Drukplaat

In de ruwbouw draait alles om een beheerste krachtoverdracht. Een drukplaat voorkomt dat een puntlast, bijvoorbeeld afkomstig van een stalen ligger of een zwaar prefab element, het onderliggende materiaal simpelweg verbrijzelt. Zonder deze spreiding treden er direct lokale spanningen op die leiden tot onherstelbare scheurvorming of verbrijzeling van de oplegging. Het fungeert als de noodzakelijke buffer tussen materialen met een verschillende stijfheid. Denk aan de overgang tussen staal en kalkzandsteen. We zien ze overal terug waar precisie en brute kracht samenkomen. Van het onderstoppen van lateien tot het secuur stellen van zware vliesgevels en puien. De plaat vangt de klappen op. Zo blijft de structurele integriteit van de muur of kolom gewaarborgd.

De uitvoering vangt aan bij het zorgvuldig nivelleren van het draagvlak. Een zuivere ondergrond is het fundament. Vaak wordt er gewerkt met een mortelbed waarop de drukplaat wordt gevlijd. Dit zorgt voor een volledige vulling van de ruimte tussen de plaat en het metselwerk of beton. Geen holle plekken. Directe krachtafdracht moet gegarandeerd zijn.

Zodra de plaat is uitgelijnd en de mortel voldoende is uitgehard, vindt de montage van de ligger of kolom plaats. De last wordt gecontroleerd neergelaten. Bij staal-op-staal verbindingen is soms sprake van mechanische bevestiging door middel van bouten of lasnaden. In de utiliteitsbouw ziet men ook regelmatig dat de drukplaat tijdelijk wordt gefixeerd om verschuiven tijdens het storten van aangrenzend beton te voorkomen. De plaat vormt de onverzetkelijke schakel. Het is een spel van millimeterwerk onder tonnen druk.

Het proces kent variaties afhankelijk van de specifieke constructie:

• Bij metselwerk wordt de plaat direct op een volzat mortelbed geplaatst om lokale verbrijzeling van stenen te voorkomen.
• In de staalbouw worden drukplaten vaak aan de voet van kolommen gelast voordat deze op de fundering worden gesteld.
• Bij vliesgevels dienen kleine drukplaten als stelplaten om het gewicht van de glaspanelen over te dragen op de achterconstructie.

Nadat de definitieve belasting op de plaat rust, wordt gecontroleerd of de aansluiting nog steeds nauwsluitend is. Eventuele kieren worden indien nodig ondersabeld. De plaat is nu een integraal onderdeel van de statische keten.

Materialen en hun specifieke inzet

Niet elke drukplaat is van staal. Hoewel de stalen variant de utiliteitsbouw domineert door zijn enorme stijfheid en buigvastheid, zien we in de wereld van de verduurzaming steeds vaker thermisch onderbroken types opduiken. Deze zijn vervaardigd uit vezelversterkte kunststoffen of hoogwaardige composieten. Ze dragen de last, maar blokkeren de koude. Een slimme oplossing voor koudebruggen bij uitkragende constructies of geveldragers. Staal blijft echter koning bij zware kolomvoeten. Hierbij spreken we vaak over de voetplaat, die standaard is voorzien van slobgaten voor de chemische ankers. In het metselwerk volstaat soms een eenvoudige rvs-plaat om roestvorming en daaruit voortvloeiende vlekvorming in het zichtwerk te voorkomen.

Verschil met gerelateerde termen

Terminologie is in de bouw vaak een bron van verwarring. Een drukplaat is pertinent iets anders dan een druklaag. Waar de drukplaat een lokaal element is voor puntlasten, vormt een druklaag een gewapende betonlaag over een gehele systeemvloer om schijfwerking te realiseren. Ook de stelplaat verdient een onderscheid. Een stelplaatje is vaak dunner en primair bedoeld voor het nivelleren van elementen, terwijl de drukplaat specifiek wordt berekend op het spreiden van de structurele belasting. Soms overlappen deze functies. Een dikke stalen plaat onder een latei noemen we in de volksmond ook wel een verdeelplaat.

Specialistische uitvoeringen

Voor situaties waarin beweging is toegestaan, bestaan er glijdende drukplaten. Deze zijn voorzien van een teflonlaag of een andere glijfolie. Ze vangen niet alleen de druk op, maar staan ook horizontale thermische uitzetting toe zonder de onderliggende kolom te forceren. In de prefab betonbouw zien we bovendien drukplaten die zijn ingestort; deze fungeren als ankerplaat om stalen spanten eenvoudig aan de betonconstructie te koppelen. Het is een statisch samenspel. De materiaalkeuze en dikte — variërend van enkele millimeters tot centimeters dik staal — worden gedicteerd door de optredende krachten in de constructieberekening.

Stel je een renovatie voor waarbij een zware stalen balk een oude draagmuur vervangt. De balk is van hard staal, de penanten eronder zijn van relatief zachte kalkzandsteen. Leg je de balk direct op de steen, dan hoor je de muur kraken zodra de tijdelijke stempels worden verwijderd. De drukplaat fungeert hier als de redder in nood. Een stalen plaat van twintig millimeter dik tussen staal en steen verdeelt die enorme puntlast over het hele oppervlak van de penant. Geen verbrijzelde stenen. Alleen een stabiele overgang.

In een fabriekshal zie je ze bij de voeten van de kolommen. De kolom zelf is misschien maar dertig centimeter breed, maar de voetplaat – de drukplaat – is ruim twee keer zo groot. Deze plaat is met zware ankers vastgezet in de betonvloer. Het gewicht van het hele dak en de bovenliggende kranen wordt via deze plaat naar de fundering geleid. Zonder deze verbreding zou de kolom zich als een beitel in de betonvloer vreten. Nu staat de constructie rotsvast.

Bij de montage van prefab betonelementen zie je vaak kleine drukplaatjes van kunststof. Ze worden gebruikt om de elementen exact waterpas te stellen voordat de voegen worden aangestort. Hoewel ze klein zijn, vangen ze het volledige gewicht van de wanden op. Een cruciaal detail. Zo zie je maar: van massief staal in de zware utiliteitsbouw tot subtiele stelplaatjes in de woningbouw, de functie blijft gelijk. Krachtverdeling op de vierkante millimeter.

Constructieve kaders en Eurocodes

De inzet van drukplaten is onlosmakelijk verbonden met de wettelijke eisen uit het Besluit bouwwerken leefomgeving (BBL). Veiligheid is de norm. Voor het berekenen van de benodigde afmetingen en diktes van een drukplaat zijn de Eurocodes leidend. Specifiek de NEN-EN 1993-1-8 speelt een hoofdrol bij staalverbindingen. Hierin staan de regels voor de berekening van voetplaten en de effectieve breedte van de krachtspreiding. Het gaat niet alleen om het staal zelf. De interactie met de ondergrond is cruciaal. Daarom komt ook de NEN-EN 1992 (beton) of NEN-EN 1996 (metselwerk) om de hoek kijken bij de toetsing van de drukspanningen onder de plaat.

Toetsing van de oplegging

In de praktijk moet elke drukplaat die een constructieve functie vervult, voldoen aan de rekenregels voor opleggingen. De constructeur bepaalt de minimale afmetingen. Geen nattevingerwerk. De berekening moet aantonen dat de optredende spanning de representatieve waarde van de druksterkte van het onderliggende materiaal niet overschrijdt. Bij renovaties wordt vaak teruggegrepen op archiefstukken om de kwaliteit van oud metselwerk te bepalen, waarna de drukplaat conform de huidige normen wordt gedimensioneerd.

• BBL: Borgt de algemene veiligheidsgrenzen van de gehele constructie.
• NEN-EN 1993: Geef specifieke eisen voor de stijfheid en dikte van stalen drukplaten.
• NEN-EN 1996-1-1: Bepaalt de rekenregels voor puntlasten op metselwerkconstructies.

Het simpelweg plaatsen van een stuk reststaal onder een balk voldoet niet aan de formele eisen. De integriteit van de krachtsafdracht moet aantoonbaar zijn in het constructiedossier. Dit dossier vormt de basis voor de vergunningverlening en de uiteindelijke handhaving door bouw- en woningtoezicht.

De noodzaak voor krachtspreiding is zo oud als de monumentale bouw zelf. Romeinse bouwmeesters plaatsten al massieve natuurstenen blokken onder hun zuilen. Puur om te voorkomen dat de puntlast van de kolom de fundamenten simpelweg uiteen zou drijven. In de middeleeuwse utiliteitsbouw zagen we vergelijkbare principes bij houten kapconstructies; zware eiken moerbalken rustten op hardstenen kraagstenen in de muur. De kraagsteen was de drukplaat avant la lettre. Simpele mechanica. Zachte kalkmortel en baksteen verdragen nu eenmaal geen geconcentreerde druk.

De industriële revolutie bracht de echte kanteling. Gietijzer deed zijn intrede. In negentiende-eeuwse textielfabrieken werden slanke, gietijzeren kolommen gemonteerd op brede, geprofileerde voetplaten. Deze platen waren vaak rijkelijk gedecoreerd, maar hun technische functie was bloedserieus: het voorkomen van pons in de onderliggende gemetselde gewelven. Met de opkomst van gewalst staal veranderde de vorm, maar niet de functie. De dikke, gesneden stalen plaat verving het brosse gietijzer. Het werd een standaardonderdeel in de staalbouw-handboeken van het begin van de twintigste eeuw.

Decennialang was de dimensie van een drukplaat een kwestie van ervaring en vuistregels. De constructeur tekende een plaat 'op gevoel' dik genoeg. De timmerman legde een plaatje onder een latei omdat hij wist dat de steen anders zou knappen. Dat veranderde radicaal met de komst van nationale normen zoals de TGB (Technische Grondslagen voor Bouwconstructies). Berekeningen werden leidend. De intuïtie van de vakman maakte plaats voor de logica van de spanningsvergelijking.

In de jaren '90 en de vroege eenentwintigste eeuw dwongen strengere isolatie-eisen een nieuwe innovatie af. De klassieke stalen drukplaat was een thermisch lek. De geschiedenis van de drukplaat kreeg een zijpad richting de chemie. Vezelversterkte kunststoffen en thermische ontkoppelingen verschenen op de markt. Waar men vroeger alleen keek naar het voorkomen van verbrijzeling, kijkt de moderne geschiedenis van dit element naar een integrale balans tussen draagkracht en warmteweerstand. De evolutie van de drukplaat volgt daarmee exact de verschuiving in de bouw: van brute massa naar verfijnde, multifunctionele precisie.

• https://eshop.wurth.nl/Product-categorieen/Drukplaten-kunststof/31211006010310.cyid/3121.cgid/nl/NL/EUR/