RAPPORT
66 toleranties voor betonwerk
STICHTING COMMISSIE VOOR UITVOERING VAN RESEARCH INGESTEL.D COOR DE BETONVERENIGING
ONDERZOEKINGSCOMMISSIES (1974) CoMMISsm A 7 Onderzoek naar het plastische gedrag van constructies. A13 Onderzoek naar de krachtsverdeling in scheve platen. A16 Veiligheid. A17 Stabiliteit. A19 Statisch onbepaalde constructies voor skeletten en doorgaande balken. A20 Dynamische problemen in de bouw. A21 Onderzoek naar de oplegreacties van vierzijdig ondersteunde platen. A23 Sterkte en stijfheid van kolommen. A24 Plastische scharnieren. A25 Pons. COMMISSIE
B 3
B4 B7 B 13 B 14 B 16 B 17 B 18 B 19 B 20 B 21
Niet-destructief onderzoek van beton. Onderzoek van betonstaal. Onderzoek van technologische invloeden op scheurvorming in beton. Afwerking van beton in de buitenlucht. Kwaliteitscontrole van beton. Reparaties aan betonconstructies. Ontkistingsmiddelen. Nieuwe betonsoorten. Dekking lichtbeton. Beton bij afvalwaterzuiveringsinstallaties. Transporteren van betonspecie.
C 4 Onderzoek van de brandveiligheid van voorgespannen betonconstructies. C 11 Voorgespannen betonverharding. C 1S StaaI-beton Jiggers. C 15A Staal-beton kolommen. C 16 Lasverbindingen. C 18 Toleranties voor betonwerk. C 19 Samenwerking prefab Jiggers met ter plaatse gestort beton. C 20 Vermijden van hinderlijke scheurvorming ten gevolge van krimp en temperatuurwisselingen. C 21 Lage wapeningspercentages. C 22 Gedeeltelijk voorgespannen beton. C 24 Doorbuigingen. C 2S Lasbaarheid betonstaaI. C 26 Voorspankabels zonder aanhechting. C 26A Corrosiebescherming voorspankabels zonder aanhechting. C 27 Voegmortels. C 28 Constructiedetails. C 29 Invloed van spatten op de brandwerendheid van beton. PC 30 Triaxiaal voorgespannen beton. C 31 Constructief onderwaterbeton. C 32 Aanvangsspanningen bij voorgespannen lichtbeton. C 33 Wisselbelasting. C 34 Betondekking.
COMMISSIE
COMMISSIE
E2 E3
Rationalisatie van de wapening. Gebruik van wand-, tafeI- en tunnelbekistingen.
toleranties voor betonwerk
STICHTING COMMISSIE VOOR UITVOERING VAN RESEARCH INGESTELD DOOR DE BETONVERENIGING
VOORWOORD
In 1967 werd commissie C 18 "Toleranties voor betonwerk" ingesteld met als taak de problemen samenhangend met toleranties ten aanzien van betonwerk te onderzoeken. Gezien de omvang van het probleem heeft de commissie zich bij dit onderzoek beperkt tot in het werk gestorte betonskeletten anders dan woningbouw. Na een inleidende aftasting van het onderwerp kreeg de commissie het verzoek van de Gewapend Beton Commissie of zij op korte termijn toleranties zou kunnen bepalen voor de nieuw te verschijnen Voorschriften Beton 1974. Een voorstel voor deze toleranties met toelichting werd in het voorjaar van 1970 afgerond en aan de GBV-commissie (thans Stichting Commissie Voorschriften Beton) aangeboden. Dit voorstel is als een aanhangsel "Toleranties voar betonwerk" toegevoegd aan de Voorschriften Beton VB 1974 Deel B. De conclusies van het uitgevoerde onderzoek maken duidelijk dat met deze publikatie nog niet alle problemen zijn opgelost. Toch meende de cammissie niet langer met de rapportage te moeten wachten, omdat deze rapportage kan bijdragen aan de verbetering van het inzicht in de problemen ten aanzien van toleranties. De commissie was als volgt samengesteld: Ir. A. VAN DER WERF, voorzitter Ir. P. ERASMUS, secretaris Ir. P. J. BOUMAN G. VAN HERPEN Ir. R. J. C. VAN DER MEER Ir. M. WIERDA Ir. J. G. BAAS, mentor De commissie is erkentelijk voor de verleende medewerking van: - J. A. ATZEMA van het Adviesbureau vaor kwaliteitsbeleid en besliskunde N.V. op het gebied van de statistische analyse alsmede voor de ontwikkeling van de rekenvoorbeelden; - ir. J. J. KNOL van de Stichting Bouwcentrum op het gebied van de meetmethoden en metingen; . - diverse ondernemingen vaor het beschikbaar stellen van de meetobjecten. december 1974
De Stichting Commissie voor Uitvoering van Research
INHOUD
Hoofdstuk 1 1.1
1.2 1.3 Hoofdstuk 2 2.1
2.2 2.3
2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.4
AFWIJKINGEN EN TOLERANTIES Definities en begrippen . . . . . . . . . AIgemene beschouwingen . . . Samenstelling van spreidingen en toleranties. .
12 14
TOLERANTIES TEN BEHOEVE VAN DE VOORSCHRIFTEN BETON 1974 16 Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Samenhang plaatsingstolerantie en fabricagetolerantie. . . . 16 Toetsing van een aantal praktijkmetingen aan de voorgestelde toleranties. . . . . . . . 19 Kolomdikten . . . . . . . . . . . . 20 20 Kolomafstanden. . . . . . . . . . . . 21 Onloodheid (scheefstand) van kolommen . . . . 22 Eindconclusies uit de metingen. . 22 Toleranties meetgerei .
REKENVOORBEELDEN . . Inleiding . . . . . . . 3.2 Afleesvoorbeelden voor het nomogram Formules voor gemiddelde en standaardafwijking van voeg3.3 breedten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.1 Een element tussen twee kolommen (wanden) . . . . . 3.3.2 Meerdere elementen tussen twee kolommen (wanden) . Conclusies . . . . . . . . . . . . . . . 3.4
Hoofdstuk 3 3.1
Hoofdstuk 4 4.1 4.2
7 7
UITZETTEN VAN MATEN OP DE BOUWPLAATS . . . Inleiding... Maatvoering . . . . 4.2.1 Rooilijnen 4.2.2 Hoogtemaatvoering rond de bouwplaats 4.2.3 Bouwraam . . . . 4.2.4 Uitzetten van palen . . . . . 4.2.5 Keldervloer. . . . . 4.2.6 Verdiepingvloer . . 4.2.7 Hoogtemaatvoering in het bouwwerk . 4.2.8 Maatvoering op de verdiepingen . 4.2.9 Nacontrole . . . . . 4.2.10 Afbouwmaatvoering . . . . . . . . . .
24 24 26 27 27 34 37
38 38 39 39 39 39 40 40 41 42
42 43
43
Hoofdstuk 5
SAMENVATTING ZusammenJassung Resume . . Summary . . . .
....
44
45 46 47
Bijlage
A
RICHTLIJNEN VOOR TOLERANTIES
49
Bijlage
B
MAATAFWIJKINGEN GEMETEN IN EEN BOUWWERK MET BEHULP VAN DE METHODE VAN VOORWAARTSE SNIJDING
58
1
Inleiding
58
2 2.1 2.2
Meetobject en meetomstandigheden Meetobject Ondervonden moeilijkheden .
58 58 58
3 3.1 3.2 3.3 3.4
Wijze van meten . Meetopzet . Meetinstrumenten Verwerking van meetgegevens Nauwkeurigheid van de meetmethode.
59 59 60 60 63
4
4.6 4.7 4.8
Meetresultaten. Fabricage-afwijkingen van de kolomdikten Plaatsafwijkingen van de kolommen Maatafwijkingen van de openingen tussen twee kolommen Scheefstanden van kolommen Verdraaiingen van kolommen Hoogte ruwe begane grondvloer Hoogte onderkant eerste verdiepingvloer . Maatafwijkingen van de openingen tussen twee vloeren
64 64 65 66 67 68 68 69 69
5
Samenvatting meetresultaten en conclusies.
69
C
FOUTEN BIJ HET METEN MET DE MEETBAND EN HET VOORKOMEN DAARVAN Foutenbronnen bij het meten met de meetband Fouten ten gevolge van fabricage-afwijkingen van de meetband Fouten ten gevolge van het aanbrengen van een spankracht die verschilt van de spankracht waarbij de meetband is geijkt . Fouten ten gevolge van temperatuurverschillen . Toevallige fouten Samenvatting
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5
Bijlage
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
71 71 71 72 72 73 73
Bijlage
7
OPMERKINGEN TEN AANZIEN VAN HET MAATVOEREN Te verwachten nauwkeurigheden . Voorkomen van fouten . Opleiding maatvoerder Controle in het werk . Tekeningen Hulplijnen . Aanbevelingen voor het maatvoeren
E
LUST VAN GERAADPLEEGDE LITERATUUR
D
1 2 3 4
5 6
Bijlage
.
.
.
.
75 75 75 75 76 76 77 78 80
HOOFDSTUK
1
AFWIJKINGEN EN TOLERANTIES 1.1
Definities en begrippen
In de praktijk is gebleken, dat de verschillende begrippen op bouwmetrologisch gebied in diverse betekenissen worden gebruikt. Bovendien heeft het onderzoek aangetoond dat de bestaande (ontwerp)normen ontoereikend zijn. Een nadere normalisatie met een zeer duidelijke begripsomschrijving is daarom dringend gewenst. Ter vermijding van misverstanden zullen de in dit rapport toegepaste begrippen nader worden gedefinieerd. In NEN 5702 [1] zijn de volgende definities gegeven: de gewenste maat van een bouwelement; hierop zijn bepaalde maatafwijkingen toelaatbaar; werkelijke maat L = de maat, opgemeten aan het individuele bouwelement; maatafwijking m = het verschil tussen de werkelijke maat en de normale maat.
normale maat L n
=
Bovengenoemde begrippen zijn in figuur 1 opgenomen en hebben betrekking op een enkel bouwelement. De maatafwijking m van het enkele bouwelement is uitsluitend afhankelijk van de fabricage en wordt daaram fabricage-afwijking genoemd. De maatafwijking m kan zowel positief als negatief zijn, immers het bouwelement kan zowel grater als kleiner zijn dan de normale maat. Indien gemiddeld de maat juist is, d.w.z. de gemiddelde maatafwijking is nul, dan zullen de individuele maatafwijkingen gelijkelijk over de positieve en de negatieve maatafwijkingen verdeeld zijn. Is dit niet het geval, dan is er sprake van een systematische maatafwijking. Het is uiteraard onmogelijk fabricage-afwijkingen geheel te voorkomen. Deze moeten dus warden aanvaard. Anderzijds mogen de fabricage-afwijkingen niet te groot worden amdat dit tot montagemoeilijkheden en/of aantasting van de functie
gewenste doorsnede
I"
Ln
•I
m
mneg
I. ..
I-
} malen
.. [
j-
1-
.. I
Lmin
.. I.. L max
mpos
I T
,,'I •I
) .isen
I
Fig. 1. Definities voer een enkel beuwelement.
7
van de elementen aanleiding zaI geven. Daarom wordt in de voorschriften een gebied aangegeven waarbinnen de maatafwijkingen met een zekere waarschijnlijkheid moeten zijn gelegen. Dit toegestane gebied - de tolerantie - wordt begrensd door de bovenste en onderste grensmaat. Hierbij is (zie fig. 1): bovenste grensmaat = maximaal toelaatbare maat = L max onderste grensmaat = minimaaI toelaatbare maat = L min NEN 5702 geeft de voIgende definities: grootste positieve maatafwijking mpos grootste negatieve maatafwijking mneg fabricagetolerantie T
= het verschil tussen de bovenste grensmaat en de normale maat; = het verschil tussen de normale maat en de onderste grensmaat; = de toelaatbare maatspreiding, die door het verschil tussen de bovenste en onderste grensmaat wordt gegeven; T = mpos + m neg •
In veel gevaIlen, ook in dit rapport, wordt
mpos
gelijkgesteld aan mneg •
Voor de beoordeling van het fabricageproces tegen de achtergrond van de eisen (normale maat en grensmaten) kan gebruik worden gemaakt van de omstandigheid, dat afwijkingen binnen een proces in het aIgemeen het model van de normale verdeIing (Gauss-verdeIing) voIgen. Deze verdeIing is in figuur 2 weergegeven. Langs de horizontale as wordt de maatafwijking uitgezet en Iangs de verticale as het aantal waarnemingen met hetzelfde meetresultaat. De verticale as is verder zodanig ingericht, dat het oppervlak onder de gehele kromme per definitie 100% voorstelt. Het oppervlak onder de kromme rechts van een verticale Iijn stelt het percentage afwijkingen voor dat groter is dan de horizontaleschaalwaarde van die verticale Iijn.
c CII
~ CII
....
t - - - - - l._.
maatafwijking (mm)
Fig. 2. AIgemene vorm van de normale verdeling met een voorbeeld waarbij 30% van de maatafwijkingen groter is dan 2 mm.
8
De kromme heeft de eigenschap, dat deze volledig wordt gekarakteriseerd door de parameters J1 en (J [10]. J1
= de gemiddelde maatafwijking van de gehele populatie; deze waarde is kenmerkend
(J
= de standaardafwijking van de maatafwijkingen van de gehele populatie; deze para-
voor de ligging van de verdeling (fig. 3); meter is een maat voor de spreiding van de meetuitkomsten en bepaalt daarmee de vorm van de Gauss-kromme (fig. 4).
Fig. 3. Verdelingen met dezelfde standaardafwijking afw\jkingen !-t.
(1,
maar met \"erschillende gemiddelde maat-
Fig. 4. Verdelingen met dezelfde gemiddelde maatafwijking !-t, maar met verschillende standaardafwijkingen (1.
Voor iedere normale verdeling, ongeacht J1 en
(J,
90% van de populatie ligt tussen J1 -1,64(J en J1 95% van de populatie ligt tussen J1 -1,960" en J1 98% van de populatie ligt tussen J1 - 2,330' en fl
geldt onder andere dat:
+ 1,640' + 1,960' + 2,330'
In figuur 5 is voor J1 = 2 mm en 0" = 1,5 mm gei11ustreerd het geval dat 95% van de populatie ligt tussen de waarden - 0,94 en 4,94 mm. In het algemeen zal het niet mogelijk zijn alle bouwelementen na te meten. Volstaan zal worden met een representatieve steekproef. In principe kan worden gesteld dat deze steekproef dezelfde normale verdeling en dus dezelfde gemiddelde maatafwijking en standaardafwijking bezit als de gehele populatie. Per definitie is nu: m = de gemiddelde maatafwijking van de steekproeJ, of in formulevorm:
:Em _ m=n
9
