4.2 Diagonalen

Met diagonalen [zijn schuine buizen die van knooppunt naar knooppunt lopen] vergroot je de stabiliteit van een steigerconstructie. Welke belasting een diagonaal moet kunnen overbrengen (trekbelasting, drukbelasting of beide) hangt af van het steigerontwerp.

In deze paragraaf lees je welke invloed diagonalen hebben op de stabiliteit van gevel-/objectsteigers en van ruimtesteigers.

Diagonalen in gevel/-objectsteigers

Een gevel-/objectsteiger kun je verticaal verdelen in drie vlakken (zie figuur 1):

x= de langsrichting, y= de breedte en z is de hoogte.

het vlak van de buitenstaanders (x-z); verticaal vlak langsrichting
het vlak van de binnenstaanders (x-z): verticaal vlak langsrichting
het vlak loodrecht op de gevel (y-z):. verticaal vlak breedte

De steiger heeft natuurlijk ook een horizontaal vlak:

het vlak van de werkvloeren (x-y).horizontaal

Hieronder lees je welke rol diagonalen in deze vier vlakken spelen voor de stabiliteit.

Figuur 1: Buis-en-koppeling-steiger, met de verschillende vlakken.

Informatief

Vlak van de binnenstaanders (x-z vlak)
Het vlak van de binnenstaanders veranker je in de y-richting aan de gevel (loodrecht op de gevel). Als je extra stabiliteit in de x-richting (evenwijdig aan de gevel) wilt hebben, dan kun je bijvoorbeeld V-ankers of een verankering over twee staanders toepassen. Zie hiervoor paragraaf 3.3 Verankering.

Je kunt het vlak van de binnenstaanders ook afschoren naar de gevel, of een koppeling aan een steiger maken die loodrecht op de gevel staat.

Diagonalen in dit vlak wil je niet, omdat ze dan in de weg staan bij het werken op de steiger. De stabiliteit van dit vlak moet je zoveel mogelijk zonder diagonalen zien te krijgen.

Doorgang of overbrugging
Wat je wel kunt doen als je toch diagonalen in het binnenvlak aanbrengt, is een doorgang of overbrugging maken in het binnenvlak (zie figuur 2). Door deze overbrugging af te schoren breng je de krachten die hierbij optreden over naar de gevel.

Bij het maken van een overbrugging kun je het beste de volgende dingen doen:

één of meer rijen diagonalen aanbrengen in de vlakken boven elkaar
tralieliggers gebruiken in combinatie met diagonalen
de draagkracht bij de aansluiting vergroten door slipkoppelingen te gebruiken (bij buis-en-koppeling-steigers)
zoveel mogelijk diagonalen op trekbelasting toepassen.

Figuur 2: Steiger met overbruggingen (binnenvlak).

Vlak van de buitenstaanders (x-z vlak)
Het vlak van de buitenstaanders hoeft niet altijd zelf voor zijn stabiliteit te zorgen. De krachten kun je namelijk ook via de werkvloer (x-y vlak) naar de gevel overbrengen. Meestal zorg je voor stabiliteit in het buitenvlak door het te schoren. Daarmee breng je ook de windwrijving langs de gevel (en de windbelasting aan de kop van de steiger) over naar de grond.

Hoe je diagonalen in het buitenvlak aanbrengt, hangt af van het type steiger. Hieronder zie je de belangrijkste punten voor diagonalen in systeemsteigers en buis-en-koppeling-steigers.

Diagonalen in systeemsteigers:

afhankelijk van het steigersysteem: als het mogelijk is in de hoekvakken, verticaal
ieder vijfde vak (zie figuur 1), tenzij de fabrikant voor een bepaald systeem andere informatie geeft
de diagonalen verticaal boven elkaar
door de stijve verbindingen tussen de langsliggers en de staanders maak je het buitenvlak stabiel.

Diagonalen in buis-en-koppeling-steigers:

in de hoekvakken, verticaal
ieder vijfde vak, de diagonalen verticaal boven elkaar (zie figuur 1)
diagonalen aan de staanders bevestigen.

Diagonalen per vak laten verspringen
Wanneer je de diagonalen per vak laat verspringen (zie figuur 3), krijg je een betere verdeling van de belasting. In de praktijk gebeurt dit niet vaak, omdat het werken in kolommen makkelijker is.

Figuur 3: Diagonalen die per vak verspringen.

Grotere slaghoogten
Bij slaghoogten van bijvoorbeeld 3 m kun je het beste diagonalen aanbrengen die minder hoog zijn, bijvoorbeeld 2 m. Er is dan een tussenslag nodig.

Vlak loodrecht op de gevel (y-z vlak)
Meestal is dit vlak stabiel genoeg door de verankering aan de gevel, of doordat het steun krijgt van langsliggers (bij buis-en-koppeling-steigers).
Meer stabilisatie is noodzakelijk in de volgende gevallen:

Als je het gewenste ankerpatroon niet kunt toepassen.
Bij een ruimtesteiger, of een steiger waarvan een deel ruimtelijk is. Door het vlak loodrecht op de gevel af te schoren ontstaat er een verticale windligger.
Als het makkelijker is om de slag te lood te stellen.

Vlak van de werkvloer (x-y richting)
Vaak is het alleen de verankering van de steiger aan de gevel die zorgt voor de stabiliteit van de werkvloer in x-y richting. Bij sommige systeemsteigers kan de systeemvloer voor stabiliteit in het vlak zorgen.

Toepassing van diagonalen kan nodig zijn in de volgende gevallen:

Als een horizontaal windverband noodzakelijk is.
Als je het vlak van de buitenstaanders (x-z vlak) niet kunt stabiliseren. Door diagonalen in de werkvloer aan te brengen kun je de krachten naar de gevel overbrengen.

Diagonalen in ruimtesteigers

Voor ruimtesteigers ontwerpt de constructeur een 3D-constructie (zie ook figuur 4). Statisch gezien zijn er twee mogelijkheden:

Een 3D-constructie die geen ondersteuning krijgt van een andere constructie. In dit geval moeten diagonalen de constructie stabiel maken. Deze vormen dan de hoofddraagconstructie.
Een 3D-constructie die wel ondersteuning krijgt van een andere constructie. De diagonalen gebruik je in dit geval alleen om de lokale knik van de ruimtesteiger tegen te gaan.

Figuur 4: Voorbeeld van diagonalen in een ruimtesteiger.

Kniklengte
De positie van de diagonalen bepaalt meestal de kniklengte van een steiger. Door een staander in twee richtingen af te schoren, geef je de steiger inwendige stabiliteit (lokale stabiliteit). Daardoor knikt de steiger minder snel uit.

Een steiger moet ook voldoende uitwendige stabiliteit hebben (globale stabiliteit), zodat hij niet kan omvallen of verschuiven. Hiervoor kan het nodig zijn om de steiger te stabiliseren. Dat kun je bijvoorbeeld doen met ballast, tuien of steunberen.

Draagkracht van diagonalen in buis-en-koppeling-steigers
De belasting die diagonalen in een buis-en-koppeling-steiger kunnen opnemen, bereken je net zo als bij staalconstructies.

Hierbij zijn de volgende punten belangrijk:

hoe ver de verbinding uit het midden zit
of je draai-, kruis-, bout- of spie-koppelingen toepast (deze zitten uit het midden en hebben een eigen draagkracht)
de aansluiting van de diagonaal op de staander:
deze moet in de buurt van het knooppunt zitten (zie figuur 5)
deze moet minimaal 20 mm doorsteken voorbij de koppeling (zie figuur 5)
de diagonaal moet onder een hoek van 35^o- 70^o staan (zie figuur 6).

Figuur 5: Een compact knooppunt.

Figuur 6: Diagonaalhoek.

Aandachtspunten
Bij het aanbrengen van diagonalen zijn de volgende punten belangrijk:

Schoor elke slag.
Sla geen enkele slag over (zie figuur 7A).
Breng nooit diagonalen over twee slagen aan. Daardoor ontstaat een grotere staanderbelasting (zie figuur 7B).
Breng geen dwars- of langsligger aan op de plaats van een diagonaal (zie figuur 7C).

A B C

Figuur 7: Voorbeelden van wat je niet moet doen.