Druksterkte van metselwerk 2010/03.02

TC RuwbouwDe afgelopen jaren liepen er in Europa diverse onderzoeksprojecten die streefden naar een betere voorspelling van de mechanische eigenschappen van dragend metselwerk. Dankzij de WTCB-onderzoeksprojecten 'Gelijmd metselwerk' en 'Eurocode 6' kon men de Belgische Nationale Bijlagen bij Eurocode 6 opstellen. In dit artikel gaan we dieper in op de bepaling en formulering van de druksterkte van metselwerk volgens Eurocode 6 en op de parameters die gehanteerd worden in de Nationale Bijlage.
De term 'Eurocodes' verwijst naar de Europese normenreeks NBN EN 199x betreffende het ontwerp en de berekening van constructies. Met behulp van deze normenreeks is het mogelijk om te voldoen aan de stabiliteits- en gebruiksveiligheidseisen die opgelegd worden door de Bouwproductenrichtlijn. Eurocode 6 bestaat uit de normenreeks NBN EN 1996-x met betrekking tot metselwerkconstructies. De gepubliceerde normen kunnen pas daadwerkelijk toegepast worden van zodra hun Nationale Bijlagen (ANB's) officieel uitgegeven werden.

De norm NBN EN 1996-1-1 geeft algemene regels op voor constructies uit gewapend en ongewapend metselwerk. Van zodra deze norm samen met haar Nationale Bijlage (NBN EN 1996-1-1 ANB) bekend gemaakt wordt in het Belgisch Staatsblad, zal ze de voornormen NBN ENV 1996-1-1 en -3, hun nationale aanwendingsdocumenten (NAD) en de oude Belgische norm NBN B 24-301 vervangen. In de voornoemde Nationale Bijlage werden nationale parameters (NDP's) vastgelegd voor de veiligheidscoëfficiënten (afhankelijk van de toegepaste materialen en de uitvoeringsklassen), de druksterkte, de afschuifsterkte en de buigsterkte.

1. Druksterkte

De karakteristieke druksterkte van metselwerk fk (in N/mm², fractiel van 5 %) kan volgens Eurocode 6 niet alleen verkregen worden door de uitvoering van proeven op muurtjes volgens de norm NBN EN 1052-1, maar ook aan de hand van de volgende vergelijking : fk = K fbα fmβ
waarbij :
K, α, β :  nationale parameters (zie tabel) afhankelijk van de groep (1) en het type van de metselsteen (uit baksteen, kalkzandsteen, (cellen)beton), de mortel (lijmmortel of mortel voor algemene toepassingen) en de voegvulling
fm gemiddelde druksterkte van de mortel volgens de norm NBN EN 1015-11
fb genormaliseerde gemiddelde druksterkte van de metselstenen volgens de norm NBN EN 772-1.

Voor de bepaling van de druksterkte van metselwerkproducten (fm en fb) verwijzen we naar het gelijknamige artikel uit de WTCB-Contact nr. 24. Uit de onderstaande afbeelding blijkt dat de invloed van de mortel steeds kleiner is dan de invloed van de metselsteen. Op gelijmd metselwerk (met een voegdikte ≤ 3 mm) oefent de mortel zelfs geen enkele invloed uit omwille van zijn geringe dikte (β = 0 geeft fmβ = 1).

2. Draagvermogen

Het draagvermogen van de metselwerkwand wordt, naast de druksterkte fk, ook bepaald door andere factoren zoals de veiligheidscoëfficiënten, de belastingen en de excentriciteit, de slankheid (2).

Draagvermogen
Druksterkte van het metselwerk fk afhankelijk van de druksterkte van het element fb en de gebruikte mortel (voorbeeld voor een betonmetselsteen van groep 2).

Waarden voor K, α en β voor de meest voorkomende groepen volgens de Nationale Bijlage NBN EN 1996-1-1 ANB.
Metselstenen uit Mortel voor algemene toepassingen Lijmmortel (lintvoeg ≥ 0,5 mm en ≤ 3 mm)
K α β K α β
Baksteen Groep 2 (*) 0,50 x (δ)-0,65 0,65 0,25 0,50 x (δ)-0,80 0,80 0
Kalkzandsteen Groep 1 0,60 0,65 0,25 0,80 0,85 0
Beton Groep 2 0,50 0,65 0,25 0,65 0,85 0
Cellenbeton Groep 1 0,60 0,65 0,25 0,80 0,85 0
(*) δ is de vormfactor zoals hij gedefinieerd wordt in de norm NBN EN 772-1.


A. Smits, ir., projectleider, laboratorium 'Ruwbouw- en afwerkingsmaterialen', WTCB
Y. Grégoire, ir.-arch., afdelingshoofd, afdeling 'Materialen', WTCB

(1) De groep is niet alleen afhankelijk van het percentage en de oriëntatie van de perforaties, maar ook van de diktes van de binnen -en buitenwanden en wordt vermeld in de technische fiches van de fabrikanten. Terwijl groep 1 alle elementen zonder perforaties bevat, omhelzen groep 2 en groep 3 elementen met een toenemende graad van verticale perforatie en groep 4 elementen met horizontale perforaties. Voor de volledige definitie van de groepen verwijzen we naar Eurocode 6.
(2) Voor rekenvoorbeelden verwijzen we naar de syllabus van de 6e module van de cyclus Eurocodes 2010-2011, die op 2 juni georganiseerd werd door de KVIV in samenwerking met het WTCB.