HAC EDGE verandert het traditionele concept van verankering naar beton. In plaats van te vertrouwen op de lage capaciteit van het beton in spanning, maakt het gebruik van de treksterkte van de wapening die aan het ankerkanaal is bevestigd. HAC EDGE optimaliseert de overdracht van schuifbelasting van het kanaalprofiel naar de wapeningsstaven en overwint de uitdagingen met traditionele ankerkanalen met gelaste wapeningsstaven.

HAC EDGE is een nieuw verankeringssysteem dat waarde-innovatie brengt. Het voldoet aan de huidige snelle constructie-eisen en vereisten van de vliesgevelindustrie, zoals installatietolerantie, hoge windbelastingen, dunne betonnen elementen, zakken, korte randafstanden en lichtgewicht beton. In dergelijke ongunstige omstandigheden biedt HAC EDGE meer dan 2 keer de capaciteit van traditionele ankerkanalen aan de bovenkant van de plaat, waarbij de wapeningsstaven aan de achterkant van het kanaal zijn gelast en presteert het beter dan standaard ankerkanalen zonder wapeningsstaven met een factor 5.


Figuur 1 HAC EDGE overzicht

Ingegoten ankerkanaalsystemen

Ankerkanaalsystemen zijn een kosteneffectieve verankerings-aan-betontechnologie. Deze technologie biedt een benodigde oplossing voor toleranties op het werkterrein en instelbaarheid op locatie bij het aansluiten van structurele en niet-structurele elementen.
Ankerkanaalsystemen bieden extra besparingen door geen geschoolde arbeid te vereisen om het armatuur aan de inbedding te lassen, omdat lassen niet nodig is. Bovendien verminderen ze de installatietijd per aansluiting en de kans op onjuiste plaatsing, verbeteren ze de veiligheid van de installateur en verhogen ze de structurele betrouwbaarheid van de verbinding.

Ontwerpnormen voor ankerkanalen met rondkopankers

Ingegoten ankerkanalen kunnen erkenning krijgen onder de International Building Code (IBC) voor ontwerp met sterkteontwerpbepalingen. De International Code Council Evaluation Service (ICC-ES) heeft de acceptatiecriteria voor ankerkanalen in betonelementen (AC232) ontwikkeld om ankerkanaalsystemen te kwalificeren. AC232 voorziet in wijzigingen in ACI 318 Verankering-naar-beton-bepalingen die het ontwerp van ankerkanaalsystemen mogelijk maken alsof ze zijn opgenomen in ACI 318 Verankering-naar-betonbepalingen. Ga voor meer informatie over AC232 naar http://www.structuremag.org/?p=10443.

Code compliance van HAC EDGE

HAC EDGE is een systeem dat bestaat uit een wapeningsrandopsluitingsplaat (EDGE-plaat) die niet structureel is bevestigd aan een Hilti Anchor Channel (HAC). Het ankerkanaal zelf is bedekt in de ESR-3520. Omdat de EDGE-plaat niet structureel is verbonden met het ankerkanaal, wordt het systeem ontkoppeld en verandert de EDGE-plaat het gedrag van het ankerkanaal niet. Daarom kunnen het ontwerpmodel en de technische gegevens worden overgenomen van ESR-3520 voor de meeste storingsmodi.
 
De scope van de huidige versie van AC232 (juni 2017) is beperkt tot ankerkanalen met rondkopankers of I-ankers. Ankerkanalen met wapeningsstaven die aan de ankerkanalen zijn bevestigd, worden niet expliciet in de criteria behandeld. Wel werden de testprotocollen van AC232 gebruikt om de weerstanden van HAC in combinatie met de EDGE-plaat te bepalen. De ontwerpbepalingen van AC232 zijn geldig voor het ontwerpen van 19 van de 20 faalmodi van een ankerkanaal die vereist zijn volgens ESR-3520. Alleen de verificatie voor het falen van de betonrand in de afschuiving wordt gewijzigd, op basis van rigoureuze interne tests om te profiteren van het verbeterde draaggedrag van de opsluitingsplaat met wapeningsstaven. De verankeringslengte is ontworpen in overeenstemming met ACI 318.


Figuur 2 HAC EDGE-componenten

De zwakste schakel in top van slab applicaties

Het ontwerp van gegoten ankerkanalen vereist de verificatie van stalen en betonfaalmodi voor spanning, afschuiving en gecombineerde spanning en afschuiving. Een ankerkanaal is slechts zo sterk als de zwakste schakel. Voor vliesgeveltoepassingen is de zwakste schakel in afschuiving meestal het falen van de betonrand. Deze faalmodus wordt bepaald door de geometrische afmetingen en materiaaleigenschappen van het beton.

Standaard ankerkanalen

De verificatie van betonranduitbraak van ankerkanalen bestaat uit de basisbetonuitbraaksterkte van één anker van het ankerkanaal vermenigvuldigd met een reeks modificatiefactoren die rekening houden met de ankerafstand, de dikte van de onderbalk, het hoekeffect, de staat van beton (gebarsten of niet-gescheurd) en de wapening in het betonelement.
 
De basisbetonuitbraaksterkte van één anker zonder de invloed van een hoek, balkdikte of aangrenzende ankers in ongewapend beton wordt als volgt bepaald:
 

 
Voor standaard ankerkanalen die zijn afgedekt met ESR-3520 worden de schuifbelastingen die op het armatuur werken via het ankerkanaal in het beton overgebracht via de t-bouten en de ankerelementen (1). De storing treedt op voor het kanaalprofiel (2). Na het bereiken van de ultieme schuifbelasting is het beton voor het kanaal volledig gescheiden van de rest van de constructie. De schuifbelasting neemt af met toenemende vervorming van het kanaal (3).


Figuur 3 Gedrag van ankerkanalen die in schuine afschuiving zijn geladen (links). Afschuifbelasting versus verplaatsingscurve (rechts).
In vliesgeveltoepassingen vindt het ontwerp van het ankerkanaal meestal plaats in een van de laatste fasen van het gebouwontwerp. Vaak komt het ontwerp van de ankerplaats als een bijzaak. Tegen de tijd dat het ankerkanaal is gedimensioneerd, zijn de variabelen gedefinieerd die de prestaties van het ankerkanaal aanzienlijk kunnen beïnvloeden. De randafstand is de variabele die de grootste impact heeft op het falen van de betonrand. Zelfs deze variabele kan echter al zijn gedefinieerd, waardoor ontwerpers minimale opties hebben. Meestal kan de randafstand alleen worden gevarieerd in een zeer smalle band vanwege de grootte van de beugel. De beperkingen van de opbreeksterkte van de betonnen rand overwinnen.

Ankerkanalen met gelaste wapeningsstaven

Om de beperkingen van de relatief lage opbreeksterkte van de betonnen rand dicht bij een rand te overwinnen, worden vaak ankerkanalen gebruikt met wapeningsstaven die structureel aan de achterkant van het kanaal zijn gelast.
Naar analogie met standaard ankerkanalen worden de schuifbelastingen via het kanaalprofiel (1) in het beton overgebracht. De storing treedt ook op voor het kanaalprofiel (2). In vergelijking met standaard ankerkanalen worden de schuifbelastingen echter herverdeeld over de wapeningsstaven. De hogere uiteindelijke weerstand van het systeem wordt alleen bereikt met verhoogde vervormingen en grote scheuren voor het kanaal (3).
  

Figuur 4 Gedrag van ankerkanalen met wapeningsstaven belast in afschuiving (links). Afschuifbelasting versus verplaatsingscurve (rechts).
Het lassen van wapeningsstaven aan een ankerkanaal verandert het gedrag van het ankerkanaal in spanning en gecombineerde spanning en afschuiving. Wanneer spanningskrachten op het ankerkanaal worden uitgeoefend, faalt het beton boven de wapeningsstaven en vermindert de betonkegelweerstand van het ankerkanaal. Ook door de grote scheuren voor het ankerkanaal bij afschuifbelasting wordt de interactie met betonkegelstoring negatief beïnvloed. Deze effecten zijn nog meer uitgesproken in lichtgewicht betonconstructies. Daarom moet rekening worden gehouden met het negatieve effect van de gelaste wapeningsstaven bij het ontwerp van dit soort ankerkanalen.

HAC RAND

Door gebruik te maken van de basisprincipes van gewapende betonconstructies heeft Hilti een nieuw ankerkanaalsysteem ontwikkeld dat voldoet aan de behoeften van de vliesgevelmarkt. In plaats van te vertrouwen op de relatief lage trekcapaciteit van het beton voor de faalmodus "betonranduitbraak", biedt HAC EDGE superieure betonrandprestaties door de belastingsoverdracht te optimaliseren voor kleine randafstanden, dunne betonelementen, lage betondruksterkten en lichtgewicht beton.
De eerste laadfase van HAC EDGE is gelijk aan die van standaard ankerkanalen en ankerkanalen met gelaste wapeningsstaven (1). Nadat schuifbelastingen op het ankerkanaal zijn aangebracht, worden de belastingen eerst van het kanaalprofiel naar de vrije rand van het beton overgebracht. De EDGE-plaat die wordt tegengehouden door de gelaste wapeningsstaven beperkt de rand, waardoor de vorming van compressieveren mogelijk is (2). De schuifbelasting wordt teruggegeven aan de wapeningsstaven. De ultieme weerstand van het systeem wordt bereikt nadat de wapeningsstaven volledig zijn geactiveerd (3).
  

Figuur 5 Gedrag van HAC EDGE geladen in afschuiving (links). Afschuifbelasting versus verplaatsingscurve (rechts).
De EDGE-plaat is niet structureel verbonden met het ankerkanaal. Dit maakt ontkoppeling van het schuif- en spanningsbelastingsoverdrachtsmechanisme mogelijk. De betonkegelweerstand van het ankerkanaal kan conservatief worden berekend volgens AC232.
Voor kleine randafstanden biedt HAC EDGE meer dan 2 keer de capaciteit van traditionele ankerkanalen aan de bovenkant van de plaat, waarbij de wapeningsstaven aan de achterkant van het kanaal zijn gelast. Bovendien kan HAC EDGE, afhankelijk van de geometrie van het betonelement en de locatie van het ankerkanaal, beter presteren dan standaard ankerkanalen zonder wapeningsstaven tot een factor 5.

Extra voordelen van HAC EDGE

Naast de hoge betonranduitbraak in afschuifprestaties, wordt HAC EDGE geleverd met de gespecificeerde / geordende randafstand om fouten in plaatsing te verminderen en een veiligere en snellere installatie te bieden. Dit gaat hand in hand met Hilti's missie om een betere toekomst op te bouwen. HAC EDGE vermindert de kans dat het product op de verkeerde randafstand wordt geïnstalleerd. De randafstand is de meest gevoelige variabele die de grootste impact heeft op de opbreeksterkte van de betonrand bij afschuiving.
Bovendien wordt de installatie van het ankerkanaal vereenvoudigd omdat het product eenvoudig aan de bekisting kan worden bevestigd door de EDGE-plaat erop te spijkeren of te schroeven. Bovendien levert HAC EDGE algemene materiaalbesparingen op omdat het het gebruik van kleinere gevelbeugels mogelijk maakt. De superieure betonschuifprestaties voor kleine randafstanden zorgen ervoor dat de vliesgevelbeugel kan worden verborgen door de krukbekleding of gipswand, als deze zich ten minste 4 "-5" van de rand van het gebouw bevinden. Dit elimineert de noodzaak van zogenaamde pockets, wat aanzienlijke besparingen oplevert.
Breng uw gevel naar een nieuwe EDGE. Begin nu met ontwerpen.