Solico. Dakkapel Max overspanning tot 4075 mm. Solutions in composites. Verificatie. : Van den Borne Kunststoffen B.V. Versie : 1.

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Solico. Dakkapel Max overspanning tot 4075 mm. Solutions in composites. Verificatie. : Van den Borne Kunststoffen B.V. Versie : 1."

Cornelis Wouters
5 jaren geleden
Aantal bezoeken:

B.V. Everdenberg 5A NL-4902 TT Oosterhout The Netherlands Tel.: +31-162-462280 - Fax: +31-162-462707 E-mail: solico@solico.nl Bankrelatie: Rabobank Oosterhout Rek.nr. 13.95.51.743 K.v.K. Breda nr.

1 B.V. Everdenberg 5A NL-4902 TT Oosterhout The Netherlands Tel.: Fax: solico@solico.nl Bankrelatie: Rabobank Oosterhout Rek.nr K.v.K. Breda nr Dakkapel Max overspanning tot 4075 mm Verificatie Opdrachtgever Uitvoering Gecontroleerd Rapport nr. : Van den Borne Kunststoffen B.V. : Ir. R. Simons : H.D. Muller : R_ Versie : 1 Datum : R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 1/23

2 Index 1 Inleiding Uitgangspunten Geometrie Opbouw Materialen GVK Pecolit plaat PE-ST Kernmateriaal Multiplex Vurenhout Belastingen Eigen gewicht (G z ) Variabele belasting op daken Windbelasting Belasting door regen Belasting door sneeuw Belasting combinaties Bruikbaarheidsgrenstoestand Uiterste grenstoestand Eisen t.a.v. grenstoestanden Bruikbaarheidsgrenstoestand Uiterste grenstoestand FEM analyse Model Resultaten Conclusie Bijlage I Bijlage II Bijlage III Bijlage IV R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 2/23

3 1 Inleiding De opdrachtgever heeft B.V. gevraagd verificatie te verrichten van de sterkte en stijfheid van de dakkapellen zoals gemaakt door van den Borne Kunststoffen. Dit rapport is opgesteld cf. NEN Uitgangspunten 2.1 Geometrie De dakplaat heeft de volgende maximale afmetingen: Breedte 4075 mm Diepte 2900 mm Totale dikte 114 mm 2.2 Opbouw De structurele dakplaat is opgebouwd uit onderstaande lagen. Laag mm Pecolit (GVK plaat) Laag mm Multiplex Laag mm PS200 (Polystyreen schuim) Laag mm Multiplex Laag mm Pecolit In de lange zijden van de dakplaat is een vuren houten balk van 30x100 mm verlijmd. Aan de buitenzijde is rondom een boeideel bevestigd, zie figuur 1. Dit boeideel steekt maximaal 85 mm boven de dakplaat uit. Het boeideel is geen structureel onderdeel van het dakpaneel. figuur 1 Boeideel doorsnede R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 3/23

4 2.3 Materialen GVK Pecolit plaat PE-ST02 E x 7451 MPa E y 7451 MPa buig 68 MPa t 1.5 mm W 2055 g/m 2 Zie Bijlage I Kernmateriaal EPS200 schuim E 10 MPa G 4,5 MPa MPa Ref. technical datasheet EPS, zie Bijlage II Multiplex E 6000 MPa buig 40 MPa Ref. Meranti triplex cf. opgave vd Borne, zie Bijlage III Vurenhout E 6375 MPa buig 14 MPa Ref. NEN 6760 Klasse C14. Zie Bijlage IV. R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 4/23

5 2.4 Belastingen Eigen gewicht (G z ) Het eigengewicht van de volgende onderdelen is in de berekeningen meegenomen met onderstaande soortelijke gewichten. Pecolit 1360 kg/m 3 Multiplex 550 kg/m 3 EPS kg/m 3 Vurenhout 290 kg/m Variabele belasting op daken. p rep 1.0 kn/m 2 F rep 1.5 kn werkend op 0.1x0.1m q rep 2 kn/m lijnlast, lxb = 1x0.1m Windbelasting p rep,wind = C dim x C index x C eq x 1 x p w C dim = m boven zee, max. breedte 10m C index = C t = -1.3 volgens Bijlage A fig. 8a C eq = = 1.0 p w = 1.19 kn/m 2 (gebied I, onbebouwd, hoogte 15m) p rep,wind = kn/m 2 R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 5/23

6 2.4.4 Belasting door regen p rep,regen = (d hw (x) + d n (x)) x rep d hw = mm h nd + d nd h nd = 85 mm (hoogte boeideel) d nd = 1.7 x 10-3 m 0.7 x (Q h /b) 2/3 Q h = 5.3 x 10-4 m 3 /s (A x i r ) A = 11 m 2 i r = x 10-3 m/s d n = 17.2 mm Waterkolom door zakking 1 rep = 10 kn/m 3 p rep, regen = kn/m 2 ( ) x Belasting door sneeuw ref. NEN6702: p rep, sneeuw = 0.6 kn/m 2 C i x p sn;rep C i = 0.8 ref. Bijlage B, fig. B2 p sn;rep = 0.7 kn/m Belasting combinaties Veiligheidsklasse 3 ref. NEN6702: Referentieperiode 50 jaar ref. NEN6702: Bruikbaarheidsgrenstoestand BC1.1 = 1.0 x G z BC1.2 = 1.0 x (G z + p rep ) BC1.5 = 1.0 x (G z + p rep,wind ) BC1.6 = 1.0 x (G z + p rep,regen ) BC1.7 = 1.0 x (G z + p rep,sneeuw ) 1 De wateraccumulatie door doorbuiging is genomen op 17.2 mm. Bij een overspanning van 4300mm is dit de maximaal toelaatbare doorbuiging. Deze waarde zal in werkelijkheid lager zijn dus deze aanname is conservatief. R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 6/23

7 2.5.2 Uiterste grenstoestand BC2.1 = 1.5 x G z BC2.2 = 1.2 x G z x p rep BC2.3 = 1.2 x G z x F rep BC2.4 = 1.2 x G z x q rep BC2.5 = 0.9 x G z x p rep,wind BC2.6 = 1.2 x G z x p rep,regen BC2.7 = 1.2 x G z x p rep,sneeuw 2.6 Eisen t.a.v. grenstoestanden Bruikbaarheidsgrenstoestand De gebruikstoestand wordt geverifieerd aan de hand van de toelaatbare vervorming volgens NEN Deze bedraagt x lengte van de overspanning. De maximaal toelaatbare doorbuiging is: U max = x 4075 = 16.3 mm Uiterste grenstoestand In de uiterste grenstoestand dient het dakpaneel niet te bezwijken. Bij de bepaling van de sterkte worden onderstaande afminderingsfactoren gebruikt GVK Cf. CUR Aanbeveling 96 : Onzekerheden in de representatieve materiaaleigenschappen worden in rekening gebracht door de materiaalfactor m. Deze bestaat uit: m = m,1. m,2 Waarin: m,1 = 1.15 m,2 = 1.1 De conversiefactor c, verdisconteert verschillende effecten en is opgebouwd uit: c = ct. cv. cf. ck waarin: ct = 1.1 Temperatuurseffecten R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 7/23

8 cv = 1.1 Wisselende vochtomstandigheden met droge en natte perioden cf = 1.1 Vermoeiingseffecten ck = 1.0 Korte duur (1 uur) = 1.4 Middel lange duur (3 maanden) = 2.3 Lange duur (50 jaar) De afminderingsfactoren die in dit rapport gebruikt worden voor GVK zijn als volgt opgebouwd: = m. c A. Voor de incidentele, kortdurende en extreme situaties (lijnlast en wind): = 1.15 x 1.1 x 1.1 x 1.1 x 1.1 x 1.0 = 1.7 B. Voor de incidentele, middel langdurende en extreme situaties (sneeuw): = 1.15 x 1.1 x 1.1 x 1.1 x 1.1 x 1.4 = 2.4 C. Voor de permanente, langdurende belastingsituaties (eigen gewicht): = 1.15 x 1.1 x 1.1 x 1.1 x 1.1 x 2.3 = Kern materiaal De eigenschappen van het EPS schuim zijn verkregen van de producent die testen volgens geldende EN normen heeft uitgevoerd. De gebruikte waarden zijn de 90/90 waarden, dit zijn de waarden waaraan 90% van de productie voldoet. Om de overige onzekerheden af te dekken wordt een materiaal afminderingsfactor gebruikt cf. opgave fabrikant van: = Multiplex plaat De eigenschappen van het multiplex zijn aangeleverde rekenwaarden door de opdrachtgever en behoeven geen reductie factor Vurenhout Conform EN 6760 is de volgende materiaalfactor toegepast: = 1.2 R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 8/23

3 FEM analyse 3.1 Model Programma: NISA II Version 11.0 For Windows van E.M.R.C. Elementen: Oplegging: Plaatelementen bestaande uit verschillende lagen. Balkelementen. Zie figuur 2.

9 3 FEM analyse 3.1 Model Programma: NISA II Version 11.0 For Windows van E.M.R.C. Elementen: Oplegging: Plaatelementen bestaande uit verschillende lagen. Balkelementen. Zie figuur 2. De dakrand is langs drie zijden vrij opgelegd. (De z-richting is vastgehouden. De randen kunnen roteren) De dakrand is langs één zijde vrijgelaten. Zie figuur 3. figuur 2 Model opbouw R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 9/23

10 U y +U z vast U z vast U z vast U x + U y + U z vast Vrije rand U z vast figuur 3 Model oplegging R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 10/23

11 3.2 Resultaten De resultaten zijn weergegeven in tabel 1. Van de belangrijkste resultaten is ook een FEM plot weergegeven, deze staan in figuur 4 t/m figuur 11. tabel 1 Resultaten overzicht BC Eenh. Optredend Toelaatbaar Figuur BC figuur 4 BC BC1.5 Doorbuiging mm figuur 5 BC figuur 6 BC Pecolit buigspanning figuur 7 BC2.1 Multiplex buigspanning MPa Kern afschuifspanning Pecolit buigspanning BC2.2 Multiplex buigspanning MPa Kern afschuifspanning Pecolit buigspanning BC2.3 Multiplex buigspanning MPa Kern afschuifspanning figuur 10 Pecolit buigspanning BC2.4 Multiplex buigspanning MPa Kern afschuifspanning figuur 11 Pecolit buigspanning figuur 8 BC2.5 Multiplex buigspanning MPa Kern afschuifspanning Pecolit buigspanning figuur 9 BC2.6 Multiplex buigspanning MPa Kern afschuifspanning Pecolit buigspanning BC2.7 Multiplex buigspanning MPa Kern afschuifspanning Alle optredende waarden blijven onder de toelaatbare waarden. Sterkte en stijfheid voldoen. R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 11/23

12 figuur 4 Doorbuiging BC1.1 figuur 5 Doorbuiging BC1.5 R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 12/23

13 figuur 6 Doorbuiging BC1.6 figuur 7 Spanning in Pecolit BC2.1 R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 13/23

14 figuur 8 Spanning in Pecolit BC2.5 figuur 9 Spanning in Pecolit BC2.6 R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 14/23

15 figuur 10 Afschuifspanning in EPS kern BC2.3 figuur 11 Afschuifspanning in EPS kern BC2.4 R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 15/23

16 3.3 Conclusie Het beschreven dakpaneel voldoet aan alle gestelde eisen van de NEN Elk paneel met dezelfde opbouw qua materialen en met kortere overspanning dan de beschreven dakplaat voldoet aan de gestelde eisen van de NEN R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 16/23

17 Bijlage I R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 17/23

18 Bijlage II Eigenschappen EPS schuim R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 18/23

19 R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 19/23

20 R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 20/23

21 R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 21/23

22 Bijlage III Meranti multiplex R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 22/23

23 Bijlage IV Eigenschappen hout volgens NEN 6760 klasse C18 Voor het betreffende vurenhout is sterkte klasse C18 aangenomen gezien dit de laagste klasse is waarin vurenhout valt volgens de Vereniging van Nederlandse Houtondernemingen. Representatieve waarde m Kmod Kh Rekenwaarde Buigsterkte N/mm² Dichtheid kg/m³ Treksterkte 0 N/mm² Treksterkte 90 N/mm² Druksterkte 0 N/mm² Druksterkte 90 N/mm² Schuifsterkte N/mm² Elasticiteitsmodulus 0 Bruikbaarheidsgrenstoestan d Elasticiteitsmodulus 0 uiterste grenstoestand N/mm² N/mm² Elasticiteitsmodulus 90 N/mm² Afschuifmodulus N/mm² Uitzettingscoëfficiënt / K 5 x10-6 R_ versie 1 Dakkapel 4075 x 2900 mm 23/23

Vergelijkbare documenten

Solico. Brugdekpaneel 500x40. Solutions in composites. Mechanische eigenschappen. Versie : 2. Datum : 16 januari 2013

Solico. Brugdekpaneel 500x40. Solutions in composites. Mechanische eigenschappen. Versie : 2. Datum : 16 januari 2013 Solico B.V. Everdenberg 5A NL-4902 TT Oosterhout The Netherlands Tel.: +31-162-462280 - Fax: +31-162-462707 E-mail: composites@solico.nl Bankrelatie: Rabobank Oosterhout Rek.nr. 13.95.51.743 K.v.K. Breda