Aluminium: mooi spul, maar altijd oppassen!
Trussen zijn van ALUMINIUM Overal kom je trussen tegen, en fabrikanten zoals Prolyte hebben het soms beredruk. Maar als die niet tijdig kunnen leveren, zijn er wel alternatieve ‘alu-boeren’ die voor 'inhuuraanvulling' kunnen zorgen, van dat voor de klus benodigde aluminium. En ook al is het dan lekker licht, als er zo’n zeilen-trailer voor de deur staat en de verhuurder te krenterig is om er ook dolly's bij te leveren... Wow dan is het toch gauw veel. Dan maar ‘Chinezen’, dwz allemaal op een rijtje en in een ganzenmars tientallen meters van dat spul met de hand naar binnen hollen? Lekker licht dus, en ook zeker lekker sterk. Of toch niet helemaal zo sterk als we zouden willen...? Ja, je kunt ook stalen truss huren, die worden ook met een trailer gebracht, maar dan heb je wel een vorkheftruck nodig om ze af te stapelen; hopen dat er wielen onder zitten, anders heb je wel heel veel stagehands nodig. Eigenlijk komen die stalen trussen het meest voor in de bekende 'StageCo' daken, die vooral op buitenfestivals te vinden zijn. Maar dan hebben ze vaak !@#$% nog te dikke buizen ook, voor je lamphaakjes, speakerbeugels en al die andere klemmen! Heb je het dan eigenlijk nog wel over ‘truss’? Er is tenslotte ook ‘truss’ van hout, die wordt gebruikt in de betonbekistingen. En een glazenwasser weet dat hout kraakt voor het breekt, best handig..! Maar waar gaan we het nou eigenlijk over hebben? In elk geval niet over ‘trusten’ want die naam hoort zeker niet bij dat setje van modulaire ‘alleskunners’. En zoals je in LEGO® bijna alles kan maken, zo lijkt het met ‘truss’ daar ook wel eens op...
- wees er dus
VOORZICHTIG mee!
1 - Een truss is een truss, is een truss, of..? De ANSI-norm in de VS, voor deze specifieke ‘ruimtelijke vakwerkliggers die worden toegepast als lastdragers in de entertainment’ houdt het alleen op de vervaardiging ervan uit aluminium. In Engeland heeft men die norm goeddeels overgenomen, maar toch is ook de mogelijkheid van fabricage uit staal erin opgenomen. Die Amerikaanse en Engelse normen definiëren truss als: ‘one or more modules assembled to carry a load over a distance, generally horizontal, primarily in flexure’. (assembled = 'samengesteld') Maar als er maar één module wordt gebruikt is er ook niks te ‘assembleren’ en het feit dat die modules in geval van ‘truss’ toch echt altijd uit vakwerkliggers bestaan is hiermee ook niet voldoende ondervangen. Die twee normen zouden dus ook over een geëxtrudeerd aluminium of gewalst stalen I- of H-profiel kunnen gaan, waar geen enkele las in voorkomt. In Nederland wordt in de evenementen praktijk richtlijn NPR 8020-10 over veiligheidsfactoren het begrip “truss” gedefinieerd als: “Modulair koppelbare vakwerkeenheden van standaard bouwgroottes en –lengtes die zijn bedoeld om in samengestelde constructies lasten te dragen”. En de opmerking daarbij is: ”in het algemeen wordt een truss opgebouwd uit ronde aluminium buizen waarvan de randstaven een middellijn hebben van 50mm”. Daarmee worden vakwerkliggers met stalen buis, met vierkante of rechthoekige aluminium randstaven of met ronde aluminium buizen van bijvoorbeeld 20, 30 of 60mm doorsnede, buiten de algemeen geaccepteerde groep van ‘trussen’ geplaatst. Dat is ook wel zo handig als je uitgaat van beugels die moeten passen op zowel theatertrekken, steigerbuizen, en op die ‘zelf aan elkaar te bouwen dingen met al die schuine schoortjes erin’..... ja: trussen dus.
maart 2006
Pagina 1 van 8
Aluminium: mooi spul, maar altijd oppassen! En misschien zouden we ze niet anders willen dan in aluminium, want er zijn naast enkele van de hieronder genoemde minder gunstige eigenschappen, natuurlijk ook heel wat voordelen aan de truss die we nu sinds een jaar of 15 a 20 als een heel duidelijk en apart soort van product herkennen. Het onderscheid met vakwerkspanten van gebouwen of bruggen is in een aantal heel specifieke kenmerken vast te leggen: 1) Aluminium als grondstof. Bij truss de standaard; voor dak- en brugconstructies (nog) een zeldzame uitzondering. 2) Vakwerkliggers met ronde hoofdbuizen van ongeveer 50mm buitendiameter. De range van 48 – 51mm begint wereldwijd een standaard te worden in de entertainment-lastdragers. 3) Modulaire standaard eenheden die met de hand zijn aan te voeren en te monteren. Voor ‘Baileybrug’ modules geldt dezelfde eis, maar daarmee houdt de vergelijking op, en de vakwerkmodules voor kranen zijn op geen enkele manier handmatig te verplaatsen. 4) Standaard koppelsysteem voor alle typen en vormen (rechte stukken, hoekstukken, cirkels) in de betreffende ‘fabricage range’. Dit soort ‘ruimtelijke doorkoppel vormgeving’ is een unicum voor de ‘truss’ zoals die alleen in onze sector voorkomt.
2 - Trussen zijn gemaakt van....? Aluminium wordt vaak vergeleken met staal om de relatieve voordelen ervan te onderzoeken. Maar er zijn veel meer metalen waarmee aluminium kan worden vergeleken, zie tabel 1. De aluminiumlegeringen die voor de trussbuizen worden gebruikt zitten in de range van treksterktes van 150 –310 N/mm². Dit zijn redelijk goed verspaanbare en ook behoorlijk goed lasbare kwaliteiten. Maar door al dat lassen verliezen die aluminium legeringen in de lasgebieden (WBZ = warmte beïnvloedde zone of HAZ = Heat Affected Zone) wel ca. 45-50% van hun sterkte. Er was ooit een Franse fabrikant die ‘even’ vergeten was om dit mee te rekenen in zijn belastbaarheid rapport voor de trussen... ”incroyablement” sterk joh! Niet die truss natuurlijk, maar wel die tabellen! Er zijn ook nog sterkere aluminium legeringen, en deze zijn vaak wel goed verspaanbaar (draaien, zagen, slijpen, boren, snijden) maar vrijwel altijd slecht lasbaar. De meest toegepaste legering voor truss is in Europa EN AW 6082T6 met een treksterkte van 310 N/mm², en een rekenwaarde voor de 0,2% rekgrens (de ‘vervormingsgrens’) in de laszone van ca. 160 N/mm².
Metaal Magnesium * Beryllium */** Aluminium* (Al) Titanium (Ti) Zink (Zn) Staal * (Fe) Koper * (Cu) Nikkel (Ni) Lood (Pb) ** Brons (Cu+Zn+Pb)
Dichtheid
Treksterkte
0,2 % rekgrens
kg/dm3
N/mm²
N/mm²
Rek bij breuk 5%
1,7 2,1 2,7 4,5 7,1 7,85 8,9 8,9 11,5 8,3
260- 350 200- 350 105- 540 700- 1250 160- 220 200- 2100 210- 420 15 150- 600
190-260 170-250 85-460 100- 170 160- 1600 40- 380 280
7-15 3-15 20-30 15-25 16
Smeltpunt
Prijs ***
°C
~1
650 660 1670 420 1535 1083 1450 326 -
3 50 1 4-10 0,7 0,4-15 1,3 7 0,4 -
* = voornaamste legeringen, ** = zeer giftig in verbinding met zuurstof, *** = Prijsverhoudingen dateren van medio 2003. Niet vergeleken zijn o.a. uitzettingscoëfficiënt, vermoeiingsgrens, elasticiteitsmodulus, delfstof voorraad op aarde, recyclebaarheid, energieverbruik in productie. Tabel 1: Belangrijke eigenschappen van verschillende metalen
2a - Temperatuursinvloeden en ontwerpfactoren Het relatief lage smeltpunt van aluminium (zie tabel 1) geeft ook een beperking mee wat betreft de mate waarmee dit verhit kan worden. Wordt het aluminium al te heet dan begint het te verzwakken en vanaf 500 a 550 °C wordt het aluminium een weke dikke ‘stroop’, waar weinig sterkte eigenschappen meer in te vinden zijn. Voor staalkabel klemmen van ‘kneedbaar’ aluminium (‘Talurit’) wordt de bovenste grens van betrouwbaarheid op 150 °C gezet. Voor enkele aluminium legeringen 6061 en 6063, die nauw verwant zijn aan die waarvan in Europa de meeste truss gemaakt wordt: 6082, is ook onderzoek gedaan naar de invloed van de hoogte en de duur van de temperatuurverhoging – tijdens de fabricage, en dat dan
maart 2006
Pagina 2 van 8
Aluminium: mooi spul, maar altijd oppassen! naast de temperatuurstijgingen van het lassen zelf. In de praktijk zal dit vooral voorkomen bij het poeder coaten. Maar ook nà de fabricage is er een invloed van de cumulatieve periodieke ‘opwarming’, bijvoorbeeld door de aan de truss opgehangen warmtestralers, pardon..lichtarmaturen. Uit metingen in eigen beheer is vastgesteld dat deze kunnen oplopen tot ruim boven 140 °C, en in extremere, maar niet ondenkbare, gevallen (‘spoke lights’) tot ruim boven de 200 °C. In genoemd onderzoek is de toelaatbare duur van de verhitting tot 230 °C maar 5 minuten in totaal, voordat er blijvende verzwakking optreedt in het aluminium. Een waarde die in geval van ‘spoke lights’ zeker gehaald kan worden en ook zeker véél langer dan 5 minuten zal duren. De trussen worden in dit soort gevallen als een van kleur wisselend decor (vaak boven artiesten of publiek) gebruikt, en het van binnenuit belichten van de truss kan soms een hele show lang duren. Twee uur of langer met flink verhoogde temperaturen zijn zeker dus geen uitzondering. Voor 150 °C wordt een bovengrens aangehouden van maximaal 1000 uur. Teruggerekend naar bijvoorbeeld 100 ‘verhuringen’ (ofwel ‘days in service’) per jaar van elk 2 uur minimaal (showduur van 1,5 uur + enige tijd om uit te lichten) is dat minimaal 200 uur per jaar. Voor gebruik bij film of TV of bij beurzen zijn deze “licht + verwarmingsuren” echter veel groter, oplopend tot 12 uur of meer per dag. In al deze gevallen is dus al na 5 jaar – of minder! - een situatie bereikt waarbij feitelijk de ontwerpspanningen voor de trussen naar beneden hadden moeten worden bijgesteld. Geen enkele fabrikant neemt dit echter op in de belastbaarheidstabellen, of vermeldt deze factor apart, ondanks dat die wel degelijk van invloed is op een veilige toepassing over de vele jaren (vaak decennia) van gebruik in de praktijk.
2b - Vermoeiing en veiligheidsfactoren
bezwijkspanning MPa (N/mm²)
Naast alle eerder genoemde beperkingen van truss is er (nog steeds) de vreemde gewoonte van truss fabrikanten om de liggeroverspanningen te berekenen - als ze dat überhaupt wel doen - als zijnde in overwegend statisch belaste constructies. Daarop is een bezwijkfactor (~veiligheidsfactor) van 1,5 voldoende om mee te rekenen. Men doet dus eigenlijk alsof er niet mee wordt gehesen of geheven en er vooral eenmalig opgebouwde vaste portaalconstructies boven beursstands, dansvloeren of ‘DJbooths’ mee worden gemaakt. Natuurlijk gebeurt dat ook wel eens, maar veel vaker worden die dingen herhaaldelijk en in telkens andere vorm opgebouwd. En daarnaast wordt zeer veel van de wereldwijd geproduceerde truss als ‘hijs- of hefbalk’ gebruikt, gehangen onder twee of meer takels, of geheven op statieven of in Ground-Supports. En dan hebben we het plotseling over afneembare hulpmiddelen of onderdelen om mee te hijsen of heffen. Waarbij die dan ook nog eens in overgrote mate gebruikt worden boven personen.
350
Vermoeiingssterkte Alu-legeringen
300
5456-H321 6061-T6 3003-F
250
6082-T6 6082-T6-HA Z
200
150
100
50
N w is s e linge n 10n 0 1
2
3
4
5
6
7
Tabel 2: Vermoeiing door belastingswisselingen voor verschillende Alu legeringen
De Europese ontwerpnorm prEN 13155 ‘Afneembare hijsgereedschappen’ laat van de beschreven benadering weinig heel. Hierin wordt geëist dat de veiligheidsfactor voor gebruik boven personen verhoogd wordt, en dat als maat voor de vermoeiing tenminste 20.000 lastcycli moeten worden
maart 2006
Pagina 3 van 8
Aluminium: mooi spul, maar altijd oppassen! doorlopen. Dat is voor aluminium ook al gauw een grenswaarde omdat dit materiaal geen specifieke vermoeiing spanningsgrens kent en eigenlijk bij elke belasting een klein beetje invloed voor vermoeiing ondergaat. Bij de gehanteerde bezwijkfactor van 1,5 is dit soort invloed van vermoeiing dan ook wel degelijk aanwezig, en een versnelde vermoeiing treedt op na 1000 tot 10.000 lastwisselingen. Vanaf 1000 belastingswisselingen (n = 3 in tabel 2) nemen de kunstmatig verouderde aluminium legeringen (die na het extruderen weer een warmtebehandeling ondergaan) dus in betrouwbaarheid en sterkte af. Wanneer er per jaar 100 ‘verhuringen’ voorkomen, waarvan elk beschouwd wordt als één lastspel, dan is na 10 jaar dat aantal van 1000 lastwisselingen al bereikt, en daarna loopt de betrouwbaarheid dus fors terug. Dit is iets waar de truss fabrikanten, die wereldwijd de Amerikaanse ANSI-norm voor truss zeggen te ondersteunen de komende jaren hun aandacht op zullen moeten vestigen. Daarbij helpt het verhogen van de veiligheidsfactor van 1,5 of 1,7 naar 1,8 maar een heel erg klein beetje. Dat onderzoek baseerde zich op een spanningsverloop met als maximum 80% van de breekspanning, dus dat is wel wat hoger dan in de normen wordt gehanteerd, maar groot is het verschil nou ook weer niet. Uit een ander onderzoek kwam een iets minder alarmerend beeld naar voren, maar ook hier blijkt dat vanaf ca. 25.000 belastingswisselingen wel degelijk een geleidelijke terugloop begint van de betrouwbaarheid van het aluminium waaruit de truss is gefabriceerd. Dergelijke belastingswisselingen worden in het algemeen getest door de constructie of het onderdeel aan een grote reeks van wisselingen bloot te stellen, waarna er dan een breukproef wordt gehouden. Dan blijkt dat hoe hoger het aantal voorafgaande wisselingen in de belasting is, hoe lager de kracht hoeft te zijn om het materiaal toch te laten breken. Wel moet worden opgemerkt dat deze gevonden hogere grenswaarden voortkomen uit een lagere waarde voor de spanningsamplitude: 120 a 150 N/mm², terwijl de trekgrens van EN AW 6082T6 bij ongeveer 310 N/mm² ligt. Maar voor de laszones komen deze spanningen weer wel heel dichtbij.
Tabel 3: Vermoeiing door belastingswisselingen voor ENAW 6082-T6 (= truss legering)
2c – Wat zijn relevante lastwisselingen? En dan rijst de vraag of fabrikanten en gebruikers zich wel goed bewust zijn van wanneer er van een belastingswisseling sprake is. Een belastingswisseling is niet elke keer dat er gefietst gaat worden, maar elke hobbel, slechte bestrating, putdeksel, en ‘gesprongen’ stoeprandje is een belastingswisseling. En analoog voor truss is het aantal keren van gebruik misschien niet de maatstaf, maar de wisselingen van de krachten in de truss tijdens alle momenten van gebruik. En dat begint al vaak in de opbouw en duurt voort tot in de demontage: het niet gelijktijdig omhoog of omlaag brengen van een carré op een aantal handmatige hijs of hefwerktuigen is al een (soms extreme) lastwisseling. En wat te denken van het doorveren van een truss dat soms plaats vindt bij het ophijsen aan electro-takels, door
maart 2006
Pagina 4 van 8
Aluminium: mooi spul, maar altijd oppassen! instarten of stoppen van de takels. In die harmonische trilling kunnen de krachten sterk wisselen en ook veel groter zijn dan tijdens de berekende statische belasting. Tot 40% extra pieklast is niet ongewoon bij het stoppen van een neergaande beweging! Met dat herhaalde doorveren loopt ook het aantal mee te rekenen belastingswisselingen behoorlijk op. En de keer erna worden de truss weer gehuurd door iemand die er een festivaltoertje mee gaat doen waarbij het als draagframe nodig is voor een reeks van acrobatische acts… die ook eerst gerepeteerd moeten worden. Of door een onwetende ‘mafkees’ die met die trussen een buiten podiumdak gaat improviseren, en dan om de haverklap de regenwater ‘zakkers’ uit het zeildoek moet drukken. Maar net zoals de zomerse regens voorspelbaar zijn boven dit lapje delta aan de Noordzee, zo voorspelbaar is het dat aluminium constructiedelen ooit zullen bezwijken. Alleen wanneer die regen dan precies komt of die truss dan echt zal bezwijken… dat is een lastiger kwestie. Het eerste is voor KNMI en Meteo-consult, maar het tweede is de vraag voor de truss fabrikanten. Het onderstaande bericht uit het Technisch Weekblad van maart 2004 (figuur 1), toont aan dat er ook bij een megagroot concern als Siemens wel eens fouten (in de berekeningen) kunnen worden gemaakt, ondanks de beschikking over zeer krachtige computers en ‘State-of-the-Art’ rekensoftware. De Combino-trams van dit bedrijf bleken binnen 3 jaar vermoeiingscheuren te vertonen, waarvan was berekend dat ze pas na 30 jaar zouden optreden. De schadeclaims van de vele openbaar vervoersbedrijven zijn voor de producent nu een financieel zwaard boven het hoofd. In verband met die schadeclaims diende Siemens over het boekjaar 2004 aanmerkelijke voorzieningen te treffen, als gevolg waarvan het bedrijfsresultaat van de divisie Transportation Systems uitkwam op 434 miljoen Euro verlies. En dat dan alleen door een enkele slordigheid in de aannames en programmeerfout in de software, die onopgemerkt was gebleven. Overigens heeft een flink deel van de Amsterdamse trammachinisten rugklachten van de trillingen in die ‘lelijkerds’ gekregen. Hadden ze bij de ontwerpafdeling van Siemens ook maar beter naar de fietsfabrikanten moeten luisteren: aluminium 'hard-tails' zijn weliswaar lekker stijf, maar geven elke trilling door, en daarom hebben veel aluminium mountainbikes vering aan de achterkant.
Figuur 1: Problemen met de Combino tram van Siemens.
De gezamenlijke truss fabrikanten in de wereld zullen in omzet zeker flink achterblijven bij een bedrijf als Siemens Transportation Systems, dus de mogelijkheden om te investeren in onderzoek naar dit soort eigenschappen als temperatuureffecten en vermoeiingsgevoeligheid zijn in alle redelijkheid haast niet door een individuele fabrikant te financieren. Maar die fenomenen bestaan desondanks wel degelijk, en het eventuele effect ervan verwaarlozen is een vorm van nalatigheid. Maar voorlichten en waarschuwen zouden die fabrikanten natuurlijk wel kunnen. Echter dat doen (of durven) ze vaak weer niet vanwege hun concurrentiepositie en de ‘hoognodige’ belastingstabellen.
maart 2006
Pagina 5 van 8
Aluminium: mooi spul, maar altijd oppassen! Of het zijn toch vooral “branders en braders” die eigenlijk geen idee hebben van wat er na de verkoop met het door hun geproduceerde materiaal gebeurt. En dus ook geen idee van de productaansprakelijkheid die ze voor het verkochte materiaal hebben en houden! Maar wel lekker goedkoop zijn…….
2d - Hardheid En er is nog een klein nadeel aan aluminium ten aanzien van de sterkte: het materiaal is zacht en kerft daarom makkelijk. Kerven zijn begrijpelijkerwijs een mogelijk begin voor scheuren in het materiaal. Het is dus niet zozeer een verzwakking van het materiaal, of de truss, maar een mogelijk en makkelijk begin van breuk bij extreme belasting. De vraag is natuurlijk wat er met de vermoeiing van aluminium gebeurt rond een dikke kerf. En dat die nerven, groeven, gaten en deuken er door de gebruikers vaak zelf ingebracht worden komt vaak voort uit het bevestigen van reeksen van schijnwerpers, decors, luidsprekers enz. Dat is bij vrijwel elk verhuurder op de wereld in het magazijn vaak goed te zien, ook in Nederland of België. Maar ook hierover zijn de meeste fabrikanten nog erg terughoudend bij hun informatie over de afkeuringscriteria. Vaak leveren ze zelf ook de beugels en klemmen die deze schades kunnen veroorzaken. Kortom, de volgende waarschuwing blijft waarschijnlijk nog vele jaren lang van kracht . . .
Aluminium truss is de zwakste schakel in de hijs- en hefketen! 3 - Alternatieven voor aluminium? Er zou kunnen worden gezocht naar materialen die de genoemde nadelige eigenschappen van aluminium niet hebben, en zulk onderzoek beperkt zich ook niet tot de entertainment industrie, want optimaliseren is een proces dat in elke sector plaats vindt. Aan wat voor materialen moeten wij dan denken?
3a - Kunststoffen? Alternatieven voor trussen van aluminium worden vaak gezocht in de kunststoffen zoals polyester met carbon-(koolstof) of glasvezel versterkte verbindingen. Er wordt in constructief opzicht wel aardig veel mee geproduceerd, bijvoorbeeld in vliegtuig- en autoindustrie, maar meestal gaat het hier om goed vervangbare onderdelen, die geen deel van de constructie uitmaken. In de fietsindustrie zijn carbonframes al langere tijd flink in omloop, maar let wel: hier is men niet gebonden aan de bekende 50 mm buizen, en mag men vrijelijk barbapappa's produceren! Grootste verschil hierbij van belang is, is dat men hier van piepschuim mallen gebruik kan maken om de vezellagen op te bouwen, en dat de verbindingen direct meegenomen kunnen worden. Voorts levert de in onze sector benodigde 50mm doorsnede een extra beperking op met betrekking tot het ontwerpen op stijfheid. Om de bekende trussvorm in carbon precies na te maken, zul je voor gelijke stijfheid op een hoger gewicht uitkomen (meer en dikkere lagen). Combineer dat met de hoge productiekosten, en je kunt het antwoord al raden.. Een belangrijk aspect van kunststoffen is dat lokale warmtebronnen ook snel tot beperkingen zal leiden: waar polyester hijsbanden niet kunnen zullen polyester trussen ook snel afgekeurd blijken. Ook zijn de meeste glasvezelversterkte kunststoffen nog steeds zeer gevoelig voor lokale (druk-) puntbelastingen: er zullen snel scheuren in de buizen ontstaan als gevolg van de inwerking van spotbeugels en klemmen. Niet voor niets is de van koolstof versterkte vezels gemaakte “New Wave” truss van Total Fabrications nog steeds uitsluitend verkrijgbaar is een soort deco-versie, met ditto belastingstabellen.
3b - Metalen? Magnesium? Dat lijkt op de basis van het soortelijk gewicht (2/3 van die van aluminium) en de iets hogere treksterkte is zeker een alternatief, qua grondstof is magnesium nog meer voorhanden dan aluminium, en ook goedkoper… op dit moment. Groot nadeel is dat het een lage zelfontbrandingstemperatuur heeft, wat lastig is bij de fabricage. Ook ligt het smeltpunt nog iets lager dan dat van aluminium, wat, zoals aangegeven, kwalijk kan zijn in verband met lokale hittebronnen. Op dit moment is men echter wel vrij ver met onderzoek naar spuitgieten. Extrusie (voor het maken van buizen) is nog een probleem, waaraan gewerkt wordt, en een Nederlandse fabrikant doet mee in het onderzoek daarnaar. Lassen is met voorzorgsmaatregelen goed te doen. De autowereld is al jaren op de hoogte van de voordelen van de lichtmetalen velgen, waarin die van magnesium ook een rol spelen. In de fietsindustrie is één fabrikant, die staal toe voegt om het beter te kunnen verwerken, maar ja dan gaat het gewicht weer omhoog. Maar magnesium zou mogelijk wel een alternatief kunnen vormen.
maart 2006
Pagina 6 van 8
Aluminium: mooi spul, maar altijd oppassen! Roestvast staal? is zeker géén alternatief vanwege het hoge eigengewicht en de hoge prijs en de nog slechtere vermoeiingsweerstand dan die van aluminium. Titanium dan? Stel we gaan uit van die 300N/mm² voor aluminium en nemen eens een buis die ook in de Bianchi S9 Matta racefiets zit: 860N/mm². Het gewicht verschilt een factor 1.6. Uitgaande van een gelijkblijvend gewicht van de truss, met een natte vinger gerekend, delen door 1.6 en vermenigvuldigen met 860/300 komen we op een kleine factor 1.8. Hier wordt het al interessant, die 860 kan nog omhoog. Alleen het lassen is net als bij de sterkere aluminium legeringen een stuk lastiger: gesmolten titanium is enorm reactief, en het lassen moet dus in een geconditioneerde ruimte gebeuren. Maar uitgaande van de NPR8020-10, waarin geëist wordt dat we de veiligheid verdubbelen (gebruikslast delen door 2, twee keer zoveel ophangpunten, of twee keer zo sterke middelen, dus twee keer zo sterke truss...) komen we aardig in de buurt met titanium. Een belangrijke eigenschap van titanium tov aluminium is, dat het (net zoals staal) een drempelwaarde heeft voor vermoeiing: dus alleen de zware belastingen vermoeien het materiaal, en (te) zware belastingen kunnen goed worden voorkomen. Aluminium truss wordt elke keer dat je het in los de vrachtwagen gooit (en elke keer dat je door een kuil rijdt, en bij elke spot die je eraan hangt) telkens weer een (héél klein) beetje zwakker... Het smeltpunt van titanium ligt boven de 1600 graden, dus warmtebronnen hebben veel minder invloed. Titanium corrodeert slecht, dus coaten hoeft net als bij aluminium niet. Er zijn een behoorlijk aantal (kleine) fietsfabrikanten die titanium frames maken, iets minder stijf dan aluminium frames, maar wel veerkrachtig.
4 – Hoe gaan we zelf om met ons aluminium? Maar voordat we gaan zitten wachten op een eventueel nieuw soort van lastdragende overspanning is het natuurlijk wel zaak om met de bestaande zo goed en veilig mogelijk om te gaan. En de grap daarbij is dat in bepaalde sectoren van de bouw en wegverkeer nu juist gekeken wordt naar aluminium als vervanger voor staal – want dat roesten is toch een heel groot en aanhoudend probleem, en lichter wil dat staal ook maar niet worden. Dus is het gebruik van aluminium voor truss nou ook weer niet zo onzinnig. Tenslotte vliegen er per dag ook zo’n tien tot twaalfduizend verkeersvliegtuigen met vijftig of meer passagiers door het luchtruim en een veelvoud daarvan aan kleinere toestellen voor privé en zakelijk gebruik. En ook die zijn vrijwel allemaal gemaakt van aluminium. Maar ze worden wel met zorg gebruikt en worden ook voorzien van een nauwgezet inspectie en onderhoudsschema. Dus daar zit de belangrijkste insteek voor onze eigen veiligheid zowel als die van opdrachtgevers, artiesten en publiek: onderhoud, inspectie en eventueel beproeven.
4a - Hijsplannen In AI-17 (de uitleg van de Nederlandse regelgeving in voor normale menselijke begrijpbare taal) wordt gesteld dat voor elke hijs- of hefklus waarbij één last aan twee of meer werktuigen wordt verplaatst de gebruiker vooraf een hijsplan (of hefplan) moet maken, met de berekeningen erbij. Gebruik van meerdere werktuigen voor 1 last? Dat is in de entertainment eerder regel dan uitzondering. Eén truss op twee statieven of aan twee, of meer, handtakels. Een truss-cirkel aan drie, vier of zes electro-takels, of een truss-plafond aan vier, acht of dertig electro-takels. Een groundsupport met twee, vier of zes towers, of zelfs trussplafonds op een combinatie van towers en takels. En een line-array systeem of TV-decor hangt ook aan meer dan één hijspunt, want anders draait het alle kanten op (behalve de goede). Dus wie vooraf geen hijs- of hefplan en berekeningen maakt is, om het maar beschaafd te zeggen, niet erg “in de geest van de Wet” bezig. Die hijsplannen moesten we jaren geleden ook al maken, en die berekeningen ook. De NERS 1.003-1 brancheregel van de Argh (uit 2003) voor het ‘riggingplot’ heeft inmiddels model gestaan voor een ontwerp van een Nederlandse Praktijk Richtlijn voor de evenementensector, waarin ook de truss als item zal worden opgenomen. En dus zal er ook de berekend moeten worden hoe zwaar de trussen belast gaan worden. En daarbij wordt voor truss op hijs- of hefwerktuigen waar we mensen onder toelaten, in overeenstemming met NPR 8020-10, een maximale belasting aangehouden die maar de helft is van de waardes in de tabellen van de fabrikanten. Want dat is te destilleren uit bijvoorbeeld de Machine Richtlijn en het Arbo-Handboek voor theater. De verantwoordelijkheid voor deze verhoogde veiligheid ligt geheel in handen van de gebruiker.
4b – Met beleid gebruiken Op allerlei momenten kunnen trussen verkeerd belast worden, maar ook beschadigd raken. En een van de eerste dingen die aan de vermindering van dat gevaar kunnen bijdragen zijn goede transport-
maart 2006
Pagina 7 van 8
Aluminium: mooi spul, maar altijd oppassen! dollies. Doordat er dan ook minder met trussen gesjouwd, gesleept en gegooid zal worden, en de kans kleiner is dat ze van de heftruckvorken ‘kukelen’, is de kans op beschadigingen minder groot. Daarnaast wordt er zowel bij het vervoer en opslag als bij montage en demontage een stuk efficiënter gewerkt. En efficiëntie is tijd- en geldwinst en dus ook weer een voordeel op termijn. Daarnaast is het investeren in goede beugels en klemmen ook investeren in veiligheid. De roemruchte G-clamp was in sterkte opzicht al niet zo veel, maar bijna al dat soort van klemmen en beugels lieten letterlijk hun sporen achter in de truss-buizen. En naast de bedreiging op langere termijn waren deze sporen maar al te vaak ook voorzien van een vlijmscherpe braam, waaraan gemakkelijk verwondingen aan de handen ontstonden. Tegenwoordig zijn er genoeg soorten aan veilige klemmen en beugels op de markt, veiliger voor het op te hangen object, veiliger voor de truss en veiliger voor de huid van de gebruikers zelf.
4c – Individueel nummeren en jaarlijks inspecteren Naast de bovenstaande activiteiten die de truss-gebruiker op de werkvloer kan uitvoeren, is er ook nog een heel belangrijke die vaak wat onderbelicht blijft. Want waar het geroep en geblaat over ‘keuren’ en ‘certificeren’ niet van de lucht is en waarbij soms letterlijk elk harpsluitinkje van 3 euro jaarlijks voor een keuring wordt weggebracht, blijven er jarenlang trussdelen in het magazijn achter met vaak een honderdvoudige nieuwwaarde van zo’n harpje en een zeker zo groot risico bij bezwijken ervan. Om een één of andere vage reden is het niet doorgedrongen dat ook trussdelen gerekend moeten worden tot de hijs- en hefmiddelen, en dat die ook bij een normale vorm van gebruik echt jaarlijks geïnspecteerd moeten worden. Misschien is die reden wel gelegen in het feit dat de fabrikanten ook hier weer erg laks zijn in hun voorlichting, en in Europa ook vaak – in tegenstelling tot wat de ANSI en BS normen voorschrijven – verzuimen om elk trussdeel individueel te nummeren. Maar ook dat zal wel veranderen als er een Euro-norm zit aan te komen. Daarmee worden de fabrikanten op een beter spoor gedwongen, maar tegelijkertijd de gebruikers ook meer op hun eigen verantwoordelijkheid gewezen: zorgen voor periodieke inspecties en een goede documentatie daarvan. En ook nu heden ten dage is er niets dat de gebruiker tegenhoudt om zelf een uniek nummer in de truss te zetten, en zelf al een inspectiedocument aan te maken. In veel gevallen zijn voor de te inspecteren items de criteria voor inspectie en keuring op het internet al te vinden, en anders moeten ze eenvoudigweg op te vragen zijn bij de fabrikant. De fabrikant moet opgeven waarop en hoe er geïnspecteerd moet worden, maar, nota bene, het is de verantwoordelijkheid (en aansprakelijkheid) van de gebruiker om dit ook daadwerkelijk te (laten) doen. Rinus Bakker is onafhankelijk rigging adviseur en opleider, aktief lid van de Argh! en van de werkgroepen 'Evenementen' van het NEN (Nederland) en 'Lesei' van het CEN (Europa). Roy Schilderman is onafhankelijk rigger en adviseur, secretaris van de Argh! en eveneens lid van NEN-'Evenementen' en CEN-'Lesei'.
Literatuur: ANSI E1.2 (2002): BSI 7905-2 (2000):
Entertainment Technology – Design, manufacture and use of aluminium trusses and towers. Lifting equipment for performance, broadcast and similar applications – part 2: Specification for design and manufacture of aluminium and steel trusses and towers. BSI 7906-2 (2000): Lifting equipment for performance, broadcast and similar applications – part 2: Code of practice for use of aluminium and steel trusses and towers. Arbeidsmiddelen Richtlijn: Richtlijn van de Raad 89/655/EEG en 95/63/EG, betreffende (…) arbeidsmiddelen op de arbeidsplaats. AI-17 (2003): ‘Hijs- en hefmiddelen’. Arbo-Informatie. 3e druk. prEN 12644-3: (1997) ontwerp. Hijskranen, Veiligheid. Eisen voor inspectie en gebruik - Deel 3: Geschiktheid voor het gebruiksdoel. prEN 14492-2: (2002) ontwerp. Hijskranen – Motorisch aangedreven lieren en takels - Deel 2: Motorisch aangedreven takels. Machine Richtlijn: Richtlijn 98/37/EG van het Europees Parlement en de Raad van 22 juni 1998 inzake (…) Machines. NERS 1-003-1 (2003): Entertainment hijstechniek. Hijsplanning. Documenteninhoud, deel 1: Riggingplot. NPR 8020-10 (2004): Evenementen. Hijs- en heftechniek. Veiligheidsfactoren.
Web: Google: zoekterm 'Combino' www.argh.nl
maart 2006
Pagina 8 van 8
