Berekenen en simuleren van schoring bij een gemene muur

Schoring, de sloopwereld wordt er dagelijks mee geconfronteerd

Het gebruik van schoring is een veel voorkomend fenomeen in het straatbeeld en gaat meestal gepaard met slopingswerken. Deze werken vereisen uitzonderlijke precisie en de kleinste fout kan tot enorme schade leiden. Bij deze werken zal de veiligheid dus een hoofdrol opeisen. Vooraleer de werken starten is het dus noodzakelijk dat een goede voorbereiding wordt opgesteld zodat geen ongewenste problemen optreden. Het is van groot belang dat de stabiliteit van naburige gebouwen steeds gewaarborgd is bij het uitvoeren van de sloopwerken. Om deze stabiliteit te verzekeren wordt dus gebruik gemaakt van schoring. In deze thesis werd dan onderzocht wat het schoren precies inhoudt en of hiermee de stabiliteit verzekerd kan worden. De drie meeste gebruikte types gevelschoring worden hierin besproken, namelijk speldankers, schoorbalken en tripodes. Van deze types werd steeds onderzocht welke krachten hierop zullen inwerken en of het materiaal deze krachten dan kan opvangen. Met simulatieprogramma SCIA werd dan de werkelijkheid zo goed mogelijk gesimuleerd en werd bekeken hoe de gevel zich zal gedragen in verschillende omstandigheden. Om ook de praktische kant van schoring te kunnen bestuderen, werden ook trek- en afschuifproeven uitgevoerd op een bestaande gevel.

Wanneer de belastingen onderzocht weden die inwerken op de schoring, dan blijkt dat de windkracht de grootste invloed zal uitoefenen op de schoring. Uit onderzoek bleek dat de grootste windkracht bekomen wordt wanneer de wind zijdelings langs de gemene muur blaast. Met deze windrichting werden dan ook de verdere berekeningen uitgevoerd. Daarnaast is de grootte van de windkracht afhankelijk van de ligging van het gebouw. Hiervoor wordt een onderscheid gemaakt in 5 klassen (klasse 0 tot klasse IV) waarbij klasse 0 de grootste windkrachten zal veroorzaken. Bij deze klasse is het gebouw aan de kust gelegen waarbij zeewinden zullen inwerken op het gebouw. Ook de terugkeerperiode speelt een belangrijke rol bij de grootte van de windkracht. Bij toenemende terugkeerperiode worden grotere windkrachten bekomen. De invloed van de terugkeerperiode werd onderzocht voor een terugkeerperiode van 1,58 jaar en 50 jaar.

Ook de invloed van de schuinstand van de gevel werd onderzocht, maar uit onderzoek blijkt dat de wind een veel grotere kracht veroorzaakt in vergelijking met de kracht ten gevolge van de schuinstand. Voor de verdere berekeningen werd deze kracht dan niet ingerekend. Daarnaast dient ook opgemerkt te worden dat al reeds zeer grote veiligheden ingerekend zijn in de bepaling van de windkracht.

Aan de hand van deze belastingen werd dan gecontroleerd of het materiaal van de speldanker, schoorbalk en tripode voldoet. Hierbij werd steeds gewerkt met de grootste windbelasting die gebruikt werd tijdens deze thesis (1106,5 N/mm²). Voor de speldankers werd eerst onderzocht welke oppervlakte 1 speldanker opneemt. Uit onderzoek bleek dat 1 speldanker een oppervlakte opneemt van 10,69 m². Vervolgens werd theoretisch berekend dat de maximale belasting die het UPN100 profiel kan opnemen 92 kN bedraagt. Volgens de technische fiche mag slechts een kracht van 24 kN op het anker terecht komen en is het dus zeker mogelijk om een kleiner profiel te gebruiken. Een UPN80 profiel kan nog steeds een kracht opnemen van 60,8 kN.

Om de schoorbalk te controleren werden verschillende controles uitgevoerd en uit onderzoek blijkt dat de controle van de doorbuiging de strengste eis oplevert. Bijgevolg werd met deze eis berekend hoeveel steunvoeten geplaatst moeten worden indien de breedte van de gemene muur wijzigt of indien andere profielen gebruikt worden. In de praktijk wordt standaard gewerkt met UPN180 profielen, maar uit de berekeningen volgt dat het opnieuw mogelijk is om met kleinere profielen te werken. Zo is het uitvoeren van een schoorbalk met UPN120 profielen zeker mogelijk.

Met SCIA werd dan de toepassing van speldankers uitvoerig onderzocht en werd bekeken of de vervorming en de buigtrekspanningen in het metselwerk binnen de normen vallen. Uit simulaties is steeds gebleken dat de grootste vervorming telkens plaatsvindt bovenaan de gemene muur omdat zich daar een uitkraging voordoet. Een mogelijke oplossing is het plaatsen van een extra anker bovenaan de gevel in horizontale richting. Daarnaast blijkt ook dat zich centraal bovenaan in de 2de rij een anker bevindt die geen krachten opneemt. Het is dus mogelijk om dit anker weg te laten. Ook de dikte van de gemene muur speelt een belangrijke rol. Wanneer een dikte van 15 cm niet gehaald wordt, dan eist dit extra aandacht en is het misschien aangewezen om meerdere speldankers te plaatsen. Tenslotte werd ook onderzocht of het mogelijk is om minder ankers per rij te plaatsen, maar dit bleek geen succes te zijn omdat de buigtrekspanningen in het metselwerk te groot worden.

Wanneer naast de theoretische kant ook de praktische kant getest werd, dan blijkt dat zowel aandacht besteed moet worden aan het uitblazen als aan het borstelen van het metselwerk. Het borstelen wordt vaak verwaarloosd, maar uit de resultaten blijkt dat een extra sterkte van 50% bekomen kan worden. Daarnaast blijkt dat ook een grotere sterkte bekomen kan worden wanneer meerdere ankers in groep worden geplaatst. Ook de boordiepte speelt een belangrijke rol, want naarmate deze diepte groter wordt, kunnen grotere krachten opgenomen worden. Uit een trekproef op de Dywidagstang en –staaf blijkt dat een zeer grotere veiligheid aanwezig is op deze materialen. Het is hierbij mogelijk om trekkrachten te bekomen tot 173 kN.

Er kan dus besloten worden dat ik de praktijk zeer veel vuistregels toegepast worden, maar wanneer een grondige voorstudie zou uitgevoerd worden dan kunnen zeker besparingen uigevoerd worden. Op de materialen en de uigevoerde berekeningen zitten zeer grote veiligheden die leiden tot het plaatsen van te veel schoring.