De stabiliteit van veranda’s ten gevolge van de glazen vulelementen

Maarten Fortan Jesse De Clercq
Een eerste stap naar de veranda's van de toekomstBelgië is het verandaland bij uitstek. Nergens in de wereld zijn zoveel veranda's te vinden als hier. Onze constructeurs zijn door decennialange ervaring dan ook specialisten in hun vak. Volgens de huidige trend moet alles steeds groter worden. Dit zorgt echter voor problemen binnen deze industrie. Bij kleine veranda's is de stabiliteit namelijk vanzelfsprekend, grotere veranda's eisen echter meer aandacht.

De stabiliteit van veranda’s ten gevolge van de glazen vulelementen

Een eerste stap naar de veranda's van de toekomst

België is het verandaland bij uitstek. Nergens in de wereld zijn zoveel veranda's te vinden als hier. Onze constructeurs zijn door decennialange ervaring dan ook specialisten in hun vak. Volgens de huidige trend moet alles steeds groter worden. Dit zorgt echter voor problemen binnen deze industrie. Bij kleine veranda's is de stabiliteit namelijk vanzelfsprekend, grotere veranda's eisen echter meer aandacht. Glaspartijen kunnen hier in de toekomst een grote rol in spelen.

De veranda's worden niet alleen groter, bovendien staan ze niet altijd meer tegen het huis aan maar zijn het steeds meer losse constructies in de tuin. De ervaring van de verandaconstructeurs reikt bijgevolg niet ver genoeg meer om de veranda's van de toekomst stabiel te houden: goede berekeningsmethoden en draagsystemen zijn absoluut nodig. "Mijn buurman heeft een veranda en die staat er al 10 jaar", hoor ik u al denken. Uiteraard heeft u gelijk en daarom bestond het eerste deel van het onderzoek uit het nagaan waarom de huidige veranda's al die jaren zijn blijven staan. Het antwoord daarop is echter niet zo eenvoudig. De stabiliteit van deze veranda's hangt af van verschillende zaken: de stabiliteit van de aanliggende gebouwen, de stevigheid van de structuur en de wrijving tussen het glas en de structuur. De veranda haalt uit al deze delen een beetje stabiliteit en valt daarom niet om. Als de huidige trend zich echter blijft doorzetten, zullen de veranda's in de toekomst een grens overschrijden waarbij deze beetjes niet meer voldoende zullen zijn, met desastreuze gevolgen. Wij zouden dit graag willen vermijden door nu al een alternatief aan te bieden om de veranda's van de toekomst veilig te stellen.

Om het alternatief te begrijpen, moet echter de basis van de huidige beglazingsmethodes gekend zijn. Hierbij krijgen de aluminium constructies voorrang omdat het Aluminiumcenter België veel tijd en hulp heeft geïnvesteerd in deze thesis. Bij deze veranda's wordt in de meeste gevallen de droge beglazingsmethode gebruikt. Hierbij wordt het glas opgespannen met houten blokjes in het aluminium kader, waarna de glaslat er wordt opgeklikt om alles op zijn plaats te houden. De plaatsing van deze houten blokjes, of ook wel glasblokjes genoemd, is vooraf voorgeschreven door de glasindustrie. Een alternatieve plaatsing van deze blokjes kan echter zorgen voor een belangrijke winst in stabiliteit voor de hele constructie door gebruik te maken van de grote sterkte van het glas. Door deze blokjes in de vier hoeken van het venster te plaatsen, zorgt het glas voor extra constructieve diagonalen die gebruikt kunnen worden om de zijdelingse krachten, waarvan wind de belangrijkste is, op te vangen. Simpel gezegd zorgen deze diagonalen ervoor dat de constructie uit driehoeken bestaat in plaats van rechthoeken. Dit heeft een groot aantal voordelen. Bij staalconstructies worden deze driehoeken ook gemaakt door middel van stalen profielen of kabels. In de bouwwereld is het dan ook algemeen geweten dat een driehoek veel sterker is dan een rechthoek. Haal maar eens de oude meccano boven en neem de proef op de som: maak zowel een driehoek als een rechthoek en voel zelf het verschil als u ze probeert te vervormen.

Door de alternatieve plaatsing van de glasblokjes wordt het glas extra belast. De glazen plaat moet deze kracht natuurlijk kunnen opnemen en dit met beperkte vervormingen. Simulaties met het opgestelde model in een softwarepakket wijzen erop dat er zich geen problemen voordoen met het glas. De windbelasting die het glas kan opnemen, ligt vele malen hoger dan de belastingen die in België te verwachten zijn binnen een periode van 50 jaar. De vervormingen die hiermee gepaard gaan, blijven voor de meest gebruikte vormen ook ruim binnen de toelaatbare grenzen.

Het aluminium raamkader wordt door deze methode ook op een andere manier belast. Zowel op een leeg kader als op een kader met een glasvulling werden testen uitgevoerd, in samenwerking met de firma Demasure. Deze aluminium kaders blijken het echter slechter te doen dan het glas. De methode heeft nog altijd een positief effect op de stabiliteit, maar om het volle potentieel van het systeem te benutten zullen er inwendige verstevigingen moeten aangebracht worden in de kaders. Het computermodel op basis van de theorie en de proeven laat de andere aluminiumconstructeurs toe om ook hun profielen te testen zonder dit even uitgebreid te moeten doen. In de verandawereld heeft namelijk bijna elke producent zijn eigen systeem waarvoor het potentieel nagekeken moet worden.

België is het verandaland bij uitstek. Om dat zo te houden, zijn er nieuwe systemen nodig om te blijven voldoen aan de eisen van de klant. Het onderzochte systeem is een goed alternatief om de stabiliteit te verzekeren. Door het glas te gebruiken, verandert er niets aan het uitzicht van de veranda. Inwendige versterkingen van het aluminium profiel zijn wel nodig. Het potentieel van dit systeem is zeer groot en laat de verandabouwers toe om alle klanten op hun wenken te bedienen. Grotere veranda's met veel glas en waar u maar wilt in de tuin zonder dat u zich zorgen hoeft te maken over de stabiliteit van het geheel. Kortom, de veranda van de toekomst die ervoor zorgt dat u optimaal van het Belgische weer kunt genieten.

Bibliografie

[1] norm NBN EN 1991-1-4; 2005; belastingen op constructies – deel 1-4: algemene belasting - windbelasting

[2] norm NEN EN 1991-1-4 ANB; 2010; belastingen op constructies – deel 1-4: algemene belasting - windbelasting

[3] Zarmati (G.), Parmentier (B.), Detremmerie (V.); Statische analyse van de buigweerstand van glas; WTCB-Dossiers – Nr. 2/2010 – Katern nr. 8 ; 2010

[4] WTCB; Technische voorlichting 214: Glas en glasproducten, functies van beglazingen; 1999

[5] NBN S 23-002; 2007; Glaswerk

[6] WTCB; WTCB rapport nr.11: Toepassing van de eurocodes op het ontwerp van buitenschrijnwerk; 2009

[7] WTCB; Technische voorlichting 221: plaatsing van glas in sponningen; 2001

[8] Saint-Gobain glass; Plaatsing van glas in sponningen;

http://nl.saint-gobain-glass.com/b2b/default.asp?nav1=st&nav2=mise_en_oeuvre&nav3=6953; 15/12/2013

[9] NBN EN 12365-1; 2003; Hang- en sluitwerk - Afdichtingen en afdichtingsprofielen voor ramen, deuren, luiken en vliesgevels - Deel 1: Prestatie-eisen en classificatie

[10] Aluminium Center Belgium; Richtlijnen voor de aluminium constructeur; 2011

[11] Frank Wellershof . Nutzung der verglasung zur aussteifung von gebäudehüllen . Aken (Duitsland) : Shaker Verlag ; 2006

[12] Chiara Bedon, Claudio Amadio , Buckling of flat laminated glass panels under in-plane compression or shear , Trieste Italië : Elsevier Ltd ; 2011

[13] F. Wellershoff, and G. Sedlacek, “Stabilization of Building Envelopes with the use of the Glazing,” Proceedings of Glass Processing Days, 2005.

[14] J. Van Horenbeek en M. Van Hout; Vulelementen voor borstweringen onder schokbelasting; masterproef De Nayer; 2012

[15] WTCB; De keuze van glasproducten en de veiligheid van personen: definities; http://mobile.wtcb.be/index.cfm/pub/series/14/publications/103062; 7/12/2013

[16] NBN EN 514; 2000; Profielen van ongeplastificeerd polyvinylchloride (PVC-U) voor de vervaardiging van ramen en deuren – Bepaling van de sterte van gelaste hoeken en T-verbindingen

[17] Technische gegevens Roto: Die klotzfibel; http://ftt.roto-frank.com/nl/download/fly_11_de/; 2/04/2014

Universiteit of Hogeschool
Master of science in de industriële wetenschappen: bouwkunde
Publicatiejaar
2014
Kernwoorden
Share this on: