Voor een staalconstructie heb je bijna altijd een betonnen fundering nodig. Welk type dat is, hangt af van de grondgesteldheid, de belasting van de constructie en de toepassing. Bij lichte constructies volstaat vaak een poer per kolom. Bij zwaardere industriehallen of slechte bodemcondities is een funderingsplaat of paalfundering een betere keuze. De fundering en de staalconstructie moeten als één systeem worden ontworpen.
Een verkeerde funderingskeuze kost je later veel meer dan de besparing die je nu maakt
Veel projecten beginnen met de staalconstructie in beeld, terwijl de fundering als bijzaak wordt behandeld. Dat is een dure misrekening. Een fundering die niet is afgestemd op de krachten die de staalconstructie overdraagt, leidt tot verzakking, scheurvorming of instabiliteit. Herstelwerk aan een fundering nadat de staalconstructie al staat, is kostbaar en tijdrovend. De oplossing is simpel: betrek de fundering al in de engineeringsfase bij het ontwerp van de constructie, zodat beide onderdelen op elkaar zijn afgestemd.
Zonder goede funderingsberekening weet je niet wat je bouwt
Een staalconstructie ziet er stabiel uit, maar de krachten die ze uitoefent op de ondergrond zijn complex. Windbelasting, dynamische krachten van machines, het gewicht van de constructie zelf en eventuele ophanglasten: al die krachten komen samen in de kolom en worden via de voetplaat aan de fundering overgedragen. Zonder een funderingsberekening op basis van die specifieke belastingen en de lokale grondgesteldheid bouw je in het ongewisse. Een constructeur of geotechnisch adviseur stelt die berekening op, bij voorkeur in afstemming met de partij die ook de staalconstructie ontwerpt.
Wat is een fundering en waarom is die belangrijk bij staalconstructies?
Een fundering is de ondergrondse constructie die het gewicht en de krachten van een gebouw of constructie overdraagt aan de grond. Bij staalconstructies is de fundering belangrijk omdat staal relatief licht, maar ook stijf is, waardoor krachten geconcentreerd via de kolommen worden overgedragen. Zonder goede fundering kan de constructie verzakken, kantelen of bezwijken.
Staalconstructies staan bekend om hun hoge belastingcapaciteit bij een laag eigen gewicht. Dat klinkt gunstig, maar het betekent ook dat de krachten niet breed worden verspreid, zoals bij een massieve betonnen wand. De belasting komt terecht op een beperkt aantal punten: de kolommen. Die punten moeten worden ondersteund door een fundering die die geconcentreerde krachten veilig kan opnemen en kan verspreiden over de draagkrachtige grondlaag.
Bovendien moet een fundering bij staalconstructies rekening houden met meer dan alleen verticale belasting. Wind, ongelijkmatige belasting en bij sommige toepassingen ook dynamische krachten van machines of voertuigen zorgen voor horizontale krachten en kantelmomenten. De fundering moet al die krachten opnemen, niet alleen het gewicht van de constructie zelf.
Welke soorten funderingen worden gebruikt bij staalconstructies?
Bij staalconstructies worden drie funderingstypen het meest toegepast: poerfunderingen per kolom, een doorlopende funderingsplaat en een paalfundering. De keuze hangt af van de grondgesteldheid, de belasting en de afmetingen van de constructie. Bij goed draagkrachtige grond volstaat een poer. Bij slechte grond of zware belasting is een paalfundering nodig.
Poerfundering: Een betonnen blok onder elke kolom, ook wel een kolomvoet of poer genoemd. Dit is de meest gebruikte fundering bij industriehallen en lichte tot middelzware staalconstructies op draagkrachtige grond. Elke kolom krijgt zijn eigen poer, die de belasting verspreidt over het grondoppervlak eronder.
Funderingsplaat: Een aaneengesloten betonnen plaat onder de gehele constructie. Geschikt wanneer de gronddruk gelijkmatig verdeeld moet worden of wanneer de grond een wisselend draagvermogen heeft. Wordt ook toegepast wanneer de vloer van de hal onderdeel is van de fundering.
Paalfundering: Bij slappe of samendrukbare grond, zoals veen of klei, worden betonpalen de grond in gedreven of geboord tot op een draagkrachtige laag. De kolommen rusten dan via een poer op de palen. Dit is in Nederland, vanwege de bodemgesteldheid in veel regio’s, de standaardaanpak.
Bij constructiewerken voor industriële toepassingen zoals hallen, portaalframes en vakwerkconstructies is de paalfundering met poer een veelgebruikte combinatie, zeker in gebieden met minder draagkrachtige bodem.
Hoe wordt de juiste fundering voor een staalconstructie bepaald?
De juiste fundering bepaal je op basis van een grondonderzoek en een constructieve berekening van de belastingen. Het grondonderzoek brengt de draagkracht, samenstelling en waterstand van de bodem in kaart. De constructieve berekening bepaalt welke krachten de fundering moet opnemen. Samen vormen die twee de basis voor het funderingsadvies.
Het grondonderzoek wordt uitgevoerd door een geotechnisch adviseur via sonderingen of boringen. De resultaten geven inzicht in de grondopbouw en de draagkrachtige laag. Op basis daarvan wordt bepaald of een ondiepe fundering (poer of plaat) of een diepe fundering (palen) nodig is.
De constructieve berekening wordt gemaakt door een constructeur. Die berekent de verticale belasting per kolom, de windbelasting op de constructie en eventuele bijzondere lasten. Uit die berekening volgen de minimale afmetingen en de benodigde hoeveelheid wapening voor de fundering. Wanneer de partij die de staalconstructie ontwerpt ook betrokken is bij de funderingsberekening, of in elk geval de belastingen aanlevert, verloopt dit afstemmingsproces een stuk soepeler.
Wat is het verschil tussen een poer en een funderingsplaat bij staalconstructies?
Een poer is een losstaand betonnen blok onder één kolom. Een funderingsplaat is een aaneengesloten betonnen vloer onder de hele constructie. Een poer is efficiënter en goedkoper bij goed draagkrachtige grond met duidelijk gelokaliseerde belastingspunten. Een funderingsplaat verdeelt de belasting breder en is geschikter bij wisselende grondcondities of wanneer een vloer nodig is.
In de praktijk zie je bij industriehallen met staalkolommen op een regelmatige rastermaat vaak afzonderlijke poeren. Elke kolom krijgt zijn eigen poer, verbonden via grondbalken die de poeren aan elkaar koppelen en horizontale krachten opnemen. Dit is een kostenefficiënte aanpak wanneer de grond het toelaat.
Een funderingsplaat kies je wanneer de belasting minder geconcentreerd is, wanneer de vloer van de hal ook als fundering dient, of wanneer de grond onvoldoende draagkracht heeft voor afzonderlijke poeren. De plaat is duurder in materiaalgebruik, maar biedt meer stabiliteit bij wisselende grondcondities.
Hoe worden stalen kolommen aan de fundering bevestigd?
Stalen kolommen worden aan de betonnen fundering bevestigd via een voetplaat met ankerbouten. De voetplaat is een stalen plaat die aan de onderkant van de kolom is gelast. De ankerbouten worden tijdens het storten van het beton in de poer geplaatst en steken uit het beton omhoog. Na het uitharden van het beton wordt de kolom op de voetplaat geplaatst en vastgezet met moeren.
De voetplaat en ankerbouten worden ontworpen op basis van de krachten die de kolom overdraagt. Bij een kolom die alleen verticale druk overdraagt, is een relatief eenvoudige bevestiging voldoende. Bij kolommen die ook trekbelasting, buigmomenten of horizontale krachten moeten overdragen, is een zwaarder ankerpatroon met meer of grotere bouten nodig.
Een veelgebruikte methode is werken met een stelplaat en uitvulmortel. Daarbij wordt de voetplaat iets boven het betonoppervlak geplaatst en wordt de ruimte eronder gevuld met krimpvrije mortel. Dit maakt nauwkeurige uitlijning mogelijk voordat de mortel uithardt. Bij hogere eisen aan nauwkeurigheid of bij zware constructies is dit de standaardaanpak.
Bekijk het volledige dienstenaanbod voor meer informatie over wat er bij een staalconstructie komt kijken, van engineering tot plaatsing.
Welke fouten worden het vaakst gemaakt bij de fundering van een staalconstructie?
De meest voorkomende fouten zijn: ankerbouten die niet op de juiste positie zitten, een fundering die te laat in het ontwerpproces wordt meegenomen en het ontbreken van grondonderzoek. Elk van die fouten leidt tot vertraging, meerkosten of constructieve problemen die achteraf moeilijk te herstellen zijn.
Verkeerde ankerboutpositie: Dit is een klassiek probleem. De ankerbouten worden te vroeg gestort zonder dat de exacte kolompositie is vastgelegd. Het resultaat: bouten die niet passen bij de voetplaat. De oplossing is werken met een maatvoeringsplan dat de constructeur aanlevert vóór het storten van de fundering.
Fundering te laat in het proces: Wanneer de staalconstructie al is ontworpen maar de fundering nog niet, ontbreken de belastinggegevens die de funderingsontwerper nodig heeft. Dit leidt tot aannames en later tot aanpassingen. Betrek de funderingsontwerper vroeg, liefst tegelijk met de constructeur die de staalconstructie uitwerkt.
Geen grondonderzoek: Vertrouwen op ervaringscijfers of aannames over de bodemgesteldheid is een risico. Zeker in Nederland, waar de bodem sterk kan variëren per locatie, is een sondering geen overbodige luxe, maar een noodzakelijke stap.
Onvoldoende wapening of te kleine poer: Een te licht gedimensioneerde fundering bezwijkt niet direct, maar kan op termijn leiden tot verzakking of scheurvorming. Een goede constructieve berekening voorkomt dit.
Hoe Galesloot Constructie helpt bij de fundering van jouw staalconstructie
Wij verzorgen het volledige traject van een staalconstructie, van engineering en tekeningen tot productie en plaatsing. Dat betekent dat wij de belastinggegevens die de funderingsontwerper nodig heeft al vroeg in het proces aanleveren. Zo voorkom je de meest voorkomende fouten en hoef jij niet te schakelen tussen partijen die elkaar niet begrijpen.
- Engineering in huis: Wij maken de constructieve berekeningen en tekeningen, inclusief de krachten per kolom die de funderingsontwerper nodig heeft.
- NEN 1090-gecertificeerd: Bij dragende constructies lever je een CE-certificaat mee, wat aantoont dat het werk voldoet aan de Europese veiligheidsnormen.
- Voetplaten en ankerbouten op maat: Wij produceren de voetplaten en leveren het maatvoeringsplan voor de ankerboutpositie, zodat de fundering en de staalconstructie op elkaar passen.
- Één aanspreekpunt: Van offerte tot oplevering werk je met één vast contactpersoon, waardoor afstemming snel en helder verloopt.
- Meer dan 25 jaar ervaring: Met projecten voor Heijmans, BAM, Dura Vermeer en Waternet weten wij wat er in de praktijk mis kan gaan en hoe je dat voorkomt.
Wil je weten wat wij voor jouw project kunnen betekenen? Lees meer over wie wij zijn of neem direct contact op voor een vrijblijvend gesprek over jouw staalconstructie en de bijbehorende fundering.