CONSTRUCTIEBEREKENING

Transcriptie

1 (Bouw-) technisch teken- en adviesbureau OMC advies Hertog Hendrik van Brabantplein PG Eindhoven CONSTRUCTIEBEREKENING Project : Schouw 11 Deurne Onderdeel: Constructie bovenbouw en fundering Opdrachtgever : Dhr. R. Musch Schouw 11 Deurne Datum : Project : OMC-389 Constructeur : ing. O. Sarfaty Paraaf :. ALLE WERKZAAMHEDEN WORDEN AANVAARD EN UITGEVOERD OVEREENKOMSTIG DE DNR 2005, VASTGESTELD DOOR HET KONINKLIJK MAATSCHAPPIJ TOT BEVORDERING DER BOUWKUNST BOND VAN NEDERLANDSE ARCHITECTEN EN ORGANISATIE VAN ADVIES- EN INGENIEURSSBUREAUS, GEDEPONEERD TER GRIFFIE VAN DE ARRONDISEMENTSRECHTBANK TE S GRAVENHAGE. ANDERE VOORWAARDEN WORDEN NADRUKKELIJK VAN DE HAND GEWEZEN

2 - INHOUDSOPGAVE - 1. Inleiding Uitgangspunten Status Maatvoering Materialen en normen Uiterste grenstoestanden Belastingcombinaties Uiterste grenstoestand Bruikbaarheid grenstoestand Belastingen Ontwerplevensduur Permanente belastingen Veranderlijke belastingen Stabiliteit Wind belastingen Windverbanden dak Windverbanden achtergevel Houtconstructies Gordingen Kopspant Tussenspant Fundering op staal Belastingen op fundering Uitgangspunten: Bepaling draagkracht Controle toelaatbare gronddruk Bijlagen: Datum: Pagina 2 of 20

3 1. Inleiding De hoofddraagconstructie voor deze kapschuur bestaat uit traditionele houten kolommen met schoren t.b.v. stabiliteit. 2. Uitgangspunten 2.1. Status Na goedkeuring van de gemeente is de status van deze berekening definitief Maatvoering Maatvoering gebaseerd op tekeningen van de architect. Maatvoering van de architect gaat boven maatvoering constructeur. Verschillen in maatvoering melden. Bij aansluiting op bestaand maatvoering in het werk controleren Materialen en normen Staalconstructies : walsprofielen S235 fy = 235 N/mm² buisprofielen S235 H fy = 235 N/mm² kokerprofielen S275 H fy = 275 N/mm² normen NEN-EN 1990:2011 / NEN-EN :2011 / NEN-EN :2011 / NEN-EN :2005/NB2007 Betonconstructies : betonkwaliteit C20/25 fcd = 13,3 N/mm² betonkwaliteit C28/35 fcd = 18,7 N/mm² betonkwaliteit C35/45 fcd = 23,3 N/mm² betonstaal FeB500 fud = 435 N/mm² normen NEN-EN 1990:2011 / NEN-EN :2011 / NEN-EN :2011 / NEN-EN :2005/NB2007 Houtconstructies : standaard bouwhout C18 fm;0;k = 18,0 N/mm² constructiehout C24 fm;0;k = 24,0 N/mm² gelamineerd GL24h fgl;m;0;k = 24,0 N/mm² gelamineerd GL32h fgl;m;0;k = 32,0 N/mm² normen NEN-EN 1990:2011 / NEN-EN :2011 / NEN-EN : Uiterste grenstoestanden De volgende uiterste grenstoestanden zijn getoetst: - EQU: Verlies van statisch evenwicht; - STR: Intern bezwijken of buitensporige vervorming - GEO: Bezwijken of buitensporige vervorming van de grond - FAT: Bezwijken door vermoeiing 2.5. Belastingcombinaties De volgende belastingcombinaties zijn, indien nodig, getoetst (indien gevolgklasse CC2): Uiterste grenstoestand 1,1 * Gkj,sup + 1,5 * Qk,1 + 1,5 * Ψ0,i * Qk,i (EQU) 0,9 * Gkj,inf + 1,5 * Qk,1 + 1,5 * Ψ0,i * Qk,i (EQU) 1,35 * Gkj,sup + 1,5 * Ψ0,i * Qk,i (i 1) (STR/GEO) 1,2 * Gkj,sup + 1,5 * Qk,1 + 1,5 * Ψ0,i * Qk,i (i 1) (STR/GEO) 0,9 * Gkj,inf + 1,5 * Ψ0,i * Qk,i (i 1) (STR/GEO) 0,9 * Gkj,inf + 1,5 * Qk,1 + 1,5 * Ψ0,i * Qk,i (i 1) (STR/GEO) 1,0 * Gkj,sup + 1,3 * Qk,1 + 1,3 * Ψ0,i * Qk,i (STR/GEO) 1,0 * Gkj,inf + 1,3 * Qk,1 + 1,3 * Ψ0,i * Qk,i (STR/GEO) Datum: Pagina 3 of 20

4 Bruikbaarheid grenstoestand Gkj + Qk,1 + Ψ0,i * Qk,i (i > 1) (Karakteristieke combinatie) Gkj + Ψ1,1 * Qk,1 + Ψ2,i * Qk,i (i > 1) (Frequente combinatie) Gkj + Ψ2,i * Qk,i (i 1) (Quasi-blijvende combinatie) In de bovenstaande formules zijn de volgende variabelen gebruikt: Gkj,sup = bovengrenswaarde van de blijvende belasting Gkj,inf = ondergrenswaarde van de blijvende belasting Qk,1 = overheersende veranderlijke belasting Qk,i = veranderlijke belastingen gelijktijdig met de overheersende Gkj,sup en Gkj,inf zijn vaak gelijk aan elkaar. 3. Belastingen 3.1. Ontwerplevensduur De ontwerplevensduur is conform tabel 2.1 van NEN-EN 1990:2002 en NB:2007. Gevolgklasse: CC1 g g : 1,1 Ontwerplevensduur: 50 jaar g q : 1, Permanente belastingen algemeen metselwerk halfsteens 2,00 kn/m² rabatdelen wand 0,40 kn/m² dak underlayment 0,10 kn/m² gordingen (voor pannendak) 0,08 kn/m² Totaal 0,18 kn/m² beg. grond vloer op zand d = 200 5,00 kn/m² afwerklaag 50 mm 1,00 kn/m² Totaal 6,00 kn/m² 3.3. Veranderlijke belastingen Categorie E: opslagruimtes y 0 = 1,0 y 1 = 0,9 y 2 = 0,8 E2 industrieel gebruik 3,0 kn/m² 7 kn sneeuw s k Ψ 0 =0, Ψ 1 =0,2, Ψ 2 =0 0,70 kn/m² dakhelling: 0,00 μ 1 : 0,80 μ 2 : 1,90 Wind Gebouw informatie Hoogte = 3 m q = c s * c d * c f * q b Windgebied = III v b,0 = 24,5 m/sec Extreme windbelasting: Terreincat. = III q p (z) = 0,48 kn/m 2 z 0 = 0,5 Datum: Pagina 4 of 20

5 4. Stabiliteit De stabiliteit wordt voorzien door de twee dichte wanden, met underlayment uitgevoerd, welke als stijve schijven gaan werken. Daarnaast zullen de kopspanten zorgen voor de torsiestabiliteit. In de andere richting zullen de kopspanten voor de stabiliteit zorgen. Het tussenspant wordt middels windverbanden horizontaal gesteund aan deze twee kopspanten. Afmetingen schuur Hoogte = 3,00 m Lengte = 7,00 m Breedte = 5,50 m 4.1. Wind belastingen qw;rep = Cpe,10*pw Winddruk = 1,2 x 0,48 = 0,576 kn/m 2 Wrijving = 0,02 x 0,48 = 0,010 kn/m 2 windbelasting op windverband per zijde Zijgevel Winddruk (3,0/2) x 0,576 = 0,86 kn/m 1 Wrijving 7,00 x 0,010 = 0,07 kn/m 1 = 0,93 kn/m Windverbanden dak Lengte windligger: Moment: Trek/Druk = 7 m 1,35 * 0,93 * 7,00 * (5,5/2) = 24,2 knm 6,9 kn Invoergegevens F wind;d = 6,9 kn a = 3,5 m b = 4,3 m kracht in windverband windverband 1 = 10,9 kn Reactiekrachten F 1 = -8,5 kn F 2 = 8,5 kn F horizontaal = 6,9 kn Berekening windverband: rondstraal = rond 10 N t;u;d = 16,6 kn u.c. = 0,66 strip voldoet Datum: Pagina 5 of 20

6 4.3. Windverbanden achtergevel Lengte windligger: Moment: Trek/Druk = 4,5 m 1,35 * 0,93 * 4,50 * (3,0/2) = 8,5 knm 8,5 / 1,9 / 2 = 2,24 kn Invoergegevens F wind;d = 2,2 kn a = 3,5 m b = 1,9 m kracht in windverband windverband 1 = 2,5 kn Reactiekrachten F 1 = -1,2 kn F 2 = 1,2 kn F horizontaal = 2,2 kn Berekening windverband: rondstraal = rond 10 N t;u;d = 16,6 kn u.c. = 0,15 strip voldoet Datum: Pagina 6 of 20

7 5. Houtconstructies 5.1. Gordingen Buiging hoofdrichting: Dakhelling 17 : e.g. 0,18 * cos (17) = 0,17 kn/m 2 g.b. 0,58 * cos (17) = 0,55 kn/m 2 p.l. 3,00 * cos (17) = 2,87 kn Algemene gegevens Balkafmetingen Overspanning 3,50 m Breedte 71 mm H.o.h. afstand 0,61 m Hoogte 171 mm Dikte beplanking 18 mm W y 346 x10 3 mm 3 Gevolgklasse CC1 I y 2958 x10 4 mm 4 Ontwerplevensduur 50 jaar i y 49,4 mm Houtsterkteklasse C18 W z 144 x10 3 mm 3 Klimaatklasse I I z 510 x10 4 mm 4 Belastingduurklasse III (kort) i z 20,5 mm Belastingen γ m 1,3 G: Eigen gewicht Pg 0,17 kn/m 2 Ψ 0 = 0 Q: Gelijkm. bel. Pqe 0,55 kn/m 2 Ψ 1 = 0,2 Puntlast Fqe 2,87 kn Ψ 2 = 0 Verdelingsfactor φ r = 0,80 Materiaalgrootheden Belastingfactor: g f;g g f;q (-rep) ( -d ) Fund. comb. 1 1,1 1,35 f m;0; 18 11,77 N/mm 2 Fund. comb. 2 1,35 0 r o kg/m 3 E o;ser; N/mm 2 f v;o; 2,0 1,31 N/mm 2 K mod 0,85 K def 0,60 Toetsing sterkte Buiging: M g;k = 0,16 knm M Ed,1 = 0,21 knm M Ed = 2,89 knm M q;k = 0,51 knm M Ed,2 = 0,87 knm M Q;k = 2,01 knm M Ed,3 = 0,21 knm σ m,y,d = 8,34 N/mm 2 M Ed,4 = 2,89 knm Toetsing buiging = 0,71 1,00 Afschuiving: V g;k = 0,18 kn V Ed,1 = 0,24 kn V Ed = 3,30 kn V q;k = 0,59 kn V Ed,2 = 0,99 kn V Q;k = 2,30 kn V Ed,3 = 0,24 kn σ v,d = 0,41 N/mm 2 V Ed,4 = 3,30 kn Toetsing afschuiving = 0,31 1,00 Toetsing vervormingen (volgens de vereenvoudige methode van artikel (5)) u fin,g = 1,2 mm u fin,q,1 = 7,7 mm u fin,q = 2,5 mm u fin = 8,9 mm u fin,q = 7,7 mm u toe = 14,0 mm Unity check: 0,64 1,00 Datum: Pagina 7 of 20

8 Buiging zwakke richting: e.g. 0,18 * sin (17) = 0,05 kn/m 2 g.b. 0,58 * sin (17) = 0,17 kn/m 2 p.l. 3,00 * sin (17) = 0,88 kn Algemene gegevens Balkafmetingen Overspanning 3,50 m Breedte 71 mm H.o.h. afstand 0,61 m Hoogte 171 mm Dikte beplanking 18 mm W y 346 x10 3 mm 3 Gevolgklasse CC1 I y 2958 x10 4 mm 4 Ontwerplevensduur 50 jaar i y 49,4 mm Houtsterkteklasse C18 W z 144 x10 3 mm 3 Klimaatklasse I I z 510 x10 4 mm 4 Belastingduurklasse III (kort) i z 20,5 mm Belastingen γ m 1,3 G: Eigen gewicht Pg 0,05 kn/m 2 Ψ 0 = 0 Q: Gelijkm. bel. Pqe 0,17 kn/m 2 Ψ 1 = 0,2 Puntlast Fqe 0,88 kn Ψ 2 = 0 Verdelingsfactor φ r = 0,80 Materiaalgrootheden Belastingfactor: g f;g g f;q (-rep) ( -d ) Fund. comb. 1 1,1 1,35 f m;0; 18 11,77 N/mm 2 Fund. comb. 2 1,35 0 r o kg/m 3 E o;ser; N/mm 2 f v;o; 2,0 1,31 N/mm 2 K mod 0,85 K def 0,60 Toetsing sterkte Buiging: M g;k = 0,05 knm M Ed,1 = 0,06 knm M Ed = 0,88 knm M q;k = 0,16 knm M Ed,2 = 0,27 knm M Q;k = 0,62 knm M Ed,3 = 0,06 knm σ m,y,d = 2,55 N/mm 2 M Ed,4 = 0,88 knm Toetsing buiging = 0,22 1,00 Afschuiving: V g;k = 0,05 kn V Ed,1 = 0,07 kn V Ed = 1,01 kn V q;k = 0,18 kn V Ed,2 = 0,30 kn V Q;k = 0,70 kn V Ed,3 = 0,07 kn σ v,d = 0,12 N/mm 2 V Ed,4 = 1,01 kn Toetsing afschuiving = 0,10 1,00 Toetsing vervormingen (volgens de vereenvoudige methode van artikel (5)) u fin,g = 0,4 mm u fin,q,1 = 2,4 mm u fin,q = 0,8 mm u fin = 2,7 mm u fin,q = 2,4 mm u toe = 14,0 mm Unity check: 0,19 1,00 Toetsing buiging: 0,71 + 0,22 = 0,93 Toetsing afschuiving: 0,31 + 0,10 = 0,41 Toetsing vervorming: 0,64 + 0,19 = 0,83 Datum: Pagina 8 of 20

9 5.2. Kopspant omschrijving permanent (kn/m') verand. pers. (kn/m') (kn/m') m' Pg;rep q g m' Pq;rep y q q Dak 1,75 0,18 0,32 1,75 0,56 1,0 0, totaal 0,32 totaal 0,98 b.g.t. 1,00 x 0,32 1,00 x 0,98 = 1,30 u.g.t. 1,10 x 0,32 1,35 x 0,98 = 1,67 u.g.t. 1,35 x 0,32 = 0,43 Z Y X Permanente belasting X Wind van links, onderdruk Windbreedte 3,5 meter. Tussenspant draagt geen windbelasting. Datum: Pagina 9 of 20

10 Wind van links, overdruk X Wind van rechts, onderdruk Wind van rechts, overdruk Datum: Pagina 10 of 20

11 Sneeuw X Momenten X Datum: Pagina 11 of 20

12 Dwarskrachten Normaalkrachten Staafspanningen Max spanning kleiner dan 18/1,3*0,85 = 11,77 MPa Datum: Pagina 12 of 20

13 Oplegreacties I.c.m. trek uit windverband: -1,2 kn. Geen negatieve reacties: geen trek op fundering Verplaatsing van knopen Max verplaatsing kleiner dan H/150 = 1630/150 = 10,9 mm Datum: Pagina 13 of 20

14 5.3. Tussenspant omschrijving permanent (kn/m') verand. pers. (kn/m') (kn/m') m' Pg;rep q g m' Pq;rep y q q Dak 3,50 0,18 0,63 3,50 0,56 1,0 1, totaal 0,63 totaal 1,96 b.g.t. 1,00 x 0,63 1,00 x 1,96 = 2,59 u.g.t. 1,10 x 0,63 1,35 x 1,96 = 3,34 u.g.t. 1,35 x 0,63 = 0,85 Z Y X Permanente belasting X Datum: Pagina 14 of 20

15 Sneeuw Momenten Z Dwarskrachten Y X X Datum: Pagina 15 of 20

16 Normaalkrachten Oplegreacties I.c.m. trek uit windverband: -1,2 kn. Geen negatieve reacties: geen trek op fundering Staafspanningen X Max spanning kleiner dan 11,77 MPa Datum: Pagina 16 of 20

17 Verplaatsing van knopen Max. horizontale verplaatsing kleiner dan H/150 = 2135/150 = 14,2 mm Datum: Pagina 17 of 20

18 6. Fundering op staal Belastingen op fundering Maximale puntbelasting uit spanten/kolommen: 11,9 kn 6.2. Uitgangspunten: Aanlegniveau 0,80m mv Grondwaterstand onder onderkant fundering Draagkrachtberekening fundering op stroken volgens NEN-EN Bepaling draagkracht Uitgangspunten zand; zwak siltig kleiig F' rep = 30,0 F' e;d = 26,7 Fundering op zand of grondverbetering g' e;d = 8,1 kn/m³ Maximale grondwaterstand = onderkant fundering g kar = 18,0 kn/m³ Bepaling draagkracht, gedraineerde toestand (6744 / 5.2.3) s' max;rd = (c' e;d N c s c i c ) + (s' v;z;o;d N q s q i q ) + (0.5 g' e;d B ef N g s g i g ) Draagkrachtfactoren N c = (N q -1) cot F' e;d = 23,3 voor invloed van de cohesie N q = e tan F'e;d (tan( F' e;d ))² = 12,7 voor invloed van de gronddekking N g = 2 (N q -1) tan F' e;d = 11,8 voor invloed van het effectieve volumieke gewicht van de grond onder het funderingsoppervlak Reductie- en vormfactoren algemeen i c = 1,00 belasting grijpt loodrecht aan op de fundering i q = 1,00 i g = 1,00 s c = 0,00 geen invloed van de cohesie strokenfundering s q = 1,00 s g = 1,00 vierkante poeren s q = 1,45 s g = 0,70 rechthoekige poeren s q = 1+(B ef /L ef ) sin F' e;d s g = 1-0,3 (B ef /L ef ) Bepaling s' max;rd (c' e;d N c s c i c ) de positieve invloed van de cohesie is niet meegenomen (s' v;z;o;d N q s q i q ) ( s' v;z;o;d = g f;g d i g kar = 0,9 d i g kar ) stroken 206,1 d i kn/m² vierkante poeren 298,6 d i kn/m² stroken (d i = 0,20) 41,2 kn/m² vierkante poeren (d i = 0,20) 59,7 kn/m² stroken (d i = 0,60) 123,7 kn/m² vierkante poeren (d i = 0,60) 179,1 kn/m² (0.5 g' e;d B ef N g s g i g ) stroken 47,7 B ef kn/m² vierkante poeren 33,4 B ef kn/m² rechthoekige poeren 47,7 s g B ef kn/m² Stroken Q r;v;d (kn/m¹) Poeren F r;v;d (kn) breedte grondekking d i (m) breedte lengte grondekking d i (m) B ef (m) 0,00 0,20 0,50 0,60 B ef (m) L ef (m) 0,00 0,20 0,60 0,70 0,25 3,0 13,3 28,7 33,9 0,50 0,50 4,2 19,1 49,0 56,4 0,30 4,3 16,7 35,2 41,4 0,60 0,60 7,2 28,7 71,7 82,4 De gronddekking aan alle zijden van de fundering onverminderd toepassen over 5 B ef Stroken q r;v;d (kn/m 2 ) Poeren f r;v;d (kn/m²) breedte grondekking d i (m) breedte lengte grondekking d i (m) B ef (m) 0,00 0,20 0,50 0,60 B ef (m) L ef (m) 0,00 0,20 0,60 0,70 0,25 11,9 53,1 115,0 135,6 0,50 0,50 16,7 76,4 195,8 225,7 0,30 14,3 55,5 117,3 138,0 0,60 0,60 20,0 79,7 199,2 229, Controle toelaatbare gronddruk De toelaatbare gronddruk dient gecontroleerd te worden middels handsonderingen waarbij de sondeerwaarde op 0,2 m diepte 2,0 Mpa en op 0,4 m diepte 4,0 Mpa moet zijn eventuele minder draagkrachtige lagen onder het gemiddelde ontgravingniveau moeten verwijderd worden. De grondwaterstand dient verlaagd te worden tot minimaal 0,5 m onder het ontgravingniveau. Vervolgens de bouwput aanvullen met schoon zand, in lagen van 30 cm elk. Deze lagen afzonderlijk aftrillen tot een sondeerwaarde van qc 3.0 MPa op 0.3 m diepte. Datum: Pagina 18 of 20

19 7. Bijlagen: Technische bladen: Blad A-1 Plattegrond, aanzichten Blad A-2 Constructietekeningen Datum: Pagina 19 of 20

20 Project : OMC-389 Datum Technische Bladen De volgende aandachts- en uitgangspunten zijn van toepassing op de technische bladen: Bovenbouw 1. Houten balklaag verankeren tegen opwaaien. 2. Maximale dakopstand 100mm. 3. Uitgangspunt boven: geen grind op het dak! Fundering Uitgangspunten: Betonkwaliteit : C20/25 Staalkwaliteit : FeB500 HWL, HK Milieuklasse : XC2 Dekking Poeren : c = 30 mm De toelaatbare gronddruk dient gecontroleerd te worden middels handsonderingen waarbij de sondeerwaarde op 0,2 m diepte 2,0 Mpa en op 0,4 m diepte 5,0 Mpa moet zijn eventuele minder draagkrachtige lagen onder het gemiddelde ontgravingniveau moeten verwijderd worden. De grondwaterstand dient verlaagd te worden tot minimaal 0,5 m onder het ontgravingniveau. Vervolgens de bouwput aanvullen met schoon zand, in lagen van 30 cm elk. Deze lagen afzonderlijk aftrillen tot een sondeerwaarde van qc 3.0 MPa op 0.3 m diepte Datum: Pagina 20 of 20