Liggers met Slimline-vloeren

^{European Patent Office, Rijswijk (Ateliers Jean Nouvel en Dam & Partners, Zonneveld Ingenieurs, Rijndijk, foto rechtsboven: Ossip van Duivenbode.}

Een Slimline-vloer bestaat uit stalen IPE-liggers met sparingen in de lijven. De onderflenzen zijn ingestort in een 70 mm of 80 mm dikke betonnen onderschil. Of de onderschil 70 of 80 mm wordt, is afhankelijk van de hoogte van de verkozen ligger. De onderkant van de onderflens ligt standaard op 33 mm van de onderzijde van de onderschil. Op de bovenflenzen ligt een topvloer van platen op (houten) regelwerk of koudgevormde staalprofielen (omegaprofielen) óf een anhydriet- of zandcement dek op stalen zwaluwstaartplaten. Constructieplaat en afwerking van de topvloer zijn via bijvoorbeeld rubbergranulaat akoestisch ontkoppeld van de constructie.

Voor de gewenste overspanning zijn de hoogte en/of h.o.h.-afstand van de IPE-liggers te variëren; de dikte van de onderschil (70 of 80 mm) blijft dan altijd gelijk. Afhankelijk van de keuze van de liggers, zijn overspanningen tot 18 m mogelijk. De Slimline-vloer wordt standaard geleverd met plaatbreedten van 2.400 of 2.700 mm. Hierbij bedraagt de onderlinge afstand tussen de liggers 1.200 mm resp. 1.350 mm. In overleg zijn afwijkende plaatbreedten te produceren.

De vloer als geheel rust op de bovenflens van de liggers van de hoofddraagconstructie óf is in deze liggers geïntegreerd. De vloer is zelfdragend. Daarom zijn tijdens de montage van de vloer geen tijdelijke ondersteuningen nodig. Door de platen onderling te koppelen, ontstaat schijfwerking. Zo draagt de vloer bij aan de horizontale stabiliteit.

Het plenum tussen de betonschil en de topvloer is geschikt voor integratie van kabelgoten en leidingen. De leidingen kunnen zowel tussen de vloerliggers lopen als dóór de gaten in het lijf van de liggers. Via luiken in de topvloer óf een geheel of gedeeltelijk demontabele uitvoering van de topvloer zijn installatietechnische wijzigingen in de gebruiksfase eenvoudig door te voeren.

Brandwerendheid
Een test bij TNO in 2000¹. toont aan dat de Slimline-vloer (toen nog Infra+ genaamd) een brandwerendheid haalt van 145 minuten. Dit is de brandwerendheid met betrekking tot bezwijken (R) én tot de scheidende functie (EI: vlamdichtheid betrokken op de afdichting E en thermische isolatie betrokken op temperatuur I).

Beproefd is een constructie van twee vloerelementen voor een overspanning van 7,2 m. Elk element is 1,95 m breed en bestaat uit een 70 mm dikke betonnen onderplaat met twee IPE 240 liggers en wapening ø6-150. De naad tussen beide platen is afgedicht met Promaseal. De topvloer is een 25 mm dikke, vezelversterkte gipsplaat (Pyrok) op stalen omegaprofielen. Tussen de omega- en de IPE-profielen zit 10 mm dik vilt.

De hoge brandwerendheid van de Slimline-vloer is gemakkelijk te verklaren: de onderflenzen van de IPE-profielen liggen beschermd in het beton van de onderschil, waardoor de profielen relatief traag opwarmen en sterkte en stijfheid maar weinig afnemen.

Het testresultaat geldt voor de beproefde configuratie. Hierbij zijn andere overspanningen en belastingen toegestaan, indien het moment bij brand niet groter wordt dan 30,3 kNm (bij de buitengewone belastingcombinatie volgens NEN-EN 1990).

Voor de rekenkundige bepaling van de brandwerendheid van Slimline-vloeren met grotere overspanningen (en hogere liggers tot en met IPE 450) is een Efectis-rapport² uit 2008 beschikbaar. De informatie in deze uitgave is gebaseerd op het TNO-testrapport van 2000.

Efectis heeft de toenmalige TNO-test nagerekend met het softwarepakket Diana en voor de gehele serie IPE 240 tot en met 450 liggers een brandwerendheid aangetoond van 120 minuten op het criterium 'buiging' (in het midden van de overspanning). Dit resultaat geldt bij de gebruikelijke belastingen bij brand. Hiervoor geeft Efectis als grenswaarde:

M_θ ≤ 0,00779 I_y, met I_y = traagheidsmoment om de sterke as (in cm⁴).

Het onderzoek is beperkt gebleven tot buiging, omdat dit bezwijkmechanisme doorgaans maatgevend is voor Slimline-vloeren. Dwarskracht en kip (gedrukte bovenrand) zijn niet bekeken. Door de lagere temperaturen van lijf en bovenflens ten opzichte van de onderflens zijn deze mechanismen bij brand niet maatgevend, wanneer ze bij kamertemperatuur aan de criteria voldoen.