Wapeningsstaal Calculator - Schatting Gewapend Beton Kosten & Hoeveelheid

Wat is een wapeningscalculator?

Een wapeningscalculator berekent hoeveel stalen wapeningsstaven een betonplaat of fundering nodig heeft, evenals hun totale lengte, gewicht en materiaalkosten. Wapeningsstaaf is een stalen staaf die in beton wordt ingebed om trekspanningen op te nemen. Beton is sterk bij druk, maar zwak bij trek. Daarom brengen bouwers een raster van stalen staven aan om te voorkomen dat het onder belasting uit elkaar scheurt.

Voer de lengte en breedte van de plaat in, kies een staafmaat en de calculator geeft het aantal staven, de totale lengte, het totale gewicht en de totale kosten. Er wordt uitgegaan van een eenvoudig rechthoekig raster, met staven in beide richtingen op een vaste onderlinge afstand.

Hoe bereken je het aantal wapeningsstaven?

De staven worden in een raster geplaatst: één reeks loopt in de lengterichting en de andere in de breedterichting. Voor beide richtingen wordt dezelfde berekening gebruikt.

$n = \left\lfloor \frac{x}{s} \right\rfloor + 1$

waarbij n het aantal staven in één richting is, x de plaatmaat dwars op die richting en s de staafafstand.

De afmeting wordt eerst omgerekend naar centimeters. Het resultaat wordt naar beneden afgerond op een geheel aantal tussenruimten; vervolgens wordt 1 toegevoegd voor de extra staaf aan het begin van de rij.

Voorbeeld: een breedte van 8 meter met wapeningsstaaf #4, met een staafafstand van 25 cm.

• 8 m = 800 cm
• 800 ÷ 25 = 32 (al een geheel getal)
• 32 + 1 = 33 staven

Als de deling niet exact uitkomt, wordt het breukdeel weggelaten en niet naar boven afgerond. Voor een lengte van 10 meter met dezelfde staafafstand van 25 cm geldt: 1000 ÷ 25 = 40, dus het resultaat is 40 + 1 = 41 staven.

$N = a + b$

waarbij N het totale aantal staven is, a de staven die in de lengterichting lopen en b de staven die in de breedterichting lopen.

Voor een plaat van 10 m × 8 m met wapeningsstaaf #4 geldt: 41 (over de lengte) + 33 (over de breedte) = 74 staven. De twee aantallen worden bij elkaar opgeteld en niet vermenigvuldigd, omdat elke staaf slechts in één richting van het raster loopt.

Formules voor totale lengte en gewicht

Zodra het aantal staven bekend is, volgt de totale lengte rechtstreeks:

$T = (L \times b) + (W \times a)$

waarbij T de totale lengte van de staven is, L de lengte van de plaat en W de breedte van de plaat.

Elk van de 33 staven die over de breedte lopen, heeft de volledige lengte van 10 m, en elk van de 41 staven die over de lengte lopen, heeft de volledige breedte van 8 m:

• 10 m × 33 = 330 m
• 8 m × 41 = 328 m
• Totaal = 658 m

$M = T \times m$

waarbij M het totale gewicht is en m het gewicht per meter.

Elke staafmaat heeft een vast gewicht per meter. Een staaf #4 weegt 0,994 kg per meter, dus:

• 658 m × 0,994 kg/m = 654,05 kg

$C = M \times p$

waarbij C de totale kosten zijn en p de prijs per kilogram.

Bij US$ 1,50 per kilogram kosten de voorbeeldplaat:

• 654,05 kg × US$ 1,50 = US$ 981,08

Uitgewerkt voorbeeld

Een aannemer stort een plaat van 10 m × 8 m en is van plan wapeningsstaaf #4 te gebruiken tegen US$ 1,50 per kilogram.

Dit zijn de theoretische minimumwaarden voor een eenvoudig rechthoekig raster. Bij echte bestellingen moet extra materiaal voor overlapverbindingen en snijverlies worden meegerekend; dat wordt hieronder behandeld.

Maten en staafafstanden van wapeningsstaal

Elke maat wapeningsstaal heeft een standaarddiameter, een gewicht per meter en een gebruikelijke staafafstand. Het getal in de maatnaam verwijst naar achtsten van een inch; een staaf van maat #4 heeft een diameter van 4/8 inch (13 mm), oftewel 1/2 inch (13 mm). De aanduiding tussen haakjes is de metrische staafaanduiding volgens ASTM A615M, de nominale diameter in millimeters, afgerond op het dichtstbijzijnde gehele getal. Dit is geen Canadese CSA-staafmaat. Een CSA-staaf 10 M heeft een diameter van 11,3 mm en weegt 0,785 kg per meter, dus meer dan de staaf #3 in de onderstaande tabel.

De weergegeven staafafstand is gebruikelijk en geen wettelijke minimumwaarde. De tekeningen van een constructeur hebben altijd voorrang op deze standaardwaarden.

Wat de calculator niet meeneemt

De calculator gaat uit van een eenvoudig rechthoekig raster. Er wordt geen toeslag berekend voor de volgende zaken, waarmee bij een echte bestelling wel rekening moet worden gehouden:

• Overlapverbindingen. Waar twee staven elkaar bij een verbinding overlappen, schrijft de gebruikelijke praktijk een overlap voor van ongeveer 40 keer de staafdiameter. Voor wapeningsstaaf #5 (15,9 mm) is dat ongeveer 64 cm per verbinding. Een gebruikelijke vuistregel is om 10 tot 15 procent aan de berekende lengte toe te voegen voor verbindingen en snijverlies.
• Minimum- en maximumwaarden volgens de bouwvoorschriften. Voorschriften zoals de International Building Code en ACI 318 stellen grenzen aan staafafstanden en betondekking die kunnen afwijken van de bovenstaande gebruikelijke waarden. Controleer altijd de lokale voorschriften of de tekeningen van een constructeur voordat je bestelt.
• Niet-rechthoekige vormen. Deel een L-vormige plaat of een vorm met rondingen op in rechthoeken, gebruik de calculator voor elk deel en tel de resultaten bij elkaar op.
• Afronding voor bestellingen. Staal wordt verkocht in hele staven, dus aantallen worden afgerond en zijn niet fractioneel. Veel aannemers voegen daarbovenop nog 5 procent toe voor gebogen staven en verlies op de bouwplaats.

Meer dan alleen het wapeningsstaal

De materiaalkosten uit de calculator vormen slechts een deel van het budget. Het aanbrengen van wapeningsstaal kost doorgaans nog US$ 0,30 tot US$ 0,60 per kilogram aan arbeidskosten, afhankelijk van de staafmaat, de bereikbaarheid van de bouwplaats en de complexiteit van de indeling. Andere kostenposten zijn binddraad, kunststof of stalen afstandhouders die de staven van de bekisting vrijhouden, en leveringskosten, die afhankelijk van afstand en ordergrootte kunnen variëren van US$ 150 tot US$ 500.

Veelgestelde vragen

Hoe nauwkeurig is een wapeningscalculator? Voor een eenvoudig rechthoekig raster geeft de calculator een exact antwoord. De nauwkeurigheid voor een echt project hangt ervan af hoe goed het project aan die veronderstelling voldoet. Complexe vormen, verschillende wapeningszones en overlapverbindingen zijn niet inbegrepen. Daarom voegen de meeste aannemers vóór het bestellen 10 tot 15 procent toe aan het onbewerkte resultaat.

Welke maat wapeningsstaal moet ik gebruiken voor een betonplaat? Dat hangt af van de plaatdikte, de verwachte belasting en de lokale voorschriften. Als algemene richtlijn gebruiken dunne betonplaten bij woningen, zoals terrassen, vaak staaf #3; funderingsplaten van woningen gebruiken meestal #4; en bedrijfsvloeren of magazijnvloeren hebben vaak #5 of #6 nodig. Een constructeur of de lokale bouwdienst moet de werkelijke vereisten bevestigen.

Waarom wordt het totale aantal wapeningsstaven in beide richtingen opgeteld in plaats van vermenigvuldigd? Elke staaf loopt slechts in één richting van het raster. Een staaf die in de lengterichting van de plaat loopt, telt niet ook als een staaf in de breedterichting. Het vermenigvuldigen van de twee aantallen zou het aantal kruispunten in het raster geven, niet het aantal staven.

Hoeveel extra wapeningsstaal moet ik bestellen voor verbindingen en verlies? Een gebruikelijke schatting is 10 tot 15 procent boven het berekende totaal. Dit dekt overlapverbindingen, snijverlies en enkele beschadigde of verkeerd gezaagde staven. Bij een bestelling van 1.000 meter betekent dit dat ongeveer 1.100 tot 1.150 meter moet worden besteld.

Kan gelast wapeningsnet wapeningsstaal vervangen? Soms. Gelast wapeningsnet is geschikt voor licht belaste betonplaten en scheurbeheersing, zoals trottoirs of keldervloeren. Het is geen vervanging voor constructief wapeningsstaal in dragende platen of elementen. Elke vervanging moet door de constructeur van het project worden goedgekeurd.

Varieert de prijs van wapeningsstaal per regio? Ja. De staalprijs hangt af van de productie van de staalfabriek, de transportafstand en de lokale vraag. Het loont om offertes bij meerdere leveranciers op te vragen, omdat prijzen tussen leveranciers in hetzelfde gebied 10 tot 20 procent kunnen verschillen.

Referenties

1. American Concrete Institute. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318).
2. Concrete Reinforcing Steel Institute. Manual of Standard Practice.
3. International Code Council. International Building Code.
4. ASTM International. ASTM A615/A615M: Standard Specification for Deformed and Plain Carbon-Steel Bars for Concrete Reinforcement.