Dragend metselwerk: van Gaudí tot de bouwplaats

Welk gebouw komt als eerste in je op bij “dragende constructies van metselwerk”? Bij de één is het een kalkzandsteenblok in de bovenbouw, bij de ander een middeleeuwse kerk. Tijdens de MADE Kennissessie op 30 oktober, nam Harrie Vekemans de deelnemers mee langs de uitersten van het vak. Dat leidde tot een ochtend met veel discussie en inbreng uit de zaal.

De uitgangsvraag was wat we onder “dragend” verstaan. Het antwoord: metselwerk dat gewicht draagt én zorgt voor stabiliteit van het gebouw. Dat tweede aspect wordt vaak onderschat.

Twee uitersten: Gaudí en Dieste

Vekemans begon bij twee inspiratiebronnen. Gaudí hing touwtjes met gewichtjes op en liet zo de druklijnen zien. Door die lijnen om te keren, kon hij metselwerk bouwen dat uitsluitend op druk wordt belast. Hulpconstructies waren daardoor overbodig. Gaudí hield zich niet aan rechte muren en vlakken, maar volgde de krachten.

Eladio Dieste (Uruguay, 1917-2000) koos het andere uiterste. Hij maakte golvende schalen en gebogen wanden van keramiek met wapening en voorspanning, zonder beton erachter (zie de afbeelding hierboven). Het resultaat is indrukwekkend, maar niet zonder nadelen. Voorspanstrengen zijn gevoelig voor roest en metselwerk zet uit en krimpt. Beide ontwerpers benutten de druksterkte van metselwerk optimaal.

Voorbeelden uit de praktijk

Dat dragend metselwerk ook nu wordt toegepast, liet Vekemans zien aan de hand van projecten. In Den Haag lukte een massieve constructie vooral dankzij gemotiveerde metselaars. Dat is niet vanzelfsprekend, want massief, vol en zat metselen in het juiste verband is bepaald niet meer gebruikelijk. Bij het winkelpand The Lady in de P.C. Hooftstraat (architect Liesbeth van der Pol) is de gevel zelfdragend en massief over de volle hoogte. De enige stalen balk zit boven de hoofdentree. De uitvoerders moesten overtuigd worden hoe nauw het luisterde, omdat het werk na het opstapelen nog werd verzaagd en gefreesd.

In Zürich (Freilager Albisrieden) staan woongebouwen met een groot aantal bouwlagen in dragend metselwerk. Daar werd flink gerekend aan aansluitingen. Het kan, maar het blijven complexe projecten. Ook BLAF Architecten in België en het hergebruik van het St. Elizabeths-complex in Washington DC laten zien dat architecten massieve gevels opnieuw invullen. Het volledig afgebrande klooster Haarendael in Haaren illustreerde de duurzaamheid: het metselwerk staat er nog.

Rekenen met normaalkracht

De toetsing volgt NEN-EN 1996-1-1: de rekenwaarde van de belasting moet kleiner zijn dan de weerstand van de wand, waarbij rekening wordt gehouden met slankheid en excentriciteit van de belasting. Het rekenvoorbeeld uit Zürich liet zien dat zo’n wand ruim kan voldoen.

De kern is dat je de druk in het metselwerk houdt zonder dat er trek ontstaat. Dat lukt zolang er voldoende normaalkracht in de wand zit, bijvoorbeeld door opleggingen te centreren, zoals bij Gaudí en Dieste. Voor de meest voorkomende bouwwijzen bevat VNK Statica de rekenmodules, van enkele wanden tot stabiliteitskernen en kruisvormige constructiedelen.

Naast deel 1-1 en de Nationale Bijlage (2018) gaat deel 2 over ontwerp en uitvoering, zoals dilateren, en deel 3 over vereenvoudigde rekenregels. Daarbij komt NPR 9096-1-1:2023. In 2027 verschijnt een nieuwe Nationale Bijlage.

Sterkte: meer dan druksterkte

De druksterkte is zelden het probleem. Het gaat om de combinatie van steen en mortel. Veel belangrijker is de buigtreksterkte, want er komt altijd buiging in metselwerk. Nederland heeft hiervoor 0,3 N/mm² afgesproken, in Europa is geen waarde vastgelegd. Haalt een uitgevoerde wand die waarde bij een schadegeval niet, dan kan dat in principe afbreken betekenen. Uitvoeringsaspecten, zoals wisseling van metselaars, kunnen daarbij een rol spelen.

Waar theorie en bouwplaats botsen

Bij kalkzandsteen kwam de discussie vooral op de praktijk neer. Er blijkt vaak verschil tussen wat de norm zegt, wat de constructeur berekent en wat op de bouw bekend is. Een paar voorbeelden:

Sparingen en sleuven: de basis staat in de norm, maar de informatie is te uitgebreid om goed te communiceren. Verticaal kan veel, horizontaal en schuin zeer beperkt, en in dunne wanden mag vrijwel niets. Daar houdt men zich op de bouw niet altijd aan.
Vloeropleggingen: prefab betonvloeren worden koud gelegd, met gecentreerde belasting. Naden tussen wanden en vloeren worden gevuld met mortel en nooit met PUR-schuim.
Brand: de brandwerendheid van metselwerkwanden is meestal ruim voldoende, mits er vol en zat is gelijmd en volgens de principes is uitgevoerd. De zwakke plek zit in de aansluitingen, niet in de producten.
Schoren: tijdens de bouw is stabiliteit nodig. Er zijn regels voor, maar het gaat nog wel eens mis.

Verantwoordelijkheid en communicatie

Wie is eindverantwoordelijk: de producent, constructeur, aannemer, lijmbedrijf of leverancier? Dat blijkt vaak een eindeloze discussie. Een voorbeeld uit het blad Bouwwereld: bij een nieuwbouwwoning twijfelde het toezicht aan de geschiktheid van de gebruikte lijm voor dragend kalkzandsteen. De aannemer moest de muren afbreken en opnieuw opbouwen.

Een belangrijke oplossing zit volgens Harrie Vekemans in communicatie. Producten met onderbouwing zijn er wel, maar ze juist toepassen is lastiger. Constructeurs moeten duidelijker aangeven wat cruciaal is voor het metselwerk, bijvoorbeeld bij de ondersteuning van binnen- en buitenblad, en welke ankers er in welk aantal nodig zijn. Een voorbespreking met de juiste stukken helpt om op hetzelfde uitvoeringsniveau uit te komen.