Het berekenen van het aantal wapeningsbeugels in een fundering: technische aanpak en praktische richtlijnen

Inleiding

Bij de constructie van een fundering is het correct berekenen van het aantal benodigde wapeningsbeugels een essentieel onderdeel van het ontwerp- en bouwproces. Wapening zorgt ervoor dat de betonconstructie voldoet aan de vereisten van sterkte, stabiliteit en duurzaamheid. De wapening bevat zowel horizontale als verticale staven, en de beugels (ook wel bekend als "supportliggers" of "tralieliggers") zijn daarvan een integraal onderdeel. Deze beugels helpen om de onderstempelingsafstand tussen boven- en onderstaaf te bepalen en zorgen voor de juiste afstand en stabiliteit van het wapeningsrooster.

In dit artikel wordt uitgelegd hoe het aantal benodigde wapeningsbeugels in een fundering kan worden berekend, op basis van de berekeningmethoden die expliciet vermeld staan in de beschikbare bronnen. We zullen ingaan op de formules, praktische voorbeelden en richtlijnen voor de juiste verwerking van wapening in funderingen.

1. Wat zijn wapeningsbeugels en waarvoor worden ze gebruikt?

Een wapeningsbeugel is een constructie-element dat wordt gebruikt om de onderstempelingsafstand (de afstand tussen boven- en onderstaaf van een wapeningsrooster) te bepalen. Deze beugels zijn vaak samengesteld uit gelaste rekken of lijnsupporten die bestaan uit een onder- en bovenstaaf. Zij worden gebruikt bij funderingen, muren, vloeren en andere betonconstructies waarbij de wapening een bepaalde vorm en positie moet behouden.

De wapeningsbeugels kunnen op verschillende manieren worden vervaardigd. Tot een hoogte van 250 mm worden traditionele supportliggers gebruikt. Bij grotere hoogtes worden gelaste supportrekken of tralieliggers voorkeur genieten. Deze constructies zijn beschikbaar in verschillende hoogtes (50 mm tot 250 mm) en lengtes (2000 mm of 2500 mm) en voldoen aan de eisen van norm NEN 6008.

De beugels vormen de basis voor een goed functionerend wapeningsrooster en zorgen ervoor dat de wapening niet doorzakt of verloopt tijdens het storten van beton. Bovendien draagt het juiste aantal beugels bij aan de duurzaamheid van de fundering, door de wapening tegen verankering en eventuele corrosie te beschermen.

2. Belangrijke formules voor het berekenen van wapeningsbeugels

Het aantal benodigde wapeningsbeugels in een fundering hangt af van verschillende factoren, zoals de afmetingen van de fundering, de afstand tussen de beugels, en de vereisten van het ontwerp. De volgende formules zijn van toepassing bij het uitrekenen van het aantal benodigde beugels:

a. Totale lengte van wapening

De totale lengte van de wapening wordt berekend door zowel de verticale als horizontale componenten in te vullen:

$$ \text{Totale lengte wapeningsstaven} = (\text{kolommen wapening} \times \text{lengte wapening}) + (\text{rijen wapening} \times \text{breedte wapening}) $$

Deze formule helpt bij het bepalen van de totale lengte van de wapening in horizontale en verticale richting. De afstand tussen de wapeningsstaven wordt bepaald door het rasterpatroon, wat vaak is vastgelegd in de bouwtekening of in de wapeningsplan.

b. Aantal wapeningsstukken

Het aantal benodigde wapeningsstukken wordt berekend met de volgende formule:

$$ \text{Wapeningsstukken} = \frac{\text{Totale lengte wapening}}{\text{Lengte enkele wapening}} $$

Een typische lengte voor een wapeningsstaaf is 9 meter. Als de totale lengte van de wapening bijvoorbeeld 300 meter is, dan is het aantal benodigde staven:

$$ \text{Wapeningsstukken} = \frac{300}{9} = 33.33 $$

Dit betekent dat er 34 staven nodig zijn (afgerond naar boven, omdat de laatste staaf mogelijk korter is of er eventueel overlap nodig is).

c. Wapeningskosten

De totale kosten van de wapening worden berekend op basis van de eenheidskosten per meter of per stuk. De formule luidt:

$$ \text{Kosten van wapening} = \text{Totale lengte wapening} \times \text{Eenheidskosten per meter} $$

Een voorbeeld: Als de totale lengte van de wapening 300 meter is en de eenheidskosten per meter $6,63, dan is de totale kost:

$$ \text{Kosten van wapening} = 300 \times 6.63 = 1989 $$

Hieruit blijkt dat de wapening ongeveer $1989 kost. Het is raadzaam om deze berekening te controleren met een wapeningsschatter, zoals de Rebar Calculator of andere tools die specifiek voor dit doel zijn ontwikkeld.

3. Praktische richtlijnen voor het berekenen van het aantal wapeningsbeugels

Naast de technische formules zijn er ook een aantal praktische richtlijnen die worden gevolgd bij het berekenen van het aantal benodigde wapeningsbeugels in een fundering:

a. Afstand tussen wapeningsbeugels

De afstand tussen wapeningsbeugels wordt bepaald door de funderingsafmetingen en de wapeningsdichtheid. In veel gevallen wordt een standaardafstand van 750 mm tot 1200 mm gebruikt, afhankelijk van de diameter van de wapeningsstaven. Deze afstand kan worden geregeld door het aantal beugels dat nodig is om de wapening op de juiste positie te houden.

Het aantal benodigde beugels per rij wordt berekend door de lengte van de fundering te delen door de afstand tussen de beugels.

$$ \text{Aantal beugels per rij} = \frac{\text{Lengte fundering}}{\text{Afstand tussen beugels}} + 1 $$

Bijvoorbeeld: Als de fundering 6 meter lang is en de afstand tussen beugels 750 mm is, dan is het aantal benodigde beugels:

$$ \text{Aantal beugels per rij} = \frac{6000}{750} + 1 = 8 + 1 = 9 $$

b. Totale aantal beugels

Het totale aantal benodigde beugels hangt ook af van de breedte van de fundering. Voor elke rij is een beugel nodig, en het aantal rijen wordt bepaald door de breedte van de fundering gedeeld door de afstand tussen de rijen.

$$ \text{Aantal rijen} = \frac{\text{Breedte fundering}}{\text{Afstand tussen rijen}} + 1 $$

Daarna wordt het totale aantal beugels berekend:

$$ \text{Totale aantal beugels} = \text{Aantal beugels per rij} \times \text{Aantal rijen} $$

Voorbeeldberekening: Als de fundering 3 meter breed is en de afstand tussen de rijen 750 mm is, dan is het aantal rijen:

$$ \text{Aantal rijen} = \frac{3000}{750} + 1 = 4 + 1 = 5 $$

En het totale aantal beugels:

$$ \text{Totale aantal beugels} = 9 \times 5 = 45 $$

Dus zijn er in dit voorbeeld 45 wapeningsbeugels nodig om de fundering te wapenen.

4. Aanbevolen wapeningsdiameters voor funderingen

De keuze van de wapeningsdiameter heeft invloed op het aantal benodigde beugels en het algemene ontwerp van de wapening. Voor funderingen wordt vaak wapening van 10 mm gebruikt, omdat dit een goede balans biedt tussen sterkte, duurzaamheid en kosten.

Een 10 mm wapeningsstaaf heeft een grotere dwarsdoorsnede dan een 8 mm staaf, wat betekent dat hij meer trek- en drukkrachten kan opnemen. Dit maakt hem geschikt voor zwaartere funderingen, zoals die van een woning of een licht gewicht industriële gebouw.

In het algemeen geldt: - Voor funderingen en voetteksten: wapening van 10 mm of groter is aanbevolen. - Voor wanden en kolommen: wapening van 8 mm of groter is vaak voldoende.

De keuze van de wapeningsdiameter moet worden gedaan op basis van de berekening van de belastingen, de funderingsafmetingen, en de vereisten van de bouwtekening. In sommige gevallen wordt ook gebruikgemaakt van de "1/8-regel", waarbij de wapening 1/8 dikker is dan de funderingsplaat. Bij een funderingsplaat van 6 inch dik, bijvoorbeeld, wordt wapening van maat 6 of 3/4 inch gebruikt.

5. Constructieve aandachtspunten bij het verwerken van wapeningsbeugels

Bij het verwerken van wapeningsbeugels in een fundering zijn er een aantal constructieve aandachtspunten die moeten worden gevolgd om ervoor te zorgen dat de wapening correct is verwerkt en functioneert zoals bedoeld.

a. Voldoende loopruimte

Bij het vlechten van de wapening naast de bekisting moet er voldoende loopruimte zijn, minimaal 90 cm, zodat vlechters zich voldoende kunnen bewegen. Er moet ook een vlakke ondergrond zijn om het werk veilig en efficiënt te kunnen uitvoeren.

b. Stevige jukken en supporten

Het gebruik van stevige en stabiele jukken is belangrijk om ervoor te zorgen dat de wapening op de juiste hoogte blijft en niet zakt. De jukken moeten zodanig zijn gestempeld dat ze onder het gewicht van de wapening niet zullen verzakken of verbuigen.

c. Verankering en overlappingslengte

De wapeningsstaven moeten voldoende worden verankerd en overlappen waar nodig. De overlappingslengte hangt af van de diameter van de staven en de betonsterkteklasse. In GTB2013 zijn de overlappingslengten voor staven van Ø6 tot Ø40 vermeld, afhankelijk van de betonsterkte.

d. Kwaliteitsborging en certificering

Bij de productie en verwerking van wapening is kwaliteitsborging van het grootste belang. Veel wapeningscentrales werken volgens de NEN-EN-ISO-9000 normen of het KOMO-productcertificaat, wat garandeert dat alleen gecertificeerd betonstaal wordt verwerkt en dat de materiaalverwerking voldoet aan de certificaateisen.

6. Het gebruik van berekeningstools voor het bepalen van het aantal beugels

Er zijn meerdere online berekeningstools beschikbaar die kunnen helpen bij het berekenen van het aantal benodigde wapeningsbeugels. Deze tools vragen om de afmetingen van de fundering, de afstand tussen de beugels, de wapeningsdiameter en andere relevante parameters.

a. Rebar Calculator

De Rebar Calculator (https://proconcretecalculator.com/nl/rebar-calculator) is een gebruiksvriendelijke tool die de totale lengte van wapening berekent, evenals het aantal benodigde staven en de totale kosten. Het helpt ook bij het bepalen van de afmetingen van het wapeningsrooster, wat van belang is voor het berekenen van het aantal beugels.

b. Funderingscalculator

De Funderingscalculator (https://berekenen.org/funderingscalculator/) helpt bij het berekenen van het benodigde betonvolume, de wapening en de totale kosten van een fundering. Het is een waardevolle tool voor het schatten van het aantal benodigde beugels op basis van de funderingsafmetingen en de vereisten van het ontwerp.

7. Voorbeeldberekening

Laten we een voorbeeld nemen van een fundering van 6 meter bij 3 meter, met een wapeningsafstand van 750 mm in beide richtingen. De wapening bestaat uit 10 mm staven, en de wapeningsbeugels moeten worden gemaakt van 8 mm staal.

a. Aantal beugels per rij

$$ \text{Aantal beugels per rij} = \frac{6000}{750} + 1 = 8 + 1 = 9 $$

b. Aantal rijen

$$ \text{Aantal rijen} = \frac{3000}{750} + 1 = 4 + 1 = 5 $$

c. Totale aantal beugels

$$ \text{Totale aantal beugels} = 9 \times 5 = 45 $$

Daarnaast moet rekening worden gehouden met de lengte van de beugels. De beugels moeten zo lang zijn dat ze de horizontale en verticale wapeningsstaven kunnen ondersteunen. In dit voorbeeld zijn de beugels 6 meter lang in horizontale richting en 3 meter in verticale richting.

8. Conclusie

Het berekenen van het aantal benodigde wapeningsbeugels in een fundering is een essentieel onderdeel van het bouwproces. Het aantal beugels hangt af van de afmetingen van de fundering, de afstand tussen de beugels, de wapeningsdiameter en de vereisten van het ontwerp. Door gebruik te maken van standaardformules en berekeningstools zoals de Rebar Calculator of Funderingscalculator, kunnen bouwers en ingenieurs het aantal benodigde beugels nauwkeurig bepalen.

Het is belangrijk om rekening te houden met constructieve aandachtspunten zoals voldoende loopruimte, stevige jukken en correcte verankering van de wapening. Daarnaast is kwaliteitsborging en certificering van het gebruikte materiaal een waardevolle garantie voor de duurzaamheid en de prestaties van de fundering.

Bronnen

1. Pro Concrete Calculator - Rebar Calculator
2. Stubeco - Wapening: 5 wapening
3. Berekenen.org - Funderingscalculator