2.1. Tendens
Voor de constructie van balklagen, ook roostering genoemd wordt meestal gebruik gemaakt van Europees en Canadees naaldhout.
Voor de kwaliteitseisen kan de STS 31-32 een leidraad zijn en voor de bepaling van de afmeting worden bij voorkeur standaardmaten gebruikt.
Hout is één van de oudste bouw- en constructiematerialen en ondanks de aanwezigheid van vele concurrerende materialen, blijft massief hout zijn waarde voor vele toepassingen behouden.
Het gebruik van hout kent eveneens een gunstige vooruitgang in de productie van nieuwe houtproducten. De waardering van houtskeletbouw en houtstapelbouw als bouwmethoden dragen bij tot deze evolutie.
Naast een ruim aanbod aan houtsoorten die geschikt zijn als structuurhout, kunnen we ook gebruik maken van verschillende soorten van gelijmde gelamineerde houten balken en het ruime aanbod van samengestelde I-liggers op basis van hout.
De unieke voordelen van hout zijn bepalend voor het succes van deze constructiematerialen, we spreken van :
• milieuvriendelijk bouwmateriaal;
• hernieuwbaar, natuurlijk en organisch materiaal;
• gunstige mechanische sterkte ten opzichte van het eigen gewicht;
• thermische isolerende waarde;
• goede akoestische eigenschappen;
• gemakkelijk en energie zuinig te bewerken materiaal.
2. HOUT ALS BOUWMATERIAAL
2.2. Massief houten balken
2.2.1. Afmeting van het hout
Alhoewel de berekening van de afmetingen en de hart op hart afstand van de balk niet tot het werk van de timmerman behoort, is een basiskennis van de verschillende factoren die in deze berekening een rol spelen wenselijk.
Voor de berekening moet men met enkele begrippen rekening houden :
• betrouwbaarheidseisen;
• veiligheidseisen;
• het vloergewicht;
о bij een verdiepingsvloer is dit het gewicht van de
vloerbedekking, de balklaag en het plafond (samen ongeveer 1,0 à 1,2 kN/m2);
• de nuttige vloerbelasting voor woningen wordt bepaald op 2,0 kN/m2;
• overspanning van de balk;
• de hart op hart afstand;
• bij gebruik van plaatmateriaal als bekleding moet rekening worden gehouden met de standaard maten van het gebruikte plaatmateriaal.
afstand
h.o.h.(m) Nominale houtdoorsnede 2 zijden geschaafd (mm)
38 x 125 50 x 125 63 x 150 63 x 175 75 x 200 75 x 225
38 x 120 50 x 120 63 x 145 63 x 170 75 x 195 75 x 220 0,3
Max. overspanning (m)
2,96 3,25 4,24 4,97 6,20 6,82
0,4 2,69 2,95 3,85 4,51 5,63 6,19
0,6 2,35 2,58 3,36 3,94 4,92 5,41
1,0 1,98 2,17 2,84 3,32 4,15 4,56
1,2 1,86 2,04 2,67 3,13 3,90 4,29
Elke houtsoort heeft zijn specifieke eigenschappen, dit betekent dat ook de mechanische eigenschap van iedere houtsoort stuk voor stuk verschilt. Bij het ontwerpen van dragende constructies uit hout vraagt dit het nodige berekeningswerk.
Om doeltreffend te kunnen werken is hout onderverdeeld in een systeem van sterkteklassen. Hierdoor kunnen we houtsoorten met gelijkaardige mechanische sterktes groeperen, dit heeft ook het voordeel dat ze op mechanisch vlak onderling uitwisselbaar worden.
Bij het ontwerp worden specifieke sterkteklassen voorgeschreven met de karakteristieke sterktewaarden van deze klasse :
• buigweerstand;
• trekweerstand;
• elasticiteit.
2.2.2. De CE-markering
De CE-markering van structuurhout is noodzakelijk om op ondubbelzinnige en zichtbare wijze de sterkte van het hout te herkennen en om, in geval van betwisting, te kunnen achterhalen wie verantwoordelijk is voor de toekenning van deze prestaties. Het is een verklaring van het bedrijf dat zijn product conform is aan de specificaties van de norm EN 14080.
Volgens de huidige norm mag er geen structuurhout verhandeld worden dat niet op sterkte is gekeurd.
De CE-markering kan op twee manieren kenbaar gemaakt worden : • het merkteken kan op het hout zelf geplaatst worden;
• elk lot hout moet dan wel voorzien worden van een etiket met een minimaal aantal gegevens.
De controle of het hout voldoet aan de certificering kan uitgevoerd worden door een genotificeerd organisme, in ons land is dit WOOD.BE. Zij kunnen de conformiteit van uw product nagaan met de eisen van de norm NBN EN 14081-1/A1.
Men gebruikt twee methoden om de sterkteklasse van een
Geert Dumelie
buigweerstand
Geert Dumelie
trekweerstand
Geert Dumelie
elasticiteit
2.2.3. Verband tussen de sorteerklasse en de sterkteklasse
In tegenstelling tot loofhout wordt bij naaldhout een rechtstreeks verband gelegd tussen de sterkteklasse en de sorteerklasse.
Sorteerklasse S4 S6 S8 S10
weerstandsklasse C16 C18 C24 C30
De sorteerklasse wordt bepaald door : • aantal kwasten;
• grootte van de kwasten;
• vezelverloop;
• groeiringbreedte;
• wankanten;
• barsten;
• vervormingen;
• harszakken, tussenschors;
• insectenaantasting, schimmelaantasting;
• mechanische beschadiging.
Onderstaande tabel verduidelijkt de sorteerklasse : overzichtstabel met grenzen van toegelaten gebreken
Sorteerklasse S4 S6 S8 S10
kwasten
Geen marginale toestand Km ≤ 1/2 Kt ≤ 1/2 Kt ≤ 1/2 Kt ≤ 1/3 Km ≤ 1/5, Kt ≤ 1/5
Marginale toestand Km > 1/2 Kt ≤ 1/3 Kt ≤ 1/3 Kt ≤ 1/5 /
Vezelverloop ≤ 1/6 ≤ 1/6 ≤ 1/10 ≤ 1/10
Groeiringbreedte /
Algemeen ≤ 10 mm ≤ 6 mm ≤ 6 mm ≤ 6 mm
Orégon/Douglas / ≤ 10 mm ≤ 10 mm ≤ 6 mm
Wan Afname van het zijvlak en/of het vlak ≤ 1/3 van de afmeting : lengte onbeperkt
barsten
Niet doorgaand Maximum 1500 mm of ≤ 1/2 van de lengte van het hout Maximum 1000 mm of ≤ 1/4 van de lengte van het hout Doorgaand Maximum 1000 mm of ≤ 1/4 van de lengte van het hout Enkel op uiteinden, maximaal éénmaal de breedte van
het hout
Vervormingen
Bow ≤ 20 mm per 2 m ≤ 10 mm per 2 m
Spring ≤ 12 mm per 2 m ≤ 8 mm per 2 m
Twist ≤ 2 mm per 25 mm breedte over 2 m ≤ 1 mm per 25 mm breedte over 2 m
Cup /
Harszakken, tussenschors
Niet doorgaand < b geen beperking zoniet dezelfde limieten als voor barsten Doorgaand < 1/2 b geen beperking zoniet dezelfde limieten als voor barsten Insectenaantasting Niet toegelaten; zwarte wormgaatjes toegestaan
Schimmelaantasting
Verblauwing Onbeperkt toegelaten
Vuur, roodstreperigheid Nagelvast : max. 1/4 b en/of 1/4 d; max. 0,5 m lengte Niet toegelaten
Rot Onbeperkt toegelaten
Mechanische beschadiging Geassimileerd met kwast
Drukgroei Groeiringen op één vlak en op één zijvlak; beperkt tot Niet toegelaten
Kwastenprojectie waarbij Km zone met de zwakste marginale zone
Wandkanten Vezelverloop op dosse vlak
Drukgroei
Geert Dumelie
Marginale zone: 1/4 h - Kt: kwastentotaal
Vezelverloop op kwartiervlak
Groeiringbreedte bepalen: kwartier Groeiringbreedte bepalen: dosse
2.3. Gelijmd gelamelleerd hout
2.3.1. Sterkteklasse van gelijmd gelamelleerd hout
De Europese norm NBN EN 14080 voorziet een
weerstandsklassering voor horizontaal samengesteld gelijmd gelamelleerd hout dat uit minstens vier lamellen bestaat. Er worden verschillende weerstandsklassen gedefinieerd en de karakteristieke weerstand, maatvastheid en volumieke massa zijn opgegeven. Deze norm beperkt zich tot gelijmd gelamelleerd naaldhout.
Nuttige gegevens bij de kennis van de sterkte van gelijmd gelamelleerd hout zijn :
• de hoofdletters GL : GluedLaminatedTimber = gelamineerd hout;
• de kleine letter c : combinatie van lamellen uit verschillende sterkteklassen;
• de kleine letter h : homogeen opgebouwd uit lamellen van dezelfde sterkteklasse;
• het getal staat voor de buigweerstand in N/mm².
overzichtstabel met de sterkteklasse van de meest gebruikte gelamelleerde balken
Sterkteklasse gl24h gl24c gl28h gl28c gl32h gl32c gl36h gl36c
Rekenwaarden sterkteklassen in N/mm²
Buigweerstand 24 24 28 28 32 32 36 36
Trekweerstand parallel 16,5 14 19,5 16,5 22,5 19,5 26 22,5
Trekweerstand loodrecht 0,5
Drukweerstand parallel 24 21 26,5 24 29 26,5 31 29
Drukweerstand haaks 2,7 2,4 3 2,7 3,3 3 3,6 3,3
Schuif- en Torsweerstand 2,5
Rekenwaarden stijfheid in N/mm²
(Elasticiteitsmodulus)
Parallel 11600 11600 12600 12600 13700 13700 14700 14700
Haaks 390 320 420 390 460 420 490 460
Schuifmodules 720 590 780 720 850 780 910 850
Rekenwaarden dichtheid in kg/m³
Dichtheid 380 350 410 380 430 410 450 430
Tabel met de sterkteklasse van de meest gebruikte gelamelleerde balken
2.3.2. Eigenschappen van gelamelleerd hout
lengte
Gelamelleerd hout laat grotere overspanningen toe, lengten boven de 12 m kunnen vlot geleverd worden. Die langere lengtes bieden tevens het voordeel dat men de balken doorlopend over meerdere steunpunten kan voorzien, wat in een vlottere plaatsing resulteert.
maatvastheid
Door het hanteren van de gepaste lijmtechnieken, kunnen de spanningen in het hout beperkt worden. Hetgeen resulteert in een betere vormvastheid.
techniciteit
De CE-markering en de ETA-goedkeuring garanderen de mechanische eigenschappen van de balken.
mechanische weerstand
De mechanische weerstanden (trek- , druk- , buig- , en
torsweerstand) zijn bij gelamelleerd hout gunstiger dan bij massieve balken.
2.3.3. De CE-markering
Gelijmde gelamelleerde balken worden als structuurhout gebruikt en moet zoals we reeds eerder meldden voorzien zijn van de CE- markering om, in geval van betwisting, te kunnen achterhalen wie verantwoordelijk is voor de toekenning van deze prestaties. Het is een verklaring van het bedrijf dat zijn product conform is aan de specificaties van de norm EN 14080.
2.4. I-liggers op basis van hout
De I-liggers of I-profielen zijn bekend van de staalprofielen, maar worden ook in houtuitvoering toegepast.
Ze worden voornamelijk toegepast als repetitieve elementen, zoals : • vloerroosteringen;
• dakkepers;
• wandstijlen.
Bij een belaste ligger zal het optredende buigmoment worden opgenomen door de onderflens en de bovenflens, terwijl de lijfplaat de dwarskracht zal opnemen. Mits inachtneming van een minimale afstand ten opzichte van het dichtstbijzijnde steunpunt, kunnen we de lijfplaat plaatselijk doorboren om grotere leidingen dwars door de roostering aan te brengen. De structurele beplating boven op de roostering verzekert de zijwaartse stabiliteit tegen het uitknikken van gedrukte bovenflens van de I-liggers.
2.4.1. Samenstelling van I-liggers op basis van hout
Houten I-liggers bestaan uit een samenvoeging van : • een onderflens;
• een bovenflens;
• een lijfplaat.
Tijdens het productieproces worden de flenzen op maat gemaakt en voorzien van een groef. In deze groef wordt de lijfplaat met watervaste lijm onder hoge druk verlijmd tot een I-ligger.
2.4.2. Eigenschappen van houten I-liggers
lengte
Houten I-liggers worden geproduceerd met een lengte van 12 m.
Ze kunnen in deze lengte ook vlot geleverd worden. Resultaat is dat men grote overspanningen kan behalen en relatief weinig afval heeft bij verzagen tot kleinere delen. Die langere lengtes bieden tevens het voordeel dat men de liggers doorlopend over meerdere steunpunten kan voorzien, wat in een vlottere plaatsing resulteert.
Hoge stijfheid
De lijfplaat wordt uit een homogeen plaatmateriaal gemaakt, en de flenzen worden gemaakt uit hout met een betere
sorteerklasse. Hierdoor heeft het product relatief hoge sterkte- en stijfheidseigenschappen.
Geert Dumelie
I-Ligger
Geert Dumelie
I-ligger met CE markering
laag gewicht
Bij eenzelfde belasting en tussenliggende afstand, zijn I-liggers 40%
lichter dan traditionele balken van massief hout.
eenvoudige bewerkbaarheid
De I-liggers zijn licht, eenvoudig te verzagen en kunnen bewerkt worden met behulp van traditioneel gereedschap. Bijkomende grotere doorboringen kunnen ook aangebracht worden.
maatvast en perfect recht
I-liggers hebben een vochtigheidsgraad die aanzienlijk lager ligt dan een traditioneel gezaagde balk van timmerhout, daardoor is er praktisch geen sprake meer van kromtrekken, torsie en krimpen van het product. Bij toepassing in een roostering hebben I-liggers het voordeel dat het kraken van de vloer kan vermeden worden behoudens een correcte installatie van de producten.
Hoge isolatiewaarden
Van alle gangbaar gebruikte bouwmaterialen heeft hout de beste structurele isolatiewaarde. Het isoleert namelijk 15 keer beter dan beton, waardoor er minder extra isolatie vereist is en er minder energie nodig is voor opwarming en afkoeling. Bij toepassingen als dak of wand levert een houten I-ligger daarboven een minimale koudebrug op. Door het dunne lijf is warmtetransport door de houten I-ligger zeer gering (de thermische geleiding voor zowel de flens- als het lijfmateriaal bedraagt 0,13W/mK, waarbij de natuurlijke variatie in de dichtheid van de materialen reeds in rekening is genomen). Tevens laten de verschillende beschikbare hoogtes een dikker isolatiepakket, tot meer dan 40 cm, toe voor daken en wanden.
ecologisch aspect
Er wordt tot driemaal minder hout verbruikt dan voor een traditioneel gezaagde balk met gelijkwaardige mechanische eigenschappen.
minimale karakteristieken Naam breedte
(mm) hoogte
(mm) Mk
(kNm) Vk (kN) EI
(kNm²) GA (kN)
I - Joist 45/240 45 240 8,92 10,69 474 2030
I - Joist 60/240 60 240 11,87 11,38 614 2030
I - Joist 90/240 90 240 17,75 11,76 948 2030
I - Joist 45/300 45 300 11,74 12,9 803 2250
I - Joist 60/300 60 300 15,57 13,74 1038 2250
I - Joist 90/300 90 300 23,21 14,19 1598 2250
I - Joist 45/360 45 360 14,01 17,84 1369 4780
I - Joist 60/360 60 360 18,52 16,97 1611 3320
I - Joist 90/360 90 360 27,51 17,25 2475 3320
lichte samengestelde liggers die voldoen aan de vereisten zonder verdere bewijsvoering
Naam Finnforest Steico - Joist JJ - Joist Boise BCI LPI - Joist
ETA 02/0026 ETA 06/2038 ETA 10/0335 ETA 10/0335 ETA 12/0480
I - Joist 45/240 FJI 45/240 SJ 45/240 JJI 245 B* 241 BC15000,2.0E LPI 32 Plus - 240
I - Joist 60/240 FJI 58/240 SJ 60/240 JJI 245 D* 241 BC160,2.0E LPI 42 Plus - 240
I - Joist 90/240 FJI 89/240 SJ 90/240 / 241 BC190,2.0E LPI 52 Plus - 240
I - Joist 45/300 FJI 45/300 SJ 45/300 JJI 300 B 302 BC15000,2,0E LPI 32 Plus - 300
I - Joist 60/300 FJI 58/300 SJ 60/300 JJI 300 D 302 BC160,2,0E LPI 42 Plus - 300
I - Joist 90/300 FJI 89/300 SJ 90/300 / 302 BC190,2,0E LPI 52 Plus - 302
I - Joist 45/360 / SJ 45/360 JJI 350 C* 356 BC16000,2,0E* LPI 32 Plus - 360
I - Joist 60/360 FJI 58/360 SJ 60/360 JJI 350 D* 356 BC160,2,0E* LPI 42 Plus - 360
I - Joist 90/360 FJI 89/360 SJ 90/360 / 356 BC190,2,0E* LPI 52 Plus - 356
* afmetingen wijken meer dan 2 mm af van de tabel met karakteristieken
2.4.3. De CE-markering
De houten I-liggers moeten de Europese technische goedkeuring (ETA) evenals de CE-markering bezitten, om op ondubbelzinnige en zichtbare wijze de sterkte van het hout te herkennen. Deze is ook nodig om, in geval van betwisting, te kunnen achterhalen wie verantwoordelijk is voor de toekenning van deze prestaties. Zowel de goedkeuring (ETA) als de CE-markering kan u terugvinden op de lijfplaat van de ligger.
Naargelang de fabrikant kunnen de I-liggers op het vlak van de mechanische eigenschappen van elkaar verschillen.
