Structurele klemverbindingen, een onderzoek uitgevoerd voor de Boerentoren Werking van een klemverbinding Het principe is vrij eenvoudig te schematiseren: Een voorspan- of normaalkracht Fp,C wordt aangebracht over n draadeinden die zich aan weerszijden van een moederprofiel bevinden, waarmee secundaire profielen tegen dit moederprofiel worden getrokken. Op basis van het principe van droge wrijving kan men dan een wrijvingskracht Fs ontwikkelen op deze secundaire profielen die recht evenredig is met de aangelegde normaalkracht via een wrijvingscoëfficiënt μs , zie vergelijking (1). Naar ontwerp toe van glijvaste verbindingen wordt via het Eurocode deel voor staalverbindingen (EN 1993-1-8, 2003) rekening gehouden met de mogelijke speling in de gaten via een factor ks , en een veiligheidsfactor γM3 = 1,25, vergelijking (2). Hierbij staat de index ‘serv’ voor de waarde van de belasting of weerstand in de bruikbaarheidsgrenstoestand. De klasse van wrijvingsoppervlakte (A tot D) bepaalt daarbij de wrijvingscoëfficiënt μ (= μs) die daalt van 0,5 tot 0,2, Tabel 1. De juiste beschrijving van nodige oppervlaktebehandeling per klasse is daarbij terug te vinden in uitvoeringsnorm voor staalconstructies (EN 1090-2, 2018). Zodra er zich naast een (af)schuifkracht ook een (destabiliserende) trekkracht Ft,Ed per bout manifesteert dan worden de vergelijkingen (3) en (4) van toepassing voor respectievelijk categorie B en C wrijvingsoppervlakken. De Boerentoren-toepassing Daar waar de gekende toepassingen uit de praktijk (Figuur 1) eerder kleinschalig van aard zijn, is dit voor het Inleiding Dat het hergebruik van structuren, één van de meest optimale keuzes is voor het bereiken van duurzaamheidsdoelen hoeft heden ten dage geen verder betoog. Vanuit de industrie en investeerders is er nu reeds vraag naar herbestemming van staalstructuren, voorop lopend aan de zich ontwikkelende regelgeving. Bijkomend is het voor historische structuren vaak een aanvullende eis om de structuur steeds in zijn originele staat terug te kunnen stellen. Dit is een uitdaging bij het ontwerp van verbindingen, onafhankelijk of ze van een tijdelijke of permanente aard zijn. Klassieke verbindingen zijn immers quasi steeds onomkeerbaar ingrijpend op de structuurelementen waarop ze toegepast worden. Enkel klemverbindingen zijn dit niet en lijken daarvoor een geschikt alternatief. Ze zijn in een aantal sectoren wijd verspreid, denk maar aan de ophanging van bovenleidingen voor treinen of voor technische installaties, Figuur 1. Dit onderzoek werd opgestart naar aanleiding van de herbestemming van de Boerentoren in Antwerpen. Het gebouw en zijn structuur gebouwd in 1931 zijn sinds 1981 beschermd erfgoed waardoor niet reversibele ingrepen op de structuur dienen beperkt te worden. Naast zijn iconische functie zijn er structureel nog twee bijzonderheden: het gebouw heeft geen stijve kern en dankt zijn stijfheid aan Vierendeelwerking. Bovendien hebben de stadsdiensten destijds een basisbrandbescherming voorzien door het toepassen van beton- en metselwerkomhulling van de primaire dragende kolommen, zie Figuur 2. Sinds 2021 is Fernand Huts eigenaar van dit monumentale gebouw en krijgt het een nieuwe invulling als museum met een verregaande upgrade naar toegankelijkheid voor een breed publiek. In de tijdelijke situatie, noodzakelijk voor de asbestverwijdering, dienden er voorlopige windverbanden toegevoegd te worden om de horizontale stabiliteit van het gebouw te kunnen garanderen. Hiervoor werd gedacht aan een uitvoering met behulp van klemverbindingen. Auteur: Tom Molkens = , (1) , = 3 , (2) , , = � , −0,8 , , � 3 (3) , = � , −0,8 , � 3 (4) , = ∙ , (5) = , (1) , = 3 , (2) , , = � , −0,8 , , � 3 (3) , = � , −0,8 , � 3 (4) , = ∙ , (5) Figuur 1. Klemverbinding toegepast voor de bevestiging van bovenleidingen voor treinen (boven) en technische uitrusting (onder). 1 Figuur 2. Boerentoren staalskelet tijdens de constructie (boven) en detail brandbescherming (onder). 2
RkJQdWJsaXNoZXIy MzE2MDY=