Situatie bij een vastpuntbeugel bij een dwarskracht F en een uitbuiging a.

Krachten bij een verstopping

Om de specificatie van de draadstang (dikte, materiaal en lengte) te bepalen, moet eerst worden vastgesteld hoeveel kracht er op een manchetverbinding komt bij een verstopping. Vaak hangt een riolering onder de vloer van de begane grond en is bij een verstopping het toilet op de begane grond het overlooppunt. Bij een volledig met water gevulde riolering zal dan een waterniveau van 0,8 - 1,2 m ontstaan. Een draadstang moet dus een maximaal waterniveau van 1,2 m kunnen weerstaan zonder te verbuigen. De druk die ontstaat bij dit waterniveau is 1,2 mwk = 12.000 Pa = 12.000 N/m². Deze 12.000 N/m² zorgt bij een buis Ø110 mm voor een zijwaarts gerichte horizontale kracht (spatkracht of dwarskracht F) van 114 N.
Dat houdt dus in dat draadstangen bij een leiding Ø 110 mm en een belasting van F = 114 N niet te veel ­mogen uitbuigen. Uitgangspunt is dat een beugel niet meer dan 20 mm mag uitbuigen. De uitschuiflengte van een steekverbinding bedraagt ongeveer 40 – 50 mm. Bij een horizontale verplaatsing van 20 mm, kan dan bij bochten een verplaatsing van circa 30 mm optreden. Om ook dan nog voldoende afdichtzekerheid te hebben bij een aangeschuinde of scheef gezaagde buis lijkt een verplaatsing van 20 mm per verbinding nog net toelaatbaar.

De werkvoorbereider moet de afstand tussen buis en dek meten om de dikte van de draadstang te bepalen.

Draadstangdiktes en -lengtes

Om vast te stellen welke draadstanglengte bij verschillende diktes maximaal toelaatbaar is, zijn door Adviesbureau René Offringa testen uitgevoerd met verschillende diktes en lengtes, steeds tot het punt dat er een verplaatsing van 20 mm optrad. In de test  zijn draadstangen gebruikt van een kwaliteit die overeenkomstig is met de meest gebruikte types: klasse 4.6 gegalvaniseerd. De draadeinden werden steeds met de hand volledig tot het eind in de moeren van de horizontaal opgestelde muurplaat en de beugel gedraaid. Om in de testsituatie een verstopping te simuleren werden krachten op het midden van de beugel uitgeoefend middels gewichten.
Tijdens het testen bleek dat met name bij M8- en M10-draadstangen al snel plastische vervorming optrad in de draadstang direct naast de muurplaat. Dit wordt zeer waarschijnlijk veroorzaakt door de zeer hoge spanning die ontstaat in het dal van de schroefdraad, immers de spanning wordt daar niet netjes over de uiterste vezel verdeeld, maar zal vooral hoog zijn in de dalen van de schroefdraad en daar wordt dan plaatselijk al snel de vloeigrens overschreden. In praktijk is dit een ongewenste situatie; als de buis een kleine belasting krijgt te verduren, bijvoorbeeld doordat iemand ertegen aan stoot, kan al blijvende vervorming van de draadstangen ontstaan. Daardoor ontstaat bij de met een beugel bevestigde afvoerbuis het risico dat deze bij een volgende verstopping meer dan de nog toelaatbare 20 mm verplaatst.
Met name bij de dikkere en langere draadstangen zijn de krachten op de muurplaat niet te onderschatten. Het geheel moet volledig star en spelingsvrij zijn en de muurplaat zelf en de bevestiging aan het plafond moeten bestand zijn tegen zeer grote krachten. 

Tabel 1. Maximale draadstanglengte L en maximale afstand H tussen buis en dek bij een waterkolom van 1,2 m. Tabel 2. Maximale draadstanglengte L en maximale afstand H tussen buis en dek bij een waterkolom van 4 m.

Testresultaten

Tabel 1 geeft een overzicht van de testresultaten en is tevens te gebruiken als richtlijn voor situaties waarbij het overstortpunt niet meer dan 1,2 m boven de leiding ligt. Soms is de afstand tot het overstortpunt groter, bijvoorbeeld als er een verdieping tussen de leiding en het overstortpunt ligt. Tabel 2 geeft de waarden voor de draadstangen in het geval het overstortpunt 4 m hoger ligt dan de leiding. Tabel 2 is gebaseerd op de testresultaten van tabel 1 met een omrekening naar een inwendige druk van 4 m waterkolom.

Conclusie

Uit de testen valt op te maken dat de veel gebruikte M8 draadstangen alleen te gebruiken zijn bij zeer lage belasting, dus een kleine waterkolom en korte draadstangen. Bij een waterkolom van 4 m zal men gebruik moeten maken van dikkere draadstangen. De werkvoorbereider zal vooraf de afstand tussen buis en dek moeten bepalen en op basis daarvan een keus moeten maken van de te gebruiken draadstangdikte aan de hand van tabel 1 en 2.
Bij de testresultaten die staan weergegeven in tabel 1 en tabel 2 is alleen gekeken naar het opvangen van zijwaarts gerichte horizontale krachten (spatkrachten) bij richtingsveranderingen. Bij lange rechte leidingen, meer dan 10 m lang, moet ook rekening gehouden worden met uitzetting en krimp. Het advies is dan om elke tweede rechte buislengte te voorzien van een vastpuntbeugel om te voorkomen dat één verbinding alle krimp opvangt en uit de verbinding getrokken wordt. Ook voor deze vastpuntbeugels kunnen de waarden van tabel 1 worden gehanteerd, omdat te verwachten is dat de schuifkrachten van een manchet lager zijn dan de daar genoemde krachten.

De conclusies en aanbevelingen zijn van Adviesbureau René Offringa. Deze worden niet zonder meer ondersteund door de Nen en Isso commisies gebouwriolering. De beugelingsvoorschriften van de fabrikenten dienen te worden opgevolgd.

Tekst en illustraties: René Offringa
Fotografie: Walraven, Sicco Pictures