NL2009032A - Een werkwijze voor het reduceren van de scheurwijdte in gewapend metselwerk. - Google Patents

Description

Een werkwijze voor het reduceren van de scheurwijdte in gewapend metselwerk

Technisch toepassingsgebied

Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het reduceren van de wijdte van scheuren die kunnen worden veroorzaakt in metselwerk dat is versterkt met wapeningselementen.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een wapeningselement voor metselwerk.

Achtergrond

Elementen ter wapening van metselwerk zijn in het vak bekend.

Metselwerk vertoont een hoge druksterkte maar een beperkte treksterkte. Dit leidt tot scheuren wanneer trek- en/of schuifspanningen optreden. Door het metselwerk te versterken met wapeningselementen wordt het risico op de vorming van scheuren sterk gereduceerd.

Hoewel er wapeningselementen bestaan met longitudinale draden met een hoge vloeigrens, worden de berekeningen bij het ontwerp tot nog toe uitgevoerd met een veel lagere ontwerpwaarde van de vloeigrens (“design yield strength”). Het hanteren van een hogere ontwerpwaarde van de vloeigrens is van groot belang aangezien dit kan leiden tot een reductie van de dwarsdoorsnede van de longitudinale draden. Een reductie van de dwarsdoorsnede van de longitudinale draden resulteert niet enkel in een reductie van de benodigde hoeveelheid staal maar eveneens in een reductie van de minimaal vereiste dikte van een mortelvoeg.

Het heeft echter geen zin om zonder meer de ontwerpwaarde van de vloeigrens van de longitudinale draden van een wapeningselement te verhogen. De verhoging van de ontwerpwaarde van de vloeigrens van de longitudinale draden heeft een directe invloed op de scheurwijdte van de scheuren die optreden in metselwerk, aangezien een hogere trekspanning in de longitudinale draden leidt tot een vergroting van de scheurwijdte in het metselwerk.

Om de scheurwijdte te verkleinen, is het in het vak gebruikelijk om de ontwerpspanning in het staal te reduceren, en bijgevolg de staalsectie van het wapeningselement te verhogen voor een specifieke ontwerpwaarde van belasting. In het algemeen wordt een ontwerpwaarde van de vloeigrens van 435 MPa gebruikt.

Beschrijving van de uitvinding

Het is een voorwerp van de onderhavige uitvinding om te voorzien in een werkwijze voor het reduceren van de scheurwijdte in metselwerk dat is versterkt met wapeningselementen met longitudinale draden met een hoge ontwerpwaarde van de vloeigrens (“design yield strength”).

Het is een ander voorwerp van de onderhavige uitvinding om te voorzien in een wapeningselement voor metselwerk en daarbij de met de stand van de techniek verbonden nadelen te vermijden.

In overeenstemming met een eerste aspect van de onderhavige uitvinding wordt voorzien in een werkwijze voor het reduceren van de scheurwijdte van scheuren die kunnen worden veroorzaakt in metselwerk. Het metselwerk bestaat uit lagen stenen of blokken en voegen, bij voorkeur mortelvoegen.

De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding omvat de stap van het versterken van ten minste één voeg met wapeningselementen.

De wapeningselementen bevatten ten minste twee rechte, nagenoeg evenwijdige verstevigingsdraden die met elkaar zijn verbonden door middel van een draadverbindingsstructuur. De verstevigingsdraden zijn bij voorkeur met elkaar verbonden door middel van het lassen van een draadverbindingsstructuur tussen twee aangrenzende verstevigingsdraden, bij voorkeur door het lassen van de draadverbindingsstructuur op wederzijds naar elkaar gerichte zijden van de beide verstevigingsdraden, afwisselend op de eerste verstevigingsdraad en de tweede verstevigingsdraad. De verstevigingsdraden zijn bij voorkeur stalen draden. De draadverbindingsstructuur is bij voorkeur gemaakt uit staal.

De verstevigingsdraden hebben een vloeigrens fy (“yield strength fy”) en hebben een ontwerpwaarde van de vloeigrens fyd (“design yield strength f^”).

De ontwerpwaarde van de vloeigrens fyd stemt overeen met de vloeigrens fy gedeeld door een veiligheidsfactor ys. De verstevigingsdraden van de wapeningselementen volgens deze uitvinding vertonen een ontwerpwaarde van de vloeigrens fyd van groter dan of gelijk aan 550/ys N/mm2, bij voorkeur een ontwerpwaarde van de vloeigrens fyd van groter dan of gelijk aan 600/ys N/mm2. De veiligheidsfactor ys is een partiële factor voor een materiaaleigenschap (staal), rekening houdend met onzekerheden in het materiaal. De veiligheidsfactor Ys is bijvoorbeeld gelijk aan 1,15.

De verstevigingsdraden hebben bij voorkeur een equivalente diameter van minder dan 4 mm, bij voorkeur minder dan 3,80 mm, bijvoorbeeld 3,65 mm.

Het wapeningselement heeft een weerstand F (=belastingsweerstand F) tegen belastingen die op het wapeningselement worden uitgeoefend.

De belastingsweerstand F van het wapeningselement is gelijk aan de oppervlakte van de dwarsdoorsnede van het wapeningselement in spanning As vermenigvuldigd met de vloeigrens fy van de verstevigingsdraden: F = As * fy

De ontwerpwaarde van de belastingsweerstand F van het wapeningselement wordt Fd genoemd. De ontwerpwaarde van de belastingsweerstand van het wapeningselement is gelijk aan de oppervlakte van de dwarsdoorsnede van het wapeningselement in spanning As vermenigvuldigd met de ontwerpwaarde van de vloeigrens fyd van de verstevigingsdraden:

Fd — AS fyd

Het wapeningselement eens ingebed in een mortelvoeg vertoont een hechtingscapaciteit (“bond capacity”) Fb0k (=karakteristieke hechtingscapaciteit, “characteric bond capacity”’). De hechtingscapaciteit Fb0k van een wapeningselement in metselwerk kan worden bepaald door middel van de Europese norm EN846-2.

In de test van deze Europese norm wordt een wapeningselement in mortel ingebed in een kleine wand van verbonden metseleenheden. Het wapeningselement wordt vervolgens aan trekkracht blootgesteld om zijn hechtingscapaciteit te bepalen.

Het wapeningselement heeft een ontwerpwaarde van de hechtingscapaciteit Fbod, ook ontwerphechtingscapaciteit genoemd. De ontwerpwaarde van de hechtingscapaciteit Fb0d wordt gedefinieerd als de hechtingscapaciteit Fb0k gedeeld door een veiligheidsfactor ys·, dat wil zeggen

Fb0k/ YS’·

De veiligheidsfactor γδ’ is een partiële factor voor een materiaal (versterking van staal) die onzekerheden inhoudt over geometrie en vormgeving. \S' varieert in het algemeen tussen 1,7 en 2,7.

In overeenstemming met de onderhavige uitvinding worden de ontwerpwaarde van de vloeigrens fyd (“design yield strength”) en de equivalente diameter d van de verstevigingsdraden geselecteerd op een zodanige wijze dat de ontwerpwaarde van de belastingsweerstand van een wapeningselement Fd kleiner is dan of gelijk aan de ontwerpwaarde van de hechtingscapaciteit Fbod van het wapeningselement zonder verhoging van de scheurwijdte van mogelijk in het metselwerk voorkomende scheuren.

Voor mensen uit het vak is het duidelijk dat de ontwerpwaarde van de weerstand van een wapeningselement tegen uitgeoefende belastingen Fd kleiner moet zijn dan of gelijk aan de ontwerpwaarde van de belasting Ed.

De hechtingscapaciteit Fb0k van een wapeningselement en bijgevolg ook de ontwerpwaarde van de hechtingscapaciteit Fbod van een wapeningselement kunnen worden verhoogd door de verankeringslengte van een wapeningselement te verhogen en/of door de overlappingslengte van twee zich naast elkaar bevindende wapeningselementen te verhogen.

In de praktijk wordt de verankeringslengte van een wapeningselement evenwel beperkt door de geometrie van het wapeningselement. Meer bepaald is het de draadverbindingsstructuur die de overlappingslengte van twee zich naast elkaar bevindende wapeningselementen beperkt.

Bij het overlappen van twee zich naast elkaar bevindende wapeningselementen moeten de wapeningselementen naast elkaar worden gelegd en bij voorkeur niet op elkaar, anders zal de mortel het wapeningselement niet voldoende bedekken en vergroot de dikte van de voeg. Een voorkeurswerkwijze voor het overlappen van wapeningselementen is het schuiven van één einde van een tweede wapeningselement in één einde van een eerste wapeningselement, op een zodanige wijze dat de verstevigingsdraden van de aangrenzende wapeningselement in één vlak blijven en de eerste verstevigingsdraad van het eerste wapeningselement daarbij grenst aan de eerste draad van het tweede wapeningselement en de tweede verstevigingsdraad van het eerste wapeningselement daarbij grenst aan de tweede draad van het tweede wapeningselement. De overlappingslengte van twee zich naast elkaar bevindende wapeningselementen is beperkt door het ontwerp van de wapeningselement, meer bepaald door de draadverbindingsstructuur.

Om het uittrekken van het wapeningselement te vermijden, moeten de ontwerpwaarde van de vloeigrens f^ en de equivalente diameter d van de verstevigingsdraden worden geselecteerd op een zodanige wijze dat de ontwerpwaarde van de weerstand van een wapeningselement tegen uitgeoefende belastingen Fd kleiner is dan of gelijk aan de ontwerpwaarde van de hechtingscapaciteit Fb0d van het wapeningselement in de mortel over de verankeringslengte van het wapeningselement.

Zoals hiervoor beschreven, is de verankeringslengte van een wapeningselement beperkt door het ontwerp van het wapeningselement.

Dat wil zeggen dat, bij gebruik van verstevigingsdraden met een specifieke equivalente diameter met een ontwerpwaarde van de vloeigrens fyd die groter is dan toegelaten door de hechtingscapaciteit Fb0d van het wapeningselement, de equivalente diameter van de verstevigingsdraden moet worden verkleind om een evenwicht te bereiken tussen de ontwerpwaarde van de weerstand van een wapeningselement Fd en de hechtingscapaciteit Fbod om zo het uittrekken te voorzien over de voorziene verankeringslengte.

Door verstevigingsdraden te gebruiken met een hogere ontwerpwaarde van de vloeigrens fyd en een verkleinde equivalente diameter d ontstaan echter andere problemen aangezien zulke verstevigingsdraden kunnen leiden tot een vergroting van de wijdte van scheuren die kunnen ontstaan in het metselwerk.

Volgens de wet van Hooke zal een verhoging van de spanning in de verstevigingsdraden leiden tot een verhoging van de rek: ε = E * σ waarbij ε: rek; E: Young’s Modulus; o: trekspanning.

Een scheur ontstaat in de dwarsdoorsnede van metselwerk wanneer de lokale treksterkte van het metselwerk wordt overschreden. Eens in het metselwerk een scheur ontstaat, worden de trekbelastingen overgenomen door het wapeningselement. De belastingen bij de scheur wordt dan verder overgedragen van het wapeningselement op de mortel, meer bepaald van de verstevigingsdraden van het wapeningselement op de mortel, over een lengte die belastingslengte la van het wapeningselement wordt genoemd, meer in het bijzonder de belastingslengte van de verstevigingsdraden van het wapeningselement. Aan het einde van de belastingslengte is de rek in het staal gelijk aan de rek in het metselwerk.

De scheurwijdte is afhankelijk van de belastingslengte en de rek van het wapeningselement bij de scheur. De scheurwijdte kan worden afgeleid van de volgende formule: W — 2 la £Scheur waarbij w: breedte van een scheur in het metselwerk; la: belastingslengte van een wapeningselement; ^scheur- rek van het wapeningselement bij de scheur veroorzaakt door de trekspanning £SCheur bepaald door de belasting in de scheur.

Dat wil zeggen dat door verstevigingsdraden te gebruiken met een hoge ontwerpwaarde van de vloeigrens fyd de rek in het wapeningselement wordt verhoogd. Aangezien de rek in het wapeningselement wordt verhoogd, zal de breedte van de scheur toenemen behalve wanneer de belastingslengte voldoende wordt gereduceerd.

Om dit probleem te vermijden, worden de verstevigingsdraden van het wapeningselement volgens deze uitvinding voorzien van een veelheid van ribben. Door de verstevigingsdraden te voorzien van ribben kan de belastingslengte worden verkleind.

De werkwijze volgens deze uitvinding maakt het gebruik mogelijk van wapeningselementen met verstevigingsdraden met een hoge trekspanning zonder de breedte van de in het metselwerk optredende scheuren te vergroten.

De verstevigingsdraden zijn bij voorkeur stalen draden. In specifieke uitvoeringsvormen bevat het staal roestvrij staal.

Mogelijk zijn de stalen draden gecoat, bij wijze van voorbeeld met een coating van zink of een zinklegering dan wel met een polymeercoating.

De doorsnede van de verstevigingsdraden kan om het even welke vorm aannemen. Geprefereerde verstevigingsdraden vertonen een cirkelvormige, een rechthoekige of een vierkante dwarsdoorsnede.

De verstevigingsdraden zijn bij voorkeur getrokken draden, hoewel ook draden gemaakt van plaatmateriaal en profieldraad kunnen worden overwogen.

De verstevigingsdraden hebben bij voorkeur een equivalente diameter van kleiner dan of gelijk aan 4 mm, bijvoorbeeld 3,65 mm, 3,5 mm of 3 mm.

De draadverbindingsstructuur bevat bij voorkeur een draad met een equivalente diameter van tussen 2 en 4 mm. De draad is bij voorkeur een stalen draad.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is de draadverbindingsstructuur voorzien van uitstulpingen die uitsteken uit het vlak dat de genoemde ten minste twee rechte verstevigingsdraden bevat. De uitstulpingen van de draadverbindingsstructuur vormen een afstandhoudend element waardoor de ten minste twee rechte verstevigingsdraden op een specifieke afstand worden gehouden van de laag stenen of blokkenonder, of van de laag stenen of blokken boven, of van de laag stenen of blokken onder en boven, om zo de verankering van de verstevigingsdraden in de mortel te garanderen.

De mortel kan worden aangebracht vóór de wapeningselementen worden gelegd, na het leggen van de wapeningselementen, of vóór en na het leggen van de wapeningselementen.

Het voordeel van het voorzien in een draadverbindingsstructuur met uitstulpingen die uitsteken uit het vlak dat de genoemde ten minste twee rechte verstevigingsdraden bevat, is dat de volledige verankering van de verstevigingsdraden in de mortel mogelijk wordt gemaakt. Door een wapeningselement te gebruiken met een draadverbindingsstructuur die is voorzien van uitstulpingen, is de dikte van de voeg, meer in het bijzonder de mortelvoeg, groter dan de “dikte” van het wapeningselement. Met “dikte” van het wapeningselement wordt de hoogte of de diepte bedoeld van de uitstulpingen van de draadverbindingsstructuur of de som of hoogte van diepte van de uitstulpingen van de draadverbindingsstructuur en de diameter van de verstevigingsdraden.

Een ander voordeel van het gebruik van een wapeningselement met een draadverbindingsstructuur die is voorzien van uitstulpingen, is dat wanneer de verstevigingsdraden volledig zijn verankerd in de laag mortel de belastingen die worden veroorzaakt in een scheur worden overgedragen via de kortst mogelijke belastingslengte van het wapeningselement naar de mortel.

Bovendien zullen de verstevigingsdraden niet worden verzwakt door enige vervorming en hun volledige treksterkte behouden over hun volledige lengte.

Dit voorkeurstype van wapeningselementen biedt metsers op een werf de mogelijkheid om de volgende werkwijze toe te passen: het eerst aanbrengen van een wapeningselement op de bovenkant van de laatst gelegde laag stenen of blokken, gevolgd door het aanbrengen van een laag mortel vóór de volgende laag stenen of blokken wordt gelegd. Deze werkwijze biedt belangrijke voordelen ten opzichte van de huidige aanbevolen werkwijze die de stappen omvat van het eerst aanbrengen van een laag mortel op het bovenoppervlak van de laatst gelegde laag stenen of blokken, gevolgd door het aanbrengen van het wapeningselement en tot slot het aanbrengen van een volgende laag mortel vóór de volgende laag stenen of blokken wordt gelegd. Deze gewoonlijk aanbevolen werkwijze is lastig en geeft verwerkbaarheidsproblemen voor sommige types mortel.

Om het even welk type uitstulpingen kan worden overwogen. De uitstulpingen kunnen bijvoorbeeld worden voorzien door het buigen van de draadverbindingsstructuur. Als een andere mogelijkheid kunnen de uitstulpingen worden aangebracht door de draadverbindingsstructuur te voorzien van clips, bijvoorbeeld plastic clips.

De uitstulpingen kunnen worden voorzien aan één zijde van het vlak dat de verstevigingsdraden bevat, zoals aan de bovenkant of aan de onderkant. In alternatieve uitvoeringsvormen kunnen de uitstulpingen worden voorzien aan beide zijden van het vlak dat de verstevigingsdraden bevat, dat wil zeggen aan de bovenkant en aan de onderkant.

De door buiging gevormde uitstulpingen van de draadverbindingsstructuur kunnen om het even welke vorm aannemen, bijvoorbeeld een sinusoïdale vorm of een U-vorm.

In een voorkeursuitvoeringsvorm zijn de uitstulpingen van de draadverbindingsstructuur aangebracht dicht bij de verstevigingsdraden, bijvoorbeeld binnen een afstand van maximum 10 cm van de verbindingspunten tussen de uitstulpingen van de draadverbindingsstructuur en de verstevigingsdraden, bijvoorbeeld binnen een afstand van maximum 8 cm, bijvoorbeeld van maximum 5 cm, bijvoorbeeld van maximum 3 cm. Deze uitvoeringsvorm is bijzonder gunstig voor wapeningselementen die moeten worden gebruikt ter versteviging van wanden waar de stenen of blokken binnenin holle ruimtes vertonen. In het geval dat de afstandhoudende elementen zijn geplaatst in het midden van de draadverbindingsstructuur, bestaat het gevaar dat de uitstulpingen binnen de holle ruimtes vallen en hun afstandhoudende functie volledig missen.

In overeenstemming met een tweede aspect van de onderhavige uitvinding wordt voorzien in een wapeningselement die is aangepast voor de versteviging van metselwerk.

Het wapeningselement bevat ten minste twee rechte, nagenoeg evenwijdige verstevigingsdraden die met elkaar zijn verbonden door middel van een draadverbindingsstructuur. Bij voorkeur bevat het wapeningselement twee rechte, nagenoeg evenwijdige verstevigingsdraden.

De draadverbindingsstructuur is bij voorkeur gemaakt uit staal.

De verstevigingsdraden vertonen een vloeigrens fy en een ontwerpwaarde van de vloeigrens fyd.

De verstevigingsdraden van de wapeningselementen volgens deze uitvinding vertonen een ontwerpwaarde van de vloeigrens van groter dan of gelijk aan 550/ys N/mm2, bij voorkeur een ontwerpwaarde van de vloeigrens fyd van groter dan of gelijk aan 600/Ys N/mm2. De veiligheidsfactor ys is bijvoorbeeld gelijk aan 1,15.

De verstevigingsdraden hebben bij voorkeur een equivalente diameter van minder dan 4 mm, meer bij voorkeur minder dan 3,80 mm, bijvoorbeeld 3,65 mm.

De verstevigingsdraden zijn voorzien van een veelheid van ribben.

In overeenstemming met een derde aspect van de onderhavige uitvinding wordt voorzien in metselwerk dat is versterkt door middel van de hiervoor beschreven wapeningselementen.

Beknopte beschrijving van de figuren in de tekeningen

De uitvinding wordt nu met meer bijzonderheden beschreven onder verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen waarin: - figuur 1 een eerste uitvoeringsvorm illustreert van een wapeningselement volgens deze uitvinding; - figuur 2 een tweede uitvoeringsvorm illustreert van een wapeningselement volgens deze uitvinding; - figuur 3 een perspectiefbeeld illustreert van een deel van een metselwerk met twee lagen stenen of blokken en een tussenliggende mortelvoeg, versterkt door middel van een wapeningselement zoals wordt geïllustreerd in figuur 2; - figuur 4 een dwarsdoorsnede illustreert van de uitvoeringsvorm uit figuur 3; - figuur 5 een soortgelijke dwarsdoorsnede illustreert als in figuur 4, maar met een ander type wapeningselement; - figuur 6 een soortgelijke dwarsdoorsnede illustreert als in de figuren 4 en 5, maar met nog een andere vorm van het wapeningselement; - fig. 7a-7b een specifieke uitvoeringsvorm illustreren van een laddertype van wapeningselement; - fig. 8a-8c wapeningselementen illustreren volgens deze uitvinding waarbij de uitstulpingen van de draadverbindingsstructuur zijn geplaatst dicht bij de verstevigingsdraden.

Werkwiize(n) om de uitvinding uit te voeren

De onderhavige uitvinding zal worden beschreven met betrekking tot specifieke uitvoeringsvormen en onder verwijzing naar bepaalde tekeningen, maar de uitvinding wordt niet tot deze beperkt maar uitsluitend tot de conclusies. De beschreven tekeningen zijn slechts schematisch en niet beperkend. In de tekeningen kunnen de afmetingen van sommige van de elementen omwille van illustratieve redenen worden overdreven en niet op werkelijke schaal getekend. De afmetingen en de relatieve afmetingen komen niet overeen met de werkelijke belichaming van de uitvinding in de praktijk.

De volgende uitdrukkingen worden uitsluitend gedefinieerd om bij te dragen tot een beter begrip van de uitvinding.

• Metselwerk: alle bouwsystemen die worden opgetrokken door het stapelen van relatief kleine eenheden van steen, klei of beton, verbonden door bijvoorbeeld mortel of lijm tot de vorm van wanden, zuilen, bogen, balken of koepels.

• Treksterkte: de maximale spanning waaraan een materiaal weerstaat wanneer het wordt onderworpen aan een op het materiaal uitgeoefende belasting, meer bepaald trekbelasting. De waarde van de treksterkte komt overeen met de belasting (trekbelasting) gedeeld door de oppervlakte van de initiële dwarsdoorsnede.

• Vloeigrens (yield strength): de spanning waarbij een materiaal zich plastisch begint te vervormen.

• Spanning: de verhouding van de toegepaste belasting ten opzichte van de oppervlakte van de dwarsdoorsnede van een element onder spanning.

• Rek (strain): een maat van de vervorming van het materiaal.

• Equivalente diameter van een draad: de diameter van een imaginaire draad met een cirkelvormige radiale doorsnede, die een oppervlakte heeft identiek aan de oppervlakte van deze draad.

Figuur 1 beschrijft een wapeningselement 100 met twee rechte, nagenoeg evenwijdige stalen verstevigingsdraden 102 die aan elkaar zijn gelast door middel van een draadverbindingsstructuur 104.

De draadverbindingsstructuur 104 van de uitvoeringsvorm die wordt geïllustreerd in figuur 1 loopt tussen twee verstevigingsdraden 102 langs een nagenoeg zigzag lopende lijn. Een zulk wapeningselement wordt een “truss”-type of ‘zigzag’-type genoemd.

Ook wapeningselementen van het laddertype met als draadverbindingsstructuur een reeks kruisende componenten zoals beschreven in US2929238 en US6629393 kunnen worden overwogen.

De verstevigingsdraden 102 vertonen een vloeigrens fy van groter dan of gelijk aan 550 N/mm2. Meer bij voorkeur vertonen de verstevigingsdraden 102 een vloeigrens fy van groter dan of gelijk aan 600 N/mm2.

De verstevigingsdraden 102 vertonen een ontwerpwaarde van de vloeigrens fyd- De ontwerpwaarde van de vloeigrens fyd van de verstevigingsdraden 102 is groter dan of gelijk aan 550/ ys N/mm2. Meer bij voorkeur is de ontwerpwaarde van de vloeigrens fyd van de verstevigingsdraden 102 groter dan of gelijk aan 600/ ys N/mm2.

De verstevigingsdraden 102 vertonen een equivalente diameter d van kleiner dan of gelijk aan 4 mm. In de uitvoeringsvorm die wordt geïllustreerd in figuur 1 hebben de verstevigingsdraden 102 draden met een cirkelvormige dwarsdoorsnede van 3,65 mm.

De verstevigingsdraden 102 zijn voorzien van een veelheid van ribben 106.

Het wapeningselement 100 biedt een weerstand F tegen op het wapeningselement uitgeoefende belasting. De weerstand F heeft een ontwerpwaarde Fd. De ontwerpwaarde Fd is gelijk aan de oppervlakte van de dwarsdoorsnede van de verstevigingsdraden 102 in spanning vermenigvuldigd met de ontwerpwaarde van de vloeigrens f^.

Het in een mortelvoeg ingebrachte wapeningselement 100 vertoont een ontwerpwaarde van de hechtingscapaciteit Fbod.

In overeenstemming met de onderhavige uitvinding worden de ontwerpwaarde van de vloeigrens f^ van de verstevigingsdraden 102 en de equivalente diameter d van de verstevigingsdraden 102 geselecteerd op een zodanige wijze dat de ontwerpwaarde van de weerstand van een wapeningselement Fd kleiner is dan of gelijk aan de ontwerpwaarde van de hechtingscapaciteit Fbod.

Het is essentieel voor het wapeningselement volgens deze uitvinding dat de verstevigingsdraden zijn voorzien van een veelheid van ribben.

De diameter van de draadverbindingsstructuur 104 is bij voorkeur kleiner dan 4 mm, bijvoorbeeld tussen 2 en 4 mm, bijvoorbeeld 2,5 of 3 mm.

Figuur 2 illustreert een uitvoeringsvorm van een wapeningselement 200 volgens deze uitvinding waarbij de draadverbindingsstructuur 204 van het wapeningselement is voorzien van uitstulpingen.

Het wapeningselement 200 vertoont twee rechte, nagenoeg evenwijdige stalen verstevigingsdraden 202 die aan elkaar zijn gelast door middel van een draadverbindingsstructuur 204. Dit lassen kan om het even welke vorm van lassen omvatten, bijvoorbeeld puntlassen of stuiklassen. De verstevigingsdraden 202 zijn voorzien van een veelheid van ribben 206.

De draadverbindingsstructuur 204 loopt tussen twee verstevigingsdraden 202 langs een nagenoeg zigzag lopende lijn en is voorzien van uitstulpingen 208 die uitsteken uit het vlak dat de twee rechte verstevigingsdraden 202 bevat.

De uitstulpingen 208 zijn gevormd door sommige delen van de draadverbindingsstructuur 204 te buigen uit het vlak dat wordt gevormd door de twee rechte verstevigingsdraden. Deze delen worden bijvoorbeeld aan één kant uit dit vlak gebogen. Het is mogelijk om elke lengte van de draad 220 tussen de verstevigingsdraden 202 te voorzien van één of meerdere uitstulpingen 208.

Het is eveneens mogelijk dat niet elke lengte van de draad 210 tussen de verstevigingsdraden 202 is voorzien van één of meerdere uitstulpingen 208. In de uitvoeringsvorm die wordt geïllustreerd in figuur 2 is er een uitstulping 208 voor elk paar opeenvolgende draadlengtes 210.

De uitstulpingen 208 vertonen een zekere diepte (of hoogte) van bijvoorbeeld 1 tot 6 mm ten opzichte van het vlak dat wordt gevormd door het bovenste gedeelte van de beide verstevigingsdraden 202. Op die wijze vormen de uitstulpingen 208 afstandhoudende elementen. De uitstulpingen 208 vertonen meer bij voorkeur een diepte (of hoogte) van 1 tot 4 mm, bijvoorbeeld van 2 of 3 mm ten opzichte van het vlak dat wordt gevormd door het bovenste gedeelte van de beide verstevigingsdraden 202. Op die wijze vormen de uitstulpingen 208 afstandhoudende elementen of afstandhouders voor het wapeningselement 200. De uitstulpingen definiëren op die wijze een zekere dikte van de voeg tussen twee aangrenzende lagen stenen of blokken die groter is dan de totale dikte van het wapeningselement, dat wil zeggen de som van de diameter van de verstevigingsdraden 202 en de diepte (of hoogte) van de uitstulpingen 208 van de draadverbindingsstructuur.

Figuur 3 toont een perspectiefzicht van een klein gedeelte van het metselwerk 320 met twee aangrenzende lagen stenen of blokken 301, 303 en een tussenliggende voeg 305 uit mortel of een andere kleefstof. De voeg 305 is versterkt door middel van een soortgelijke wapeningselement 300 als wordt geïllustreerd in figuur 2. Het wapeningselement vertoont twee verstevigingsdraden 302 die elk zijn voorzien van een veelheid van ribben. De verstevigingsdraden 302 zijn met elkaar verbonden door middel van een draadverbindingsstructuur 304. De draadverbindingsstructuur 304 is voorzien van uitstulpingen 308.

Figuur 4 illustreert een dwarsdoorsnede van de uitvoeringsvorm uit figuur 3 langs de lijn ΙΙ-ΙΓ in figuur 3. Uit figuur 4 blijkt duidelijk dat elk van de uitstulpingen 308 is ontworpen om steun te bieden op het bovenste oppervlak van de onderste laag 301 stenen of blokken. Het is duidelijk dat door middel van de uitstulpingen 308 van de draadverbindingsstructuur 304 de verstevigingsdraden 302 zijn gesitueerd op een gewenste of specifieke afstand boven het bovenste oppervlak van de onderste laag 301 stenen of blokken en bijgevolg op correcte wijze zijn verankerd in de mortelvoeg 305.

De uitvoeringsvorm van het wapeningselement 500 die wordt geïllustreerd in figuur 5 vertoont een draadverbindingsstructuur 504 met uitstulpingen 508 aan beide zijden van het vlak dat de verstevigingsdraden 502 bevat.

De uitstulpingen 508 zijn ontworpen om zowel naar boven (streepjeslijnen) als naar onderen (volle lijnen) uit te steken uit het vlak dat wordt gedefinieerd door de twee longitudinale verstevigingsdraden 502. Opnieuw is duidelijk dat de verstevigingsdraden 502 zijn gesitueerd op een gewenste of specifieke afstand boven het bovenste oppervlak van de onderste laag 501 stenen of blokken, maar tevens op een zekere afstand onder het onderste oppervlak van de bovenste laag 503 stenen of blokken aangezien de uitstulpingen 508 nu zijn ontworpen om in contact te komen met zowel het bovenste oppervlak van de onderste laag 501 stenen of blokken als met het onderste oppervlak van de bovenste laag 503. Dat wil zeggen dat de verstevigingsdraden 502 nog beter zijn verankerd in de mortelvoeg 503.

Een wapeningselement 500 met uitstulpingen 508 zowel naar boven als naar onderen is zeer gunstig. Vooreerst kan het op om het even welke kant worden geplaatst, er zal altijd een afstand worden gecreëerd zowel onder als boven de verstevigingsdraden 502. Het is belangrijk om te noteren dat het niet de functie is van het wapeningselement 500 volgens deze uitvinding om een vaste en constante afstand te behouden tussen twee lagen stenen of blokken zoals wordt beschreven in US-A-2004/182029, maar om mogelijk te maken dat de verstevigingsdraden 502 volledig worden verankerd in mortel. Een laag mortel wordt bij voorkeur voorzien boven het wapeningselement, onder het wapeningselement, of boven en onder het wapeningselement.

Figuur 6 illustreert een dwarsdoorsnede door metselwerk 600 met een nog andere uitvoeringsvorm van een wapeningselement 600. Het wapeningselement 600 is van het laddertype, waarbij sommige staaldraden 604 die de beide verstevigingsdraden 602 verbinden, worden gebogen om uitstulpingen 608 te vormen met nagenoeg de vorm van kantelen. In de uitvoeringsvorm die wordt geïllustreerd in figuur 6 hebben alle golvingen in de vervormde verbindingsdraden 604 dezelfde hoogte of diepte. Het is ook mogelijk om de stalen verbindingsdraden 604 te vervormen om deze een nagenoeg sinusoïdale vorm te geven.

Figuur 7a toont een doorsnede van een andere uitvoeringsvorm van een wapeningselement 700 op een zekere locatie en figuur 7b toont een doorsnede van deze uitvoeringsvorm van een wapeningselement 700 op een andere locatie. Het wapeningselement 700 is van het laddertype, dat wil zeggen dat de verbindingsstructuur 704 verschillende afzonderlijke stukken draad bevat.

De verschillende afzonderlijke stukken draad zijn afwisselend gepuntgelast boven het vlak van de verstevigingsdraden 5 (figuur 7a) en onder het vlak van de verstevigingsdraden 5 (figuur 7b). In het geval van een naar boven gekeerde uitstulping 708 is het draadstuk gepuntlast boven het vlak van de verstevigingsdraden 702 (figuur 7a). In het geval van een naar onderen gekeerde uitstulping 708’ is het draadstuk gepuntlast onder het vlak van de verstevigingsdraden 702 (figuur 7b). De uitvoeringsvorm uit de figuren 7a en 7b heeft als voordeel dat de hoogte of diepte van de uitstulpingen kan worden gereduceerd met de dikte of de diameter van de verstevigingsdraden 702.

De figuren 8a, 8b en 8c illustreren elk uitvoeringsvormen van een wapeningselement 800 waar de afstandhoudende elementen 800’, 800” zijn geplaatst dicht bij de verstevigingsdraden 802 om zo te vermijden dat de afstandhoudende elementen binnen de holle ruimte van zekere stenen of blokken vallen.

De uitvoeringsvorm die wordt geïllustreerd in figuur 8a is een wapeningselement 800 van het zigzagtype. Elk type verbindingsdraad 804 vertoont twee delen 808’ die naar onderen werden gebogen en twee delen 808” die naar boven werden gebogen. De reden om zowel naar boven als naar onderen te buigen, is dat het wapeningselement zijn afstandhoudende functie zal uitvoeren, hoe hij ook op de laag stenen of blokken wordt gelegd. De afstandhoudende elementen 808’, 808” kunnen bijvoorbeeld elk een lengte hebben van 1,5 tot 2,5 cm om het wapeningselement voldoende stabiliteit te geven op de laag stenen of blokken en toch te veel contact tussen de verbindingsdraden en de laag stenen of blokken te vermijden.

Ook de uitvoeringsvorm die wordt geïllustreerd in figuur 8b is van een wapeningselement 800 van het zigzagtype . In deze uitvoeringsvorm vertoont elk stuk van de verbindingsdraad 804 slechts één deel 808’ en 808”. De ervaring heeft geleerd dat dit in veel gevallen voldoende is voor de stabiliteit.

De uitvoeringsvorm die wordt geïllustreerd in figuur 8c is van het laddertype. Elk type verbindingsdraad 804 vertoont twee delen 808’ die naar onderen werden gebogen en twee delen 808” die naar boven werden gebogen.

Claims (15)

1. Een werkwijze voor het reduceren van de scheuren die kunnen worden veroorzaakt in metselwerk, waarbij het genoemde metselwerk bestaat uit lagen stenen of blokken en voegen, de genoemde werkwijze de stap omvat van het versterken van ten minste één voeg met wapeningselementen, de genoemde wapeningselementen ten minste twee rechte, nagenoeg evenwijdige verstevigingsdraden bevatten die met elkaar zijn verbonden door middel van een draadverbindingsstructuur, de genoemde verstevigingsdraden een ontwerpwaarde van de vloeigrens vertonen van groter dan of gelijk aan 550/γδ N/mm2 en een equivalente diameter d van kleiner dan of gelijk aan 4 mm, het genoemde wapeningselement een weerstand F biedt tegen op de genoemde wapeningselement uitgeoefende belasting, de genoemde weerstand F een ontwerpwaarde van de weerstand Fd vertoont, de genoemde ontwerpwaarde van de weerstand Fd gelijk is aan de oppervlakte van de dwarsdoorsnede van de verstevigingsdraden in spanning vermenigvuldigd met de ontwerpwaarde van de vloeigrens fyd, het in de genoemde voeg ingebrachte genoemde wapeningselement een hechtingscapaciteit Fb0k vertoont, de genoemde hechtingscapaciteit Fb0k wordt bepaald in overeenstemming met de Europese norm EN846-2, de genoemde hechtingscapaciteit Fb0k een ontwerpwaarde van de hechtingscapaciteit Fbod vertoont, daardoor gekenmerkt dat de genoemde ontwerpwaarde van de vloeigrens fyo van de genoemde verstevigingsdraden en de genoemde equivalente diameter d van de genoemde verstevigingsdraden worden geselecteerd op een zodanige wijze dat de genoemde ontwerpwaarde van het genoemde wapeningselement Fd kleiner is dan of gelijk aan de genoemde ontwerpwaarde van de hechtingscapaciteit Fbod van het genoemde wapeningselement, en dat de genoemde verstevigingsdraden zijn voorzien van een veelheid van ribben.

2. Een werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de verstevigingsdraden stalen draden bevatten.

3. Een werkwijze volgens conclusie 1 of conclusie 2, waarbij de genoemde draadverbindingsstructuur een stalen draad of een aantal stalen draden bevat.

4. Een werkwijze volgens om het even welke van de vorige conclusies, waarbij de genoemde verstevigingsdraden met elkaar zijn verbonden door middel van het lassen van de genoemde draadverbindingsstructuur tussen twee aangrenzende verstevigingsdraden.

5. Een werkwijze volgens om het even welke van de vorige conclusies, waarbij de genoemde verstevigingsdraden een ontwerpwaarde van de vloeigrens fyd vertonen van meer dan 600/γ3 N/mm2.

6. Een werkwijze volgens om het even welke van de vorige conclusies, waarbij de genoemde verstevigingsdraden een equivalente diameter d vertonen van kleiner dan of gelijk aan 3,65 mm.

7. Een wapeningselement dat ten minste twee rechte, nagenoeg evenwijdige verstevigingsdraden bevat die met elkaar zijn verbonden door middel van een draadverbindingsstructuur, waarbij de genoemde verstevigingsdraden een ontwerpwaarde van de vloeigrens vertonen van groter dan of gelijk aan 550/γδ N/mm2 en een equivalente diameter d van kleiner dan of gelijk aan 4 mm, het genoemde wapeningselement een weerstand F biedt tegen op het genoemde wapeningselement uitgeoefende belasting, de genoemde weerstand F een ontwerpwaarde van de weerstand Fd vertoont, de genoemde ontwerpwaarde van de weerstand Fd gelijk is aan de oppervlakte van de dwarsdoorsnede van de verstevigingsdraden in spanning vermenigvuldigd met de ontwerpwaarde van de vloeigrens f^, het in de genoemde voeg ingebrachte genoemde wapeningselement een hechtingscapaciteit Fb0k vertoont, de genoemde hechtingscapaciteit Fb0k wordt bepaald in overeenstemming met de Europese norm EN846-2, de hechtingscapaciteit Fb0k een ontwerpwaarde van de hechtingscapaciteit Fbod vertoont, daardoor gekenmerkt dat de genoemde ontwerpwaarde van de vloeigrens fyd van de genoemde verstevigingsdraden en de genoemde equivalente diameter d van de genoemde verstevigingsdraden worden geselecteerd op een zodanige wijze dat de genoemde ontwerpwaarde van het genoemde wapeningselement Fd kleiner is dan of gelijk aan de genoemde ontwerpwaarde van de hechtingscapaciteit Fbod van het genoemde wapeningselement, en dat de genoemde verstevigingsdraden zijn voorzien van een veelheid van ribben.

8. Een wapeningselement volgens conclusie 7, waarbij de verstevigingsdraden stalen draden bevatten.

9. Een wapeningselement volgens conclusie 7 of conclusie 8, waarbij de genoemde draadverbindingsstructuur een stalen draad of een aantal stalen draden bevatten.

10. Een wapeningselement volgens om het even welke van de conclusies 7 tot 9, waarbij de genoemde verstevigingsdraden met elkaar zijn verbonden door middel van het lassen van de genoemde draadverbindingsstructuur tussen twee aangrenzende verstevigingsdraden.

11. Een wapeningselement volgens om het even welke van de conclusies 7 tot 10, waarbij de genoemde verstevigingsdraden een ontwerpwaarde van de vloeigrens fyd vertonen van meer dan 600/γ3 N/mm2.

12. Een wapeningselement volgens om het even welke van de conclusies 7 tot 11, waarbij de genoemde verstevigingsdraden een equivalente diameter d vertonen van kleiner dan of gelijk aan 3,65 mm.

13. Een wapeningselement volgens om het even welke van de conclusies 7 tot 12, waarbij de genoemde draadverbindingsstructuur is voorzien van uitstulpingen die uitsteken uit het vlak dat de genoemde ten minste twee rechte verstevigingsdraden bevat, die afstandhoudende elementen vormen die een verankering van de genoemde verstevigingsdraden in mortel mogelijk maken.

14. Een wapeningselement volgens conclusie 13, waarbij de genoemde uitstulpingen van de genoemde draadverbindingsstructuur aanwezig zijn aan de beide zijden van het genoemde vlak dat de genoemde verstevigingsdraden bevat.

15. Metselwerk dat lagen stenen of blokken en voegen bevat, waarbij ten minste één voeg is versterkt met een aantal wapeningselementen zoals gedefinieerd in om het even welke van de conclusies 7 tot 14.