Lange tijd werd het ontwerp van ankers buiten de Eurocode gehouden, maar vandaag is deze situatie veranderd. Vóór de officiële publicatie van EN1992-4 (Eurocode 2 Deel 4) door CEN, waren de ETAG001 Bijlage C de richtlijnen voor de dimensionering van ankers in beton. Om te blijven voldoen aan de stand van de techniek op het gebied van verankeren, raden wij u aan dit artikel te lezen om erachter te komen wat de belangrijkste verschillen zijn tussen ETAG001 Annex C en de Eurocode 2 Deel 4.

Algemene wijzigingen

Doel van het ontwerp

In EN1992-4 wordt expliciet gesteld dat de code zowel structurele als niet-structurele toepassingen omvat, zolang deze relevant zijn voor de veiligheid. Ten opzichte van ETAG001 is ook het toepassingsgebied uitgebreid, zowel wat betreft de betonklassen (van C12/15 tot C90/105) als wat betreft de grondplaatconfiguraties.

Betonsterkte

In ETAG001 Annex C werd de kubusvormige druksterkte gebruikt, in EN1992-4 wordt in plaats daarvan de cilindrische sterkte gebruikt. Deze wijziging leidt tot enkele verschillen in de formules voor de berekening van de weerstand. In het algemeen kan de weerstand met de nieuwe code iets lager uitvallen.

Conische betonbreuk

Wanneer de grondplaat wordt onderworpen aan een buigend moment, wordt in het beton een drukkracht opgewekt die de conische sterkte kan verhogen. Hoewel met dit aspect geen rekening was gehouden in ETAG, wordt het in de nieuwe Eurocode wel in aanmerking genomen.

Gecombineerde betonbreuk en pull-out in het geval van achteraf geïnstalleerde chemische ankers

Om rekening te houden met de potentiële krimp van chemische ankers, introduceert EN1992-4 een nieuwe parameter ψ(sus) voor hangende belastingen. Deze factor is afhankelijk van de specifieke prestaties van het product en de verhouding tussen de opgehangen belasting en de totale op het anker inwerkende kracht.

De factor die alleen van het product afhangt is ψ(0, sus), die wordt genomen als 0,6 (functie van de temperatuur in beton) tenzij andere parameters beschikbaar zijn in de ETA van het product. Een product kan bijvoorbeeld in zijn ETA een waarde ψ(0,sus) hebben die gelijk is aan 0,8, dit betekent dat als de opgehangen belasting in verhouding tot het totaal minder dan 80% is, de sterkte niet zal afnemen door krimp. Als de verhouding daarentegen 90% is, moet de weerstand in verband met deze bezwijkvorm met 10% worden verminderd.

De onderstaande afbeelding illustreert twee mogelijke scenario's

Breuk door uitrukken

De berekeningsmethode blijft dezelfde, maar er zijn aanwijzingen dat deze faalwijze kan worden weggelaten, afhankelijk van de dikte van het basismateriaal en de wapening.

Breuk van staal onder snijwerking met morteldikte onder de plaat

In oude ETAG's werd de sterkte van het staal aanzienlijk verminderd wanneer er een hefboomarm en een snijactie waren. Het was bewezen dat deze aanpak te conservatief was, vooral in niet gescheurde betonsituaties. De nieuwe EN1992-4 maakt een alternatieve oplossing mogelijk bij aanwezigheid van mortel onder de plaat. Als we een voorbeeld nemen met een M16 staaf, is het verschil tussen de oude richtlijnen en de nieuwe rekencode zeer gevoelig, zoals te zien is in de onderstaande afbeelding.

Deze alternatieve methode kan alleen worden gebruikt wanneer

1. er ten minste een groep van 2 ankers is;
2. er geen trek/momentbelasting is;
3. voorwaarde van niet-gescheurd beton;
4. morteldikte minder dan 40 mm en 5 maal de diameter van de staaf;
5. morteldruksterkte > 30 MPa en wanneer het contactoppervlak tussen beton en mortel ruw is.

Breuk van betonranden

Voor deze breukwijze zijn er tal van formules die veranderd zijn tussen ETAG en EN1992-4. De parameters die een rol spelen zijn de invloed van de in het basismateriaal gestorte wapening en de richting van de belasting ten opzichte van de rand. De behandelde configuraties komen niet vaak voor in alledaagse toepassingen.

Er is nog een ander punt dat van belang kan zijn voor de ontwerper: er is geen manier om de sterkte van de betonrand te berekenen in aanwezigheid van een hefboomarm. Voor deze omstandigheden moet de ingenieur een technische beoordeling maken, rekening houdend met mogelijke extra veiligheidsfactoren.

Gecombineerde breuk door afschuiving en trek

Bij het combineren van trek- en afschuifsterktes werden in ETAG alleen de lagere sterktes voor elk van de twee typen in aanmerking genomen, ook al behoorden de twee sterktes tot verschillende breuken aan de kant van het basismateriaal - staal of beton. Deze aanpak was zeer conservatief. In de nieuwe Eurocode wordt aangegeven dat de breuk van staal en beton afzonderlijk moeten worden behandeld. Dit resulteert in een hogere sterkte in vergelijking met ETAG, vooral in seismische omstandigheden.

Hoe kunt u dimensioneren volgens de nieuwe Eurocode 2 Deel 4?

Download onze PROFIS Engineering software. Met PROFIS Engineering kunt u naast de ankerberekening ook uw voetplaat volledig ontwerpen met behulp van een krachtig eindige elementen CBFEM model. Op deze manier kunt u verifiëren of uw voetplaat daadwerkelijk stijf is.