken rnoqelljk gemaakt. Dezebeugels kunnen leiden tot betere en snellere verwerkingsmethoden van het betonstaal. Voor-al bij betonbalken onder vloeren zullen aangepaste werkmethoden kunnen worden ontwikkeld.Van initiatieven door de verwerkers van betonstaal wil de commissie gaarne vernemen. Hetdoorspelen van deze nieuwe moqelljkheden naar de diverse tekentafels ziet de commissie alseen van haar belanprijkste taken.'Staalvezel-Slmon'Bekroonde inzending 17e ENCI-Jubileum-prijsvreet;'Gevraagd wordt een bijdraqe te leveren optheoretisch, experimenteel dan wel op prak-tisch gebied, met betrekking tot de ontwik-keling van vezelversterkt beton'. Zo luidtde prljsvraaq dle vorig jaar door de senaatvan de TH-Delft is uitgeschreven als 17eENCI-JubileumprUsvraag. De instelling daar-van dateert uit 1951, toen de Eerste Neder-landse Cement Industrie (ENCl) NV haarzilveren jubileum vierde.Ook deze prijsvraag, waarop de antwoor-den v??r 1 maart 1973 moesten worden in-gediend, is ondanks de uiterst eenvoudigeformulering niet zo gemakkelUk te beant-woorden. Wat dat betreft onderscheidt dezezich nauwelijks of niet van zijn zestien voor-gangers. Studenten moeten immers studerenen hebben daarnaast dikwijls andere besog-nes. En wie eenmaal afgestudeerd is, zal zosnel moqelljk een werkkring zoeken om zichverder te bekwamen en zich - ook letterlijkCement XXV (1973) nr. 12- verdienstelijk te maken.De prljsvraaq van het ENCI-Jubileumfondsstaat open voor ingeschrevenen en afgestu-deerden van de technische rljkshoqescho-len. Voor de beantwoording ervan kan ech-ter alleen gerekend worden op een zeer be-perkt aantal ingenieurs, die in hun dagelijkswerk zowel de theorie, als het experimenten de praktijk ontmoeten. En van de studen-ten komen feitelijk alleen zljInaanmerklnq.die zich door hun afstudeerwerk reeds ophet terrein van de onderhavige prljsvraaqhebben begeven. Ook het bekroonde ant-woord op de 17e ENCI-JubileumprUsvraagbleek - gelukkig? - afkomstig te zijn van eenDelfts student, narnelljk van de heer LJ. denBoer, die zijn antwoord had ingediend onderhet motto 'Staalvezel-Slmon'. Die beant-woording staat echter niet op zichzelf, wantde essentie ervan is geleverd door zijneigen afstudeer-onderzoek.Daar is hl] eind 1971 mee begonnen, toenhl] in het Stevin-laboratorium de opdrachtkreeg om 'vezelversterkt beton te bestude-ren'. Dat geschiedde uiteraard binnen degroep 'Betonconstructies', maar ook in nau-522we samenwerking met de groep 'Materiaal-kunde'. Niet in het minst dank zij het qenoem-de onderzoek behaalde de heer Den BOerin juli jJ. het diploma van civiel-ingenieur.Enkele maanden later, op 27 november jl.,heeft ir.Den Boer het senaatsbeslult met debijbehorende prils in ontvangst genomen,hem toegekend op voorstel van de Commis-sie van het ENCI-Jubileumfonds. Zij werdenhem overhandigd door de rector magnificusvan TH-Delft, prof.ir.H.B.Boerema. Dat ge-schiedde in tegenwoordigheid van de voltal-lige commissie alsmede de 'begeleiders' uitde groepen Betonconstructies en Materiaal-kunde.De bekroonde inzending vindt dus zijn ont-staan in het Stevinlaboratorium en beperktzich tot staalvezels. Het motto 'Sieelvezel-Simon' zal nu wel duidelijk zijn. Vanzelf-sprekend is Den Boer begonnen met eenlitteratuur-onderzoek. Een zakelijke samen-vatting daarvan vormt een geheel hoofdstukvan het rapport. Zijn eigen commentaar opde bestudeerde litteratuur, zowel conclusiesals kritische kanttekeningen omvattend, is ineen apart hoofdstuk ondergebracht. De ge-(vervolg op blz. 557)