themaHoedligger met beton gevuld6201038themaHoedligger metbeton gevuldGe?ntegreerde balksystemen zoals hoedliggers worden in Nederlandsebouwprojecten veelvuldig toegepast. Deltabeam is een hoedligger die opde bouwplaats wordt gevuld met beton (minimaal betonsterkteklasseC25/30). Daardoor ontstaat een staal-betonligger met een aantalbijzondere eigenschappen.1Deltabeam is staal-betonligger met bijzondere eigenschappenHoedligger met beton gevuld 62010 39b2d2b1Bh57?20bb2d2b1 b1bBh57?b2d2b1Bh57?20bing. Wim ZwaanPeikko Benelux b.v.1 Delta-beam is een staal-beton hoedligger dieprefab betonvloeren kan dragen2 De oplegflenzen zijn geschikt om breedplaat-vloeren (a), kanaalplaatvloeren (b) en staalplaat-betonvloeren (c) te dragenDe open en holle trapeziumvormige balkdoorsnede is ideaalvoor het ontwerpen van een staal-betonligger, omdat dezeeenvoudig met beton kan worden gevuld. Tevens kan dedwarswapening (minimaal ?12-1200) gemakkelijk door degrote gaten (90 tot 150 mm) worden aangebracht. De aanwe-zige oplegflenzen bij tussen- en randbalken hebben, afhan-kelijk van het balktype, verschillende breedtes, als gevolg vande breder uitstekende bodemplaat. De oplegflenzen zijngeschikt om tijdens montage verschillende vloersystemen tedragen, zoals kanaalplaatvloeren, breedplaatvloeren en staal-plaatbetonvloeren (fig. 2). Ook kan een bekisting op deflenzen aansluiten, zodat vloerdelen ter plaatse kunnenworden aangestort.Afhankelijk van het vloersysteem, de vloerdikte, de vloerbe-lastingen en eventueel direct op de balk werkende lijn- of punt-lasten, worden verschillende balktypes ontworpen. De typesonderscheiden zich onder meer door tussen? en randbalken,een hoogtemaat die varieert van 200 tot 500 mm en een breed-temaat van de bodemplaat inclusief oplegflens die varieerttussen 335 en 860 mm (tabel 1). Tevens worden de staalplaat-diktes (S335J2+N volgens EN 10025-2) in het ontwerp aange-past. Dit betekent dat balken van eenzelfde type uit verschil-lende plaatdiktes kunnen zijn opgebouwd. Zo kunnen balkty-pes met een minimale en maximale capaciteit worden ontwor-pen, afhankelijk van de toepassing. Deze flexibele balkopbouwresulteert in een op maat gesneden eindproduct.Specifieke oplossingenDoor dit maatwerk kunnen projectspecifieke oplossingen rede-lijk eenvoudig en zonder al te veel extra kosten worden inge-past. Dergelijke aanpassingen komen dan ook regelmatig voor.In een vloerconstructie kan de vloerrand ter plaatse van eenvide of bij gevels uitkragen. De stalen bodemplaat van de balkwordt hiervoor breder uitgevoerd en van een opstaande stalenrand voorzien. Hierdoor ontstaat een stalen `bak' (verlorenbekisting) die, nadat de nodige wapening is aangebracht, op hetwerk met beton wordt gevuld (foto 3). Deze uitgebouwdebodemplaten kunnen ook in een ronde vorm worden gesne-den. Dit maakt ronde vloerranden in gebouwen mogelijk,terwijl de balken in rechte segmenten tussen de kolommenworden gelegd (foto 4).2a2b2cTabel 1 De hoogtemaat varieert van 200 tot 500 mm en de breedtemaat van debodemplaat inclusief oplegflens varieert tussen 335 en 860 mm. In de tabel zijnniet alle verkrijgbare maten weergegevenb B b1* b2 d2 h ?**DR20-215 335 100 148 5 - 25 200 80DR26-260 380 100 180 5 - 25 265 150DR32-310 430 100 210 5-25 320 150DR50-350 500 130 210 5 - 25 500 150* standaard afmeting, op verzoek afwijkende maten oplegflens (minimaal 20 mm)** h.o.h.-maatvoering gaten is 300 mmb B b1* b2 d2 h ?**D20-200 395 97.5 100 5-25 200 80D26-400 660 130 245 5 - 25 265 150D32-400 660 130 210 5 - 25 320 150D50-600 860 130 330 5 - 25 500 150Hoedligger met beton gevuld6201040thema3456vervolgens een balk kan aansluiten. Deze balken worden voor-zien van een aangelaste stalen kopplaat met ook een aangelaste,dikke oplegstrip die past op de oplegnokken van de langsbal-ken. Gevel- en raveelbalken die ter plaatse van een sparing inde vloer liggen, kunnen op deze manier eenvoudig op elkaaraansluiten. De verbinding wordt bovenin geborgd met eenboutverbinding (foto 6).Verbindingen op kolommenDeltabeams kunnen op verschillende manieren op staalkolom-men aansluiten. In veel landen wordt de kolom op de bouw-plaats aan de onderplaat van de balk gelast. In Nederlandworden daarentegen over het algemeen boutverbindingengebruikt. Dit kunnen eenvoudige boutverbindingen tussen deaangelaste kopplaat en een IPE- of HE-kolom zijn. Logischer ishet toepassen van ronde of rechthoekige, brandwerende staal-betonkolommen met brandwerende Deltabeams. Balk enkolom hoeven niet meer extra brandwerend te worden bekleed;de slanke dimensionering komt dan architectonisch beter totzijn recht.Ook de staal-betonkolommen worden voorzien van aangelastekopplaten. De bovenste kopplaat wordt in de fabriek voorzienvan aangelaste ankerbouten. De balk wordt ter plaatse van deoplegging van passende slobgaten voorzien, die vervolgens overde ankerbouten heenschuiven. Met behulp van ringen, moerenen een stalen strip wordt de balk aan de kolom vastgezet.Indien de kolom voor de volgende verdieping wordt opgetopt,kan de draad op de ankerbouten direct worden gebruikt voorde bevestiging (foto 7). Dit systeem kan eenvoudig tot enkeleverdiepingen worden toegepast.Vaak worden de balken op ter plaatse gestorte of prefabbetonnen kolommen opgelegd. De balken worden dan in eendoorgaand systeem over de kolommen gelegd. Ankerboutenvoor het vastzetten van de balken steken uit de bovenkantvan de betonkolom op eenzelfde manier als bij staalkolom-men. Voor de volgende verdieping kunnen stekeinden op deankerbouten worden geschroefd, die de verbinding met deop te toppen prefab dan wel ter plaatse te storten betonko-lom (fig. 8) verzorgen. De normaalkrachten kunnen door deKleine leidingen en ook de wapening kunnen eenvoudig doorde standaardgaten (?80 en ?150 mm) worden gevoerd.Grotere sparingen, zoals voor luchtbehandelingskanalen,kunnen met speciale voorzieningen in de lijfplaten wordenaangebracht (foto 5). Soms worden deze ook als plaatselijkeversteviging in de balk meeberekend.Schuine, maar ook haakse aansluitingen worden verkregendoor op de lijfplaten een stalen oplegnok te lassen, waaropHoedligger met beton gevuld 62010 41stekeindankerbout2X bevestigingsstrip met gaten ?34 mmt.b.v. vastzetten Deltabeams tijdens montageDeltabeamkolom ?400 mmoplegplaat staal, dikte 8 mm, ?300 mm+ 20 mm grouting + gaten in plaat ?34 mm400125 125150Deltabeamingestort PCs 3 UP corbel consolesysteembetonkolom50151578 9kolom vastgezet. Zo wordt afschuiven tijdens de montage vande vloerelementen voorkomen en eventueel optredende torsietijdens ongelijke belasting van de balken opgenomen. Eventu-eel moet de balk naast de oplegging worden onderstempeld omdeze torsie verder op te vangen. Onderstempelen in het middenvan de balken is niet toegestaan, omdat de balken met een toogworden geproduceerd zodat de doorbuiging ten gevolge vanhet eigen gewicht van de vloer wordt genivelleerd.Normaliter is het ontwerp van een staal-betonligger gebaseerdop het feit dat het betongedeelte de druk opneemt en het staalhet merendeel van de trekkrachten. Deuvels verzorgen hierbijde samenwerking van de twee materialen. De verhoogdesterkte en stijfheid van een staal-betonconstructie maken hetmogelijk de balk op een economische wijze te ontwerpen.Bij een Deltabeam nemen de topplaat en het vulbeton de drukop bij de positieve momenten in het veld, terwijl de bodem-Deltabeams worden heengevoerd, doordat de balken metbeton zijn volgestort. Schotten worden eventueel in debalken gelast om extra belastingen naar de onderconstructiete kunnen doorvoeren.Als de balken tussen betonkolommen of ?wanden moetenworden gehangen, kan een strakke oplegverbinding wordenverkregen met een speciale in te storten consoleverbinding:het verborgen PCs-consolesysteem (fig. 9).OntwerpaspectenDeltabeams kunnen worden ontworpen als statisch bepaaldeen onbepaalde liggers. In Nederland worden de balken vaakin een doorgaand systeem over de kolommen heen gelegd(Gerberliggers). De balken worden daarbij in de lengterich-ting met een standaardverbinding aan elkaar verbonden ophet momentennulpunt (foto 10) en met ankerbouten op de3 Voor vides of uitkragingen kan de stalenbodemplaat breder worden uitgevoerd envan een opstaande stalen rand voorzien.Hierdoor ontstaat een stalen`bak'die metbeton wordt gevuld4 De maatwerk aanpassingen maken rondevloerranden in gebouwen mogelijk5 Grotere sparingen, zoals voor luchtbehande-lingskanalen, kunnen met speciale voorzie-ningen in de lijfplaten worden aangebracht6 De verbinding tussen gevel- en raveelbal-ken wordt bovenin geborgd met een bout-verbinding7 Als de kolom voor de volgende verdiepingwordt opgetopt, kan de draad op de anker-bouten direct worden gebruikt voor debevestiging8 Stekeinden kunnen op de ankerbouten wor-den geschroefd, die de verbinding vormenmet de op te toppen prefab dan wel terplaatse te storten betonkolom9 Als de balken tussen betonkolommen of?wanden moeten worden gehangen, kaneen strakke oplegverbinding worden ver-kregen met een speciale in te storten con-soleverbindingthemaHoedligger met beton gevuld6201042D26-300D26-400D32-300D32-400D25-300D25-400Deltabeams D32, D26 en D25204060801001201404 5 6 7 8 9 10Deltabeam overspanning (m)belasting(kN/m)1011variabele belasting wordt dan via de schuine lijfplaten in debalk opgenomen, wat is aangetoond door beproeving vanbalken zonder onderflenzen. Daarom hoeft de onderplaat nietextra brandwerend te worden bekleed. De balken zijn tot 3 uurbrandwerend te ontwerpen (brandeis R30 tot R180). plaat samen met de eventueel aanwezige (brand-)wapening detrek voor haar rekening neemt. Bij de negatieve momententer plaatse van de steunpunten nemen de onderplaat en hetvulbeton de druk op, en de topplaat de trek. Dwarskrachtwordt opgenomen door samenwerking van de lijfplaten enhet vulbeton: doordat de gaten in de lijfplaten zijnvervormd, wordt er een soort deuvelverbinding gerealiseerd.Voor projecten berekent Peikko een gedetailleerd ontwerp vande balktypes. Na opgave van plattegronden, belastingschema enbrandeis wordt een compleet vloeradvies verzorgd met toe tepassen profieltype. In de ontwerpfase levert een preselectiepro-gramma een indicatie van de profieltypes. Voor statischbepaalde situaties kunnen ook capaciteitstabellen wordengeraadpleegd (fig. 11).Tijdens de montage wordt de belasting van de vloer door destalen onderflens opgenomen. Nadat de balken zijn volgestorten uitgehard, wordt de vloer verder belast. Overige rustende en10 In Nederland worden de balken vaak als eenGerberligger-systeem toegepast11 Voorbeeld van een capaciteitstabel