Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings. Hoofdrapport. Berekening van referentiehal

Transcriptie

1 Cor van Zanwijk May 006 C. van Zanwijk Stuienummer: Afstueercommissie: Prof.ipl-ing. J.N.J.A. Vambersky, TU Delft Dr. A. Romeijn, TU Delft Ir. A.M. Gresnigt, TU Delft Ing. L. Noorzij, KS Profiel Hoofrapport Berekening van referentiehal

2 Voorwoor Voor u ligt het einrapport van het afstueeronerzoek at geaan is als afroning van e opleiing Civiele Techniek aan e Technische Universiteit van Delft. Dit afstueeronerzoek is geaan in het kaer van e Mastervariant Builing Engineering. Dit eel vormt één eel uit een serie van rie, waarvan it eel e hoofrapportage is en e beie anere elen een beschrijving van e geschreven spreasheets zijn. De aanleiing tot it onerzoek was een avertentie ie noopte tot verere informatie aanvraag bij het berijf KS Profiel. Dit berijf is opzoek naar een verere uitbreiing van haar mogelijkheen op het gebie van het kou vormen van profielen. Deze uitbreiing verwacht het berijf te vinen in het vervaarigen van kougevorme hoofraagconstructies voor systeembouw in e inustriële sector en e agrarische sector. Omat e eigenschappen van e kougevorme profielen relatief onbeken zijn en omat met name geoel wort op systeembouw wenst men een inzichtelijke en praktische werkwijze te genereren zoanig at het op relatief eenvouige wijze mogelijk is e wensen van e klant te converteren in een concreet avies en ontwerp. In e eerste fase van het afstueeronerzoek is gewerkt aan e informatieverzameling en verwerking. Vervolgens is e basis voor het verere onerzoek geleg oor een afkaering van e oelgroep te maken en een constructieve vormgeving vast te leggen. Na het vastleggen van e constructieve vormgeving is e gehele hoofraagconstructie volleig uitgewerkt voor een referentiehal uitgevoer met warmgewalste profielen en voor een referentiehal uitgevoer met kougevorme profielen. Vervolgens is er aanacht bestee aan e etaillering van e verbiningen van kougevorme profielen en e assemblage van e totale hoofraagconstructie. Tot slot woren e belangrijkste conclusie genoem. Mijn bijzonere ank gaat uit naar Prof.ipl-ing. J.N.J.A. Vambersky, Dr. A. Romeijn, Ir. A.M. Gresnigt en Ing. L. Noorzij ie als leen van e afstueercommissie, sturing, correctie en informatie hebben verstrekt geurene het afstueeronerzoek. Tevens hartelijk ank aan alle berijven ie op welke wijze an ook informatie hebben verstrekt ter onerbouwing van iverse zaken binnen it afstueeronerzoek. Cor van Zanwijk Nieuw-Beijerlan, mei 006 Cor van Zanwijk mei 006 1

3 Samenvatting Het belangrijkste punt in it afstueeronerzoek is het onerzoek naar e relatie tussen hoofraagconstructies uitgevoer met warmgewalste profielen en hoofraagconstructies uitgevoer met kougevorme profielen. Het onerzoek wort aarom gestart met een naer onerzoek naar e ontwikkelingen van e kougevorme profielen in relatie tot e warmgewalste profielen. De naruk bij it vooronerzoek ligt vooral op e toepassingen van e kougevorme profielen en e toepassingsgebieen waar eze kougevorme profielen weren, c.q. woren, gebruikt. Een aner essentieel punt bij it vooronerzoek is e vaststelling van e iverse eigenschappen van kougevorme profielen. Met speciale prouctiemethoen is het mogelijk een grote iversiteit aan proucten te vervaarigen met een vormgeving, staalkwaliteit en oppervlakte behaneling naar keuze. Omat het niet mogelijk is voor e grote iversiteit aan marktsegmenten een optimale benaering, wat betreft constructieve eisen, te maken, wort een specifieke oelgroep beoog. Een onerbouwing van e te benaeren oelgroep met haar specifieke eisen wort naer omschrijven en beargumenteer. Het eerste eel van het afstueeronerzoek vormt e basis voor e verere uitwerking van een referentiehal uitgevoer met kougevorme profielen. In eerste plaats woren e wensen, eisen en uitgangspunten zoals eze gestel woren oor e eerer bepaale oelgroep, vertaal naar concrete constructievormen en constructieafmetingen. De van belang zijne belastings- en toetsingsaspecten woren aan e han van e gelene NEN normen naer uitgeleg en toegepast. In e tweee plaats wort een toetsingsmethoe voor e referentiehal uitgevoer met warmgewalste profielen geschreven, zoat het gehele ontwerp van e referentiehal op relatief eenvouige wijze getoetst kan woren. In e ere plaats wort e specifieke berekening van kougevorme akgoringen en wanregels gemaakt. Deze berekening is te onerscheien in twee elen namelijk, het vaststellen van e profieleigenschappen volgens e oorsnee-reuctiemethoe en het controleren van e profielen oner e verschillene belastingsgevallen. Als laatste wort een uittrekstaat opgestel van zowel e warmgewalste als e kougevorme profielen met aaraan verbonen een totaal gewicht en een totaal kostprijs van e hoofraagconstructie. Naast het berekenen van e totale constructie van e referentiehal wort een spreasheet geschreven op basis van e gemaakte berekening voor e referentiehal. Deze spreasheet beantwoor aan het gestele oel om op relatief eenvouige wijze een grote iversiteit aan hallen te kunnen berekenen. De invoer van hoogte, breete, lengte en ergelijke, van e hal en e keuze van e toe te passen profielen kan hanmatig naar keuze woren geaan. Inien e spreasheet aangeeft at aan alle gestele voorwaaren is volaan, kan een complete constructieberekening inclusief uittrekstaat geprint woren met een ruk op e knop. De beschrijving van eze spreasheet wort gegeven in e aparte bunel In- en uitvoer van spreasheet eel I. Naat e basis voor e berekening van e referentiehal geleg is, wort e berekening van e referentiehal, uitgevoer in kougevorme profielen, beschreven. Omat e belastingen bij e referentiehal uitgevoer met warmgewalste profielen, met uitzonering van het eigengewicht, gelijk zijn aan e belastingen bij e referentiehal uitgevoer met kougevorme profielen, is het mogelijk een equivalente constructieberekening te maken. Omat het vaststellen en het toetsen van kougevorme profielen omvangrijk maar repeteren is, wort in e eerste plaats een spreasheet geschreven ie een zelfe soort opbouw heeft als e spreasheet zoals eze geschreven is voor e berekening van een warmgewalste constructie. De beschrijving van eze spreasheet wort gegeven in e Cor van Zanwijk mei 006

4 aparte bunel In- en uitvoer van spreasheet eel II. Door miel van een iteratieve methoe in e spreasheet is het mogelijk e iverse profielafmetingen vast te stellen. Na het vaststellen van e profielafmetingen voor e iverse onerelen wort e uittrekstaat van e totale constructie gemaakt en wort een prijsinicatie gegeven. Met e spreasheet voor e referentiehal uitgevoer met warmgewalste profielen en e spreasheet voor e berekening van e referentiehal uitgevoer met kougevorme profielen woren enkele vergelijkingsproceures uitgevoer voor hallen met overspanningen van 10 tot 5 meter. Aan e han van eze vergelijkingsproceures woren enkele conclusies getrokken met e trekking tot e toepassing van warmgewalste profielen in relatie tot e toepassing kougevorme profielen. De verbiningen vormen een significant onereel van e kostprijs van een constructie, belangrijk is aarom een goee etaillering van een verbining. Om tot een goee etaillering te komen woren in e eerste plaats e eisen en bezwijkmechanismen van een verbining behanel. Na het vaststellen van e ontwerprichtlijnen woren mogelijke opties voor e specifieke verbining gepresenteer en afgewogen. Na afweging van e verbiningsoptie wort het gekozen alternatief verer uitgewerkt en bereken. Tot slot woren enkele afbouwaspecten behanel, waarna er een conclusie getrokken wort voor e verhouing van e kosten voor warmgewalste verbiningen ten opzicht van e kosten voor kougevorme verbiningen. Als laatste onereel van het afstueeronerzoek wort een assemblageplan opgestel voor e assemblage van e constructie uitgevoer met kougevorme profielen. Voor het opstellen van een goe assemblageplan woren eerst e mogelijkheen voor opslag en transport van e hoofraagconstructie behanel. Vervolgens wort enige aanacht bestee aan e veilighei op e bouwplaats en e benoige assemblagematerialen. De wijze van assembleren wort uitgewerkt in een plan voor e assemblagevolgore. Dit plan wort naer uitgewerkt met rieimensionale tekeningen en naere omschrijvingen. Tot slot wort er een tijsplanning en een kosteninicatie van e assemblage gegeven waarna er afgesloten wort met een conclusie met betrekking tot e kosten voor assemblage van een constructie opgebouw met warmgewalste profielen in relatie tot een constructie opgebouw met kougevorme profielen. In het laatste hoofstuk van het afstueeronerzoeksrapport wort een terugblik gegeven op e belangrijkste onerelen van het onerzoek. Puntsgewijs woren e hoofconclusies genoem waarna er af gesloten wort met enkele aanbevelingen voor naere onerzoek. Cor van Zanwijk mei 006 3

5 Inhousopgave VOORWOORD... 1 SAMENVATTING INLEIDING DE KOUDGEVORMDE PROFIELEN WAAROM KOUDGEVORMDE PROFIELEN BESCHRIJVING VAN HET PROJECT PROBLEEMBESCHRIJVING ONDERZOEKSPUNTEN PROBLEEMSTELLING DOELSTELLING SUBSTELLINGEN IN DE DOELSTELLING LITERATUURONDERZOEK NAAR ONTWIKKELINGEN EN EIGENSCHAPPEN ONTWIKKELINGEN VAN K.G.P. IN HET VERLEDEN EN IN DE TOEKOMST Staalframewoningbouw Hallenbouw Toekomst van woningbouw en hallenbouw EIGENSCHAPPEN VAN K.G.P Prouctieproces van k.g.p Reenen voor k.g.p DE MARKTONTWIKKELINGEN Het markt gericht onernemen De markt van k.g.p DE DOELGROEP De agrarische sector De inustriële sector Vaststelling oelgroep DIMENSIONERING VAN REFERENTIEHAL UITGEVOERD IN W.G.P UITGANGSPUNTEN VOOR DE REFERENTIEHAL VORMGEVING VAN DE REFERENTIEHAL Keuze van het constructieschema Belastingen en schematisatie van een spant Bepalingswijze van krachtsvereling in het spant Wijze van toetsen van staven Bepalingswijze van e goringen Bepalingswijze van ak- en gevelplaten Bepalingswijze van e winverbanen ONTWERP VAN DE REFERENTIEHAL BEREKENING VAN DE STAALCONSTRUCTIE Gebruikswaare belastingen algemeen Berekening en toetsing van het hoofspant Berekening en toetsing van het kopgevelspant Berekening en toetsing van e akgoringen Dakgoringen systeem Berekening van e profieleigenschappen Toetsing van tweevelsgoring Berekening en toetsing van e wanregels voor e langsgevels Wanregel systeem Berekening van e profieleigenschappen Toetsing van enkelvels wanregel voor langsgevel Berekening en toetsing van e wanregels voor e kopgevels Wanregel systeem Cor van Zanwijk mei 006 4

6 Berekening van e profieleigenschappen Toetsing van enkelvels wanregel voor kopgevel Uittrekstaat van e constructie Uittrekstaat staalconstructie Conclusie m.b.t. berekening van constructie elementen CONCLUSIE DIMENSIONERING VAN REFERENTIEHAL UITGEVOERD IN K.G.P UITGANGSPUNTEN VOOR DE REFERENTIEHAL ONTWERP VAN DE REFERENTIEHAL BEREKENING VAN DE STAALCONSTRUCTIE Belastingen algemeen Belastingen op het hoofspant Berekening van profieleigenschappen van het hoofspant Toetsing van het hoofspant Overige constructieonerelen Uittrekstaat van e constructie Uittrekstaat Conclusie gewichtsbesparing en kostenbesparing GEWICHTSVERGELIJKINGEN EN PRIJSVERGELIJKINGEN VOOR DIVERSE GEVALLEN Vergelijkingsproceure Vergelijkingsproceure Vergelijking tussen open en gesloten hal Conclusie vergelijkingsproceures CONCLUSIE VERBINDINGEN VERBINDINGEN ALGEMEEN EISEN VOOR VERBINDINGEN BEZWIJKMECHANISMEN REGELS VOOR BEREKENEN EN ONTWERPEN VAN VERBINDINGEN ONTWERP VAN VERBINDINGEN De voetverbining Afweging van e alternatieven voor e voetverbining Berekening van gekozen voetverbining De knieverbining Afweging van e alternatieven voor e knieverbining Berekening van gekozen knieverbining De nokverbining Berekening van e nokverbining De verbining van winverbanstaven Winverbanen in e gevel Winverbanen in het ak Schijfwerking van ak- en wanbeplating De verbining van wanregels Keuze en berekening van wanregelverbining De verbining van akgoringen Berekening van akgoringverbining De verbiningen in e kopgevel De voetverbining De knieverbining De nokverbining De gevelstijlverbining De verbining van e winverbanen De verbining van e wanregels Verbining van e akgoringen Verbining van afbouwelementen Raam- en eurconstructie Afwerkprofielen Goten CONCLUSIE VERBINDINGEN Cor van Zanwijk mei 006 5

7 7. ASSEMBLAGE ASSEMBLAGE ALGEMEEN OPSLAG EN TRANSPORT VAN CONSTRUCTIE-ELEMENTEN Buneling van e onerelen Laen, transporteren en lossen van e constructie ASSEMBLEREN VAN DE CONSTRUCTIE Veilighei Assemblagematerialen Assemblagevolgore Site ineling Tijsplanning voor assemblage CONCLUSIE ASSEMBLAGE CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN TERUGBLIK OP DE RESULTATEN De oelgroep De constructieve vormgeving Het kostenaspect CONCLUSIES VAN HET AFSTUDEERONDERZOEK AANBEVELINGEN Onerzoek Laboratoriumproeven NASCHRIFT LITERATUURLIJST INHOUDSOPGAVE BIJLAGE Cor van Zanwijk mei 006 6

8 1 Zie literatuurlijst [1] Zie literatuurlijst [] 3 Zie literatuurlijst [] Version Lightweight col rolle steel construction systems 1. Inleiing Van ousher wort voor het vervaarigen van staalconstructies voor gebouwen gebruik gemaakt van warmgewalste profielen of van profielen ie samengestel woren uit relatief ikke platen. Zelen is e wanikte van eze profielonerelen kleiner an 6 mm. De laatste ecennia echter wort in toenemene mate e voorkeur gegeven aan unwanige staalprofielen ie uit strip, plaat of ban woren gevorm: DE KOUDGEVORMDE PROFIELEN De kougevorme profielen Naast e traitionele, warmgewalste profielen vint het kougevorme profiel moniaal gezien langzamerhan zijn eigen toepassingsgebie. Bij het type toepassingsgebie moet vooral geacht woren aan e woning- en inustriebouw. Een gebie waar specifieke voorelen van it soort profielen tot hun recht komen. Deze specifieke voorelen zijn veelzijig. Genoem kunnen woren: grotere vrijhei in vormgeving, uit te voeren als massaprouct, relatief laag eigengewicht, een snelle montage mogelijkhei met eenvouige mielen en inien er een goee afstemming wort geaan is er tevens winst te behalen op het gebie van integratie van e afbouwconstructie met e hoofraagconstructie. Helaas staan er tegenover eze voorelen ook verschillene naelen an wel beperkingen. Genoem kunnen woren: beperkte raagkracht, geringe lasbaarhei, relatief hoge fabricagekosten per kilogram en geen traitionele constructievormen. Afgevraag kan woren of Neerlan in e achterliggene ecennia wel voloene stil heeft gestaan bij het afwegen van e voor- en naelen, gelet op e huiige bouwpraktijk. De kougevorme profielen komen in Neerlan tot op heen vrijwel alleen voor als goring of wanregel. Dat het kougevorme profiel een zeer interessante concurrent van e warmgewalste profielenwerel kan zijn, lijkt niet oor te ringen. Tegenstellingen zien we op it gebie in e ons omringene lanen waar wel geëxperimenteer wort met e mogelijke toepassing van kougevorme profielen als hoofraagconstructie. Omat er relatief geringe bekenhei is met e eigenschappen van e kougevorme profielen, lijkt men niet te urven investeren in eze onbekene materie om op ie wijze tot nieuwe, inventieve oplossingen te komen, ie een positief impuls aan e afzetmarkt, en us aan e onernemingsurf, zullen geven. 1. Waarom kougevorme profielen Te allen tije zal men kiezen voor een bepaale constructievorm en/of toepassingsmateriaal, als het samenspel van e voor- en naelen gunstig afsteekt tegen e voorhanen zijne alternatieven. Zo kan bijvoorbeel een kougevorm Z of Σ - goring e voorkeur krijgen boven een IPE goring of kan staalskeletbouw terrein gaan winnen op houtskeletbouw of misschien zelfs op betongietbouw. TU Delft In alle gevallen gaat het om e gekapitaliseere kosten met betrekking tot het uiteinelijke einprouct (kosten van ontwerp, materiaal, fabricage, montage, onerhou, etc.) Deze kosten moeten woren afgezet tegen e oor e constructie te leveren prestaties (zoals raagkracht, branveilighei, isolatie, esthetica, flexibiliteit en levensuur). 3 De verhouing tussen kosten en prestatie bij kougevorme profielen is in het verleen al menigmaal e Cor van Zanwijk mei 006 7

9 aanleiing geweest tot het toepassen van scheiingsconstructies uitgevoer met kougevorme profielen. Om e potentiële mogelijkheen goe te kunnen afwegen is een uielijke afweging van e voor- en naelen noozakelijk. 1.3 Beschrijving van het project Het ontwerpen van afbouw- en hoofraagconstructies met kougevorme profielen, in e applicatiegebieen inustrie-, opslag-, en utiliteitsbouw is voor veel staalbouwers een relatief onbeken terrein. Door e onbekenhei heeft it toepassingsgebie een bepaal complexiteitsimago bij e ingenieurs en e staalbouwers. De typische fenomenen zoals plooien, buigtorsieknik, wringing, kip,excentriciteiten in aansluitingen kunnen in traitionele staalconstructies in vele gevallen eenvouig woren opgelost en met behulp van eenvouige rekenregels woren getoetst. Echter bij het ontwerpen met kougevorme profielen ienen eze fenomenen meer kritisch te woren bestueer. Ten behoeve aarvan is in 1991 oor het Staalbouwkunig Genootschap e Richtlijnen voor het berekenen en beproeven van kougevorme lijnvormige stalen profielen gepubliceer. Deze publicatie is opgestel om belemmeringen in het gebruik van kougevorme profielen weg te nemen 4. Deze belemmeringen komen voort uit het ontbreken van algemeen aanvaare reken- en beproevingsregels. Bij e opstelling van eze richtlijnen is rekening gehouen met e gelene norm voor staalconstructies en e algemene norm, TGB Door jarenlange ervaring heeft het berijf KS profiel 5 veel kennis, met betrekking tot e fabricage van kougevorme profielen, opgeaan. Op zoek naar een verere uitbreiing van haar mogelijkheen, heeft ze besloten een naer onerzoek te gaan oen naar e mogelijkheen van e toepassing van kougevorme profielen als hoofraagconstructie. In eerste instantie wil men uitgaan van een gemiele, uit warmgewalste profielen geconstrueere, hal. Door e constructie van eze uit warmgewalste profielen geconstrueere hal volgens e gelene normen uit te rekenen en eze vervolgens te converteren naar een hal opgebouw uit kougevorme profielen, verwacht men een usanig vooreel te creëren ten opzichte van e huiige, uit warmgewalste profielen geconstrueere, hal at men een aanzienlijke afzetmarkt mag verwachten. Deze afzetmarkt verwacht men te kunnen creëren oor voorelen te bieen op het gebie van gewichtsbesparing, vrijere vormgeving, makkelijkere conservering en ergelijke. Aan eze, uit warmgewalste profielen geconstrueere hal ie gebruikt wort als referentiehal, zullen in e vervolg stappen iverse maatgevene parameters gekoppel woren om een nauwkeurig beel van een iversiteit aan hallen te kunnen beschrijven. Omat e eisen van e cliënt in e meeste gevallen aners zijn, moet e beschrijving ten opzichte van e referentiehal usanig gebruiksvrienelijk zijn at e parameters, zoals eze oor e cliënt woren opgegeven, relatief eenvouig zijn te converteren van e referentiehal naar e gewenste, met kougevorme profielen uitgevoere hal. Omat vele zaken een rol spelen bij het ontwerp en omat het kougevorm profiel een constructie element is wat zich bij uitstek leent voor massaprouctie, moet gestreef woren naar een optimale stanaarisatie met een maximaal marktaanbo om een voloene bree raagvlak op e afzetmarkt te kunnen creëren. Om tot een inventieve oplossing te komen wort in opracht van e TU Delft, in samenwerking met KS profiel, it afstueeronerzoek uitgevoer. Daar e geschetste stan van zaken ronom e toepassing van kougevorme profielen iverse terreinen beslaat, zal binnen it afstueeronerzoek een keuze woren gemaakt waarop het onerzoek zich voornamelijk concentreert. 4 Zie literatuurlijst [5] 5 KS profiel is specialist in het kou walsen van iverse profielen. Cor van Zanwijk mei 006 8

10 . Probleembeschrijving Het berijf KS profiel is ein 004 begonnen met een onerzoek naar e mogelijkheen van hallenbouw met kougevorme profielen. In eze perioe is het berijf in aanraking gekomen met TNO bouw. Dit berijf heeft in het onerzoeksproces een assisterene rol vervul en zij heeft in een later staium een (voorbeel)berekening van e kipstabiliteit van een C-profiel gemaakt. Naast TNO bouw is een bouwberijf betrokken in het onerzoeksproces. Dit bouwberijf heeft samen met KS profiel e benoige specifieke kennis van e mogelijke afzetmarkt en is in staat een kostenafweging te maken tussen e uit warmgewalste profielen opgebouwe hal en e uit kougevorme profielen opgebouwe hal. Hoewel het onerzoeksproces al enige tij loopt, zijn er iverse onerelen niet of niet toereiken uitgezocht. Een selectie uit eze iverse onerelen wort tijens it afstueeronerzoek naer bestueer..1 Onerzoekspunten Na een perioe van inventarisatie is gebleken at e volgene punten zich bijzoner goe lenen voor naer onerzoek: Onerzoek naar e ontwikkelingen op het gebie van uit kougevorme profielen opgebouwe hoofraagconstructies in het verleen binnen e woningbouw en binnen e inustriebouw. Onerzoek naar e mogelijke afzetmarkt in e toekomst voor uit kougevorme profielen opgebouwe hoofraagconstructies voor e hallenbouw. Ontwerpen en toetsen van een uit warmgewalste profielen opgebouwe referentiehal om tot een optimaal ontwerp voor een hal, geconstrueer in kougevorme profielen, te komen. Ontwerpen en toetsen van e referentiehal uitgevoer in kougevorme profielen. Op inzichtelijke wijze presenteren van e specifieke constructieve eigenschappen van kougevorme profielen met behulp van spreasheets. Onerzoek en inventarisatie naar e mogelijkheen en eigenschappen van verbiningen van e iverse onerelen van e uit kougevorme profielen opgebouwe referentiehal. Onerzoek naar e mogelijkheen van assemblage van e hoofraagconstructie opgebouw met kougevorme profielen.. Probleemstelling De materie van e kougevorme profielen, toegepast als hoofraagconstructie, is een relatief onbeken terrein voor e agelijkse constructeur, hieroor woren hoofraagconstructies voor berijfshallen niet uitgevoer in kougevorme profielen, hetwelk tot gevolg heeft at e inustrie van kougevorme profielen niet haar maximale capaciteit op it terrein kan benutten..3 Doelstelling Het leggen van e theoretische basis voor een gebruiksvrienelijke, softwarematige tool ie het mogelijk maakt om op relatief eenvouige wijze, met behulp van bestaane reken- en toetsingsregels, hallen met verschillene afmetingen en verschillene wensen met betrekking tot e afbouw, te ontwerpen en te toetsen. Cor van Zanwijk mei 006 9

11 .4 Substellingen in e oelstelling Lightweight col rolle steel construction systems Om e uiteinelijke oelstelling te kunnen halen is het noozakelijk iverse suboelstellingen te formuleren. Deze suboelstellingen zijn: Door imensionering van een referentiehal, ie aan e minimum eisen volgens e normen voloet, een optimaal referentiepunt voor e imensionering van een uit kougevorme profielen geconstrueere hoofraagconstructie creëren. Door imensionering van een hal, geconstrueer met kougevorme profielen, e theoretische basis leggen voor het inzichtelijk presenteren, met behulp van een spreasheet, van e profieleigenschappen bij onerscheien toepassingsvormen. Door miel van een systematische afweging van iverse optionele vormgevingen voor e iverse verbiningen een efficiënte en economische oplossing voor het verbinen van e iverse onerelen bepalen. Door het opstellen van een goe assemblageplan een veilige, efficiënte en economische oplossing voor het assembleren van e totale constructie uitgevoer met kougevorme profielen bepalen. Cor van Zanwijk mei

12 3. Literatuuronerzoek naar ontwikkelingen en eigenschappen In it hoofstuk wort een naer onerzoek geaan naar e ontwikkelingen van e kougevorme profielen in relatie tot e warmgewalste profielen. De naruk bij it onerzoek ligt vooral op e toepassingen van e kougevorme profielen en e toepassingsgebieen waar eze kougevorme profielen weren, c.q. woren, gebruikt. In het tweee eel van it hoofstuk wort een afkaering van het relevante markteel onerbouw, om op eze wijze e te benaeren oelgroep, bij e verere uitwerking van it onerzoek, vast te kunnen leggen. 3.1 Ontwikkelingen van k.g.p. 6 in het verleen en in e toekomst Bij e toepassing van kougevorme profielen onerscheien zich twee afzonerlijke toepassingsgebieen ie echter wel een nauwe relatie met elkaar hebben. Het eerste toepassingsgebie is e staalframewoningbouw, het tweee toepassingsgebie is e hallenbouw. Beie toepassingsgebieen zullen naer woren onerzocht. Het zal in eze beschouwing met name gaan om wat er toegepast is, waarom het toegepast is, wat e mogelijkheen van e toepassing zijn, wat e gevolgen van e toepassing zijn en wat het bijbehorene kostenplaatje bij e toepassing is Staalframewoningbouw In 1949 liet Philips staalframe woningen bouwen. De woningen weren ontworpen oor Alexanre Horowitz en geprouceere oor e firma Polynorm. Het zijn e eerste staalframewoningen in Neerlan. De Polynormwoningen hebben een stijl- en regelwerk van kougevorme profielen, maar een gevelbekleing van betonplaten. De toepassing van staal is us niet aan het uiterlijke van e woningen af te zien 7. Fig. 3.1) Voorbeel van Staalframewoning In het mien van e jaren 70 ontwikkele het Amerikaanse berijf US Gypsum Company 8 het zogenaame Steel Framing System, een licht bouwsysteem van verzinkte, kougevorme profielen met een afwerking van gipskartonplaat. Dit systeem biet mogelijkheen voor zowel raag- als afbouwconstructies en komt in rie vormen voor: als raagconstructie voor wanen en vloeren, als binnenspouwbla en als scheiingswan. Het systeem bestaat uit een groot aantal stanaar profielen en is als hoofraagconstructie toepasbaar tot zes bouwlagen 9. Met aanvullene stabiliteitsvoorzieningen is het zelfs mogelijk nog hoger te bouwen. 6 k.g.p. staat voor kougevorme TU Delft profielen 7 Zie literatuurlijst [6] 8 Zie literatuurlijst [7] 9 Zie literatuurlijst [15] Version Cor van Zanwijk mei

13 geschoven 1 Zie literatuurlijst [7] 13 Zie literatuurlijst [15] Version Lightweight col rolle steel construction systems Aanleiing tot e ontwikkeling De belangrijkste aanleiing tot e ontwikkeling van it systeem was het tekort aan goe opgeleie bouwvakkers 10. Het moeilijk en arbeisintensief werk op e bouwplaats is te vervangen oor een geoptimaliseer systeem met staalprofielen en bijbehorene etailleringen. Het systeem leent zich hieroor goe voor een snelle assemblage alsmee montage. In eze perioe van systeemontwikkeling wer er oor e leveranciers van eze systemen veel energie gestoken in het voorlichten en begeleien van oneraannemers. Vooral het eel uitvoeringstechniek moest geegen oner e aanacht woren gebracht om e afzet van het Steel Framing System voloene voet aan e wal te geven. Concurrentie In eze perioe was het volgens e fabrikant echter nog niet mogelijk het Steel Framing System op kostprijs te laten concurreren, aar e kostprijs van e profielen relatief hoog was. Tegenover eze relatief hoge kostprijs stonen echter iverse voorelen, zoals een hoge montagesnelhei, een korte bouwtij en een hoge kwaliteit van het prouct oor prefabricage. Anere voorelen zijn e volleig roge montage, het erven van een zware bouwkraan en het sneller glas- en watericht kunnen maken van e binnenruimte. Het gebruik van kougevorme profielen biet tevens een gewichtbesparing ten opzichte van zowel walsprofielen als houtskeletbouw. Een genest 11 stalen profiel weegt miner an eenere van een even grote houten balk, waarbij het stalenprofiel een 50% grotere belasting kan ragen. Een ragene wan geeft een gewichtsbesparing van ongeveer 175 kg/m ten opzichte van baksteen 1. Het lagere gewicht van e constructie leit tot lagere funeringskosten en brengt een funering op schuimbeton voor woningen bereikbaar. Beschouwt men e interactief afhankelijke grootheen prijs, tij en kwaliteit, an heeft het systeem volgens e leverancier een goee reen van bestaan. Typen kougevorme profielen Het kenmerk van het Steel Framing System is, at e raagconstructie bestaat uit kougevorme profielen, ie in tegenstelling tot e warmgewalste profielen niet gestanaariseer zijn qua afmetingen en vormgeving. Hoewel variatie mogelijk is, kan een afwijken profiel bij kleinere aantallen miner economisch zijn. Normaliter wort er aarom wel een range aan bepaale gangbare proucten gebruikt 13. Bij e Steel Framing System wort hoofzakelijke gebruik gemaakt van U- en C-profielen. TU Delft Fig. 3.) Gangbare hoogte, breete en ikte van kougevorme profielen Kenmerken van het kougevorme profiel is e mogelijkhei om e uitvoering in anere staalsoorten te oen. Een overzicht van eze staalsoorten ie kou zijn te vervormen staat in Eurocoe 3. De rekgrens van eze staalsoorten ligt tussen 0 en 500 N/mm. In het 10 Zie literatuurlijst [3] 11 Genest wil zeggen in elkaar Cor van Zanwijk mei 006 1

14 algemeen wort een verzinkt staalplaat gebruikt met een rekgrens van 80 tot 350 N/mm. De sterkte van e profielen moet aan e han van NEN 6773 woren vastgestel. Deze norm hout ook rekening met een verhooge sterkte na het profileren, want het kou vervormen maakt het staal sterker. Dunwanige profielen zijn gevoelig voor (lokaal) plooien, en at heeft invloe op het uiteinelijke raagvermogen. Door verstijvingen in e verschillene elen van een profiel aan te brengen, zie figuur 3.3, kunnen e toelaatbare plooispanningen woren verhoog. De volgene punten zijn aarbij van belang: Eenzijig opgelege elen van een profiel, zoals e flenzen, woren altij sterker oor een extra ranverstijving (een lip); Een verzet of impel in een tweezijig opgeleg eel (lijf) is effectiever an een ril; Twee rillen op een eel is voloene, meer rillen hebben geen effect; Sparingen voor installaties woren alleen in het lijf aangebracht en mogen geen verstijvingen oorbreken. Fig. 3.3) Versteviging in het lijf of e flenzen Vormgeving van e raagconstructie Bij e ontwikkeling van e raagconstructie van het Steel Framing System wort uitgegaan van e zogenaame platformmethoe. Bij eze bouwmethoe woren geprefabriceere onerelen, zoals wanen, vloeren en aken toegepast. Hierbij woren e wanelementen veriepinghoog toegepast waar e vloer en e akelementen onmiellijk op kunnen woren bevestig. Bij het Steel Framing System zijn e wanelementen oner te verelen in ragene, niet ragene en stabiliteitswanen. Om e potentiële bouwsnelhei van het Steel Framing System te realiseren, moet elk element oor kruisverbanen stabiel woren gemaakt 14. Daarna kunnen e elementen eenvouig aan elkaar woren bevestig. Als afzonerlijke elementen woren geimensioneer, moet rekening woren gehouen met e stabiliteit van e gehele raagconstructie. Door gebruik te maken van schijfwerking van vloeren en ak, ontstaat een stabiele constructie, zie figuur 3.5. Vloeren en ak zorgen ervoor, at e winbelasting via verbanen of schijven naar e onerconstructie afgeragen wort 15. De horizontale belasting loorecht op een kopgevel, at wil in e meeste gevallen zeggen; e winbelasting, wort via e vloeren overgeragen op e stabiliteitsvoorzieningen. TU Delft 14 Zie literatuurlijst [7] 15 Zie literatuurlijst [15] Version Cor van Zanwijk mei

15 Fig. 3.4) Het principe van e platformmethoe Fig. 3.5) Stabiliteitsvoorzieningen in het horizontale- en verticalevlak oormiel van schijven of kruizen Cor van Zanwijk mei

16 Branwerenheiseisen bij woningbouw De branwerenhei van het Steel Framing System is afhankelijk van e afbouw. Bij een volleig ontwikkele bran bezwijkt een constructie van kougevorme profielen na 5 tot 10 minuten, it in tegenstelling tot e 15 tot 0 minuten bij een constructie van warmgewalste profielen. De branwerenheiseis aan e hoofraagconstructie van een woongebouw met een vloer hoger an 13 meter boven het aangrenzene terrein is tenminste 60 minuten. Voor e bouwconstructie binnen e woning is e eis 0 of 30 minuten. Om ook aan e voorgeschreven eis van WBDBO 16 te kunnen voloen moet e constructie usanig woren afgewerkt met een afbouwprouct at e in het bouwbesluit voorgeschreven branwerenheiseis gehaal wort 17. Onerhou van kougevorme profielen In tegenstelling tot warmgewalste profielen in staalskeletten zijn kougevorme profielen in staalframes moeilijk te onerhouen 18. De moeilijkhei van het onerhouen zit in het feit at e profielen geheel of geeeltelijk opgenomen zijn in e constructie. De benoige ikte van e conservering is proefonervinelijk vastgestel en hangt af van e volgene factoren: De corrosiviteit van e omgeving Het gewenste veiligheisniveau De schae, ie bezwijken van een constructieeel kan veroorzaken Bij it laatste aspect is e aanwezighei van een tweee raagweg het onerscheiene criterium. Als er een tweee raagweg is, zijn e conserveringseisen miner zwaar. De corrosiviteit waaraan een staalframe wort blootgestel, is afhankelijk van e functie van het bouweel. Als het bouweel geen onereel is van een klimaatscheiene constructie, zoals een vloer, valt het in corrosieklasse C1. Staalframes, ie zijn opgenomen in klimaatscheiene constructies vallen ook in corrosieklasse C1 19. De elementen zijn namelijk zo ontworpen, at er geen conensatie in optreet. Toch is het niet uitgesloten, at lucht vanuit e woning in e buitenwan oorringt, waaroor conensatie optreet. Daarom is gebruik van verzinkt of geverf staal aan te bevelen. Bij zink is te kiezen uit iverse laagikten. Als een bouweel weinig corrosiegevoelig is, kan e unste zinklaag woren gekozen. Milieuaspecten bij kougevorme profielen Gestimuleer oor e ontwikkelingen op het gebie van uurzaam bouwen hebben IVAM Environmental Research en W/E Duurzaam Bouwen in 1998 een onerzoek uitgevoer naar e milieueffecten van staalframewoningbouw 0. Bij it onerzoek zijn met behulp van Eco-Quantum e milieueffecten van het Steel Framing System in kaart gebracht. Daarbij is e raagconstructie van een Steel Framing System woning vergeleken met raagconstructies van anere bouwmethoen. Bij het in kaart brengen van milieueffecten van het Steel Framing System heeft een aspect veel invloe namelijk, wat gebeurt er bij e sloop van het gebouw met e stalen bouwelen? In e stuie is een aantal zogenaame afvalscenario s oorgereken. Een aarvan is materiaalrecycling. Het resultaat van eze scenario s is weergeven in figuur 3.6. TU Delft 16 WBDBO staat voor weerstan tegen branoorslag en branoverslag 17 Zie literatuurlijst [15] 18 Zie literatuurlijst [6] 19 Zie literatuurlijst [1] 0 Zie literatuurlijst [6] Version Cor van Zanwijk mei

17 Fig. 3.6) Vergelijking Staalframewoning en aner bouwmethoen Het blijkt at het Steel Framing System, vergeleken bij aner bouwmethoen, slecht scoort bij e milieumaat gronstofuitputting. Dat wort voor circa 80% veroorzaakt oor het relatief schaarse zinkerts, at voor e conservering wort gebruikt. De anere raagconstructies zijn groteneels samengestel uit ruim voorraige steenachtige materialen of hout. Bij e milieumaten emissie en energie valt e raagconstructie van een Steel Framing System woning binnen e spreiing van e anere raagconstructies. De hoeveelhei gebruikte materiaal is namelijk veel kleiner, zoat e hogere scores per kilogram verzinkt staal bij eze milieumaten eels woren gecompenseer. Bij e milieumaat afval scoort een Steel Framing System woning relatief goe, ankzij e mogelijkheen van recycling. Het afval, at niet herbruikbaar is, bestaat voornamelijk uit prouctafval van gips en mijnafval, at vrijkomt bij e winning van ertsen. Voor een Steel Framing System woning is milieuwinst te behalen oor stalen bouwelen meer her te gebruiken en miner zink toe te passen. Door bij het ontwerp rekening te houen met e eigenschappen van het Steel Framing System, wort e meeste milieuwinst behaal. Conclusie Strikt genomen is het Steel Framing System geen systeem maar een meccanooos, waarmee e ontwerper een groot aantal constructieve oplossingen kan maken. Een laag eigengewicht, grote sterkte en grote overspanningen zijn e onerscheiene eigenschappen van het Steel Framing System. Diverse bouwberijven maken gebruik van kougevorme goringen en wanregels, lichte scheiingswanen (metal-stu). Vooral hotels, kleuterscholen en ziekenhuizen maken ankbaar gebruik van e flexibiliteit van eze systemen. Hotelkamers, klaslokalen en ziekenhuiskamers zijn onerhevig aan e ynamiek van alleag, en moeten makkelijk kunnen woren aangepast aan e snel wisselene eisen 1. Maar ook in e woningbouw wort het Steel Framing System vaker ingezet, een groot aantal praktijkvoorbeelen wekken e belangstelling bij architecten en oprachtgevers. De toepassing van staal is in e laatste jaren gegroei en vormt thans e basis voor innovatieve proucten ie in e woningbouw woren toegepast. Door e ontwikkeling van een nieuwe generatie profielen met een geoptimaliseere vorm is het mogelijk lichte en slanke raagconstructies te maken. De bekene, maar arbeisintensieve verbiningstechnieken zoals lassen en schroeven zijn verrongen oor nieuwe snelle verbiningen zoals clinchen en schietnagels. Veruurzaming (verzinken), uplex bekleing en niet oxierene staalsoorten geven extra zekerhei tegen corrosie. Oprachtgevers zoeken oplossingen. Naast e stichtingskosten en waarebehou van e gebouwen wort uurzaamhei, flexibiliteit en het milieuprofiel stees belangrijker. Dit wort mee bepaal oor e levensuur en kwaliteit van e verschillene onerelen. Een optimale en constante kwaliteit van e gebouwonerelen wort verkregen oor e prouctie oner gelijkblijvene conities in e fabriek te laten plaatsvinen. Daarom zal e bouw stees meer ingericht woren op e toepassing van geprefabriceere elementen. De prefab TU Delft 1 Zie literatuurlijst [15] Zie literatuurlijst [6] Version Cor van Zanwijk mei

18 3 Zie literatuurlijst [8] 4 Zie literatuurlijst [] 5 Zie literatuurlijst [9] Version Lightweight col rolle steel construction systems Steel Framing System elementen hebben een constante, hoge kwaliteit met uiteenlopene prestaties en zijn prijstechnisch zeker interessant. Het Steel Framing System is een uurzaam bouwconcept omat het bouwafval eenvouig te scheien én te recyclen is. Het Steel Framing System is goe geschikt voor Inustrieel Flexibel en Demontabel bouwen (IFD) Hallenbouw In het begin van e jaren 70 beperkte het gebruik van e kougevorme profielen zich voornamelijk tot akgoringen en wanregels 3. In e aarop volgene twintig jaar heeft e staalskeletbouw met name in Japan een belangrijke marktpositie verworven, zie figuur 3.7. Fig. 3.7) Overzicht ontwikkeling van e staalskeletbouw in Japan Uiteraar moest in e beginfase veel inventiviteit, oorzettingsvermogen en het noige kapitaal woren ingezet. De Japanse staalprouctieberijven zijn hierbij een belangrijke motor geweest. Er moet echter wel opgemerkt woren at er in Japan ook extra gunstige voorwaaren aanwezig waren voor e staalskeletbouw: Ontwerp mee op het belastingsgeval aarbevingen Een traitionele bouwwijze in hout ie qua vorm veel overeenkomt met staalskeletbouw In e USA en Canaa was het aaneel van staalskeletbouw aanmerkelijk miner, á 3% tegenover 1% in Japan. De oorzaak hiervan is misschien at Noor-Amerikanen e bij e inustriële prouctie en assemblage behooren ontwerpfilosofie en organisatie, niet zo consequent en perfectionistisch oorvoeren als e Japanners 4. Fig. 3.8) Voorbeelen van inustriële hallen waarin kougevorme regels en goringen zijn toegepast Kougevorme constructie elementen in Neerlan De toepassing van kougevorme proucten maakte in e jaren 80 een belangrijke ontwikkeling oor in Neerlan 5. De toepassing van kougevorme proucten in constructieve toepassingen voor inustriële gebouwen kon men in ie jaren onerscheien in twee hoofgroepen: - e stalen trapeziumvormig geprofileere platen - e open profielen in een Z of C-vorm TU Delft Cor van Zanwijk mei

19 Fig. 3.9) Kougevorme proucten Beie elementen, zowel plaat- als staafvorm woren vervaarig uit staalplaat met een ikte van circa 0.5 tot 3.0 mm. De proucten woren kougevorm oor miel van een rolvorminstallatie of eventueel met een zetbank. De plaatvormige elementen kunnen naast e afsluitene en ragene functie, een bijrage leveren aan e stabiliteit van e raagconstructie. De platen bezitten een grote stijfhei in het vlak van het ak of van e gevel en kunnen oor e zogenaame schijfwerkingseigenschappen e functie van e traitionele stabiliteitsverbanen of kipkoppelingen geheel of geeeltelijk overnemen. De staafvormige elementen kunnen oner meer bouwelementen zijn voor lichte staalconstructies zij kunnen woren toegepast in e vorm van goringen en wanregels. Rekenvoorschriften voor kougevorme profielen In eze tij waarin e kougevorme profielen voornamelijk toegepast weren als plaatvormige of staafvormige elementen waren er echter geen uniforme berekeningsmethoen en voorschriften beschikbaar. Bij vergelijking met e traitionele warmgewalste profielen bleek al spoeig at e constructieve eigenschappen van e stalen open profielen sterk afweken. Er wer an ook vastgestel at e TGB-staal niet zoner meer op eze open, kougevorme profielen mag woren toegepast. Toepassingen van eze kougevorme profielen zijn 6 : Geperforeere plaatelementen voor geluisabsorptie Plaatvormen met een meer economische vormgeving en unner an 0.75 mm Combinaties van plaatelement en staafelement Als vanzelfspreken moeten eze toepassingen woren onersteun oor veilige ontwerpmethoen, juist om e gebruiker en e controlerene instanties e zekerhei te geven at een veilige en verantwoore constructie ontstaat. Voor at oel weren e hiervoor in aanmerking komene plaat- en staafvormige elementen onerzocht oor een fabrikant van kougevorme profielen in samenwerking met IBBC-TNO. 7 De ontwikkele ontwerpproceures zijn ontleen aan e resultaten van proeven op e plaat- en staafvormige elementen. De ontwerpproceures zijn uiteinelijk verwerkt in functionele raagkrachttabellen. De sterkte en stijfheiseigenschappen van e plaatvormige elementen weren bepaal conform e beproevingsproceure zoals opgenomen in e RSD 1974, 6 Zie literatuurlijst [9] 7 SAB-Profiel uit IJsselstein heeft it onerzoek laten oen in 198, zie literatuurlijst [9]Version TU Delft Cor van Zanwijk mei

20 Appenix A welke proceure aansluit op e bestaane ECCS-richtlijnen. 8 Kostenaspecten bij k.g.p. en w.g.p. Naast e noozakelijke kennis van het gerag zijn e kostenaspecten van e toepassing van constructies uit unne plaat van belang. Daartoe ient een vergelijking tussen een willekeurig kougevorm profiel en een warmgewalst IPE profiel 9, zie figuur Fig. 3.10) Vergelijking van profielen Uitgangspunt bij eze vergelijking is at het raagvermogen gelijk is terwijl uitgegaan wort van eenzelfe toelaatbare zakking van 1/50L. Het resultaat is een gewichtsverschil van 50% uitgerukt in kg/m in het vooreel voor het kougevorme profiel. Dit is niet toevallig voor één gekozen constructiegeval, maar gaat op voor één- en meervelse liggersystemen. De reen is at het kougevorme materiaal aar wort toegepast waar het zijn functie heeft, zoals bijvoorbeel bij e ubbele oorsnee van e overlap boven een steunpunt. Dit in tegenstelling tot het IPE profiel, omat aarbij vaak een spanningspiek maatgeven is voor e imensionering van e continue oorsnee. Het blijkt nu at e totale kostprijs van het kougevorme profiel circa 64% beraagt van ie van het IPE profiel. In het aangegeven percentage van e materiaalinkoop, 5% voor het kougevorme profiel, is opgenomen het extra gewicht voor e overlap verbiningslengten, het maken van e gaten en een plaatmateriaal at als halffabrikaat rees voorzien is van een beschermene continu thermisch verzinkte laag, zoat het profiel gebruiksklaar is voor het transport naar e bouwplaats. De voornoeme 5% is te vergelijken met e aangegeven 81% bij het IPE profiel, zijne een optelling van materiaalinkoop profielstaal plus werkplaatsuren en conserveringskosten. Het moge uielijk zijn at eze vergelijking niet opgaat voor een heel gebouw met welke mogelijk constructieve vormgeving an ook. Ter illustratie van e gehele kostenvereling is voor een bestaan gebouw in Engelan een vergelijkingstabel opgenomen, zie figuur Voor een goee vergelijking zijn aarbij e funatiekosten en TU Delft 8 ECCS staat voor European Convention for Constructional Steelwork 9 Prijsvergelijking uit 1983, Zie literatuurlijst [9] Version Cor van Zanwijk mei

21 e gronkosten buiten beschouwing gelaten. Het blijkt at het totale kostenbestaneel voor e warmgewalste profielen met een verhouing van 4% tegenover e 31% van e kougevorme profielen staat 30. Zijelings moet hier echter wel opgemerkt woren at e constructiehoogte met 100 mm toeneemt, it is te beschouwen als een mogelijk naelig bijeffect. Fig. 3.11) Kostenvergelijking k.g.p. met IPE Hallenbouw op internationaal niveau In e laatste ecennia zijn er iverse projecten uitgevoer in kougevorme profielen. De uitvoering van eze projecten wer geregel geaan oor een Belgisch proucent 31. De Neerlanse en internationale projecten kunnen woren onervereel in e volgene onerelen: a) Regels en goringen met w.g.p. hoofraagconstructies b) Regels en goringen met k.g.p. hoofraagconstructies c) Vloersystemen ) Afbouwsystemen A. a) Regels en goringen met w.g.p. hoofraagconstructie. Bij eze projecten is e hoofraagconstructie geconstrueer met e gangbare warmgewalste profielen. De afbouwconstructie wort normaliter geaan met metselwerk, sanwichpanelen, binnenozen met enkele stalen amwanprofielplaten en soortgelijke aken wanbekleing. Het inventieve van eze bouwwijze is e vervanging van e houten regels en goringen oor kougevorme profielen. Het vooreel at hieroor gelever wort is at e h.o.h. afstan van e hoofspanten vergroot kan woren van 5 m naar 8 m. Een tweee vooreel is at e regels en goring beter hanteerbaar zijn an e houten variant. Een ere vooreel is at het gemak van montage en e wijze van prefabricage kostenreucerene invloeen hebben op het geheel. De regels en goringen kunnen woren uitgevoer in rie versies namelijk: C-profielen, Z-profielen en Σ -profielen 3. Ter illustratie van e toepassingen van kougevorme profielen op it gebie zijn e figuren 3.9 en 3.10 ingevoeg. TU Delft 30 Kostenvergelijking op basis van prijzen uit 1983, zie literatuurlijst [9] 31 Belgische proucent SADEF heeft een groot marktaaneel op e k.g.p. markt 3 Zie literatuurlijst [7] Version Cor van Zanwijk mei 006 0

22 Fig. 3.1) Voorbeelen van akgoringen (l.) en verticale wanregels voor horizontale beplating (r.) Fig. 3.13) Voorbeel van e opbouw van ak- en wanconstructie A. b) Regels en goringen met k.g.p. hoofraagconstructie. Bij eze projecten bestaat het over grote eel van e constructie uit kougevorme profielen. Evenals in e oner punt a) beschreven projecten zijn e regels en goringen uitgevoer met kougevorme profielen. Echter is bij it type projecten ook e hoofraagconstructie Cor van Zanwijk mei 006 1

23 Lightweight col rolle steel construction systems U De lft uitgevoer met kougevorme profielen. Door eze materiaal toepassingsveranering in e hoofraagconstructie ontstaat een bouwwijze ie geheel te onerscheien is van e in punt a genoeme bouwwijze. Omat e kougevorme profielen geheel verschillene eigenschappen hebben ten opzichte van e warmgewalste profielen ontstaat een specifieke bouwwijze ie uielijk aners is. Voornamelijk e ichthei waarmee e profielen geplaatst woren maken at er een aner beel ontstaat van e raagconstructie. De verschillene eigenschappen van e kougevorme profielen zoals hier genoem woren in e hierna volgene paragraaf 3. naer toegelicht. Ter illustratie van e projecten, ie voornamelijk in het buitenlan zijn uitgevoer oor buitenlanse proucenten, woren enkele afbeelingen gegeven in e figuren 3.14 en Ve rsi on T Fig. 3.14) Voorbeel van hoofraagconstructies uitgevoer in k.g.p. licht hellen ak (l.) schuine ak (r.) Fig. 3.15) Voorbeel van hoofraagconstructies uitgevoer in k.g.p. met grote constructieichthei Deze constructies van kougevorme profielen kent oor e algemene verschillen met e constructies van warmgewalste profielen ook grote verschillen op het gebie van e verbiningstechnieken. Hoewel het kougevorme profiel eenvouig in massa prouctie te prouceren is met alle voorzieningen qua gaten, lippen en ergelijk, blijkt at in veel gevallen33 gekozen wort voor verbiningstechnieken met behulp van warmgewalste hulpstukken. Naast het gebruik van e warmgewalste hulpstukken wort er ook gebruik gemaakt van het profiel zelf oor er lippen aan te stansen. Beie verbiningsmethoen woren gegeven in e figuren 3.16 en Zie literatuurlijst [6] Cor van Zanwijk mei 006

24 Fig. 3.16) Voorbeel van verbiningen met behulp van warmgewalste hulpstukken (l.) en oor stansen k.g.p. (r.) Fig. 3.17) Voorbeel van verbiningen van kolomvoet met funering (l.) en kolom met akligger (r.) A. c) Vloersystemen Met behulp van e zogenaame Σ -profielen is het mogelijke vloerconstructies samen te stellen voor iverse toepassingsvormen. Afhankelijk van e functie en e gestele eisen, kan voor elke situatie een optimale oplossing gevonen woren. Door een juiste vloeropbouw is het mogelijk om ook bij eze lichte vloeren aan e strenge akoestische eisen te voloen. Voorbeelen van enkele beschikbare vloeropbouwsystemen woren weergegeven in figuur Naast e twee akoestische eisen, luchtgeluisisolatie en contactgeluisisolatie, is er e eis at e vloer trilling beperkt wort. Deze vloertrilling wort bepaal oor e eigenfrequentie van e profielen. Daar vloersystemen altij met e branwerenhei van oen krijgen, is een plafonafwerking van essentieel belang in e gehele opbouw van het vloersysteem. Een plafonafwerking ie een goee branwerenhei geeft is e gipsplaat. Een enkele gipsplaat zorgt voor een branwerenhei van 30 minuten en een ubbele gipsplaat zelfs 60 minuten. Een voorbeel van zo n vloeropbouw wort weergeven in figuur De toepassing van het juiste verbiningstype hangt sterk af van het type verbining. In figuur 3.17 en 3.18 woren iverse verbiningstypen tussen kougevorme profielen en warmgewalste profielen en tussen kougevorme profielen onerling gegeven. Alle verbiningen woren normaliter uitgevoer met bouten of schietnagels. Een verbiningsmethoe zoals lassen is praktisch gezien niet verstanig, naere uitleg hier over wort gegeven in e hierna volgene paragraaf 3.. Cor van Zanwijk mei 006 3

25 Fig. 3.18) Voorbeel van twee vloeropbouwconstructies, opbouw afhankelijk van bestemming en eisen Fig. 3.19) Voorbeel van een vloeropbouwconstructies beklee met gipsplaten voor goee branwerenhei Fig. 3.0) Voorbeel van verbining tussen k.g.p. onerling (l.) en tussen k.g.p. en w.g.p.(r.) Cor van Zanwijk mei 006 4

26 34 Zie literatuurlijst [7] Version Lightweight col rolle steel construction systems Fig. 3.1) Voorbeel van verbining tussen k.g.p. onerling (l.) en tussen k.g.p. en w.g.p.(r.) A. ) Afbouwsystemen De wijze van afbouwen is hoofzakelijk afhankelijk van e functie van het gebouw. Omat e functies erg veelzijig zijn, is e wijze van afbouwen ook erg veelzijig. Enkele veel toegepaste afbouwconstructietypen zullen naer woren benoem: Sanwichpanelen De sanwichpanelen woren toegepast bij het zogenaame warmakprincipe en in combinatie aarmee ook voor e gevels. Naar gelang van e toepassing kunnen e sanwichpanelen woren uitgevoer met iverse soorten isolatie. Naast e veel gebruikte sanwichpaneel met PUR is het ook mogelijk e panelen uit te voeren met PIR- op PU-kern 34. Tevens is het mogelijk sanwichpanelen toe te passen met een branwerene kern. Voorelen van e sanwichpanelen zijn: - Stijf en licht gewicht - Geen kouebruggen, geen inwenige conensatie - Geschikt voor bijna alle aken (minimale helling 1.5%) - Geschikt voor gevels, met grote esthetisch variatie - Geen spouw, maar een totaal pakket - Warme constructie oplossing met een garantie van 5 jaar Enkele voorbeelen woren gegeven in e figuur 3.0, gezien het enorme toepassingsgebie woren er slechts enkele voorbeelen gegeven. TU Delft Fig. 3.) Voorbeel van toepassingen van iverse typen sanwichpanelen, geheel vlak (l.) en geprofileer (r.) Enkele staalplaat Cor van Zanwijk mei 006 5

27 De enkele staalplaat woren toegepast bij het zogenaame kouakprincipe en in combinatie aarmee ook voor e gevels. Dit afbouwconstructie type kent een beperktere toepassing an e sanwichpanelen. Deze beperktere toepassing komt voort uit het feit at vrijwel alle gebouwen geïsoleer moeten zijn in verban met e conensatieproblematiek. Uit cijfers van het Centraal Bureau voor Statistiek 35 blijkt at in principe nooit een enkele beplating wort toegepast voor agrarische hallen waarin groenten, fruit en ergelijke wort opgeslagen. Voornamelijk bij eenvouige overkappingen voor bijvoorbeel lanbouwapparatuur wort e enkele staalplaat toegepast, enkel voorbeelen hiervan woren gegeven in figuur 3.1. Fig. 3.3) Voorbeel van toepassingen van enkele staalplaat, gesloten loos (l.) open overkapping (r.) De enkele staalplaat komt voor in iverse vormen. Een van e ouste vormen is het golfplaatprofiel ie geschikt is voor horizontale, verticale of zelfs iagonale toepassing als gevelbeplating. De golfplaat is van ousher e meest toegepaste beplating voor aken en gevels. Naast e golfplaat wort ook e amwanplaat veelvulig toegepast voor gevels en voor aken. Voor eze amwanplaten is een hele range aan iverse vormgevingen ontwikkel ie e esthetische en stijfheiseigenschappen ten goee komen. Damwanplaten kunnen ook woren toegepast in combinatie met binnenozen. De binnenozen woren gevul met isolatie zoat een soortgelijk systeem ontstaat als met e sanwichpanelen. De montage van binnenozen, en bijvoorbeel e amwanplaten als afwerking, is arbeisintensiever an e montage van sanwichpanelen. Daarentegen zijn e sanwichpanelen in prouctie uurer. Afhankelijk van e economisch situatie zal er an ook gekozen woren voor e juiste afbouwconstructie. Als het gaat om strakke lijnen woren plankprofielen toegepast, eze toepassing wort ook meestal geaan in combinatie met binnenozen en isolatie. Een voorbeel van binnenozen gevul met isolatie en als afwerking een enkele staalplaat wort gegeven in figuur 3.. Alle hierboven genoeme staalplaten kunnen woren geconserveer en gecoat in e kleur naar wens van e afnemer. Normaliter zal ieere fabrikant een range aan kleuren aanbieen. Hoewel e fabrikant stanaar panelen met stanaar kleuren op voorraa zal hebben, zal het bij voloene grote afname mogelijk zijn een afwijkene kleur te krijgen. TU Delft Met eze voorbeelen van enkele staalplaten zijn er vele varianten niet besproken, verwezen wort naar e grote iversiteit aan prouctinformatiebrochures Zie literatuurlijst [4] 36 Zie literatuurlijst [7] Version Cor van Zanwijk mei 006 6

28 Fig. 3.4) Voorbeel van toepassingen van enkele staalplaat in combinatie met binnenoos en isolatie Bijzonere afbouwconstructietypen Naast e voornoeme afbouwconstructietypen zijn er ook e niet stalen typen. De vezelcement-golfplaten is van ousher een veel toegepast afbouwmateriaal. Voorheen waren het asbestcement-golfplaten ie om gezonheisreenen vervangen zijn oor vezelcement-golfplaten. De vezelcement-golfplaten woren veel toegepast op hallen waar geen isolatie vereist is. Ook bij it type afbouwconstructie gelt e problematiek met betrekking tot e voornoeme conensatie tegen e binnenzije van e afbouwconstructie. Inien e eisen usanig zijn at eze zaken geen problemen opleveren, an zijn e vezelcement-golfplaten een goee en relatief goekope oplossing voor gevel- en akbekleing. Naelig naast e conensatieproblematiek, is e arbeisintensiviteit waarmee e beplating wort aangebracht. Het afschuinen van e hoeken, het voorboren voor e houtraabouten en het met e han monteren maken e montage kostbaar. Een aner naeel is at e garantie op kleur en breuken slechts 10 jaar is. In verhouing met e voornoeme afbouwconstructietypen is it slechts e helft. Een aner veel toegepast afbouwconstructietypen zijn e houten potekselelen. Deze wijze van afbouwen is erg arbeisintensief omat alle elen afzonerlijk op maat gemaakt en met e han gemonteer moeten woren. Een voorbeel van een hal afgewerkt met houten potekselelen wort gegeven in figuur 3.3. Fig. 3.5) Voorbeel van toepassingen van houten potekselelen Cor van Zanwijk mei 006 7

29 Branwerenheiseisen voor hallen Over het gerag van staalconstructies bij bran is veel beken. 37 Terecht beschouwt e TGB 1990 bran aarom als een bijzoner belastinggeval. De eisen ie gestel woren in het nu gelene bouwbesluit hebben alleen betrekking op het voorkomen van slachtoffers en het uitbreien van e bran. Als er slachtoffers vallen tijens een bran wort it meestal veroorzaakt oor explosie of rookontwikkeling. Het beperken van e schae is geen taak van e overhei en valt us geheel buiten het bestek van het bouwbesluit. Bij bran in hallen vallen us bijna nooit slachtoffers. Het heeft aarom weinig zin bij ergelijke gebouwen eisen te stellen aan e constructieve veilighei bij bran, at verhoogt e veilighei voor mensen niet en het verlaagt ook e branschae niet. De branschae hangt voornamelijk af van e aar van e gebouwinhou en nauwelijks met e constructie. Na een hevig bran volgt vrijwel altij sloop, ongeacht het bouwmateriaal en e branwerenhei van e constructie. De extra kosten om e branwerenhei van e hallen te vergroten is us pure kapitaalvernietiging. Het is effectiever e gebouwen te compartimenteren of een sprinklerinstallatie aan te leggen om zo e schae bij bran te beperken. Fig. 3.6) Branwerenheiseisen voor hoofraagconstructies, niet woonbestemming Gelet op e eisen ie gestel kunnen woren aan niet tot bewoning besteme gebouwen, zie figuur 3.6, kunnen rie gevallen woren onerscheien waarbij een eis van 30 minuten wort gestel: Bij branoverslag naar anere gebouwen Bij brancompartimentering In verban met ontvluchten De eisen voor e grote van e brancompartimenten en e rookcompartimenten zijn exact beschreven in het bouwbesluit. Deze eisen zijn echter niet altij toegesneen op e situatie zoals eze in e praktijk kan optreen. Dat is bijvoorbeel het geval wanneer het werkelijke temperatuurverloop bij bran aanzienlijk afwijkt van at bij e stanaarbran, waarop e eisen van het bouwbesluit zijn gebaseer. Bij een geringe vuurbelasting is het niet noig eisen te stellen aan e branwerenhei. Dit is bijvoorbeel het geval bij hallen ie gebruikt woren voor het opslaan van onbranbare materialen. Inien e vuurbelasting niet groter is an 10 kg vurenhout per m, wat overeenkomt met een stanaarbranuur van 10 minuten, is er geen eis voor hallen opgebouw uit warmgewalst profielen. Normaliter is een uit warmgewalste profielen geconstrueere hal met een onbeklee constructie instaat een bran van 15 à 0 minuten te oorstaan. Dit staat in tegenstelling tot een uit kougevorme profielen geconstrueere hal ie met een onbeklee constructie slecht 5 à 10 minuten bran kan oorstaan. Richtlijnen met betrekking tot eze toepassing zijn nog niet opgestel. Samenvatten kan gestel woren at er geen branwerenheiseisen gestel woren aan enkellaagse hallen en tweelaagse kantoorgebouwen met e eerste vloer lager an 5 meter, inien: Het gebouw op een veilige afstan staat van anere gebouwen (15 à 0 m) De hal geen compartimenteringswanen heeft De vluchtroute in e hal kort is, voloene vluchteuren 37 Zie literatuurlijst [1] [8] Cor van Zanwijk mei 006 8

30 Het gebeur echter zeer regelmatig at e branweer of het bouwtoezicht toch een eis van 30 minuten branwerenhei stellen. De iscussie punten zijn an e branoverslag tussen twee hallen, e grootte van e compartimenten en het concept beheersbaarhei van bran. Ten aanzien van het iscussiepunt branoverslag kan gestel woren at er geen geschikte methoe beschikbaar is om e branoverslag tussen twee hallen te bepalen. In e NEN 6068 wort wel het een en aner behanel over it onerwerp maar it is vooral beoelt voor kantoorgebouwen. De methoe is niet geschikt voor gebouwen waarvan e gevel of e raagconstructie een branwerenhei heeft van miner an 30 minuten. Wanneer eze methoe toch wort gebruikt leit it tot grote veilige afstanen van zo n 40 m. Deze komt us niet overeen met e eerer gestele veilige afstan van 15 à 0 m. Ten aanzien van e minimale afstan van een ichte gevel tot e perceelgrens zijn e eisen gestel zoals weergeven in figuur 3.7. De grote veilige afstanen staat tevens haaks op het streven van e overhei ie streeft naar een intensivering van e berijventerreinen. Inien men met kleine veilige afstanen wil werken én wil voloen aan e gestele branoverslageisen ient men e gevelbeplating én e raagconstructie 30 minuten branweren uit te voeren. Fig. 3.7) WBDBO-eis voor ichte gevels ie aansluiten aan e perceelgrens Ten aanzien van het iscussiepunt brancompartimenten kan opgemerkt woren at e compartimentgrootte van e eerere 500 m voor het bouwbesluit van 000 terug gebracht is naar 1000 m in het bouwbesluit van 000. Dit leit tot kleinere opeling van e hal tenzij er maatregelen getroffen woren in e vorm van sprinklerinstallaties of RWA installaties. 38 Dit opelen van een hal heeft consequenties voor e raagconstructie. Die moet namelijk zo ontworpen zijn at e branmuur tussen e compartimenten voloet aan een branwerenhei van 30 minuten. Afgezien van e eisen aan e scheiene functie van e branmuur zelf, kan it betekenen at e constructie van e hal en e branmuur ezelfe branwerenhei moet hebben. In e praktijk zoekt e constructeur meestal naar oplossingen waarbij het instorten van het ene compartiment binnen 30 minuten niet tot gevolg heeft at ook het naastliggene compartiment op e branmuur instort. Mogelijke oplossingen hiervoor zijn: 39 een ubbele rij kolommen, toepassing van een breekverbining en het afvoeren van e maximale horizontale krachten naar een aner constructieeel an het instortene eel. Ten aanzien van het iscussiepunt branveiligheisconcept kan opgemerkt woren at het ministerie van Binnenlanse Zaken het branbeveiligingsconcept Beheersbaarhei van 38 RWA installaties zijn Rook en Warmte Afvoer installaties 39 Zie literatuurlijst [9] [30] [31] Cor van Zanwijk mei 006 9

31 bran heeft ontwikkel. 40 Met it concept is het mogelijk e maximale brancompartimentering te bepalen, afhankelijk van e vuurbelasting, e aanwezighei van sprinkler en e mogelijkhei van een binnenaanval oor e branweer. Voor sommige prouctiehallen leit it tot een aanzienlijke vergroting van het brancompartiment, voor iverse opslaghallen blijkt echter een brancompartiment kleiner an e oue 500 m vereist te zijn. Bij een branwerenheiseis van 30 minuten is het belangrijk te onerzoeken of e staalconstructie onbescherm kan voloen. Bij hallen uit warmgewalste profielen is het goe mogelijk omat e belastingen bij bran relatief laag zijn. 41 Volgens e NEN 670 mag bij bran e veranerlijke akbelasting buiten beschouwing woren gelaten. Bovenien mag e winbelasting woren gereuceer tot 0% van e maximale winbelasting op e hoofraagconstructie. Voor bran gelen echter geen eisen voor e hoofraagconstructie omat er geen eisen gestel woren aan e voortschrijene instorting. Geconclueer kan an woren at alleen het eigengewicht in rekening gebracht behoef te woren. Omat het hier om een bijzoner belastinggeval gaat gelt tevens at e belastingfactor gereuceer mag woren tot γ eg 1.0. Voor lichte stalen hallen betekent it een belastinggraa van e staalconstructie van ongeveer η 0.10 à De kritiek staaltemperatuur ligt aarbij in e ore van e 800º C. In veel gevallen ligt e staaltemperatuur voor warmgewalste profielen na 30 minuten in ezelfe ore van grootte. Voor kougevorme profielen zal eze kritieke staaltemperatuur echter eerer bereikt woren. Om an toch met onbescherm staal te kunnen werken zijn er enkele eenvouige oplossingen voor hanen: Het profiel iets overimensioneren Een hogere vloeigrens kiezen, us bijvoorbeel S355 in plaats van S35 Kolommen inklemmen in e funering Dakliggers als oorgaane liggers uitvoeren De gehele staalconstructie buiten het gebouw plaatsen, hieroor bescherm e gevelbekleing e staalconstructie Om te bepalen of e constructie onbescherm voloet aan e gestele eis van 30 minuten, zijn iverse ontwerpgrafieken ontwikkel. De ontwerpgrafieken zijn er echter alleen voor e warmgewalste profielen, voor kougevorme profielen zijn it type ontwerpgrafieken nog niet ontwikkel. Een voorbeel van zo n ontwerpgrafiek is weergegeven in figuur 3.8. TU Delft Fig. 3.8) Ontwerpgrafiek voor het bepalen van e raagkracht van een IPE bij 30 minuten bran 40 Zie literatuurlijst [3] 41 Zie literatuurlijst [8] Version Cor van Zanwijk mei

32 Conclusie Uit e omzetcijfers van kougevorme proucten is op te maken at it in bepaale lanen een van e snelst groeiene takken van inustrie is 4. Tevens is vastgestel, at er een narukkelijke verban bestaat tussen e groei in toepassing van het prouct en het beschikbaar zijn van ontwerp- en beoorelingsmethoen. Het is van belang at e ontwerper, juist in eze perioe van neergaane economische berijvighei, niet alleen zoekt naar een besparing in het kostenaaneel van zijn staalconstructie, maar vooral ook e aanwezige mogelijkheen van e kougevorme proucten integreert in zijn ontwerp om zooene geoptimaliseere totaalkosten te verkrijgen. Dankzij Computer Aie Manufacturing (CAM) is het prouctieproces van kougevorme profielen miner arbeisintensief en kan aarom tegen een gunstige prijs plaatsvinen, zeker wanneer het een groter bouwwerk met een zekere repetitie betreft. 43 Volautomatische profileerstraten zijn in staat om op korte termijn grote volumes te leveren. Een prouctiecapaciteit 44 van 350 ton aan afgewerkte profielen per ag blijkt mogelijk te zijn. En hoe sneller e prouctie plaatsvint, es te sneller is ook e montage mogelijk met als gevolg een kortere bouwtij. Dat het gebruik van kougevorme staalprofielen aar in hoge mate toe bij kan ragen, moge uit het voorgaane uielijk zijn. De internationale toepassing van kougevorme profielen is oor e jaren heen langzaam toegenomen. Sins langer tij weren kougevorme staalplaten gebruikt als afbouwconstructie voor eenvouige overkappingen, maar nu begon men echter met het toepassen van ragene elementen, zoals regels en goringen, van kougevorme profielen in plaats van houten regels en goringen. Daar op volge e toepassing van veriepingsvloerliggers en ten slotte geheel uit kougevorme profielen geconstrueere hoofraagconstructies voor hallen. Diverse projecten hebben laten zien at er grote voorelen aan het toepassen van kougevorme profielen kunnen zitten. In combinatie met het juiste afbouwsysteem is het mogelijk een geïntegreer systeem te construeren ie voloet aan e specifiek gestele eisen en wensen van e cliënt. De niet altij eenuiige branwerenheiseisen leien veelvulig tot verwarringen binnen e werel van e hallenbouw. De branwerenheiseisen woren oor e verschillene gemeenten aners geïnterpreteer waaroor er bij sommige gemeenten, soms onterecht, geëist wort at e constructie tenminste 30 minuten branweren moet zijn. In relatie tot e warmgewalste profielen kan eze eis van 30 minuten voor onbescherme, uit kougevorme profielen geconstrueere, staalconstructie problemen opleveren. Het gerag van kougevorme profielen bij bran is ook niet zover onerzocht als het gerag van warmgewalste profielen bij bran. De gelene regels voor warmgewalste zijn wel toepasbaar voor kougevorme profielen maar eze regels ienen wel met enige nuancering toegepast te woren. De gegeven ontwerpgrafieken voor warmgewalste profielen zijn bij naer onerzoek waarschijnlijk wel te converteren naar ontwerpgrafieken voor kougevorme profielen, zover beken is it echter nog niet geaan. 4 Zie literatuurlijst [9] 43 Zie literatuurlijst [8] 44 Deze capaciteit is gebaseer op 1991, zie literatuurlijst [8] Cor van Zanwijk mei

33 3.1.3 Toekomst van woningbouw en hallenbouw Overhei en bouwwerel treen zeker niet stimuleren op 45. Nu is het ook hun taak niet (stimulans en initiatief moet immers van proucent komen) om e plaats van het materiaal staal in e woningbouw plotseling veel meer aanacht te schenken maar het is wel zo at: Er grote behoefte is aan goee en betaalbare woningen. Het voorgaane moge uielijk hebben gemaakt at systeem bouw in staal, mits goe aangepakt, hier zeker een bijrage moet kunnen leveren. De ons irect omringene lanen op it gebie niet stil zitten. Het lijkt an ook niet verstanig om als Neerlanse inustrie en overhei op it gebie stil te zitten. Het systeem is tenslotte oor het relatief lichte gewicht zoner veel extra kosten eenvouig te exporteren. Omat e aanloopkosten relatief hoog zijn, lijkt hier ook een taak voor e overhei te liggen 46. Vooral ook omat zij een grote invloe heeft genomen op het woningbouw gebeuren in Neerlan. Mee hieroor is e woningbouwmarkt een erg onoorzichtige markt geworen. Enig inzicht in e omzetmogelijkheen van een nieuw woningprouct ontbreekt. Van e staalverwerkene inustrie mag an niet woren verwacht at zij op eigen kracht en risico ie eerste toch wel hoge rempels zal nemen. Voor e nieuwbouw van hallen verwacht e Neerlanse Vereniging voor ontwikkelaars en bouwonernemers, na een jaren lange alene omzet en een oplopene leegstan, een krachtig woren herstel, 47 zie figuur 3.9. De Neerlanse Vereniging voor ontwikkelaars en bouwonernemers verwacht betere perspectieven ankzij het herstel van e wereleconomie en e verbetere concurrentiepositie van Neerlan. Een substantiële stijging van 15-0% in e komene jaren mag woren verwacht. 48 Het herstel van e vraag naar berijfsruimten loop parallel met e verbetere concurrentiepositie. Het herstel zal an ook het eerste zichtbaar zijn op locaties ie het meest gevoelig zijn voor ontwikkelingen in e moniale economie en export, zoals e gebieen ron e Rotteramse haven en Schiphol. Kansen liggen in e hoogwaarige istributiecentra en in e kleinschalige maar flexibel ineelbare functionele berijfsruimten. Daarnaast zijn e kennisintensieve sectoren zoals e elektronische inustrie, e biotechnologie, e chemie en e agri-business kansrijk. Fig. 3.9) Oppervlakte van nieuwbouw hallen en loosen uit gezet in jaren en aantallen 45 Zie literatuurlijst [10] [11] 46 Zie literatuurlijst [] 47 Zie literatuurlijst [4] 48 Deze peiling is gebaseer op 004, zie literatuurlijst [4] Cor van Zanwijk mei 006 3

34 49 Zie literatuurlijst [] Version 3. Eigenschappen van k.g.p. Lightweight col rolle steel construction systems Uit het voorgaane blijkt at e mogelijkheen en toepassingen van kougevorme profielen erg veelzijig is. Deze veelzijighei wort hoofzakelijk bepaal oor een aantal belangrijke factoren. In eze paragraaf wort naer beschreven hoe e kougevorme profielen geprouceer woren, waarom men voor eze profielen zou kunnen kiezen en wat e vooren naelen van e toepassing van eze profielen zijn Prouctieproces van k.g.p. Zoals beken woren e traitionele IPE, HEA, HEB, HEM en soortgelijke profielen warmgewalst. Door e hoge temperatuur nemen e vloeigrens en e elasticiteitsmoulus van het staal af. Als gevolg hiervan kan aan het profiel op relatief eenvouige wijze vorm woren gegeven. Bij kou gevorme profielen vint geen warmtebehaneling plaats. Het profiel krijgt zijn vorm oor een staalplaat zoanig te buigen at e materiaalspanningen e vloeigrens overschrijt, zoat blijvene vervormingen ontstaan 49, zie figuur Dit kan gebeuren oor persen, zetten of rolvormen, at wil zeggen walsen. Fig. 3.30) Spanning-rek iagram van het uitgangsmateriaal en het uiteinelijke profiel Fig. 3.31) Het slitten van banstaal Uitzoneringen aargelaten komt om prijstechnische reenen alleen het oor rolvormen geprouceere profiel in aanmerking om een plaats te veroveren binnen e bouwkunige toepassingsmogelijkheen. Bij it prouctieproces wort het tot een rol opgehaspele geslit banstaal, zie figuur 3.31, met een breete iets breer an e uitslag van het te maken profiel, gewongen tussen boven- en onerrollen gevoer. Deze rollen vervullen in principe e functie van mal en contramal. De achter elkaar opgestele rollenparen wingen het profiel stapje voor stapje in e gewenste vorm, zie figuur 3.3. TU Delft Cor van Zanwijk mei

35 Fig. 3.3) Stap voor stap in vorm gewongen Door eze geleielijkhei ontstaan geen scheuren en blijft het profiel recht. Het aantal benoige rollenparen of stations is uiteraar sterk afhankelijk van e moeilijkheisgraa van het profiel en varieert van circa 5 tot 30. Als gevolg van het kou vormen is het restspanningspatroon gunstiger vergeleken met warmgewalste profielen. En bovenien vint een materiaal vereeling plaats in e omgezette zones, waaroor e vloeigrens ter plaatse toeneemt, zie figuur Reenen voor k.g.p. Men kiest voor een bepaale constructievorm en/ of materialen, als het samenspel van vooren naelen gunstig afsteekt tegen e voorhanen zijne alternatieven. Zo kan bijvoorbeel een kougewalste Z of Σ ligger e voorkeur krijgen boven een IPE goring of kan staalskeletbouw terrein gaan winnen op houtskeletbouw. In alle gevallen gaat het om e gekapitaliseere kosten met betrekking tot het uiteinelijke einprouct. De kapitaliseere kosten zijn op te splitsen in kosten van: Ontwerp Materiaal c.q. gronstoffen Prouctie Bouwtij c.q. montagetij Onerhou en gebruikskosten Deze kosten moeten woren afgezet tegen e prestatie ie e constructie moet leveren zoals: Draagkracht Branveilighei Isolatie (temperatuur, gelui) Uiterlijk, esthetica Flexibiliteit Levensuur De kosten- prestatie verhouing bij kougevorme profielen is al in vele gevallen aanleiing geweest tot het regelmatig toepassen in e bouw van raag- of scheiingsconstructies ie geheel of geeeltelijk bestaan uit kougevorme profielen. Toepassingen ie genoem kunnen woren zijn: goringen, wanregels, scheiingswanen, kozijnen. Opat e potentiële mogelijkheen goe kunnen woren afgewogen zullen eerst een aantal voorelen aan e ore woren gestel en aarna een aantal beperkingen ie er uiteraar ook zijn. Cor van Zanwijk mei

36 Voorelen van k.g.p. Een belangrijk aantal voorelen 50 van kougevorme profielen kan onerscheien woren, namelijk: Vrijere vormgeving De warmgewalste vormen zijn beperkt, maar het kouwalsproces brengt een relatief grote mate van vormgevingsvrijhei met zich mee. In zijn algemeenhei kan gezeg woren at een kougevorm profiel beter functioneel op een vraagstelling kan woren afgestem, an e huiige warmwalsprofielen toelaten. Miner zware constructie Een afgeleie van e grote vrijhei in vormgeving is at er beter materiaaleconomisch geconstrueer kan woren. Het ragene profiel wort precies ontworpen voor e gevraage raagkracht en stijfhei. Dit is alleen uit te buiten inien een profiel voloene wort toegepast. De gunstige materiaaleconomie blijkt bijvoorbeel uit het 40% tot 50% geringer gewicht van Z of Sigma liggers, ten opzichte van even sterke en even stijve IPE profielen, zie figuur Het kougevorme profiel bezit an echter wel een grotere hoogte. Een laag eigengewicht heeft tevens een positieve invloe op e transportkosten, eenvou van montage c.q. hanteerbaarhei en een lichte funering Goekopere oppervlakte behaneling Omat gebruik kan woren gemaakt van vooraf, fabrieksmatig oner goee omstanigheen gecoat banstaal, is een relatief goekope en toch voloene oppervlaktebehaneling mogelijk. In principe komen hiervoor in aanmerking: verzinken, poeercoaten, combinatie van voornoeme en ompellakken. Eenvouige montage Omat er met lichte profielen gewerkt wort zijn ze makkelijk hanteerbaar. Door alleen met boutverbiningen te werken is e montage eenvouig maar is ook emontage mogelijk waaroor gehele constructies eenvouig verplaatst kunnen woren. Geïntegreere prouctielijn Zoner veel ingrepen is het goe mogelijk e verschillene noozakelijke bewerkingen in een prouctielijn te integreren, van banstaal tot einprouct. Elke hanling is an tot een minimum beperkt. Bij eze werkelijke inustriële prouctie kan ook een continu meetsysteem woren ingebouw, zoat ook aan hoge tolerantie eisen volaan kan woren. Reuctie aantal bewerkingen Tijens het afkorten van een profiel kan ook gelijktijig woren geponst, uitgekapt en gezet. Hieroor is het mogelijk in een keer een ligger kolom verbining te realiseren. Hoogwaarig staal Het is goe mogelijk banstaal te verkrijgen met een speciale legering. Een aanwezige 0.% rekgrens gaat bij eze staalsoorten niet meer samen met een te geringe breukrek in relatie tot het prouctieproces van kougevorme, namelijk het zover boven e 0.% rekgrens vervormen opat e opgelege vervormingen blijven zijn. De meerprijs van eze zogenaame fijnkorrelige staalsoorten is relatief gering ten opzichte van het sterktevooreel. Verhoging vloeigrens oor prouctieproces Ter plaatse van e profielomzetting is het staal sterk voorvervorm. Hieroor wort een staalvereeling ter plaatse bewerkstellig, zoals ook bij het kouwalsen van plaatmateriaal plaatsvint. De vloeigrens neemt toe, maar e taaihei neemt af 51. In figuur 3.33 wort it fenomeen weergegeven. TU Delft 50 Zie literatuurlijst [] 51 Zie literatuurlijst [1] Version Cor van Zanwijk mei

37 5 Zie literatuurlijst [] Version Lightweight col rolle steel construction systems Nestbaarhei De profielvorm kan zoanig woren gekozen at e profielen nestbaar zijn. Dit kan bijvoorbeel leien tot een plaatselijke verubbeling van het profiel, een torsiestijver profiel en geringere transportkosten. Nestbaarhei samen met een geringer eigengewicht kan ook e concurrentiepositie van het materiaal versterken, inien het gaat om constructies ie over grotere afstanen in containers moeten woren getransporteer. Fig. 3.33) Het σ -ε iagram Beperkingen van k.g.p. Naast e hiervoor genoeme voorelen van kougevorme profielen zijn er ook enige naelen te noemen 5, it zijn: Beperkte raagkracht Er zijn technische beperkingen aan het nog kou in een bepaale vorm kunnen wingen van banstaal. Met name gaat het an om e profielgegevens: materiaalikte, buigstraal en hoogte-breeteverhouing, in afhankelijkhei van roliameter en afstan tussen e stations van e rolvormmachine. Ook wort bij het rolvormen e mogelijke profielhoogte beperkt oor e maximale banbreete ie nog oor e machine kan woren gevoer. Het probleem kan geeeltelijk onervangen woren oor een hogere staalkwaliteit toe te passen, hiermee kan e raagkrachtgrens verleg woren totat e stijfheiseigenschappen van het profiel bepalen zijn. Geringe lasbaarhei Wanneer gelast moet woren in e irecte omgeving van e kouvervorme zones, e omzetting, an moet rekening woren gehouen met een verhooge kans op kunstmatige verouering. Dit heeft tot gevolg at het staal ter plaatse brosser wort, zie figuur Een te grote broshei kan woren onervangen oor een voloene grote buigstraal-materiaalikte verhouing en het kiezen van e juiste staalkwaliteit. Hogere prouctiekosten per kilogram TU Delft Cor van Zanwijk mei

38 De gronstoffen voor warmgewalste profielen is goekoper an voor kougevorme profielen. Het banstaal heeft immers oner meer al een extra bewerking geha en heeft al een keer aan het hanelsproces eelgenomen. Ook ligt e verhouing tussen geïnvesteer vermogen en kilogram geprouceer profiel per tijseenhei, bij kouwalserijen in het algemeen wat ongunstiger an bij warmwalserijen. Deze voor kougevorme profielen ongunstigere kosten per kilogram kunnen woren geminimaliseer of zelfs omslaan naar een kostenvooreel als e walslijn voloene prouctie haalt oor stanaarisatie, massaprouctie en ploegenienst. Geen traitionele constructievormen Afwijkene profielvormen en verbiningswijzen maken at niet zomaar gebruik kan woren gemaakt van bestaane ervaringen en rekenregels. Een proefonervinelijke vaststelling van sterkte, stijfhei en stabiliteit is veelvouig noozakelijk. Door echter nieuwe constructievormen te ontwikkelen ontstaat een geheel nieuwe traitie met bijbehorene ervaring en optimalisatie. Complexer fysisch gerag Kougevorme profielen zijn relatief unwanig en veelal vervaarig uit staal met een hoge vloeigrens. Dit betekent at het na-kritische plooigerag van een profieleel in rekening moet woren gebracht. 53 Kougevorme profielen zijn ook in veel gevallen enkelsymmetrisch, als gevolg waarvan zwaartepunt en warskrachtencentrum niet meer samenvallen. Dit betekent at het profiel op buiging belast in het niet symmetrischevlak, tevens is onerworpen aan eerste ore wringing. Inien het profiel op ruk wort belast vertoont het torsieknikgerag. Corrosie gevoelighei Bij toepassing van relatief unwanige profielen is het incasseringsvermogen met betrekking tot corrosie aanvallen uiteraar geringer an bij ikkere profielen. Wanneer per tijseenhei en per oppervlakte-eenhei een bepaale hoeveelhei staal verwijnt, an zal bij unwanige profielen e belastingfactor immers eerer zijn opgegeten. De noige aanacht en zorgvulighei is us vereist. De essentiële vraag hierbij is: is er sprake van voortgaane corrosie? Dat wil zeggen woren e corrosie afvalproucten regelmatig oor water afgevoer. Als it namelijk niet het geval is an wort het corrosieproces sterk vertraag of kan het zelfs tot stilstan woren gebracht. Door een goee oppervlakte behaneling, bijvoorbeel met zink, hoeven e corrosie aanvallen niet esastreus te zijn. Daarom behoef corrosiegevoelighei niet irect tot e naelen van kougevorme profielen gereken te woren, mits er op e juiste wijze wort geetailleer. Conclusie Uit het voorgaane blijkt at een inustriële prouctie in massa een voorwaare is voor een commerciële toepassing van kougevorme profielen. Dit maakt het opzetten van een geïntegreere prouctielijn noozakelijk. De onerelen uit eze prouctielijn woren kort samengevat weergegeven in e tabel van figuur Geintegreere prouctielijn 1 Haspel met banstaal Strekmachine 3 Buffer 4Pons-, persmachine 5 Buffer 6 Walsmachine 7 Richtmachine 8 Afkortmachine 9 Nabewerking 10 Geree prouct Fig. 3.34) Onerelen van e prouctielijn 53 Zie literatuurlijst [13] [14] Cor van Zanwijk mei

39 Version 54 Zie literatuurlijst [] 55 Zie literatuurlijst [16] 56 Zie literatuurlijst [16] Lightweight col rolle steel construction systems Zoner eze geïntegreere prouctielijn moet al snel relatief veel arbei aan het op zich goekopere kougevorme profiel woren toegevoeg. Dit heeft uiteraar een negatieve invloe op e uiteinelijke kostprijs en us op e kansen ie het kougevorme profiel heeft om toegepast te gaan woren in e bouw. Een inustriële massa prouctie heeft behalve e mogelijkhei van een geïntegreere prouctielijn, ook een gunstige prijsinvloe als gevolg van een relatief kleiner aaneel van vaste lasten 54 zoals: Rente (ploegenienst, miner omstellen) Noozakelijk walsrollenbestan Eventuele beproevings- en engineeringskosten, prouctontwikkeling Speciale software Dit kleiner aaneel aan vaste lasten minimaliseert of elimineert het negatieve effect van e hogere kostprijs per kilogram kougevorm profiel. De relatief lage gereeschapskosten bij massaprouctie betekent ook at meer complexe vormen commercieel een bestaansrecht hebben, waaroor meer functies in een component kunnen woren verwezenlijkt. Ranvoorwaaren om tot een massaprouctie te kunnen komen zijn: Een goe prouct, afgestem op e vraag Stanaarisatie in vormen, gatenpatronen en lengten Voloene aantrekkelijke kostprijs Dit laatste lijkt het begin en einpunt van een vicieuze cirkel om tot een inustriële prouctie te kunnen komen. Soms is enige onernemersrisico an ook onvermijelijk bij het inschatten van eze toekomstverwachtingen. 3.3 De marktontwikkelingen China, gronstofvoorraen en transportprijzen zijn e rie factoren ie maken at e staalbouwbranche op it moment moeilijke tijen beleef. De situatie op e Neerlanse markt valt samen met e moniale ontwikkelingen. Hieroor woren e prijzen van staal en e prijzen van e gronstoffen met 60% respectievelijk 30% opgestuw. 55 Een combinatie van factoren vergt het uiterste van e staalconstructieberijven en heeft al enkele slachtoffers gemaakt. Vergaane maatregelen op Europees niveau, zullen moeten voorkomen at er meer gaan sneuvelen Het markt gericht onernemen Drie factoren spelen e hoofrol in e prijsbepaling van het staal. In e eerste plaats kan genoem woren e exorbitante stijging van e vraag naar staal in China. De vraag hier is groter an het aanbo, us e werelprijzen stijgen. Ten tweee gelt het spel van vraag en aanbo ook voor e gronstoffen van staal, zoals schroot, erts en cokes. Werelwij is er genoeg prouctiecapaciteit, maar er ontbreekt simpelweg e input. Als ere oorzaak kan genoem woren het transport. Alle gronstoffen moeten van bron naar fabrikant. Werelwij stijgen e scheepvaarttarieven, omat ook hier e capaciteit ontoereiken is 56. Naar verwachting zal bij het ontstaan van een nieuw marktevenwicht, it evenwicht voor een reeks van jaren blijven bestaan alvorens er weer sprake kan zijn van een prijsaling. De marges bij e staalconstructieberijven stonen al hevig oner ruk oor e geringe vraag in e markt. Daar komen nu e gevolgen bij van e hogere inkoopprijzen van staal. De klappen vallen us bij e staalconstructieberijven. Op korte termijn zal er sprake zijn van bugetoverschrijing, overschrijing van e projectschema s en veramping van e marges. De gevolgen op langer termijn laten zich moeilijk raen. Staal zal zich op een nieuwe plaats moeten nestelen tussen e alternatieve materialen. De schaarste van staal is in zekere zin TU Delft Cor van Zanwijk mei

40 ook het gevolg van het grote succes van het materiaal. Uit e populariteit van het materiaal valt us hoop te putten voor e toekomst. De staalbouw zal aartoe proucten moeten gaan leveren met een toegevoege waare, om e concurrentiepositie te kunnen behouen op e markt. Het ontwikkelen en aanbieen van nieuwe kansrijke proucten vereisen beie in e regel een grote veranering van e interne organisatie. Dit marktgericht onernemerschap kan leien tot een concurrerene of hogere positie in e bouwkolom. Om marktgericht te kunnen onernemen, oftewel het prouct een toegevoege waare geven, bestaat e activiteit niet uitsluiten uit het fabriceren van bijvoorbeel staalplaat, maar omvat het ook het leveren van iensten, zoals ontwerp, e montage en vooral service. Het zal in e meeste gevallen blijken at niet e technische realisatie maar e interne organisatie het moeilijkste onereel is De markt van k.g.p. In e huiige bouwpraktijk heeft het kougevorme profiel een zeker toepassingsgebie toegeëigen. Als eerste en bekenste kunnen genoem woren e stalen geprofileere platen ie in wezen niets aners zijn an bree, kougevorme profielen. Daarnaast zijn e ragene wan- en akplaten met e kougevorme goringen over beken. Naast eze op relatief grote schaal toegepaste kougevorme proucten 58 kunnen e volgene, eveneens belangrijke, proucten genoem woren: Raam- en eurkozijnen Scheiingswanen (stijl en regelwerk niet ragen) Binnenplafons (hangers, rails) Ranprofielen voor allerlei plaatmateriaal Garageeuren Vloerliggers Spanten Staalskeletbouw (stijl en regelwerk ragen) Behalve eze toepassingen in e bouw kunnen kougevorme profielen ook gebruikt woren in e volgene type bouwconstructies: Tuinbouwkassen Agrarische berijfshallen (Gebouwragene) magazijnstelling Demontabele veriepingsvloeren Vangrails Carports Naast eze toepassingen zijn er ook nog e niet bouwkunige toepassingen zoals e automobielinustrie en e kantoormeubelen. Deze toepassingen vallen echter geheel buiten het toepassingsgebie ie in it afstueeronerzoek aan e ore is. 3.4 De oelgroep Daar e bovenstaane toepassingsgebieen te ivers en te bree zijn om in één afstueeronerzoek te behanelen, moet een keuze gemaakt woren. Gezien e mogelijkheen en e capaciteiten van kougevorme profielen wort vanuit het berijfsleven verwacht 59 at e agrarische sector e grootste potentiële afnemer van e toekomst zal woren. Naast e agrarische sector verwacht men ook in e inustriële sector afnemers te werven. Gezien eze berijfsverwachtingen wort binnen it afstueeronerzoek e 57 Zie literatuurlijst [17] 58 Zie literatuurlijst [] 59 Dit is e verwachting van KS profiel Cor van Zanwijk mei

41 toespitsing geaan op eze beie sectoren. De toespitsing beteken niet at er binnen anere sectoren geen kansen liggen. Naer onerzoek naar e kansen ie buiten e twee voornoeme sectoren liggen wort om reen van e oor het berijf gestele sectoren binnen it afstueeronerzoek niet naer belicht. Naere uitleg van e beien voornoeme sectoren wort in eze paragraaf gegeven De agrarische sector Het is beken at e agrarische sector, oor beperkingen van overheiswege opgeleg, e laatste jaren sterk oner ruk staat. Specialisaties en innovaties lijken een laatste remiel voor eze groep te bieen. Op eze feiten kan het berijfsleven goe inspelen 60. Binnen eze sector verwacht men at het mogelijk is compacte bouwpakketten, in e vorm van kougevorme profielen, af te kunnen leveren ie an oor e agrariërs zelf gemonteer kunnen woren. Daar kougevorme profielen relatief licht zijn en e agrariërs in e regel zelf over iverse machinerie beschikken moet it punt perspectief bieen 61. Een tweee punt wat tenminste even belangrijk is, is e vraag welk markteel van het totale markteel binnen e hallenbouw beslagen wort oor e agrarische hallenbouw. Uit gegevens van het Centraal Bureau voor Statistiek 6 blijkt at e agrarische sector voorturen een reelijk constante factor in e miner constante omzetmarkt van hallen is geweest, zie figuur De bovenste lijn in figuur 3.35 geeft e omzet van alle type hallen zoals: agrarisch, inustrie, bouwnijverhei, hanel, etc. Voor e bovenste lijn is een prognose geaan voor e jaren 000 tot en met 005, prognoses voor e agrarische hallen zijn over eze perioe nog niet beken. Fig. 3.35) Marktaaneel van agrarische hallen t.o.v. hallen algemeen In e praktijk is het marktaaneel van agrarische hallen weer oner te verelen in e volgene groepen: Velschuren (opslag van materiaal en agrarische equipement) Runveestallen Varkensstallen Opslag- en bewaarplaatsen (akkerbouw en kwekerijen) TU Delft 60 Zie literatuurlijst [5] 61 Deze gegevens zijn oor KS profiel verstrekt 6 Zie literatuurlijst [5] Version Cor van Zanwijk mei

42 Het marktaaneel van staal kan in e volgene groepen afzonerlijk woren bekeken 63 : Hoofraagconstructie Goringen Dakbeekking Kopgevels Zijwanen Met betrekking tot e hoofraagconstructie heeft het Centraal Bureau voor Statistiek geïniceer at in 003 circa m agrarische hallen zijn gebouw. Dit oppervlak representeert circa ton warmgewalst staal. Tevens zij opgemerkt at er e laatste 0 jaar een verschuiving van houtenspanten als hoofraagconstructie, naar stalenspanten als hoofraagconstructie heeft plaatsgevonen. De reen van eze verschuiving is at stalen spanten uitgevoer in warmgewalste profielen goekoper zijn an houten spanten. De toepassing van het type goringen staat in irecte relatie tot e spantafstan. Bij een spantafstan van 4 meter wort vrijwel altij een houten goring met een vezelcement platen ak toegepast, terwijl bij spantafstanen van circa 8 meter vrijwel altij een stalen goring wort toegepast in combinatie met een enkele stalen beplating of sanwich beplating. Kopgevels woren vrijwel altij uitgevoer met stalen beplating, hetzij enkele stalen beplating of een sanwichpaneel. De euren ie woren toegepast zijn meestal ook van staal. Met name bij runvee- en varkensstallen wort e onerste meter van e langsgevels uitgevoer met steen. Alle bovengenoeme staalonerelen woren meegenomen in e ineling van figuur De gelberagen zijn weergegeven in gulens 64. Fig. 3.36) Marktaaneel van staal in e agrarische sector Uit eze gegevens kan geconclueer woren at aan e agrarische sector voor ƒ 50 mln. gulen per jaar aan stalen profielen en beplating gelever wort. De potentiële markt voor goringen, akbeekking en in minere mate zijwanen is veel hoger. Het vergroten van het marktaaneel bij goringen en akbeekking vereist een gezamenlijke aanpak. Bij het vergroten van e h.o.h. afstanen van e hoofraagconstructie woren houten goringen vervangen oor stalen, kougevorme, profielen en aarbij komt onmiellijk een stalen akbeekking naar voren. Ten aanzien van e conservering zij opgemerkt at verzinken niet noozakelijk is voor binnenstaalconstructies. In praktijk woren echter vrijwel alle runveestallen toch verzinkt uit esthetisch oogpunt. (veel vocht en ammoniak zorgen absoluut voor corrosie) 63 Zie literatuurlijst [5] 64 Pijlatum is 001. Omgereken is mln. gulen gelijk aan 450 mln. euro Cor van Zanwijk mei

43 3.4. De inustriële sector Lightweight col rolle steel construction systems Voor e inustriële sector gelt eveneens at (internationale) invloeen van buitenaf voelbaar zijn. Hoewel e nieuwste verwachtingen een aansterking van e omzetmarkt voorspelt is er een behoorlijke neergang in e omzet binnen eze sector te constateren, zie figuur 3.9. Nu er een aansterking van e omzetmarkt binnen eze sector verwacht wort 65 is het een goe moment om op innovatieve wijze eze aansterking uit te buiten. Wort figuur 3.37 geanalyseer an blijkt at e gemiele bouwsom in verhouing tot het aantal gebouwe hallen in e jaren sterk is toegenomen 66. Deze toename van e bouwkosten ten opzichte van het bouwwerk noigt uit voor nieuwe, inventieve en goekope oplossingen bij e realisatie van hallen. Fig. 3.37) Bouwsom (mln. gulens) van hallen in relatie tot het aantal projecten Gezien e iversiteit binnen e inustriebouw zijn er geen hare getallen van e inustriële sector beschikbaar. De toespitsing binnen it afstueeronerzoek zal met name liggen bij e lichte bouwwerken. Toepassing van kraanbanen of ergelijke zijn voor kougevorme profielen niet binnen het speelgebie. Gezien eze verwachte beperkingen kan e oelgroep binnen e inustriële sector sterk vergeleken woren met e eerer beschreven agrarische sector. Het marktaaneel voor staal binnen e onerelen hoofraagconstructie, goringen, akbeekking, kopgevels en zijwanen woren vergelijkbaar verwacht met e genoeme velschuren, opslag- en bewaarplaatsen Vaststelling oelgroep Uit bovenstaane kan geconclueere woren at e beie beschreven sectoren een te onerscheien oelfunctie hebben, maar constructief niet usanig van elkaar onerscheien zijn at ze niet als eenhei behanel zouen kunnen woren binnen it afstueeronerzoek. Binnen e agrarische sector wort met name geoel op e velschuren, opslag- en bewaarplaatsen, terwijl binnen e inustriële sector met name geoel wort op e eenvouige en enkelvouige opslaghallen ie beie vergelijkbare constructieve eigenschappen hebben. Hoewel e veestallen nu ten ele buitengesloten woren, zijn eze qua hoofraagconstructie geheel vergelijkbaar met e velschuren met alleen it verschil at e afbouwconstructie van een veestal normaliter van steenachtig materiaal is in plaats van stalenbeplating. Daar e toepassing van het materiaal staal, in welke vorm an ook, binnen TU Delft 65 Zie literatuurlijst [4] 66 Zie literatuurlijst [5] Version Cor van Zanwijk mei 006 4

44 it afstueeronerzoek e hoofrol speelt, wort een anere wijze van toepassen van een afbouwconstructie buitengesloten. Met vaststelling van eze oelgroep wort in het hierna volgene een referentiehal, in warmgewalste profielen, geimensioneer welke moet ienen als onerlegger voor e verere uitwerking van een hal geimensioneer in kougevorme profielen. Cor van Zanwijk mei

45 4. Dimensionering van referentiehal uitgevoer in w.g.p. Dit hoofstuk is e basis voor e verere uitwerking van e hal uitgevoer in kougevorme profielen. In e eerste plaats woren e uitgangspunten voor e referentiehal, uitgevoer in w.g.p., 67 geformuleer om vervolgens e vormgeving van e referentiehal te bepalen. Na e formulatie van e vormgeving wort e referentiehal geimensioneer. Geurene eze imensionering wort een stuie geaan naar e gelene regels binnen e NEN normen. De optreene belastingsgevallen woren naer onerzocht en beschreven in een spreasheet. Deze spreasheet moet het mogelijk maken op relatief eenvouige wijze aanpassingen te maken in e afmetingen van e referentiehal, zoals aanpassing van hoogte, breete, lengte en akhelling. Deze spreasheet moet tevens bruikbaar zijn voor e vervolg berekeningen van e hal uitgevoer in k.g.p. 4.1 Uitgangspunten voor e referentiehal Hoewel het bij het parametrisch beschrijven van hallen niet van essentieel belang is e exacte maten van e hal te bepalen, is het in it staium van het onerzoek echter wel noozakelijk een uitgangspunt te hebben wat het ichts bij e oor het berijf KS profiel gestele vraag ligt. Wort er namelijk te veel afgeweken van e irecte vraag, an bestaat het risico at er geoptimaliseer wort op een gebie waar geheel geen vraag is. Er zal us in eerste instantie een aanname geaan woren van wat wenselijk, gangbaar en haalbaar is. Uit onerzoek is gebleken 68 at voor ongeveer 80% van e markt een hal e volgene afmetingen 69 heeft: Overspanning: 5 à 35 meter Lengte: sterk variëren Hoogte: 4 à 8 meter H.o.h. spanten: 5 à 6 meter Vereling: 85% platak en 15% zaelak (helling 0 ) Uit gegevens van een kougevorme profielen leverancier 70 blijkt at een overspanning van circa 18 meter haalbaar is met een zogenaam C+ kougevorm profiel. Deze avies overspanning wort genomen als overspanning van e referentiehal. Uit verergaan onerzoek moet blijken of eze overspanning vergroot c.q. verklein, kan c.q. moet woren. Hoewel het over grote eel van e hallen uitgevoer wort met een platak wort e referentiehal geimensioneer met een zaelak van 0º. Dit wort geaan omat het berijf KS profiel it als primaire wens naar voren heeft gebracht. Zij verwacht at er voor it type hallen e grootste afzetmarkt zal zijn, zie ook paragraaf 3.4. Tevens wort verwacht at eze constructieve vormgeving positieve effecten heeft op e krachtsafracht in het algemeen. Normaliter woren er in vrijwel alle agrarische of inustriële hallen overheaeuren met een minimale afmeting van 4x4 m toegepast 71. Met enige ruimte oner e goot is een minimale goothoogte van 4.4 meter het meest toegepast. Met een overspanning van 18 meter, een akhelling van 0º en een hoogte van 0.3 m voor e goringen inclusief e akplaten resulteert it in een nokhoogte van Version 67 W.g.p. staat voor warmgewalste profielen 68 Dit onerzoek is verricht oor TNO Bouw 69 Zie literatuurlijst [19] 70 Zie literatuurlijst [0] 71 Deze minimale afmetingen blijkt uit iverse ocumentatie van verschillene projecten TU Delft Cor van Zanwijk mei

46 * tan (0) meter. Bij e imensionering van e w.g.p. hal woren e goringen op e spanten toegepast. De goringen tussen e spanten wort normaliter niet geaan omat it e verbiningen onnoig complex maakt en het erg arbeisintensief is. Bij imensionering van e k.g.p. hal kan it aspect geheel aners benaer woren, bijvoorbeel in relatie tot e kipstabiliteit van e hoofraagconstructie. Daar e lengte van e hal in eerste instantie geen cruciale rol speelt wort een aanname hiervoor geaan, gestel wort een lengte van 40 meter. De ieale spantafstan moet uit verergaane berekening volgen, in eerste instantie wort een h.o.h. afstan van 5 meter aangenomen. De hal wort usanig ontworpen at er gereken moet woren met een open hal. Dit als open hal ontwerpen wort geaan omat in vrijwel alle gevallen een hal als open beschouw moet woren. Dit als open hal ontwerpen hout in at in tenminste één gevelvlak een eur moet zijn ie tenminste 5% uitmaakt van het geveloppervlak waarin e eur zich bevint. (Art van NEN 670) 7 Voor e waaren van e winstuwruk wort wingebie II (zie figuur 4.1) genomen aar it wingebie gezien kan woren als een veel voorkomen stuwrukgebie. 73 Gekozen wort voor een onbebouw terrein 74 omat agrarische hallen, en in veel gevallen ook inustriële hallen, op een relatief open terrein staan. Fig. 4.1) Wingebieen in Neerlan 7 Zie literatuurlijst [3] 73 Art van NEN Beooreling hiervan ient te geschieen a..h.v. art van NEN 670. Cor van Zanwijk mei

47 75 Zie literatuurlijst [1] Version Lightweight col rolle steel construction systems 4. Vormgeving van e referentiehal In e vorige paragraaf zijn e volgene afmetingen voor e referentiehal vastgestel: Lengte: 40 m Breete: 18 m Nokhoogte: 8 m Goothoogte: 4.4 m Spantafstan: 5 m Dakhelling: 0 Naast eze gegevens zijn e volgene keuzes en bepalingen noozakelijk 75 : De keuze van het constructieschema. De bepaling van e belastingen en e schematisatie van een spant. Bepalen van e afmetingen en toetsen van e staven Keuze van het constructieschema Voor het ontwerp van een hal met een schuin ak kan men kiezen uit verschillene constructieschema s. De belangrijkste keuze hierbij is e keuze tussen een geschoore an wel ongeschoore hal. Bij een geschoore hal wort e zijelingse stabiliteit van e iniviuele spanten verzorg oor winverbanen of oor anere constructies, bijvoorbeel een aner gebouw. Bij een ongeschoore hal moet elke spant iniviueel zijn stabiliteit verzorgen in het vlak van het spant. In het algemeen kan een geschoore hal aanzienlijk lichter woren uitgevoer an een ongeschoore hal. Echter voor e stabiliteit is een winverban vereist at e krachten kan afragen en at tevens voloene stijf is. Voor grotere hallen is eze constructie miner goe mogelijk omat an het winverban hiervoor behoorlijk zwaar moet woren. Dit wort voornamelijk veroorzaakt oor e stijfheiseisen ie aan het winverban woren gestel. Voor het ontwerp van e referentiehal wort om eze reen gekozen voor een ongeschoore uitvoering. Een tweee belangrijke keuze is het type verbining en het type oplegging. De volgene keuzes woren geaan: Verbining ter hoogte van e goot: momentvast. Dit is minimaal noozakelijk bij toepassing van een ongeschoor spant. Verbining ter hoogte van e nok: momentvast. Dit reuceert e momenten in e knieverbining ter hoogte van e goot, it zal us positieve invloe hebben bij e imensionering van e profielen en e toetsing van e profielen op kip. Oplegging, at wil zeggen e kolomaansluiting op e funering: scharnieren. Een momentvaste verbining is hier moeilijk uit te voeren omat eze eisen stelt aan e rotatiecapaciteit van e funering (wijze van funeren valt buiten e te behanelen stof van it afstueeronerzoek). Omat een zuiver scharnier in e praktijk zelen of nooit gerealiseer wort, wort hier wort een inklemmingsparameter C A 5 in rekening gebracht volgens art van NEN TU Delft Hieruit volgt e conclusie at het constructieschema in e categorie tweescharnierenspant valt, zie figuur 4.. Cor van Zanwijk mei

48 Fig. 4.) Constructieschema voor het hoofspant van e referentiehal 4.. Belastingen en schematisatie van een spant De belastingen op een hal met een schuin ak moeten woren bepaal met behulp van e NEN 670. Volgens eze norm moet in it geval rekening woren gehouen met e volgene belastingen: Eigengewicht Sneeuw Win De belastingsfactoren waarmee gereken moet woren zijn afhankelijk van e bestemming van het gebouw. Voor een hal met e functie van inustriële hal 76 mag woren gereken met een veiligheisklasse 1 en een referentieperioe van 15 jaar. Inien er mensen tijens slecht weer moeten kunnen verblijven is het noozakelijk een veiligheisklasse in rekening te brengen. Bij e berekening van e referentiehal wort aarom uitgegaan van veiligheisklasse en een referentieperioe van 15 jaar. Voor alle tussenspanten moet gereken woren met ezelfe lijnbelasting, voor e kopgevelspanten moet echter gereken woren met een anere lijnbelasting. Omat het kopgevelspant slechts een half akvel plus een overstek raagt is e lijnbelasting op het kopgevelspant miner. In e tweee plaats is e belastingafracht van het kopgevelspant geheel aners omat e gevelstijlen een onersteuning geven aan e akranligger waaroor e akranligger lichter uitgevoer kan woren, zie figuur 4.4. De gevelstijlen geven tevens een zijelingse belasting op e akranligger ten gevolge van e winruk c.q. winzuiging op e kopgevel, eze winbelasting moet via op rukbelaste profielen afgeragen woren naar e winverbanen in e langsgevel. Inien het wenselijk is alle spanten met ezelfe profielen te construeren, is het mogelijk e afstan tussen het kopgevelspant en het voorlaatste spant te variëren. Deze optie van afstansvariatie lijkt in eerste instantie vooral relevant voor e hal geconstrueer met kou gevorme profielen, omat bij eze wijze van construeren gestreef wort naar een maximaal aantal gelijkvormige profielen in verban met e machine instelkosten. Bij e berekening van e uit warm gewalste profielen geconstrueere hal wort eze optie buiten beschouwing gelaten omat e toepassing van iverse profielen hierbij geen enkel probleem is Bepalingswijze van krachtsvereling in het spant Met behulp van e belastingen en schematisatie van e constructie, zoals eze in e voorgaane paragrafen beschreven is, kan e krachtsvereling in een spant woren 76 Art. 5.1 van NEN 670 Cor van Zanwijk mei

49 bepaal. Over het algemeen wort eze krachtsvereling bepaal met behulp van een Lineair Elastische berekening 77. Een belangrijke reen om niet met een Lineair Elastische rekenmethoe te werken maar met een Geometrisch Niet Lineaire 78 te rekenen, is at met eze methoe een economischer ontwerp gemaakt kan woren. Bij e berekening van e referentiehal wort echter gebruik gemaakt van een LE berekening omat e krachtsvereling bij een LE berekening niet beïnvloe wort oor e keuze van het profiel. De krachtswerking bij een LE berekening is alleen afhankelijk van e stijfheisverhouingen van e profielen. Echter moet bij een LE berekening rekening woren gehouen met e aar van e constructie (ongeschoor). De aar van e constructie heeft grote invloe op e zogenaame e ore effecten van e constructie. Deze e ore effecten woren verisconteer in e aarvoor gelene toetsingsregels Wijze van toetsen van staven Naat e krachtsvereling is bepaal kunnen e staven woren getoetst. De volgene toetsingen moeten geaan woren voor e akliggers, kolommen, goringen, wanregels en winverbanen: Toetsing van e oorsnee Toetsing van e stabiliteit van e staven (kip, knik) De toetsingen moeten geaan woren aan e han van e NEN 6770, NEN 6771 en e NEN Uit artikel van e NEN 6770 volgt at bij toepassing van een IPE 300 (eerste schatting voor e akligger) een oorsneeklasse 1 voor het profiel van toepassing is. Bij e bepaling van e oorsneecapaciteit mag woren uitgegaan van zowel elasticiteitstheorie als van e plasticiteitstheorie als volaan wort aan e volgene voorwaare: De spanningsvereling over e oorsnee moet voloen aan het evenwicht Nergens in e oorsnee mag het vloeicriterium woren overschreen De spanningsvereling mag op een zo gunstig mogelijke wijze over e oorsnee zijn vereel, mits e optreene vervormingen met eze aanname in reelijke overeenstemming zijn. Bij toepassing van e elasticiteitstheorie moet een lineair verban tussen e spanning en e rek woren aangehouen Bepalingswijze van e goringen Voor e berekening van e goringen moet ook bij e referentiehal, ie uitgevoer wort in warmgewalste profielen, gereken woren met kougevorme goringen omat eze in e huiige bouwpraktijk meer woren toegepast an e houtenbalk 79. De toepassing van kougevorme goringen in plaats van houtengoringen wort onermeer bepaal oor e h.o.h. afstan tussen e spanten. Bij toepassing van hetzelfe type goring, zullen e goringen us ezelfe imensionering krijgen als bij e hal ie uitgevoer wort in kou gevorme profielen (inien op ezelfe wijze wort geconstrueer), in het vervolgstaium van het afstueeronerzoek. Bij e toepassing van kougevorme profielen als goringen zijn e volgene twee toepassingsmogelijkheen: Goringen oorlopen over e spanten, met e mogelijkhei e goringen te gerberen. Aantal velen > Kort weergegeven als LE berekening 78 Kort weergegeven als GNL TU Delft berekening 79 Zie literatuurlijst [7] Version Cor van Zanwijk mei

50 80 Zie literatuurlijst [] Version Lightweight col rolle steel construction systems Goringen oorlopen over e spanten, maar slechts met een beperkte lengte van velen. Goringen tussen e spanten, it heeft als vooreel at e totale constructiehoogte beperkt blijft en e goringen stabiliteit kunnen geven aan e hoofligger. Gezien e toepassingseenvou is het bij een hal ie uitgevoer wort in warmgewalste profielen verstaniger e goringen op e spanten te monteren, voor e uit kougevorme profielen opgebouwe hal kunnen anere zaken usanig bepalen zijn at het beter is e goringen tussen e spanten te monteren Bepalingswijze van ak- en gevelplaten De ak- en gevelplaten kunnen woren bepaal in overeenstemming met e gegevens en berekeningsmethoen van e fabrikant. Deze berekeningsmethoe moet in overeenstemming zijn met e gelene normen. Ten opzichte van eze stanaar berekeningen wort geen verer mogelijke optimalisatie verwacht Bepalingswijze van e winverbanen Voor e spanten wort gekozen voor ongeschoore spanten. Dit hout in at er voor e stabiliteit van het spant, in het vlak van het spant, geen winverbanen aanwezig behoeven te zijn. Voor e stabiliteit in e lengterichting van e hal zijn wel winverbanen noig. Deze winverbanen woren aangebracht in het tweee vak vanaf e beie kopgevels. Het in het tweee vak plaatsen van e winverbanen heeft als vooreel at er gereken kan woren met twee gelijke spanten, het kopgevelspant heeft een namelijk een anere vorm an e anere hoofspanten. Deze winverbanen moeten woren geimensioneer op e winbelasting op e beie kopgevels en e winwrijving op e langsgevels en het akvlak. Voor het kopgevelspant wort wel gereken met een licht winverban, it wort geaan omat e beie kopgevels gesloten zijn en e winverbanen us geen hinerlijke plaats innemen. 4.3 Ontwerp van e referentiehal Met enige vuistregels kunnen e afmetingen van e spanten woren geimensioneer. De bepaale afmetingen moeten in een later staium woren getoetst. De volgene afmetingen voor het eerste ontwerp woren vastgestel: Voor e hoofspanten gelt een overspanning van 18 m, uitgaane van een profielhoogte van 1/60 van e overspanning 80 resulteert it in een IPE 300. De kolommen van e hoofspanten woren uitgevoer met hetzelfe profiel als e ligger, IPE 300. De kopgevelspanten woren rie maal extra onersteun, voor het eerste ontwerp wort een ligger IPE 180 aangenomen. De kolommen van e kopgevelspanten woren uitgevoer met hetzelfe profiel als e ligger, IPE 180. Voor e kolommen in e kopgevels wort uitgegaan van e langste kolom, uitgaane van een profielhoogte van 1/45 van e lengte resulteert in een IPE 180 met e sterke as loorecht op e winrichting. Voor e rukkokers tussen e hoofspanten wort een koker 70x70x3 aangenomen. Voor e winverbanen wort een hoekstaal 40x40x4 aangenomen. Als wanregels woren C-profielen toegepast, aangenomen wort type wanregel met hoogte 00 mm en ikte.5 mm. Bij verticale beplating resulteert it in tenminste rie wanregels vereel over e 4.4 m hoogte van e gevel, exacte imensionering hangt af van het type beplating. TU Delft Cor van Zanwijk mei

51 Als akgoringen woren Z-profielen toegepast, aangenomen wort type akgoring met hoogte 180 mm en ikte.5 mm. Bij toepassing van sanwich akplaten voor een ak 0º met rie velen is een goring afstan mogelijk van 3. m. Exacte imensionering hangt af van het type beplating. De wijze van funeren van e referentiehal valt buiten het te behanelen onerwerp van it afstueeronerzoek, e weergave van e funeringsbalken en e vloer moet inicatief beschouw woren. Onerelen van e ontwerptekening woren hierna volgen weergegeven. Voor e gehele tekening wort verwezen naar bijlage B. Fig. 4.3) Doorsnee van e referentiehal Fig. 4.4) Kopgevel van e referentiehal Fig. 4.5) Langsgevel van e referentiehal geeel op e symmetrieas Cor van Zanwijk mei

52 Fig. 4.6) Dakconstructie van e referentiehal Cor van Zanwijk mei

53 4.4 Berekening van e staalconstructie De berekening van e gehele staalconstructie wort opgesplitst in enkele onerelen ie in het hierna volgene woren beschreven Gebruikswaare belastingen algemeen De volgene ontwerpbelastingen woren in rekening gebracht bij e berekening van e referentiehal. Dak Gevel Win Sanwich akplaat: 0.13 kn/m Stalen goringen + verbanen: 0.05 kn/m Totaal eigengewicht ak: 0.18 kn/m Sneeuw (α 0 ) C p sn,1 0.4 kn/m C 0.93 p sn, 0.65 kn/m Sanwich gevelplaat: 0.13 kn/m Stalen regels + verbanen: 0.05 kn/m Totaal eigengewicht gevel: 0.18 kn/m Wingebie II, onbebouw h 8 m p w 0.81 kn/m Referentieperioe 15 jaar: ψ t 0.87 Invloe gebouwafmetingen: C im 0.94 De twee verschillene sneeuwbelastingsfactoren woren bepaal aan e han van bijlage B van e NEN 670. Deze factoren zijn afhankelijk van e akhelling en e afhankelijkhei of e win van alle richtingen het ak ongehiner kan aanblazen. Inien e win van alle richtingen ongehiner het ak kan aanblazen en er geen grote akranen aanwezig zijn, an gelt at e factor C1 gereuceer mag woren met 5%. Omat in it geval e akhelling gelijk is aan 0 beteken it at het in e categorie 15 < α < 30 valt, waarvoor gelt: C 1 0.8* α 15 C *( ) Met e gegeven sneeuwbelasting van p sn;rep 0.7 kn/m uit art van e NEN 670 volgen e twee geven belastingen p sn;1 en p sn;. Een weergave van e wijze van sneeuwbelasting wort gegeven in figuur 4.7. Fig. 4.7) Sneeuwbelastingsfactoren Cor van Zanwijk mei 006 5

54 Zoals genoem in paragraaf 4.. valt het gebouw in veiligheisklasse met een referentieperioe van 15 jaar. Met eze gegevens kan e correctiefactor ψ t bepaal woren. Deze correctiefactor mag in rekening gebracht woren voor e bepaling van e extreme veranerlijke belasting. Voor win- en sneeuwbelasting moet gereken woren met een momentane belastingswaare van ψ 0. Nu volgt voor e correctiefactor: 1 ψ ψ t 1+ ( ) * ln( 9 t t ) 1+ ( ) * ln( ) De factor C im is een factor ie in rekening brengt at e extreme waare van e winstuwruk op een bouwwerk van zekere afmetingen niet tegelijkertij over e gehele oppervlakte zal optreen. Voorwaare voor eze reuctie is at het gebouw een rechthoekige afmeting heeft. De waare van C im is te bepalen met e onerstaane formules. 1 B * h 1 l ( h) h ln( ) 0. C im 1+ 7 * l( h) * 1+ 7 * l( h) * b B Berekening en toetsing van het hoofspant 3 De volgene belastingen moeten woren afgeragen oor e hoofspanten. Eigengewicht Spant: volgt uit comp. berek. Dak: 5.0* kn/m Sneeuw 5.0*0.4* kn/m 5.0*0.65* kn/m Win Maatgeven loorecht op e langsgevel i.v.m. grote euren Dak -5.0*( )*0.81*0.87* kn/m -5.0*( )*0.81*0.87* kn/m Wan 5.0*( )*0.81*0.87* kn/m 5.0*( )*0.81*0.87* kn/m Een schematische weergave van e sneeuwbelasting wort gegeven in figuur 4.8. Een schematische weergave van het belastingsgeval winzuiging op het ak en winruk respectievelijk winzuiging op e gevel wort gegeven in figuur 4.9. Cor van Zanwijk mei

55 Fig. 4.8) Schematische weergave van e sneeuwbelasting Fig. 4.9) Schematische weergave van e winbelasting Voor het eigengewicht moet een factor 1. in rekening gebracht woren voor het belastingsgeval sneeuw. De sneeuwbelasting moet vermenigvulig woren met een factor 1.3. In tegenstelling tot het belastingsgeval sneeuw, moet voor het belastingsgeval winzuiging het eigengewicht vermenigvulig woren met een factor 0.9. De winbelasting wort vermenigvulig met een factor 1.3. Het is niet noig lokale winvormfactoren bij e ranen van het ak in te voeren omat het in it onereel gaat om e berekening van e hoofraagconstructie. Inien niet constructieve onerelen bereken moeten woren, an ienen eze lokale winvormfactoren wel ingevoer te woren volgens bijlage B van e NEN 670. Cor van Zanwijk mei

56 Computerberekening: Lightweight col rolle steel construction systems TS/Raamwerken rel:3.30 Project..: Referentiehal in w.g.p. Onereel: Hoofspant Dimensies: kn;m;ra (tenzij aners aangegeven) Theorie voor e bepaling van e krachtsvereling: Geometrisch lineair. GEOMETRIE 1.IPE300 1 BELASTINGEN.IPE300 4.IPE REACTIES Kn. X Z M : Som van e reacties : Som van e belastingen IPE300 4 B.G:1 e.g. B.G:1 e.g Cor van Zanwijk mei

57 BELASTINGEN B.G: sneeuw REACTIES Kn. X Z M : Som van e reacties : Som van e belastingen BELASTINGEN REACTIES Kn. X Z M : Som van e reacties : Som van e belastingen B.G: sneeuw B.G:3 win z+o 3.31 B.G:3 win z+o BELASTINGCOMBINATIES BC Type BG Gen. Factor BG Gen. Factor BG Gen. Factor BG Gen. Factor 1 Fun. 1 Perm 1.0 Perm 1.30 Fun. 1 Perm Perm Inc. 1 Perm 1.00 Perm Inc. 1 Perm Perm 1.00 Cor van Zanwijk mei

58 OMHULLENDE VAN DE FUNDAMENTELE COMBINATIES MOMENTEN Funamentele combinatie DWARSKRACHTEN Funamentele combinatie NORMAALKRACHTEN Funamentele combinatie Cor van Zanwijk mei

59 REACTIES Funamentele combinatie Kn. X-min X-max Z-min Z-max M-min M-max OMHULLENDE VAN DE INCIDENTELE COMBINATIES VERPLAATSINGEN [mm] Incientele combinatie Profielen: IPE 300 Profielcontrole: Kipcontrole voor op buiging belaste staven NEN 6771 art. 1. Onereel: Hoofspant kolom B.C. 1 Staalkwaliteit : S35 Profiel : IPE 300 Lengte mm f y 35 N/mm Afst. Kipstn mm λ e 93,9 Afst. NL. 0 mm h profiel 300 mm Stpt. Moment 1 0,0 knm b profiel 150 mm Velmoment -44,0 knm t fl 10,7 mm Stpt. Moment -88,0 knm t w 7,1 mm Σ Moment (q*l ) 0 knm I y 8360 *10 4 mm 4 I z 604 *10 4 mm 4 I t 0,1 *10 4 mm 4 W y;pl 64 *10 3 mm 3 Kipcontole: β 0,00 M y;u 146,6 knm B* 1,00 M ke 54,4 knm k re 1,00 λ rel 0,76 C 1 1,80 ω kip 0,8 C 0,00 M kip 10,0 knm S profiel 135, C 7,80 u.c. M y;max;s /(ω kip;y *M y;u ) 0,733 < 1 (1.-3) Cor van Zanwijk mei

60 Knikcontrole voor centrisch belaste staven NEN 6770 art. 1.1 Onereel: Hoofspant - kolom B.C. 1 Staalkwaliteit : S35 f y 35 N/mm Profiel : IPE 300 λ e 93,91 A 5380 mm l y;buc mm i y 14,7 mm kromme a l z;buc mm i z 33,5 mm kromme b N c;u 164,3 kn N c;s 45,6 kn ω buc;y 0,71 ω buc;z 0,90 u.c. as y-y N c;s /(ω buc;y *N c;u ) 0,060 < 1 (1.1-1a) u.c. as z-z N c;s /(ω buc;y *N c;u ) 0,040 < 1 (1.1-1b) Interactie: u.c. 1.1 * ( ) 0.87 < 1 Beschrijving van e kniklengte bepaling wort gegeven in e bunel In- en uitvoer van spreasheet eel I hoofstuk C. Kipcontrole voor op buiging belaste staven NEN 6771 art. 1. Onereel: Hoofspant - akranligger B.C. 1 Staalkwaliteit : S35 Profiel : IPE 300 Lengte mm f y 35 N/mm Afst. Kipstn.395 mm λ e 93,9 Afst. NL. 150 mm h profiel 300 mm Stpt. Moment 1-88,0 knm b profiel 150 mm Velmoment 6,4 knm t fl 10,7 mm Stpt. Moment 31,7 knm t w 7,1 mm Σ Moment (q*l ) 436 knm I y 8360 *10 4 mm 4 I z 604 *10 4 mm 4 I t 0,1 *10 4 mm 4 W y;pl 64 *10 3 mm 3 Kipcontole: β -0,36 M y;u 146,6 knm B* 0,93 M ke 1089,5 knm k re 1,00 λ rel 0,37 C 1 3,11 ω kip 0,96 C -0,09 M kip 141,0 knm S profiel 135, C 7,69 u.c. M y;max;s /(ω kip;y *M y;u ) 0,64 < 1 (1.-3) Cor van Zanwijk mei

61 Knikcontrole voor centrisch belaste staven NEN 6770 art. 1.1 Onereel: Hoofspant - akranligger Staalkwaliteit : S35 f y 35 N/mm Profiel : IPE 300 λ e 93,91 A 5380 mm l y;buc mm i y 14,7 mm kromme a l z;buc.395 mm i z 33,5 mm kromme b N c;u 164,3 kn N c;s 78,6 kn ω buc;y 0,90 ω buc;z 0,90 u.c. as y-y N c;s /(ω buc;y *N c;u ) 0,079 < 1 (1.1-1a) u.c. as z-z N c;s /(ω buc;y *N c;u ) 0,083 < 1 (1.1-1b) De normaalkracht is hierin gelijk aan e grootste normaalkracht zoals eze in e computerberekening bepaal is en e normaalkracht uit e winligger zoals eze bepaal is in het onereel winverbanen in het akvlak. Interactie: u.c. 1.1 * ( ) < 1 Kipcontrole voor op buiging belaste staven NEN 6771 art. 1. Onereel: Hoofspant - akranligger B.C. Staalkwaliteit : S35 Profiel : IPE 300 Lengte mm f y 35 N/mm Afst. Kipstn 7.57 mm λ e 93,9 Afst. NL mm h profiel 300 mm Stpt. Moment 1 81,0 knm b profiel 150 mm Velmoment -13, knm t fl 10,7 mm Stpt. Moment -, knm t w 7,1 mm Σ Moment (q*l ) 41 knm I y 8360 *10 4 mm 4 I z 604 *10 4 mm 4 I t 0,1 *10 4 mm 4 W y;pl 64 *10 3 mm 3 Kipcontole: β -0,03 M y;u 146,6 knm B* 0,9 M ke 115,8 knm k re 1,00 λ rel 1,13 C 1 1,57 ω kip 0,58 C 0,05 M kip 84,9 knm S profiel 135, C 7,73 Vervorming: B.C. 1 u.c. M y;max;s /(ω kip;y *M y;u ) 0,954 < 1 (1.-3) Nok: ue 45,4 mm < l/50 Knie: ue,7 mm < h/150 7,0 mm 9,3 mm Vervorming: B.C. Nok: ue 5,8 mm < l/50 Knie: ue,5 mm < h/150 7,0 mm 9,3 mm Cor van Zanwijk mei

62 4.4.3 Berekening en toetsing van het kopgevelspant De volgene belastingen moeten woren afgeragen oor e kopgevel. Er wort gereken met een overstek van 0. meter, eze zorgt voor een iets hogere belasting van het kopgevelspant. Fig. 4.10) Constructieschema van e kopgevel Dakranligger Belastingen: Eigengewicht Ligger geschat e.g. 0.0 kn/m Dak.7* kn/m q 0.69 kn/m Sneeuw.7*0.65*0.87 q 1.53 kn/m Win -.7( )*0.81*0.87*0.94 q -.33 kn/m Belastingcombinaties: B.C. 1: e.g. + sneeuw (1.* *1.53)*cos0 q.65 kn/m 1/8*.65*4.79 M y;s; 7.59 knm B.C. : e.g. + win (0.9*0.69)*cos0-1.3*.33 q -.45 kn/m 1/8*.45*4.79 M y;s; 7.01 knm (1.3*( )*0.81*0.87*0.94 *.7+1.3*11*0.0*0.81*0.87 *0.94)/ cos0 N c;s; 5.01 kn Profiel: IPE 140Version TU Delft Cor van Zanwijk mei

63 Profielcontrole: Kipcontrole voor op buiging belaste staven NEN 6771 art. 1. Onereel: Kopgevelspant - akranligger B.C. 1 Staalkwaliteit : S35 Profiel : IPE 140 Lengte mm f y 35 N/mm Afst. Kipstn.395 mm λ e 93,9 Afst. NL. 70 mm h profiel 140 mm Stpt. Moment 1 0,0 knm b profiel 73 mm Velmoment -3,7 knm t fl 6,9 mm Stpt. Moment 7,4 knm t w 4,7 mm Σ Moment (q*l ) 59 knm I y 541 *10 4 mm 4 I z 44,9 *10 4 mm 4 I t,5 *10 4 mm 4 W y;pl 88,8 *10 3 mm 3 Kipcontole: 0,9 β 0,00 M y;u 30,7 knm B* 0,89 M ke 0,83 knm k re 1,00 λ rel 0,78 C 1 1,51 ω kip 16,3 C -0,08 M kip 35 knm S profiel 483, C 10,75 u.c. M y;max;s /(ω kip;y *M y;u ) 0,451 < 1 (1.-3) Kipcontrole voor op buiging belaste staven NEN 6771 art. 1. Onereel: Kopgevelspant - akranligger B.C. Staalkwaliteit : S35 Profiel : IPE 140 Lengte mm f y 35 N/mm Afst. Kipstn mm λ e 93,9 Afst. NL. -70 mm h profiel 140 mm Stpt. Moment 1 0,0 knm b profiel 73 mm Velmoment 3,6 knm t fl 6,9 mm Stpt. Moment 7, knm t w 4,7 mm Σ Moment (q*l ) 0 knm I y 541 *10 4 mm 4 I z 44,9 *10 4 mm 4 I t,5 *10 4 mm 4 W y;pl 88,8 *10 3 mm 3 Kipcontole: 0,9 β 0,00 M y;u 16,9 knm B* 1,00 M ke 1,11 knm k re 1,00 λ rel 0,59 C 1 1,80 ω kip 1,3 C 0,00 M kip 35 knm S profiel 483, C 5,94 u.c. M y;max;s /(ω kip;y *M y;u ) 0,58 < 1 (1.-3) Cor van Zanwijk mei 006 6

64 Knikcontrole voor centrisch belaste staven NEN 6770 art. 1.1 Onereel: Kopgevelspant - akranligger B.C. Staalkwaliteit : S35 f y 35 N/mm Profiel : IPE 140 λ e 93,9 A 1640 mm l y;buc mm i y 57,4 mm kromme a l z;buc.395 mm i z 16,5 mm kromme b N c;u 385,4 kn N c;s 5,0 kn ω buc;y 0,74 ω buc;z 0,33 u.c. as y-y N c;s /(ω buc;y *N c;u ) 0,018 < 1 (1.1-1a) u.c. as z-z N c;s /(ω buc;y *N c;u ) 0,040 < 1 (1.1-1b) Interactie: u.c. 1.1 * ( ) < 1 Tussenkolom Belastingen: Eigengewicht Dak (1+5%)*4.79* kn Gevel 5.*4.5* kn F 8.34 kn Win Dak 0.3*0.81*0.87*0.94*.7 q 0.54 kn/m Gevel 4.5*( )*0.81*0.87*0.94 q 3.8 kn/m Belastingcombinatie: B.C. 1: e.g. + win 1.3*0.54 q 0.70 kn/m 1.3*3.8 q 4.6 kn/m 1.*8.34 F 10.0 kn 1/8*4.6*6.0 M y;s; 19. knm (1.3*( )*0.81*0.87*0.94 *.7+1.3*11*0.0*0.81*0.87 *0.94)* tan *4.79 *0.7 N c;s; 0.5 kn Profiel: IPE 160 Profielcontrole: Knikcontrole voor centrisch belaste staven NEN 6770 art. 1.1 Onereel: Kopgevelspant - tussenkolom B.C. 1 Staalkwaliteit : S35 f y 35 N/mm Profiel : IPE 160 λ e 93,91 A 010 mm l y;buc mm i y 65,8 mm kromme a l z;buc mm i z 18,4 mm kromme b N c;u 47 kn N c;s 0,4 kn ω buc;y 0,68 ω buc;z 0,69 u.c. as y-y N c;s /(ω buc;y *N c;u ) 0,06 < 1 (1.1-1a) u.c. as z-z N c;s /(ω buc;y *N c;u ) 0,061 < 1 (1.1-1b) Cor van Zanwijk mei

65 Kipcontrole voor op buiging belaste staven NEN 6771 art. 1. Onereel: Kopgevelspant - tussenkolom B.C. 1 Staalkwaliteit : S35 Profiel : IPE 160 Lengte mm f y 35 N/mm Afst. Kipstn mm λ e 93,9 Afst. NL. 80 mm h profiel 160 mm Stpt. Moment 1 0,0 knm b profiel 8 mm Velmoment 19,4 knm t fl 7,4 mm Stpt. Moment 0,0 knm t w 5 mm Σ Moment (q*l ) 155 knm I y 869 *10 4 mm 4 I z 68,3 *10 4 mm 4 I t 3,6 *10 4 mm 4 W y;pl 13 *10 3 mm 3 Kipcontole: 8,9 β 0,00 M y;u 54,6 knm B* 0,00 M ke 0,73 knm k re 1,00 λ rel 0,83 C 1 1,13 ω kip 4,1 C -0,46 M kip 35 knm S profiel 561,9 C 16,15 u.c. M y;max;s /(ω kip;y *M y;u ) 0,805 < 1 (1.-3) Interactie: u.c. 1.1 * ( ) < 1 Vervorming: B.C. 1 ue 0.5 mm < l/ mm Mienkolom Belastingen: Eigengewicht Dak *0.375*4.79* kn Gevel 6.1*4.5* kn F 7.3 kn Win Dak 0.3*0.81*0.87*0.94*.7 q 0.54 kn/m Gevel 4.5*( )*0.81*0.87*0.94 q 3.8 kn/m Belastingcombinatie: B.C. 1: e.g. + win 1.3*3.8 q 4.6 kn/m 1.3*0.54 q 0.70 kn/m 1/8*4.6*7.7 M y;s; 31.4 knm 1.* *4.79*0.70 N c;s; 11.3 kn Profiel: IPE 00Version TU Delft Cor van Zanwijk mei

66 Profielcontrole: Kipcontrole voor op buiging belaste staven NEN 6771 art. 1. Onereel: Kopgevelspant - mienkolom B.C. 1 Staalkwaliteit : S35 Profiel : IPE 00 Lengte mm f y 35 N/mm Afst. Kipstn mm λ e 93,9 Afst. NL mm h profiel 00 mm Stpt. Moment 1 0,0 knm b profiel 100 mm Velmoment 31,4 knm t fl 8,5 mm Stpt. Moment 0,0 knm t w 5,6 mm Σ Moment (q*l ) 51 knm I y 1940 *10 4 mm 4 I z 14 *10 4 mm 4 I t 7,0 *10 4 mm 4 W y;pl 0 *10 3 mm 3 Kipcontole: β 0,00 M y;u 51,7 knm B* 0,00 M ke 68, knm k re 1,00 λ rel 0,44 C 1 1,13 ω kip 0,94 C 0,46 M kip 48,7 knm S profiel 77,3 C 50,4 u.c. M y;max;s /(ω kip;y *M y;u ) 0,645 < 1 (1.-3) Knikcontrole voor centrisch belaste staven NEN 6770 art. 1.1 Onereel: Kopgevelspant - mienkolom B.C. 1 Staalkwaliteit : S35 f y 35 N/mm Profiel : IPE 00 λ e 93,91 A 850 mm l y;buc mm i y 8,5 mm kromme a l z;buc mm i z,3 mm kromme b N c;u 669,8 kn N c;s 11,3 kn ω buc;y 0,67 ω buc;z 0,78 u.c. as y-y N c;s /(ω buc;y *N c;u ) 0,05 < 1 (1.1-1a) u.c. as z-z N c;s /(ω buc;y *N c;u ) 0,0 < 1 (1.1-1b) Interactie: u.c. 1.1 * ( ) < 1 Vervorming: B.C. 1 Kopgevelverban Belastingen: ue 36.4 mm < l/ mm Win Gevel.7*( )*0.81*0.87*0.94 q.15 kn/m Cor van Zanwijk mei

67 Funamentele combinatie: Lightweight col rolle steel construction systems B.C. 1: Win (1.3* *11*0.0*0.81 *0.87*0.94)/ cos53. N c;s; 7.90 kn A ben 7900/35 34 mm Profiel: geheel praktisch L 40x40x4 + M1 Opp. oorsnee A net *4 33 mm Steek bouten s 40 mm Ranafstan e 5 mm Factor β 40/ Netto oorsnee F t;u; 0.9*33*360/ kn Grensafschuifkracht F v;u; *0.48*1*800* kn Cap. hoekstaal N t;u; 0.47*33*360/ kn u.c. 7.90/ < 1 Dakverbanen De winbelasting wort vanuit e kolommen uit e voorgevel c.q. achtergevel overgeragen naar e winverbanen. Fig. 4.11) Constructieschema van e akverbanen Belastingen: Win F 1, F, F 3, {[(.5*4.4+½*.5*0.9)*( ) *0.81*0.87*0.94/]+4.4*40/*0.81* 0.87*0.94*0.0}* kn ½*6.0* *40/*0.81 *0.87*0.94*0.0* kn ½*7.7* *40/*0.81 *0.87*0.94*0.0* kn Reacties : R 31.3 kn Normaalkracht in akligger: 31.3/sin43.8 N ligger 45. kn (Deze normaalkracht is bij e eerere toetsing meegenomen) Cor van Zanwijk mei

68 B.C. 1 : Diagonalen : 31.3/cos43.8 F t;s; 43.4 kn Profiel: L 40x40x4 + M1 Opp. oorsnee A net *4 33 mm Steek bouten s 40 mm Ranafstan e 5 mm Factor β 50/ Netto oorsnee F t;u; 0.9*33*360/ kn Grensafschuifkracht F v;u; *0.48*1*800* kn Cap. hoekstaal N t;u; 0.47*33*360/ kn u.c. 43.4/ < 1 B.C. 1 : Verticalen: belasting gelijk aan R F c;s; 31.3 kn Profiel: Profielcontrole: K 70x70x3 Knikcontrole voor centrisch belaste staven NEN 6770 art. 1.1 Onereel: Dakverban - rukstaaf B.C. 1 Staalkwaliteit : S35 f y 35 N/mm Profiel : RHS 70x70x3 λ e 93,91 A 773 mm l y;buc mm i y 7, mm kromme a l z;buc mm i z 7, mm kromme a N c;u 181,7 kn N c;s 30, kn ω buc;y 0,3 ω buc;z 0,3 u.c. as y-y N c;s /(ω buc;y *N c;u ) 0,719 < 1 (1.1-1a) u.c. as z-z N c;s /(ω buc;y *N c;u ) 0,719 < 1 (1.1-1b) Verticale verbanen (langsgevel) Belasting: F h 31.3 kn B.C. 1 : Diagonalen : 31.3/cos41.3 F t;s; 41.7 kn Profiel: L 40x40x4 + M1 Opp. oorsnee A net *4 33 mm Steek bouten s 40 mm Ranafstan e 5 mm Factor β 50/ Netto oorsnee F t;u; 0.9*33*360/ kn Grensafschuifkracht F v;u; *0.48*1*800* kn Cap. hoekstaal N t;u; 0.47*33*360/ kn u.c. 41.7/ < 1 Cor van Zanwijk mei

69 4.4.4 Berekening en toetsing van e akgoringen Twee belastinggevallen zijn van belang bij het bepalen van e imensies van e akgoringen 81. In eerst plaats e neerwaartse belasting tengevolge van e sneeuw, (winruk is bijna nooit meer an sneeuwbelasting op een ak) en het eigengewicht en in e tweee plaats e opwaartse belasting tengevolge van e winzuiging minus het eigengewicht. Dakgoring Belastingen: Eigengewicht Goring geschat e.g kn/m Dak.39* kn/m q 0.36 kn/m Sneeuw.39*0.65*0.87 q 1.35 kn/m Win -.39*( )*0.81*0.87*0.94 q -.06 kn/m Belastingcombinaties: B.C. 1: e.g. + sneeuw (1.* *1.35)*cos0 q.06 kn/m B.C. : e.g. - winzuiging (0.9*0.36)*cos0-1.3*.06 q -.37 kn/m Dakgoringen systeem In paragraaf 4..5 is rees genoem at het montage technisch beter is e goringen over e spanten toe te passen an tussen e spanten. Inien e goringen tussen e spanten geplaatst woren, moet een plaat van e bovenflens naar e onerflens van e IPE gelast woren, zeer ure oplossing, of moet e goring ingekeept woren, zie figuur 4.1. Fig. 4.1) Z-goring tussen e spanten gemonteer Wanneer e goringen over e spanten gemonteer woren kunnen twee afzonerlijke montage methoen gebruikt woren: Sleeve-methoe, zie figuur 4.13 Overlap-methoe, zie figuur Zie literatuurlijst [33] [34] Cor van Zanwijk mei

70 Fig. 4.13) Sleeve-methoe voor Σ of Z - goringen Fig. 4.14) Overlap-methoe voor Σ of Z - goringen Gezien e spantafstan van e referentie hal is het transporttechnisch 8 goe mogelijk tweevelsliggers of continu liggers toe te passen. Omat het berijf KS Profiel uit prouctieoverwegingen e voorkeur heeft voor Z-goringen wort hier gekozen voor een Z- goring in combinatie met een eventueel overlapsysteem. Omat het berijf KS Profiel uit het oogpunt van prouctie alle goringen van gelijke afmetingen wil hebben, moet met behulp van enkele eenvouige mechanicaschema s bepaal woren of het zinvol is een continu-liggersysteem toe te passen in combinatie met een overlapsysteem of een alterneren tweevelsliggersysteem. Het continu-liggersysteem: q.06 kn/m L 5.0 m Mechanicaschema: 8 Inien spantafstan > 8 m is het transporttechnisch niet meer mogelijk tweevelsliggers te transporteren, zie literatuurlijst [1] Cor van Zanwijk mei

71 Fig. 4.15) Continu-liggersysteem M1 0 knm M *.06 * knm M *.06 * knm M *.06 * knm M *.06 * knm M *.06 * 5.37 knm Het tweevels-liggersysteem: q.06 kn/m L 5.0 m Mechanicaschema: Fig. 4.16) Tweevels-liggersysteem M1 0 knm M 9/18 *.06 * knm M3-1/8 *.06 * knm Uit eze twee mechanicaschema s blijkt at het maximale steunpuntsmoment bij het continuliggersysteem 19% kleiner is. (hier is e gesteune flens oner trek, it heeft miner grote invloe bij e stabiliteitscontrole an e ongesteune flens) Het maximale velmoment is echter 11% groter bij het einvel. (hier is e ongesteune flens us extra op trek belast, it heeft miner grote invloe bij e stabiliteitscontrole) In een verergaan optimalisatie onerzoek is het mogelijk te bepalen in welk geval er miner kilogram kougewalst staal behoef toegepast te woren. Het continu-liggersysteem heeft als naeel at er zogenaame losse sleeve-stukken noig zijn of overlappen, wat ook extra kilogrammen staal beteken. Het grote vooreel van een tweevels-liggersysteem is at er geen overlappen of sleeve-stukken noozakelijk zijn. Bij beie mogelijke oplossingen is het echter wel noozakelijk goringsteunen toe te passen, zie figuur 4.13 en Naar aanleiing van het voorgaane wort verwacht, mee e effecten van het einvel in oogschouw neemt, at het tweevels-liggersysteem optimaal voloet inien gewenst wort at overal hetzelfe type goring wort toegepast. De toetsing van e Z-goring zal us geaan woren volgens it systeem. Cor van Zanwijk mei

72 Berekening van e profieleigenschappen Voorat e Z-goring getoetst kan woren moeten eerst iverse profieleigenschappen volgens e NEN 6773 (e norm voor kougewalste proucten) bepaal woren. Profielgegevens Het gekozen Z-profiel heeft e volgene afmetingen: t.0 mm s w 180 mm b 59 mm c 1 mm r inw 4.0 mm Staalkwaliteit: S355 Controle geometrievoorwaaren Volgens e NEN 6773 art moeten kougevorme profielen aan iverse voorwaaren voloen. Deze voorwaaren zijn: e staalkern t ligt tussen: 1.0 mm < t < 8.0 mm e profielen zijn niet voorzien van oorgaane gatenpatronen (geperforeere profielen) als maximale breete / ikte-verhouing voor e oorsnee zijn aangehouen: a) ongesteune plaatvel: b t.0 b) oor een ranverstijving effectief gesteun plaatvel (al an niet voorzien van tussenverstijving) Inien 0. c/b 0.6 1/ Inien 0.1 /b 0.3 b t.0 b t 90 Cor van Zanwijk mei

73 c) oor een aner plaatvel effectief gesteun plaatvel (al an niet voorzien van een tussenverstijving) ) lijfbreete < 500 Aan alle in it geval van toepassing zijne geometrievoorwaaren wort volaan. Inien in een bepaal geval niet aan e gegeven voorwaaren kan woren volaan, is het noozakelijk proefonervinelijk vast te stellen wat e sterkte- en stijfheiseigenschappen van het profiel zijn. Moellering van afroningsstralen Volgens art van NEN 6773 mogen bij e berekening van e oorsneegrootheen e hoeken woren gemoelleer tot scherpe hoeken inien volaan wort aan e volgene eisen: r t r bp 57 Aan beie voorwaaren wort volaan, us mogen e hoeken van e flensen met het lijf woren gemoelleer tot scherpe hoeken. Voor e hoeken tussen e flensen (b) en e flensen (c) gelt: r t r cp > Er wort niet volaan aan e tweee voorwaare, it beteken at e hoeken niet gemoelleer mogen woren tot scherpe hoeken. Voor it geval gelt volgens figuur 15b van e NEN 6773: t ϕ ϕ gr ( r + )*(tan sin ) (4 + )*(tan 45 sin 45) 1. 46mm Deze waare is te beschouwen als een virtuele breete voor e halve lengte van flens b en e gehele lengte van ranverstijver c. In een vervolg staium wort eze waare gebruikt om e effectieve oorsnee van het profiel te bepalen. In art van e NEN 6773 wort bij eze schematisering opgemerkt at eze schematisering alleen gerechtvaarig is omat b t sw t 180 < Cor van Zanwijk mei 006 7

74 een conservatieve benaering wort gebruikt voor het in rekening brengen van e verhooge vloeigrens oor kouprofileren. Bepaling van e brutooorsnee- eigenschappen Bij e bepaling van e brutooorsnee - eigenschappen wort e gehele oorsnee als effectief beschouw. Met behulp van e formule I 1/1 * b * h 3 en e regel van Steiner is het traagheismoment eenvouig te bepalen. De volgene eigenschappen kunnen vervolgens woren bepaal: A g 664 mm q eg 5.1 kg/m I y 35.4 * 10 4 mm 4 W y 36. * 10 3 mm 3 I z 13.7 * 10 4 mm 4 W z 36. * 10 3 mm 3 Vloeigrens na kouprofileren Volgens art van e NEN 6773 moet als rekenwaare van e in e oorsnee gemiel aanwezig zijne vloeigrens bepaal woren als e kleinste waare van e twee volgene formules: 4* ( mm 664 ; ; ; ; * ; ; ; ; ) *( k f c f f * ) *( ) *( ) 381.1N / A t y a y b + k t b y b + g f Hierin is e waare c k 7 genomen omat hier sprake is van walsen. Hierin is e waare k 4 genomen omat hier sprake is van vier omzettingen van elk 90º f f + f y; b; t; b; ( ) ( ) 43.5 / ; b; N mm y Voor e vloeigrens na kouprofileren mag us e waare f y;a; N/mm genomen woren. Effectieve breete van e gerukte flens b Volgens art kan het plaatselijk plooien van op ruk en / of buiging belaste plaatelen in e berekening zijn betrokken oor te rekenen met een effectieve of meewerkene breete. Bij e bepaling van e effectieve breete is er een belangrijke onervereling gemaakt. Een plaatvel kan beschouw woren als ongesteun plaatvel, in it geval moet tabel 15 van e NEN 6773 gebruikt woren, of een plaatvel kan beschouw woren als een gesteun plaatvel, in it geval moet tabel 16 van e NEN 6773 gebruikt woren. In it onereel wort e effectieve breete van e oor ruk belaste flens b bepaal. Geconclueer kan woren at it plaatvel beschouw moet woren als een gesteun plaatvel. Omat e Z-goring op buiging wort belast is e spanningsvereling in flens b gelijk aan: σ Version ; ψ 1 σ 1; 1 TU Delft Cor van Zanwijk mei

75 Hieruit volgt voor e plooicoëfficiënt: k σ 4 De effectieve breete is gelijk aan: b ef ρ * b p (tabel 16, eerste criterium) De parameter ρ is een reuctiefactor van e bruto flensbreete, logischerwijze volgt hieruit at ρ ten hoogste gelijk is aan 1. De waare ρ 1 moet woren aangehouen als: λ ρ; act; rel Deze waare voor λ p;act;rel is te bepalen met e formule uit e NEN 6773: λ bp σ * * 1.05 * * 5 t E * k.1*10 * 4 ρ; act ; rel σ De waare voor ρ is te bepalen met e formule uit e NEN 6773: 0. 1 λρ; act; ρ λ ρ; act; rel rel Uit e gestele voorwaare en e uitkomst van ρ volgt at ρ 1 in rekening gebracht moet woren. Hieruit volgt voor e effectieve breete van flens b: bef ρ * bp 1*57 57mm Effectieve breete van e gerukte ranverstijver c In it onereel wort e effectieve breete van e oor ruk belaste ranverstijver c bepaal. Geconclueer kan woren at it plaatvel beschouw moet woren als een ongesteun plaatvel. Omat e Z-goring op buiging wort belast is e spanningsvereling gelijk aan: ψ σ ; 1 σ 1; 1 Bij e eerere bepaling van e moelering van e afroningsstralen is gebleken at e hoeken niet gemoelleer mogen woren tot scherpe hoeken tussen e flens b en e ranverstijver c, aartoe is e virtuele breete g r bepaal. De plooicoëfficiënt moet nu bepaal woren met behulp van art van e NEN 6773 an volgt er: c b p; c c g r b 1 t Cor van Zanwijk mei

76 Omat: 0.35 c b p ; c 0.6 Volgt voor e plooicoëfficiënt: k σ c * 3 ( 0.35) * ( ) b p De effectieve breete is gelijk aan: c ef ρ * c p;c Voor e waare van ρ wort gevonen at ρ 1 omat: 1.46 c 1 p; c σ λ.05* * 1.05* ρ act ; rel * t E * k *10 * 0.71 ; 1 5 σ Hieruit blijkt us at er wort volaan aan e voorwaare: λ ρ; act; rel Dit alles resulteert in e effectieve breete voor e ongesteune ranverstijver: 1.46 c ef 1 * mm De uiteinelijke effectieve oorsnee van e gerukte ranverstijver wort bepaal met e nauwkeurig rekenmethoe van art van e NEN De berekening is gebaseer op e veronerstelling at e ranverstijver werkt als een elastisch gesteune ligger, zoals schematisch is weergegeven in figuur Fig. 4.17) Rekenmoel voor het bepalen van e veerstijfhei C, voor een op buiging belaste Z-goring De veerstijfhei C r kan nu woren bepaal met een eenheiskracht zoals aangegeven in het linker figuur van figuur C 1 E * t.1* R f r 4(1 ν ) b ( b s ) 4(1 0.3 ) *57 *( ) p p + p * Cor van Zanwijk mei N / mm 75

77 Het effectieve oppervlak van e ranverstijver wort bepaal met formule van e NEN 6773, hiervoor gelt: A * A r; ef ω r Hierin is ω e knikfactor volgens art behorene bij knikcurve b met α 0.34 (e vermeling in e NEN 6773 at α 0.1 is foutief) De profieleigenschappen A r en I r van e ranverstijver kunnen woren bepaal met behulp van figuur Fig. 4.18) Het effectieve eel van e ranverstijver Hierin zijn: ½ b ef 8.5 mm c ef 0.3 mm b x 0 mm (eze waare is groter an nul inien ρ < 1) Met eze gegevens volgt: A r 93.5 mm I r 3318 mm 4 y b 4.8 mm 15.5 mm y o De kritieke knikspanning is an gelijk aan: σ C * E * I *.1*10 *3318 * * N mm r r cri ; r / Ar 93.5 De relatieve slankhei is an gelijk aan: λ rel σ σ cri; r Met formule 1.- van e NEN 6773 volgt voor e knikfactor om e y-as: 1+ α k ( λrel λ0 ) + λ rel 1 ω y; buc * [1 + α( λ 0 ) + rel ] 4* rel 1 rel λ λ λ * λ rel * λ rel ( ) ω y; buc * [ ( ) ] 4* *0.899 *0.899 Cor van Zanwijk mei

78 Het effectieve oppervlak van e ranverstijver en e effectieve ikte van e ranverstijver is nu gelijk aan: A r ; ef 0.66 * mm t r ; ef 0.66* mm Nu e effectieve breete van e flens en van e ranverstijver beken is, kan in een eerste iteratiestap e nieuwe ligging van e neutrale lijn bepaal woren. rsn A ef e ef;y A * e ef;y e ef;z A * e ef;z 1 7,8 169,5 0,5 * ,3 0,3 * ,7 179,3 0,7 * ,8 0,4 * ,0 179,0 1,0 * ,3 0,4 * ,0 90,0 3, * ,0,1 * ,0 1,0 0,0 * ,0 0,3 * ,0 10,0 0,0 * ,0 0,0 * ,5 mm 5,4 * ,6 * 10 4 Fig. 4.19) De eerste iteratiestap ter bepaling van e neutrale lijn De neutrale lijn verschuift, ten opzichte van e bruto beschouwing, 4.6 mm naar e getrokken zije in e y-richting. Cor van Zanwijk mei

79 Effectieve breete van het lijf Het lijf is te beschouwen als een gesteun plaatvel. Omat e Z-goring op buiging wort belast zal in het bovenste eel van het lijf ruk c.q. trek optreen en in het onerste eel van het lijf trek c.q. ruk optreen. Zoat e spanningsverhouing voor het lijf ongelijk is aan nul. De spanningen σ 1; en σ ; kunnen beschouw woren als een functie van e afstan tot e neutrale lijn zoals eze bepaal zijn in figuur σ σ mm ; * 351N / mm 95.3 ; * 30N / Hieruit volgt e spanningsverhouing: σ ; 30 ψ σ 351 1; Met tabel 16 van NEN 6773, ere criterium volgt voor -1 < ψ 1 < 0 at e plooicoëfficiënt gelijk is aan: k * ψ * ψ *( 0.91) *( 0.91) σ Deze waare voor λ p;act;rel is te bepalen met e formule uit e NEN 6773: λ s p σ 1; * * 1.05 * * 5 t E * k.1*10 * 1.6 ρ ; act ; rel σ 0.84 Omat voor het lijf niet gelt: σ f y; moet e waare λ ρ ;rel bepaal woren met formule van e NEN 6773: s p f y; * * 1.05 * * 5 t E * k.1*10 * 1.6 λ ρ ; rel σ Omat niet wort volaan aan e voorwaare: λ ρ; act; rel Moet e waare voor ρ bepaal woren met formule van e NEN 6773: 0. 1 λρ; act; ρ λ ρ; act; rel rel λρ; rel λρ; act; * λ 0.6 ρ; rel rel Hieruit volgt e effectieve breete van het lijf: bef 0.4 * ρ * bc 0.4*0.893* mm ; * Cor van Zanwijk mei

80 b.5* b efn 1 ef ; 1 1.5* mm Nu ook e effectieve breete van het lijf beken is kan e efinitieve ligging van e neutrale lijn bepaal woren. rsn A ef e ef;y A * e ef;y e ef;z A * e ef;z 1 6,9 169,5 0,5 * ,3 0,3 * ,7 179,3 0,7 * ,4 0,4 * ,0 179,0 1,0 * ,8 0,4 * ,4 163, 1,1 * ,0 0,4 * ,5 68,1 1,8 * ,0 1,6 * ,0 1,0 0,0 * ,5 0,3 * ,0 10,5 0,0 * ,0 0,0 * ,5 mm 5,1 * ,4 * 10 4 Fig. 4.0) De tweee iteratiestap ter bepaling van e efinitieve ligging van e neutrale lijn De neutrale lijn verschuift, ten opzichte van e bruto beschouwing, 6.34 mm naar e getrokken zije in e y-richting. Nu e efinitieve ligging van e neutrale lijn beken is, kan het traagheismoment van e effectieve oorsnee bepaal woren. Met behulp van e formule I 1/1 * b * h 3 en e regel van Steiner is het traagheismoment eenvouig te bepalen. De volgene eigenschappen kunnen vervolgens woren bepaal: A g mm I y;ef 95.4 * 10 4 mm 4 W y;ef 30.7 * 10 3 mm 3 I z;ef 44.8 * 10 4 mm 4 W z;ef 7. * 10 3 mm 3 Cor van Zanwijk mei

81 Vrije, ongereuceere flens Voor het bepalen van e oorsneegrootheen van e ongereuceere oorsnee van e vrije flens moet 1/6 van e hoogte van het lijf meegenomen woren. De totale oorsnee van e vrije flens wort weergegeven in figuur 4.1. Fig. 4.1) De oorsnee van e vrije flens De volgene gegevens kunnen met e gegevens uit figuur 4.1 gevonen woren: A f 1 mm I f;ef 10.9 * 10 4 mm 4 W f;ef 3.4 * 10 3 mm 3 Om e stabiliteit van eze vrije flens te kunnen toetsen wort in bijlage D van e NEN 6773 een rekenmoel gepresenteer. In eze informatieve bijlage wort ingegaan op e theoretische basis voor e toetsingsregels van e oor beplating gesteune, op buiging en / of ruk belaste staven. Inien op een flens van het Z-profiel beplating wort bevestig, an wort e horizontale verplaatsing van e betreffene flens verhiner en geeft e beplating tevens een torsiesteun aan het profiel. Belangrijk bij eze moelering is het verschil tussen rukkene- en trekkene belasting. In het moel wort een fictieve zijelingse belasting op e vrije flens bepaal. Deze fictieve zijelingse belasting, q lat is e schuifspanningsstroom in e ongesteune flens en wort beïnvloe oor het aangrijpingspunt van e belasting en e ligging van e hooftraagheisassen. In figuur 4. wort e moellering voor een rukkene belasting weergegeven. Fig. 4.) Drukkene belasting Cor van Zanwijk mei

82 De zijelingse belastingfactor kan bepaal woren met e formule: k h b * sw * t 4* I y 59 *180* 4*35.4* ( ) Voor e bepaling van e zijelingse belastingfactor bij trekkene belasting gelt e tweee toetsingsregel zoals eze gegeven is in figuur D.3 van e NEN In figuur 4. wort e moellering voor een trekkene belasting weergegeven. Fig. 4.3) Trekkene belasting Voor e zijelingse belastingfactor gelt an: a s w b * sw * t > k 4* I y h a b * sw * t s 4* I w y *180* *35.4 *10 Omat in it staium van het afstueeronerzoek geen proefresultaten beschikbaar zijn, wort gebruik gemaakt van een conservatieve waarebepaling voor e rotatieconstante C D;A 81 Cor van Zanwijk mei ( ) Omat e beplating e vrije verplaatsing van e ongesteune flens van e staaf verhinert, wort een zijelingse veerstijfhei (K) ingevoer. De veerstijfhei is opgebouw uit e volgene componenten: De rotatiestijfhei van e verbining tussen beplating en goring K A De buigstijfhei van e plaatvelen van e staaf K B De buigstijfhei van e beplating K C Met eze rie componenten kan K als volgt bepaal woren: 1 1 K K A 1 + K B 1 + K C In art. D.3.1 van e NEN 6773 wort in opmerking 1 opgemerkt at e waare van K C in e praktijk te verwaarlozen is ten opzichte van K A en K B, alleen bij een zeer stijve bevestiging tussen staaf en beplating kan e waare van K C van belang zijn.

83 volgens e tweee opmerking bij formule D.3-3 van e NEN Met e meer specifieke waaren volgens tabel D. wort gevonen: C D;A.0 knm/m voor rukkene belasting C D;A 1.7 knm/m voor trekkene belasting Deze waaren zijn bepaal voor een trapeziumvormig geprofileere staalplaat bevestig op een flensbreete van e staaf ie gelijk is aan b 100 mm. Tevens gelt voor e maximale golfafstan b R 185 mm en voor e maximale flensbreete van e beplating waaroor bevestig is, b T 10 mm. Tevens zijn e waaren alleen gelig als e bevestiging in een al van e beplating geschie oner e voorwaare at: - e schroeven gelijk zijn aan: ø 6.3 mm - e stalen volgring: t > 1.0 mm - e staalkern van e beplating t > 0.70 mm Hierbij is veronerstelt at het verbiningsmiel in het mien van e flenzen is geplaatst. Omat in it geval e actuele breete gelijk is aan b a 59 mm gelt formule D.3-7 van e b a NEN 6773 met Voor e rukkene belasting: ba 59 CD ; A C D; A * ( ).0 * ( ) 0.696kNm / m / ra Voor e trekkene belasting: ba 59 CD ; A C D; A * ( ) 1.7 * ( ) 0.59kNm / m / ra Met e vaststelling van eze waaren kan, met behulp van art. D.3.1 van e NEN 6773, e zijelingse veerstijfhei (K) bepaal woren oor toepassing van formule D.3-3. Voor rukkene belasting gelt at het rotatiepunt ter plaatse van e flenstip gereken moet woren. 59 e * a + b * *59 118mm Voor trekkene belasting gelt at het rotatiepunt ter plaatse van e flenstip gereken moet woren. 59 e * a + b * *59 118mm Dan volgt voor het geval rukkene belasting : 1 4 * (1 υ ) * h K E * t 3 * ( c + e) s + C w D; A 4 * (1 0.3 ) *180 * ( ) *10 * * K 14.8*10 N / mm / mm 67.5 Cor van Zanwijk mei 006 8

84 Dan volgt voor het geval trekkene belasting : 1 K 4 * (1 υ ) * h E * t 3 * ( c + e) s + C w D; A 4 *(1 0.3 ) *180 * ( ) *10 * 0.59 * K 13.*10 N / mm / mm Toetsing van tweevelsgoring De toetsing wort geaan aan e han van e toetsingscriteria zoals eze genoem woren voor oorgaane tweevelsgoringen in art. D. van e NEN Bij e toetsing wort onerschei gemaakt tussen e gevallen rukkene belasting en trekkene belasting. Toetsing bij rukkene belasting Volgens art. D..3 van e NEN 6773 moeten oorgaane goringen met een tweevelsysteem getoetst woren op e uiterste grenstoestan en op e bruikbaarheisgrenstoestan. De uiterste grenstoestan wort geefinieer oor het ontstaan van een mechanisme. De maximale momentcapaciteit kan nu alleen bepaal woren op e theoretische wijze volgens art. D..1 van e NEN 6773 omat er geen proefresultaten beschikbaar zijn. Hierbij wort opgemerkt at in e praktijk e theoretische momentcapaciteit bepaal kan woren met e volgene formule: M y; u; f y; b; * Wy; ef Vervolgens moet ook e gerukte, ongesteune flens nabij het tussensteunpunt volgens art. D.3.3 van e NEN 6773 woren getoetst. Tevens moet e krachtsvereling ter plaatse van het tussensteunpunt getoetst woren aan e bezwijkcombinatie van buigen moment en warskracht. Toetsing van e bezwijkcombinatie buigen moment en oplegreactie is in it geval niet van toepassing omat er voor is gekozen goringsteunen toe te passen. De bruikbaarheisgrenstoestan wort geefinieer oor twee aspecten in het elastisch staium, namelijk een voloene grootte marge voor het bezwijken ter plaatse van het tussensteunpunt en e toelaatbare oorbuiging in het vel. Toetsing uiterste grenstoestan Het maximale buigene moment at optree ter plaatse van het tussensteunpunt is gelijk aan: 1 1 M y; s; * qs; * l *.06* kNm 8 8 Het maximaal buigen moment M z;s; ter plaatse van het miensteunpunt kan woren bepaal met behulp van tabel D.3 van e NEN Belangrijk hierbij is te realiseren at het moment M z;s; niet veroorzaakt wort oor een externe horizontale belastingscomponent. Omat e winbelasting loorecht op het akvlak gereken moet woren, resulteert it in een belasting evenwijig aan het lijf van e Z-goring waaroor geen irecte ubbele buiging veroorzaakt wort. Dit belastingsgeval is hiermee voor it onereel onafhankelijk van e akhelling. Wort echter gelet op het belastinggeval sneeuw, an moet opgemerkt woren at eze belasting gereken wort als een belasting loorecht op het gronvlak, wat us beteken at eze een externe horizontale belastingcomponent op e Z-goring veroorzaakt 83 Cor van Zanwijk mei 006

85 waaroor er ubbele buiging optreet in e goring. Twee gevallen woren in figuur 4.4 gegeven, een licht hellen ak en een sterk hellen ak met aarin weergegeven e horizontale en e verticale belastingscomponent. Fig. 4.4) De horizontale belastingscomponent ten gevolge van sneeuwbelasting bij licht en sterk hellen ak Het moment M z;s; wort veroorzaakt oor een inwenige belasting k h * q, eze is tegengestel aan e uitwenige belasting ten gevolge van e horizontale belastingscomponent. Hieruit kan geconclueer woren at bij toename van e akhelling e werkelijke horizontale belasting eigenlijk gelijk is aan (k h * q) q h;sneeuw wat us een reuctie van M z;s; oplevert. Deze reuctie wort niet toegepast waaroor e veiligheismarge voor e ubbele buiging wort vergroot. Uit it alles volgt at er bij toepassing van een anere akhelling geen ingewikkele berekeningen gemaakt moeten woren om e optreene belastingen te converteren van een lokaal assenstelsel naar een globaal assenstelsel omat e akhelling verisconteer wort in e bepaling van F v. De externe horizontale belasting ten gevolge van e sneeuwbelasting wort afgeragen oor schijfwerking van e beplating. De toetsing van e beplating wort in it onereel van e toetsing buiten beschouwing gelaten. De fictieve zijelingse belasting volgt nu volgens het rekenmoel uit figuur D.. uit e NEN qlat kh * q 0.096* kN / m Het buigen moment ten gevolge van eze horizontale belasting is volgens criterium uit tabel D.3 van e NEN 6773 gelijk aan: M z 1 o ; *0.198* kNm 8 Ter bepaling van e correctiefactor (φ i;l ) wort e waare R bepaal, eze is gelijk aan: K * La R 4 π * E * I 4 f ; ef 14.8*10 4 π *.1* *5000 *10.9*10 Nu volgt at e correctiefactor gelijk is aan: Cor van Zanwijk mei

86 φ Lightweight col rolle steel construction systems * R * * R * ; e 0.48 Het optreene horizontale moment ter plaatse van het miensteunpunt is nu gelijk aan: M z s φ e M o z 0.48* kNm ; ; ; * ; Volgens art. D.3. van e NEN 6773 moet e oorsnee ter plaatse van het tussensteunpunt getoetst woren in e ongesteune, gerukte flens ter plaatse van het hoekpunt tussen het lijf en e flens b. De rekenwaare van e normaalkracht wort hierbij gelijk gestel aan: N s; 0 kn Voor eze spanningscontrole volgt volgens formule D.3-10: σ M * z M * y 6.44*10 * *10 * y; s; b z; s; f ; b a + I y; ef I f ; ef * *10 76.N / mm f y ; 355N / mm 88.0N / mm Ter veruielijking wort in figuur 4.5 een weergave gegeven van het onereel at getoetst wort. Fig. 4.5) Weergave voor e toetsing van e gerukte, ongesteune flens Volgens art. D.3. van e NEN 6773 moet e oorsnee ter plaatse van het tussensteunpunt ook getoetst woren in e gesteune, getrokken flens ter plaatse van het hoekpunt tussen het lijf en e flens b. De rekenwaare van e normaalkracht wort hierbij gelijk gestel aan: N s; 0 kn Voor eze spanningscontrole volgt volgens formule D.3-9: σ M * z 6.44*10 * y; s; o a I y; ef * N / mm Cor van Zanwijk mei

87 18.7N / mm f y ; 355N / mm Ter veruielijking wort in figuur 4.6 een weergave gegeven van het onereel at getoetst wort. Fig. 4.6) Weergave voor e toetsing van e getrokken, gesteune flens Omat er gebruik wort gemaakt van zogenaame goringensteunen is toetsing van het criterium interactie van buigen moment en oplegreactie niet noig. Deze speciale voorziening moet e gehele oplegkracht naar e onerconstructie overbrengen (zie opmerking tabel 19 van e NEN 6773). Toetsing van e combinatie buiging met afschuiving is wel noozakelijk. De rekenwaare van e warskracht V z;u; met betrekking tot e capaciteit in e uiterste grenstoestan kan woren bepaal met formule uit art van e NEN De relatieve slankhei kan woren bepaal met e formule zoals eze gegeven is in tabel 19 van e NEN λ s p f y; * * 0.346* * 5 t E.1*10 w; rel 1.66 Omat er volaan wort aan e voorwaare: 0.83 λ w; rel en omat er speciale voorzieningen (goringsteunen) zijn voor het lijf van e Z-goring, gelt: τ w f y; 0.48 τ w λ w; rel * 134.6N / mm 1.66 De rekenwaare voor e warskracht is an gelijk aan: Vz; u; τ w * s p * t 134.6*178* 47. 9kN De rekenwaare oor e belasting ter plaatse van het miensteunpunt is gelijk aan: Cor van Zanwijk mei

88 Vz; s; 0.65* qs; * l 0.65*.06* kN De toetsing van e combinatie buiging en afschuiving verloopt volgens art formule van e NEN σ a ( f y; ) V + ( V z; s; z; u; ) 76. ( ) ( ) Toetsing van e stabiliteit van e gerukte, ongesteune flens verloopt volgens art. D.3.3 van e NEN Daartoe moet e kniklengte van e gerukte, ongesteune flens bepaal woren met behulp van tabel D.4. Het aantal zijelingse steunen per vel is nul, aaruit volgen e volgene waaren voor η η η.8 η 3.1 η Met formule D.3-16 volgt een kniklengte van: lk * La * (1 * R 3 η η + η a ) 0.56 *5000 * (1 +.8* ) 1355mm 1 η De relatieve slankhei kan nu bepaal woren met formule D.3-14 van e NEN λ rel lk I A f ; ef ef 1 * π f * * * π 355.1*10 y; b; * 4 5 E 0.78 Met formule 1.- van e NEN 6773 volgt voor e knikfactor om e y-as (knikcurve a): 1+ α k ( λrel λ0 ) + λ rel 1 ω y; buc * [1 + α( λ 0 ) + rel ] 4* rel 1 rel λ λ λ * λ rel * λ rel ( ) ω y; buc * [ ( ) ] 4* * 0.78 *0.78 Voor e uiteinelijke toetsing van e stabiliteit van e gerukte, ongesteune flens gelt formule D.3-1 van e NEN ω buc M ( I y; y; ef s; * z * f b y; b; M ) + ( I z; s; f ; ef * y * f f ; b y; b; *10 * *10 ) *( ) + ( *10 * * *31.9 ) *355 Zie voor e efinitie van e afstanen figuur 4.5. Geconclueer kan woren at aan e spanningscontroles en aan e stabiliteitscontroles wort volaan in e uiterste grenstoestan. Cor van Zanwijk mei

89 Toetsing bruikbaarheisgrenstoestan Volgens art. D..3 van e NEN 6773 moeten twee aspecten woren gecontroleer: De maximale momentcapaciteit ter plaatse van het tussensteunpunt De maximale oorbuiging in het vel Met betrekking tot toetsingscriteria (1) kan opgemerkt woren at er gecontroleer is in e uiterste grenstoestan of e maximale momentcapaciteit niet wort overschreen bij toepassing van belastingsfactoren van 1. voor eigengewicht respectievelijk 1.3 voor sneeuwbelasting. Aan e gestele eis van tenminste factor 1.1 wort us ruimschoots volaan. Met betrekking tot toetsingscriteria () kan opgemerkt woren at e totale vervorming in het vel volgens art van e NEN 6773 niet groter mag zijn an: lrep 50 δ ein De oorbuiging in het vel is te bepalen met: δ q * l * 369 E * I 1.61* ein * y; ef 369.1*10 * 95.4*10 Toetsing van e oorbuiging: mm Geconclueer kan woren at aan e twee gestele criteria ruimschoots is volaan. Inien e oorbuiging een probleem zou opleveren is het mogelijk een miner conservatieve berekening voor e I y;ef in rekening te brengen. In het hierboven beschrevene wort gestel at e maximale spanning optreet met e aarbij behorene minimale effectieve oorsnee van het profiel, echter zal in e meeste gevallen e maximale spanning niet optreen bij e berekene oorbuiging, aarom is het toegestaan met e actuele spanning te rekenen zoat een hogere waare voor I y;ef in rekening gebracht mag woren. De iteratiestap ie hierbij geaan moet woren maakt het geheel extra complex, en blijkt in it geval niet relevant. Uit e toetsingen voor e uiterste grenstoestan en e toetsingen in e bruikbaarheisgrenstoestan blijkt at e toetsingen in e uiterste grenstoestan in it geval bepalen zijn voor e afmetingen van het profiel. Toetsing bij trekkene belasting Volgens art. D..4 van e NEN 6773 moeten oorgaane goringen met een tweevelsysteem alleen getoetst woren op e uiterste grenstoestan. De uiterste grenstoestan wort geefinieer oor het ontstaan van een mechanisme. De maximale momentcapaciteit kan nu alleen bepaal woren op e theoretische wijze volgens art. D..1 van e NEN 6773 omat er geen proefresultaten beschikbaar zijn. Hierbij wort opgemerkt at in e praktijk e theoretische momentcapaciteit bepaal kan woren met e volgene formule: mm M y; u; f y; b; * Wy; ef Cor van Zanwijk mei

90 Vervolgens moet ook e gerukte, ongesteune flens ter plaatse van het maximale velmoment volgens art. D.3.3 van e NEN 6773 woren getoetst. Tevens moet e krachtsvereling ter plaatse van het tussensteunpunt getoetst woren aan e bezwijkcombinatie van buigen moment en warskracht. Toetsing van e bezwijkcombinatie buigen moment en oplegreactie is in it geval niet van toepassing omat e oplegreactie als een trekkracht wort ingelei (art. D..4 opmerking 1). Toetsing uiterste grenstoestan Het maximale buigene moment at optree ter plaatse van het tussensteunpunt is gelijk aan: M 1 1 y s * qs * l *.37 *5.0 ; ; ; 7. 41kNm 8 8 Het maximale velmoment (op 3/8 van e overspanning) is gelijk aan; M 9 9 y s * qs * l *.37 *5.0 ; ; ; 4. 17kNm Het maximaal buigen moment M z;s; ter plaatse van het miensteunpunt kan woren bepaal met behulp van tabel D.3 van e NEN De fictieve zijelingse belasting volgt nu met het rekenmoel uit figuur D.. uit e NEN qlat kh * q 0.068* kN / m Het buigen moment ten gevolge van eze horizontale belasting is volgens criterium uit tabel D.3 van e NEN 6773 gelijk aan: o ; * * kNm 18 M z 9 Ter bepaling van e correctiefactor (φ i;l ) wort e waare R bepaal, eze is gelijk aan: K * La R 4 π * E * I 4 f ; ef 13.*10 4 π *.1* *5000 *10.9*10 Nu volgt at e correctiefactor gelijk is aan: φ * R * * R * ; m TU Delft Het optreene horizontale moment ter plaatse van het maximale velmoment is nu gelijk aan: M z; s; φ ; m * M o; z 0.374* kNm Version Volgens art. D.3. van e NEN 6773 moet e oorsnee ter plaatse van het tussensteunpunt getoetst woren in e gesteune, gerukte flens ter plaatse van het hoekpunt tussen het lijf en e flens b. 89 Cor van Zanwijk mei 006

91 De rekenwaare van e normaalkracht wort hierbij gelijk gestel aan: N s; 0 kn Voor eze spanningscontrole volgt volgens formule D.3-9: σ M * z 7.41*10 * y; s; b a I y; ef * N / mm f y ; 355N / mm 41.8N / mm Ter veruielijking wort in figuur 4.7 een weergave gegeven van het onereel at getoetst wort. Fig. 4.7) Weergave voor e toetsing van e gerukte, gesteune flens Volgens art. D.3. van e NEN 6773 moet e oorsnee ter plaatse van het tussensteunpunt ook getoetst woren in e ongesteune, getrokken flens ter plaatse van het hoekpunt tussen het lijf en e flens b. De rekenwaare van e normaalkracht wort hierbij gelijk gestel aan: N s; 0 kn Voor eze spanningscontrole volgt volgens formule D.3-9: σ M * z 7.41*10 * y; s; o a I y; ef * N / mm f y ; 355N / mm 09.9N / mm TU Delft Ter veruielijking wort in figuur 4.8 een weergave gegeven van het onereel at getoetst wort. Version Cor van Zanwijk mei

92 Fig. 4.8) Weergave voor e toetsing van e getrokken, ongesteune flens Volgens art. D.3. van e NEN 6773 moet e oorsnee ter plaatse van het maximale velmoment ook getoetst woren in e ongesteune, gerukte flens ter plaatse van het hoekpunt tussen het lijf en e flens b. De rekenwaare van e normaalkracht wort hierbij gelijk gestel aan: N s; 0 kn Voor eze spanningscontrole volgt volgens formule D.3-10: σ M * z M * y 7.41*10 * *10 * y; s; b z; s; f ; b a + I y; ef I f ; ef * * N / mm f y ; 355N / mm 166.8N / mm Ter veruielijking wort in figuur 4.9 een weergave gegeven van het onereel at getoetst wort. Fig. 4.9) Weergave voor e toetsing van e gerukte, ongesteune flens Cor van Zanwijk mei

93 Omat e oplegreactie als een trekkracht wort ingelei in e goringsteunen is toetsing van het criterium interactie van buigen moment en oplegreactie niet noig. (art. D..4 opmerking 1) Toetsing van e combinatie buiging met afschuiving is wel noozakelijk. De rekenwaare van e warskracht V z;u; met betrekking tot e capaciteit in e uiterste grenstoestan kan woren bepaal met formule uit art van e NEN De relatieve slankhei kan woren bepaal met e formule zoals eze gegeven is in tabel 19 van e NEN λ s p f y; * * 0.346* * 5 t E.1*10 w; rel 1.66 Omat er volaan wort aan e voorwaare: 0.83 λ w; rel en omat er speciale voorzieningen (goringsteunen) zijn voor het lijf van e Z-goring, gelt: τ w f y; 0.48 τ w λ w; rel * 134.6N / mm 1.66 De rekenwaare voor e warskracht is an gelijk aan: Vz u τ w * s p * t 134.6*178* 47. 9kN ; ; De rekenwaare oor e belasting ter plaatse van het miensteunpunt is gelijk aan: Vz; s; 0.65* qs; * l 0.65*.37 * kN De toetsing van e combinatie buiging en afschuiving verloopt volgens art formule van e NEN σ a ( f y; ) V + ( V z; s; z; u; ) 41.8 ( ) ( ) Toetsing van e stabiliteit van e gerukte, ongesteune flens verloopt volgens art. D.3.3 van e NEN Daartoe moet e kniklengte van e gerukte, ongesteune flens bepaal woren. L 0.75* l 0.75* mm R 0 o K * L0 4 π * E * I 4 f ; ef 13.*10 4 π *.1* *3750 *10.9* Met formule D.3-15 en e bepaale grootheen volgt een kniklengte van: l k 0.7 * L *( * R ) 0.7 *3750 * ( *1.693 ) 1831mm De relatieve slankhei kan nu bepaal woren met formule D.3-14 van e NEN Cor van Zanwijk mei 006 9

94 λ rel l I k f ; ef A ef 1 * π f * * * π 355.1*10 y; b; * 4 5 E Met formule 1.- van e NEN 6773 volgt voor e knikfactor om e y-as (knikcurve a): 1+ α k ( λrel λ0 ) + λ rel 1 ω y; buc * [1 + α( λ 0 ) + rel ] 4* rel 1 rel λ λ λ * λ rel * λ rel ( ) ω y; buc * [ ( ) ] 4* *1.056 *1.056 Voor e uiteinelijke toetsing van e stabiliteit van e gerukte, ongesteune flens gelt formule D.3-1 van e NEN ω buc M ( I y; y; ef s; * z * f b y; b; M ) + ( I z; s; f ; ef * y * f f ; o y; b; *10 * *10 ) *( ) + ( *10 * * *31.9 ) *355 Geconclueer kan woren at aan alle spanningscontroles en aan alle stabiliteitscontroles wort volaan in e uiterste grenstoestan, tevens wort volaan aan e gestele eisen in e bruikbaarheisgrenstoestan Berekening en toetsing van e wanregels voor e langsgevels Twee belastinggevallen zijn van belang bij het bepalen van e imensies van e wanregels 83. In eerst plaats e belasting ten gevolge van e winruk en in e tweee plaats e belasting ten gevolge van e winzuiging. Wanregel Belastingen: Winruk + onerruk 1.47*( )*0.81*0.87*0.94 q 1.16 kn/m Winzuiging + overruk 1.47*( )*0.81*0.87*0.94 q 0.97 kn/m Belastingcombinaties: B.C. 1: Winruk 1.3*1.16 q 1.51 kn/m B.C. : Winzuiging 1.3*0.97 q 1.6 kn/m Wanregel systeem Voor e montage van e wanregels aan e hoofspanten zijn twee voor e hanliggene mogelijkheen: Wanregel op e kolommen van e hoofspanten, zie figuur 4.30 Wanregel tussen e kolommen van e hoofspanten, zie figuur Zie literatuurlijst [33] [34] [35] Cor van Zanwijk mei

95 Fig. 4.30) Wanregel op e spanten gemonteer Fig. 4.31) Wanregel tussen e spanten gemonteer Beie methoen woren toegepast in e huiige bouwpraktijk. Voorbeelen hiervan woren gegeven in e figuren 4.3 en Het vooreel van e methoe wanregels op e spanten is at het mogelijk is e wanregels als meervelse liggers uit te voeren. Teven is het bij eze montage methoe relatief eenvouig zogenaame bretellen toe te passen om e wanregels in e zwakke as te onersteunen in verban met e verticale belasting ten gevolge van het eigengewicht. Naelig is het groot aantal losse montage onerelen. Het vooreel van e methoe wanregels tussen e spanten is at er geen extra montage onerelen noig zijn. Op relatief eenvouige wijze is het mogelijk een lip aan het profiel te zetten met aarin e benoige gaten. Omat e wanregels tussen e spanten komen zijn alle wanregels van gelijke imensie, wort er een sparing voor een overheaeur gemaakt an heeft it geen invloe op e vormgeving van e aangrenzene wanregels. Naelig is at e wanregel niet is uit te voeren als een meervelse ligger. Tevens is het naelig at er gaten in het lijf van e kolommen van het hoofspant gemaakt moeten woren wat meer arbei kost. Anerzijs mag verwacht woren at met e huiige boor- zaagstraten eze extra bewerking geen exorbitant grote kosten met zich meebrengen. Cor van Zanwijk mei

96 Voor het berijf KS Profiel is het geen enkel probleem wanregels uit te voeren met een lip aan beie zijen. Gezien e aanbeveling vanuit het berijf 84 en e genoeme voorelen wort er voor gekozen e wanregels uit te voeren volgens e tweee methoe zoals weergegeven in e figuren 4.31 en Fig. 4.3) Methoe wanregels op e kolommen Fig. 4.33) Methoe wanregels tussen e kolommen Het mechanicaschema is met eze wijze van toepassen van wanregels zeer eenvouig te beschouwen als en ligger op twee steunpunten. De eventuele inklemming aan e kolommen wort verwaarloosbaar klein geacht. Het enkelvels-liggersysteem: q ; kn/m q ; 1.6 kn/m L 5.0 m Mechanicaschema: TU Delft Fig. 4.34) Enkelvels-liggersysteem 84 Het berijf KS Profiel stelt at e toepassing van e wanregels tussen e kolommen tot e meest praktisch oplossing leit Version Cor van Zanwijk mei

97 M1.1 1/8* 1.51* knm M.1 1/8* 1.6* knm De afracht van het gewicht van e wanbeplating en wanregels in e verticale richting geschie oor e wanbeplating ie rust op e borstwering of funeringsran. Door eze wijze van krachtsafracht is het niet noig e wanregels te imensioneren op ubbele buiging. De toetsing van e C-wanregel zal geaan woren volgens it enkelvels-liggersysteem Berekening van e profieleigenschappen Voorat e C-wanregel getoetst kan woren moeten eerst iverse profieleigenschappen volgens e NEN 6773 bepaal woren. De bepaling van eze profieleigenschappen gaat op gelijksoortige wijze als voor e Z- goringen in paragraaf De berekening van e profieleigenschappen van e C- wanregel wort weergegeven in bijlage C Toetsing van enkelvels wanregel voor langsgevel De toetsing wort geaan aan e han van e toetsingscriteria zoals eze genoem woren voor één-velsystemen in art. D. van e NEN Bij e toetsing wort onerschei gemaakt tussen e gevallen rukkene belasting en trekkene belasting. Toetsing bij rukkene belasting Volgens art. D..1 van e NEN 6773 moeten enkelvels - liggers getoetst woren op e uiterste grenstoestan en op e bruikbaarheisgrenstoestan. De uiterste grenstoestan wort geefinieer oor het bereiken van e maximale momentcapaciteit in het vel. De toetsing hierop moet geschieen oor e spanning σ a volgens art. D.3. van e NEN 6773 te bepalen. Bij eze toetsing mag gereken woren met M z;s; 0 inien s w < 75 mm en s w / b < Tevens moet e trekspanning in e ongesteune flens en e rukspanning in e gesteune flens getoetst woren of eze e vloeigrens niet overschrijen. De bruikbaarheisgrenstoestan wort slechts geefinieer oor één aspect namelijk e toelaatbare oorbuiging in het vel. Toetsing uiterste grenstoestan Het maximale buigene moment tree op in het mien van het vel en is gelijk aan: 1 1 M y; s; * qs; * l *1.51* kNm 8 8 Het maximaal buigen moment M z;s; ter plaatse van het mienvel kan woren bepaal met behulp van tabel D.3 van e NEN De fictieve zijelingse belasting volgt nu volgens het rekenmoel uit figuur D.. uit e NEN qlat kh * q 0.10* kN / m Cor van Zanwijk mei

98 Het buigen moment ten gevolge van eze horizontale belasting is volgens criterium 1 uit tabel D.3 van e NEN 6773 gelijk aan: o ; *0.181* kNm 8 M z 1 Ter bepaling van e correctiefactor (φ i;l ) wort e waare R bepaal, eze is gelijk aan: K * La R 4 π * E * I 4 f ; ef 1.63*10 4 π *.1* *5000 *6.0*10 Nu volgt at e correctiefactor gelijk is aan: φ * R * * R * ; m Het optreene horizontale moment ter plaatse van het miensteunpunt is nu gelijk aan: M z s φ m M o z 0.114* kNm ; ; 1; * ; Volgens art. D.3. van e NEN 6773 moet e oorsnee ter plaatse van het mien van het vel getoetst woren in e ongesteune, getrokken flens. Omat hier gelt: s w < 75 mm en s w / b < 3.75 mag M z;s; 0 genomen woren. De rekenwaare van e normaalkracht wort hierbij gelijk gestel aan: N s; 0 kn Voor eze spanningscontrole volgt volgens formule D.3-9: σ M * z 4.73*10 *8.9 6 y; s; o a I y; ef * N / mm f y ; 355N / mm 158.9N / mm Ter veruielijking wort in figuur 4.35 een weergave gegeven van het onereel at getoetst wort. Fig. 4.35) Weergave voor e toetsing van e getrokken, ongesteune flens Cor van Zanwijk mei

99 Volgens art. D.3. van e NEN 6773 moet e oorsnee ter plaatse van het mien van het vel ook getoetst woren in e gesteune, gerukte flens. De rekenwaare van e normaalkracht wort hierbij gelijk gestel aan: N s; 0 kn Voor eze spanningscontrole volgt volgens formule D.3-9: σ M * z 4.73*10 * y; s; b a I y; ef * N / mm f y ; 355N / mm 186.N / mm Ter veruielijking wort in figuur 4.36 een weergave gegeven van het onereel at getoetst wort. Fig. 4.36) Weergave voor e toetsing van e gerukte, gesteune flens Toetsing van e combinatie buiging met afschuiving is voor het geval rukkene belasting niet noig omat bij het geval trekkene belasting een grotere combinatie van buiging en afschuiving optree. Een belangrijk verschil tussen het geval rukkene belasting en trekkene belasting is at e spanning σ a hoger is voor e ongesteune, gerukte vrije flens an e spanning voor e gesteune, gerukte vrije flens. De toetsing van it fenomeen wort us geaan in het onereel trekkene belasting. Toetsing bruikbaarheisgrenstoestan Volgens art. D..1 van e NEN 6773 moet slechts een aspect woren gecontroleer: De maximale oorbuiging in het vel Met betrekking tot het gelene toetsingscriterium kan opgemerkt woren at e totale vervorming in het vel volgens art van e NEN 6773 niet groter mag zijn an: lrep 50 δ ein De oorbuiging in het vel is te bepalen met: δ 5 q * l * 384 E * I * ein * y; ef 384.1*10 * 46.7 *10 mm Cor van Zanwijk mei

100 Toetsing van e oorbuiging: mm 50 Lightweight col rolle steel construction systems Geconclueer kan woren at aan het gestele criterium wort volaan. Inien e oorbuiging een probleem zou opleveren is het mogelijk een miner conservatieve berekening voor e I y;ef in rekening te brengen. In het hierboven beschrevene wort gestel at e maximale spanning optreet met e aarbij behorene minimale effectieve oorsnee van het profiel, echter zal in e meeste gevallen e maximale spanning niet optreen bij e berekene oorbuiging, aarom is het toegestaan met e actuele spanning te rekenen zoat een hogere waare voor I y;ef in rekening gebracht mag woren. De iteratiestap ie hierbij geaan moet woren maakt het geheel extra complex, en blijkt in it geval niet relevant. Toetsing bij trekkene belasting Volgens art. D.. van e NEN 6773 moeten enkelvels - liggers alleen getoetst woren op e uiterste grenstoestan. De uiterste grenstoestan wort geefinieer oor het bereiken van e maximale momentcapaciteit in het vel. Er moet getoetst woren of e rukspanning in e ongesteune, gerukte flens e rekenwaare voor e vloeigrens niet overschrij. Er moet getoetst woren of e trekspanning in e gesteune, getrokken flens e rekenwaare voor e vloeigrens niet overschrij. Als laatste moet ook e stabiliteit van e ongesteune, gerukte flens getoetst woren volgens art. D.3.3 van e NEN Toetsing uiterste grenstoestan Het maximale buigene moment at optree ter plaatse van het mien van het vel is gelijk aan: M 1 1 y s * qs * l *1.6*5.0 ; ; ; 3. 94kNm 8 8 Het maximaal buigen moment M z;s; ter plaatse van het mien van het vel kan woren bepaal met behulp van tabel D.3 van e NEN De fictieve zijelingse belasting volgt nu met het rekenmoel uit figuur D.. uit e NEN qlat kh * q 0.59* kN / m Het buigen moment ten gevolge van eze horizontale belasting is volgens criterium 1 uit tabel D.3 van e NEN 6773 gelijk aan: o ; *0.36* kNm 8 M z 1 Ter bepaling van e correctiefactor (φ i;l ) wort e waare R bepaal, eze is gelijk aan: 4 a K * L R 4 π * E * I f ; ef 11.03*10 4 π *.1* *5000 *6.0* Cor van Zanwijk mei

101 Nu volgt at e correctiefactor gelijk is aan: φ * R * * R * ; m Het optreene horizontale moment ter plaatse van het maximale velmoment is nu gelijk aan: M z s φ m M o z 0.131* kNm ; ; 1; * ; Volgens art. D.3. van e NEN 6773 moet e oorsnee ter plaatse van het mien van het vel getoetst woren in e ongesteune, gerukte flens. De rekenwaare van e normaalkracht wort hierbij gelijk gestel aan: N s; 0 kn Voor eze spanningscontrole volgt volgens formule D.3-10: σ M * z M * y 3.94*10 * *10 * y; s; b z; s; f ; o a + I y; ef I f ; ef * *10 1.5N / mm f y ; 355N / mm 1.5N / mm Ter veruielijking wort in figuur 4.37 een weergave gegeven van het onereel at getoetst wort. Fig. 4.37) Weergave voor e toetsing van e gerukte, gesteune flens Volgens art. D.3. van e NEN 6773 moet e oorsnee ter plaatse van het mien van het vel ook getoetst woren in e gesteune, getrokken flens. De rekenwaare van e normaalkracht wort hierbij gelijk gestel aan: N s; 0 kn Voor eze spanningscontrole volgt volgens formule D.3-9: σ M * z 3.94*10 *8.9 6 y; s; o a I y; ef * N / mm 13.4N / mm f y ; 355N / mm Cor van Zanwijk mei

102 Ter veruielijking wort in figuur 4.38 een weergave gegeven van het onereel at getoetst wort. Fig. 4.38) Weergave voor e toetsing van e getrokken, ongesteune flens Toetsing van e combinatie buiging met afschuiving is voor het geval trekkene belasting noozakelijk. De rekenwaare van e warskracht V z;u; met betrekking tot e capaciteit in e uiterste grenstoestan kan woren bepaal met formule uit art van e NEN De relatieve slankhei kan woren bepaal met e formule zoals eze gegeven is in tabel 19 van e NEN λ s p f y; * * 0.346* * 5 t E.1*10 w; rel 1.66 Omat er volaan wort aan e voorwaare: 0.83 λ w; rel en omat e C-wanregel aan twee zijen bevestig is aan het spantbeen, gelt: τ w f y; 0.48 τ w λ w; rel * 134.6N / mm 1.66 De rekenwaare voor e warskracht is an gelijk aan: Vz; u; τ w * s p * t 134.6*178* 47. 9kN De rekenwaare oor e belasting ter plaatse van e oplegging is gelijk aan: Vz; s; 0.5* qs; * l 0.5*1.6* kN De toetsing van e combinatie buiging en afschuiving verloopt volgens art formule van e NEN σ a ( f y; ) V + ( V z; s; z; u; ) 1.5 ( ) ( ) TU Delft Geconclueer kan woren at aan e spanningscontroles wort volaan in e uiterste grenstoestan. Version Cor van Zanwijk mei

103 Toetsing van e stabiliteit van e gerukte, ongesteune flens verloopt volgens art. D.3.3 van e NEN Daartoe moet e kniklengte van e gerukte, ongesteune flens bepaal woren. L 1.0* l 1.0* mm R 0 o K * L0 4 π * E * I 4 f ; ef 11.03*10 4 π *.1* *5000 *6.0* Met formule D.3-15 en e bepaale grootheen volgt een kniklengte van: l k 0.7 * L *( * R ) 0.7 *5000 * ( * ) 1797mm De relatieve slankhei kan nu bepaal woren met formule D.3-14 van e NEN λ rel lk I A f ; ef ef 1 * π f * * * π 355.1*10 y; b; * 4 5 E 1.71 Met formule 1.- van e NEN 6773 volgt voor e knikfactor om e y-as (knikcurve a): 1+ α k ( λrel λ0 ) + λ rel 1 ω y; buc * [1 + α( λ 0 ) + rel ] 4* rel 1 rel λ λ λ * λ rel * λ rel ( ) ω y; buc * [ ( ) ] 4* *1.71 *1.71 Voor e uiteinelijke toetsing van e stabiliteit van e gerukte, ongesteune flens gelt formule D.3-1 van e NEN ω buc M ( I y; y; ef s; * z * f b y; b; M ) + ( I z; s; f ; ef * y * f f ; o y; b; Zie voor e efinitie van e afstanen figuur *10 * *10 * 9.9 ) *( ) + ( ) *10 * *10 *355 Geconclueer kan woren at aan alle spanningscontroles en wort volaan in e uiterste grenstoestan,echter wort niet volaan aan e stabiliteitscontrole. Om te voloen aan e stabiliteitscontrole is het noozakelijk e gehele berekening opnieuw uit te voeren met een breete van e flens gelijk aan: b 55 mm in plaat van b 50 mm, an volgt voor e stabiliteitscontrole u.c Berekening en toetsing van e wanregels voor e kopgevels Twee belastinggevallen zijn van belang bij het bepalen van e imensies van e wanregels 85. In eerst plaats e belasting ten gevolge van e winruk en in e tweee plaats e belasting ten gevolge van e winzuiging. 85 Zie literatuurlijst [33] [34] [35] Cor van Zanwijk mei

104 Wanregel Belastingen: Winruk + onerruk 1.47*( )*0.81*0.87*0.94 q 1.07 kn/m Winzuiging + overruk 1.47*( )*0.81*0.87*0.94 q 1.07 kn/m Hier moet gereken woren met e hal als gesloten geval omat er geen grote euren in e kopgevels aanwezig zijn. Dit resulteert in een onerruk respectievelijk overruk van 0.3 kn/m Belastingcombinaties: B.C. 1: Winruk 1.3*1.07 q 1.39 kn/m B.C. : Winzuiging 1.3*1.07 q 1.39 kn/m Wanregel systeem Voor e montage van e wanregels aan e kopgevelkolommen zijn twee voor e hanliggene mogelijkheen: Wanregel op e kolommen van het kopgevelspant, zie figuur 4.30 Wanregel tussen e kolommen van het kopgevelspant, zie figuur 4.31 Voor e verere uitwerking van eze mogelijkheen wort verwezen naar paragraaf waar tevens e keuze voor wanregels tussen e kolommen naer wort uitgeleg. Het mechanicaschema is met e gekozen wijze van toepassen van wanregels zeer eenvouig te beschouwen als en ligger op twee steunpunten. De eventuele inklemming aan e kolommen wort verwaarloosbaar klein geacht. Het enkelvels-liggersysteem: q ; kn/m q ; 1.39 kn/m L 4.5 m Mechanicaschema: Fig. 4.39) Enkelvels-liggersysteem M1.1 1/8* 1.39* knm M.1 1/8* 1.39* knm De afracht van het gewicht van e wanbeplating en wanregels in e verticale richting geschie oor e wanbeplating ie rust op e borstwering of funeringsran. Door eze wijze van krachtsafracht is het niet noig e wanregels te imensioneren op ubbele buiging. De toetsing van e C-wanregel zal geaan woren volgens it enkelvels-liggersysteem. 103 Cor van Zanwijk mei 006

105 Berekening van e profieleigenschappen Voorat e C-wanregel getoetst kan woren moeten eerst iverse profieleigenschappen volgens e NEN 6773 bepaal woren. De bepaling van eze profieleigenschappen gaat op gelijksoortige wijze als voor e Z- goringen in paragraaf De berekening van e profieleigenschappen van e C- wanregel wort weergegeven in bijlage D Toetsing van enkelvels wanregel voor kopgevel De toetsing wort geaan aan e han van e toetsingscriteria zoals eze genoem woren voor één-velsystemen in art. D. van e NEN Bij e toetsing wort onerschei gemaakt tussen e gevallen rukkene belasting en trekkene belasting. Toetsing bij rukkene belasting Volgens art. D..1 van e NEN 6773 moeten enkelvels - liggers getoetst woren op e uiterste grenstoestan en op e bruikbaarheisgrenstoestan. De uiterste grenstoestan wort geefinieer oor het bereiken van e maximale momentcapaciteit in het vel. De toetsing hierop moet geschieen oor e spanning σ a volgens art. D.3. van e NEN 6773 te bepalen. Bij eze toetsing mag gereken woren met M z;s; 0 inien s w < 75 mm en s w / b < Tevens moet e trekspanning in e ongesteune flens en e rukspanning in e gesteune flens getoetst woren of eze e vloeigrens niet overschrijen. De bruikbaarheisgrenstoestan wort slechts geefinieer oor één aspect namelijk e toelaatbare oorbuiging in het vel. Toetsing uiterste grenstoestan Het maximale buigene moment tree op in het mien van het vel en is gelijk aan: M 1 1 y s * qs * l *1.39* 4.5 ; ; ; 3. 51kNm 8 8 Het maximaal buigen moment M z;s; ter plaatse van het mienvel kan woren bepaal met behulp van tabel D.3 van e NEN De fictieve zijelingse belasting volgt nu volgens het rekenmoel uit figuur D.. uit e NEN qlat kh * q 0.133* kN / m Het buigen moment ten gevolge van eze horizontale belasting is volgens criterium 1 uit tabel D.3 van e NEN 6773 gelijk aan: o ; *0.185* kNm 8 M z 1 Ter bepaling van e correctiefactor (φ i;l ) wort e waare R bepaal, eze is gelijk aan: Cor van Zanwijk mei

106 4 a K * L R 4 π * E * I f ; ef 14.68*10 4 π *.1* * 4500 *7.6* Nu volgt at e correctiefactor gelijk is aan: φ * R * * R * ; m Het optreene horizontale moment ter plaatse van het miensteunpunt is nu gelijk aan: M z; s; φ 1; m * M o; z 0.186* kNm Volgens art. D.3. van e NEN 6773 moet e oorsnee ter plaatse van het mien van het vel getoetst woren in e ongesteune, getrokken flens. Omat hier gelt: s w < 75 mm en s w / b < 3.75 mag M z;s; 0 genomen woren. De rekenwaare van e normaalkracht wort hierbij gelijk gestel aan: N s; 0 kn Voor eze spanningscontrole volgt volgens formule D.3-9: σ M * z 3.51*10 * y; s; o a I y; ef *10 11.N / mm f y ; 355N / mm 11.N / mm Ter veruielijking wort in figuur 4.40 een weergave gegeven van het onereel at getoetst wort. Fig. 4.40) Weergave voor e toetsing van e getrokken, ongesteune flens Volgens art. D.3. van e NEN 6773 moet e oorsnee ter plaatse van het mien van het vel ook getoetst woren in e gesteune, gerukte flens. De rekenwaare van e normaalkracht wort hierbij gelijk gestel aan: N s; 0 kn Voor eze spanningscontrole volgt volgens formule D.3-9: Cor van Zanwijk mei

107 σ M * z Lightweight col rolle steel construction systems 3.51*10 * y; s; b a I y; ef * N / mm 134.3N / mm f y ; 355N / mm Ter veruielijking wort in figuur 4.41 een weergave gegeven van het onereel at getoetst wort. Fig. 4.41) Weergave voor e toetsing van e gerukte, gesteune flens Toetsing van e combinatie buiging met afschuiving is voor het geval rukkene belasting niet noig omat bij het geval trekkene belasting een grotere combinatie van buiging en afschuiving optree. Een belangrijk verschil tussen het geval rukkene belasting en trekkene belasting is at e spanning σ a hoger is voor e ongesteune, gerukte vrije flens an e spanning voor e gesteune, gerukte vrije flens. De toetsing van it fenomeen wort us geaan in het onereel trekkene belasting. Toetsing bruikbaarheisgrenstoestan Volgens art. D..1 van e NEN 6773 moet slechts een aspect woren gecontroleer: De maximale oorbuiging in het vel Met betrekking tot het gelene toetsingscriterium kan opgemerkt woren at e totale vervorming in het vel volgens art van e NEN 6773 niet groter mag zijn an: l rep 50 δ ein De oorbuiging in het vel is te bepalen met: δ 5 q * l * 384 E * I * ein * y; ef 384.1*10 * 56.4*10 Toetsing van e oorbuiging: Version TU Delft 10.6mm mm Cor van Zanwijk mei

108 Geconclueer kan woren at aan het gestele criterium wort volaan. Inien e oorbuiging een probleem zou opleveren is het mogelijk een miner conservatieve berekening voor e I y;ef in rekening te brengen. In het hierboven beschrevene wort gestel at e maximale spanning optreet met e aarbij behorene minimale effectieve oorsnee van het profiel, echter zal in e meeste gevallen e maximale spanning niet optreen bij e berekene oorbuiging, aarom is het toegestaan met e actuele spanning te rekenen zoat een hogere waare voor I y;ef in rekening gebracht mag woren. De iteratiestap ie hierbij geaan moet woren maakt het geheel extra complex, en blijkt in it geval niet relevant. Toetsing bij trekkene belasting Volgens art. D.. van e NEN 6773 moeten enkelvels - liggers alleen getoetst woren op e uiterste grenstoestan. De uiterste grenstoestan wort geefinieer oor het bereiken van e maximale momentcapaciteit in het vel. Er moet getoetst woren of e rukspanning in e ongesteune, gerukte flens e rekenwaare voor e vloeigrens niet overschrij. Er moet getoetst woren of e trekspanning in e gesteune, getrokken flens e rekenwaare voor e vloeigrens niet overschrij. Als laatste moet ook e stabiliteit van e ongesteune, gerukte flens getoetst woren volgens art. D.3.3 van e NEN Toetsing uiterste grenstoestan Het maximale buigene moment at optree ter plaatse van het mien van het vel is gelijk aan: M 1 1 y s * qs * l *1.39* 4.5 ; ; ; 3. 51kNm 8 8 Het maximaal buigen moment M z;s; ter plaatse van het mien van het vel kan woren bepaal met behulp van tabel D.3 van e NEN De fictieve zijelingse belasting volgt nu met het rekenmoel uit figuur D.. uit e NEN qlat kh * q 0.86* kN / m Het buigen moment ten gevolge van eze horizontale belasting is volgens criterium 1 uit tabel D.3 van e NEN 6773 gelijk aan: o ; *0.400* kNm 8 M z 1 Ter bepaling van e correctiefactor (φ i;l ) wort e waare R bepaal, eze is gelijk aan: K * La R 4 π * E * I 4 f ; ef 1.89*10 4 π *.1* * 4500 *7.6*10 Nu volgt at e correctiefactor gelijk is aan: Cor van Zanwijk mei

109 φ Lightweight col rolle steel construction systems * R * * R * ; m 0.08 Het optreene horizontale moment ter plaatse van het maximale velmoment is nu gelijk aan: M z s φ m M o z 0.08* kNm ; ; 1; * ; Volgens art. D.3. van e NEN 6773 moet e oorsnee ter plaatse van het mien van het vel getoetst woren in e ongesteune, gerukte flens. De rekenwaare van e normaalkracht wort hierbij gelijk gestel aan: N s; 0 kn Voor eze spanningscontrole volgt volgens formule D.3-10: σ M * z M * y 3.51*10 * *10 * y; s; b z; s; f ; o a + I y; ef I f ; ef * *10 3.9N / mm f y ; 355N / mm 3.9N / mm Ter veruielijking wort in figuur 4.4 een weergave gegeven van het onereel at getoetst wort. Fig. 4.4) Weergave voor e toetsing van e gerukte, gesteune flens Volgens art. D.3. van e NEN 6773 moet e oorsnee ter plaatse van het mien van het vel ook getoetst woren in e gesteune, getrokken flens. De rekenwaare van e normaalkracht wort hierbij gelijk gestel aan: N s; 0 kn Voor eze spanningscontrole volgt volgens formule D.3-9: σ M * z TU Delft 3.51*10 * y; s; o a I y; ef *10 11.N / mm f y ; 355N / mm 11.N / mm Ter veruielijking wort in figuur 4.43 een weergave gegeven van het onereel at getoetst wort. Version Cor van Zanwijk mei

110 Fig. 4.43) Weergave voor e toetsing van e getrokken, ongesteune flens Toetsing van e combinatie buiging met afschuiving is voor het geval rukkene belasting noozakelijk. De rekenwaare van e warskracht V z;u; met betrekking tot e capaciteit in e uiterste grenstoestan kan woren bepaal met formule uit art van e NEN De relatieve slankhei kan woren bepaal met e formule zoals eze gegeven is in tabel 19 van e NEN λ s p f y; * * 0.346* * 5 t E.1*10 w; rel 1.66 Omat er volaan wort aan e voorwaare: 0.83 λ w; rel en omat e C-wanregel aan twee zijen bevestig is aan het spantbeen, gelt: τ w f y; 0.48 τ w λ w; rel * 134.6N / mm 1.66 De rekenwaare voor e warskracht is an gelijk aan: Vz; u; τ w * s p * t 134.6*178* 47. 9kN De rekenwaare oor e belasting ter plaatse van e oplegging is gelijk aan: Vz; s; 0.5* qs; * l 0.5*1.39* kN De toetsing van e combinatie buiging en afschuiving verloopt volgens art formule van e NEN σ a ( f y; ) V + ( V z; s; z; u; ) 3.9 ( ) ( ) TU Delft Geconclueer kan woren at aan e spanningscontroles wort volaan in e uiterste grenstoestan. Version Cor van Zanwijk mei

111 Toetsing van e stabiliteit van e gerukte, ongesteune flens verloopt volgens art. D.3.3 van e NEN Daartoe moet e kniklengte van e gerukte, ongesteune flens bepaal woren. L 1.0* l 1.0* mm R 0 o K * L0 4 π * E * I 4 f ; ef 1.89*10 4 π *.1* * 4500 *7.6* Met formule D.3-15 en e bepaale grootheen volgt een kniklengte van: l k 0.7 * L *( * R ) 0.7 * 4500 * ( * ) 1786mm De relatieve slankhei kan nu bepaal woren met formule D.3-14 van e NEN λ rel lk I A f ; ef ef 1 * π f * * * π 355.1*10 y; b; * 4 5 E Met formule 1.- van e NEN 6773 volgt voor e knikfactor om e y-as (knikcurve a): 1+ α k ( λrel λ0 ) + λ rel 1 ω y; buc * [1 + α( λ 0 ) + rel ] 4* rel 1 rel λ λ λ * λ rel * λ rel ( ) ω y; buc * [ ( ) ] 4* *1.155 *1.155 Voor e uiteinelijke toetsing van e stabiliteit van e gerukte, ongesteune flens gelt formule D.3-1 van e NEN ω buc M ( I y; y; ef s; * z * f b y; b; M ) + ( I z; s; f ; ef * y * f f ; o y; b; *10 * *10 *3.6 ) *( ) + ( ) *10 * *10 *355 Geconclueer kan woren at aan alle spanningscontroles en aan alle stabiliteitscontroles wort volaan in e uiterste grenstoestan, tevens wort volaan aan e gestele eisen in e bruikbaarheisgrenstoestan Uittrekstaat van e constructie Nu e totale staalconstructie bereken is, is het noozakelijk een samenvatting van e toe te passen materialen te maken. Deze samenvatting kan gezien woren als een uittrekstaat van e gehele staalconstructie. Onerelen ie niet in e uittrekstaat voorkomen zijn e aken gevelpanelen, euren, goten en verere kleine afwerkonerelen. Omat e uit k.g.p. geconstrueere hal ezelfe afwerkingselementen noig heeft, is het niet van invloe bij e vergelijking tussen e uit w.g.p. geconstrueere hal en e uit k.g.p. geconstrueere hal. Cor van Zanwijk mei

112 Om een gevoel bij e kilogrammen staal te krijgen, zijn / kg voor e iverse onerelen toegevoeg, eze moeten inicatief geïnterpreteer woren omat staalprijzen sterk afhankelijk zijn van e omvang en voorwaaren waarmee ze ingekocht woren bij e leverancier, kortingen kunnen oplopen tot 30% Uittrekstaat staalconstructie Uittrekstaat van totale hal Hoofonereel Sub-onereel Profiel Lengte (m) Gewicht (kg) / kg Totaal prijs Hoofspant kolom 1 IPE 300 4,40 189,64 0, ,50 Hoofspant kolom IPE 300 4,40 189,64 0, ,50 Hoofspant akligger 1 IPE 300 9,58 41,86 0, ,7 Hoofspant akligger IPE 300 9,58 41,86 0, ,7 105, ,45 Hoofonereel Sub-onereel Profiel Lengte (m) Gewicht (kg) / kg Totaal prijs Kopgevelspant kolom 1 IPE 140 4,40 58,08 0,914 53,06 Kopgevelspant kolom IPE 140 4,40 58,08 0,914 53,06 Kopgevelspant akligger 1 IPE 140 9,58 16,44 0, ,51 Kopgevelspant akligger IPE 140 9,58 16,44 0, ,51 Kopgevelspant tussenkolom 1 IPE 160 6,04 97,4 0,900 87,51 Kopgevelspant tussenkolom IPE 160 6,04 97,4 0,900 87,51 Kopgevelspant mienkolom IPE 00 7,68 175,87 0, ,7 Kopgevelspant extra hoekkolom IPE 140 4,40 58,08 0,914 53,06 Kopgevelspant extra hoekkolom IPE 140 4,40 58,08 0,914 53,06 Kopgevelspant x winverban 40x40x4 7,53 37,1 0,91 34,5 89,78 810,77 Hoofonereel Sub-onereel Profiel Lengte (m) Gewicht (kg) / kg Totaal prijs Koppelstaven 3 x rukbuis RHS 70x70x3 5,00 985,60,03.003,0 Winverban 16x akverban 50x50x5 6,9 45,40 0,91 391,58 Winverban 8x gevelverban 50x50x5 6,66 04,61 0,91 188, ,61.583,1 Hoofonereel Sub-onereel Profiel Lengte (m) Gewicht (kg) / kg Totaal prijs Wanregel langsgevel 1 4x C-profiel 40,00 767,10 0, ,78 Wanregel langsgevel 4x C-profiel 40,00 767,10 0, ,78 Wanregel kopgevel 1 4+1x C-profiel 18,00 41,60 0,645 71,93 Wanregel kopgevel 4+1x C-profiel 18,00 41,60 0,645 71,93 Dakgoring akzije 1 5x Z-goring 40,00 851,73 0, ,36 Dakgoring akzije 5x Z-goring 40,00 851,73 0, , ,86.63,16 Totalen Gewicht (kg) Totaal prijs Totaal woren 7 hoofspanten toegepast 8434,97 kg 7.717,15 Totaal woren kopgevelspanten toegepast 1785,55 kg 1.61,55 Totaal aan verbanen en koppelstaven 1615,61 kg.583,1 Totaal aan warmgewalste proucten 11836,1 kg 11.91,8 Cor van Zanwijk mei

113 Totalen Gewicht (kg) Totaal prijs Totaal aan wanregels 377,41 kg 1.533,43 Totaal aan akgoringen 1703,45 kg 1.098,73 Totaal aan kougewalste proucten 4080,86 kg.63,16 Totale gewicht van e constructie, exclusief verbiningsmieling en afbouwconstructie kg Totale kosten van e constructie, exclusief verbiningsmieling en afbouwconstructie (De gegeven kostprijs is gebaseer op en ient als inicatief beschouw te woren) Conclusie m.b.t. berekening van constructie elementen De berekening van een stanaar hal zoals eze in het voorgaane beschreven is, heeft een relatief grote omvang. Met name e berekening van e kougevorme constructie elementen is arbeisintensief. Hoewel e berekening van eze kougevorme constructie elementen niet zo uitgebrei uitgewerkt behoef te zijn voor e goekeuring bij een bouwaanvraag, is het wel noozakelijke e profieleigenschappen te bepalen. Zoals blijkt in paragraaf kan het gebeuren at aan het eine van een arbeisintensieve berekening e conclusie moet volgen at het profiel niet voloet aan e gestele eisen, met als gevolg at e berekening van het begin af aan geheel opnieuw uitgevoer moet woren. Gezien het gestele oel, het gebruiksvrienelijk berekenen van hallen oor gebruik van spreasheets, is het noozakelijk e berekening van e gehele constructie in een spreasheet te beschrijven. De volgene onerelen moeten in eze spreasheet opgenomen woren: Invoer van geometrie van gebouw, gebouwtype, locatie van het gebouw e.. Invoer van w.g.p. voor e iverse onerelen Invoer van k.g.p. voor e iverse onerelen Berekening van e w.g.p. Berekening van e k.g.p. Rapportage van e totale berekening Door alle onerelen als afhankelijke van e invoerparameters te beschrijven is het mogelijk e gehele berekening van e gestanaariseere hal, zoals eze in het voorgaane beschreven is, gebruiksvrienelijk te maken. Door scroll-own menu s en invoer velen te efiniëren is het mogelijk ieere willekeurige halafmeting te berekenen. Gezien e omvang van e totale spreasheet wort e beschrijving en uitvoer hiervan beschreven in e aparte bunel In- en uitvoer van spreasheet eel I. 4.5 Conclusie De berekening volgens e hanmatige methoe en e spreasheet methoe blijken goe met elkaar in overeenstemming te zijn. Onanks e goee overeenstemming blijkt er toch een fout in e hanmatige methoe aanwezig te zijn. In paragraaf 4.4. is onmiellijk geconclueer at het belastingsgeval winruk (met α < 5º bestaat eze alleen uit onerruk) plus eigengewicht miner grote krachten en vervormingen tot gevolg zullen hebben an het belastingsgeval sneeuw plus eigengewicht. Echter blijkt e horizontale winbelasting op e kolommen usanig invloe uit te oefenen at e krachten en vervormingen bij winruk plus eigengewicht e krachten en vervormingen van het belastingsgeval sneeuw plus eigengewicht overschree. Het esastreuze gevolg is at e vervormingen van e knie e volgens e NEN 670 voorgeschreven vervorming (1/150 h) overschrij. Deze vervorming leit er toe at e profielen van e hoofraagconstructie Cor van Zanwijk mei

114 verzwaar moeten woren van IPE 300 naar IPE 330. De berekening hiervan is met één ruk op e knop in e spreasheet te realiseren. Bij eze nieuwe berekening blijkt at nu wel aan alle voorwaaren wort volaan. Hiermee voloet e referentie hal aan alle gestele minimale eisen zoals eze vast geleg zijn in e Neerlanse normen. Door e veranering van e profielen van e hoofraagconstructie wort het gewicht van e totale constructie ook verhoog. Omat e referentie hal ient als vergelijkingspunt met e te construeren hal van k.g.p. wort het nieuwe gewicht gegeven: Gewicht (kg) Totaal prijs Totaal woren 7 hoofspanten toegepast 9804,91 kg 8.991,11 Totaal woren kopgevelspanten toegepast 1785,55 kg 1.61,55 Totaal aan verbanen en koppelstaven 1615,61 kg.583,1 Totaal aan warmgewalste proucten 1306,07 kg ,77 Totalen Gewicht (kg) Totaal prijs Totaal aan wanregels 377,41 kg 1.533,43 Totaal aan akgoringen 1703,45 kg 1.098,73 Totaal aan kougewalste proucten 4080,86 kg.63,16 Totale gewicht van e constructie, exclusief verbiningsmieling en afbouwconstructie kg Totale kosten van e constructie, exclusief verbiningsmieling en afbouwconstructie (De gegeven kostprijs is gebaseer op en ient als inicatief beschouw te woren) Het blijkt us at bij het niet voloen aan één voorwaare het totale gewicht van e constructie sterkt toe kan nemen (toename bijna 9%). Doorat alles op een gebruiksvrienelijke manier ingevoer kan woren in e spreasheet is het zeer eenvouig e meest optimale profielen te kiezen zoat aan alle gestele voorwaaren wort volaan met het minimum aantal kilogrammen. Met eze hanmatige methoe en e aarmee in overeenstemming zijne spreasheet methoe, zijn e rie gestele oelen (vast legging vormgeving, bepaling krachtenspel, optimaal referentiepunt voor hal van w.g.p.) bereikt. De verere omschrijving van e spreasheet wort gegeven in e aparte bunel In- en uitvoer van spreasheet eel I. Cor van Zanwijk mei

115 5. Dimensionering van referentiehal uitgevoer in k.g.p. In hoofstuk 4 is e basis voor e berekening van e referentiehal, uitgevoer in kougewalste profielen, geleg. Dit hoofstuk zal verer ingaan op het converteren van warmgewalste profielen naar kougevorme profielen. De uitgangspunten zoals eze voor e referentiehal, uitgevoer in warmgewalste profielen, beschreven zijn, gelen ook voor e berekening van e referentiehal uitgevoer in kougevorme profielen. Speciale eisen en uitgangspunten ie specifiek gelen voor kougevorme profielen woren in it hoofstuk apart genoem. Na het vaststellen van e uitgangspunten en e eisen wort een ontwerp gemaakt at gebaseer is op het ontwerp van e referentiehal uitgevoer in warmgewalste profielen. Aan e han van e gelene NEN normen wort vervolgens e berekening van e hoofraagconstructie uitgevoer. Evenals voor e referentiehal uitgevoer in warmgewalste profielen wort ook e referentiehal uigevoer in kougevorme profielen geheel in een spreasheet ingevoer zoat voor elke willekeurige geometrie een constructieberekening gemaakt kan woren. 5.1 Uitgangspunten voor e referentiehal De gekozen geometrie zoals eze geformuleer is in paragraaf 4.1 wort ook gebruikt voor e berekening van e referentiehal uitgevoer in k.g.p. In tegenstelling tot het eerste ontwerp woren nu e goringen tussen e spanten gerealiseer. Dit wort geaan om e hoofspanten zijelingse kipsteunen te geven en om e rukkrachten van uit e kopgevelspanten goe in e goringen in te kunnen leien. De wanregels woren, evenals bij het ontwerp van e referentiehal uigevoer in w.g.p., tussen e kolommen van e hoofraagconstructie geplaatst, naere uitleg hierover wort gegeven in paragraaf De afmetingen van e hal zijn volgens paragraaf 4.: Lengte: 40 m Breete: 18 m Nokhoogte: 8 m Goothoogte: 4.4 m Spantafstan: 5 m Dakhelling: 0 Ook eze referentiehal wort uitgevoer als een open hal, at wil zeggen at in tenminste één gevel het oppervlak van e openingen groter is an 5% van het totale oppervlak van ie gevel. Ter bepaling van e optreene winstuwruk wort uitgegaan van wingebie II, zie figuur 4.1. De referentieperioe wort gestel op 15 jaar. De hoofraagconstructie wort uitgevoer als een ongeschoor portaal, zie figuur 5.1. Hierin zijn e knie- en nokverbiningen momentvast, e voetverbining is geschematiseer als een scharnier, verer uitwerking hiervan wort gegeven in paragraaf Fig. 5.1) Constructieschema voor het hoofspant van e referentiehal Cor van Zanwijk mei

116 Voor e optreene belastingen moet volgens e NEN 670 gereken woren met: Eigengewicht Sneeuw Win De in rekening te brengen belastingsfactoren is afhankelijk van e functie van het gebouw. Naere uitleg over e toe te passen factoren wort gegeven in paragraaf 4... Ook bij e imensionering van e referentiehal uitgevoer in k.g.p. zal het kopgevelspant aners uitgevoer woren an e overige hoofspanten. Deze afwijkene uitvoering is noozakelijk omat e wanregels van e kopgevels onersteun moeten woren oor gevelkolommen. Inien voor gelijke kolom- en akligger-afmeting gekozen wort als voor e hoofspanten, treet een overimensionering van het kopgevelspant op. Deze overimensionering is alleen te benutten inien e spantafstan tussen het kopgevelspant en het voor laatste spant vergroot wort. Inien er een vergroting van eze spantafstan toegepast wort, treet het probleem op at e akgoringen en e wanregels bepaal woren oor it laatste vel, it resulteert an in een overimensionering van een groot eel van e akgoringen en wanregels. De conclusie is at een vergroting van e spantafstan geen optie is. Het meest ieaal, uit prouctieoverweging, is e situatie waarin e wanregels voor e kopgevels en e langsgevels gelijk zijn aan e benoige kopgevelkolommen. In bepaale gevallen zal overimensionering een beter optie zijn an het prouceren van enkele aparte onerelen. Kleine oplagen van profielen moet voorkomen woren in verban met e hoge instelkosten van e walslijn 86. Bij e berekening van e krachtsvereling wort gebruik gemaakt van e lineair elastische methoe, naere omschrijving hiervan wort gegeven in paragraaf De toetsing van e profielen voor e hoofraagconstructie, e akgoringen en wanregels wort geaan aan e han van e NEN Volgens art van e NEN 6770 gelt voor kougewalst profielen een oorsneeklasse 4. Voor profielen in oorsneeklasse 4 gelt at e oorsneecapaciteit bepaal moet woren met behulp van e elasticiteitstheorie, waarbij e vergelijkspanning niet groter mag zijn an e plooivergelijkingsspanning, zoals naer omschreven wort in art van e NEN Voor e hoofraagconstructie woren zogenaame C+ profielen toegepast. Deze profielkeuze wort geaan aan e han van gelijkwaarig gerealiseere projecten 87. Het toepassen van e alternatieve Σ -profielen heeft nut als er grote normaalkrachten opgenomen moeten woren, it is echter bij e referentiehal niet het geval. Het toepassen van Σ -profielen geeft ook een complexere etaillering en hogere instelkosten bij fabricage, aarom wort er voor gekozen it profiel niet toe te passen. Om ezelfe reenen wort besloten C-profielen als wanregels en Z-profielen als akgoringen toe te passen. Het is mogelijk at er in een verergaan onerzoek wort aangetoon at het in bepaale gevallen wel relevant is om alternatieve profielen toe te passen, it wort echter niet behanel in e afstueeronerzoek omat it een valt oner het onereel profieloptimalisatie. TU Delft Ook voor e toepassing van winverbanstaven in e langs- en kopgevels zijn iverse oorsneetypen mogelijk, geacht kan woren aan een eenvouige platte strip, een hoekprofiel of een U-profiel. Omat een strip geen zijelingse stijfhei heeft wort eze in e 86 De instelkosten zijn ook sterk afhankelijk van e walslijn ie gebruikt wort. 87 Zie literatuurlijst [6] Version Cor van Zanwijk mei

117 praktijk miner vaak toegepast 88. Het U-profiel heeft als groot vooreel at eze wel een grote zijelingse stijfhei heeft. Omat het U-profiel enkelsymmetrisch is, is het miner torsiegevoelig an het hoekstaal. Uit prouctie en assemblage overweging moet blijken of het kostentechnisch relevant is een U-profiel toe te passen in plaats van een hoekstaal. 5. Ontwerp van e referentiehal Het bepalen van e afmetingen met grove vuistregels is niet mogelijk voor kougevorme profielen omat eze vuistregels er niet zijn. Om toch een eerste ontwerp te kunnen maken moeten e maten woren bepaalt met een spreasheet berekening. Het toe te passen profiel wort aartoe vooraf geheel vastgestel waarna e uitwerking van e berekening gegeven wort. De maten van e efinitieve profielen woren in het hiernavolgene gegeven. De volgene afmetingen voor het eerste ontwerp woren vastgestel: Voor e hoofspanten gelt een overspanning van 18 m, gekozen wort voor een C- profiel van met ikte t 4.6 mm. De kolommen van e hoofspanten woren uitgevoer met hetzelfe profiel als e ligger. De kopgevelspanten woren rie maal extra onersteun oor gevelkolommen, voor het eerste ontwerp wort een C-profiel van met ikte t 1.8 mm aangenomen. De kolommen van e kopgevelspanten woren uitgevoer met hetzelfe profiel als e ligger, een C-profiel van met ikte t 1.8 mm. Voor e kolommen in e kopgevels wort uitgegaan van een C-profiel met ikte t.5 mm en C-profiel met ikte t.8 mm. De belastingen op e kopgevels moet overgebracht woren oor e akgoringen, e rukkokers, zoals eze zijn toegepast bij e referentiehal uitgevoer in w.g.p. komen hiermee te vervallen. De akgoringen woren als Z-goringen uitgevoer, gekozen wort voor Z-profiel met ikte t mm. Voor e winverbanen wort een hoekprofiel 40x40x3 aangenomen. Als wanregels woren C-profielen toegepast C-profielen met ikte t mm voor e langsgevels en C-profielen met ikte t 1.75 mm voor e kopgevels. Fig. 5.) Het profiel voor e hoofspanten (l.) voor e wanregels (m.) en voor e akgoringen (r.) 88 De ervaring leert at bij w.g.p. hallen vrijwel altij hoekstalen woren toegepast als winverban. Cor van Zanwijk mei

118 De wijze van funeren van e referentiehal valt buiten het te behanelen onerwerp van it afstueeronerzoek, e weergave van e funeringsbalken en e vloer moet inicatief beschouw woren. Onerelen van e ontwerptekening woren hierna volgen weergegeven. Voor e gehele tekening wort verwezen naar bijlage E. Fig. 5.3) Doorsnee van e referentiehal Fig. 5.4) Kopgevel van e referentiehal Fig. 5.5) Langsgevel van e referentiehal geeel op e symmetrieas Cor van Zanwijk mei

119 Fig. 5.6) Dakconstructie van e referentiehal Cor van Zanwijk mei

120 5.3 Berekening van e staalconstructie De berekening van e staalconstructie verloopt op gelijksoortige wijze als beschreven in hoofstuk 4. De berekening kan opgesplitst woren in twee hoofonerelen namelijk e berekening van e hoofraagconstructie en e berekening van e akgoringen en wanregels. Omat e referentiehal uitgevoer in w.g.p. van gelijke imensies is als e in it hoofstuk te bepalen hal uitgevoer in k.g.p. komen e optreene belastingen voor een groot eel met elkaar overeen, kleine verschillen treen op bij e bepaling van het eigengewicht. Omat e eigenschappen van kougevorme profielen grote verschillen tonen ten opzichte van e warmgewalste profielen, moet een totaal verschillene berekeningsmethoe gebruikt woren Belastingen algemeen De ontwerpbelastingen ie in rekening woren gebracht voor het berekenen van e hal uitgevoer met kougevorme profielen, kunnen ezelfe belastingen woren aangehouen zoals eze omschreven zijn in paragraaf Belastingen op het hoofspant De volgene belastingen moeten woren afgeragen oor e hoofspanten. Eigengewicht Spant: C t 4.6 mm 0.8 kn/m Dak: 5.0* kn/m Sneeuw 5.0*0.4* kn/m 5.0*0.65* kn/m Win Dak -5.0*( )*0.81*0.87* kn/m -5.0*( )*0.81*0.87* kn/m 5.0*( )*0.81*0.87* kn/m 5.0*( )*0.81*0.87* kn/m Wan 5.0*( )*0.81*0.87* kn/m 5.0*( )*0.81*0.87* kn/m Drie belastingscombinaties woren geefinieer: B.C * Eigengewicht * Sneeuw zije kn/m 1. * Eigengewicht * Sneeuw zije 5.09 kn/m TU Delft B.C. 1. * Eigengewicht * Winruk 3.13 kn/m 1. * Eigengewicht * Winruk 3.13 kn/m B.C * Eigengewicht * Winzuiging loefzije kn/m 0.9 * Eigengewicht * Winzuiging lijzije kn/m Deze rie belastingsgevallen woren weergegeven in e belastingsschema s in e figuren 5.7 t/m 5.9. Version Cor van Zanwijk mei

121 Fig. 5.7) Belastingscombinatie 1: eigengewicht en sneeuw Fig. 5.8) Belastingscombinatie : eigengewicht en winruk Fig. 5.9) Belastingscombinatie 3: eigengewicht en winzuiging Cor van Zanwijk mei

122 Berekening van profieleigenschappen van het hoofspant De profieleigenschappen voor het hoofspant moet op gelijksoortige wijze bepaal woren als e profieleigenschappen voor e akgoringen en wanregels zoals eze beschreven is in e paragraaf , bijlage C en bijlage D. Omat er bij e hoofspanten buigingen en normaalkrachten te gelijk op kunnen treen, spelen anere zaken ook een belangrijke rol. In it staium van het afstueeronerzoek wort aangenomen at het ook voor k.g.p. mogelijk is e kolommen en e akliggers momentvast aan elkaar verbonen kunnen woren. De verbiningen blijven in it onereel us buiten beschouwing. De kolommen respectievelijk e akliggers woren bereken en getoetst op het geval buiging, normaalkracht, warskracht en e eventuele combinaties. Vervolgens wort op kritieke punten getoetst of volaan wort aan e gestele voorwaaren bij in achtneming van e instabiliteitsverschijnselen knik, kip, torsie en torsieknik. Profielgegevens Het gekozen C-profiel heeft e volgene afmetingen: t 4.6 mm s w 500 mm b 100 mm c 30 mm 16 mm r inw 4.6 mm Staalkwaliteit: S355 Controle geometrievoorwaaren Volgens e NEN 6773 art moeten kougevorme profielen aan iverse voorwaaren voloen. Deze voorwaaren zijn: e staalkern t ligt tussen: 1.0 mm < t < 8.0 mm e profielen zijn niet voorzien van oorgaane gatenpatronen (geperforeere profielen) als maximale breete / ikte-verhouing voor e oorsnee zijn aangehouen: a) ongesteune plaatvel: t 16 < Cor van Zanwijk mei

123 b) oor een ranverstijving effectief gesteun plaatvel (al an niet voorzien van tussenverstijving) Inien 0. c 0.6 b Inien b 100 c) oor een aner plaatvel effectief gesteun plaatvel (al an niet voorzien van een tussenverstijving) ) lijfbreete b 100 < t 4.6 b 100 < t < Aan alle in it geval van toepassing zijne geometrievoorwaaren wort volaan. Inien in een bepaal geval niet aan e gegeven voorwaaren kan woren volaan, is het noozakelijk proefonervinelijk vast te stellen wat e sterkte- en stijfheiseigenschappen van het profiel zijn. Moellering van afroningsstralen Volgens art van NEN 6773 mogen bij e berekening van e oorsneegrootheen e hoeken woren gemoelleer tot scherpe hoeken inien volaan wort aan e volgene eisen: r t r bp sw t < 60 b t Cor van Zanwijk mei 006 1

124 Aan beie voorwaaren wort volaan, us mogen e hoeken van e flensen met het lijf woren gemoelleer tot scherpe hoeken. Voor e hoeken tussen e flensen (b) en e flensen (c) gelt: r t 4.6 r > cp Er wort niet volaan aan e tweee voorwaare, it beteken at e hoeken niet gemoelleer mogen woren tot scherpe hoeken. Voor it geval gelt volgens figuur 15b van e NEN 6773: t ϕ ϕ 4.6 gr ( r + ) *(tan sin ) (4.6 + ) *(tan 45 sin 45). 0mm Deze waare is te beschouwen als een virtuele breete voor e halve lengte van flens b en e gehele lengte van ranverstijver c. In een vervolg staium wort eze waare gebruikt om e effectieve oorsnee van het profiel te bepalen. Voor e hoeken tussen e flensen (c) en e flensen () gelt: r t 4.6 r > p Er wort niet volaan aan e tweee voorwaare, it beteken at e hoeken niet gemoelleer mogen woren tot scherpe hoeken. Voor it geval gelt volgens figuur 15b van e NEN 6773: t ϕ ϕ 4.6 gr ( r + ) *(tan sin ) (4.6 + ) *(tan 45 sin 45). 0mm Deze waare is te beschouwen als een virtuele breete voor e halve lengte van flens c en e gehele lengte van ranverstijver. In een vervolg staium wort eze waare gebruikt om e effectieve oorsnee van het profiel te bepalen. Bepaling van e brutooorsnee- eigenschappen Bij e bepaling van e brutooorsnee - eigenschappen wort e gehele oorsnee als effectief beschouw. Met behulp van e formule I 1/1 * b * h 3 en e regel van Steiner is het traagheismoment eenvouig te bepalen. De volgene eigenschappen kunnen vervolgens woren bepaal: A g 3516 mm q eg 7.6 kg/m I y * 10 4 mm 4 W y * 10 3 mm 3 I z * 10 4 mm 4 W z * 10 3 mm 3 Cor van Zanwijk mei

125 Vloeigrens na kouprofileren Volgens art van e NEN 6773 moet als rekenwaare van e in e oorsnee gemiel aanwezig zijne vloeigrens bepaal woren als e kleinste waare van e twee volgene formules: 6 * 4.6 ( mm 3516 ; ; ; ; * ; ; ; ; ) *( k f c f f * ) * ( ) * ( ) 394.N / A t y a y b + k t b y b + g f Hierin is e waare c k 7 genomen omat hier sprake is van walsen. Hierin is e waare k 6 genomen omat hier sprake is van zes omzettingen van elk 90º f f + f y; b; t; b; ( ) ( ) 43.5 / ; b; N mm y Voor e vloeigrens na kouprofileren mag us e waare f y;a; 394. N/mm genomen woren. Effectieve breete van e gerukte flens b Volgens art kan het plaatselijk plooien van op ruk en / of buiging belaste plaatelen in e berekening zijn betrokken oor te rekenen met een effectieve of meewerkene breete. Bij e bepaling van e effectieve breete is er een belangrijke onervereling gemaakt. Een plaatvel kan beschouw woren als ongesteun plaatvel, in it geval moet tabel 15 van e NEN 6773 gebruikt woren, of een plaatvel kan beschouw woren als een gesteun plaatvel, in it geval moet tabel 16 van e NEN 6773 gebruikt woren. In it onereel wort e effectieve breete van e oor ruk belaste flens b bepaal. Geconclueer kan woren at it plaatvel beschouw moet woren als een gesteun plaatvel. Omat het C-profiel op buiging wort belast is e spanningsvereling in flens b gelijk aan: ψ σ ; 1 σ 1; 1 Hieruit volgt voor e plooicoëfficiënt: k σ 4 De effectieve breete is gelijk aan: b ef ρ * b p (tabel 16, eerste criterium) De parameter ρ is een reuctiefactor van e bruto flensbreete, logischerwijze volgt hieruit at ρ ten hoogste gelijk is aan 1. De waare ρ 1 moet woren aangehouen als: λ ρ; act; rel Deze waare voor λ p;act;rel is te bepalen met e formule uit e NEN 6773: λ bp σ * * 1.05 * * 5 t E * k 4.6.1*10 * 4 ρ; act ; rel σ De waare voor ρ is te bepalen met e formule uit e NEN 6773: Cor van Zanwijk mei

126 0. 1 λρ; act; ρ λ ρ; act; rel rel Uit e gestele voorwaare en e uitkomst van ρ volgt at ρ 1 in rekening gebracht moet woren. Hieruit volgt voor e effectieve breete van flens b: bef ρ * bp 1* mm Effectieve breete van e gerukte flens c In it onereel wort e effectieve breete van e oor ruk belaste flens c bepaal. Geconclueer kan woren at it plaatvel beschouw moet woren als een gesteun plaatvel. Omat het C-profiel op buiging wort belast is e spanningsvereling in flens c gelijk aan: ψ σ ; 1 σ 1; 1 Hieruit volgt voor e plooicoëfficiënt: k σ 4 De effectieve breete is gelijk aan: b ef ρ * b p (tabel 16, eerste criterium) De parameter ρ is een reuctiefactor van e bruto flensbreete, logischerwijze volgt hieruit at ρ ten hoogste gelijk is aan 1. De waare ρ 1 moet woren aangehouen als: λ ρ; act; rel Bij e eerere bepaling van e moelering van e afroningsstralen is gebleken at e hoeken niet gemoelleer mogen woren tot scherpe hoeken tussen e flens b en e flens c, aartoe is e virtuele breete g r bepaal c p ; eff mm Deze waare voor λ p;act;rel is te bepalen met e formule uit e NEN 6773: λ c p; eff σ * * 1.05 * * 5 t E * k 4.6.1*10 * 4 ρ; act ; rel σ 0.15 De waare voor ρ is te bepalen met e formule uit e NEN 6773: λ 1 ρ; act; rel ρ λ 0.15 ρ; act; rel Uit e gestele voorwaare en e uitkomst van ρ volgt at ρ 1 in rekening gebracht moet woren. Hieruit volgt voor e effectieve breete van flens b: Cor van Zanwijk mei

127 cef ρ * c p 1* mm Effectieve breete van e gerukte ranverstijver In it onereel wort e effectieve breete van e oor ruk belaste ranverstijver bepaal. Geconclueer kan woren at it plaatvel beschouw moet woren als een ongesteun plaatvel. Omat het C-profiel op buiging wort belast is e spanningsvereling gelijk aan: ψ σ ; 1 σ 1; 1 Bij e eerere bepaling van e moelering van e afroningsstralen is gebleken at e hoeken niet gemoelleer mogen woren tot scherpe hoeken tussen e flens c en e ranverstijver, aartoe is e virtuele breete g r bepaal. De plooicoëfficiënt moet nu bepaal woren met behulp van tabel 15 criterium 1 van e NEN 6773 an volgt er: k σ * * De effectieve breete is gelijk aan: ef ρ * p;eff Voor e waare van ρ wort gevonen at ρ 1 omat:.0 16 p; eff σ 355 λρ; act ; rel 1.05* * 1.05* * t E * k 4.6.1*10 *0.43 Hieruit blijkt us at er wort volaan aan e voorwaare: λ ρ; act; rel σ Dit alles resulteert in e effectieve breete voor e ongesteune ranverstijver: ef 1 * mm De uiteinelijke effectieve oorsnee van e gerukte ranverstijver wort bepaal met e nauwkeurig rekenmethoe van art van e NEN De berekening is gebaseer op e veronerstelling at e ranverstijver werkt als een elastisch gesteune ligger, zoals schematisch is weergegeven in figuur Cor van Zanwijk mei

128 Fig. 5.10) Rekenmoel voor het bepalen van e veerstijfhei C, voor een op buiging belast C-profiel Volgens opmerking 1 bij figuur 4 van e NEN 6773 is eze benaering een conservatieve benaering omat er nog geen naer onerzoek is geaan naar het effect van e ubbele omzetting. De veerstijfhei C r kan nu woren bepaal met een eenheiskracht zoals aangegeven in figuur C 1 E * t.1*10 * R f r 4(1 ν ) b ( b 1.5* s ) 4(1 0.3 ) *95.4 * ( ) p p + p 0.736N / mm Het effectieve oppervlak van e ranverstijver wort bepaal met formule van e NEN 6773, hiervoor gelt: A * A r; ef ω r Hierin is ω e knikfactor volgens art behorene bij knikcurve b met α 0.34 De profieleigenschappen A r en I r van e ranverstijver kunnen woren bepaal met behulp van figuur Fig. 5.11) Het effectieve eel van e ranverstijver Cor van Zanwijk mei

129 Hierin zijn: ½ b ef 50.0 mm c ef 8.7 mm b x 0 mm (eze waare is groter an nul inien ρ < 1) Met eze gegevens volgt: A r mm I r mm 4 y b 9.6 mm y o 19.1 mm De kritieke knikspanning is an gelijk aan: σ C * E * I *.1*10 *37880 mm r r cri ; r * * 389.0N / Ar De relatieve slankhei is an gelijk aan: λ rel σ σ cri; r Met formule 1.- van e NEN 6773 volgt voor e knikfactor om e y-as: 1+ α k ( λrel λ0 ) + λ rel 1 ω y; buc * [1 + α( λ 0 ) + rel ] 4* rel 1 rel λ λ λ * λ rel * λ rel ω y ( ) ; buc * [ ( ) ] 4* * *0.955 Het effectieve oppervlak van e ranverstijver en e effectieve ikte van e ranverstijver is nu gelijk aan: A r ; ef 0.66 * m t r ; ef 0.66* mm Nu e effectieve breete van e flens en van e ranverstijver beken is, kan in een eerste iteratiestap e nieuwe ligging van e neutrale lijn bepaal woren. Cor van Zanwijk mei

130 rsn A ef e ef;y A * e ef;y e ef;z A * e ef;z 1 78,1 485,0 3,8 * ,6 0,8 * ,7 498,6 7,0 * ,0 1,0 * ,4 497,7 10,9 * ,0 0,5 * ,8 50,0 57,0 * 10 4,3 0,5 * ,8,3 0,1 * ,0, * ,8 15,0 0, * ,7 1,1 * ,0 471,4 3,0 * ,6 * ,9 7,7 0,1 * ,4 * ,7 mm 8,0 * , * 10 4 Fig. 5.1) De eerste iteratiestap ter bepaling van e neutrale lijn De neutrale lijn verschuift, ten opzichte van e bruto beschouwing, 7.13 mm naar e getrokken zije in e y-richting. Effectieve breete van het lijf bij buiging Het lijf is te beschouwen als een gesteun plaatvel. Omat het C-profiel op buiging wort belast zal in het bovenste eel van het lijf ruk c.q. trek optreen en in het onerste eel van het lijf trek c.q. ruk optreen. Zoat e spanningsverhouing voor het lijf ongelijk is aan één. De spanningen σ 1; en σ ; kunnen beschouw woren als een functie van e afstan tot e neutrale lijn zoals eze bepaal zijn in figuur 5.1. σ σ mm ; * 35N / mm 57.1 ; * 33N / Cor van Zanwijk mei

131 Hieruit volgt e spanningsverhouing: σ ; 35 ψ σ 33 1; Met tabel 16 van NEN 6773, ere criterium volgt voor -1 < ψ 1 < 0 at e plooicoëfficiënt gelijk is aan: k σ * ψ * ψ *( 0.94) *( 0.94).46 Deze waare voor λ p;act;rel is te bepalen met e formule uit e NEN 6773: λ s p σ 1; * * 1.05 * * 5 t E * k 4.6.1*10 *.46 ρ ; act ; rel σ Omat voor het lijf niet gelt: σ f y; moet e waare λ ρ ;rel bepaal woren met formule van e NEN 6773: s p f y; * * 1.05 * * 5 t E * k 4.6.1*10 *.46 λ ρ ; rel σ Omat niet wort volaan aan e voorwaare: λ ρ; act; rel Moet e waare voor ρ bepaal woren met formule van e NEN 6773: 0. 1 λρ; act; ρ λ ρ; act; rel rel λρ; rel λρ; act; * λ 0.6 ρ; rel Hieruit volgt e effectieve breete van het lijf: bef ; 1 0.4* ρ * bc 0.4*0.794* mm befn 1.5* bef ; 1 1.5* mm rel * Nu ook e effectieve breete van het lijf beken is kan e efinitieve ligging van e neutrale lijn bij buiging bepaal woren. Cor van Zanwijk mei

132 rsn A ef e ef;y A * e ef;y e ef;z A * e ef;z 1 78,1 485,0 3,8 * ,6 0,8 * ,7 498,6 7,0 * ,0 1,0 * ,4 497,7 10,9 * ,0 0,5 * , 459, 16,8 * 10 4,3 0,1 * ,3 18,7 30,5 * 10 4,3 0,4 * ,8,3 0,1 * ,0, * ,8 15,0 0, * ,7 1,1 * ,0 7,7 0, * ,0 0,6 * ,9 471,4,0 * ,0 0,4 * ,4 mm 71,4 * ,1 * 10 4 Fig. 5.13) De tweee iteratiestap ter bepaling van e efinitieve ligging van e neutrale lijn De neutrale lijn verschuift, ten opzichte van e bruto beschouwing,.17 mm naar e getrokken zije in e y-richting. Nu e efinitieve ligging van e neutrale lijn beken is, kan het traagheismoment van e effectieve oorsnee bepaal woren. Met behulp van e formule I 1/1 * b * h 3 en e regel van Steiner is het traagheismoment eenvouig te bepalen. De volgene eigenschappen kunnen vervolgens woren bepaal: A g mm I y;ef * 10 4 mm 4 W y;ef * 10 3 mm 3 I z;ef * 10 4 mm 4 W z;ef 46.3 * 10 3 mm 3 Cor van Zanwijk mei

133 Effectieve breete van het lijf bij centrische ruk Het lijf is te beschouwen als een gesteun plaatvel. Omat het C-profiel op centrische ruk wort belast zal in het gehele lijf ruk. Hieruit volgt nu: ψ 1 1 Met tabel 16 van NEN 6773, eerste criterium volgt voor ψ 1 1 at e plooicoëfficiënt gelijk is aan: k 4 σ Deze waare voor λ p;act;rel is te bepalen met e formule uit e NEN 6773: λ s p σ 1; * * 1.05 * * 5 t E * k 4.6.1*10 * 4 ρ ; act ; rel σ Omat niet wort volaan aan e voorwaare: λ ρ; act; rel Moet e waare voor ρ bepaal woren met formule van e NEN 6773: 0. 1 λρ; act; ρ λ ρ; act; rel rel Hieruit volgt e effectieve breete van het lijf: bef ; 1 ρ * bc 0.389* mm Nu ook e effectieve breete van het lijf beken is kan e efinitieve ligging van e neutrale lijn bij centrische belasting bepaal woren. Cor van Zanwijk mei

134 rsn A ef e ef;y A * e ef;y e ef;z A * e ef;z 1 78,1 485,0 3,8 * ,6 0,8 * ,7 498,6 7,0 * ,0 1,0 * ,4 497,7 10,9 * ,0 0,5 * ,4 451,8 19,5 * 10 4,3 0,1 * ,4 48,,1 * 10 4,3 0,1 * ,4,3 0,1 * ,0 0,5 * ,7 1,4 0,0 * ,0 1,0 * ,1 15,0 0,1 * ,6 0,8 * ,9 8,6 0,1 * ,0 0,4 * ,9 471,4,0 * ,0 0,4 * ,1 mm 45,6 * ,7 * 10 4 Fig. 5.14) De bepaling van e efinitieve ligging van e neutrale lijn bij centrische ruk Nu e efinitieve ligging van e neutrale lijn bij centrische ruk beken is, kan het traagheismoment van e effectieve oorsnee bepaal woren. Met behulp van e formule I 1/1 * b * h 3 en e regel van Steiner is het traagheismoment eenvouig te bepalen. De volgene eigenschappen kunnen vervolgens woren bepaal: A g mm I y;ef 980 * 10 4 mm 4 W y;ef 371. * 10 3 mm 3 I z;ef 40 * 10 4 mm 4 W z;ef 35.0 * 10 3 mm 3 De warskrachtcapaciteit De warskrachtcapaciteit van het C-profiel kan woren bepaal met e formule uit art van e NEN De relatieve slankhei van het profiel kan bereken woren met: λ s p f y; * * 0.346* * 5 t E 4.6.1*10 w; rel Hiervoor gelt us e voorwaare: 1.40 < λ w;rel 1.53 Omat er geen speciale voorzieningen zijn gelt voor e schuifweerstan: 0.67 τ λ w * f y; * N / w; rel De warskrachtcapaciteit is an gelijk aan: mm Vz; u; τ w * s p * t 101.3* 495.4* kN Cor van Zanwijk mei

135 Torsietraagheismoment Voor het berekenen van e torsiestabiliteit en torsieknikstabiliteit van het C-profiel moet het torsietraagheismoment woren bepaalt volgens art van e NEN Voor het torsietraagheismoment van het C-profiel gelt: I t * t *(b p + c p + * p + s p ) * 4.6 *(*95 + * 5 + * ).48*10 Welvingsconstante Voor het berekenen van e torsiestabiliteit en torsieknikstabiliteit van het C-profiel moet tevens e welvingsconstante van het profiel woren bepaalt volgens art van e NEN I I I wa wa wa 1 3 * bp * t *(4c p + 3s p * c p + 6s p * c p + bp * s p ) ( I y; br * e *95 * 4.6*(4* 5 + 3* 495 * 5 + 6* 495* * *10 mm DC ) ) (11960*10 4 * Toetsing van het hoofspant Nu alle benoige eigenschappen van het profiel voor e hoofraagconstructie beken zijn kunnen e kolommen en akliggers van het hoofspant getoetst woren oner e iverse belastingsgevallen, zoals eze geformuleer zijn in paragraaf Gezien e grote omvang van e toetsingen wort alleen e toetsingsproceure van e kolom bij belastingscombinatie in eze paragraaf beschreven. Zie voor alle overige uitwerkingen van e toetsingsproceures e bunel In- en uitvoer van spreasheet eel II. Profielgegevens Bruto rsn. opp. A br mm² Effectief rsn. opp. A ef 1.81 mm² Bruto traagheismom. y I y;br * 10 4 mm 4 Bruto traagheismom. z I z;br 419 * 10 4 mm 4 Bruto torsiemom. I t;br,5 * 10 4 mm 4 Bruto welvingsconst. I wa;br * 10 8 mm 4 Bruto traagheisstraal y i y;br 184,4 mm Bruto traagheisstraal z i z;br 34,5 mm Afst. tot DC e DC 38,4 mm Afst. DC tot zw-pnt. y o 59,9 mm De optreene momenten, warskrachten en normaalkrachten verschillen iets ten opzichte van e krachtsbepalingen uit paragraaf 4.4., it wort veroorzaakt oor het lagere eigengewicht, (IPE kg/m tegenover het C-profiel van 7.6 kg/m) alle overige belastingen komen exact overeen. 4 ) mm 4 Cor van Zanwijk mei

136 Belastingen Normaalkracht N c;s; 59,7 kn Dwarskracht V y;s; 9,4 kn Moment y-richting pnt. 1 M y;s; 0,0 knm Moment y-richting pnt. M y;s; -87,9 knm Moment y-richting vel M y;s; -54,4 knm Moment z-richting pnt. 1 M z;s; 0,0 knm Moment z-richting pnt. M z;s; 0,0 knm Moment z-richting vel M z;s; 0,0 knm Torsielengte L ef;t mm Kniklengte y-richting L y;buc mm Kniklengte z-richting L z;buc mm In e eerste plaats wort e oorsnee getoetst volgens e toetsingsproceure van hoofstuk 11 uit e NEN De toetsing van e oorsnee op axiale ruk wort geaan aan e han van art hierin wort alleen gelet op e toetsing van e oorsnee zoner inachtneming van e mogelijke instabiliteitsproblemen ie op kunnen treen. f N c; s; y; b; * Aef ; ruk *181 De toetsing van e oorsnee op buiging wort geaan aan e han van art hierin wort geen rekening gehouen met instabiliteitsproblematiek. f y; b; M y; s; * W ef ; buig *10 355*387 * De toetsing van e oorsnee op afschuiving wort geaan aan e han van art instabiliteitsproblematiek wort hier buiten beschouwing gelaten. V V y; s; y; u; De interactie tussen buiging en afschuiving wort getoetst aan e han van art instabiliteitsproblematiek wort hier buiten beschouwing gelaten. M ( M y; s; y; u; ) V + ( V y; s; y; u; ) 87.9 ( ) ( ) De interactie tussen buiging en axiale ruk wort getoetst aan e han van art instabiliteitsproblematiek wort hier buiten beschouwing gelaten. M M y; s; y; u; + N N c; s; c; u; Cor van Zanwijk mei

137 In eze eerste toetsingen wort geen rekening gehouen met e algehele stabiliteit, het is echter wel noozakelijk eze ook te toetsen. De toetsing van e algehele stabiliteit wort geaan aan e han van hoofstuk 1 van e NEN Om e relatieve slankheen in e y- en z-richting te kunnen bepalen is het eerst noozakelijk e Eulerse-knikspanningen te bepalen in beie richtingen. σ σ σ y; E y; E z; E π * E ( l y; buc * I * A y; g g ) 5 4 π *.1*10 *11960*10 ( ) 418.0N / mm 1987 * π *.1*10 * 419*10 ( ) 1148.N / mm 1467 *3516 De kniklengte in e y-richting wort hierin bepaal met een inklemmingsparameter voor het scharnier van C A 5, e inklemmingsparameter C B wort bereken als afhankelijke van e hoekverraaiing in punt B en het traagheismoment van e oorsneen, zie voor verere uitwerking van it onerwerp paragraaf C.1 van e bunel In- en uitvoer spreasheet eel I De kniklengte in e z-richting is gelijk aan e afstan van e wanregels. Met eze Eulerse-knikspanningen kunnen e relatieve slankheen in beie richtingen bepaal woren. λ λ λ y; rel y; rel z; rel f σ y; b; y; E * A ef ; ruk A bruto * * Omat het hier om een C-profiel gaat, moeten e knikfactoren bepaal woren met instabiliteitskromme b. Er volgt nu: ω y;buc 0.80 ω z;buc 0.93 Met eze gegevens kan e oorsnee getoetst woren, rekening houen met instabiliteitsproblematiek. ω N y; s; y; buc * N y; u; *646.5 ω N z; s; N z; buc * z; u; * Cor van Zanwijk mei

138 Hieruit volgt at e verhouing tussen e sterkte en lengte in e y-richting, in relatie tot e verhouing tussen e sterkte en lengte in e z-richting goe gekozen is, omat ze bijna gelijk aan elkaar zijn. Omat het C-profiel een enkelzijig-symmetrisch open profiel is, is het noozakelijk te toetsen op torsiestabiliteit en torsieknikstabiliteit. Deze toetsingen woren geaan aan e han van art In e eerste plaats moet een combinatiefactor bepaalt woren van e traagheisstralen in e y- en z-richting en e afstan van het warskrachtcentrum tot het zwaartepunt. o i y + iz + yo i Hieruit volgt e factor β : y β 1 i o o De Eulerse-torsiestabiliteitsspanningen volgen nu met: σ σ θ ; E θ ; E 1 * E * I * π wa G * I t + A * i l bruto o eff ; torsie π *.1*10 *1316 *10 * 8.1*10 *.48* * De Eulerse-torsieknikstabiliteitsspanningen volgen met: σ σ tk; E tk; E 1 y; E β 1 *0.908 ( σ + σ ) ( σ + σ ) θ ; E y; E θ ; E 4β * σ y; E * σ N / mm ( ) ( ) 4 * 0.908* 418* N / mm Met eze Eulerse-torsiestabiliteitsspanningen en Eulerse-torsieknikstabiliteitsspanningen kunnen e relatieve slankheen in beie richtingen bepaal woren. λ λ λ λ y; rel y; rel y; rel y; rel f σ y; b; θ ; E * 355 * f σ y; b; tk; E * * A ef ; ruk A bruto A ef ; ruk A bruto θ ; E Cor van Zanwijk mei

139

140 De coëfficiënt r z is e traagheisstraal van e oorsnee in e z-richting. Nu volgt voor e relatieve slankhei: λ rel M M y; u; ke Met eze gegevens volgt e kipfactor ω kip 0.99 Voor e kipstabiliteitstoetsing volgt nu: M ω y;max; s; kip * M y; u; *137.5 Omat momenten en normaalkrachten tegelijk op kunnen treen is het noozakelijk met e interactie van momenten en normaalkrachten te rekenen. Deze controle wort geaan aan e han van art Als een veilige, maar wel enigszins conservatieve benaering wort gestel at e axiale rukkracht aangrijpt op e neutrale lijn bij buiging. Hieruit volgt at er een extra moment in e kolom optreet. De momenten armen zijn gelijk aan: e y mm e z mm Om e toetsing ruk en buiging zoner kipinstabiliteit te kunnen oen moeten iverse factoren bepaal woren. De factor ψ geeft e verhouing weer tussen het grootste moment en het kleinste moment: ψ y De momentensom ie optreet is gelijk aan: M ( M stnpunt;1 + M stnpunt; ) ( ) Voor Δ M volgt nu: Δ M kNm M vel kNm De grafische uitwerking van e momentensommen wort gegeven in figuur Omat er alleen parabolische velmomenten optreen mag gereken woren met e factor β m;q 1.3. Voor e equivalente momentenfactoren β m;ψ en β m volgt: β m ψ ; * Cor van Zanwijk mei

141 β m M 54.4 ( β β ) *( ) vel β m; ψ + * m; q m; ψ ΔM 98.3 Fig. 5.15) Tabel 4 uit NEN 6773 ter bepaling van equivalente momentenfactoren De equivalente momentfactoren in e z-richting zijn eenvouig te bepalen. Omat er geen belasting in e z-richting op e kolom werkt zijn beie steunpuntsmomenten en het velmoment gelijk aan nul. Hieruit kan onmiellijk geconclueer woren at β m;ψ 1.8 en β m β m;ψ 1.8. Uit eze equivalentfactoren volgen voor beie richtingen e volgene factoren: μ k μ k ( β 4) 0.663* ( *1.54 4) y λ y; rel * m; y y μ y * N c; 1 ω * N y; buc s; c; u; 0.63* *646.5 ( β 4) 0.400* ( * ) z λz; rel * m; z z μ z * N c; 1 ω * N z; buc s; c; u; 0.16* * Voor e totale toetsing van e interactie ruk en buiging zoner kipinstabiliteit volgt nu: Cor van Zanwijk mei

142 ω Lightweight col rolle steel construction systems M + e * N N c; u; y; s; y c; s; M z; s; + ez * + k y + k z min; buc * N c; u; M y; u; M z; u; * N c; s; * * Inien in e toetsing wel rekening wort gehouen met kipinstabiliteit moeten twee extra factoren woren bepaal. μ k kip z rel m z 0.15* λ ; * β *0.40* μ 1 ω kip z; buc * N c * N ; s; c; u; 0.06* * Voor e totale toetsing van e interactie ruk en buiging met kipinstabiliteit volgt nu: ω M + e * N N c; u; y; s; y c; s; M z; s; + ez * + kkip + k z z; buc * N c; u; ωkip * M y; u; M z; u; * N c; s; * * * Zeer opmerkelijk in e toetsing van e interactie ruk en buiging met of zoner kipinstabiliteit is at e verwachting zou zijn at met kipinstabiliteit een ongunstigere unity check zou opleveren an e unity check zoner kipinstabiliteit. De tegenstelling tot eze verwachting wort veroorzaakt oor het feit at e knikfactor in e z-richting erg hoog is in verhouing tot e knikfactor in e y-richting (0.80 tegen 0.93). Dit wort veroorzaakt oor e veelvulige steun van e wanregels waaroor e kniklengte gereuceer wort en e knikfactor verhoog wort. Hieruit kan geconclueer woren at het belangrijk is een kipgevoelig profiel, zoals het C-profiel, te toetsen op het geval met kipinstabiliteit en zoner kipinstabiliteit. Een sterke factor hierin blijkt us e onerlinge afstan van e regels Overige constructieonerelen Omat e berekening van e profieleigenschappen en e toetsing van e constructieonerelen een grote mate van repetitie in zich heeft, wort hier geen verere uitwerking gegeven van e iverse onerelen. In e bunel In- en uitvoer van spreasheet eel II wort e totale berekening van e referentiehal uitgevoer in kougevorme profielen gegeven. Nog enkele opmerkingen woren geplaatst bij e iverse onerelen. Afbouwelementen Bij e imensionering van e referentiehal wort uitgegaan van e toepassing van sanwichpanelen. Het is mogelijk eze sanwichpanelen functioneel te laten zijn bij e afracht van belastingen. Inien e afbouwconstructie als onereel van e raagconstructie wort beschouw, treet er een splitsing van e krachten op ie niet wenselijk is. Dit is niet wenselijk omat e capaciteit van e afbouwelementen in verhouing tot e capaciteiten van e hoofraagconstructie gering is en het aantonen van eze capaciteit relatief complex is. Er wort om eze reen voor gekozen e afbouwelementen niet functioneel te maken in e afracht van belastingen. In paragraaf woren nog enkele argumenten gegeven met betrekking tot e schijfwerkingscapaciteit van e sanwichpanelen. Cor van Zanwijk mei

143 Hoofspanten De hoofspanten kunnen woren uitgevoer met een C-profiel van met een ikte van 4.6 mm. Uit e totale berekening met behulp van e spreasheet volgt at e vervormingen van e knie bepalen zijn voor e profielkeuze (it is bij e imensionering met warmgewalste profielen ook het geval). Na e vervormingseis is e unity check van e interactie ruk en buiging zoner kipinstabiliteit maatgeven. Met e toegepaste goringafstan blijkt e unity check voor e interactie van ruk en buiging met kipinstabiliteit meer maatgeven te zijn an e unity check voor e interactie van ruk en buiging zoner kipinstabiliteit, hetgeen het geconclueere uit paragraaf bewijst. Kopgevelspant De kopgevelspanten kunnen woren uitgevoer met een C-profiel van met een ikte van 1.8 mm. De berekening van e optreene belastingen komt groteneels overeen met e berekening van paragraaf alleen het eigengewicht van het profiel wort in it geval verminert van 0.0 kn/m naar 0.05 kn/m. Het kritieke punt voor e akligger over rie steunpunten is e interactie ruk en buiging zoner kipinstabiliteit. Omat e profielhoogte in it geval beperkt is, treen er geen problemen op ter plaatse van e oplegpunten, eze controle kan wel kritiek woren als e verhouing tussen e hoogte en e plaatikte verhoogt respectievelijk verkleint wort. Tussenkolom De tussenkolommen in e kopgevels kunnen woren uitgevoer met een C-profiel van met een ikte van.5 mm. Maatgeven voor it profiel is e interactie van ruk en buiging zoner kipinstabiliteit en e vervormingen. Als precies aan e vervormingseis wort volaan, blijkt in at geval ook precies aan e unity checks te zijn volaan. Mienkolom De mienkolom in e kopgevels kunnen woren uitgevoer met een C-profiel van met een ikte van.8 mm. Maatgeven voor it profiel is e vervormingen en e interactie van ruk en buiging zoner kipinstabiliteit. Als e vervormingen net voloet, blijkt in it geval ook e unity check goe te voloen. Dakgoringen De bepaling van e profieleigenschappen van e akgoringen gebeur op een gelijksoortige wijze als beschreven in paragraaf Omat e rukstaven, uit het ontwerp van e referentiehal uitgevoer in warmgewalste profielen, in het ontwerp van e referentiehal uitgevoer in kougevorme profielen komen te vervallen, moeten e akgoringen eze rukkrachten ook overbrengen. Op een zelfe manier als beschreven in paragraaf woren e profieleigenschappen bij axiale ruk bepaal, naere omschrijving hiervan wort gegeven in e bunel In- en uitvoer spreasheet eel II. Omat ter hoogte van e goot e grootste normaalkracht uit e akwinligger komt, moeten e goringen op it belastingsgeval geimensioneer woren. Op it belastingsgeval woren us alle goringen geimensioneer, it omat in vrijwel alle gevallen e instelkosten van e walslijn niet op zullen wegen tegen e kleine overimensionering van een eel van e akgoringen. Omat ter plaatse van e goot e laatste akgoring en e laatste wanregel samenkomen, wort e optreene rukkracht evenreig met e raagkracht van e onerscheien profielen vereelt. Hierbij wort e minimale rukkracht tenminste gelijk gestel aan e maximale rukkracht ie in e akgoring op kan treen ter plaatse van e mienkolom of tussenkolom. Omat ter plaatse van e aansluiting van e mienkolom aan e nok twee akgoringen aanwezig zijn, zal in e meest voorkomene gevallen e rukkracht, ie optreet ter plaatse van e mienkolom, groter zijn. Het systeem wort weergeven in figuur Cor van Zanwijk mei

144 Fig. 5.16) Het systeem van e krachtsvereling in e akwinligger Omat e akgoringen in bepaale gevallen niet exact stroken met e plaats van e gevelkolommen kan het zijn at e belasting zich enigszins vereel over meerer akgoringen. Hierin moet voorzichtig opgetreen woren om te voorkomen at e afmetingen van e akligger van het kopgevelspant bepaal woren oor e zijelingse belasting, waar ze eigenlijk niet op geimensioneer wil woren (ubbele buiging zorgt voor een grote toename van e profielafmetingen). In eze berekening woren echter 5 akgoringen toegepast zoat e kracht uit e gevelkolommen irect ingelei woren in e akgoringen. Met e gestele vormgeving blijkt at een Z-profiel van met een ikte van mm voloet aan alle gestele eisen. Wanregels in e langsgevel De wanregels woren uitgevoer als een enkelvelsligger tussen e kolommen. De wanregels woren belast op buigene momenten ten gevolge van e winbelasting, trek of ruk. Daarnaast wort e wanregel ter hoogte van e goot belast oor een normaalkracht ie gelijk is aan het restant wat niet opgenomen wort oor e akgoring ter hoogte van e goot, e methoe van vereling van eze normaalkracht wort in het hierboven staane gegeven. Voor e wanregels wort een zelfe C-profiel gebruikt als bij het ontwerp van e referentiehal uitgevoer in warmgewalste profielen, e beschrijving hiervan wort gegeven in paragraaf Als extra moet bij eze toepassing e profieleigenschappen oner ruk bepaal woren, e berekening hiervan wort gegeven in e bunel In- en uitvoer spreasheet eel II. Met e gestele eisen kan vast gestel woren at een C-profiel van met een ikte van mm voloet. Wanregels in e kopgevel De wanregels in e kopgevel kunnen op ezelfe wijze woren bepaal zoals in paragraaf is beschreven. Het C-profiel is vastgestel als met een ikte van 1.75 mm. Winverbanen De uitvoering van e iverse winverbanen gebeur op gelijksoortige wijze als beschreven in paragraaf 4.4.3, bij it ontwerp woren e winverbanstaven uitgevoer in kougevorme hoekstalen. De verere berekening hiervan wort gegeven in e bunel Inen uitvoer spreasheet eel II. Cor van Zanwijk mei

145 5.3.3 Uittrekstaat van e constructie Nu e totale staalconstructie bereken is, is het noozakelijk een samenvatting van e toe te passen materialen te maken. Deze samenvatting kan gezien woren als een uittrekstaat van e gehele staalconstructie. Onerelen ie niet in e uittrekstaat voorkomen zijn e aken gevelpanelen, euren, goten en verere kleine afwerkonerelen. Omat e uit k.g.p. geconstrueere hal ezelfe afwerkingselementen noig heeft, is het niet van invloe bij e vergelijking tussen e uit w.g.p. geconstrueere hal en e uit k.g.p. geconstrueere hal. Om een gevoel bij e kilogrammen staal te krijgen, zijn / kg voor e iverse onerelen toegevoeg, eze moeten inicatief geïnterpreteer woren omat staalprijzen sterk afhankelijk zijn van e omvang en voorwaaren waarmee ze geprouceer woren Uittrekstaat Hoofonereel Sub-onereel Profiel Lengte (m) Gewicht (kg) / kg Totaal prijs Hoofspant kolom rechts C ,6 4,40 11,45 0,645 78,34 Hoofspant kolom links C ,6 4,40 11,45 0,645 78,34 Hoofspant akligger C ,6 9,58 64,41 0, ,54 Hoofspant akligger C ,6 9,58 64,41 0, ,54 771,71 497,76 Hoofonereel Sub-onereel Profiel Lengte (m) Gewicht (kg) / kg Totaal prijs Kopgevelspant kolom rechts C ,8 4,40 3,33 0,645 15,05 Kopgevelspant kolom links C ,8 4,40 3,33 0,645 15,05 Kopgevelspant akligger C ,8 9,58 50,78 0,645 3,76 Kopgevelspant akligger C ,8 9,58 50,78 0,645 3,76 Kopgevelspant tussenkolom C ,5 6,04 55,95 0,645 36,09 Kopgevelspant tussenkolom C ,5 6,04 55,95 0,645 36,09 Kopgevelspant mienkolom C ,8 7,68 98,11 0,645 63,8 Kopgevelspant extra hoekkolom C ,5 4,40 40,76 0,645 6,9 Kopgevelspant extra hoekkolom C ,5 4,40 40,76 0,645 6,9 Kopgevelspant x winverban Hoekprofiel 40x40x3 7,53 37,1 0,645 4,00 476,95 307,63 Hoofonereel Sub-onereel Profiel Lengte (m) Gewicht (kg) / kg Totaal prijs Winverban 16x akverban Hoekprofiel 40x40x4 6,9 45,40 0,645 74,38 Winverban 8x gevelverban Hoekprofiel 40x40x4 6,66 04,61 0, ,97 630,01 406,35 Hoofonereel Sub-onereel Profiel Lengte (m) Gewicht (kg) / kg Totaal prijs Wanregel langsgevel 4x C ,00 88,96 0, ,68 Wanregel langsgevel 4x C ,00 88,96 0, ,68 Wanregel kopgevel 4+1x C ,75 18,00 41,60 0,645 71,93 Wanregel kopgevel 4+1x C ,75 18,00 41,60 0,645 71,93 Dakgoring akzije 5x Z ,00 199,96 0, ,47 Dakgoring akzije 5x Z ,00 199,96 0, , , ,18 Gewicht (kg) Cor van Zanwijk mei 006 Totaal prijs Totalen Totaal woren 7 hoofspanten toegepast 540,00 kg 3.484,9 Totaal woren kopgevelspanten toegepast 953,90 kg 615,7 144

146 89 Zie literatuurlijst [36] Version Lightweight col rolle steel construction systems Totaal aan winverbanen in ak en gevel 630,01 kg 406,35 Totaal aan hoofraagconstructie proucten 6985,91 kg 4.505,91 Gewicht (kg) Totaal prijs Totalen Totaal aan wanregels 501,13 kg 1.613,3 Totaal aan akgoringen 599,9 kg 1.676,95 Totaal aan goringen en regels 5101,05 kg 3.90,18 Totale gewicht van e constructie, exclusief verbiningsmieling en afbouwconstructie 1087 kg Totale kosten van e constructie, exclusief verbiningsmieling en afbouwconstructie (De gegeven kostprijs is momentopname en ient als inicatief beschouw te woren) Omat e gehele constructie uitgevoer wort in S355 zijn alle kiloprijzen gelijk. Voor elke hogere respectievelijk lagere staalkwaliteit gelt een procentuele stijging respectievelijk aling van e prijs Conclusie gewichtsbesparing en kostenbesparing Nu e uittrekstaat van e referentiehal uitgevoer in w.g.p. en e uittrekstaat van e referentiehal uitgevoer in k.g.p. beken zijn, kan een vergelijking gemaakt woren tussen e verhouingen van e gewichten van e hoofraagconstructies. In eze vergelijking zijn e verbiningen voor beie hallen buiten beschouwing gelaten. Deze verbiningen woren in een later staium verer onerzocht omat ze van groot belang zijn in het totaalplaatje. Verbiningen vormen een belangrijk eel van e totaalkosten omat ze soms wel 50% van e totaalkosten in zich hebben 89. Voor e referentiehal uitgevoer in w.g.p. volgen e volgene gewichten: Totaal gewicht hoofraagconstructie w.g.p kg Totaal gewicht wanregels/ goringen k.g.p kg Totaal gewicht kg Totaal prijs Voor e referentiehal uitgevoer in k.g.p. volgen e volgene gewichten: Totaal gewicht hoofraagconstructie k.g.p kg Totaal gewicht wanregels/ goringen k.g.p kg Totaal gewicht 1087 kg Totaal prijs 7796 De procentuele gewichtsbesparing op e totale constructie is: ΔGewicht ( ) TU Delft 1775 * % Hieruit kan geconclueer woren at voor eze referentiehal een groot vooreel geboekt wort als het gaat om e gewichtsbesparing. In een volgene paragraaf zullen hallen van iverse afmetingen en eisen tegen elkaar woren uitgezet om een reële vergelijking te kunnen maken voor iverse gevallen. Cor van Zanwijk mei

147 Omat e prijzen van warmgewalste profielen en e prijzen van kougevorme profielen verschillen wort ook een procentuele prijsbesparing bereken. De berekening is echter miner betrouwbaar an e gewichtsbesparingsberekening omat e prijzen van eze proucten van vele factoren afhankelijk zijn. De procentuele kostprijsbesparing op e totale constructie is: ( ) Δ Pr ijs * % Met eze conclusie mag niet gestel woren at per efinitie e nieuwe constructieve vormgeving op alle punten en in alle gevallen tot betere resultaten leit. Zoals in paragraaf 1. is opgemerkt gaat het om e gekapitaliseere kosten met betrekking tot het einprouct. Hierin zijn oner te verelen e kosten van ontwerp, van materiaal, van verbiningen, van montage, van onerhou etc. in relatie tot e constructieve prestatie. In het hier gestele wort alleen geconclueer met betrekking tot het aspect materiaalkostenbesparing. 5.4 Gewichtsvergelijkingen en prijsvergelijkingen voor iverse gevallen Om te kunnen beoorelen hoe e voorelen van kougevorme profielen als hoofraagconstructie zich verhouen ten opzichte van warmgewalste profielen als hoofraagconstructie woren iverse hallen bereken en tegen elkaar uitgezet in grafieken. In e vergelijking woren e volgene zaken aangenomen: In een vergelijkingsproceure woren voor het w.g.p. ontwerp en het k.g.p. ontwerp ezelfe stramienmaten ingevoer, en woren ezelfe afbouwproucten gebruikt. Veiligheisklasse (), wingebie (II), referentieperioe (15 jaar) en terreintype (onbebouw) woren als constante genomen in een vergelijkingsproceure. In een vergelijkingsproceure wort aangenomen at e lengte gelijk is aan twee maal e breete van e eerste vergelijking en voor elk aarop volgene vergelijking één spantafstan erbij opgetel. In een vergelijkingsproceure wort aangenomen at e nokhoogte gelijk is aan 4/9 van e overspanning en e akhelling gelijk is aan 0. In een vergelijkingsproceure wort gestel at e spantafstan voor beie ontwerpen gelijk moet zijn, it behoeft niet in alle gevallen tot het meest optimale te leien maar geeft wel een consistent vergelijkingsbeel. Voor e kougevorme proucten gelt als bovengrens 90 at e kooibreete niet groter mag zijn an 758 mm en e plaatikte niet groter mag zijn an 8 mm. De vergelijking moet resulteren in twee grafieken: een grafiek met aarin e overspanning uitgezet tegen het gewicht, een grafiek met aarin e overspanning uitgezet tegen e kosten Vergelijkingsproceure 1 In eze vergelijking woren e volgene parameters vast gestel: Gebouw is open Spantafstan is 5 meter Alle warmgewalste profielen S35, alle kougevorme profielen S Dit zijn e beperkingen van e beschikbare walslijn, inien een anere walslijn wort gebruikt is het mogelijk grotere afmetingen te gebruiken. Cor van Zanwijk mei

148 Absolute gewichtsvergelijking Lightweight col rolle steel construction systems Breete Lengte hnok hgoot akhelling Spantafst Gewicht (w.g.p.) Gewicht (k.g.p.) (m) (m) (m) (m) ( ) (m) (kg) (kg) Vergelijking ,00 4,44, Vergelijking 11 5,00 4,89, Vergelijking ,00 5,33 3, Vergelijking ,00 5,78 3, Vergelijking ,00 6, 3, Vergelijking ,00 6,67 3, Vergelijking ,00 7,11 4, Vergelijking ,00 7,56 4, Vergelijking ,00 8,00 4, Vergelijking ,00 8,44 4, Vergelijking ,00 8,89 5, Vergelijking ,00 9,33 5, Vergelijking 13 80,00 9,78 5, Vergelijking ,00 10, 6, Vergelijking ,00 10,67 6, Vergelijking ,00 11,11 6, Gewicht (kg) Gewichtsvergelijking (open hal) Overspanning (m) Fig. 5.17) Absolute gewichtsvergelijking in proceure 1 Gewicht (w.g.p.) Gewicht (k.g.p.) Trenlijn Gewicht (w.g.p.) Trenlijn Gewicht (k.g.p.) In e tabel woren e berekenene gewichten gegeven, eze zijn bepaal met behulp van e geschreven spreasheets. Omat het bij warmgewalste profielen voor kan komen at een profiel net niet voloet, kan it betekenen at een volgen, zwaarer profiel moet woren toegepast, wat tot boven gemiele vergroting van het totale gewicht kan leien. Het kan ook voorkomen at bij e berekening van een kougevorm constructieonereel niet het meest optimale profiel wort bepaal, hieroor kan eveneens een boven gemiele vergroting van het totale gewicht optreen. Om eze twee reenen is een trenlijn in e grafiek uitgezet ie eze verschillen afvlakt. De onerstaane prijsvergelijking is op ezelfe wijze bepaal als e gewichtsvergelijking. Zoals opgemerkt in paragraaf is eze prijsvergelijking sterk afhankelijk van e markt. Onanks eze marktafhankelijkhei kan er wel waare aan e vergelijking gehecht woren omat e prijsvergelijking op een gelijk tijstip wort gemaakt. Cor van Zanwijk mei

149 Absolute prijsvergelijking Breete Lengte hnok hgoot akhelling Spantafst Prijs (w.g.p.) Prijs (k.g.p.) (m) (m) (m) (m) ( ) (m) ( ) ( ) Vergelijking ,00 4,44, Vergelijking 11 5,00 4,89, Vergelijking ,00 5,33 3, Vergelijking ,00 5,78 3, Vergelijking ,00 6, 3, Vergelijking ,00 6,67 3, Vergelijking ,00 7,11 4, Vergelijking ,00 7,56 4, Vergelijking ,00 8,00 4, Vergelijking ,00 8,44 4, Vergelijking ,00 8,89 5, Vergelijking ,00 9,33 5, Vergelijking 13 80,00 9,78 5, Vergelijking ,00 10, 6, Vergelijking ,00 10,67 6, Vergelijking ,00 11,11 6, Prijs (euro's) Prijsvergelijking (open hal) Overspanning (m) Fig. 5.18) Absolute prijsvergelijking in proceure 1 Prijs (w.g.p.) Prijs (k.g.p.) Trenlijn Prijs (w.g.p.) Trenlijn Prijs (k.g.p.) Omat in e gewichtsvergelijking en e prijsvergelijking een toename van e lengte van e hal is toegepast, is er een relatief sterke stijging van het gewicht en van e prijs te zien. Om het beel uielijker te maken wort aarom een procentuele vergelijking gemaakt voor het gewicht en e prijs van e uit warmgewalste profielen uitgevoere hal ten opzicht van e uit kougevorme profielen uitgevoere hal. Procentuele gewichtsvergelijking en prijsvergelijking Overspanning % Gewicht -4% -30% -33% -35% -3% -34% -39% -3% % Kosten -48% -51% -53% -55% -53% -54% -58% -53% Overspanning % Gewicht -35% -34% -34% -31% -37% -33% -6% -31% % Kosten -54% -54% -54% -5% -59% -56% -51% -54% Cor van Zanwijk mei

150 Procentuele gewichtsafname w.g.p. k.g.p. Gewichtsafname (%) 0% -5% -10% -15% -0% -5% -30% -35% -40% -45% Overspanning (m) Procentuele gew ichtsafname w.g.p. k.g.p. Fig. 5.19) Procentuele gewichtsvergelijking in proceure 1 Prijsafname (%) 0% -10% -0% -30% -40% -50% -60% -70% Procentuele prijsafname w.g.p. k.g.p. Trenlijn Gew ichtsafname w.g.p. k.g.p Procentuele prijsafname w.g.p. k.g.p. Fig. 5.0) Procentuele prijsvergelijking in proceure 1 Overspanning (m) Trenlijn Prijsafname w.g.p. k.g.p. Omat voor e kougevorme profielen een bovengrens van 758 mm kooibreete en een maximale ikte van 8 mm gelt, is het niet mogelijk overspanningen groter an 5 m te realiseren bij e vastgestele voorwaaren. Met eze twee grafieken van e procentuele afname van het gewicht en e prijs van k.g.p. ten opzichte van w.g.p. is te conclueren at een kleine stijging van e afname optreet naarmate e overspanning (oftewel toename van eigengewicht) toeneemt Vergelijkingsproceure In eze vergelijking woren e volgene parameters vast gestel: Gebouw is gesloten Spantafstan is 5 meter Alle warmgewalste profielen S35, alle kougevorme profielen S355 Cor van Zanwijk mei

151 Absolute gewichtsvergelijking Breete Lengte hnok hgoot akhelling Spantafst Gewicht (w.g.p.) Gewicht (k.g.p.) (m) (m) (m) (m) ( ) (m) (kg) (kg) Vergelijking ,00 4,44, Vergelijking 11,00 4,89, Vergelijking 3 1 4,00 5,33 3, Vergelijking ,00 5,78 3, Vergelijking ,00 6, 3, Vergelijking ,00 6,67 3, Vergelijking ,00 7,11 4, Vergelijking ,00 7,56 4, Vergelijking ,00 8,00 4, Vergelijking ,00 8,44 4, Vergelijking ,00 8,89 5, Vergelijking 1 1 4,00 9,33 5, Vergelijking 13 44,00 9,78 5, Vergelijking ,00 10, 6, Vergelijking ,00 10,67 6, Vergelijking ,00 11,11 6, Gewicht (kg) Gewichtsvergelijking (gesloten hal) Overspanning (m) Fig. 5.1) Absolute gewichtsvergelijking in proceure Gewicht (w.g.p.) Gewicht (k.g.p.) Trenlijn Gewicht (w.g.p.) Trenlijn Gewicht (k.g.p.) Ook eze tabellen zijn bepaal met behulp van e geschreven spreasheets. De kleine verschillen ie op kunnen treen bij e berekening woren afgevlakt oor e trenlijn voor beie afzonerlijke constructiemethoen. Er is gekozen voor e vergelijking tussen een open en een gesloten hal, om tevens te kunnen bezien wat e effecten zijn van het open en gesloten berekenen van hallen voor w.g.p. en k.g.p. De resultaten van eze vergelijking woren in paragraaf geven. Cor van Zanwijk mei

152 Absolute prijsvergelijking Breete Lengte hnok hgoot akhelling Spantafst Prijs (w.g.p.) Prijs (k.g.p.) (m) (m) (m) (m) ( ) (m) ( ) ( ) Vergelijking ,00 4,44, Vergelijking 11 5,00 4,89, Vergelijking ,00 5,33 3, Vergelijking ,00 5,78 3, Vergelijking ,00 6, 3, Vergelijking ,00 6,67 3, Vergelijking ,00 7,11 4, Vergelijking ,00 7,56 4, Vergelijking ,00 8,00 4, Vergelijking ,00 8,44 4, Vergelijking ,00 8,89 5, Vergelijking ,00 9,33 5, Vergelijking 13 80,00 9,78 5, Vergelijking ,00 10, 6, Vergelijking ,00 10,67 6, Vergelijking ,00 11,11 6, Prijs (euro's) Prijsvergelijking (gesloten hal) Overspanning (m) Fig. 5.) Absolute prijsvergelijking in proceure Prijs (w.g.p.) Prijs (k.g.p.) Trenlijn Prijs (w.g.p.) Trenlijn Prijs (k.g.p.) Om ook in it geval het beel uielijker te maken wort een procentuele vergelijking gemaakt voor het gewicht en e prijs van e uit warmgewalste profielen uitgevoere hal ten opzicht van e uit kougevorme profielen uitgevoere hal. Procentuele gewichtsvergelijking en prijsvergelijking Overspanning % Gewicht % Kosten Overspanning % Gewicht % Kosten Cor van Zanwijk mei

153 Procentuele gewichtsafname w.g.p. k.g.p. Gewichtsafname (%) Overspanning (m) Procentuele gew ichtsafname w.g.p. k.g.p. Fig. 5.3) Procentuele gewichtsvergelijking in proceure Prijsafname (%) Procentuele prijsafname w.g.p. k.g.p. Trenlijn Gew ichtsafname w.g.p. k.g.p Fig. 5.4) Procentuele prijsvergelijking in proceure Overspanning (m) Procentuele prijsafname w.g.p. k.g.p. Trenlijn Prijsafname w.g.p. k.g.p. Met eze twee grafieken van e procentuele afname van het gewicht en e prijs van k.g.p. ten opzichte van w.g.p. is te conclueren at een kleine stijging van e afname optreet naarmate e overspanning toeneemt. Een afwijken verschijnsel treet op bij e overspanning van meter en bij e overspanning van 4 meter waar respectievelijk een grote en kleine afname is te constateren. Dit wort veroorzaakt oor e twee eerer genoeme facetten, namelijk at het w.g.p. net niet voloet in het ene geval en net wel voloet in het anere geval en e omat het k.g.p. niet voloene scherp of juist heel scherp bepaal is. Omat bij grotere overspanningen grotere profielen toegepast moeten woren, en eze profielen in e hogere categorie grotere sprongen qua afmetingen maken (bijvoorbeel IPE 400 IPE 450), zijn e verschillen al snel aanzienlijk Vergelijking tussen open en gesloten hal Met eze twee vergelijkingsproceures, met elk e berekening van 3 hallen, is het mogelijk het verschil in gewicht en prijs van e hoofraagconstructie te bepalen bij het rekenen als open hal of als gesloten hal. Omat bij e prijsbepaling van w.g.p. e prijs afhankelijk is van het profiel, kan e procentuele gewichtsbesparing aners zijn an e procentuele prijsbesparing, it in tegenstelling tot k.g.p. omat voor eze proucten gereken wort met een stanaar tonnageprijs voor e gekozen staalkwaliteit. Cor van Zanwijk mei

154 Gewichtsafname en prijsafname open hal gesloten hal (w.g.p.) Breete (w.g.p.) open (w.g.p.) gesloten Gewichtsafname (w.g.p.) open (w.g.p.) gesloten Prijsafname (m) (kg) (kg) (%) ( ) ( ) (%) Vergelijking ,5% ,3% Vergelijking ,6% ,% Vergelijking ,% ,% Vergelijking ,3% ,0% Vergelijking ,5% ,% Vergelijking ,0% ,8% Vergelijking ,3% ,0% Vergelijking ,1% ,5% Vergelijking ,4% ,4% Vergelijking ,0% ,1% Vergelijking ,7% ,0% Vergelijking ,8% ,3% Vergelijking ,0% ,4% Vergelijking ,9% ,3% Vergelijking ,8% ,9% Vergelijking ,7% ,9% Gewichtsafname (%) 0,0% -1,0% -,0% -3,0% -4,0% -5,0% -6,0% Procentuele gewichtsafname open gesloten (w.g.p.) Overspanning (m) Procentuele gewichtsafname open gesloten Fig. 5.5) Procentuele gewichtsafname open gesloten (w.g.p.) Prijsafname (euro's) 0,0% -1,0% -,0% -3,0% -4,0% Procentuele prijsafname open gesloten (w.g.p.) Trenlijn procentuele gewichtsafname ,0% Overspanning (m) Procentuele prijsafname open gesloten Trenlijn Prijsafname Fig. 5.6) Procentuele prijsafname open gesloten (w.g.p.) Cor van Zanwijk mei

155 Door e grote schaalvereling is een grillig verloop van e vergelijking zichtbaar in e grafieken. Met e trenlijnen is zichtbaar gemaakt at e resultaten tussen e.0% en 4.5% voor e gewichtsbesparing en tussen e 1.3% en 3.4% voor e prijsbesparing schommelen. Het grillige verloop wort veroorzaakt oor het niet optimaal berekenen in alle gevallen en oor e profieltype ineling. Het blijkt at het gewicht gemiel 3.3% afneemt en e prijs gemiel.3%. Hieruit kan geconclueer woren at e gevolgen van het open berekenen van een hal slechts kleine gewichts- en prijsverhoging tot gevolg heeft ten opzichte van het gesloten berekenen. Uiteraar gelen eze resultaten alleen voor e hier gestele voorwaaren, bij anere voorwaaren kunnen anere einresultaten gevonen woren. Gewichtsafname en prijsafname open hal gesloten hal (k.g.p.) Breete (k.g.p.) open (k.g.p.) gesloten Gewicht (k.g.p.) open (k.g.p.) gesloten Prijs (m) (kg) (kg) (%) ( ) ( ) (%) Vergelijking ,7% ,7% Vergelijking ,% ,% Vergelijking ,4% ,4% Vergelijking ,6% ,6% Vergelijking ,5% ,5% Vergelijking ,% ,% Vergelijking ,7% ,7% Vergelijking ,6% ,6% Vergelijking ,5% ,5% Vergelijking ,8% ,8% Vergelijking ,1% ,1% Vergelijking ,5% ,5% Vergelijking ,7% ,7% Vergelijking ,9% ,0% Vergelijking ,3% ,3% Vergelijking ,4% ,4% Gewichtsafname (%) 0,0% -1,0% -,0% -3,0% -4,0% -5,0% -6,0% Procentuele gewichtsafname open gesloten (k.g.p.) Overspanning (m) Procentuele gewichtsafname open gesloten Fig. 5.7) Procentuele gewichtsafname open gesloten (k.g.p.) Trenlijn Gewichtsafname Cor van Zanwijk mei

156 Procentuele prijsafname open gesloten (k.g.p.) 0,0% Gewichtsafname (%) -1,0% -,0% -3,0% -4,0% -5,0% -6,0% Overspanning (m) Procentuele prijsafname open gesloten Fig. 5.8) Procentuele prijsafname open gesloten (k.g.p.) Cor van Zanwijk mei 006 Trenlijn Prijsafname De vergelijking tussen open en gesloten bij toepassing van k.g.p. toont een miner grillig verloop an voor w.g.p. it wort veroorzaakt oor e grotere vrijhei om optimaal te imensioneren. De optreene maxima lijken erg groot maar zijn slechts gering. Uit e grafieken is op te maken at e gewichtsafname schommelt tussen e 3.8% en 4.5%. Voor e prijsafname is eze schommeling uiteraar gelijk omat e prijs irect gerelateer is aan het gewicht omat er slechts één staalkwaliteit wort toegepast. Conclusie Geconclueer kan woren at er een gewichtsafname en een prijsafname van gemiel 4.1% optreet, iets meer an voor w.g.p. wat te verklaren is oor e meer optimale wijze van construeren met k.g.p Conclusie vergelijkingsproceures Voor het totale vergelijkingsproces zijn 64 hallen oorgereken met e eerer geschreven spreasheets. Met eze sheets is het mogelijk om op relatief eenvouige wijze een hal te berekenen met welke afmetingen an ook. Hoewel e berekening altij op ezelfe wijze wort uitgevoer, kan het gebeuren at bij een bepaale berekening niet e meest optimale profielafmetingen woren gekozen (it gelt alleen voor e kougevorme profielen omat voor warmgewalste profielen e afmetingen in ie zin vastliggen). Deze effecten zijn relatief goe zichtbaar in e grafieken waarin e procentuele afnamen wort gepresenteer. Inien eze afwijkingen woren omgereken naar kilo s blijken ze in e ore van 00 kilo te liggen, wat us heel gering is ten opzichte van het totale gewicht. Uit eze grafieken kan geconclueer woren at e procentuele gewichts- en prijsafname toeneemt voor kougevorme profielen maar juist afneemt voor warmgewalste profielen naar mate e overspanning groter wort. De oorzaak hiervan is at e vervormingen van het hoofspant (hoofspant heeft e grootste invloe op het totaal gewicht) maatgeven is voor e imensionering. Voor grotere profielhoogte is het kougevorme profiel beter af te stemmen op e vereiste capaciteiten an het warmgewalste profiel. TU Delft In vergelijkingsproceure 1 blijkt een gemiele afname van het gewicht van 33% en een gemiele afname van e prijs van 54%. Wort it vergelijken met vergelijkingsproceure an blijkt at hier een gemiele afname van het gewicht van 33% optreet en een gemiele afname van e prijs van 55%. Hieruit volgt at het open of gesloten berekenen en vergelijken van w.g.p. ten opzicht van k.g.p. geen invloe heeft op e procentuele verschillen. Version 155

157 Hoewel het geheel niet als een optimalisatieprobleem is uitgewerkt, wort niet verwacht at e berekenen procentuele afnamen sterk zullen variëren inien e spantafstan en staalkwaliteit ook als variabelen in het vergelijkingsproces woren meegenomen. Dit wort niet verwacht omat e warmgewalste profielen in e meest voorkomene gevallen uitgevoer 91 woren in S35 en aaroor veel goekoper zijn an in e uitvoering S355. (S355 is 0 à 5% uurer an S35 voor warmgewalste profielen) Bij e berekening van het hoofspant blijkt at e vervormingen van het hoofspant in alle gevallen maatgeven is voor e imensionering van het profiel. Hieruit kan geconclueer woren at het verhogen van e staalkwaliteit, gezien e extra kosten, geen vooreel oplevert voor e hoofconstructie, omat e vervormingen niet afhankelijk zijn van e staalkwaliteit. De verhoging van e staalkwaliteit voor e verbiningen heeft naar verwachting geen positieve invloe gezien het grote procentuele prijsverschil tussen e twee voornoeme staalkwaliteiten. Een vergroting van e spantafstan wort niet als meer renabel verwacht inien gelet wort op e gewichtsvereling hoofraagconstructie afbouwconstructie elementen (75% - 5%). Verwacht wort at het aaneel van e afbouwconstructie elementen an sterker zal toenemen in een constructieve vormgeving zoals hier gegeven. Het is echter niet op voorhan te conclueren wat e optimale verhouing is tussen het gewicht van e hoofraagconstructie en het gewicht van e afbouwconstructie omat eze verhouing onermeer afhankelijk is van e prijsverhouingen tussen w.g.p. en k.g.p. en e prijsverhouing voor e verbiningen van w.g.p. ten opzichte van k.g.p. Inien op it punt een kostenbesparing verwacht wort, is het noozakelijk het gehele systeem in een optimalisatieprobleemstelling te beschreven, it wort echter in it afstueeronerzoek buiten beschouwing gelaten. Opgemerkt kan woren at meestentijs e opzet van e hoofraagconstructie groteneels bepaal wort oor e maatvoering van e afbouwelementen. Normaliter wort er moulair gebouw, wat beteken at e afstanen allemaal veelvouen van 0.60 meter zijn. De afstan van e hoofspanten is echter in it afstueeronerzoek vastgestel op het vaker toegepaste minimum van vijf meter omat aners een overspanning van 5 meter niet gehaal wort bij e gelene ranvoorwaaren voor plaatikte en plaatbreete. Sterke variatie wort ook niet verwacht bij e toepassing van kougevorme profielen omat e prijsmarge tussen S35 en S355 slechts 7% beraagt. Bij goee imensionering van het profiel is het in alle berekene gevallen mogelijk e maximale unity check waare 0.90 à 1.0 te stellen als e maximale vervorming bereikt wort. Naast it gegeven blijkt uit paragraaf 6.5. at e capaciteit van e verbining met 4% afneemt inien S35 wort toegepast in plaat van S355. Inien nog hogere sterkteklassen woren toegepast, bijvoorbeel S40, zal op een an naer te bepalen punt blijken at e unity checks usanig laag woren in verhouing tot e grens van e maximale vervorming, at het niet meer renabel blijkt om S40 toe te passen. Als e optimale keuze bepaal moet woren, is het belangrijk e etaillering van e verbiningen mee te nemen in e afweging van e staalkwaliteit. De optimalisatie van eze problematiek is nog meer complex inien ook meegenomen wort at e assemblagekosten toe zullen nemen bij een afname van e staalkwaliteit omat er in at geval ook meer verbiningsmielen moeten woren toegepast. Voor eze problematiek is het goe om een uitgebreie optimalisatieprobleemstelling op te stellen waarbij e ranvoorwaaren op een eenuiig wijze kunnen woren ingevoer. Deze optimalisatie wort echter niet behanel in it afstueeronerzoek. Voor e verhouing tussen hoofraagconstructie afbouwconstructie gelt een verhouing van 60% staat tot 40%. Inien e spantafstan vergroot wort, is een overspanning van 5 meter niet meer haalbaar 91 Voor gemiele bouwwerken wort altij geprobeer S35 toe te passen omat eze staalkwaliteit in veel groter oplagen geprouceer wort en aaroor veel goekoper is. Cor van Zanwijk mei

158 omat e prouctie van het hoofspant beperkt is qua plaatbreete en plaatikte. Voor kleiner overspanningen kan onerzocht woren of het renabel is e spanten verer uit elkaar te plaatsen, hierbij moet in acht genomen woren at e maximale vervormingen eerer bereikt zullen zijn an e maximale waare van e unity check wat us beteken at het profiel niet optimaal is vormgegeven. Inien het niet optimaal vormgegeven profiel in een lager staalkwaliteit wort uitgevoer zal wel e maximale unity check gehaal woren maar treen er problemen op in e verbiningen. Uit eze zaken blijkt at het moeilijk vast te stellen is welke spantafstan het beste toegepast kan woren. Daarom is bij e vormgeven van e referentiehal uitgegaan van e afbouwelementen. De afbouwelementen (sanwichpanelen) hebben een werkene breete van 1 meter. Met een spantafstan van 5 meter en raamconstructies van 3 meter kunnen eenvouige, symmetrische systeemmaten woren gebruikt. Verer blijkt uit iverse praktijkvoorbeelen at een spantafstan van 5 meter een veel toegepaste maat is. Inien e optimale punten opgezocht moeten woren is het verstanig een optimalisatieprobleemstelling voor zowel e spant- goring- en regelafstanen te schrijven zoat het eenvouig en op inzichtelijke wijze is vast te stellen wanneer en oner welke omstanigheen welke spantafstan optimaal is. Dit onerzoek wort echter niet beschreven in it afstueeronerzoek. 5.5 Conclusie Uit e voorgaane paragrafen kan geconclueer woren at e kougevorme profielen een goee concurrent zijn van e warmgewalste profielen. Aangetoon is at e profielen lichter en goekoper zijn. De reuctie van e massa heeft niet alleen een positieve invloe op e reuctie van e materiaalkosten maar ook een positieve invloe op e reuctie van e kosten bij assemblage. Door e coils vooraf te galvaniseren is er een reuctie op e nabehanelingskosten van het oppervlak te realiseren. Praktisch gezien zal blijken at het galvaniseren van gefabriceere staalconstructies uurer zal zijn an het gegalvaniseer inkopen van coils. Het gegalvaniseren van een constructie geeft een garantie voor een lange levensuur en geeft e constructie een esthetisch mooi uiterlijk. Bij e etaillering van e verbiningen in hoofstuk 6 blijkt at e prouctie van e profielen en e prouctie van e verbiningen in één walsproces kunnen plaatsvinen. Hieroor woren e prouctiekosten van e kougevorme profielen in verhouing tot e prouctiekosten van e warmgewalste profielen sterk gereuceer. Met een goee etaillering wort e flexibiliteit van e constructie vergroot. Door het elimineren van lasverbiningen is het mogelijk e constructie te emonteren en elers op te bouwen, ook it facet geeft e kougevorme profielen een versterking van haar concurrentiepositie. Met e geschreven spreasheet woren e kosten voor e berekening van e gehele constructie geminimaliseer. Het grote naeel van e toepassen van kougevorme profielen is e bewerkelijkhei van e berekeningen. Door e spreasheet is het mogelijk voor e gestanaariseere constructie een snelle en efficiënte constructieberekening te maken. Door eze berekeningsmethoiek kan het kougevorme profiel ook op it gebie concurreren met e warmgewalste profielen. Cor van Zanwijk mei

159 6. Verbiningen De verbiningen vormen een belangrijk onereel van e constructie. Niet alleen met het oog op e constructieve eigenschappen, maar vooral ook in verban met e fabricageen assemblagekosten. Voor e verbining van kougevorme profielen staan uiteenlopene bevestigingstechnieken en verbiningsmogelijkheen ter beschikking. In it hoofstuk woren iverse mogelijkheen besproken en afgewogen. De juiste keuze volgt uit e afweging van e eigenschappen van e verbining tegen e gestele eisen. 6.1 Verbiningen algemeen De in hoofstuk 5 geimensioneere constructie heeft zeven belangrijke verbiningstypen, it zijn: Verbining van e kolomvoet aan e funering (in vervolg voetverbining) Verbining van e kolom aan e akligger (in vervolg knieverbining) Verbining van e ene akligger aan e anere akligger (in vervolg nokverbining) Verbining van e winverbanstaaf aan kolom of akligger Verbining van akgoring aan akligger Verbining van wanregel aan kolom Verbiningen in e kopgevel Deze zeven verbiningstypen zijn usanig onerscheien van elkaar at ze als afzonerlijke onerelen behanel ienen te woren. Dit onerschei volgt uit e belasting op e verbining, (normaalkracht, warskracht, moment of combinaties hiervan) en e manier van verbinen (star, flexibel of scharnieren verbonen). De verbiningsstijfhei kan woren uitgerukt in e verhouing tussen e hoekverraaiing en het optreene moment / maximaal opneembare moment. Dit resulteert in een moment-rotatie iagram zoals weergegeven 9 in figuur 6.1. Fig. 6.1) Moment-rotatie iagram TU Delft Om een verbining te creëren zijn er iverse bevestigingstechnieken beschikbaar 93. De juiste keuze wort bepaal oor e afweging van e eigenschappen van e verschillene bevestigingstechnieken tegen e eisen ie voor een concrete toepassing gelen. 9 Zie literatuurlijst [1] 93 Zie literatuurlijst [37] Version Cor van Zanwijk mei

160 De mogelijke verbiningsmielen zijn te onerscheien in zes groepen namelijk: 1. Bouten Niet voorgespannen bouten Voorspanbouten Huckbolt Felsmoer Inslagmoer Blinklinkmoer. Plaatschroeven Draavormen Draasnijen Zelfboren Slagschroeven 3. Klinkverbining Klinknagels Blinklinknagels 4. Lijmen Alleen lijmen Lijmen in combinatie met bouten, schroeven 5. Lassen Weerstanlassen (puntlassen, projectielassen) Smeltlassen (elektroe, autogeen, stiftlassen) 6. Bijzonere typen Schietnagels Felzen of klemmen Soleren Nieten In figuur 6. t/m 6.5 zijn enkele verbiningsmielen weergegeven. Fig. 6.) Verbiningstechniek bouten (v.l.n.r.) zeskantbout, slotbout, huckbolt, inslagmoer, blinklinkmoer Fig. 6.3) Verbiningstechniek plaatschroeven (v.l.n.r.) raavormen, raasnijen, zelfboren, slagschroef Cor van Zanwijk mei

161 Fig. 6.4) Verbiningstechniek klinkverbining (v.l.n.r.)klinknagel, blinklinknagel of popnagel Fig. 6.5) Verbiningstechniek bijzonere typen (v.l.n.r.) lichte, glae en zware schietnagel, nieten Voor e belangrijkste verbiningstypen, zoals bouten en plaatschroeven, zijn uniforme voorschriften en rekenregels opgestel. (TGB 1990) Echter gelen eze voorschriften niet voor profielen uit unne plaat 94. Voor unne plaat kunnen afwijkene verbiningsmielen gebruikt woren vanwege e eenvou van uitvoering en assemblage. Ook als wel ezelfe typen woren gebruikt, zijn e bestaane voorschriften niet zonermeer bruikbaar, aar e unne te verbinen plaatelen bijvoorbeel betrekkelijk gemakkelijk kunnen vervormen, waaroor anere bezwijkvormen kunnen optreen an bij ikwanig materiaal. 6. Eisen voor verbiningen De verbiningen moeten in het algemeen voloen aan een aantal eisen 95 ie afhankelijk van e toepassing meer of miner belangrijk zijn. De eisen zijn op te splitsen in e volgene twee categorieën: 1. Constructieve eisen Sterkte Stijfhei Vervormingscapaciteit. Niet constructieve eisen Kosten van fabricage en assemblage Duurzaamhei Esthetica (in bijzonere gevallen) A 1) De eisen van sterkte en stijfhei zijn vanzelfspreken en volgen kwantitatief uit e statische berekening. Voor ieere verbining kan een karakteristieke waare van e sterkte bepaal woren oor miel van een berekening of oor proeven. De sterkte van e verbining kan woren beïnvloe oor e afmetingen van e te verbinen profielen, e staalkwaliteit en e verbiningsmielen. De stijfhei van e verbining beïnvloe e stijfhei van e gehele constructie of van onerelen aarvan en is als zoanig van belang. In bepaale gevallen kan e stijfhei bovenien van invloe zijn op e krachten ie op een verbining werken. (bijvoorbeel verbiningen van kipsteunen en stabiliteitsverbanen) De vervormingscapaciteit is vooral van belang voor verbiningen in statisch onbepaale constructies omat hier in e regel geen of weinig rekening wort gehouen met steunpuntzetting, temperatuurzetting, assemblage afwijkingen en ergelijke. Plaatselijke overbelasting van een verbining, als gevolge van e voornoeme verschijnselen, kan TU Delft 94 Zie literatuurlijst [37] 95 Zie literatuurlijst [38] Version Cor van Zanwijk mei

162 96 Zie literatuurlijst [37] Version Lightweight col rolle steel construction systems woren voorkomen als e verbining voloene plastisch kan vervormen. De bezwijklast van e constructie wort an oor e genoeme verschijnselen niet beïnvloe. Dit gelt ook voor e toegepaste schematisering van e constructie. Er wort gereken met een scharnier terwijl in werkelijkhei min of meer een inklemming wort gerealiseer. Door eze stijfhei woren secunaire momenten geïntrouceer ie slechts mogen woren verwaarloos als e verbining voloene vervormingscapaciteit bezit. A ) Ten aanzien van eze eisen kan in e eerste plaats woren opgemerkt at e prijs van e verbiningsmielen een belangrijk punt is. Echter zijn vaak e gebruikseisen en bevestigingsproceures belangrijker 96. In sommige gevallen zal een verbining geurene zijn levensuur één of meerer malen uit elkaar gehaal moeten woren. In at geval zal e assemblage- en e emontagemogelijkhei bepalen zijn voor e keuze van het meest geschikte verbiningsmiel. Het aantal losse onerelen en e bereikbaarhei van een verbining kan ook van belang zijn bij eze assemblage-, an wel emontagetij. Erg belangrijk is e vakbekwaamhei bij het aanbrengen van e verbining. Uit e praktijk blijkt at e verbiningen tamelijk vaak slorig woren aangebracht waaroor een rastische verminering van e sterkte optreet. De keuze van het verbiningsmiel wort ook sterk bepaal oor e omstanigheen van het omgevingsmilieu waaraan e constructie wort blootgestel. Geacht moet woren aan temperatuurwisselingen, vochtighei en e aanwezighei van chemische stoffen. 6.3 Bezwijkmechanismen Voor alle stiftachtige verbiningen zijn vijf bezwijkvormen mogelijk. Oner stiftachtige verbiningen wort verstaan een verbining met bouten, schroeven, nieten, schietnagels, klinknagels en ergelijke. De optreene bezwijkvorm is afhankelijk van e optreene belasting, het moeermateriaal en het verbiningsmateriaal. De vijf bezwijkvormen woren kort in het navolgene besproken. De kenmerken van e bezwijkvormen woren algemeen aan e ore gestel, het moge uielijk zijn at elk verbiningsmiel afzonerlijke, karakteristieke eigenschappen en eisen heeft. 1. Afschuiving van plaatmateriaal. Bij eze bezwijkvorm blijft het verbiningsmiel, tot het bezwijken, praktisch loorecht op het plaatmateriaal. Vlak tegen het volleig bezwijken scheurt het plaatmateriaal enigszins schuin uit. Vanzelfspreken is at voor eze bezwijkvorm e bezwijklast evenreig is met e ranafstan. De bezwijkvorm wort geïllustreer in figuur 6.6. TU Delft Fig. 6.6) Afschuiving van plaatmateriaal. Stuik van het plaatmateriaal. Het plaatmateriaal stuikt op voor het verbiningsmiel waarna het uitscheurt langs twee uielijke schuine vlakken. In sommige gevallen kan het gebeuren at het verbiningsmiel verraait, en kan het gebeuren at het verbiningsmiel oor e plaat wort getrokken in e loorechte richting. Voor eze laatste bezwijkvorm gelt at e bezwijkkracht onafhankelijk is van e ranafstan. De eerste bezwijkvorm wort geïllustreer in figuur 6.7. Cor van Zanwijk mei

163 Fig. 6.7) Stuik van het plaatmateriaal 3. Bezwijken van netto oorsnee. Deze bezwijkvorm wort gekenmerkt oor het inscheuren van het materiaal loorecht op e belastingsrichting. Als e steek van e verbiningsmielen klein is, is e maatgevene spanning over e netto oorsnee gelijk aan e vloeispanning. Als aarentegen e onerlinge afstan groot is, zal als gevolg van e grote geconcentreere krachten, scheurvorming naast het gat optreen voorat e vloeispanning in e gehele netto oorsnee is bereikt. Dit verschijnsel is afhankelijk van e verhouing tussen e kracht in het verbiningsmiel en e kracht in het plaatmateriaal. De bezwijkvorm wort geïllustreer in figuur 6.8. Fig. 6.8) Bezwijken van netto oorsnee 4. Afschuiving verbiningsmateriaal. De afschuiving van een bout vint plaats bij een gemiele schuifspanning in e bout van 0.7 maal e treksterkte van het boutmateriaal. Kenmerken voor eze bezwijkvorm zijn e relatief kleine vervormingen bij breuk, it wil us zeggen een kleine vervormingscapaciteit. De bezwijkvorm wort geïllustreer in figuur 6.9. Fig. 6.9) Afschuiving van plaatmateriaal 5. Bezwijken van verbiningsmateriaal. Deze bezwijkvorm is zeer eenvouig, het verbiningsmiel bezwijkt als e optreene trekkracht groter is an e maximaal opneembare kracht van e netto oorsnee van het verbiningsmiel. De bezwijkvorm wort geïllustreer in figuur Fig. 6.10) Bezwijken van verbiningsmiel Voor e verbiningen oor miel van lassen, soleren en lijmen zijn slechts twee bezwijkvormen mogelijk namelijk het bezwijken van e las c.q. lijm of het bezwijken van het plaatmateriaal. Cor van Zanwijk mei

164 6.4 Regels voor berekenen en ontwerpen van verbiningen De rekenwaaren voor e sterkte van een verbining kunnen woren bepaal met e formules in e NEN 6770, e NEN 677 en e NEN In eze normen woren tevens regels gegeven voor e minimale en maximale ran- en steekafstanen. In het algemeen kan gestel woren at e verbining zoanig ontworpen moet zijn at e vervormingen, ten gevolge van e tweee ore effecten, geen ontoelaatbare extra krachten in e verbiningsmielen geeft. Een voorbeel hiervan wort gegeven in figuur Fig. 6.11) Invloe van e etaillering van een verbining op e vervorming De volgene eisen woren gestel per verbiningsmiel: 97 Bouten Er moeten minimaal twee bouten in een verbining woren toegepast. Plaatschroeven Inien e te verbinen platen van verschillene ikte zijn, moet e schroefkop tegen e unste plaat woren geplaatst. Krachten in e lengterichting van e schroef moet woren vermeen. Bij e berekening mogen niet meer an zes schroeven in rekening woren gebracht, tenzij e belasting gelijkmatig vereel wort langs e rij schroeven. De iameter voor het voorboren van het gat waarin het schroefraa wort gevorm, moet woren gekozen in overeenstemming met e NEN Bij het aanraaien van e schroef mag het aanraaimoment niet hoger zijn an 40% van het proefonervinelijk vastgestele bezwijkmoment, it kan bezwijken van e raa of afraaien van e kop zijn. Blinklinknagels Inien e te verbinen platen van verschillene ikte zijn, moet e voorgevorme kop tegen e unste plaat woren geplaatst. Krachten in e lengterichting van e nagel moet woren vermeen. Bij e berekening mogen niet meer an zes nagels in rekening woren gebracht, tenzij e belasting gelijkmatig vereel wort langs e rij nagels. TU Delft Lijmen Het lijmen van metalen wort rees jaren toegepast in e vliegtuiginustrie, in e bouw is er enige terughouenhei bij e toepassing van lijmverbiningen 98. Veel van e op lasverbining van toepassing zijne eisen gelen ook voor een lijmverbining. 97 Zie literatuurlijst [37] 98 Zie literatuurlijst [1] Version Cor van Zanwijk mei

165 99 Zie literatuurlijst [38] Version Lassen Lightweight col rolle steel construction systems Voorkom grote vervormingen oor het lassen, hiervoor zijn richtlijnen opgestel 99. Voorkom het warmscheuren of kouscheuren van e las oor het juiste materiaal, het juiste lasproces en e juiste afkoelsnelhei toe te passen. Met e gegeven eisen wort niet gepreteneer at alle eisen genoem zijn, het gaat hier om e primaire eisen ie naer uitgewerkt ienen te woren voor een specifieke verbining. Met e voornoeme eigenschappen per verbiningsmiel en e gegeven eisen kan nu voor e iverse verbiningen gezocht woren naar optionele vormgevingen. 6.5 Ontwerp van verbiningen In eze paragraaf wort voor elk van e in paragraaf 6.1 genoeme verbiningen gezocht naar een goee etaillering. In eerste plaats wort naar alle mogelijke opties gezocht, waarna een afweging wort gemaakt tussen e goee en miner goee eigenschappen van e ontworpen verbining. Tot slot wort voor elke verbining een efinitief gekozen verbining verer uitgewerkt en bereken De voetverbining In e berekening van e referentiehal is uitgegaan van een scharnierene verbining aan e voet van e kolom. De voetverbining moet aarom slecht twee belastingsgevallen op kunnen nemen namelijk horizontale belasting (in y en z-richting) en verticale belasting. Belastingen N ruk kn in combinatie met V hor;y 19.5 kn N trek kn in combinatie met V hor;y 1.8 kn V hor;z 30.3 kn is e horizontale belasting uit e winverbanen van e langsgevel. Deze moet toegepast woren met e lagere ruk- of trekwaare in e kolom. De optreene belastingen woren weergegeven in figuur 6.1. Fig. 6.1) Belastingen op e voetverbining, verticaal- en spatkracht (l.), verticaal- en winverbankracht (r.) TU Delft Ontwerprichtlijnen Omat e verbining als scharnier moet functioneren moeten e ankers, of alternatieve verbiningsmielen, bij voorkeur tussen e flenzen van het profiel geplaatst woren of moet e voetverbining anerszins voloene vervormingscapaciteit bezitten. Cor van Zanwijk mei

166 Een eventuele voetplaat moet niet ikker genomen woren an strikt noozakelijk omat e verbining als scharnier moet werken. Bij voorkeur moet e verbining symmetrisch uitgevoer woren. Sterkte van e eventuele ankers moet gekozen woren als zijne sterkteklasse 4.6 in verban met het buigvermogen. Voetverbining optie 1 Eén van e meeste toegepaste wijzen van het maken van een voetverbining bij warmgewalste profielen is het aanlassen van een voetplaat. Omat lassen ook tot één van e mogelijkheen van verbinen is bij kougevorme profielen, wort eze verbining genoem. Ter illustratie wort figuur 6.13 gegeven. De rie getekene ankers zijn met vuistregels geschat, bij verer uitwerking van e verbining zal eze nauwkeuriger bepaal moeten woren. Tussen e voetplaat en e funering is een stelruimte aanwezig ie na het assembleren van e constructie moet woren onersabelt met krimparme mortel. Fig. 6.13) De voetverbining vanaf e voorkant gezien (l.) vanaf e achterkant gezien (r.) Voorelen: De verbining is enkel-symmetrisch. De verbining is eenvouig en overzichtelijk. Ankers kunnen vooraf ingestort en gestel woren. De ikte van e voetplaat en het aantal ankers kan afgestem woren op e krachten ie optreen, het is in principe mogelijk e verbining voor elke optreene belasting te laten voloen aan e gestele eisen. De verbining bestaat uit één eel. Naelen: Het lassen valt niet oner e werkzaamheen van een kouprofileur, het noozakelijke uitbesteen brengt extra kosten met zich mee. De verbining is moeilijk te emonteren. (voetplaat van e kolom scheien) Het lassen heeft naelige invloe op e kouvervorme zones en op e oppervlakte behaneling. Het is niet goe mogelijk een afgesteme voorraa te maken omat e imensionering van e verbining afhankelijk is van e optreene belastingen. Cor van Zanwijk mei

167 Voetverbining optie Om e relatief grote trekkracht op te kunnen nemen woren ook in it ontwerp ankers toe gepast. De horizontale belasting, in beie richtingen, kunnen woren opgenomen oor e ankers, hieroor ontstaat een schuifspanning. Met e ingestorte, of ingeboore ankers is het mogelijk e kolom op hoogte te stellen. Het principe van eze verbiningsoptie wort weergegeven in figuur De rie getekene ankers zijn een eerste schatting op basis van e gegeven belastingen en e gegeven boutcapaciteit. In principe is het mogelijk e krachtsafracht met rie M16 ankers met staalkwaliteit 4.6 in e betonfunering te leien. Er is een klemplaat aan e bovenzije toegepast om e omgezette lip van het profiel te versterken. Tevens is er een losse voetplaat aan e onerzije toegepast om e rukkrachten e funering in te kunnen leien. Tussen e voetplaat en e funering is een stelruimte aanwezig ie na het assembleren van e constructie moet woren onersabelt met krimparme mortel. Fig. 6.14) De voetverbining vanaf e voorkant gezien (l.) vanaf e achterkant gezien (r.) Voorelen: Verbining is relatief eenvouig in e profileerstraat te maken, inknippen van profiel, ponsen van gaten en omzetten van lip is eenvouig. Verbining is enkel-symmetrisch. Ankers kunnen vooraf ingestort woren en op hoogte gestel woren zoat e assemblagetij bekort wort. Alle voetverbiningen zijn exact gelijk omat e profileerstraat met grote nauwkeurighei werkt. De verbining bestaat volleig uit gekleme onerelen. Naelen: De ikte van e lip is afhankelijk van het profiel, versteviging kan alleen aangebracht woren oor e extra onerelen. De losse voetplaat en klemplaat moeten apart en heel nauwkeurig gemaakt woren. Bij onnauwkeurige uitvoering ontstaan assemblageproblemen omat e gaten niet goe voor elkaar zitten. Het omzetten van e lip en het uitknippen van e flenzen geeft extra bewerkingskosten op e waslijn. Door e omgezette lip is het miner goe mogelijk e profielen in elkaar te stapelen. 166 Cor van Zanwijk mei 006

168 Voetverbining optie 3 Een verbining met een halve HE60A vervangt e aan gelaste strip uit optie 1 en e lipomzetting met klemplaten van optie. In eze verbining ient het lijf van e HE60A als bevestigingsstrip aan het lijf van het C-profiel. De flens van e HE60A is een stevige voetplaat waarin e benoige ankers ubbel-symmetrisch kunnen woren geplaatst. Het principe van eze verbiningsoptie wort weergegeven in figuur Er wort uitgegaan van vier ankers M16 met staalkwaliteit 4.6. Tussen e voetplaat en e funering is een stelruimte aanwezig ie na het assembleren van e constructie moet woren onersabelt met krimparme mortel. Fig. 6.15) De voetverbining vanaf e voorkant gezien (l.) vanaf e achterkant gezien (r.) Voorelen: De verbining is eenvouig en overzichtelijk opgebouw. De verbining is ubbel-symmetrisch. De verbining bestaat uit een beperkt aantal onerelen. Het voetstuk is voor e assemblage van e gehele constructie eenvouig op hoogte te stellen, e spanten kunnen bij e assemblage onmiellijk gemonteer woren aan e voetstukken. Naelen: De verbining bestaat uit twee losse onerelen. Het aparte voetstuk moet gefabriceer en behanel woren oor eren. Bij hoge krachten kan e etaillering ontoereiken zijn voor aequate afracht van e optreene krachten, it beteken at er aitionele onerelen noig zullen zijn in e vorm van extra platen. Alternatieven: De boutverbining tussen het lijf van het C-profiel en het lijf van e halve HE60A kan ook vervangen woren oor zelfborene schroeven, blinklinknagels of schietnagels. Tevens is het mogelijk e verbining te lassen of te lijmen. Voorelen van schroeven, blinklinknagelen en schieten: Over het geheel genomen sneller. Naelen van schroeven, blinklinknagelen en schieten: Cor van Zanwijk mei

169 Een groter aantal verbiningsmielen noig. Omat e verbiningsmielen een kleinere iameter hebben, zal het bezwijkmechanisme afschuiving verbiningsmiel maatgevene woren, it resulteert in een beperkte vervormingscapaciteit. De norm- en rekenregels zijn beperkt, meestentijs zal it betekenen at er proeven geaan moeten woren om aan te tonen at e verbining voloet. Voorelen van lassen en lijmen: Door het voetstuk te verbinen aan e kolom wort het aantal losse constructieonerelen beperkt. Naelen van lassen en lijmen: Lassen heeft naelige invloe op e kouvervorme zones en vereist nabehaneling van het oppervlak. Lijmen moet in het algemeen gebeuren oner geconitioneere omstanigheen, it kan meestentijs niet op e bouwplaats gebeuren. Door het voetstuk te verbinen aan e kolom, is het niet mogelijk tussen beie onerelen te stellen, tevens wort een extra starre verbining gecreëer wat niet wenselijk is. De verbining is moeilijk te emonteren. (HE60A van e kolom scheien) Door het voetstuk in e fabriek rees aan e kolom te bevestigen, is het miner makkelijk e proucten te stapelen en te vervoeren. De norm- en rekenregels voor het lijmen van constructieonerelen in e bouw zijn beperkt, it zal betekenen at er proeven geaan moeten woren om aan te tonen at e verbining voloet. Voetverbining optie 4 Een verbining met twee hoekstalen vervangt e halve HE60A uit optie 3. In eze verbining ienen e lijven van e twee hoekstalen als bevestigingsstrip aan het lijf van het C-profiel. De flenzen van e hoekstalen zijn voetplaten waarin e benoige ankers symmetrisch kunnen woren geplaatst. Het principe van eze verbiningsoptie wort weergegeven in figuur Er wort uitgegaan van vier ankers M16 met staalkwaliteit 4.6. Tussen e voetplaat en e funering is een stelruimte aanwezig ie na het assembleren van e constructie moet woren onersabelt met krimparme mortel. Fig. 6.16) De voetverbining vanaf e voorkant gezien (l.) vanaf e achterkant gezien (r.) Cor van Zanwijk mei

170 Voorelen: De hoekstalen kunnen eenvouig en snel gemaakt woren in een profileerstraat (k.g.p.) of boor-zaagstraat. (w.g.p.) De hoekstalen kunnen elke willekeurig afmeting hebben, aarbij kan gekozen woren tussen een kougevorm hoekstaal (met een beperking in e ikte van het materiaal) of een stanaar warmgewalst hoekstaal. De verbining is ubbel-symmetrisch. De verbining is eenvouig opgebouw. Voor alle belastingen is het mogelijk een passene verbining te maken omat e plaatikte van e hoekstalen willekeurig gekozen kan woren. Naelen: Drie aparte constructieonerelen per verbining. De rie aparte onerelen moeten met hoge nauwkeurighei geprouceer woren om problemen met e passing van e gaten te voorkomen. De afracht van e krachten is miner gunstig omat e voetplaat gesplitst is. Het is niet mogelijk e hoekstalen vooraf te stellen omat het profiel tussen e beie hoekstalen geplaatst wort. Op hoogte stellen is miner eenvouig omat er rie losse onerelen zijn ie kunnen roteren ten opzichte van elkaar. Alternatieven: Het schroeven, blinklinknagelen en schieten is bij eze verbining niet mogelijk omat er van twee zijen een profiel wort toegevoeg. Het lassen en lijmen is wel mogelijk, hiervoor gelen ezelfe opmerkingen als genoem bij e alternatieven van voetverbining optie Afweging van e alternatieven voor e voetverbining Om te kunnen beoorelen welke optie van verbinen het beste is, wort er een tabel met criteria opgestel. Omat niet alle toetsingscriteria even zwaar tellen, wort er een gewichtstoekenning gegeven aan het criterium. Deze gewichtstoekenning is gevoelsmatig en kan us ook op een anere wijze woren toegeken. De criteria wort opgesplitst in rie hoofonerelen namelijk: Fabricage Assemblage Algemeen De volgene subonerelen woren hierin beschreven: Eenvouighei; hier wort aangegeven hoe complex e verbining is, hoeveel arbei in het fabricageproces noig is om e verbining tot stan te brengen. Aantal onerelen; hier wort aangegeven uit hoeveel losse onerelen e verbining is opgebouw. Fabricage oor ere; hier wort aangegeven of er voor het maken van e verbining veel werkzaamheen oor eren moet woren verricht. Oner eze werkzaamheen wort verstaan het leveren van warmgewalste profielen en lassen van eze warmgewalste profielen aan het kougevorme profiel. Nauwkeurighei; hier wort aangegeven of e verbining erg nauwkeurig gemaakt kan of moet woren. Als e verbining volleig machinaal wort vervaarig, is er een grote nauwkeurighei bij een hoge prouctiesnelhei. Algemene toepasbaarhei; hier wort aangegeven of e verbining toepasbaar is bij hogere belastingen, in sommige gevallen zal blijken at e verbining bij een bepaale vormgeving op geen enkele wijze kan voloen aan e gestele eisen. Cor van Zanwijk mei

171 Aantal verbiningsmielen; afhankelijk van e vormgeving van e verbining zijn er meer of miner bouten noig. Inien alternatieve verbiningsmielen woren toegepast, zijn er normaliter altij meer verbiningsmielen noig. Nabehaneling van oppervlakte; inien aan een verbining moet woren gelast, geeft it beschaiging van e oppervlaktebehaneling. Normaliter wort het materiaal voor behanel alvorens het in e vorm wort gewalst. Assemblage eenvou; hier wort aangegeven of e verbining snel en makkelijk geassembleer kan woren. Demontage eenvou; hier wort aangegeven of e verbining snel en makkelijk uit elkaar gehaal kan woren. Stel mogelijkheen; hier wort aangegeven of e kolom makkelijk en snel op hoogte is te stellen. Mechanica/ symmetrie; hier wort aangegeven of e krachtsafracht op een goee wijze kan plaatsvinen, it is oner anere afhankelijk van e symmetrie van e verbining. Transport; hier wort aangegeven of het profiel eenvouig is te transporteren. Inien onerelen aan e kolom zijn bevestig, is het moeilijker stapelen en aarom miner eenvouig te transporteren. Hoofonereel Subonereel Weegfactor Optie 1 Optie Optie 3 Optie 4 Fabricage Eenvou van prouctie Aantal onerelen 5 - -/- - -/- Fabricage oor ere 5 -/ Nauwkeurighei 10 +/+ + +/+ + Algemene toepasbaarhei 5 +/+ + +/+ + Aantal verbiningsmielen 5 +/+ +/+ -/- -/- Nabehaneling van oppervlak 10 -/ Assemblage Assemblage eenvou /+ - Demontage eenvou 10 -/ Stel mogelijkheen 10 +/+ - +/+ + Algemeen Mechanica/symmetrie /+ + Transport Totaal Opmerking: -/- Zeer slecht - Slecht 0 Neutraal + Goe +/+ Zeer goe Fig. 6.17) Vergelijkingstabel voor e voetverbiningen Bij optie 3 zijn twee alternatieven genoem namelijk het lassen of lijmen van e verbining en het schroeven, blinklinknagelen of schieten van e verbining. Ten aanzien van lassen of lijmen van e verbining t.o.v. optie 3: Positief effect op het aantal verbiningsmielen. Negatieve effecten op fabricage oor ere, nauwkeurighei, nabehaneling van oppervlakte, assemblage en emontage eenvou, stelmogelijkheen en transport. Cor van Zanwijk mei

172 Totaal blijkt e score voor it alternatief uit te komen op -40 en is aarmee us geen goe alternatief voor eze verbining. Ten aanzien van schroeven, blinklinknagelen of schieten van e verbining t.o.v. optie 3: Positief effect op eenvouighei van prouctie en assemblage eenvou. Negatieve effecten op algemene toepasbaarhei en het aantal verbiningsmielen. Totaal blijkt e score voor it alternatief uit te komen op 75 en is aarmee een alternatief wat op het eerste gezicht gekozen zou kunnen woren. Uit het oogpunt van vervormingscapaciteit is het echter beter het bezwijkmechanisme stuik van plaatmateriaal maatgeven te laten zijn in plaats van afschuiving verbiningsmiel. Dit is te bereiken oor voloene zware plaatschroeven toe te passen. In e praktijk zal blijken at er an toch een iameter van ongeveer 1 mm noig is, voor plaatschroeven is it niet haalbaar. Bij optie 4 is een alternatief genoem namelijk het lassen of lijmen van e verbining. Positief effect op het aantal verbiningsmielen en e assemblage eenvou Negatieve effecten op fabricage oor ere, nabehaneling van oppervlakte, emontage eenvou, stelmogelijkheen en transport. Totaal blijkt e score voor it alternatief uit te komen op -100 en is aarmee us geen goe alternatief voor eze verbining. Uit eze vergelijking kan geconclueer woren at een verbining volgens optie 3 het beste voloet aan e geformuleere criteria. In e tweee plaats is een verbining volgens optie mogelijk. In e hierna volgene paragraaf wort e verbining bereken met e belastingen ie optreen bij e volgens hoofstuk 5 bepaale referentiehal Berekening van gekozen voetverbining In paragraaf en in e bunel In- en uitvoer van spreasheet eel II is e berekening van het profiel voor e kolom van het hoofspant gegeven. De afmetingen van het C-profiel zijn als volgt: t 4.6 mm s w 500 mm b 100 mm c 30 mm 16 mm r inw 4.6 mm Staalkwaliteit: S355 Belastingen De belastingen ie optreen woren genoem in figuur 6.1, met eze belastingen zal e verbining woren geimensioneer. Omat e horizontale belasting, zoals eze gegeven wor in e twee linkse figuren van figuur 6.1, opgenomen wort oor e onerste wanregel, en aaroor vereel wort over e voetverbining van alle spanten, is het meenemen van it belastingsgeval niet relevant. Hieruit volgt at e voetverbining alleen Cor van Zanwijk mei

173 bereken behoeft te woren met een verticale ruk- of trekkracht in combinatie met een horizontale spatkracht. Geometrie eisen In art van e NEN 6770 woren eisen gestel ten aanzien minimale ran- en einafstanen, tevens wort er een eis gestel aan e minimale steekmaat. Omat e staalkernikte groter is an 3 mm moet, volgens art van e NEN 6773, e NEN 6770 woren aangehouen. De afstanen woren weergegeven in figuur Fig. 6.18) De voetverbining met e ran-, ein- en steekafstanen Omat e verbining bij gemiele omstanigheen in een normaal binnenklimaat en met een goee oppervlakte behaneling wort aangebracht, is het niet noig te rekenen met corrosieve omstanigheen. Omat er een ruk respectievelijk trekkracht op kan treen in zowel het horizontale vlak als het verticale vlak, kunnen e afstanen e 1 en e wisselen van notatie. Einafstan: e 1 > 1.5 g;nom Ranafstan: e > 1. g;nom Steek: s 1 >. g;nom Hierin is g;nom e nominale gatmiellijn. De volgene waaren woren aangehouen voor e afstanen: e 1 43 mm e 43 mm s mm Verbiningsmielen Voor eze verbining wort uit praktische overweging 100 en uit het oogpunt van het gewenste bezwijkmechanisme gekozen voor bouten M0 met staalkwaliteit 8.8. Bij it bouttype hoort volgens art van e NEN 677 een nominale gatmiellijn van: gnom ; 0 + mm Voor een bout M0, staalkwaliteit 8.8, gerole raa gelt, volgens art van NEN 6770, voor e sterkte van één bout op afschuiving: F 0.48* α * f * A 0.48*1*800* kN vu ; ; re; tb ; ; bs ; 100 Een staalbouwer past over het algemeen tenminste M16 toe i.v.m. het afraaimoment van e bout. Cor van Zanwijk mei

174 Voor e grensstuikkracht voor één bout M0, staalkwaliteit 8.8, gerole raa gelt: F * α * α * f * * t *1*1*510*0* kN cu ; ; c re;1 t ; bnom ; Omat het uit het oogpunt van e vervormingscapaciteit wenselijk is at e stuik maatgeven is, moet er tenminste M0 woren toegepast. De waare van α c kan nu gelijk gehouen woren aan 1. De stuik van het lijf van het C-profiel is maatgeven boven e stuik van het lijf van e halve HE60A. Dit volgt uit e verhouing tussen e staalkwaliteiten en e plaatiktes: * mm < 7.5 mm van e flens HEA 35 Voor e verbining gelt een gecombineere belasting van ruk- en spatkracht ie gelijk is aan: Fcs ;; kN Voor e verbining gelt een gecombineere belasting van trek- en spatkracht ie gelijk is aan: Fts ;; kN Omat volaan wort aan e gestele minimale ein-, ran- en steekafstanen, mag geconclueer woren at e verbining bereken moet woren met e maximaal optreene belasting van 74, kn. Delft TU Het benoig aantal bouten als verbining tussen hoekstalen en C-profiel is gelijk aan: Fs ; bouten Fvu ; ; 93.8 Wrikkrachten Bij trekbelasting op e kolom kunnen wrikkrachten optreen in e flens van e halve HE60A. Deze wrikkrachten woren bepaal aan e han van art van e NEN 677. De in it artikel gegeven schematisering gelt voor een T-profiel. Om e trekbelasting op te kunnen nemen is een minimale plaatikte van het lijf van e HE60A noig van: Fts ; ; mm tmin 0.95mm f y ; * Hieruit blijkt at er geen enkel probleem optreet met betrekking tot e minimale oorsnee voor trek. Naast het bezwijken van e netto oorsnee kunnen er rie funamentele bezwijkvormen woren onerscheien: a) Vloei van e flensplaat b) Boutbreuk met tegelijk vloei flensplaat BoutbreukVersion c) Cor van Zanwijk mei

175 Deze rie bezwijkvormen woren weergegeven in figuur Er wort bij e berekening uitgegaan van een HE60A. Dit profiel heeft een inwenige halve hoogte van 105 mm wat precies voloene is voor e bevestiging van het lijf van e HE60A aan het lijf van het C-profiel. De ikte van e flens wort gecontroleer in het hiernavolgene. Fig. 6.19) Bezwijkvormen voor een T-vormige verbining Om het vloeimoment van e flens te kunnen vaststellen moet e effectieve lengte voor e boutrij bepaal woren aan e han van art. A van e NEN 677. Omat het in it geval om einbouten gaat moet e minimale afstan aangehouen van e volgene berekeningen: lef ; b 0.5 p+ m+ 0.65e 0.5*160 + * * mm lef ; b 4m+ 1.5e 4* * mm lef ; b π * m * π * mm lef ; b π * m+ p π * mm Hieruit volgt voor het vloeimoment van e flens: M 0.5* l * t * f 0.5*04.4*1.5 * *10 Nmm 3 pl; ef ; b y; Hieruit volgt at e maximaal opneembare trek in e verbining gelijk is aan: 3 4* M pl; 4* 834*10 a) Tu ; 83.4kN m * M pl; + n* Σ Ft ; u; * 834* * 4*141*10 b) Tu ; 5871kN m+ n c) T ; Σ F; ; 4* kN u tu Hieruit volgt at bezwijkvorm a) maatgeven is voor e bepaling van e sterkte van e verbining. Voor e unity check volgt nu: F T s ; u ; Uit e unity check blijkt at e flens overgeimensioneer is, wat tegen e eerer geformuleere ontwerprichtlijn van het zo un mogelijk construeren van e voetplaat in gaat. In it ontwerp is eze overimensionering alleen te voorkomen oor een T-profiel samen te stellen wat te kostbaar is. De benoige vervormingscapaciteit wort nu gelever oor e Cor van Zanwijk mei

176 verbining tussen het lijf van het C-profiel en het lijf van e halve HE60A. Om eze reen zullen er naar verwachting geen problemen ontstaan. Ankers De rukkracht moet oor e voetplaat via e krimparme voegmortel naar e funering afgeragen woren, it zou theoretisch betekenen at er geen ankers noig zijn. Praktisch gezien woren er wel ankers toegepast voor het assembleren en het stellen van e staalconstructie. In het hier gelene geval zijn e ankers zelfs noozakelijk omat er een trekkracht en een horizontaalkracht optreet. Er zijn twee methoen om ankers aan te brengen namelijk: Instorten van ankers Inboren van ankers De eerste methoe heeft e voorkeur inien e plaatsing van e ankers tijig en voloene nauwkeurig beken is. Tevens verient e eerste methoe e voorkeur omat bij eze wijze van aanbrengen grotere krachten op e ankers mogen woren bereken en het een miner arbeisintensieve methoe is. De ankers moeten woren getoetst op trek-, afschuif- en stuikkracht volgens art van e NEN 677. Uit praktische overweging wort gekozen voor vier ankers M16 met staalkwaliteit 4.6. Toetsing trekkracht: Ft ; u; 0.7 * α re; * f t; b; * Ab ; s 0.7*1* 400* kn F ΣF ts ;; tu ; ; * 45. Toetsing afschuifkracht: Fv; u; 0.48* α re ; * f t; b; * Ab ; s 0.48*1* 400* kN F ΣF v; s; v; u; *30.1 Toetsing stuikkracht: F * α * α * f * * t *0.80*1* 35*16* kN cu ; ; c re;1 t ; bnom ; F ΣF vu ; ; cu ; ; *75. Hiermee is aangetoon at aan alle gestele voorwaaren voor e ankers ruim volaan wort. Omat e ankers uitgevoer woren met een staalkwaliteit van 4.6, is het noozakelijk een haak aan te brengen. Bij toepassing van betonkwaliteit B35 volgt een minimale verankeringslengte, volgens art van NEN 670, van: l v 6. *16 40mm Cor van Zanwijk mei

177 Voor het omgebogen eel moet gelen: ' f b r 1 5*16 l * * lv * * φ k 90mm Voegmortel Omat e rukkracht symmetrisch vereelt wort over e flens van e halve HE60A, kan er gereken woren met een centrische rukbelasting in e voegmortel. Afhankelijk van e stijfhei van e voetplaat kan e rukkracht gelijkmatig vereel gereken woren. Omat e halve HE60A ruim voloene geimensioneer is, hoeft er alleen gecontroleer te woren of e optreene spanning e maximale ruksterkte van het voegmateriaal niet overschrij. f ' j ; u;.67 * kb * f b ; 0.67 *1* N / 0 mm Hieruit volgt at er slechts mm noig is om e rukspanning over te 14.1 kunnen ragen. Hierbij is verwaarloos at e ankers e rukkracht op kunnen, en geeeltelijk ook zullen nemen omat er een stelmoer aan e onerzije van e hoekstalen is aangebracht De knieverbining In e berekening van e referentiehal is uitgegaan van een momentvaste verbining tussen e kolom en e akligger. De knieverbining moet aarom bereken woren op momenten, warskrachten en normaalkrachten. Belastingen De optreene belastingen woren weergegeven in e onerstaane tabel, hierin zijn alleen e maximale belastingen per belastingsgeval gegeven omat alleen eze relevant zijn voor e berekening van e verbining. Er is uitgegaan van het grootste moment met e aarbij horene warskrachten en normaalkrachten. UGT 1 UGT UGT 3 Moment -85,9-87,9 87,6 knm Dwarskracht 19,5 10,5 18 kn Normaalkracht -43,9-31,8 40,8 kn De optreene belastingscombinaties woren voor e rie gevallen schematisch weergegeven in figuur 6.0. Fig. 6.0) Belastingen op e knieverbining, UGT 1 (l.) UGT (m.) UGT 3 (r.) Cor van Zanwijk mei

178 Ontwerprichtlijnen Lightweight col rolle steel construction systems Omat e verbining als rotatiestijf moet functioneren moet e sterkte, stijfhei en vervormingscapaciteit usanig zijn at eze overeenkomt met e in e berekening van e hoofraagconstructie aangenomen waare. Het uitvoeren van eventuele laswerkzaamheen in e werkplaats heeft e voorkeur ten opzichte van laswerk op e bouwplaats. Er moeten zo min mogelijk bouten woren toegepast omat it een arbeisintensief proces is. Tevens moet het aantal soorten en afmetingen van bouten geminimaliseer woren om fouten bij assemblage te voorkomen. Beperk bij ravelingen e raveellengte zoveel mogelijk en hou e hoogte van het overgebleven lijf of flens zo groot mogelijk 101. Knieverbining optie 1 De meest eenvouig enkbare verbining is een verbining zoner aanvullene platen of aner onerelen. Het enige wat in eze optie wort toegepast zijn bouten in een cirkelpatroon 10. Dit cirkelpatroon heeft als groot vooreel at alle bouten een gelijke kracht opnemen inien e horizontale en verticale krachten gering zijn. Om na te kunnen gaan of e verbining kan voloen aan e gestele eisen, is het noozakelijk een eerste, benaerene berekening te oen. Er wort uitgegaan van 8 bouten M0. Optioneel kan onerzocht woren of het mogelijk is te werken met zelfborene plaatschroeven. Vooreel van toepassen van plaatschroeven kan zijn at het sneller en eenvouiger is aan te brengen, tevens treet er geen gatspeling op bij eze wijze van verbining. Naelig is at er (veel) meer plaatschroeven toegepast moeten woren an bouten en e vervormingscapaciteit beperkt is omat e afschuiving van e schroef altij maatgeven zal blijken te zijn. De kracht ie optreet in één bout ten gevolgen van het moment is: r Fmoment * M UGT 3 *87.6* kN n* r 8*145 De kracht ie optreet in één bout ten gevolgen van e warskracht is: F Dwarskracht VUGT kN n 8 De kracht ie optreet in één bout ten gevolgen van e warskracht is: F Normaalkracht NUGT kN n 8 De maximale combinatie ie op kan treen als belasting op een bout is gelijk aan: FTotaal ( ) kN TU Delft Opgemerkt wort at niet elke bout ezelfe krachtscombinatie heeft, echter zijn e verschillen nihil. De werking van e krachten in het boutenpatroon wort weergegeven in figuur Zie literatuurlijst [36] 10 Dit systeem wort vaker toegepast bij houtconstructies. Zie literatuurlijst [39] Version Cor van Zanwijk mei

179 Fig. 6.1) Het boutenpatroon in e knieverbining Twee bezwijk mechanismen zijn mogelijk bij eze belasting namelijk stuik van het plaatmateriaal voor een bout en afschuiving van e bout. F * α * α * f * * t *1*1*510* 0* kN c; u; c re ;1 t; b; nom F 0.48* α * f * A 0.48*1*800* kN vu ; ; re; tb ; ; bs ; Omat het uit het oogpunt van e vervormingscapaciteit wenselijk is at e stuik maatgeven is, moet er tenminste M0 woren toegepast. De waare van α c kan gelijk gestel woren aan 1. Voor e unity check volgt nu: FTotaal 80.6 uc F 93.8 vu ; ; Er moet echter ook getoetst woren of het naastliggene materiaal e oor het moment geïntrouceere schuifspanning kan opnemen. f y 355 τ vloei 05 N / mm 3 3 De kracht ie maximaal opgenomen kan woren is gelijk aan het oppervlak van e cirkel keer e plaatikte. Hierbij moeten echter wel e gaten voor e bouten woren afgetrokken. ( π ; ) τ ( π ) F * R n* * t* *145 8* *4.6*05 693kN vloei g nom vloei Optreene kracht ten gevolge van het moment: 6 M ys ;; 87.6*10 Fopt. 604kN R 145 De unity check voor e schuifspanning in het omliggene materiaal is gelijk aan: Cor van Zanwijk mei

180 Fopt. 604 uc F 693 vloei Lightweight col rolle steel construction systems Hieruit blijkt at e afschuiving van e gehele cirkel maatgeven is voor e verbining. In art van e NEN 6770 wort gestel at e gegeven maten voor e positionering van e bouten altij gelen, ongeacht e wijze van belasten. Echter wort er in art van ezelfe norm alleen gesproken over maximale steekafstanen voor op ruk belaste staven. Hoe eze verbining geïnterpreteer moet woren in relatie tot lokale plooivorming is onuielijk. Omat alle bouten vrijwel gelijk belast woren, zal bij elke bout een gelijke stuik optreen. Hieroor zitten alle bouten aan ezelfe kant van het gat zoat het niet mogelijk is at er een knikkolom van plaatmateriaal, met een effectieve breete b e, tussen twee bouten zal ontstaan. Hieruit kan geconclueer woren at er geen lokale plooi van het plaatmateriaal zal optreen. Hieruit blijkt at e verbining eenvouig en met een minimaal aantal verbiningsmielen tot stan gebracht kan woren. De verbining wort geïllustreer in figuur 6.. Fig. 6.) De knieverbining vanaf links bezien (r.) en vanaf rechts bezien (l.) Voorelen: De verbining heeft gunstige eigenschappen voor e belastingsafracht omat e grootste krachten oor e lijven gaan, en eze tegen elkaar aan woren bevestig. Er zijn geen losse onerelen noig. Er zijn geen ravelingen noig. De prouctie van e verbining kan nauwkeurig geaan woren, en geïntegreere woren in e walslijn. Het aanbrengen van e bouten is goe mogelijk oor e ruime werkruimte. De profielen kunnen recht afgeknipt woren, it bespaart prouctiekosten. Het aantal bouten is beperkt. De verbining heeft naar verwachting een goee sterkte, stijfhei en vervormingscapaciteit. De profielen zijn eenvouig te transporteren omat er geen extra onerelen aan bevestig zijn. Cor van Zanwijk mei

181 De verbining is naar verwachting goe algemeen toepasbaar. Bij grotere krachten kan een extra cirkel met bouten woren aangebracht. Bij extreem hoge krachten kan een schoorplaat of een rechte opikkingsplaat met voloene lengte woren aangebracht, it leit echter tot een alternatieve vormgeving. Naelen: Door eze knoopvormgeving ontstaan er problemen bij het toepassen van één bepaale lengte van akgoringen en wanregels, hieroor zullen er us tenminste twee verschillene lengtes gefabriceer moeten woren. De verbining is specifiek voor een bepaale akhelling, aaroor is het miner eenvouig op voorraa te maken. Bij grote optreene momenten zullen er aitionele onerelen moeten woren toegepast. Dat e grootste krachten oor e lijven van e C-profielen gaan is eenvouig af te leien uit e berekening van e profieleigenschappen en e gelene imensioneringscriteria. De profielen zijn geimensioneer op e maximale vervorming van het hoofspant ter hoogte van e knie. Uit it imensioneringscriterium volgt at e maximale moment capaciteit van het profiel niet gebruikt wort (slechts 63.9% zoals bereken in e bunel In- en uitvoer van spreasheet eel II ). Wort it gegeven gekoppel aan e berekenen effectieve breete van e flens van het C-profiel an volgt at ineraa e grootste krachten oor het lijf van het C-profiel gaan. Uiteraar zal ook een eel van e omzetting, at is een eel van e flens, effectief meewerken bij e overracht van e krachten. De profieleigenschappen van het hoofspant zijn bereken in paragraaf , waar tevens in figuur 5.13 wort weergegeven hoe groot het effectieve eel van e flens is bij opname van e maximale momentcapaciteit. Knieverbining optie Een verbining zoals eze wort veelvulig toegepast bij warmgewalste profielen. Het is een verbining met aangelaste kopplaten en schetsplaten in e binnenhoek. De schetsplaten in e binnenhoek woren toegepast om e verbining extra sterkte, stijfhei en vervormingscapaciteit te geven en om meer ruimte te creëren voor extra bouten. In eze ontwerpfase wort er uitgegaan van 1 bouten M16 met staalkwaliteit 8.8. Voor efinitieve toepassing is het noozakelijk een berekening te maken van het benoig aantal bouten en e toe te passen plaatikten. Het principe van e verbining zal niet veraneren bij vergroting van e kopplaat en het aantal bouten. Een rieimensionale illustratie van e verbining wort gegeven in figuur 6.3. Fig. 6.3) De knieverbining vanaf links bezien (r.) en vanaf rechts bezien (l.) Cor van Zanwijk mei

182 Voorelen: Algemeen toepasbaar, hoe groter e krachten es te zwaarer is e verbining te imensioneren oor toepassing van ikkere platen, extra schetsplaten, meer bouten. Geen ravelingen. Beperkt aantal bouten. Goee krachtsinleiing. Goee sterkte, stijfhei en vervormingscapaciteit. Geen lossen onerelen. Naelen: Veel laswerk wat oor eren moet gebeuren. Laswerk heeft naelige invloe op kouvervorme zones en op e oppervlakte behaneling. Door aangelaste platen miner makkelijk te transporteren omat e profielen niet in elkaar gestapel kunnen woren. De verbining is specifiek voor een bepaale akhelling, aaroor is het miner eenvouig op voorraa te maken. De verbining is moeilijk volleig te emonteren oor e aangelaste platen. De profielen moeten oner een hoek afgeknipt woren, it brengt extra prouctiekosten met zich mee. Knieverbining optie 3 Om het laswerk aan e profielen te verkomen is het mogelijk platen aan e buitenzije van e profielen te bevestigen met bouten. Door e platen aan beie zijen toe te passen en oor e plaat een ranverstijving te geven is het mogelijk e profielen recht af te knippen. Dit recht afknippen maakt het prouctietechnisch eenvouiger om stanaar profielen op voorraa te maken. In e verbining is gekozen voor e toepassing van M1 bouten met staalkwaliteit 8.8. Deze relatief kleine bouten zijn noozakelijk om e moer van e M1 bout in e ranomzetting te kunnen assembleren. Het vooreel van het klem toepassen van een M1 moer in e ranomzetting is at het niet noig is e moer aan e binnenzije vast te houen om meeraaien van e moer tijens bevestiging te voorkomen. Het principe van e verbining wort geïllustreer in figuur 6.4. Het is mogelijk e platen uit één geheel te snijen en op een speciale wijze te zetten zoat één geheel van e knieverbining gemaakt wort. Deze methoe heeft betere capaciteiten maar is erg kostbaar 103. Voorelen: Algemeen toepasbaar omat e ikte van e schetsplaat aangepast kan woren aan e optreene krachten. Goee krachtsafracht. Naar verwachting een goee sterkte, stijfhei en vervormingscapaciteit. Geen ravelingen. Het profiel is nauwkeurig te prouceren op e automatische walslijn. Profielen kunnen recht afgeknipt woren. De platen kunnen oor het profileerberijf zelf gemaakt woren. De verbining is volleig te emonteren. Alles is eenvouig te transporteren omat er geen hinerlijke oneren vooraf aan e profielen bevestig behoef te woren. Naelen: Voor elke akhelling moeten e schetsplaten apart gemaakt woren in e juiste hoek. 103 Dit is een gepatenteere oplossing van Australian Design Awars. Cor van Zanwijk mei

183 104 Zie literatuurlijst [38] Version Lightweight col rolle steel construction systems Platen zijn relatief groot en onhanelbaar (gewicht +/- 0 kg) De verbining bestaat uit iverse losse onerelen. Aanbrengen van e bouten is lastig omat er zeer beperkte ruimte is aan e binnenzije van het profiel. Relatief veel bouten noig. Het fabriceren van e schetsplaten is een extra haneling ie extra kost gezien e specialiteit aarvan. Fig. 6.4) De knieverbining vanaf links bezien (r.) en vanaf rechts bezien (l.) Knieverbining optie 4 In plaats van platen over e gehele verbining is het ook mogelijk flensplaten en lijfplaten toe te passen. Deze methoe wort ook toegepast bij warmgewalste profielen 104. Bij eze methoe is het echter wel noozakelijk e profielen oner een hoek te knippen. Daarnaast is er een relatief grote aantal losse onerelen, en zijn veel bouten noig. Het is bij eze wijze van verbinen niet mogelijk alternatieve verbiningsmielen, zoals plaatschroeven en schietnagels, toe te passen. De wijze van verbinen wort geïllustreer in figuur 6.5. TU Delft Fig. 6.5) De knieverbining vanaf links bezien (r.) en vanaf rechts bezien (l.) Cor van Zanwijk mei

184 Voorelen: Algemeen toepasbaar omat e ikte van e schetsplaat aangepast kan woren aan e optreene krachten. Het profiel is nauwkeurig te prouceren op e automatische walslijn. De verbining is volleig te emonteren. De platen zijn relatief klein en goe hanelbaar. De bouten zijn relatief eenvouig aan te brengen. Alles is eenvouig te transporteren omat er geen hinerlijke oneren vooraf aan e profielen bevestig behoef te woren. Naelen: De afracht van krachten is van minere kwaliteit. De sterkte, stijfhei en vervormingscapaciteit is naar verwachting niet optimaal. Het profiel moet oner een hoek woren afgeknipt. Voor elke akhelling moeten e flensplaten apart gemaakt woren in e juiste hoek. De verbining bestaat uit iverse losse onerelen. Relatief veel bouten noig. Het fabriceren van e lijf- en flensplaten is een extra haneling ie aaroor extra kosten met zich mee brengt. Bij eze verbiningsoptie is het ook mogelijk e lijfplaten 90 te raaien zoat e lijfplaten evenwijig aan e aansluitingslijn tussen e beien profielen komt te liggen. Met eze optie is het mogelijk e bouten ichter bij e plaats waar e grootste krachten optreen te plaatsen. Het grote naeel van eze optie is echter at e lijfplaten aan beie zijen in e goee hoek geknipt moeten woren wat aaroor veel uurer is an het recht afknippen van e lijfplaten. Deze optie wort om eze reen verer buiten beschouwing gelaten Afweging van e alternatieven voor e knieverbining Om te kunnen beoorelen welke optie van verbinen het beste is, wort er een tabel met criteria opgestel. Omat niet alle toetsingscriteria even zwaar tellen, wort er een gewichtstoekenning gegeven aan het criterium. Deze gewichtstoekenning is gevoelsmatig en kan us ook op een anere wijze woren toegeken. De criteria wort opgesplitst in rie hoofonerelen namelijk: Fabricage Assemblage Algemeen De volgene subonerelen woren hierin beschreven: Eenvou van prouctie; hier wort aangegeven hoe complex e verbining is, hoeveel arbei in het fabricageproces noig is om e verbining tot stan te brengen. Aantal onerelen; hier wort aangegeven uit hoeveel onerelen e verbining is opgebouw. Fabricage oor ere; hier wort aangegeven of er voor het maken van e verbining veel werkzaamheen oor eren moet woren verricht. Oner eze werkzaamheen wort verstaan het leveren van warmgewalste profielen en lassen van eze warmgewalste profielen aan het kougevorme profiel. Nauwkeurighei; hier wort aangegeven of e verbining erg nauwkeurig gemaakt kan woren of niet. Als e verbining volleig machinaal wort vervaarig, is er een grote nauwkeurighei bij een hoge prouctiesnelhei. Algemene toepasbaarhei; hier wort aangegeven of e verbining toepasbaar is bij hogere belastingen, in sommige gevallen zal blijken at e verbining bij een bepaale vormgeving op geen enkele wijze kan voloen aan e gestele eisen. Cor van Zanwijk mei

185 Aantal verbiningsmielen; afhankelijk van e vormgeving van e verbining zijn er meer of miner bouten noig. Inien alternatieve verbiningsmielen woren toegepast, zijn er normaliter altij meer verbiningsmielen noig. Nabehaneling van oppervlakte; inien aan een verbining moet woren gelast, geeft it beschaiging van e oppervlaktebehaneling. Normaliter wort het materiaal voor behanel alvorens het in e vorm wort gewalst. Assemblage eenvou; hier wort aangegeven of e verbining snel en makkelijk geassembleer kan woren. Demontage eenvou; hier wort aangegeven of e verbining snel en makkelijk uit elkaar gehaal kan woren. Assemblage materiaal; als e verbining moeilijk passen is te maken, zal men in e regel extra assemblage materiaal noig hebben. Geacht moet woren aan centreerpen, ommekracht en ergelijke. Overbrenging van krachten; hier wort aangegeven of e krachtsafracht op een goee wijze kan plaatsvinen. De krachtsafracht moet voloene zijn voor momenten, warskrachten en normaalkrachten. Sterkte en stijfhei; hier wort aangegeven of e verbining naar verwachting een goee sterkte, stijfhei en vervormingscapaciteit heeft. Gewicht van e verbining; hier wort aangegeven of e eventuele losse elen een groot gewicht hebben, it heeft oner anere ook weer naelige invloe op e assemblage eenvou. Transport; hier wort aangegeven of het profiel eenvouig is te transporteren. Inien onerelen aan e kolom of akligger zijn bevestig, is het moeilijker stapelen en aarom miner eenvouig te transporteren. Hoofonereel Subonereel Weegfactor Optie 1 Optie Optie 3 Optie 4 Fabricage Eenvou van prouctie 15 +/+ -/- - -/- Aantal onerelen 5 +/+ -/- - -/- Fabricage oor ere 0 +/+ -/- - - Nauwkeurighei 10 +/ Algemene toepasbaarhei Aantal verbiningsmielen 5 +/ Nabehaneling van oppervlak 5 0 -/- 0 0 Assemblage Assemblage eenvou 15 +/+ - -/- - Demontage eenvou 10 +/+ -/- + + Assemblage materiaal Algemeen Overbrenging van krachten Sterkte, stijfhei Gewicht van e verbining /- - Transport 5 +/+ -/- + + Totaal Opmerking: -/- Zeer slecht - Slecht 0 Neutraal + Goe +/+ Zeer goe Fig. 6.6) Vergelijkingstabel voor e knieverbiningen Cor van Zanwijk mei

186 Uit eze vergelijkingstabel volgt at verbiningsoptie 1 e beste optie is. Omat met name het gerag van e verbining bij grotere overspanningen niet beken is, moet optie 3, met eventuele extra voorzieningen zoals een schetsplaat, ook als goee optie beschouw woren. In e hiernavolgene paragraaf wort een aanvulling gegeven op e berekening bij het eerste ontwerp Berekening van gekozen knieverbining In paragraaf en in e bunel In- en uitvoer van spreasheet eel II is e berekening van het profiel voor e kolom en e akligger van het hoofspant gegeven. De afmetingen en e oorsnee van het C-profiel wort gegeven in paragraaf In paragraaf 6.5. wort e berekening en toetsing gegeven bij toepassing van bouten, in eze paragraaf wort e toepassing van zelfborene plaatschroeven gegeven. De grote voorelen van zelfborene schroeven is at e profielen niet vooraf met het juiste gatenpatroon geponst behoef te woren, hieroor is het eenvouiger voorraa aan te leggen. Daarnaast is het aanbrengen van e plaatschroeven relatief eenvouig te realiseren met licht materiaal. Een groot naeel van zelfborene schroeven is at e iameter van e plaatschroeven beperkt is, waaroor het bezwijkmechanisme afschuiving van plaatschroef altij maatgeven zal zijn. De berekening en toetsing wort geaan aan e han van art van e NEN Voor e ranafstan 105 gelt: 1.5* n 1.5* mm Voor e einafstan en e steekmaat van e schroeven gelt: 3.0* 3.0* mm Bij e berekening is het niet noig te controleren of e verbining op grenstreknormaalkracht voloet, omat onmiellijk geconclueer kan woren at eze voloet omat in het extreme geval slecht 3% van e capaciteit van e oorsnee gebruikt wort, e uitwerking van eze controle wort gegeven in hoofstuk D van e bunel In- en uitvoer van spreasheet eel II. De verbining met plaatschroeven wort gecontroleer op e grensstuikkracht en verraaien van e verbining en e afschuiving van e plaatschroef. Voor e stuikfactor gelt: t 4.6 α 3.* 3.*.73 >.1 us: α.1 aanhouen 6.3 n Voor e grensstuikkracht en verraaien gelt: F cpsu ; ; ; α * f * * t.1*510*6.3*4.6 tb ; ; n γ m kN Om het bezwijkmechanisme afschuiving van e plaatschroef te kunnen berekenen woren empirische formules toe gepast. 106 Omat e bezwijkschuifspanning van het plaatschroef materiaal meestal niet beken is, is e rekenwaare voor e afschuifsterkte uitgerukt als functie van het afraaimoment van e plaatschroef. De waare voor het afraaimoment TU Delft n 105 De iameter van e plaatschroef is als maximaal toepasbaar genomen met aviesgegevens van Gebrema Hanelsonerneming BV 106 Zie literatuurlijst [37] Version Cor van Zanwijk mei

187 wort gegeven oor fabrikanten en leveranciers van e plaatschroeven. 107 Voor e bezwijkschuifkracht volgt nu: F a 3 M B 17.0*10 3* 3* 5.40kN * γ 6.3*1.5 m Op gelijke wijze als bij e boutverbining kan bepaal woren wat e maximale belasting per schroef is inien wort uitgegaan van 45 plaatschroeven met n 6.3 mm. r Fmoment * M UGT 3 *87.6* kN n* r 45*150 De kracht ie optreet in één schroef ten gevolgen van e warskracht is: FDwarskracht kN 45 De kracht ie optreet in één schroef ten gevolgen van e warskracht is: 40.8 FNormaalkracht 0.9kN 45 De totale kracht per schroef is gelijk aan: FTotaal ( ) kN Hieruit volgt voor e unity check: 13.9 uc Hieruit blijkt at het benoig aantal plaatschroeven usanig groot is at het niet mogelijk is voloene plaatschroeven aan te brengen. Optioneel kan er gewerkt woren met een tweee cirkel met plaatschroeven, echter wort het aantal plaatschroeven an zo groot at het niet relevant is hier verer onerzoek naar te oen. De controle op afschuiving van e cirkel wort hier achterwege gelaten omat het geen relevantie heeft it nog te controleren. Bevestiging met behulp van schietnagels wort als onmogelijk geacht oor e leverancier van schietnagels 108 omat e te schieten platen te un zijn waaroor e vering van e plaat te groot is. Bevestiging met behulp van blinklinknagels wort ook als niet relevant geacht gezien e resultaten uit e berekening van e plaatschroeven. TU Delft 107 Prouctgegevens van Hofa BV Zoetermeer Een belangrijk leverancier van schietnagel is Hilti. Deze leverancier geeft aan at e plaatikte tenminste 6 mm moet zijn. Version Cor van Zanwijk mei

188 Uit het bovenstaane kan geconclueer woren at eze verbining goe mogelijk is met bouten M0 met staalkwaliteit 8.8. Alternatieve verbiningsmielen zoals zelfborene plaatschroeven, schietnagels en blinklinknagels bieen geen perspectief De nokverbining In e berekening van e referentiehal is uitgegaan van een momentvaste verbining tussen e beie akliggers. De nokverbining moet aarom bereken woren op momenten, warskrachten en normaalkrachten. In e praktijk blijkt at, oor e vervormingen in e knieverbiningen, extra belastingen in e nok zullen optreen. Om eze reen zal e nokverbining met enige reserve geimensioneer woren. Belastingen De optreene belastingen woren weergegeven in e onerstaane tabel, hierin zijn alleen e maximale belastingen per belastingsgeval gegeven omat alleen eze relevant zijn voor e berekening van e verbining. Er is uitgegaan van het grootste moment met e aarbij horene warskrachten en normaalkrachten, eze normaalkrachten en warskrachten wijken vrijwel niet af van e maximaal optreene normaalkrachten en warskrachten. UGT 1 UGT UGT 3 Moment 33,4 3,7-9,5 knm Dwarskracht -3,9-8,1 11,9 kn Normaalkracht -19,4-14, 34,4 kn De optreene belastingscombinaties woren voor e rie gevallen schematisch weergegeven in figuur 6.7. Fig. 6.7) Belastingen op e nokverbining, UGT 1 (l.) UGT (m.) UGT 3 (r.) Ontwerprichtlijnen Voor e nokverbining gelen ezelfe ontwerprichtlijnen als voor e knieverbining. Nokverbining In paragraaf 6.5. zijn vier opties van verbinen beschreven voor e knieverbining. Omat e nokverbining gelijksoortig is aan e knieverbining, wort het niet noozakelijk geacht te zoeken naar anere verbiningsopties omat ie verbiningsopties uit zullen monen in gelijksoortig oplossingen als voor e knieverbining. Omat e hoek tussen e beie profielen wel aners is, is het noozakelijk te zoeken naar alternatieven binnen e verbiningsoptie om voloene staaloppervlakte te kunnen creëren voor e boutverbining. Omat e krachten kleiner zijn an bij e knie, wort verwacht at volstaan kan woren met miner bouten. Ook hier is het mogelijk een schetsplaat in e verbining toe te passen inien er grotere krachten optreen. Tevens is het mogelijk een horizontale trekstang op een an naer te bepalen hoogte oner e nok toe te passen zoat het optreen moment in e nok verklein wort. Als e krachten zoner schetsplaat of trekstang opgenomen kan woren, is een schetsplaat noch een trekstang een goe alternatief. Daarnaast treet e problematiek op at e schetsplaat ook ruk op moet kunnen nemen, hiervoor is us een extra ranomzetting noig om voloene stijfhei te creëren. Hetzelfe gelt voor e trekstang, Cor van Zanwijk mei

189 eze moet ook ruk op kunnen nemen. De opties zijn us mogelijk maar arbeisintensief en materiaalbelasten. Alternatief 1: Afschuinen van bovenflens Bij it alternatief woren e profielen verer voor elkaar geschoven zoat er meer ruimte is om e bouten te kunnen plaatsen. Deze extra ruimte is noozakelijk om e straal waarin e bouten geplaatst woren voloene groot te kunnen maken. Naelig aan eze optie is at het een extra bewerking is bij e prouctie en at het oppervlak van het staal extra beschaig wort. Het is noozakelijk een puntje van 64 mm lengte uit e bovenflens van beie profielen te halen. De verbining wort geïllustreer in figuur 6.8. Fig. 6.8) De nokverbining vanaf links bezien (r.) en vanaf rechts bezien (l.) Alternatief : Ruimte oner e nokafwerking Door e sanwichpanelen iets terug te leggen vanaf e nok is het mogelijk e uitstekene punten van e C-profielen op te vangen oner e nokafwerking. Omat er gekozen is voor goringen tussen e hoofspanten, komen e akplaten op gelijke hoogte met e bovenkant van e bovenflens. Inien er een enkele staalplaat als akafwerking wort toegepast, is het noig e nokafwerking uit te voeren met een extra verzet zoat e punten van het profiel in it verzet kunnen vallen. De toepassing van een nokafwerking wort weergegeven in figuur 6.9 (l.). Het aanzicht van e C-profielen met 50 mm sanwichpanelen en een nokafwerking wort weergegeven in figuur 6.9 (r.). Fig. 6.9) De toepassing van een nokafwerking (l.) e toepassing van nokafwerking bij C-profielen (r.) Alternatief 3: Goringen omhoogschuiven Door e goringen ongeveer 45 mm boven e bovenflens van het C-profiel uit te laten steken, is het mogelijk e beplating over e punten van e C-profielen heen te laten gaan. Cor van Zanwijk mei

190 Naelig is het echter voor e mogelijkhei e Z-goringen aan e hoofconstructie te assembleren, omat e verbiningslip van e Z-goring hieroor klein en excentrisch moet woren. Het principe van eze oplossing wort gegeven in figuur Fig. 6.30) De verhoging van e Z-goringen boven e bovenflens van e C-profielen Keuze van alternatief: Alternatief biet e beste mogelijkheen omat eze geen extra bewerkingen met zich meebrengt en geen naelige invloe heeft op het assembleren van e constructieonerelen. Normaliter wort er altij een kleine ruimte gelaten tussen e akplaten van e beie akvlakken omat er enige ruimte moet zijn voor uitzettingen ten gevolge van temperatuurswisselingen en om stelruimte voor e akplaten te creëren. Hoewel e ruimte tussen e akplaten van e beie akvlakken oor eze wijze van verbinen iets groter wort, heeft it geen naelige invloe op e afwerking van het geheel inien e bevestiging van e nokafwerking met voloene nauwkeurighei geschie Berekening van e nokverbining In paragraaf en in e bunel In- en uitvoer van spreasheet eel II is e berekening van het profiel voor e kolom en e akligger van het hoofspant gegeven. De afmetingen en e oorsnee van het C-profiel wort gegeven in paragraaf Er wort uitgegaan van 4 bouten M0 met staalkwaliteit 8.8 op een straal van 15 mm. De benoige verschuiving van e profielen wort weergegeven in figuur Fig. 6.31) Het boutenpatroon in e nokverbining Cor van Zanwijk mei

191 De kracht ie optreet in één bout ten gevolgen van het moment is: r 15 6 Fmoment * M UGT1 *33.4* kN n* r 4*15 De kracht ie optreet in één bout ten gevolgen van e warskracht is: F Dwarskracht VUGT kn n 4 De kracht ie optreet in één bout ten gevolgen van e warskracht is: F Normaalkracht NUGT kN n 4 De totale kracht per bout is gelijk aan: FTotaal ( ) kN Twee bezwijk mechanismen zijn mogelijk bij eze belasting namelijk stuik van het plaatmateriaal en afschuiving van e bout. F * α * α * f * * t *1*1*510*0* kN c; u; c re ;1 t; b; nom F 0.48* α * f * A 0.48*1*800* kN vu ; ; re; tb ; ; bs ; Omat het uit het oogpunt van e vervormingscapaciteit wenselijk is at e stuik maatgeven is, moet er tenminste M0 woren toegepast. De waare van α c kan gelijk gestel woren aan 1. Hieruit voor e unity check: 71.7 uc Er moet echter ook getoetst woren of het naastliggene materiaal e oor het moment geïntrouceere schuifspanning kan opnemen. f y 355 τ vloei 05 N / mm 3 3 De kracht ie maximaal opgenomen kan woren is gelijk aan het oppervlak van e cirkel keer e plaatikte. Hierbij moeten echter wel e gaten voor e bouten woren afgetrokken. ( π ; ) τ ( π ) F * R n* * t* *15 4* *4.6*05 658kN vloei g nom vloei Optreene kracht ten gevolge van het moment: Cor van Zanwijk mei

192 6 M ys ;; 33.4*10 Fopt. 67kN R 15 De unity check voor e schuifspanning in het omliggene materiaal is gelijk aan: Fopt. 67 uc F 658 vloei Hieruit blijkt at e stuik van het plaatmateriaal maatgeven is voor e verbining. Het maatgevene bezwijkmechanisme heeft ongeveer 5% reserve, wat ient om e eventuele overbelasting van e nokverbining, ten gevolge van e vervormingen in e knieverbining, te kunnen opnemen De verbining van winverbanstaven In e berekening van e referentie hal is uitgegaan van acht winverbanstaven vereel over twee langsgevels en zestien winverbanstaven vereelt over twee akvlakken. Bij e berekening is er uitgegaan van kougevorme hoekstalen van 40 x 40 x 4 met twee bouten M1. Voor e vorm van e winverbanstaven zijn enige alternatieven mogelijk, e meest toegepaste alternatieven woren in e onerstaane tabel genoem met e voor- en naelen van elk. Winverbanstaaf Voorelen Naelen Hoekstaal Zijelingse stijfhei Kruisene hoekstalen in één vlak moeten woren onerbroken In twee richtingen aan te Spanmogelijkheen gering en sluiten uur Bouten eenvouig aan te brengen Eenvouig en goekoop te fabriceren U-profiel Grote zijelingse stijfhei Bouten lastig aan te brengen omat profiel maar kleine afmetingen heeft Slecht in één richting aan te sluiten bij kleine profielomvang Spanmogelijkheen gering en uur Strip Kruisene strippen in één vlak Zijelingse stijfhei gering kunnen eenvouig langs elkaar zoner onerbreking Eenvouig te fabriceren Slecht in één richting aan te sluiten Kabel, stafstaal In alle richtingen eenvouig Dure hulpstukken 109 aan te sluiten Goee spanmogelijkheen Er wort gekozen voor e toepassing van hoekstalen omat it alternatief in it geval e meeste voorelen biet. Het is mogelijk at met een anere argumentatie gekozen wort voor een aner type winverbanstaaf. Met het oog op e mogelijkhei van prouceren oor 109 Prouctinformatie van Kabels Vela Cabletechnics NV in België Cor van Zanwijk mei

193 e kouprofileur wort gekozen voor een kougevorm prouct ie voloet aan e gestele wensen en eisen en tevens eenvouig te prouceren is tegen geringe kosten. Belastingen De optreene belastingen woren weergegeven in e onerstaane tabel, hierin is e maximale belasting en e hoek tussen e verticaal en e krachtrichting gegeven. Trekkracht (kn) Hoek ( ) Gevelverban 41,6 48,7 Dakverban 40,1 43,8 Ontwerprichtlijnen Het uitvoeren van eventuele laswerkzaamheen in e werkplaats heeft e voorkeur ten opzichte van laswerk op e bouwplaats. Er moeten zo min mogelijk bouten woren toegepast omat it een arbeisintensief proces is. Tevens het aantal soorten en afmetingen van bouten minimaliseren om fouten bij assemblage te voorkomen. De inleiing van e krachten usanig positioneren at eze e in e berekening aangehouen positionering niet overschrijt. De verbining moet normaalkrachten en schuifkrachten op kunnen nemen. Extra gaten in anere constructieonerelen moet zoveel mogelijk voorkomen woren omat it e stanaarisatie beperkt Winverbanen in e gevel Omat e aansluitingen van e winverbanstaven in e gevel grote verschillen vertoon ten opzichte van e aansluitingen van e winverbanstaven in het akvlak, woren eze afzonerlijke behanel. Aansluiting bij e voet Om e krachten uit e winverbanstaaf af te kunnen ragen naar e funering moet een afzonerlijke strip toegepast woren ie in e juiste hoek is gezet. De twee ankers, ie aan één zije van e voetverbining woren toegepast, kunnen woren gebruikt om e aansluitstrip aan e funering te bevestigen. In paragraaf zijn eze ankers bereken. Gezien e overcapaciteit van e ankers, wort het niet noozakelijk geacht hier verergaane berekening aan te oen. De strip wort oner een hoek belast, waaroor er ook een wrikkracht in e strip zal ontstaan. De verticale component van e kracht is gelijk aan: Fvert cos(48.7)* kN Om het vloeimoment van e strip te kunnen vaststellen moet e effectieve lengte voor e boutrij bepaal woren aan e han van art. A van e NEN 677. lef ; b 0.5p+ m+ 0.65e 0.5*160 + * * mm lef ; b 4m+ 1.5e 4* * mm lef ; b π * m * π * mm lef ; b π * m+ p π * mm Cor van Zanwijk mei

194 Hieruit volgt voor het vloeimoment van e strip: M 0.5* l * t * f 0.5*188.1*5 * *10 Nmm 3 pl; ef ; b y; Hieruit volgt at e maximaal opneembare trek in e verbining gelijk is aan: 3 4* M pl; 4*417*10 a) Tu ; 415kN m * M pl; + n* Σ Ft ; u; * 417* * *90.4*10 b) Tu ; 106kN m+ n c) T ; Σ F; ; * kN u tu Hieruit volgt at bezwijkvorm b) maatgeven is voor e bepaling van e sterkte van e verbining. Voor e unity check volgt nu: F T s ; u ; De strip is met een ikte van 5 mm us ruim voloene. De winverbanstaaf met e toepassing van twee bouten M1 is geimensioneer in e bunel In- en uitvoer van spreasheet eel II. Bij e imensionering is bepaal at het bezwijkmechanisme breuk van netto oorsnee maatgeven is, zoat er voloene vervormingscapaciteit aanwezig is. De aansluiting wort weergegeven in figuur 6.3. Fig. 6.3) De aansluiting van het winverban in e gevel aan e voet Omat alle voetverbiningen voor e hoofspanten in e referentiehal van ezelfe afmetingen zijn, kunnen alle strippen voor e verbining van e winverbanstaven ientiek gefabriceer woren. Door stanaarisatie van e spantafstan en e goothoogte is het mogelijk eze hulpstukken op voorraa te prouceren zoat het prouctietechnisch slechts geringe kosten met zich meebrengt. Aansluiting bij e knie Bij e etaillering van e aansluiting ter hoogte van e knie is het belangrijk at e kracht onmiellijk in e rukstaaf wort ingelei. Inien e kracht oor een trekbelasting loorecht op een plaatvel wort ingelei, treen er grote vervormingen op hetgeen resulteert in het nutteloos zijn van e winverbanstaaf. In figuur 6.33 wort het principe van het foutief Cor van Zanwijk mei

195 (hoekstaal gebout op kolom, niet verbonen met Z-goring) en het goe aansluiten (winverban is irect aan Z-goring gebout) vergroot weergegeven. Fig. 6.33) De aansluiting van het winverban in e knie, foutief (r.) en goe (l.) Bij e aansluiting op e goee wijze is tevens geen los hoekstaal noig en zijn er miner bouten noig. Door e winverbanstaaf iets verer uit het hoekpunt van e knie te verbinen aan e Z-goring, ontstaat er meer ruimte in e relatief complexe knoop. Omat e wanregels tussen e kolommen woren geplaatst, treet er een beperking op voor e vrijhei van plaatsing van het winverban. Om langs e wanregels te kunnen gaan is het noozakelijk e Z-goring en het C-profiel in e knie op e juiste wijze te positioneren. Omat e Z-goring en het C-profiel samen e rukkrachten uit e gevel- en akverbanen moeten overragen, is het noozakelijk eze profielen icht bij elkaar te plaatsen. Door e Z-goring en het C-profiel te ver uit elkaar te plaatsen, zal één van beie alle kracht moeten ragen wat bezwijken van at onereel tot gevolg zal hebben. Vervolgens zal het anere profiel alles alleen op moeten nemen, hetgeen ook tot bezwijken van at profiel zal leien. Omat krachten loorecht op een plaatvel niet opgenomen kunnen woren, moeten e Z- goring en het C-profiel tegen elkaar gemonteer woren, en bij voorkeur gekoppel woren met zelfborene schroeven. Omat het C-profiel een hoek van 90 met het gronvlak maakt, moet het lijf van e Z-goring usanig geraai woren at eze ook een hoek van 90 met het gronvlak maakt. Dit resulteert in een specialiteit van e Z-goring omat e bovenflens oner een hoek van 0 moet staan om e akplaten te kunnen bevestigen. De beschreven beperkingen en voorwaaren woren meegenomen in e etaillering van e verbining. Het principe van e aansluiting wort weergegeven in figuur Cor van Zanwijk mei

196 Fig. 6.34) De aansluiting van het winverban in e gevel ter hoogte van knie, vanaf buiten (r.) vanaf binnen (l.) Door het winverban usanig hoog te plaatsen aan e Z-goring is het niet noig gaten in het C-profiel te ponsen, it voorkomt problemen bij onnauwkeurighei in het prouctieproces. Omat het lijf van het Z-profiel slechts mm ik is, is het bezwijkmechanisme stuik van plaatmateriaal maatgeven. De maximale stuikcapaciteit is gelijk aan: F * α * α * f * * t *1*1*510*1* 4.5kN cu ; ; c re;1 t ; bnom ; Twee bouten M1 zijn us voloene om e trekkracht op te kunnen nemen. Ten gevolge van it bezwijkmechanisme zal het winverban in e gevel us niet bezwijken op breuk van e netto oorsnee maar op stuik van het plaatmateriaal van e Z-goring. Ieaal gezien zou het winverban exact in e hoek moeten aansluiten, oor e aansluiting iets uit e hoek te plaatsen treet een extra moment in e Z-goring op. Dit extra moment wort echter usanig klein geacht at eze geen relevante invloe op het geheel zal hebben. De aansluiting van e Z-goringen en e C-profielen wort in e navolgene paragrafen en behanel. Door e beschreven manier van aansluiten van e winverbanen, komen e winverbanen in één vlak te liggen. Eén van e winverbanstaven moet aarom onerbroken woren om te kunnen passeren. Om klapperen van e twee winverbanstaven te voorkomen wort e kruisene winverbanstaaf gekoppel. De onerbreking en koppeling wort geaan met een strip van 40 x 8 mm zoat het oppervlak van e oorsnee van e winverbanstaaf niet veraner. De assemblage moet woren geaan met vijf bouten M1. Het principe van it knooppunt wort weergegeven in figuur Fig. 6.35) De onerbreking van een winverbanstaaf Cor van Zanwijk mei

197 Winverbanen in het ak Lightweight col rolle steel construction systems Voor e winverbanen in het ak moeten rie afzonerlijke knooppunten bekeken woren. Voor e vormgeving van e knooppunten gelen ezelfe ranvoorwaaren en beperkingen zoals genoem in e voorgaane paragraaf. Om lassen van onerelen te voorkomen moet alles met bouten geassembleer woren. Belangrijk bij een boutverbining is at bij e assemblage voloene ruimte aanwezig is om het aanraaigereeschap te kunnen hanteren. Aansluiting bij e knie Omat e profielen klein, e ruimte beperkt en e krachten relatief gering zijn woren bouten M1 toegepast. De verbining ter hoogte van e knie bestaat uit twee hoekstalen ie in juiste hoek gezet zijn. Om, evenals bij e aansluiting van e winverbanstaaf uit e gevel, oorboring van twee profielen te voorkomen, moet het verbiningshoekstaal usanig hoog geplaatst woren at alleen e Z-goring oorboort behoeft te woren. Het knooppunt wort weergegeven in figuur Fig. 6.36) De aansluiting van het winverban in het ak ter hoogte van knie, vanaf boven (r.) vanaf oner (l.) Omat twee hoekstalen toegepast woren, kunnen e krachten in twee richtingen ontbonen woren evenwijig aan het betreffene plaatvel. Door e krachten evenwijig aan e plaatvelen in te leien, is e loorechte belasting op e plaatvelen nihil zoat problemen zoals geschetst in figuur 6.33 voorkomen woren. De stuik van het lijf van e Z-goring is het maatgevene bezwijkmechanisme in e richting evenwijig aan e Z-goring. Het hoekstaal in eze richting wort verbonen met twee bouten M1. In e richting evenwijig aan het hoofspant wort het hoekstaal verbonen met één bout M16, eze wort gelijk geassembleer met e Z-goring. In eze richting moet een kracht opgenomen woren ie gelijk is aan: Fvert cos(43.8)* kN De hoekstalen woren uitgevoer met een ikte van 5 mm, met eze ikte blijken e hoekstalen te voloen aan e criteria zoals eze gestel woren voor wrikkrachten. Een bout M16, waar het hoekstaal mee bevestig wort, kan voor het maatgevene bezwijkmechanisme afschuiving van bout 60.3 kn opnemen. Ook in eze richting is er us voloene capaciteit. Bij grote overbelasting zal er stuik van het lijf van e Z-goring optreen en vervolgens een bezwijken van e netto oorsnee van e winverbanstaaf. Cor van Zanwijk mei

198 Aansluiting ter hoogte van tussengoring Omat e winverbanstaven in het akvlak in het mien van e Z-goringen is gepositioneer, treet er niet alleen een kruising van e twee winverbanstaven op maar ook een kruising met een Z-goring. Om eze verbining eenvouig te kunnen realiseren woren e winverbanstaven onerbroken en verbonen aan een hoekstaal ie aan beie zijen van het lijf van e Z-goring woren bevestig. De assemblage wort ook hier uitgevoer met M1 bouten omat e profielen klein en e krachten relatief gering zijn. De hoekstalen woren uitgevoer met een plaatikte van 5 mm en met flensen van respectievelijk 50 mm en 100 mm. De verbining wort weergegeven in figuur Fig. 6.37) De onerbreking van een winverbanstaven ter plaatse van e tussengoring Om alle Z-goringen met gelijke vormgeving te kunnen fabriceren is het mogelijk e twee gaten in alle lijven van e Z-goringen te ponsen, it voorkomt fouten bij assembleren van goringen en het is prouctietechnisch eenvouig te realiseren. De verzwakking van e staaf is nihil omat e gaten op e neutrale lijn geponst woren. Aansluiting bij goring Per akvlak woren twee vakken met winverbanen toegepast, hieroor ontstaat er ook een verbining ter plaatse van een goring - hoofspantverbining. Bij eze verbining woren, even als bij e verbining ter hoogte van e knie, twee hoekstalen toegepast. Omat e Z-goring oner gelijke hoek als e winverbanen geassembleer wort, kunnen alle hoeken van e hoekstalen 90 gehouen woren. Het principe van e verbining is gelijk aan het principe ter hoogte van e knie. De hoekstalen voor e verbining kunnen in serie gemaakt woren omat ze allen ientiek zijn. De verbining wort uitgevoer met bouten M1. Een weergave van e verbining wort gegeven in figuur Fig. 6.38) De aansluiting van het winverban in het ak ter hoogte van e goring Cor van Zanwijk mei

199 Ook in eze verbining wort het hoekstaal at loorecht op het lijf van e hoofconstructie staat gelijk met e Z-goring geassembleer met één bout M16. Het toepassen van één bout is tegen e eerer geformuleere ontwerpregels in, maar wort niet oor een norm voorgeschreven. Omat er weinig ruimte in e verbiningen is, wort er toch voor gekozen slechts één bout toe te passen Schijfwerking van ak- en wanbeplating Bij e imensionering van e referentiehal is uitgegaan van sanwichpanelen als ak- en gevelbekleing. Gezien e complexiteit en bewerkelijkhei van het toepassen van winverbanstaven kan gezocht woren naar een alternatieve manier van stabiliteitsvoorziening. Een alternatieve mogelijkhei is e schijfwerkingscapaciteit van e ak- en gevelbeplating te gebruiken. Bij toepassing van zowel schijfwerking als winverbanen is het belangrijk at e verbiningsmielen samen met e beplating e vervormingen van e winverbanen kunnen volgen. De vervorming van e winverbanstaven is opgebouw uit twee componenten namelijk, verlenging van e staaf en verschuiving op e boutgaten. 3 Δ F 41.6*10 l * l * mm 5 E* A.1*10 * 50 De gatverschuiving is maximaal 1 mm, it resulteert in een totale vervorming van 6. mm oner een hoek van 48.7 met e verticaal. Bij eze vervorming is geen rekening gehouen met het slap hangen van e winverbanstaaf. De horizontale verplaatsing is bij e gegeven hoek en verplaatsing gelijk aan 4.7 mm. Om te kunnen beoorelen hoe e ak- en wanbeplating zich geraagt, is het noozakelijk eerst het type en e afmetingen van e beplating vast te stellen. Er wort gezocht naar een beplatingstype at zowel als ak- en gevelbeplating kan ienen. Er wort gekozen 110 voor een sanwichpaneel van Kingspan type KS 1000 RW. Dit type beplating voloet aan e gestele criteria zoals eze geformuleer zijn bij e imensionering (ruwhei, overspanningscapaciteit). Bij toepassing van het lichtste type (kern van 40/75 mm) wort ruim volaan aan e gestele overspanningseisen bij e optreene belastingen. De overimensionering van e beplating kan gebruikt woren om e vervormingen te beperken, e schuifkrachten op te kunnen nemen en e hogere winbelastingen ron ranen en nok op te kunnen nemen. Om reen van veilighei bij assemblage, eugelijkhei, uurzaamhei en gelighei van e rekenregels wort gestel 111 at e staalkern tenminste gelijk moet zijn aan 0.7 mm. Omat het in it geval om een sanwichpaneel gaat wort aangenomen at e sommatie van e beie staalkernen ook voloet aan het criterium van e minimale staalkern. Het lichtste type beplating wort toegepast, het type 0.5/0.4 voor e staalikte van boven- en onerplaat. De specificaties en e oorsnee van het beplatingstype wort weergegeven in figuur TU Delft 110 Zie literatuurlijst [41] 111 Zie literatuurlijst [40] Version Cor van Zanwijk mei

200 Fig. 6.39) De oorsnee en specificaties van het beplatingstype De flexibiliteit van een schuifpaneel wort opgevat als e sommatie van een aantal afzonerlijke flexibiliteitscomponenten. De flexibiliteitscomponent wort hierin geefinieer als zijne e vervorming van een schuifpaneel geeel oor e aanwezige belasting in het schuifpaneel. a) Flexibiliteit veroorzaakt oor oorsnee buigvervorming. De flexibiliteit wort bereken met e volgene gegevens: a lengte van het schuifpaneel b h.o.h. afstan van golven a 1 een factor voor invloe van tussen goringen K beplatingsconstante E elasticiteitsmoulus t staalkernikte b breete van het schuifpaneel a* b * a * K 9600*333 *0.7*0.09 E* t * b.1*10 *0.9* c *10 / mm N b) Flexibiliteit veroorzaakt oor schuifrek van beplating De flexibiliteit wort bereken met e volgene gegevens: ν poissonfactor 0.3 a een factor voor invloe van tussen goringen h hoogte van e golf waarin geschroef wort Cor van Zanwijk mei

201 * a* a *(1 + υ)*( b + * h)* b *9600*0.67*(333+ *75)* b * b* t* E* a 333*5000*0.9*.1*10 *9600 c c c c c) Flexibiliteit veroorzaakt oor slip in e plaat - goring verbining De flexibiliteit wort bereken met e volgene gegevens: s p slipmoulus 0.15 mm/kn p is e afstan tussen e verbiningsmielen a 3 een factor voor e invloe van tussen goringen * a* s * p* a *9600*0.15*10 *333*0.80 b p ) Flexibiliteit veroorzaakt oor slip in e langsnaa De flexibiliteit wort bereken met e volgene gegevens: s s slipmoulus 0. mm/kn n sh is gelijk aan a / n s is gelijk aan b / n p β *10 mm/ N * s * s *( n 1)* b *0.*10 *0.15*10 *(5 1)* s p sh. 3 3 * ns* sp + β1 * np* ss* a *15*0.15*10 + 1**0.*10 *9600 e) Flexibiliteit veroorzaakt oor slip in e plaat spant verbining De flexibiliteit wort bereken met e volgene gegevens: s r slipmoulus 0.15 mm/kn n r is gelijk aan b / * s * b *0.15*10 * r.3 ( nr + 1)* a (15+ 1)*9600 ctotaal f) De totale flexibiliteit voor een schuifpaneel *10 / mm N 6 ( )* / mm kn mm N *10 / *10 / Bij een optreen horizontale belasting van 8 kn kan e beplating oor e flexibiliteit een vervorming van 13 mm gemakkelijk onergaan, hieruit volgt at e winverbanen naar verwachting vrijwel alle belasting naar zich toe zal trekken. Bij e voorgaane berekening zijn enige aannamen geaan omat e gebruikte richtlijnen specifiek geschreven zijn voor beplating met een enkele staalplaat en niet zozeer voor sanwichpanelen. Het is noozakelijk verergaan onerzoek te oen naar e flexibiliteitseigenschappen inien e beplating als stabiliteitsverlenen element gebruikt wort. Inien besloten wort e stabiliteit te voorzien oor enkel schijfwerking, is het noozakelijk montageverbanen te fabriceren ie e constructie stabiel maken zolang e beplating nog niet aanwezig is. Naar verwachting levert eze wijze van assembleren extra kosten op. Daarentegen zal het elimineren van e complexe winverbanaansluitingen een reuctie in mm N Cor van Zanwijk mei

202 kosten geven. Deze twee factoren zijn op voorhan moeilijk in te schatten, verergaan onerzoek zal moeten uitwijzen wat tot het maximale vooreel zal leien. In it staium van het afstueeronerzoek wort besloten verer te gaan met e toepassing van winverbanstaven omat it e stanaarisatie van het geheel ten goee komt. Woren e winverbanen weggelaten an wort e capaciteit van e beplating immers als afhankelijke gestel van e maximale afmeting van e hal, it is niet wenselijk. De beplating moet bevestig woren op e onerconstructie volgens e minimaal voorgeschreven eisen van e sanwichpanelen fabrikant. Praktisch gezien zal it betekenen at bovenin ieere golf en op elke goring een zelfborene paneelschroef geplaatst moet woren. Deze special ontwikkele paneelschroeven hebben e eigenschap at ze zichzelf oor het sanwichpaneel heen boren en vervolgens het gat afichten oor een rubberen of loen ring. Door op e juiste plaats raa op e schroef aan te brengen wort voorkomen at er bollingen in e beplating ontstaan. Een voorbeel van paneelschroeven en afwerking van e paneelschroeven wort gegeven in figuur De lengte van e paneelschroeven is afhankelijk van e paneelikte. De iameter van e paneelschroeven hangt af van e optreene belasting en het patroon van e verbiningsmielen. Fig. 6.40) Zelfborene paneelschroeven (l.) met afwerkopjes (r.) De verbining van wanregels In e berekening van e referentiehal is uitgegaan van een scharnierene verbining tussen e kolom en e wanregel. Deze verbining behoeft aarom alleen bereken te woren op warskrachten en normaalkrachten. Belastingen De optreene belastingen woren weergegeven in e onerstaane tabel, hierin zijn alleen e maximale belastingen gegeven omat alleen eze relevant zijn voor e berekening van e verbining. De wanregels op e langsgevel hebben een anere oorsneenafmeting en kennen een anere belasting an e wanregels op e kopgevel. De beie type wanregels woren afzonerlijk genoem maar woren op gelijke wijze uitgevoer qua verbiningsafmeting en boutafmeting. Dwarskracht (kn) Normaalkracht (kn) Langsgevel 3,8 14, Kopgevel 3,1 0,0 De optreene belastingen zijn us erg klein. Ontwerprichtlijnen Het uitvoeren van eventuele laswerkzaamheen in e werkplaats heeft e voorkeur ten opzichte van laswerk op e bouwplaats. Cor van Zanwijk mei

203 Er moeten zo min mogelijk bouten woren toegepast omat it een arbeisintensief proces is. Tevens het aantal soorten en afmetingen van bouten minimaliseren om fouten bij assemblage te voorkomen. De inleiing van e krachten usanig positioneren at eze e in e berekening aangehouen positionering niet overschrijt. De verbining moet normaalkrachten en warskrachten op kunnen nemen. Extra gaten in anere constructieonerelen moet zoveel mogelijk voorkomen woren omat it e stanaarisatie beperkt. Wanregelverbining optie 1 Een eenvouige en voor e han liggene manier om het C-profiel van e wanregel aan e kolom te bevestigen is oor miel van een lipomzetting aan e wanregel zelf. Op e walslijn is het eenvouig mogelijk e flens van e wanregel over een bepaale lengte te verwijeren, gaten op e juiste plaat te ponsen en vervolgens e einlip om te zetten. De verbining op eze wijze wort weergegeven in figuur Fig. 6.41) De wanregelverbining vanaf oner bezien (r.) en vanaf boven bezien (l.) Voorelen: De verbining heeft gunstige eigenschappen voor e belastingsafracht. De krachten ten gevolge van e winbelasting gaan oor het lijf in e vorm van schuifkrachten, het wegknippen van een flens heeft us geen invloe op e verbiningscapaciteit. Er zijn geen losse onerelen noig. De prouctie van e verbining kan nauwkeurig geaan woren, en geïntegreere woren in e walslijn. Het aanbrengen van e bouten is goe mogelijk. Het aantal bouten is beperkt. De verbining is naar verwachting goe algemeen toepasbaar. Omat het aantal goringen zal toenemen bij hogere belasting, zullen e krachten in e verbining nooit extreem hoog woren. Naelen: Er is een raveling noig aan één zije van het profiel noig. Door e raveling ontstaat er een (kleine) afname van e warskrachtcapaciteit. Wanregelverbining optie Om e raveling en e lipomzetting te voorkomen is het mogelijk een wanregelsteun in e vorm van een hoekstaal toe te passen. Omat e belasting van e wanregel alleen in e richting evenwijig aan het lijf werkt, behoeft het hoekstaal alleen eze, in twee richtingen werkene, krachten over te brengen. De verbining wort gegeven in figuur 6.4. Cor van Zanwijk mei 006 0

204 Fig. 6.4) De wanregelverbining vanaf oner bezien (r.) en vanaf boven bezien (l.) Voorelen: De prouctie van e verbining kan nauwkeurig geaan woren. Het aanbrengen van e bouten is goe mogelijk. Er is geen raveling noig. De verbining is naar verwachting goe algemeen toepasbaar. Omat het aantal goringen zal toenemen bij hogere belasting, zullen e krachten in e verbining nooit extreem hoog woren. Naelen: De verbining heeft miner gunstige eigenschappen voor e belastingsafracht omat e kracht overgeragen moet woren oor een extra verbining, hieroor ontstaan extra vervormingen. Er zijn losse onerelen noig. Het aantal bouten is meer an in e voorgaane optie Keuze en berekening van wanregelverbining Omat e wanregels aan beien zije van e kolommen moeten woren bevestig, zijn e voornoeme opties e enige goee alternatieven. Gezien e genoeme voor- en naelen wort er gekozen voor optie 1 omat e aar genoeme voor- en naelen opwegen tegen e genoeme voor- en naelen van optie. Hoofonereel Subonereel Weegfactor Optie 1 Optie Fabricage Eenvou van prouctie 15 +/+ - Aantal onerelen 5 +/+ -/- Fabricage oor ere Nauwkeurighei 10 +/+ + Algemene toepasbaarhei 5 +/+ +/+ Aantal verbiningsmielen 5 +/+ -/- Nabehaneling van oppervlak Montage Montage eenvou Demontage eenvou Montage materiaal Algemeen Overbrenging van krachten 10 +/+ -/- Gewicht van e verbining 10 +/+ - Transport Totaal Cor van Zanwijk mei

205 Opmerking: -/- Zeer slecht - Slecht 0 Neutraal + Goe +/+ Zeer goe Fig. 6.43) Vergelijkingstabel voor e wanregelverbining Om het aantal typen bouten zoveel mogelijk te beperken wort er voor gekozen één type bouten toe te passen in zowel e verbining van e wanregels als in e verbining van e akgoringen. Omat er voloene ruimte in e verbining is wort er gekozen voor bouten M16, zoals it ook geformuleer is bij e verbining van e winverbanstaven. De relatief zware bouten in relatie tot e unne profielikte zorgen ervoor at stuik van het plaatmateriaal maatgeven is ten opzicht van afschuiving van e bout. F * α * α * f * * t *1*1*510*16* 3.6kN cu ; ; c re;1 t ; bnom ; De afschuifcapaciteit van e lipomzetting is 47.9 kn, hieruit volgt at e lip zal bezwijken voorat e verbining, met twee bouten M16, zal bezwijken. Er is us een ruime overimensionering van e verbining ie voortvloeit uit praktische overwegingen. Door e verbining van e wanregel in e knieverbining kunnen er problemen ontstaan. De bouten van e wanregelverbining vallen buiten e raius van e bouten in e knieverbining, zoals weergegeven in figuur Daarnaast zijn e bouten van e wanregelverbining ook lichter. Door e grotere afstan van eze bouten tot het rotatiepunt van e boutverbining, zullen eze bouten e krachten naar zich toe zullen trekken en als eerste bezwijken op afschuiving van het boutmateriaal. Om eze problematiek te voorkomen moeten e bouten van e wanregelverbining en van e goringverbining in overmaatse gaten geplaatst woren zoat e bouten niet belast woren ten gevolge van een hoekverraaiing in e knieverbining. Deze oplossing brengt echter negatieve gevolgen met zich mee wat betreft e gatspeling en e aaruit volgene extra vervormingen. De extra vervormingen ten gevolgen van e ongeveer mm extra gatspeling zullen naar verwachting niet tot problemen leien, omat e ak- en gevelbeplating eze kleine extra vervormingen gemakkelijk kunnen volgen. Fig. 6.44) Bouten van wanregel en akgoring ter hoogte van e knieverbining De verbining van akgoringen In e berekening van e referentiehal is uitgegaan van een scharnierene verbining tussen e akligger en e akgoring. Deze verbining behoeft aarom alleen bereken te woren op warskrachten en normaalkrachten. Cor van Zanwijk mei

206 Belastingen De optreene belastingen woren weergegeven in e onerstaane tabel, hierin zijn alleen e maximale belastingen gegeven omat alleen eze relevant zijn voor e berekening van e verbining. Dwarskracht (kn) Normaalkracht (kn) Dakgoring 5, 15,9 Ontwerprichtlijnen Voor e ontwerprichtlijnen kunnen ezelfe punten aangehouen woren als genoem zijn bij e ontwerprichtlijnen van e wanregels. Verbiningsoptie Uit e vergelijkingstabel voor e afweging van verbiningsopties voor e wanregel is gebleken at e verbining met een lipomzetting e hoogste score heeft bij e afweging van e voor- en naelen. Omat er grote overeenkomst is tussen e verbining van wanregels en e verbining van akgoringen, wort er ook bij e verbining van e akgoringen gebruik gemaakt van eze wijze van verbinen Berekening van akgoringverbining De verbining van e akgoringen wort ook geaan met M16 bouten. De in e vorige paragraaf gegeven belasting in combinatie met e belasting uit e winverbanen, zoals beschreven in paragraaf , zijn usanig gering at verere toetsing van e verbining niet noozakelijk wort geacht gezien e overcapaciteit van e toegepaste bout. De in e vorige paragraaf gegeven normaalkracht is een rukkracht ie oor het lijf van e akgoring overgeragen wort naar e winverbanen, eze kracht heeft us geen invloe op e benoige capaciteit van e bouten. Uit het oogpunt van e stanaarisatie woren aan alle akgoringen lippen gezet, echter kan overwogen woren e akgoringen in e zone van e winverbanen zoner lip uit te voeren omat ter plaatse van e aansluiting van e winverbanen toch hoekstalen moeten woren toegepast om e krachten uit e winverbanstaven over te kunnen brengen. De twee verschillene knooppunten woren weergegeven in figuur Fig. 6.45) Dakgoringverbining met winverbanaansluiting (l.) en zoner winverbanaansluiting (r.) Inien van eze mogelijkhei gebruik gemaakt wort, moet een nieuwe berekening gemaakt woren van e verbining. Deze berekening wort in it afstueeronerzoek achterwege gelaten omat er geen voorelen verwacht woren gezien het klein aantal knooppunten waar it fenomeen optreet. Omat er gestreef wort naar maximale stanaarisatie, woren alle akgoringen van e referentiehal uitgevoer met een lipomzetting. Cor van Zanwijk mei

207 6.5.7 De verbiningen in e kopgevel Omat e kopgevel onersteun wort oor twee tussenkolommen en een mienkolom, zijn e akliggers en e kolommen van het kopgevelspant lichter uitgevoer an e akliggers en kolommen van e hoofspanten. Door eze tussen- en mienkolommen, ie te beschouwen zijn als gevelstijlen, treet er een volleig aner krachtsafracht plaats an bij e hoofspanten. In eze paragraaf woren e iverse verbiningen behanel. De optreene belastingen zijn bereken in e bunel In- en uitvoer van spreasheet eel II De voetverbining De voetverbining wort op ezelfe wijze vormgegeven als bij e hoofspanten. Omat e afmetingen van e kolom van het kopgevelspant echter kleiner is an van het hoofspant, moet e halve HE60A miner lang woren uitgevoer, 150 mm in plaats van 50 mm. Om fouten tijens assemblage te voorkomen woren e ankers en e bouten van hetzelfe type en van ezelfe afmeting toegepast. Omat e krachten ie optreen in e kopgevelkolom kleiner zijn an in e kolom van het hoofspant, is er enige overimensionering van e verbining. Voor e berekeningsmethoiek van e bouten en e ankers wort verwezen naar paragraaf at e verbining voloet wort verer niet meer aangetoon. De gevelstijlen kunnen op gelijke wijze woren verbonen aan e voet als e overige kolommen. Voor eze gevelstijlen kan ook een halve HE60A met een lengte van 150 mm aangehouen woren. De voetverbiningen woren weergegeven in figuur Fig. 6.46) De voetverbining van het kopgevelspant (l.) en e gevelstijl (r.) Voor een kopgevel is in totaal us vijfmaal een halve HE60A noig met een lengte van 150 mm. Per voetstuk woren vier ankers M16 en twee bouten M0 toegepast. Version De knieverbining Omat e kopgevel oor rie gevelstijlen onersteun wort, is van e kopgevel een statisch bepaal systeem gemaakt. Door eze statische bepaalhei behoeft e knieverbining geen momenten over te ragen en kan us volstaan woren met miner bouten. De krachten ie overgebracht moeten woren oor e bouten zijn e normaalkracht van ten hoogste 7.1 kn en e warskracht van ten hoogste 7.3 kn. In e verbining wort e wanregel van e langsgevel, e kolom en e akligger van het kopgevelspant en e gevelstijl van e kopgevel samengevoeg. De verbining wort weergegeven in figuur Om e inzichtelijkhei van e verbining te vergroten zijn e overige wanregels van e kopgevel weggelaten. TU Delft Cor van Zanwijk mei

208 Fig. 6.47) De knieverbining van het kopgevelspant vanaf boven (l.) vanaf oner (r.) Met twee M16 bouten is e verbining ruim overgeimensioneer. Maatgeven bezwijkmechanisme blijft stuik van plaatmateriaal zoat e vervormingscapaciteit gegaraneer wort. Verere berekeningen woren hier niet gegeven, voor e berekeningsmethoiek wort verwezen naar paragraaf De nokverbining Evenals voor e knieverbining gelt ook voor e nokverbining at er geen moment overgeragen behoeft te woren. De belastingen ie in eze verbining optreen zijn een verticale normaalkracht ter grote van 10.9 kn en een horizontale trek- c.q. rukkracht ter grote van 16.3 kn. Omat bij voorkeur e profielen recht afgeknipt woren, moet een verbiningsplaat woren toegepast. Deze verbiningsplaat zorgt ervoor at e krachten uit e akliggers in e mielste gevelstijl gelei kunnen woren. De horizontale trek- c.q. rukkracht wort over twee goringen vereelt zoat e kracht per goring 8.1 kn is. Omat e goring ter hoogte van e goot en ter hoogte van e mienstijl een grotere ruk- c.q. trekkracht moet opnemen, zijn eze goringen iets overgeimensioneer. Omat e goringen niet allebei exact in e nok geassembleer kunnen woren, treet er een klein moment om e zwakke as van het profiel op, echter is eze zo klein en zijn er iverse secunaire krachtsafracht wegen at verere toetsing hiervan niet noozakelijk wort geacht. De verbiningsplaat wort met een praktische ikte van 5 mm gekozen. Het maatgevene bezwijkmechanisme is stuik van plaatmateriaal van e kolom of akligger. Bij toepassing van twee M16 bouten kan 58.8 kn opgenomen wort, wat us ruim voloene is voor e afracht van e verticale component. De afracht van e kleine horizontale component is in eze verbining geen enkel probleem. De verbining wort weergegeven in figuur De trekkracht op e goring leit echter tot problemen omat e lip van e Z-goring oner eze trekkracht een te grote vervorming onergaat. Dit volgt uit e onerstaane verkorte berekening. lef ; b 0.5p+ m+ 0.65e 0.5*60 + * * mm Hieruit volgt voor het vloeimoment van e lip: M 0.5* l * t * f 0.5*13.5* * *10 Nmm 3 pl; ef ; b y; Hieruit volgt at e maximaal opneembare trek in e verbining gelijk is aan: Cor van Zanwijk mei

209 a) T u ; 4* M 4* 43.8*10 m 8 3 pl; 6.3kN Voor e unity check volgt nu: F T s ; u ; Hieruit blijkt at e lipverbining niet voloet aan e gestele eisen. Er zijn twee mogelijkheen it probleem te verhelpen. Toepassen van een inlegplaat Krachtsafracht via beplating Bij e eerste optie moeten extra platen gemaakt woren ie te gelijk met e goringen geassembleer woren, eze oplossing is gelijksoortig aan verbiningsoptie van e voetverbiningen in paragraaf Naelig bij eze oplossing is het groot aantal losse onerelen wat e assemblage bemoeilijkt en aaroor kostbaar maakt. Uiteraar is het ook mogelijk e lip van het profiel ikker te maken. Echter woren an alle goringen zwaar overgeimensioneer, wat us geen goee oplossing is. Bij e tweee optie moet een kracht van kn oor e beplating opgenomen woren. Praktisch gezien zal het betekenen at naar verwachting vrijwel alle kracht oor e verbiningsmielen van e beplating opgenomen zal woren. Het aantal verbiningsmielen in e beplating, en e capaciteit van e beplating is naar verwachting usanig groot at er geen problemen op zullen treen. Het aantonen van e capaciteit van e beplating en e verbiningsmielen is, zoals eerer vermel in paragraaf , een bewerkelijk en complex proces ie in it afstueeronerzoek niet verer uitgewerkt wort. TU Delft Fig. 6.48) De nokverbining van het kopgevelspant vanaf binnen (l.) vanaf buiten (r.) Alle in e figuren getoone bouten zijn M16 bouten. De keuze hiervan is geheel uit praktische overwegingen zoals verklaar is in paragraaf De gevelstijlverbining De verbining van e gevelstijl in het mien is beschreven in e paragraaf waarin e nokverbining behanel is, e tussenstijl en e einstijl woren in eze paragraaf behanel. Version Cor van Zanwijk mei

210 De tussenstijl moet in e verbining twee krachten overragen namelijk een verticaalkracht van 19.8 kn en een horizontaalkracht van 1.9 kn. Omat e tussenstijl precies samenvalt met een akgoring, kan e gevelstijl gelijk met e akgoring geassembleer woren. De twee bouten M16 ie toegepast woren zijn ruim voloene voor e overracht van e krachten. De horizontaalkracht van 1.9 kn moet opgenomen woren oor één goring, hierop is e goring geimensioneer. Echter is in paragraaf aangetoon at e lip van e Z-goring eze kracht, in het geval van trekkracht, niet op kan nemen. In ezelfe paragraaf is aangegeven at er wort uit gegaan van een voloene grote capaciteit van e beplating, zoat e trekkracht, oor miel van schuifkrachten in e verbiningsmielen, overgeragen wort op e goring. De relatief eenvouige verbining van e tussenstijl wort weergegeven in figuur Opgemerkt wort at e profielhoogte van e tussenstijl gelijk gestel is aan e profielhoogte van e mienstijl in verban met het aanbrengen van e wanregels. Fig. 6.49) De verbining van e tussenstijl van het kopgevelspant vanaf binnen (l.) vanaf buiten (r.) Om e wanregels van e kopgevel aan te kunnen sluiten bij e kolom van het kopgevelspant, moet een extra kolom woren toegepast zoals bij e imensionering is vastgestel. Deze extra kolom wort uit praktische overweging gelijk gehouen aan e tussenstijl. Deze einstijl kan gelijk met e wanregels uit e langsgevel geassembleer woren. De einstijl wort weergegeven in figuur Fig. 6.50) De verbining van e einstijl van het kopgevelspant vanaf boven (l.) vanaf buiten (r.) Cor van Zanwijk mei

211 De verbining van e winverbanen Omat het kopgevelspant als een statisch bepaal systeem uitgevoer wort, zijn winverbanen noozakelijk. Bij e imensionering, zoals beschreven in e bunel In- en uitvoer van spreasheet eel II, is het winverban in e kopgevel vastgestel op een hoekprofiel van 40 x 40 x 3 met twee bouten M1. Opgemerkt wort at voor e winverbanen wel M1 bouten woren toegepast omat e profielen van usanig kleine omvang zijn, at M16 bouten niet toegepast kunnen woren. Het optreene bezwijkmechanisme is stuik van plaatmateriaal van e gevelstijl. Een bout M1 kan bij it bezwijkmechanisme 4.5 kn opnemen zoat e verbining een capaciteit van 49 kn heeft, it is ruim voloene voor eze verbining waarin een trekkracht van slecht 7.9 kn optreet. De aansluiting van het winverban bovenaan e gevelstijl wort getoon in figuur 6.49, e aansluiting aan e voet van e kopgevelkolom wort gegeven in figuur Fig. 6.51) De verbining van e winverbanstaaf aan e voet van e kopgevelkolom De verbining van e wanregels Omat e spantafstan in e kopgevel kleiner is an in e langsgevel, kunnen e profielen voor e wanregels in e kopgevel lichter uitgevoer woren. De verbining van e wanregels in e kopgevel gebeur op ientieke wijze als in e langsgevel. Er woren twee bouten M16 toegepast per verbining, e berekeningsmethoiek voor e verbining wort gegeven in paragraaf TU Delft Version Omat e kopgevel oner een hoek van 0 schuin afloopt, moet er een speciale wanregel toegepast woren om e wanbeplating vast te kunnen zetten aan e bovenzije. Deze wanregel wort uitgevoer met een C-profiel ie gelijk is aan e normale wanregel. De wanbeplating en e eventuele afwerklijsten kunnen nu eenvouig aan e bovenste wanregel bevestig woren. Deze speciale wanregel wort met een lipomzetting aan e gevelstijlen bevestig, hiertoe is een raveling in e gevelstijlen en in e speciale wanregel noozakelijk. De bevestiging van e speciale wanregel wort weergeven in e figuren 6.50 en 6.5. Voor e verbining van eze speciale wanregel woren twee bouten M16 toegepast. Cor van Zanwijk mei

212 Fig. 6.5) De verbining van e speciale wanregel ter hoogte van tussenstijl (l.) ter hoogte van mienstijl (r.) Verbining van e akgoringen De verbining van e akgoringen gebeur op ientieke wijze als bij e hoofspanten. Zoals opgemerkt in paragraaf 6.5. is het naeel van het gekozen alternatief voor e knieverbining, at e goringen geen constante lengte hebben. Het tweee probleem wat optreet is at in e Z-goring een raveling aan boven- en onerzije gemaakt moet woren omat e hoogte van e akligger van e kopgevel kleiner is an e akligger van e hoofraagconstructie. Deze twee factoren zorgen er voor at e Z-goringen in het eerste vak achter e kopgevel apart gefabriceer moeten woren. Inien e akligger van het kopgevelspant geroteer (lijf van C-profiel naar binnen in plaat van naar buiten) wort toegepast, is geen inkeping van e Z-goring noig, echter ontstaat er an een probleem bij e aansluiting van e gevelstijlen, aarom wort er voor gekozen e Z-goringen, ie toch al special waren, apart te fabriceren. Het principe van e verbining is gegeven in figuur Opgemerkt wort at e aansluiting van een winverbanstaaf, zoals eze in it figuur zichtbaar is, in it geval niet van toepassing is Verbining van afbouwelementen Naast e verbining van constructieve elen zijn er ook niet-constructieve elen ie aan e hoofraagconstructie bevestig moeten woren. De volgene niet-constructieve onerelen woren in eze paragraaf behanel: Raam- en eurconstructies Afwerkprofielen Goten Er wort geen verere berekening gegeven voor e benoige profielen omat eze profielen geen onereel uitmaken van e hoofraagconstructie, en aarom miner relevant zijn in het kaer van it afstueeronerzoek Raam- en eurconstructie Om voloene aglicht toetreing in e hal te krijgen moeten er iverse raamconstructies geplaatst woren, eze raamconstructies kunnen in zowel e langsgevel als in e kopgevel woren geplaatst. Omat er in e langsgevel vier goringen woren toegepast is het eenvouig mogelijk e ramen op ooghoogte te plaatsen. De ruimte tussen twee wanregels is gelijk aan 1360 mm zoat een stanaar raamconstructie van 1300 mm hoog toegepast Cor van Zanwijk mei

213 11 Zie literatuurlijst [4] Version Lightweight col rolle steel construction systems kan woren. Omat e sanwichpanelen een werkzame breete van 1000 mm hebben, wort er gekozen voor een raamconstructie van 1300 x 3000 mm. De raamconstructie wort aan e oner- en bovenzije bevestig aan e oorlopene wanregels, verticaal kunnen er extra stijlen woren geplaatst. Deze extra stijlen zijn niet noozakelijk maar maken e bevestiging van afwerklijsten op e hoeken eenvouiger. De krachten op e raamconstructie woren op ezelfe wijze oor e horizontale regels opgenomen als normaal e krachten op e sanwichpanelen opgenomen woren. De verticaalkrachten woren oor e sanwichpanelen naar e funering afgeragen op ezelfe wijze als normaal het eigengewicht van e sanwichpanelen naar e funering wort afgeragen. Het systeem voor een raamconstructie wort weergegeven in figuur De verticale stijlen woren met een lipomzetting uitgevoer en kunnen eenvouig met zelfborene schroeven woren vastgezet op e oner- en bovenregel. Fig. 6.53) Inbouw van een raamconstructie De etaillering ron raamconstructies is oor iverse fabrikanten ver onerzocht en geoptimaliseer. Belangrijke functionele aspecten 11 ie een rolspelen bij e afweging zijn: Lichtoorlating: inien ramen hoog geplaatst woren, wort het licht optimaal opgevangen en vereelt over e ruimte. Contact met buitenwerel: oor ramen op ooghoogte te plaatsen kan eenvouig naar buiten maar ook naar binnen gekeken woren. Tevens kan verkeer plaatsen van ramen hinerlijke reflecties in e ruimte geven. Verblining: in een vertrek met lage ramen treet verblining op oor het scherpe contrast tussen het helere glasvlak en e relatief onkere objecten of personen in e ruimte. Ventilatie: in veel gevallen zal e raamconstructie usanig ontworpen woren at het mogelijk is eze te benutten bij ventilatie van e ruimte. Architectuur: e raamconstructie en e plaatsing ervan heeft grote invloe op e architectonisch verschijning van het gebouw. Luchtichthei: e raamconstructie moet tussen alle elen luchticht zijn (glas kozijn en kozijn constructie) Regenkering: e raamconstructie moet tussen alle elen geen water oor kunnen laten, lekwater langs het binnenbla moet afgevoer woren naar het buitenbla. Zonwering: in bepaale gevallen kan er te veel warmte oor het raam naar binnen treen, inien it problematisch is, moet er een zonwering voor, in of op het glas woren aangebracht. Warmteweerstan: een raam heeft over het algemeen een geringere warmteweerstan, inien it tot problematische kouval of conensatie leit, moeten er voorzieningen getroffen woren om it te voorkomen. TU Delft Cor van Zanwijk mei 006 1

214 113 Zie literatuurlijst [43] Version Lightweight col rolle steel construction systems Vervuiling van gevel: e geconcentreere waterstromen van e raamconstructie moeten op usanige wijze woren afgevoer at er geen plaatselijke extra schoonspoelen of concentreren van vuil optreet. Inbraak: e raamconstructie moet een bepaale robuusthei hebben om inbraak via het raam te voorkomen. De fabrikant kan aan e han van e gestele wensen en eisen e juiste raamconstructie met e benoige afbouwelementen voor schrijven. De verere nauwkeurige etaillering wort in it afstueeronerzoek buiten beschouwing gelaten. In e hierna volgene paragraaf woren enkele afwerkprofielen ron een raamconstructie gegeven. De eurconstructie heeft meer gevolgen voor e opbouw van e hoofraagconstructie an e raamconstructie. Met een wanregelafstan van 1.4 meter is een overheaeur van 4 meter toepasbaar. De rie wanregels moeten woren verwijer en er moet aan beie zijen van e eur een extra stijl woren geplaatst waaraan e overheaeur en e ingekorte wanregels bevestig moeten woren. De overige constructies ie noig zijn om e eur te geleien bij het open wort in it afstueeronerzoek buiten beschouwing gelaten. De eurconstructie wort weergegeven in figuur Fig. 6.54) Inbouw van een eurconstructie De stijlen woren onerling verbonen met een omgezette lipverbining. De stijlen moeten usanig zwaar zijn at ze e winbelasting op e eur en e winbelasting op e beplating kunnen opnemen. De voetverbining kan gelijkvormig aan e voetverbining van e kopgevelstijlen woren uitgevoer. Praktisch gezien zullen e stijlen voor e eur ezelfe afmetingen hebben als e lichtste kopgevelstijl omat het opnieuw instellen van e machine niet opweegt tegen e geringe extra materiaalkosten. De verbining van e stijlen wort evenals e verbining van e wanregels uitgevoer met bouten M16. Verere berekening en toetsing van eze verbiningen wort niet gegeven omat eze onerelen geen onereel zijn van e hoofraagconstructie en aarom buiten het onerzoeksgebie vallen. TU Delft Afwerkprofielen Voor e afwerking ron ramen en euren zijn iverse afwerkprofielen beschikbaar. Naast eze afwerkingen zijn er ook afwerkingen noig bij e nok, hoeken en ter hoogte van e funering. In e figuren 6.55 en 6.56 woren enkele afwerkprofielen gegeven 113. Met eze Cor van Zanwijk mei

215 weergave wort niet gepreteneer at alle mogelijke of meest optimaal toegepaste afwerkprofielen woren gegeven. De weergave is illustratief voor e afwerking van e referentiehal. Fig. 6.55) Afwerkprofielen (v.l.n.r.) lekorpel, hoekkap, gevel funering aansluiting Fig. 6.56) Afwerkprofielen (v.l.n.r.) winveren, nokkap, voorgevorme hoekpaneel Inien meer licht in e hal wenselijk is, kunnen lichtoorlatene akpanelen gebruikt woren. Deze panelen kunnen een hele of een geeelte van een sanwichpaneel vervangen. De eigenschappen van e lichtoorlatene beplating is usanig at eze zoner verere aanpassing van e raagconstructie toegepast kunnen woren Goten Langs e beie langsgevels moet een goot woren toegepast. Deze goot kan met zelfborene schroeven geassembleere woren aan e bovenste wanregel en e onerste akgoring. Bij e positionering van e bovenste wanregel en e onerste akgoring is rees rekening gehouen met e mogelijkhei om een goot te bevestigen. De verticale belasting van e goot ten gevolge van het water wort opgenomen oor het sanwichpaneel waar e goot voor een eel op rust en voor een eel tegenaan hangt. Door e ran van e goot aan e buitenzije lager te maken an aan e binnen zije, kan het water nooit naar binnen stromen bij verstopping van e afvoerbuis. Er zijn geen gootbeugels noig omat er een ranomzetting aan e goot is gemaakt zoat e goot van zichzelf voloene stijf is. De goten kunnen oor e kouprofileur ter plaatse gewalst woren zoat e goot uit één lengte bestaat. Ter plaatse van e hoofspanten moet een inkeping in het gootprofiel gemaakt woren. Het is belangrijk at hier extra voorzieningen getroffen woren in e vorm van een rubberen opstaane ran om te voorkomen at water, ten gevolgen van winstuwruk, naar binnen wort geblazen. Het principe van e gootophanging wort weergegeven in figuur Cor van Zanwijk mei

216 Fig. 6.57) Bevestiging van e goot aan e hoofraagconstructie, zijaanzicht (l.) perspectief (r.) 6.6 Conclusie verbiningen Om e kosten voor het fabriceren van verbiningen van warmgewalste profielen te bepalen zijn er kentallen bepaal. Door e jaren heen zijn eze kentallen verfijn en ingeeel in groepen. Inien het om een relatief lichte hal gaat, zoals e in it afstueeronerzoek gestele referentiehal, gelt at e kosten 114 voor fabricage van e verbiningen ongeveer gelijk zijn aan 35% van e totaalprijs. Voor het vaststellen van e kosten voor fabricage van verbiningen van kougevorme profielen zijn echter geen kentallen beschikbaar omat e toepassing, in verhouing tot warmgewalste profielen, nihil is. Om toch iets te kunnen conclueren woren e iverse verbiningen kort voor het voetlicht gebracht en vergeleken met e verbiningen van warmgewalste profielen. De voetverbining Voor e voetverbining woren vier ankers toegepast, eze zijn noig bij zowel e verbining van w.g.p. als k.g.p. De twee bouten ie e halve HEA verbinen met het lijf van het C-profiel zijn niet noig bij e verbining van w.g.p. aan een voetplaat. Tegenover eze twee bouten staat een las van ongeveer 1150 mm lengte. Het aanbrengen van eze las brengt hoge arbeiskosten met zich mee ie bij e verbining van k.g.p. geëlimineer zijn. De halve HEA heeft aarentegen een hogere kostprijs an e enkele voetplaat voor e verbining van w.g.p. Uit eze afweging kan geconclueer woren at e meerprijs voor e twee bouten en e halve HEA niet op zullen wegen tegen te relatief hoge arbeiskosten voor e verbining van w.g.p. Naar verwachting zal e fabricage van e voetverbining van k.g.p. aarom goekoper zijn an e fabricage van e voetverbining van w.g.p. De knieverbining Voor e knieverbining van k.g.p. woren alleen acht bouten gebruikt, er zijn geen aitionele onerelen noig. Het aanbrengen van het gatenpatroon brengt nihil kosten met zich mee omat it als onereel in e walslijn kan woren geïntegreer. Voor e 114 Zie literatuurlijst [37] [44] Cor van Zanwijk mei

217 knieverbining van w.g.p. zijn er echter twee kopplaten noig en een naar verwachting evenreig aantal bouten. Geconclueer kan woren at e verbining van w.g.p. hogere kosten met zich meebrengt an e verbining van k.g.p. omat er ongeveer 500 mm laslengte aangebracht moet woren en er twee extra kopplaten toegepast moeten woren. De nokverbining Ten aanzien van e nokverbining volgt een gelijksoortige conclusie als voor e knieverbining. Het aantal bouten zal voor e verbining van w.g.p. gelijk zijn aan het aantal bouten voor k.g.p. aarentegen moet voor e verbining van w.g.p. extra kosten gemaakt woren ten aanzien van laswerk en kopplaten. De verbining van winverbanstaven Om e winverbanstaven bij w.g.p. te kunnen assembleren zijn er schetsplaten noozakelijk ie normaal gesproken altij aan e constructie woren gelast. Deze schetsplaten zijn eenvouiger an e twee hoekstalen ie toegepast woren bij e k.g.p. Tevens is er bij e verbining van k.g.p. een ubbel aantal bouten noig. De kosten van het laswerk zal echter naar verwachting niet opwegen tegen e kosten van het machinaal fabriceren van e hoekstalen. Hieruit kan geconclueer woren at e verbining van e winverbanen bij w.g.p. gelijk of zelfs uurer zal zijn an bij e verbining bij toepassing van k.g.p. Verbiningen in e kopgevel De voetverbiningen van e kopgevelkolommen en e kopgevelstijlen woren op ezelfe wijze vormgegeven als e overige voetverbiningen, hiervoor gelt e eerer beschreven conclusie. Voor e verbining in e knie zijn geen extra gaten of bouten noig omat eze verbining gelijk met e bovenste wanregel gerealiseer wort. Bij e verbining van w.g.p. zijn voor eze knie extra bouten en kopplaten noig. Dit resulteert in extra hoge arbeiskosten en een geringe toename van e materiaalkosten. Geconclueer kan woren at e verbining van k.g.p. goekoper is an e verbining van w.g.p. Voor e verbining in e nok is een extra plaat en zijn er extra bouten noozakelijk om e verbining van k.g.p. tot stan te brengen. De kosten van eze enkele staalplaat zullen ongeveer gelijk zijn aan e kosten van e twee kopplaten ie toegepast moeten woren bij w.g.p. Bij e verbining van w.g.p. is er echter ongeveer 500 mm laslengte noozakelijk, it brengt hoge arbeiskosten met zich mee. Geconclueer kan woren at e materiaalkosten ongeveer gelijk zijn, maar e arbeiskosten voor w.g.p. hoger ligt. De verbining van e gevelstijlen aan e akligger heeft bij k.g.p. geen extra onerelen noig. De verbining van e gevelstijlen heeft alleen in e nok twee bouten extra, alle overige verbiningen kunnen gelijk met e akgoringen tot stan woren gebracht. Voor e verbining van e gevelstijlen bij w.g.p. zullen kopplaten oner e juiste hoek aan e stijlen moeten woren gelast. Tevens zijn er extra verbiningsmielen noig. Geconclueer kan woren at e arbeiskosten voor e verbining bij w.g.p. hoger zal zijn an bij e verbining van k.g.p. De winverbanen kunnen bij k.g.p. eenvouig aan e zijkant van e gevelstijlen woren gemonteer. De extra gaten ie hiervoor noig zijn kunnen eenvouig als onereel van e walslijn woren gefabriceer. Voor e verbining van e winverbanstaven bij w.g.p. zullen er schetsplaten moeten woren toegepast omat e gevelstijlen van verschillene afmetingen zijn en oner e akligger staan in plaats van er voor, hieroor kunnen e winverbanstaven niet onmiellijk op e flensen van e profielen woren geassembleer. Dit resulteert in extra laswerk wat e kosten per verbining hoger oet zijn an e kosten per verbining bij k.g.p.version TU Delft Cor van Zanwijk mei

218 Verbining van wanregels De wanregels woren bij zowel e w.g.p. als bij e k.g.p. tussen e kolommen toegepast. In beie gevallen woren e wanregels ingeraveel en bevestig met een lipomzetting. Het enige verschil wat optreet is at e wanregels bij toepassing van w.g.p. aan twee zijen moet woren ingeraveel terwijl bij e toepassing van k.g.p. e inraveling maar aan één zije noozakelijk is omat e anere zije op het vlakke lijf van het C-profiel bevestig wort. Geconclueer kan woren at e verbiningskosten bij toepassen van w.g.p. en bij e toepassen van k.g.p. ongeveer gelijk zijn. Verbining van akgoringen Omat e akgoringen bij toepassing van w.g.p. op e profielen wort geassembleer, zijn er extra kosten voor e goringensteunen. De goringen zijn over e spanten geleg omat it een reuctie van het gewicht van e goringen tot gevolg heeft. Het is mogelijk een verfijne afweging te oen tussen het op of tussen e akligger plaatsen van e goringen. In bepaale gevallen zal e toename van het gewicht van e goringen niet opwegen tegen e extra kosten van e goringensteunen en e assemblage aarvan. Met e in it afstueeronerzoek vastgestele constructieopbouw kan geconclueer woren at e verbining van e akgoringen bij toepassing van w.g.p. uurer is an e verbining van e akgoringen bij toepassing van k.g.p. Alternatieven en conclusie Uit e voorgaane analyses volgt at e verbiningen bij toepassing van kougevorme profielen naar alle waarschijnlijkhei vooreliger zullen zijn an bij e toepassing van warmgewalste profielen. Tevens kan geconclueer woren at alternatieve verbiningsmielen zoals zelfborene schroeven, schietnagel en ergelijke geen goe alternatief vormen bij e verbining van hoofraagconstructie elementen. Het toepassen van een hulpstuk als verbining is niet aan e ore gestel omat eze hulpstukken, gezien e specialiteit ervan, zo veel kosten met zich mee brengen at ze geen perspectief bieen voor e vastgestele constructievorm. Het walsen van een knieverbiningsstuk, om te voorkomen at e verbining gemaakt moet woren op e plaats waar e grootste krachten optreen, is zelfs onmogelijk 115 gezien e klein straal waarin ze gewalst moet woren in relatie tot e stijfhei van het profiel in eze richting. Uit het onerzoek at verricht is in it hoofstuk blijkt at e verbining van kougevorme profielen eenvouig, snel en voorelig gefabriceer kunnen woren zoner aitionele constructieonerelen, hulpstukken of ergelijke. Het exact vaststellen van e kosten voor e fabricage van e verbiningen is echter niet mogelijk omat er een gebrek is aan ervaringsgetallen en e kosten sterk afhankelijk zijn van e omvang van e prouctie. 115 Na aanvraag bij walserij Rijsoort Buigwerken BV is eze optie geheel afgewezen, omat it alleen mogelijk is inien het profiel in e juiste straal wort gelast. Cor van Zanwijk mei

219 116 Zie literatuurlijst [45] Version Lightweight col rolle steel construction systems 7. Assemblage Het assembleren van e constructie is het laatste onereel bij e realisatie van een hal. De kosten voor het assembleren van e constructie zijn significant ten opzicht van e totale kostprijs van e hal, aarom is een goee opzet van het assemblageplan van triviaal belang. Bij het opstellen van het assemblageplan moet aanacht bestee woren aan zowel e efficiëntie als aan e veilighei tijens e assemblage. Efficiëntie en veilighei zijn te bereiken oor e juiste voorzieningen in een correcte volgore te gebruiken. 7.1 Assemblage algemeen Naast het beheersen van e prouctiekosten is het beheersen van e assemblagekosten van groot belang. Het inschatten van eze assemblagekosten wort normaliter geaan op basis van ervaring en gevoel 116. Tussen e voorcalculatie en e werkelijke kosten zit vaak een relatief groot verschil oor foutieve inschattingen op e voorcalculatieafeling en e problemen ie optreen tijens e assemblage. Ten aanzien van het eerste probleem kan opgemerkt woren at het noozakelijk is een goee voorcalculatiemethoe te genereren, hier zijn echter ervaringsgetallen voor noig ie in it staium voor kougevorme profielen niet beken zijn. Ten aanzien van het tweee probleem kan opgemerkt woren at het verstanig is een risicofactor tijens e voorcalculatie in te brengen ie afhankelijk is van e omvang en complexiteit van het bouwwerk. Om een goe assemblageplan op te kunnen stellen is het noozakelijk iverse hanelingen, ie voor en tijens e assemblage van belang zijn, naer in oogschouw te nemen. De volgene onerelen woren aartoe uitgesplitst: Buneling van e onerelen Transporteren naar bouwplaats, lossen en opslaan op bouwplaats Assembleren van constructie met als onerelen: Veilighei Assemblagemateriaal Assemblagevolgore Site ineling Assemblage tijschema 7. Opslag en transport van constructie-elementen Tijens e etaillering van e verbiningen is in e beoorelingen van e verbiningen nagegaan wat e effecten van e etaillering op transport en opslag zijn. In eze beooreling is gestel at onerelen ie aan e constructie-elementen verbonen zijn oor miel van lassen of oor miel van een lipomzetting hinerlijk kunnen zijn bij het stapelen van e onerelen. Inien e profielen goe stapelbaar zijn, is e benoige opslagruimte gering en kan er in bepaale gevallen bespaar woren op transport. TU Delft 7..1 Buneling van e onerelen Door e gebruikte etaillering is het relatief goe mogelijk e iverse onerelen in bunels samen te binen. Door bunels te maken van gelijksoortige proucten wort het overzicht bij het transport en e assemblage vergroot. Om precies te kunnen bepalen wat mogelijk is bij e profielen zoals eze geimensioneer en geetailleer zijn in e hoofstukken 5 en 6, wort voor elk onereel een naere uitwerking gegeven. Cor van Zanwijk mei

220 Hoofspanten In totaal woren er voor e referentiehal zeven hoofspanten toegepast. Dit beteken 14 akliggers en 14 kolommen met een gewicht van 3700 kg respectievelijk 1700 kg. De twee bunels hebben een lengte van 9600 mm respectievelijk 4400 mm. Een weergave van een bunel wort gegeven in figuur ) De oorsnee van e bunel voor e hoofspanten (l.) rieimensionaal aanzicht van e kolombunel (r.) Kopgevelspanten Een kopgevelspant is opgebouw uit akliggers, kolommen en 5 gevelstijlen. Door van eze profielen één bunel te maken is het eenvouig mogelijk het kopgevelspant als een bouwpakket in elkaar te zetten. De twee winverbanen van e kopgevel woren bijgevoeg in e bunel van e winverbanen. De lengte van e bunel is gelijk aan e lengte van e akligger, 9600 mm. Voor e twee kopgevels woren twee afzonerlijke bunels samengestel. De samenstelling van e bunels wort gegeven in figuur ) De oorsnee van e bunel voor het kopgevelspant (l.) rieimensionaal aanzicht van e bunel (r.) Wanregels Er zijn twee hoofcategorieën met wanregels namelijk e wanregels voor e kopgevels en e wanregels voor e langsgevels. Door e vormgeving zijn er binnen e hoofcategorie enkele onerverelingen. Voor e langsgevels zijn er 48 stanaar wanregels en 16 afwijkene wanregels voor het eerste vak achter e beie kopgevels. Voor e kopgevels zijn er 6 stanaar wanregels, 10 afwijkene wanregels en twee keer akranregels. De afwijkingen zijn; kleine verschillen in lengte en etaillering. Uit het oogpunt van transport woren e wanregels voor e langsgevels vereel over rie bunels van elk 16 profielen. Deze bunels hebben per stuk een eigengewicht van 40 kg. De wanregels voor e kopgevels woren vereel over twee bunels van respectievelijk 0 of 4 profielen. Deze Cor van Zanwijk mei

221 bunels hebben een eigengewicht van respectievelijk 40 kg of 500 kg. De totale samenstelling van e 5 meter lange bunels wort gegeven in figuur ) De oorsnee van e bunels (boven) rieimensionaal aanzicht van e bunels (oner) Dakgoringen Er zijn twee typen goringen namelijk e stanaar Z-goringen en e Z-goringen met een schuine flens ie noig zijn ter hoogte van e knieverbining. Daarnaast zijn er enkele goringen met een afwijkene lengte en aansluiting, eze zijn noig in het eerste vak achter e beie kopgevels. Er woren in totaal vier bunels samengestel, twee bunels met elk 4 stanaar goringen met elk een gewicht van 780 kg, een bunel met 16 goringen waarvan e flens oner een hoek van 0 is gewalst met een gewicht van 50 kg en een bunel met 16 goringen waarvan e lengte en aansluiting iets afwijken van e stanaargoring, eze heeft ook een gewicht van 50 kg. De samenstelling van e 5 meter lange bunels wort gegeven in figuur ) De oorsnee van e bunels (boven) rieimensionaal aanzicht van e bunels (oner) Cor van Zanwijk mei 006 0

222 117 Zie literatuurlijst [46] Version Lightweight col rolle steel construction systems Winverbanstaven en losse onerelen Alle winverbanen woren uitgevoer met hoekstalen van 40 x 40 x 4 respectievelijk 40 x 40 x 3. In totaal woren er 16 winverbanen in het ak toegepast, 8 in e langsgevels en 4 in e kopgevels. Inien e winverbanen in een bunel woren samengevoeg is e bunel 7.5 meter lang. Er woren 4 koppelingsstrippen, 3 winverban koppelingshoekjes, 16 kruispunt hoekstalen, 10 kleine voetstukken, 14 grote voetstukken en 8 winverban koppelingsstrippen bij e voet toegepast. De hoekstalen kunnen woren gebunel, e anere onerelen zijn te klein om te bunelen. Het totaal van e genoeme onerelen wort gegeven in figuur ) De losse onerelen (l.) en e winverbanstaven (r.) 7.. Laen, transporteren en lossen van e constructie Met e in e vorige paragraaf beschreven manier van stapelen zijn e afmetingen van e totale vracht te bepalen. Naast e afmetingen van e totale constructie is het totale gewicht van e constructie ook beken. De kleine verbiningsonerelen van e constructie zijn bij e bepaling van het totaalgewicht van e constructie niet in rekening gebracht, it gewicht is echter gering. Totaal wort het gewicht van e gehele constructie van e referentiehal geschat op kg zoat e verbiningsonerelen ruimschoots zijn meegenomen in e gewichtsschatting. Het toegestane 117 maximum gewicht van een laing beraagt kg. De lengte van e vracht mag ten hoogste 18 meter lang en.5 meter bree zijn. De maximale hoogte van e laing ten opzichte van het wegek mag niet hoger zijn an 4 meter. Met eze gegevens is het mogelijk een ineling voor e laing te maken. In figuur 7.6 is e ineling van e laing gegeven. TU Delft Cor van Zanwijk mei 006 1

223 7.6) De ineling van e laing in zijaanzicht (boven) in perspectivisch bovenaanzicht (oner) De totale vracht heeft nu een breete van.3 meter, een hoogte van 0.9 meter en een lengte van 14.6 meter. Het is us eenvouig mogelijk een constructie te transporteren met een berijfsvrachtwagen zoals weergeven in figuur ) Een berijfsvrachtwagen voor het transporteren van e totale constructie Er is enige ruimte tussen e iverse bunels gelaten, eze ruimte is noig om houten balken tussen e iverse bunels te kunnen leggen. Houten balken tussen e onerelen is noig om tijens laen en lossen e hijsstroppen aan te kunnen brengen of te verwijeren. Omat e zwaarste bunel slechts een gewicht van 3700 kg heeft is het mogelijk met een kraan op e laabak van e vrachtwagen te lossen, it bespaar een telekraan bij het lossen van e vrachtwagen op e bouwplaats. De stanaar berijfsvrachtwagens van het berijf KS Profiel zijn echter niet uitgevoer met een kraan op e laabak. Om e constructieelementen te kunnen lossen op e bouwplaats is een alternatief voor het lossen noozakelijk, it alternatief kan bijvoorbeel een heftruck zijn. Inien er geen alternatieve losmielen zijn moeten e constructie-elementen just-in-time gelever woren. De berijfsvrachtwagen is uitgevoer met een huif ie volleig geopen kan woren bij het laen en lossen van e vrachtwagen. In e prouctiehal zijn kraanbanen aanwezig ie met enkele kraanbewegingen e gehele constructie kunnen laen op e vrachtwagen. Cor van Zanwijk mei 006

224 Uit eze gegevens blijkt at het laen, transporteren en lossen van e totale constructie niet tot bijzonere problemen zal leien. Belangrijk bij het lossen van e constructie op e bouwplaats is het op e juiste wijzen opslaan van e constructie-elementen. Afhankelijk van e wijze van assembleren en e aanwezighei van een verhare vloerconstructie is het mogelijk e constructie op e vloer op te slaan. Inien er geen verhare vloerconstructie aanwezig is, is het belangrijk e constructie-elementen usanig op te slaan at er geen extreme vervuiling van e profielen zal optreen, it kan oor e constructie op stalen rijplaten en houten balken neer te leggen. 7.3 Assembleren van e constructie Tijens het assembleren van e constructie zijn er iverse zaken van groot belang. In e eerste plaats moet het assembleren van e constructie in het teken van e veilighei staan. Belangrijk voor e veilighei en e efficiëntie is het gebruik van e juiste assemblagemielen en assemblagematerialen. Door e juiste assemblagevolgore toe te passen wort e stabiliteit van e constructie op elk moment gewaarborg, it is ook van groot belang voor e veilighei van e mensen ie op e bouwplaats werken. Een uitwerking van e voornoeme zaken wort gegeven in e navolgene paragrafen Veilighei De vereiste veilighei op e bouwplaats is wettelijk geregel. In e ARBO-wetgeving woren hieraan iverse voorwaaren 118 gestel. In e wetgeving wort oner anere het volgene gestel voor e assemblage van een constructie: Dragen van een helm is verplicht in verban met kans op vallene onerelen. De bouwplaats moet opgeruim zijn zoat struikelen en ergelijke voorkomen wort. Dragen van veiligheisschoenen met stalen neuzen en zolen is verplicht. Dragen van gehoorbescherming en veiligheisbril bij het slijpen of boren aan / in staalprofielen is verplicht. Het is niet toegestaan oner e last oor te lopen. Al het gereeschap moet zijn gekeur. Steigers moeten goe veranker zijn en voorzien zijn van valbeveiliging van het personeel. Bij het werken aan hoge constructies is het verplicht valnetten en valbeveiliging aan te brengen. Naast e in e ARBO-wetgeving vastgestele regels is het belangrijk at elk persoon op e bouwplaats verstanig hanelt om ongelukken te voorkomen. Het is gebleken 119 at staalconstructies meestal instorten tijens e assemblage. Dit instorten is het gevolg van onnaenken hanelen van e monteurs en het niet of beperkt aangegeven op tekening in welke volgore e constructie geassembleer moet woren. Het is belangrijk at e constructie op alle momenten stabiel is. Inien tijens het ontwerp niet voloene rekening is gehouen met het voorzien van e stabiliteit op alle momenten, moeten assemblageverbanen woren toegepast. Naast het verzekeren van e stabiliteit van e constructie op elk moment is het ook belangrijk at e assemblagebelastingen niet hoger zijn an e belastingen zoals eze optreen in e gebruiksfase. Inien er hogere belastingen tijens e assemblage van e constructie optreen moeten er extra voorzieningen getroffen woren om bezwijken van e constructie te voorkomen. TU Delft 7.3. Assemblagematerialen Voor het assembleren van e constructie zijn iverse hulpmielen noozakelijk. De benoige hulpmielen woren in het navolgene besproken. 118 Zie Zie literatuurlijst [38] Version Cor van Zanwijk mei 006 3

225 Kranen Het assembleren van e constructie moet woren geaan met een kraan. Er zijn iverse kranen beschikbaar. Gezien e omvang en het gewicht van e constructie zijn portaalkranen en torenkranen geen goee optie voor e assemblage van e totale constructie. De goee optie ie overblijft voor e assemblage van e constructie is het gebruik van een mobiele kraan. In e categorie mobiele kranen zijn ook enkele onerverelingen te maken, te noemen zijn: Telekraan Spieringkraan Kraan op vrachtwagen Verrijker Voor een goe beel van eze alternatieven woren e iverse mogelijkheen geïllustreer in figuur 7.8. Het type verrijker is eigenlijk geen kraan maar een vorkheftruck met een vergroting van e mogelijkheen. Met it eenvouige hijsmiel is het niet mogelijk te roteren zoner te rijen, it maakt het monteren miner gemakkelijk. Het grote vooreel van een telekraan is e grote reikwijte van e kraan vanaf een vaste positie. Naelig van een spieringkraan zijn e relatief hoge kosten. Ook e telekraan heeft een grote reikwijte en wort over het geheel genomen op één of twee verschillene, vaste posities opgestel. Bij bouwwerken met een grotere omvang wort e mobiele kraan iverse malen verplaatst. Vooreel ten opzichte van e spieringkraan zijn e lagere kosten van e telekraan. De kraan op e vrachtwagen heeft ongeveer gelijke capaciteiten als e telekraan echter is het bereik over het algemeen wat beperkter. Over het geheel genomen is een kraan op een vrachtwagen wel lichter uitgevoer, wat bij e assemblage van e referentiehal niet tot problemen hoeft te leien omat e constructie opgebouw is uit lichte elementen. 7.8) Kranen (v.l.n.r.)telekraan, spieringkraan, kraan op vrachtwagen, verrijker Om een goee afweging te kunnen maken voor e keuze welke kraan het beste gebruikt kan woren bij e assemblage van e hoofraagconstructie van e referentiehal, wort een afwegingstabel opgestel. De volgene criteria woren hierin meegenomen: Hefcapaciteit/mogelijkheen; afhankelijk van het kraantype heeft e kraan een bepaale capaciteit om zware lasten te hijsen op een bepaale afstan. Afhankelijk van e kraan kan het oppakken van eze zware lasten eenvouig of miner eenvouig. Inien e kraan veelvulig verplaatst moet woren geeft it een negatieve invloe op e score voor it onereel. Hijsgemakken; inien e kraan goee voorzieningen heeft om e last op te pakken, bijvoorbeel gebruik van een tweesprong bij het plaatsen van een hoofspant, volgt een positievere beooreling voor it onereel. Maximaal bereik; e spieringkraan en e telekraan hebben oor hun omvang een groter bereik an e kraan op een vrachtwagen of een verrijker. Cor van Zanwijk mei 006 4

226 Terrein berijbaarhei; e berijbaarhei van het terrein hangt af van het type kraan en e boemgestelhei van het terrein. In het algemeen kan opgemerkt woren at zwaarer materiaal om meer aitionele voorzieningen vraagt (b.v. stalen rijplaten) e verrijker is een hijsvoorziening ie speciaal voor ruw terrein ontwikkel is en aarom hoog scoort voor it onereel. Ruimte voor opstellen; e mobiele kranen woren voor grotere bouwprojecten iverse malen verplaatst, aartoe zijn er iverse, goee opstelplaatsen noig met bepaale afmetingen. De verrijker wort continu verplaatst en heeft aarom geen bijzoner opstelplaats noig. Prijs; e hijsmaterialen met e grootste mogelijkheen hebben over het algemeen e hoogste huurprijs. Bij e assemblage van e referentiehal zijn e grote hoeveelhei mogelijkheen en e grote hefcapaciteiten echter niet noozakelijk. De afweging wort gevoelsmatig geaan en kan us ook aners geïnterpreteer woren. De resultaten van e afweging woren weergegeven in onerstaane tabel. Factor Telekraan Spieringkraan Vrachtwagenkraan Verrijker Hefcapaciteit/mogelijkheen 10 +/+ +/+ + + Hijs gemakken 15 +/+ +/+ 0 -/- Maximaal bereik 10 +/+ +/+ - -/- Terrein berijbaarhei /+ Ruimte voor opstelling /+ Prijs 0 - -/- +/ Uit e afwegingstabel blijkt at e telekraan en e kraan op een vrachtwagen beie een goe alternatief zijn voor e assemblage van e hoofraagconstructie van e referentiehal. Met name het wat beperktere bereik van e gemiele kraan op een vrachtwagen is een slechte score voor e uiteinelijke keuze van het kraantype. De kraan op een vrachtwagen biet met name een goe alternatief inien het montageberijf in het bezit is van een vrachtwagen met een kraan. Inien it niet het geval is, is e prijs van e kraan op een vrachtwagen ongeveer gelijk aan een telekraan zoat geconclueer kan woren at het geen goe alternatief is voor e assemblage van e hoofraagconstructie. Hoogwerkers Voor e assemblage van e hoofraagconstructie is één of meerere hoogwerker noig. Er zijn twee typen hoogwerkers namelijk een telescoophoogwerker en een hoogwerker met ie rechtstanig omhoog gaat. Het vooreel van type één is e grote bewegingsvrijhei, naelig is at e hoogwerker een geringere hefcapaciteit heeft. Het vooreel van het tweee type is e grotere hefcapaciteit, naelig is echter e beperkte bewegingsvrijhei. Beie typen woren weergegeven in figuur ) Telescoophoogwerker (l.) en een hoogwerker met een schaarmechanisme (r.) Omat e onerelen ie op grotere hoogte geassembleer moeten woren, it zijn e akgoringen en e hoge wanregels, erg licht zijn, is een grote hefcapaciteit niet noozakelijk. Een grote bewegingsvrijhei is echter wel belangrijk, aarom wort er gekozen voor het gebruik van twee telescoophoogwerkers. Cor van Zanwijk mei 006 5

227 Aanraaigereeschap Voor e totale assemblage van e constructie woren rie soorten bouten en moeren toegepast namelijk M1, M16 en M0. Om eze bouten aan te kunnen raaien zijn twee soorten gereeschap toepasbaar namelijk, e ring- steeksleutel of opsleutel en e moerentol. Beie soorten aanraaigereeschap woren weergegeven in figuur ) Soorten aanraaigereeschap, e ring- steeksleutels en opsleutel (l.) moerentol (r.) De moerentol, of ook wel slagmoeraanzetter genoem, kan zijn uitgevoer met een accu of op 30 Volt. De moerentol op accu heeft als grote vooreel e grote bewegingsvrijhei bij gebruik, echter is er een beperking van e capaciteit. De moerentol op 30 Volt hoeft geen probleem te zijn bij gebruik omat e hoogwerkers normaliter met een contactoos woren uitgevoer zoat het eenvouig mogelijk is it type aanraaigereeschap te gebruiken. Inien e ruimte te klein is voor het gebruik van e moerentol, zal e ring- steeksleutel of opsleutel gebruikt moeten woren. Dit type aanraaigereeschap moet alleen gebruikt woren als het elektrisch gereeschap echt niet gebruikt kan woren. Het noozakelijk gebruik van eze niet elektrische hangereeschappen zal e assemblagetij vergroten en heeft us een negatieve invloe op e kosten van assemblage Assemblagevolgore Om e stabiliteit van e constructie op elk moment te kunnen garaneren is een juiste volgore bij e assemblage noozakelijk. Naast het punt van veilig assembleren is e juiste assemblagevolgore ook van groot belang voor het behalen van e maximale efficiëntie. Met behulp van tekeningen en naere beschrijvingen wort e assemblagevolgore in eze paragraaf verer uitgewerkt. Bij e uitwerking hiervan wort er vanuit gegaan at er een ringbalkfunering en een vloer gestort zijn. Voetstukken Omat e voetstukken uit losse en lichte (max. 8.5 kg) elementen bestaan, is het goe mogelijk e voetstukken vooraf op hoogte te stellen met een laserwaterpas. Het vooreel van het stellen van e voetstukken vooraf is, at alle voetstukken op e juiste hoogte staan bij het assembleren van e verere constructie zoat verere na controle van e hoogtematen niet meer noig is. Noozakelijk bij het assembleren van e voetstukken is het controleren van e positie van e voetstukken. Inien e ankers foutief zijn ingestort, moeten er maatregelen getroffen woren om e voetstukken toch op e juiste plaats te krijgen. Bij e assemblage van eze onerelen zijn er e navolgene hanelingen noozakelijk: 1. Lossen van e onerelen. Opstellen van laserwaterpas 3. Schoon maken van e ankers 4. Aanbrengen van moeren, ringen en het voetstuk 5. Stellen van voetstuk De tij voor het assembleren van e voetstukken wort ingeschat op 4 uur met twee man. Het assembleren van eze voetstukken kan een halve ag voorat e verere constructie wort geassembleer geaan woren. Cor van Zanwijk mei 006 6

228 Hoofspanten Om e stabiliteit van e gehele constructie te kunnen garaneren is het belangrijk at er zo snel mogelijk winverbanen aangebracht woren. Er wort aarom begonnen met het compleet in elkaar zetten van een hoofspant op e gron, waarna het totale hoofspant in positie gehesen kan woren. Dit spant moet voor korte tij geschoor woren met behulp van spanbanen. Deze spanbanen zijn te bevestigen aan e voetstukken ie al geassembleer zijn. Na het afspannen van it eerste spant, kan het volgene hoofspant op e gron in elkaar gezet woren waarna ook eze in positie gehesen kan woren. Terwijl e kraan het tweee hoofspant vasthout kunnen e winverbanen in e gevel geassembleer woren zoat e stabiliteit in het gevelvlak verzeker is. Gelijk met e winverbanen in e gevel kunnen e wanregels geassembleer woren. Het is verstanig eze wanregels te assembleren alvorens e winverbanen vast te zetten, omat er an nog wat spelingsruimte is. Belangrijk bij e assemblage van e wanregels is at e bouten met e boutsteel naar buiten geplaatst woren omat e wanregels van het volgene vak met ezelfe bouten geassembleer woren (figuur 7.15). Inien e bouten op eze wijze woren toegepast, behoeft men bij e assemblage van e wanregels van het volgene vak alleen e moeren te verwijeren in plaats van gehele e bout. Voor e assemblage van e akgoringen gelen ezelfe opmerkingen als voor e assemblage van e wanregels. De volgene stappen in it assemblageonereel zijn te onerscheien: 1. Hoofspant in elkaar bouten. Hoofspant in positie hijsen 3. Hoofspant schoren met spanbanen. 4. Volgene hoofspant in elkaar bouten en in positie hijsen 5. Wanregels aanbrengen 6. Winverbanen in gevel aanbrengen 7. Dakgoringen aanbrengen 8. Winverbanen in ak aanbrengen Deze genoeme stappen woren in e onerstaane figuren weergegeven. 7.11) Stap 1 (l.) stap (r.) 7.1) Stap 3 (l.) en stap 4 (r.) Cor van Zanwijk mei 006 7

229 7.13) Stap 5 (l.) en stap 6 (r.) 7.14) Stap 7 (l.) en stap 8 (r.) Na stap 6 kan e kraan het hoofspant loslaten en alvast beginnen met het volgene hoofspant op e gron in elkaar te leggen. Omat e goringen slecht 3.5 kg per stuk wegen kunnen e goringen met behulp van twee hoogwerkers en twee monteurs gehesen en geassembleer woren. De wanregels wegen slecht 5.9 kg en kunnen ook eenvouig met twee hoogwerkers en twee monteurs geassembleer woren. Omat e winverbanstaaf ook relatief licht zijn, kunnen eze ook met e han gemonteer woren. Met een vlakke, gestorte vloer kunnen e hoogwerkers zich zoner problemen verplaatsen. Door e vrije arm van e hoogwerker is het niet moeilijk elk punt van e constructie te bereiken. De ere monteur ie aanwezig is, kan in e tij at e wanregels, goringen en winverbanstaven geassembleer woren alvast beginnen met het kopgevelspant of een volgen hoofspant in elkaar te bouten. Version Kopgevelspant Het kopgevelspant is geheel afwijken van het hoofspant. Na e plaatsing van het eel met e stabiliteitsvoorzieningen (figuur 7.14) kan er gekozen woren voor e assemblage van een kopgevelspant. Het totale kopgevelspant moet op e gron in elkaar gebout woren zoat het gehele kopgevelspant als totaal in positie gehesen kan woren. Belangrijk bij e totale assemblage van het kopgevelspant is het in e goee positie opbouwen van het kopgevelspant. De goee positie is als e winverbanstaven zich aan e bovenzije bevinen als het spant op e gron ligt. Inien it niet geaan wort, moet het totale spant omgekeer woren wat niet wenselijk is uit het oogpunt van assemblagekrachten en tijbesparing. TU Delft Cor van Zanwijk mei 006 8

230 Bij e assemblage van e gevelstijlen is het ook van belang at e bouten met e boutsteel naar buiten geplaatst woren zoat bij e assemblage van e wanregels of akgoringen alleen e moeren verwijer behoeven te woren (figuur 7.15). 7.15) Plaatsing van bouten met boutsteel naar buiten goring aan hoofspant (l.) goring aan kopgevelspant (r.) De volgene stappen voor e assemblage van het kopgevelspant kunnen onerscheien woren: 1. Einstijl aan kolom bouten. Dakliggers, kolommen en overige gevelstijlen aanbrengen 3. Wanregels aan gevelstijlen bouten 4. Winverbanstaven aanbrengen 5. In positie hijsen van totale kopgevelspant 6. Aanbrengen van wanregels en akgoringen Deze stappen woren in e onerstaane figuren weergegeven. 7.16) Stap 1 (l.) stap (r.) 7.17) Stap 3 (l.) stap 4 (r.) Cor van Zanwijk mei 006 9

231 7.18) Stap 5 (l.) stap 6 (r.) De kraan kan het kopgevelspant pas loslaten als er voloene wanregels en akgoringen zijn aangebracht bij stap 6. Praktisch gezien kan it als er een goring ter hoogte van e beie knieën en e nok zijn aangebracht. Twee monteurs met twee hoogwerkers kunnen nu e overige wanregels en akgoringen aanbrengen terwijl e ere monteur het volgene hoofspant in elkaar bout. Overige spanten Op gelijke wijze kunnen alle overige hoofspanten, kopgevelspant, wanregels en akgoringen geassembleer woren. Het overzicht van e totale constructie wort gegeven in figuur ) Het overzicht van e totaal opgebouwe hoofraagconstructie In het overzicht van e totale opbouw van e hoofraagconstructie zijn e raamconstructies weggelaten omat eze geen invloe hebben op e opbouw van e hoofraagconstructie. De raamconstructies hebben wel invloe op e afbouwelementen zoals e sanwichpanelen, lekorpels en hoekprofielen. Cor van Zanwijk mei

232 Voor e opbouw van e hoofraagconstructie wort geschat at met rie monteurs, twee hoogwerkers en een telekraan e volgene assemblagetijen noig zijn 10. Opbouw van het eerste spant inclusief afspannen: 1 uur. Opbouw van het tweee spant inclusief het aanbrengen van wanregels, akgoringen en winverbanstaven: 4 uur. Opbouw van kopgevelspant inclusief het aanbrengen van wanregels in langsgevel en kopgevel en het aanbrengen van e akgoringen: 4 uur. Opbouw van elk volgt spant inclusief het aanbrengen van wanregels en akgoringen in het volgt stramien: 3 uur. In geval van winverbanen binnen het stramien: 1 uur extra. Inbouw van een eurconstructies: 1 uur extra. Afbouwelementen De sanwichpanelen op het ak moeten ook met een telekraan geleg woren. Het bevestigen van eze panelen kan ook woren geaan met rie monteurs. Twee monteurs kunnen op het ak e panelen afschroeven terwijl e ere monteur beneen e akpanelen aanpikt. Geschat wort at er 10 akplaten per uur geleg kunnen woren. De sanwichpanelen voor e wanen wegen 45 kg en kunnen in principe oor twee monteurs met e han geassembleer woren. Bij e assemblage is één hoogwerker noig voor het vastschroeven aan e hogere wanregels. Omat e panelen op e funeringsran, of metselwerkran, kunnen rusten hoeft men e panelen alleen rechtop te zetten en vast te schroeven. Geschat wort at er 6 wanplaten per uur geassembleer kunnen woren. Voorat e akplaten geleg woren is het verstanig eerst e goten te assembleren omat e ruimte oner e akplaten beperkt is, is het niet eenvouig e goten na het leggen van e akplaten te assembleren. De rie stappen: aanbrengen goten, aanbrengen akplaten en aanbrengen wanplaten, woren weergegeven in e onerstaane figuren. 7.0) Het aanbrengen van e goten 10 De samenstelling van e ploeg is gebaseer op getallen van oner anere e hallenbouwers: Hareman BV, Hanse Staal BV, Flevobouw BV en Voormanstaal BV Cor van Zanwijk mei

233 7.1) Het aanbrengen van e akpanelen 7.) Het aanbrengen van e wanpanelen Het aanbrengen van e afwerkprofielen is relatief arbeisintensief in verhouing tot het gewicht van e profielen. Geschat wort at het aanbrengen van alle afwerkprofielen bij hoeken, ranen, ramen, euren en nok agen kost met twee man en een hoogwerker Site ineling Om kosten te kunnen besparen is het belangrijk e bouwplaats goe in te elen. Bij e ineling moet rekening gehouen woren met e positie van e kraan, het bereik van e kraan en e opslag van e constructie-elementen. Kraanopstelling De benoige capaciteit van e kraan wort bepaal oor e afstan van e last en het gewicht van e last op ie afstan. Het zwaarste element wat in positie gehesen moet woren is e totale kopgevel met een totaalgewicht van 950 kg. De meest praktische opstelling van e kraan is usanig at eze niet, of slechts beperkt verplaatst behoeft te woren tijens e assemblage. Met eze voorkeur volgt at e telekraan het beste ter hoogte van het mien van e langsgevel kan komen te staan. Deze positie resulteert in een afstan tot het maximaal te hijsen elementen van ongeveer 3.5 meter. Met een 30 ton Cor van Zanwijk mei 006 3

234 telekraan 11 kan op 4 meter 1 ton gehesen woren, it beteken at een 30 ton telekraan, in combinatie met en eventuele jip, toepasbaar is bij e assemblage van e referentiehal. Opslag constructie-elementen Er moeten twee soorten constructie-elementen op e bouwplaats opgeslagen woren, namelijk e hoofraagconstructie-elementen en e afbouwelementen. In paragraaf 7..1 zijn e afmetingen van e samengestele bunels voor e iverse onerelen van e hoofraagconstructie vastgestel. Voor e afbouwelementen kunnen e volgene afmetingen woren vastgestel: Sanwichpanelen kopgevels: bunels van 8 x 1 x 1.5 meter. Sanwichpanelen langsgevels: 4 bunels van 4.4 x 1 x 1.5 meter. Sanwichpanelen ak: 4 bunels van 9.6 x 1 x 1.5 meter. Afbouwelementen: losse onerelen met een lengte van 1 à 3 meter. Het lossen van zowel e hoofraagconstructie-elementen als e afbouwelementen kan op één of meerere plaatsen geaan woren. Voor e hoofraagconstructie-elementen is het niet noozakelijk e elementen te verelen, voor e sanwichpanelen aarentegen wel. Omat e wanelementen met e han geassembleer woren is het verstanig e sanwichpanelen zo icht mogelijk bij e uiteinelijke bestemming op te slaan. Voor het leggen van e sanwichpanelen op het ak is het noig e telekraan te verplaatsen naar e anere zije van e referentiehal, aarom is het beter e sanwichpanelen voor het ak ook te splitsen in twee partijen. De ineling van e bouwplaats wort weergegeven in figuur 7.3. TU Delft 7.3) Een ineling van het bouwterrein 11 Informatie opgave van Kraanverhuur Saan BV Version Cor van Zanwijk mei

235 De telekraan zal in positie 1 beginnen met het assembleren van e hoofraagconstructie. Vervolgens kan e telekraan uit eze positie e akplaten aan e anere zije van e referentiehal leggen. Vanuit positie 1 moet het pakket met sanwichpanelen voor e kopgevel zo icht mogelijk bij e uiteinelijke positie geleg woren. Vervolgens kan e telekraan om e referentiehal rijen en vanaf e anere zije e overige akplaten leggen. Omat e kopgevelpanelen langer zijn an e langsgevelpanelen moeten eze panelen ook met een telekraan bevestig woren. Dit kan geaan woren uit positie 1 of of e telekraan moet verplaatst woren naar respectievelijk e voor- of achtergevel. Deze laatste optie is beter omat e kraanmachinist in it geval goe zicht heeft op zijn werkzaamheen Tijsplanning voor assemblage In paragraaf zijn, bij e behaneling van e iverse assemblageonerelen, schattingen gegeven voor assemblagetij, in eze paragraaf wort een tijsplanning gepresenteer met aarin het totale assemblageproces uitgezet in uren respectievelijk agen. Werkagen Werkuren a) Assembleren van voetstukken Stellen voetstukken b) Assembleren hoofraagconstructie Spant 1 met afspannen Spant met winverbanen Kopgevel 1 met goringen, regels, verbanen Spant 3 met eurconstructie Spant 4 Spant 5 Spant 6 Spant 7 Kopgevel met goringen, regels, verbanen c) Assemblage sanwichpanelen Dakplaten Wanplaten ) Assemblage afwerkprofielen Lekorpels, hoeklijsten, nokstukken e.. Werkagen Werkuren a) Assembleren van voetstukken Stellen voetstukken b) Assembleren hoofraagconstructie Spant 1 met afspannen Spant met winverbanen Kopgevel 1 met goringen, regels, verbanen Spant 3 met eurconstructie Spant 4 Spant 5 Spant 6 Spant 7 Kopgevel met goringen, regels, verbanen c) Assemblage sanwichpanelen Dakplaten Wanplaten ) Assemblage afwerkprofielen Lekorpels, hoeklijsten, nokstukken e.. 7.4) Tijsplanning van e assemblage Voor e totale assemblage, inclusief alle afbouwcomponenten, zijn ongeveer twee werkweken noig. Bij eze assemblage woren e volgene hulpmielen en monteurs per onereel ingezet: a) Assembleren voetstukken: monteurs b) Assembleren hoofraagconstructie: 3 monteurs, 1 telekraan met machinist, hoogwerkers c) Assembleren sanwichpanelen: 3 monteurs, 1 telekraan met machinist, hoogwerkers (ak en kopgevels) monteurs, 1 hoogwerker (langsgevels) ) Assembleren afwerkprofielen: monteurs, 1 hoogwerker Met eze gegevens kan een schatting voor e assemblagekosten gemaakt woren. Bij eze schatting is uitgegaan van extern ingehuur materiaal en personeel. Bij e vastgestele prijs per uur voor e telekraan zijn e aan- en afvoerkosten verreken. De kosten per uur voor e Cor van Zanwijk mei

236 hoogwerkers is inclusief afleveren en ophalen op e bouwplaats oor het verhuurberijf. Het uurtarief van e monteurs is inclusief e reiskosten. In onerstaane tabel 1 wort e sommatie van e assemblagekosten gegeven. Aantal Manuren Kraanuren Hoogwerkeruren Totaal Procentueel Prijs ( 35,- / h) ( 65,- / h) ( 15,- / h) a) Assembleren van voetstukken % b) Assembleren hoofraagconstructie % c) Assemblage sanwichpanelen % ) Assemblage afwerkprofielen % Totaalkosten assemblage Procentuele vereling 60% 3% 17% 100% 7.5) Sommatie van e assemblagekosten Uit eze tabel volgt at e assemblage van e hoofraagconstructie ongeveer e helft van e totale kosten voor assemblage in zich heeft. Hieruit volgt tevens at e kosten voor assemblage van e hoofraagconstructie gelijk is aan 45% van e sommatie van materiaalkosten voor e hoofraagconstructie en e assemblagekosten. 7.4 Conclusie assemblage Door e constructie-elementen op een goee en efficiënte manier op te slaan na e fabricage kunnen hoge kosten bij verere verwerking vermeen woren. Met e samengestele bunels is het eenvouig e onerelen te transporteren naar e bouwplaats en is het mogelijk een goe overzicht tijens het assemblageproces te hebben. Op e bouwplaats kunnen e constructie-elementen gelost woren op één plaats. De afbouwelementen woren gelever oor een aner berijf an e kouprofileur, it transport wort oor het betreffene berijf zelf geregel. De afbouwelementen moeten op tenminste twee plaatsen woren gelost om maximale efficiëntie te behalen bij e assemblage van e afbouwelementen. Met e geschatte tijen per onereel van e assemblage en e vastgestele tarieven kunnen iverse conclusies getrokken woren. In e eerste plaats volgt uit e opgestele tabel (figuur 7.5) at e assemblage van e hoofraagconstructie ten opzichte van e assemblage van e afbouwelementen in een verhouing van 50% : 50% staat. In e tweee plaats is te conclueren at e assemblage van e hoofraagconstructie 45% van e totale kostprijs van materiaal voor e hoofraagconstructie en e assemblage is. In e ere plaats kan geconclueer woren at e arbeiskosten 60% van e totale assemblagekosten zijn. Om e assemblagekosten te kunnen verlagen is e meest efficiënte methoe het vermineren of elimineren van het hoge aantal arbeisuren op e bouwplaats. In irecte relatie met het aantal arbeisuren staan e kosten voor assemblage van e sanwichpanelen. Om eze kosten te verlagen is een alternatieve werkmethoe c.q. bouwmethoe noig waarmee het aantal arbeisuren verlaag kunnen woren. Het onerzoeken van alternatieve methoen wort in it afstueeronerzoek echter niet behanel. De geschatte tijen kunnen afwijken van e werkelijke tijen, it is echter niet vooraf te voorspellen. Bij e etaillering van e verbiningen is e benoige assemblagetij als erg belangrijk onereel beooreel. Het wort aarom niet verwacht at er betere mogelijkheen zijn voor een meer optimale, at wil zeggen een miner arbeisintensieve, etaillering. 1 De uurtarieven zijn bepaal aan e han van iverse aangevraage offertes. Cor van Zanwijk mei

237 Met het gebruik van iverse kentallen van hallenbouwers 13 kan het volgene geconclueer woren voor e relatie constructie opgebouw uit warmgewalste profielen ten opzichte van constructie opgebouw uit kougevorme profielen : Het in elkaar zetten en in positie hijsen van het eerste hoofspant is tenminste evenveel werk als bij e toepassing van kougevorme profielen. Het aantal bouten is waarschijnlijk iets miner maar het aanbrengen van e bouten is aarentegen moeilijker omat het spant een keer omgeraai moet woren. Het assembleren van e overige spanten zal ongeveer een gelijke assemblagetij in beslag nemen. Het aanbrengen van e akgoringen is meer arbeisintensief omat e goringen op e spanten woren geassembleer. Voor e assemblage van e akgoringen op e spanten zijn goringsteunen noozakelijk, it zijn extra bouten wat resulteert in een toename van e assemblagetij. Het assembleren van e wanregels zal ongeveer een gelijke assemblagetij in beslag nemen. Voor het aanbrengen van e wanbeplating en e akbeplating is een gelijke assemblagetij noig. Voor het aanbrengen van e afwerkprofielen is een gelijke assemblagetij noig. Uit eze gegevens kan geconclueer woren at e kosten voor e assemblage van e constructie opgebouw met kougevorme profielen naar verwachting niet hoger zullen zijn an e kosten voor e assemblage van e constructie opgebouw met warmgewalste profielen. 13 Dit zijn e eerer genoeme hallenbouwers uit paragraaf Cor van Zanwijk mei

238 8. Conclusies en aanbevelingen In it laatste hoofstuk van het afstueeronerzoek wort een korte terugblik gegeven op e belangrijkste onerelen uit het afstueeronerzoek. Vervolgens woren e belangrijkste conclusies, ie getrokken kunnen woren uit het afstueeronerzoek, genoem. Deze conclusies zijn een samenvatting van e conclusies zoals eze geformuleer zijn aan het eine van iverse hoofstukken. Tot slot woren er enkele aanbevelingen geaan met betrekking tot naere onerzoeken van enkele onerelen en het oen van laboratoriumproeven. 8.1 Terugblik op e resultaten In eze paragraaf wort een korte terugblik gegeven op e belangrijkste onerelen van it afstueeronerzoek. De volgene onerelen woren behanel: De oelgroep De constructieve vormgeving Het kostenaspect De oelgroep Bij e gewenste stanaarisatie is het vaststellen van e te benaeren oelgroep van essentieel belang. Zoner vaststelling van een oelgroep is het niet mogelijk een goe algemeen gelen concept op te stellen voor e constructieve vormgeving. Aan e han van e mogelijkheen van e kougevorme profielen en e beschikbare marktonerzoekgegevens woren twee oelgroepen vastgestel namelijk e agrarische sector en e inustriële sector. Met het vaststellen van eze oelgroep wort niet gepreteneer at er in anere sectoren geen kansen liggen, maar at het combineren van teveel sectoren zal leien tot een te complex wensen- en eisenpatroon De constructieve vormgeving Aan e han van e eerer bepaale oelgroep wort een algemeen toepasbare constructieve vormgeving bepaal. Met eze vormgeving moet woren volaan aan e wensen en eisen van e oprachtgever en moet woren volaan aan e constructieve ranvoorwaaren zoals sterkte, stijfhei en stabiliteit. Aan e han van e resultaten van marktonerzoeken en gegevens van kouprofileurs woren e volgene afmetingen voor e referentiehal vastgestel: Lengte: 40 m Breete: 18 m Goothoogte: 4.4 m Nokhoogte: 8.0 m Spantafstan: 5.0 m Dakhelling: 0 Deze afmetingen woren gebruikt bij e berekening van e referentiehal uitgevoer in warmgewalste profielen respectievelijk uitgevoer in kougevorme profielen Het kostenaspect In het afstueeronerzoek zijn rie facetten uit het kostenaspect belicht namelijk: Materiaalkosten van e hoofraagconstructie Verbiningskosten van e hoofraagconstructie Assemblagekosten van e totale constructie Cor van Zanwijk mei

239 De materiaalkosten van e hoofraagconstructie woren bepaal aan e han van beschikbare kostenkentallen voor zowel e warmgewalste profielen als voor e kougevorme profielen. Deze kostenkentallen zijn inicatief en tijsgebonen maar it heeft geen invloe op het vergelijkingsproces. Met eze kentallen is het eenvouig mogelijk een kwalitatieve kostenbepaling op te stellen ie e onerlinge vergelijking mogelijk maakt. De verbiningskosten voor kougevorme profielen zijn moeilijk inschatbaar en zijn alleen kwantitatief te vergelijken met e verbiningskosten voor warmgewalste profielen. De assemblagekosten voor kougevorme profielen zijn niet naer te onerbouwen met ervaringsgetallen omat eze getallen voor e onerelen van e hoofraagconstructie niet beschikbaar zijn voor e beschreven toepassing. Er wort een kwantitatieve vergelijking opgestel voor e assemblagekosten van warmgewalste profielen ten opzichte van e assemblagekosten van kougevorme profielen. 8. Conclusies van het afstueeronerzoek In eze paragraaf woren e belangrijkste conclusies puntsgewijs genoem. In e hallenbouw woren kougevorme profielen voor hoofraagconstructies, met e vastgestele overspanning, niet toegepast. De agrarische sector en e inustriële sector vormen naar verwachting een potentiële afnemer voor e hallenbouw geheel uitgevoer met kougevorme profielen. De toepassing van kougevorme profielen als hoofraagconstructie in plaats van e toepassing van warmgewalste profielen als hoofraagconstructie levert een gemiele gewichtsbesparing van 33% en een gemiele prijsbesparing van 54% op. Uit een kwantitatieve vergelijking volgt at e verbiningen van kougevorme profielen eenvouig, snel en voorelig gefabriceer kunnen woren in verhouing met e verbiningen van warmgewalste profielen. Uit een kwantitatieve vergelijking volgt at e assemblage van een hoofraagconstructie opgebouw met kougevorme profielen tenminste net zo eenvouig, snel en voorelig gaat als e assemblage van een hoofraagconstructie opgebouw met warmgewalste profielen. Uit eze conclusies volgt at het afstueeronerzoek resulteert in een positieve uitkomst voor e kouprofileurs. 8.3 Aanbevelingen Omat e omvang van het afstueeronerzoek beperkt is, zijn niet alle onerelen ie van belang zijn even ver uitgewerkt. In eze paragraaf woren e onerelen ie een verergaan onerzoek moeten of kunnen hebben, besproken Onerzoek De onerelen ie naer onerzocht moeten woren, woren in het hiernavolgene verer uitgesplitst en gespecificeer. Afzetmarkt In it afstueeronerzoek is gericht onerzoek geaan naar e mogelijkheen voor slechts twee sectoren op e afzetmarkt. Door een naer onerzoek uit e voeren naar e mogelijkheen binnen anere sectoren kan e toepassing van kougevorme profielen naar alle waarschijnlijkhei verer uitgebrei woren. De benaering van anere sectoren op e Cor van Zanwijk mei

240 afzetmarkt zal wel resulteren in anere wensen en eisen van e afnemers, hieroor kan e stanaarisatie moeilijker woren. Constructieve vormgeving Binnen e twee geselecteere marktsectoren maar ook aar buiten kan gezocht woren naar alternatieve vormgevingen van e constructies. Deze alternatieve vormgevingen kunnen zijn een geheel anere vorm van het gebouw oor bijvoorbeel een plat ak of een naar één zije hellen ak toe te passen. De alternatieve vormgevingen kunnen ook resulteren in anere wijzen van krachtsafracht oor bijvoorbeel trekstangen, onerspannen liggers of vakwerkliggers toe te passen. Er kan ook gezocht woren naar een alternatieve wijze van afracht van e winbelasting oor bijvoorbeel metstelwerk of sanwichpanelen als schijfconstructies te laten meewerken. Verbiningen De verbiningen van e kougevorme profielen zijn usanig ontworpen at zo min mogelijk aitionele onerelen noig zijn. Inien e constructieve vormgeving aangepast wort, kunnen er anere verbiningstypen tot betere opties leien. Anere opties voor verbinen zijn bijvoorbeel losse hulpstukken ie een usanig vormgeving en afmeting hebben at eze verbiningen slechts één type belasting behoeft af te ragen, it is bij voorkeur een normaal- of warskracht. Assemblage De assemblage van e hoofraagconstructie en in het bijzoner e assemblage van e afbouwelementen is kostbaar oor e grote hoeveelhei arbeisuren. Door miel van een naer onerzoek naar een optionele assemblage- of werkmethoe kan gezocht woren naar een alternatief om het aantal arbeisuren te verlagen. Kostenbegroting De begroting van e kosten is alleen kwalitatief uitgevoer voor e materiaalkosten van e hoofraagconstructie. De bepaling van e kosten voor e fabricage van e hoofraagconstructie, e verbiningen en e assemblage van e totale constructie zijn alleen kwantitatief uitgevoer. Door naer onerzoek te oen naar e kosten van constructie- en afbouwmateriaal, fabricage en assemblage kan een goee en volleige kostenbegroting opgestel woren Laboratoriumproeven Om e uitkomsten van e berekening van e hoofraagconstructie en van e verbiningen te kunnen verifiëren aan het werkelijk gerag, moeten laboratoriumproeven woren uitgevoer. Met eze laboratoriumproeven moet gecontroleer woren of het instabiliteitsgerag van e hoofspanten, gevelstijlen, wanregels en akgoringen gelijk is aan het berekene gerag. De laboratoriumproeven moeten uitwijzen of het bezwijkmechanismen wat bepaal is bij e berekening van e verbiningen werkelijk optreet bij e van toepassing zijne belastingen. Cor van Zanwijk mei

241 Naschrift Na ruim zeven maanen van onerzoek is het goe een moment achterom te zien. Zeven maanen geleen nog een abstracte formulatie van het onerzoek, nu een concrete uitwerking van het beooge onerzoek. Door e concrete benoeming van e wensen van KS Profiel was in beginstaium onmiellijk uielijk welke richting men uit wile maar niet hoe aar te komen. Na het opstelling van het zogenaame werkplan was nog niet bij elk commissieli even uielijk welke koers ik met het berijf KS Profiel wile gaan varen hoewel ik aar mijn inziens reelijk concreet in was. Al bij al groeie het enthousiasme zowel bij e oprachtgever als bij e schrijver. Omat er geurene het onerzoek stees meer inzicht kwam in e mogelijkheen ie voor ons openliggen, wer er met een continue en maximale capaciteit aan het onerzoek gewerkt. De enorme vrijhei en onafhankelijkhei is zeer gewaareer. Door het volleig zelfstanig uitwerken van het onerzoek in eigen werkkamer was er relatief weinig irect contact met e begeleiers van e TU Delft of e begeleier van KS Profiel. Bij gebrek aan informatie wer er meestentijs een aanvraag ingeien bij een berijf of bij e helpesk van Bouwen met Staal. Helaas kon het berijf KS Profiel alleen prouctietechnische informatie verstrekken en geen rekentechnisch informatie omat het berijf op it moment nog niet beschik over een Research en Design afeling. Nu er een punt gezet is achter it afstueeronerzoek is er nog geen punt gezet achter e verere oorontwikkeling van e mogelijkheen van e kougevorme profielen. Het afstueeronerzoek heeft aangetoon at er ruime mogelijkheen liggen op het gebie van e hallenbouw. Door het opstarten van een Research en Design afeling binnen het berijf KS Profiel, waarvan ik onereel mag gaan uitmaken, hopen we e zaken ie onerzocht zijn om te kunnen zetten in concrete zaken. Tot slot. Ieereen ie op welke wijze an ook een bijrage heeft gelever aan e totstankoming van it afstueerrapport nogmaals hartelijk ank! Cor van Zanwijk Nieuw-Beijerlan, mei 006 Cor van Zanwijk mei

242 Literatuurlijst [1] Vereniging Kouprofiel, De opmars van kougevorme profielen, Bouwen met Staal nr. 80, maart [] Tilburgs C.J., Mogelijkheen van het kougevorme profiel in e bouw, Bouwen met Staal nr. 88, ecember [3] Neerlanse norm NEN 670, TGB 1990 belastingen en vervormingen, uitgave ecember 001. [4] Neerlanse norm NEN 6770, TGB 1990 Staalconstructies, uitgave mei [5] RKP 1990, Richtlijnen voor het berekenen en beproeven van kougevorme lijnvormige stalen profielen, uitgave staalbouwkunig genootschap [6] Brochure Staalframebouw voor woningen, Staalframebouw hoofstuk 5, uitgave van Bouwen met Staal. [7] Veronk J.F.M., Staalskeletbouw met kougevorme profielen, Bouwen met Staal nr. 109, ecember 199. [8] SADEF NV, België, Primaire bouwstructuren met kougevorme profielen, Bouwen met Staal nr. 98, januari [9] W.P. Moerkerken, SAB-Profiel bv, Ontwikkelingen in kougevorme profielen, Bouwen met Staal nr. 63, juni [10] Zwarts M., Westra J., Staal: van all steel naar claing?, Bouw nr. 4, [11] Delsing E.F.J., Het stalen gezicht van e inustrialisering, Bouw nr. 1, [1] Basisboek Overspannen Staal, uigave Staalbouwkunig Genootschap, ere ruk [13] Stark J.W.B., Kougevorme profielen, publicatie van Staalbouwkunig Genootschap, maart [14] Neerlanse norm NEN 6771, TGB 1990 Staalconstructies stabiliteit, uitgave januari 000. [15] Bouwen met Staal, Hanboek Staalframebouw, uitgave van Bouwen met Staal, Rotteram 004. [16] Brunt A.G., Zware tijen voor staalbranche, Bouwen met Staal nr. 177, april 004. [17] Jonker P. en Noorhuis M., Marktgericht onernemen versterkt eigen positie, Bouwen met Staal nr. 18, januari [18] Latter R.A.C., Marktontwikkelingen in Europa, Bouwen met Staal nr. 13, maart [19] Botec berijfsruimtebouw, [0] Documentatie SADEF, Bouwcomponenten en bouwsystemen voor e inustriebouw, Brochure uitgave van Saef, 005. [1] Steenbergen H.M.G.M., Ontwerp hal met schuinak opgebouw uit kougevorme profielen, TNO-rapport 005-CI-R0194, september 005. [] Raven ir.w.j., Vuistregels voor het bepalen van afmetingen van vloeren, balken en kolommen, Dictaat TU Delft, uitgave juli 003. Cor van Zanwijk mei

243 [3] Veronk J.F.M., Woningontwerp in kougevorm staal, afstueerscriptie Technische Universiteit Delft, Faculteit Civiele Techniek, [4] Marktcijferrapport van Bouwen met Staal, Cijferverslag over e bouwnijverhei in Neerlan 004/005 toegespitst op e hallenbouw, Bouwen met Staal, juli 005. [5] Pauw M., Gebruik van staal in e agrarische sector, Bouwen met Staal, augustus 001. [6] Brochure SADEF, Bouwcomponenten en bouwsytemen voor e inustriebouw, uitgave SADEF, 004. [7] Brochure Finish Profiles Group, Van start.. tot Finish, uitgave Finish Profiles Neerlan. [8] Hamerlinck A.F., Hallen 30 minuten branweren met onbescherm staal, Bouwen met Staal nr. 146, januari [9] Hamerlinck A.F., Scholten N.P.M., Twilt L., Bouwbesluit staat meer toe an men enkt, Bouwen met Staal nr. 134, januari [30] Gorp van V.M.J.M., Stiponk van H.J.P., Slimme nok, Bouwen met Staal nr. 139, ecember [31] Construeren met bran, Bouwen met Staal nr. 133, ecember [3] Cieraa C.D.J., Branbeveiligingsconcept Beheersbaarhei van bran, uitgave Ministerie van Binnenlanse Zaken, en Haag [33] Construeren B Overspannen Staal, uigave Staalbouwkunig Genootschap, eerste ruk [34] Neerlanse norm NEN 6773, Staalconstructies kougevorme stalen profielen en geprofileere platen, uitgave januari 000. [35] J. Niermeijer en M.C. Pauw, Staalframebouw vloerelementen, rekenvoorbeel conform NEN 6773 Brochure van Bouwen met Staal, augustus 00. [36] Bouwen met Staal, Normaalkrachtverbiningen & Dwarskrachtverbiningen, Brochure Bouwen met Staal, mei [37] Ir. J.W.B. Stark, Kougevorme profielen, uitgave Staalbouwkunig Genootschap, tweee ruk maart [38] Prof. Ir. F.S.K. Bijlaar en Ir. A.M. Gresnigt, Staalconstructies plasticiteitsleer, stabiliteit en verbiningen, uitgave TU Delft, januari 004. [39] STEP 1, Timber Engineering, Uitgave TU Delft, eerste ruk [40] Richtlijnen voor e toepassing van geprofileere stalen platen als schijfconstructie, RSPS 1980, Uitgave staalbouwkunig genootschap, juni 198. [41] Brochure Kingspan, Kingspan selector, Geïsoleere paneelsystemen, uitgave september 005. [4] Ir. H.R. e Boer, Afbouwconstructies II Bouwfysica en Bouwtechniek, uitgave TU Delft, oktober 003. [43] Ir. H.R. e Boer, Afbouwconstructies I, ontwerpen van gebouwen, uitgave TU Delft, september 00. Cor van Zanwijk mei 006 4

244 [44] Journal of the Australian institute of steel construction, Costing of steelwork from feasibility through the completion, Volume 30 number, June [45] G.M.M. Buisman, Montagetij van staalconstructies, afstueerverslag TU Einhoven, februari 005. [46] Prof.r.ir. J.C. Walraven en Ing. J.P. Straman, Constructies van gebouwen 1, uitgave TU Delft, januari 003. Cor van Zanwijk mei

245 Inhousopgave bijlage BIJLAGE A: CONTACTLIJST BIJLAGE B: CONSTRUCTIETEKENINGEN VAN REFERENTIEHAL W.G.P BIJLAGE C: WANDREGELS VOOR DE LANGSGEVEL C.1 Berekening van e profieleigenschappen BIJLAGE D: WANDREGELS VOOR DE KOPGEVEL... 6 D.1 Berekening van e profieleigenschappen... 6 BIJLAGE E: CONSTRUCTIETEKENINGEN VAN REFERENTIEHAL K.G.P Cor van Zanwijk mei

246 Bijlage A: Contactlijst Voorzitter Naam: Prof.ipl-ing. J.N.J.A. Vambersky Hoogleraar sectie Gebouwen en Bouwtechniek Contactares: TU Delft, faculteit Civiele Techniek Stevinweg 1, kamer 1.36 Stevin II 68 CN Delft Telefoon: Begeleier Naam: Dr. A. Romeijn Contactares: TU Delft, faculteit Civiele Techniek Stevinweg 1, kamer.55 Stevin II 68 CN Delft Telefoon: Begeleier Naam: Ir. A.M. Gresnigt Contactares: TU Delft, faculteit Civiele Techniek Stevinweg 1, kamer CN Delft Telefoon: Begeleier Naam: Ing. L. Noorzij Contactares: Kontinex Staal bv Apolloweg 1, 478 SB Moerijk Telefoon: Stuent Naam: C. van Zanwijk Stuienummer: Contactares: Schutskooi TG Nieuw-Beijerlan Telefoon: C.vanZanwijk@Ingenieursbureau-KvanZanwijk.nl Cor van Zanwijk mei

247 Bijlage B: Constructietekeningen van referentiehal w.g.p. Fig. B.1) DakconstructieVersion TU Delft Cor van Zanwijk mei

248 TU Delft Fig. B.) Langsgevel Version Cor van Zanwijk mei

249 Fig. B.3) Doorsnee A-A Fig. B.4) Kopgevel as 1 en 9 Cor van Zanwijk mei

250 Bijlage C: Wanregels voor e langsgevel C.1 Berekening van e profieleigenschappen Voorat e C-wanregel getoetst kan woren moeten eerst iverse profieleigenschappen volgens e NEN 6773 bepaal woren. Profielgegevens Het gekozen C-profiel heeft e volgene afmetingen: t.0 mm s w 180 mm b 50 mm c 1 mm r inw 4.0 mm Staalkwaliteit: S355 Controle geometrievoorwaaren Volgens e NEN 6773 art moeten kougevorme profielen aan iverse voorwaaren voloen. Deze voorwaaren zijn: e staalkern t ligt tussen: 1.0 mm < t < 8.0 mm e profielen zijn niet voorzien van oorgaane gatenpatronen (geperforeere profielen) als maximale breete / ikte-verhouing voor e oorsnee zijn aangehouen: a) ongesteune plaatvel: b) oor een ranverstijving effectief gesteun plaatvel (al an niet voorzien van tussenverstijving) Inien 0. c/b 0.6 1/ Inien 0.1 /b 0.3 b t b t b t 90 Cor van Zanwijk mei

251 c) oor een aner plaatvel effectief gesteun plaatvel (al an niet voorzien van een tussenverstijving) ) lijfbreete < 500 Aan alle in it geval van toepassing zijne geometrievoorwaaren wort volaan. Inien in een bepaal geval niet aan e gegeven voorwaaren kan woren volaan, is het noozakelijk proefonervinelijk vast te stellen wat e sterkte- en stijfheiseigenschappen van het profiel zijn. Moellering van afroningsstralen Volgens art van NEN 6773 mogen bij e berekening van e oorsneegrootheen e hoeken woren gemoelleer tot scherpe hoeken inien volaan wort aan e volgene eisen: r t r bp 48 Aan beie voorwaaren wort volaan, us mogen e hoeken van e flensen met het lijf woren gemoelleer tot scherpe hoeken. Voor e hoeken tussen e flensen (b) en e flensen (c) gelt: r t r cp Er wort niet volaan aan e tweee voorwaare, it beteken at e hoeken niet gemoelleer mogen woren tot scherpe hoeken. Voor it geval gelt volgens figuur 15b van e NEN 6773: t ϕ ϕ gr ( r + )*(tan sin ) (4 + )*(tan 45 sin 45) 1. 46mm Deze waare is te beschouwen als een virtuele breete voor e halve lengte van flens b en e gehele lengte van ranverstijver c. In een vervolg staium wort eze waare gebruikt om b t sw t 180 < > Cor van Zanwijk mei

252 e effectieve oorsnee van het profiel te bepalen. In art van e NEN 6773 wort bij eze schematisering opgemerkt at eze schematisering alleen gerechtvaarig is omat een conservatieve benaering wort gebruikt voor het in rekening brengen van e verhooge vloeigrens oor kouprofileren. Bepaling van e brutooorsnee- eigenschappen Bij e bepaling van e brutooorsnee - eigenschappen wort e gehele oorsnee als effectief beschouw. Met behulp van e formule I 1/1 * b * h 3 en e regel van Steiner is het traagheismoment eenvouig te bepalen. De volgene eigenschappen kunnen vervolgens woren bepaal: A g 59 mm e DC 1.6 mm q eg 4.65 kg/m I y 77. * 10 4 mm 4 W y 30.8 * 10 3 mm 3 I z 17.3 * 10 4 mm 4 W z 4.6 * 10 3 mm 3 Vloeigrens na kouprofileren Volgens art van e NEN 6773 moet als rekenwaare van e in e oorsnee gemiel aanwezig zijne vloeigrens bepaal woren als e kleinste waare van e twee volgene formules: 4 * ( mm 59 ; ; ; ; * ; ; ; ; ) *( k f c f f * ) * ( ) * ( ) 383.4N / A t y a y b + k t b y b + g f Hierin is e waare c k 7 genomen omat hier sprake is van walsen. Hierin is e waare k 4 genomen omat hier sprake is van vier omzettingen van elk 90º f f ( + f ) ( y; b; t; b; ) 43.5 / y ; b; N mm Voor e vloeigrens na kouprofileren mag us e waare f y;a; N/mm genomen woren. Effectieve breete van e gerukte flens b Volgens art kan het plaatselijk plooien van op ruk en / of buiging belaste plaatelen in e berekening zijn betrokken oor te rekenen met een effectieve of meewerkene breete. Bij e bepaling van e effectieve breete is er een belangrijke onervereling gemaakt. Een plaatvel kan beschouw woren als ongesteun plaatvel, in it geval moet tabel 15 van e NEN 6773 gebruikt woren, of een plaatvel kan beschouw woren als een gesteun plaatvel, in it geval moet tabel 16 van e NEN 6773 gebruikt woren. In it onereel wort e effectieve breete van e oor ruk belaste flens b bepaal. Geconclueer kan woren at it plaatvel beschouw moet woren als een gesteun plaatvel. Omat e C-wanregel op buiging wort belast is e spanningsvereling gelijk aan: Cor van Zanwijk mei

253 ψ σ ; 1 σ 1; 1 Hieruit volgt voor e plooicoëfficiënt: k σ 4 De effectieve breete is gelijk aan: b ef ρ * b p (tabel 16, eerste criterium) De parameter ρ is een reuctiefactor van e bruto flensbreete, logischerwijze volgt hieruit at ρ ten hoogste gelijk is aan 1. De waare ρ 1 moet woren aangehouen als: λ ρ; act; rel Deze waare voor λ p;act;rel is te bepalen met e formule uit e NEN 6773: λ bp σ * * 1.05 * * 5 t E * k.1*10 * 4 ρ; act ; rel σ De waare voor ρ is te bepalen met e formule uit e NEN 6773: 0. 1 λρ; act; ρ λ ρ; act; rel rel Uit e gestele voorwaare en e uitkomst van ρ volgt at ρ 1 in rekening gebracht moet woren. Hieruit volgt voor e effectieve breete van flens b: bef ρ * bp 1* 48 48mm Effectieve breete van e gerukte ranverstijver c In it onereel wort e effectieve breete van e oor ruk belaste ranverstijver c bepaal. Geconclueer kan woren at it plaatvel beschouw moet woren als een ongesteun plaatvel. Omat e C-wanregel op buiging wort belast is e spanningsvereling gelijk aan: ψ σ ; 1 σ 1; 1 Bij e eerere bepaling van e moelering van e afroningsstralen is gebleken at e hoeken niet gemoelleer mogen woren tot scherpe hoeken tussen e flens b en e ranverstijver c, aartoe is e virtuele breete g r bepaal. De plooicoëfficiënt moet nu bepaal woren met behulp van art van e NEN 6773 an volgt er: c b p; c c g r b t Cor van Zanwijk mei 006 5

254 Omat: c b p ; c 0.35 Volgt voor e plooicoëfficiënt: k σ 0.5 De effectieve breete is gelijk aan: c ef ρ * c p;c Voor e waare van ρ wort gevonen at ρ 1 omat: 1.46 c 1 p; c σ 355 λρ act ; rel 1.05* * 1.05* * 5 t E * k.1*10 *0.5 ; σ Hieruit blijkt us at er wort volaan aan e voorwaare: λ ρ; act; rel Dit alles resulteert in e effectieve breete voor e ongesteune ranverstijver: 1.46 c ef 1 * mm De uiteinelijke effectieve oorsnee van e gerukte ranverstijver wort bepaal met e nauwkeurig rekenmethoe van art van e NEN De berekening is gebaseer op e veronerstelling at e ranverstijver werkt als een elastisch gesteune ligger, zoals schematisch is weergegeven in figuur C.1. Fig. C.1 Rekenmoel voor het bepalen van e veerstijfhei C, voor een op buiging belaste C-wanregel De veerstijfhei C r kan nu woren bepaal met een eenheiskracht zoals aangegeven in het linker figuur van figuur C.1. C 1 E * t.1* R f r 4(1 ν ) b ( b s ) 4(1 0.3 ) * 48 * ( ) p p + p * 0.886N / mm Cor van Zanwijk mei

255 Het effectieve oppervlak van e ranverstijver wort bepaal met formule van e NEN 6773, hiervoor gelt: A * A r; ef ω r Hierin is ω e knikfactor volgens art behorene bij knikcurve b met α 0.34 De profieleigenschappen A r en I r van e ranverstijver kunnen woren bepaal met behulp van figuur C.. Fig. C. Het effectieve eel van e ranverstijver Hierin zijn: ½ b ef 4.0 mm c ef 11.3 mm b x 0 mm (eze waare is groter an nul inien ρ < 1) Met eze gegevens volgt: A r 66.5 mm I r 57 mm 4 y b.4 mm 8.8 mm y o De kritieke knikspanning is an gelijk aan: σ C * E * I *.1*10 *57 mm r r cri ; r * * 310.0N / Ar 66.5 De relatieve slankhei is an gelijk aan: λ rel σ σ cri; r Met formule 1.- van e NEN 6773 volgt voor e knikfactor om e y-as: 1+ α k ( λrel λ0 ) + λ rel 1 ω y; buc * [1 + α( λ 0 ) + rel ] 4* rel 1 rel λ λ λ * λ rel * λ rel ω 1 y; buc * [ ( ) ] 4* ( ) * * Cor van Zanwijk mei

256 Het effectieve oppervlak van e ranverstijver en e effectieve ikte van e ranverstijver is nu gelijk aan: A r ; ef 0.553* mm t r ; ef 0.553* mm Nu e effectieve breete van e flens en van e ranverstijver beken is, kan in een eerste iteratiestap e nieuwe ligging van e neutrale lijn bepaal woren. rsn A ef e ef;y A * e ef;y e ef;z A * e ef;z 1 1,7 174,0 0, * ,4 0,1 * ,6 179,4 0,5 * ,7 0,1 * ,0 179,0 0,9 * ,5 0,1 * ,0 90,0 3, * ,0 0,0 * ,0 1,0 0,0 * ,0 0, * ,0 6,0 0,0 * ,0 0,1 * , mm 4,8 * ,6 * 10 4 Fig. C.3 De eerste iteratiestap ter bepaling van e neutrale lijn De neutrale lijn verschuift, ten opzichte van e bruto beschouwing, 4.78 mm naar e getrokken zije in e y-richting. Cor van Zanwijk mei

257 Effectieve breete van het lijf Het lijf is te beschouwen als een gesteun plaatvel. Omat e C-wanregel op buiging wort belast zal in het bovenste eel van het lijf ruk c.q. trek optreen en in het onerste eel van het lijf trek c.q. ruk optreen. Zoat e spanningsverhouing voor het lijf ongelijk is aan nul. De spanningen σ 1; en σ ; kunnen beschouw woren als een functie van e afstan tot e neutrale lijn zoals eze bepaal zijn in figuur C.3. σ σ * N mm ; 351 / mm 95.3 ; * 316N / Hieruit volgt e spanningsverhouing: σ ; 316 ψ σ 351 1; Met tabel 16 van NEN 6773, ere criterium volgt voor -1 < ψ 1 < 0 at e plooicoëfficiënt gelijk is aan: k σ * ψ * ψ *( 0.90) *( 0.90) 1.37 Deze waare voor λ p;act;rel is te bepalen met e formule uit e NEN 6773: λ s p σ 1; * * 1.05 * * 5 t E * k.1*10 * 1.37 ρ ; act ; rel σ 0.88 Omat voor het lijf niet gelt: σ f y; moet e waare λ ρ ;rel bepaal woren met formule van e NEN 6773: s p f y; * * 1.05 * * 5 t E * k.1*10 * 1.37 λ ρ ; rel σ Omat niet wort volaan aan e voorwaare: λ ρ; act; rel Moet e waare voor ρ bepaal woren met formule van e NEN 6773: 0. 1 λρ; act; ρ λ ρ; act; rel rel λρ; rel λρ; act; * λ 0.6 ρ; rel rel * Cor van Zanwijk mei

258 Hieruit volgt e effectieve breete van het lijf: bef ; 1 0.4* ρ * bc 0.4*0.890* mm befn 1.5* bef ; 1 1.5* mm Nu ook e effectieve breete van het lijf beken is kan e efinitieve ligging van e neutrale lijn bepaal woren. rsn A ef e ef;y A * e ef;y e ef;z A * e ef;z 1 1,7 174,0 0, * ,4 0,1 * ,6 179,4 0,5 * ,7 0,1 * ,0 179,0 0,9 * ,5 0,1 * ,5 163,1 1,1 * ,0 0,0 * ,7 67,9 1,8 * ,0 0,0 * ,0 1,0 0,0 * ,0 0, * ,0 6,0 0,0 * ,0 0,1 * ,4 mm 4,5 * ,6 * 10 4 Fig. C.4 De tweee iteratiestap ter bepaling van e efinitieve ligging van e neutrale lijn De neutrale lijn verschuift, ten opzichte van e bruto beschouwing, 7.1 mm naar e getrokken zije in e y-richting. Nu e efinitieve ligging van e neutrale lijn beken is, kan het traagheismoment van e effectieve oorsnee bepaal woren. Met behulp van e formule I 1/1 * b * h 3 en e regel van Steiner is het traagheismoment eenvouig te bepalen. Cor van Zanwijk mei

259 De volgene eigenschappen kunnen vervolgens woren bepaal: A g mm I y;ef 46.7 * 10 4 mm 4 W y;ef 5.4 * 10 3 mm 3 I z;ef 14.4 * 10 4 mm 4 W z;ef 3.7 * 10 3 mm 3 Vrije, ongereuceere flens Voor het bepalen van e oorsneegrootheen van e ongereuceere oorsnee van e vrije flens moet 1/6 van e hoogte van het lijf meegenomen woren. De totale oorsnee van e vrije flens wort weergegeven in figuur C.5. Fig. C.5 De oorsnee van e vrije flens De volgene gegevens kunnen met e gegevens uit figuur C.5 gevonen woren: A f 176 mm I f;ef 6.0 * 10 4 mm 4 W f;ef.0 * 10 3 mm 3 Om e stabiliteit van eze vrije flens te kunnen toetsen wort in bijlage D van e NEN 6773 een rekenmoel gepresenteer. In eze informatieve bijlage wort ingegaan op e theoretische basis voor e toetsingsregels van e oor beplating gesteune, op buiging en / of ruk belaste staven. Inien op een flens van het C-profiel beplating wort bevestig, an wort e horizontale verplaatsing van e betreffene flens verhiner en geeft e beplating tevens een torsiesteun aan het profiel. Belangrijk bij eze moelering is het verschil tussen rukkene- en trekkene belasting. In het moel wort een fictieve zijelingse belasting op e vrije flens bepaal. Deze fictieve zijelingse belasting, q lat is e schuifspanningsstroom in e ongesteune flens en wort beïnvloe oor het aangrijpingspunt van e belasting en e ligging van e hooftraagheisassen. In figuur C.6 wort e moellering voor een rukkene belasting weergegeven. De zijelingse belastingfactor kan bepaal woren met e formule: k h e s DC w ( ) 180 Voor e bepaling van e zijelingse belastingfactor bij trekkene belasting gelt e toetsingsregel zoals eze gegeven is in figuur D.3 van e NEN Cor van Zanwijk mei

260 Fig. C.6 Drukkene belasting In figuur C.7 wort e moellering voor een trekkene belasting weergegeven. Voor e zijelingse belastingfactor gelt an: k h e DC + b ( ) s 180 w Fig. C.7 Trekkene belasting Omat e beplating e vrije verplaatsing van e ongesteune flens van e staaf verhinert, wort een zijelingse veerstijfhei (K) ingevoer. De veerstijfhei is opgebouw uit e volgene componenten: De rotatiestijfhei van e verbining tussen beplating en goring K A De buigstijfhei van e plaatvelen van e staaf K B De buigstijfhei van e beplating K C Met eze rie componenten kan K als volgt bepaal woren: Cor van Zanwijk mei

261 1 K 1 K A 1 + K B 1 + K C In art. D.3.1 van e NEN 6773 wort in opmerking 1 opgemerkt at e waare van K C in e praktijk te verwaarlozen is ten opzichte van K A en K B, alleen bij een zeer stijve bevestiging tussen staaf en beplating kan e waare van K C van belang zijn. Omat in it staium van het afstueeronerzoek geen proefresultaten beschikbaar zijn, wort gebruik gemaakt van een conservatieve waarebepaling voor e rotatieconstante C D;A volgens e tweee opmerking bij formule D.3-3 van e NEN Met e meer specifieke waaren volgens tabel D. wort gevonen: C D;A.0 knm/m voor rukkene belasting C D;A 1.7 knm/m voor trekkene belasting Deze waaren zijn bepaal voor een trapeziumvormig geprofileere staalplaat bevestig op een flensbreete van e staaf ie gelijk is aan b 100 mm. Tevens gelt voor e maximale golfafstan b R 185 mm en voor e maximale flensbreete van e beplating waaroor bevestig is, b T 10 mm. Tevens zijn e waaren alleen gelig als e bevestiging in een al van e beplating geschie oner e voorwaare at: - e schroeven gelijk zijn aan: ø 6.3 mm - e stalen volgring: t > 1.0 mm - e staalkern van e beplating t > 0.70 mm Hierbij is veronerstelt at het verbiningsmiel in het mien van e flenzen is geplaatst. Omat in it geval e actuele breete gelijk is aan b a 50 mm gelt formule D.3-7 van e b a NEN 6773 met Voor e rukkene belasting: ba 50 CD ; A C D; A *( ).0*( ) 0.500kNm / m / ra Voor e trekkene belasting: ba 50 CD ; A C D; A *( ) 1.7 *( ) 0.45kNm / m / ra Met e vaststelling van eze waaren kan, met behulp van art. D.3.1 van e NEN 6773, e zijelingse veerstijfhei (K) bepaal woren oor toepassing van formule D.3-3. Voor rukkene belasting gelt at het rotatiepunt ter plaatse van het flenslijf gereken moet woren. e a b 50 5mm Voor trekkene belasting gelt at het rotatiepunt ter plaatse van het flenslijf gereken moet woren. e a b 50 5mm Cor van Zanwijk mei

262 Dan volgt voor het geval rukkene belasting : 1 K 4 * (1 υ ) * h E * t 3 *( c + e) s + C w D; A 4*(1 0.3 ) *180 *( ) *10 * * K 1.63*10 N / mm / mm 79. Dan volgt voor het geval trekkene belasting : 1 4 * (1 υ ) * h K E * t 3 *( c + e) s + C 1 3 w D; A K 11.03*10 N / mm / mm *(1 0.3 ) *180 *( ) *10 * 0.45* Cor van Zanwijk mei

263 Bijlage D: Wanregels voor e kopgevel D.1 Berekening van e profieleigenschappen Voorat e C-wanregel getoetst kan woren moeten eerst iverse profieleigenschappen volgens e NEN 6773 bepaal woren. Profielgegevens Het gekozen C-profiel heeft e volgene afmetingen: t.0 mm s w 180 mm b 55 mm c 1 mm r inw 4.0 mm Staalkwaliteit: S355 Controle geometrievoorwaaren Volgens e NEN 6773 art moeten kougevorme profielen aan iverse voorwaaren voloen. Deze voorwaaren zijn: e staalkern t ligt tussen: 1.0 mm < t < 8.0 mm e profielen zijn niet voorzien van oorgaane gatenpatronen (geperforeere profielen) als maximale breete / ikte-verhouing voor e oorsnee zijn aangehouen: a) ongesteune plaatvel: b) oor een ranverstijving effectief gesteun plaatvel (al an niet voorzien van tussenverstijving) Inien 0. c/b 0.6 1/55 0. Inien 0.1 /b 0.3 b t b t b t Cor van Zanwijk mei 006 6

264 c) oor een aner plaatvel effectief gesteun plaatvel (al an niet voorzien van een tussenverstijving) ) lijfbreete < 500 Aan alle in it geval van toepassing zijne geometrievoorwaaren wort volaan. Inien in een bepaal geval niet aan e gegeven voorwaaren kan woren volaan, is het noozakelijk proefonervinelijk vast te stellen wat e sterkte- en stijfheiseigenschappen van het profiel zijn. Moellering van afroningsstralen Volgens art van NEN 6773 mogen bij e berekening van e oorsneegrootheen e hoeken woren gemoelleer tot scherpe hoeken inien volaan wort aan e volgene eisen: r t r bp 53 Aan beie voorwaaren wort volaan, us mogen e hoeken van e flensen met het lijf woren gemoelleer tot scherpe hoeken. Voor e hoeken tussen e flensen (b) en e flensen (c) gelt: r t r cp > Er wort niet volaan aan e tweee voorwaare, it beteken at e hoeken niet gemoelleer mogen woren tot scherpe hoeken. Voor it geval gelt volgens figuur 15b van e NEN 6773: t ϕ ϕ gr ( r + )*(tan sin ) (4 + )*(tan 45 sin 45) 1. 46mm Deze waare is te beschouwen als een virtuele breete voor e halve lengte van flens b en e gehele lengte van ranverstijver c. In een vervolg staium wort eze waare gebruikt om e effectieve oorsnee van het profiel te bepalen. In art van e NEN 6773 wort bij eze schematisering opgemerkt at eze schematisering alleen gerechtvaarig is omat b t sw t 180 < Cor van Zanwijk mei

265 een conservatieve benaering wort gebruikt voor het in rekening brengen van e verhooge vloeigrens oor kouprofileren. Bepaling van e brutooorsnee- eigenschappen Bij e bepaling van e brutooorsnee - eigenschappen wort e gehele oorsnee als effectief beschouw. Met behulp van e formule I 1/1 * b * h 3 en e regel van Steiner is het traagheismoment eenvouig te bepalen. De volgene eigenschappen kunnen vervolgens woren bepaal: A g 61 mm e DC 4.0 mm q eg 4.80 kg/m I y 93.0 * 10 4 mm 4 W y 3.6 * 10 3 mm 3 I z 1.9 * 10 4 mm 4 W z 5.3 * 10 3 mm 3 Vloeigrens na kouprofileren Volgens art van e NEN 6773 moet als rekenwaare van e in e oorsnee gemiel aanwezig zijne vloeigrens bepaal woren als e kleinste waare van e twee volgene formules: 4 * ( mm 59 ; ; ; ; * ; ; ; ; ) * ( k f c f f * ) * ( ) * ( ) 383.4N / A t y a y b + k t b y b + g f Hierin is e waare c k 7 genomen omat hier sprake is van walsen. Hierin is e waare k 4 genomen omat hier sprake is van vier omzettingen van elk 90º f f ( + f ) ( y; b; t; b; ) 43.5 / y ; b; N mm Voor e vloeigrens na kouprofileren mag us e waare f y;a; N/mm genomen woren. Effectieve breete van e gerukte flens b Volgens art kan het plaatselijk plooien van op ruk en / of buiging belaste plaatelen in e berekening zijn betrokken oor te rekenen met een effectieve of meewerkene breete. Bij e bepaling van e effectieve breete is er een belangrijke onervereling gemaakt. Een plaatvel kan beschouw woren als ongesteun plaatvel, in it geval moet tabel 15 van e NEN 6773 gebruikt woren, of een plaatvel kan beschouw woren als een gesteun plaatvel, in it geval moet tabel 16 van e NEN 6773 gebruikt woren. In it onereel wort e effectieve breete van e oor ruk belaste flens b bepaal. Geconclueer kan woren at it plaatvel beschouw moet woren als een gesteun plaatvel. Omat e C-wanregel op buiging wort belast is e spanningsvereling gelijk aan: Cor van Zanwijk mei

266 ψ σ ; 1 σ 1; 1 Hieruit volgt voor e plooicoëfficiënt: k σ 4 De effectieve breete is gelijk aan: b ef ρ * b p (tabel 16, eerste criterium) De parameter ρ is een reuctiefactor van e bruto flensbreete, logischerwijze volgt hieruit at ρ ten hoogste gelijk is aan 1. De waare ρ 1 moet woren aangehouen als: λ ρ; act; rel Deze waare voor λ p;act;rel is te bepalen met e formule uit e NEN 6773: λ bp σ * * 1.05 * * 5 t E * k.1*10 * 4 ρ; act ; rel σ De waare voor ρ is te bepalen met e formule uit e NEN 6773: 0. 1 λρ; act; ρ λ ρ; act; rel rel Uit e gestele voorwaare en e uitkomst van ρ volgt at ρ 1 in rekening gebracht moet woren. Hieruit volgt voor e effectieve breete van flens b: bef ρ * bp 1*53 53mm Effectieve breete van e gerukte ranverstijver c In it onereel wort e effectieve breete van e oor ruk belaste ranverstijver c bepaal. Geconclueer kan woren at it plaatvel beschouw moet woren als een ongesteun plaatvel. Omat e C-wanregel op buiging wort belast is e spanningsvereling gelijk aan: ψ σ ; 1 σ 1; 1 Bij e eerere bepaling van e moelering van e afroningsstralen is gebleken at e hoeken niet gemoelleer mogen woren tot scherpe hoeken tussen e flens b en e ranverstijver c, aartoe is e virtuele breete g r bepaal. De plooicoëfficiënt moet nu bepaal woren met behulp van art van e NEN 6773 an volgt er: c b p; c c g r b t Cor van Zanwijk mei

267 Omat: c b p ; c 0.35 Volgt voor e plooicoëfficiënt: k σ 0.5 De effectieve breete is gelijk aan: c ef ρ * c p;c Voor e waare van ρ wort gevonen at ρ 1 omat: 1.46 c 1 p; c σ 355 λρ act ; rel 1.05* * 1.05* * 5 t E * k.1*10 *0.5 ; σ Hieruit blijkt us at er wort volaan aan e voorwaare: λ ρ; act; rel Dit alles resulteert in e effectieve breete voor e ongesteune ranverstijver: 1.46 c ef 1 * mm De uiteinelijke effectieve oorsnee van e gerukte ranverstijver wort bepaal met e nauwkeurig rekenmethoe van art van e NEN De berekening is gebaseer op e veronerstelling at e ranverstijver werkt als een elastisch gesteune ligger, zoals schematisch is weergegeven in figuur D.1. Fig. D.8 Rekenmoel voor het bepalen van e veerstijfhei C, voor een op buiging belaste C-wanregel De veerstijfhei C r kan nu woren bepaal met een eenheiskracht zoals aangegeven in het linker figuur van figuur D.1. Cor van Zanwijk mei

268 C 1 E * t.1* R f r 4(1 ν ) b ( b s ) 4(1 0.3 ) *53 * ( ) p p + p * 0.711N / mm Het effectieve oppervlak van e ranverstijver wort bepaal met formule van e NEN 6773, hiervoor gelt: A * A r; ef ω r Hierin is ω e knikfactor volgens art behorene bij knikcurve b met α 0.34 De profieleigenschappen A r en I r van e ranverstijver kunnen woren bepaal met behulp van figuur D.. Fig. D.9 Het effectieve eel van e ranverstijver Hierin zijn: ½ b ef 6.5 mm c ef 11.3 mm b x 0 mm (eze waare is groter an nul inien ρ < 1) Met eze gegevens volgt: A r 71.5 mm I r 585 mm 4 y b.3 mm 8.9 mm y o De kritieke knikspanning is an gelijk aan: σ C * E * I 0.711*.1*10 * 585 mm r r cri ; r * * 61.3N / Ar 71.5 De relatieve slankhei is an gelijk aan: λ rel σ σ cri; r Met formule 1.- van e NEN 6773 volgt voor e knikfactor om e y-as: 1+ α k ( λrel λ0 ) + λ rel 1 ω y; buc * [1 + α( λ 0 ) + rel ] 4* rel 1 rel λ λ λ * λ rel * λ rel Cor van Zanwijk mei

269 ω ( ) * [ ( ) ] 4*1.170 *1.170 *1.170 y; buc Het effectieve oppervlak van e ranverstijver en e effectieve ikte van e ranverstijver is nu gelijk aan: A r ; ef * mm t r ; ef * mm Nu e effectieve breete van e flens en van e ranverstijver beken is, kan in een eerste iteratiestap e nieuwe ligging van e neutrale lijn bepaal woren. rsn A ef e ef;y A * e ef;y e ef;z A * e ef;z 1 11,4 174,0 0, * ,5 0,1 * ,3 179,5 0,5 * ,5 0,1 * ,0 179,0 0,9 * ,8 0,1 * ,0 90,0 3, * ,0 0,0 * ,0 1,0 0,0 * ,5 0,3 * ,0 6,0 0,0 * ,0 0,1 * ,8 mm 4,8 * ,7 * 10 4 Fig. D.10 De eerste iteratiestap ter bepaling van e neutrale lijn De neutrale lijn verschuift, ten opzichte van e bruto beschouwing, 5.65 mm naar e getrokken zije in e y-richting. Effectieve breete van het lijf Het lijf is te beschouwen als een gesteun plaatvel. Omat e C-wanregel op buiging wort belast zal in het bovenste eel van het lijf ruk c.q. trek optreen en in het onerste Cor van Zanwijk mei

270 eel van het lijf trek c.q. ruk optreen. Zoat e spanningsverhouing voor het lijf ongelijk is aan nul. De spanningen σ 1; en σ ; kunnen beschouw woren als een functie van e afstan tot e neutrale lijn zoals eze bepaal zijn in figuur D.3. σ σ mm ; * 351N / * N mm 96.6 ; 310 / Hieruit volgt e spanningsverhouing: σ ; 310 ψ σ 351 1; Met tabel 16 van NEN 6773, ere criterium volgt voor -1 < ψ 1 < 0 at e plooicoëfficiënt gelijk is aan: k σ * ψ * ψ * ( 0.88) * ( 0.88) 0.96 Deze waare voor λ p;act;rel is te bepalen met e formule uit e NEN 6773: λ s p σ 1; * * 1.05 * * 5 t E * k.1*10 * 0.96 ρ ; act ; rel σ Omat voor het lijf niet gelt: σ f y; moet e waare λ ρ ;rel bepaal woren met formule van e NEN 6773: s p f y; * * 1.05 * * 5 t E * k.1*10 * 0.96 λ ρ ; rel σ Omat niet wort volaan aan e voorwaare: λ ρ; act; rel Moet e waare voor ρ bepaal woren met formule van e NEN 6773: 0. 1 λρ; act; ρ λ ρ; act; rel rel λρ; rel λρ; act; * λ 0.6 ρ; rel Hieruit volgt e effectieve breete van het lijf: bef ; 1 0.4* ρ * bc 0.4*0.884* mm b.5* b 1.5* mm efn 1 ef ; 1 8 rel * Cor van Zanwijk mei

271 Nu ook e effectieve breete van het lijf beken is kan e efinitieve ligging van e neutrale lijn bepaal woren. rsn A ef e ef;y A * e ef;y e ef;z A * e ef;z 1 11,4 174,0 0, * ,5 0,1 * ,3 179,5 0,5 * ,5 0,1 * ,0 179,0 0,9 * ,8 0,1 * ,7 163,1 1,1 * ,0 0,0 * , 67,6 1,8 * ,0 0,0 * ,0 1,0 0,0 * ,5 0,3 * ,0 6,0 0,0 * ,0 0,1 * ,7 mm 4,5 * ,7 * 10 4 Fig. D.11 De tweee iteratiestap ter bepaling van e efinitieve ligging van e neutrale lijn De neutrale lijn verschuift, ten opzichte van e bruto beschouwing, 8.08 mm naar e getrokken zije in e y-richting. Nu e efinitieve ligging van e neutrale lijn beken is, kan het traagheismoment van e effectieve oorsnee bepaal woren. Met behulp van e formule I 1/1 * b * h 3 en e regel van Steiner is het traagheismoment eenvouig te bepalen. De volgene eigenschappen kunnen vervolgens woren bepaal: A g 55.7 mm I y;ef 56.4 * 10 4 mm 4 W y;ef 6.1 * 10 3 mm 3 I z;ef 17.8 * 10 4 mm 4 W z;ef 4. * 10 3 mm 3 Cor van Zanwijk mei

272 Vrije, ongereuceere flens Voor het bepalen van e oorsneegrootheen van e ongereuceere oorsnee van e vrije flens moet 1/6 van e hoogte van het lijf meegenomen woren. De totale oorsnee van e vrije flens wort weergegeven in figuur D.5. Fig. D.1 De oorsnee van e vrije flens De volgene gegevens kunnen met e gegevens uit figuur D.5 gevonen woren: A f 186 mm I f;ef 7.6 * 10 4 mm 4 W f;ef.3 * 10 3 mm 3 Om e stabiliteit van eze vrije flens te kunnen toetsen wort in bijlage D van e NEN 6773 een rekenmoel gepresenteer. In eze informatieve bijlage wort ingegaan op e theoretische basis voor e toetsingsregels van e oor beplating gesteune, op buiging en / of ruk belaste staven. Inien op een flens van het C-profiel beplating wort bevestig, an wort e horizontale verplaatsing van e betreffene flens verhiner en geeft e beplating tevens een torsiesteun aan het profiel. Belangrijk bij eze moelering is het verschil tussen rukkene- en trekkene belasting. In het moel wort een fictieve zijelingse belasting op e vrije flens bepaal. Deze fictieve zijelingse belasting, q lat is e schuifspanningsstroom in e ongesteune flens en wort beïnvloe oor het aangrijpingspunt van e belasting en e ligging van e hooftraagheisassen. In figuur D.6 wort e moellering voor een rukkene belasting weergegeven. Fig. D.13 Drukkene belasting Cor van Zanwijk mei

273 De zijelingse belastingfactor kan bepaal woren met e formule: k h e s DC w ( ) Voor e bepaling van e zijelingse belastingfactor bij trekkene belasting gelt e toetsingsregel zoals eze gegeven is in figuur D.3 van e NEN In figuur D.7 wort e moellering voor een trekkene belasting weergegeven. Fig. D4.14 Trekkene belasting Voor e zijelingse belastingfactor gelt an: k h e DC + b ( ) s 180 w Omat e beplating e vrije verplaatsing van e ongesteune flens van e staaf verhinert, wort een zijelingse veerstijfhei (K) ingevoer. De veerstijfhei is opgebouw uit e volgene componenten: De rotatiestijfhei van e verbining tussen beplating en goring K A De buigstijfhei van e plaatvelen van e staaf K B De buigstijfhei van e beplating K C Met eze rie componenten kan K als volgt bepaal woren: 1 K 1 K A 1 + K B 1 + K C In art. D.3.1 van e NEN 6773 wort in opmerking 1 opgemerkt at e waare van K C in e praktijk te verwaarlozen is ten opzichte van K A en K B, alleen bij een zeer stijve bevestiging tussen staaf en beplating kan e waare van K C van belang zijn. Omat in it staium van het afstueeronerzoek geen proefresultaten beschikbaar zijn, wort gebruik gemaakt van een conservatieve waarebepaling voor e rotatieconstante C D;A volgens e tweee opmerking bij formule D.3-3 van e NEN Met e meer specifieke waaren volgens tabel D. wort gevonen: 7 Cor van Zanwijk mei 006

274 C D;A.0 knm/m voor rukkene belasting C D;A 1.7 knm/m voor trekkene belasting Deze waaren zijn bepaal voor een trapeziumvormig geprofileere staalplaat bevestig op een flensbreete van e staaf ie gelijk is aan b 100 mm. Tevens gelt voor e maximale golfafstan b R 185 mm en voor e maximale flensbreete van e beplating waaroor bevestig is, b T 10 mm. Tevens zijn e waaren alleen gelig als e bevestiging in een al van e beplating geschie oner e voorwaare at: - e schroeven gelijk zijn aan: ø 6.3 mm - e stalen volgring: t > 1.0 mm - e staalkern van e beplating t > 0.70 mm Hierbij is veronerstelt at het verbiningsmiel in het mien van e flenzen is geplaatst. Omat in it geval e actuele breete gelijk is aan b a 55 mm gelt formule D.3-7 van e b a NEN 6773 met Voor e rukkene belasting: ba 55 CD ; A C D; A * ( ).0 * ( ) 0.605kNm / m / ra Voor e trekkene belasting: ba 55 CD ; A C D; A * ( ) 1.7 * ( ) 0.514kNm / m / ra Met e vaststelling van eze waaren kan, met behulp van art. D.3.1 van e NEN 6773, e zijelingse veerstijfhei (K) bepaal woren oor toepassing van formule D.3-3. Voor rukkene belasting gelt at het rotatiepunt ter plaatse van het flenslijf gereken moet woren. e a b mm Voor trekkene belasting gelt at het rotatiepunt ter plaatse van het flenslijf gereken moet woren. e a b mm Dan volgt voor het geval rukkene belasting : 1 4 * (1 υ ) * h K E * t 3 * ( c + e) s + C w D; A 4 * (1 0.3 ) * *10 * ( ) * 0.605* K 14.68*10 N / mm / mm 68.1 Dan volgt voor het geval trekkene belasting : Cor van Zanwijk mei

275 1 K 4 * (1 υ ) * h E * t 3 * ( c + e) s + C w D; A 4 * (1 0.3 ) * *10 * ( ) * * K 1.89*10 N / mm / mm 77.6 Cor van Zanwijk mei

276 Bijlage E: Constructietekeningen van referentiehal k.g.p. Fig. E.1) DakconstructieVersion TU Delft Cor van Zanwijk mei

277 Fig. E.) LangsgevelVersion TU Cor van Zanwijk mei 006 Delft 76

278 Fig. E.3) Doorsnee A-A Fig. E.4) Kopgevel as 1 en 9 Cor van Zanwijk mei

279 Fig. E.5) Drieimensionale view van e constructie vanaf links Fig. E.6) Drieimensionale view van e constructie vanaf rechts Cor van Zanwijk mei

280 Fig. E.7) Kopgevelspant op as 1 en 9 Fig. E.8) Langsgevel op stramien A en E Cor van Zanwijk mei