schaaldaken richtlijnen voor het ontwerpen, berekenen en uitvoeren COMMISSIE VOOR UITVOERING VAN RESEARCH INGESTELD DOOR DE BETO N VE R EN IGI NG

Transcriptie

1 schaaldaken richtlijnen voor het ontwerpen, berekenen en uitvoeren COMMISSIE VOOR UITVOERING VAN RESEARCH INGESTELD DOOR DE BETO N VE R EN IGI NG

2 ONDERZOEKINGSCOMMISSIES (1971) COMMISSIE A 1 A 7 A 11 A 12 A 13 A 15 A 16 A 17 A 18 A 19 A 20 A 21 A 22 A 23 COMMISSIE B 3 B 4 B 6 B 7 B 8 B 8a B 9 B 10 B 12 B 13 B 14 B 15 B 16 COMMISSIE C 4 C 11 C 14 C 15 C 16 C 17 C 18 C 19 C 20 C 21 C 22 C 23 C 24 Vereenvoudigde berekening van schaalconstructies; ontwerpformules. Onderzoek naar het plastische gedrag van constructies. Dwarskracht. Krachtsverdeling in platen met verstijvingsribben in de overspanningsrichting. Onderzoek naar de krachtsverdeling in scheve platen. Wringing. Veiligheid. Stabiliteit. Pons Statisch onbepaalde constructies voor skeletten en doorgaande balken. Dynamische problemen in de bouw. Onderzoek naar de oplegreacties van vierzijdig ondersteunde platen. Schuifspanning in hoogwaardig beton. Sterkie en stijfheid van kolommen. Niet-destructief onderzoek van beton. Onderzoek van betonstaal. Onderzoek van injectieproblemen bij voorgespannen beton. Onderzoek van technologische invloeden op scheurvorming in beton. Onderzoek naar het lijmen van betonelementen. Onderzoek van chemisch-fysische problemen bij het lijmen van beton. Onderzoek toevoegingen aan betonmortel. Onderzoek naar de invloed van krimp van cement op beton. Lichtbeton. Afwerking van beton in de buitenlucht. Kwaliteitscontrole van beton. Het optimaal samenstellen van betonmcngsels. Reparaties aan betonconstructies. Onderzoek van de brandveiligheid van voorgespannen betonconstructies. Voorgespannen betonverharding. Voegen bij wandelementen. Samengestelde liggers. Lasverbindingen. Het onder water storten van betonconstructies. Toleranties voor betonwerk. Samenwerking prefab liggers met ter plaatse gestort beton. Vermijden van hinderlijke scheurvorming ten gevolge van krimp- en temperatuurwisselingen. Lage wapeningspercentages. Gedeeltelijk voorgespannen belon. Bouwpanelen. Doorbuigingen. De commissies A 2, 3, , 8, 9, 10, 14; B I, 2, 5, II; Cl 2,3, 5, 6, 7, 8, 9,10, 12,13; D 1,2,3; El zijn na hel uitbrengen van een onderzoekingsrapport opgeheven.

3 schaaldaken richtlijnen voor het ontwerpen, berekenen en uitvoeren COMMISSIE VOOR UITVOERING VAN RESEARCH INGESTELD DOOR DE BETONVERENIGING

4 VOORWOORD In 1955 werden door de commissie Al de rapporten 8A en B getiteld Berekening van cirkelcilindrische schaaldaken (theorie en tabellen)" uitgebracht en een jaar later rapport 12 getiteld Richtlijnen voor het ontwerpen, berekenen en uitvoeren van cilindrische schaaldaken van gewapend beton". Deze rapporten bleken voor gebruik op architecten- en constructiebureaus in een behoefte te voorzien en waren daardoor reeds in enkele jaren uitverkocht. Inmiddels bleek ook behoefte te bestaan aan richtlijnen voor andere typen van schalen, zodat de commissie besloot tot een geheel nieuwe uitgave ter vervanging van rapport 12. Ook deze nieuwe richtlijnen zijn bedoeld voor verschillende categorieën van gebruikers: architecten, constructeurs en uitvoerenden. De samenstelling van de commissie was: Prof. Dr. Ir. A. M. HAAS, voorzitter Ir. H. W. LOOF, secretaris Prof. Ir. A. L. BOUMA Ir. L. KELLERMANNf H. VAN KOTEN Ir. J. M. LAZONDER Ir. P. WARMENHOVENf Bovendien heeft Ir. J. W. BOSSCHAART enkele jaren zijn medewerking verleend. Het was de commissie in deze samenstelling niet gegeven het werk tot een einde te brengen door het plotseling overlijden van Ir. L. KELLERMANN in 1969 en Ir. P. WARMENHOVEN in Beiden hebben een belangrijk aandeel gehad in de totstandkoming van dit rapport. De CUR heeft met belangstelling van het rapport kennis genomen en hoopt dat het even snel zijn weg zal vinden als zijn voorganger. december 1971 De Commissie voor Uitvoering van Research.

5 INHOUD INLLIDING 6 Hoofdstuk 1 VORMGEVING VAN SCHALEN VOOR DAKCONSTRUCTIES Algemene inleiding Geometrische beschrijving van verschillende schaaltypen Schalen met krommingsmaat nul Cilinderschalen Kegelschalen Diverse ontwikkelbare oppervlakken Schalen met positieve krommingsmaat Omwentelingsschalen met positieve krommingsmaat Elliptische paraboloïde Affien vervormde oppervlakken Schalen met negatieve krommingsmaat Omwentelingsschalen met negatieve krommingsmaat Hyperbolische paraboloïde Conoïden Schalen met afwisselend positieve en negatieve krommingsmaat Vouwdaken Overwegingen bij het ontwerpen van schaaldaken Overwegingen van algemene aard Constructieve voorzieningen bij verschillende schaaltypen Ton-en shedschalen Koepelschalen Hypparschalen Ruimtelijke vormgeving door middel van schalen 27 Hoofdstuk 2 BEREKENING Bepalen van de krachtsverdeling Berekeningen volgens de lineaire elasticiteitstheorie Analytische berekeningen Differentie-en elementenmethode Vervangingssystemen Niet-lineaire effecten en bezwijken Experimenteel onderzoek Dimensioneringsberekeningen Belastingen en andere factoren, die in de berekening dienen te worden betrokken 56

6 2.2.2 Sterktecriteria Bepalen van de wapening Wapening voor normaalkrachten Wapening voor buigende momenten Wapening voor normaalkrachten en buigende momenten tezamen Eisen aan de dimensionering te stellen Schaaldikte Betondekking Wapening van randleden en ribben Wapening van schaalvlakken 63 Hoofdstuk 3 GRONDSLAGEN VOOR DE UITVOERING Algemeen Wapening van normaal en hoogwaardig betonstaal Wapening van randleden en ribben Wapening van schaalvlakken Keuze van de staalkwaliteit Voorgespannen wapening Bekisten en ontkisten Betonsamenstelling en betonsoorten Prefabricage Bouwkundige aspecten Bewegingen van de schaal Eigenschappen van het beton Bouwfysische doelstellingen 71 Hoofdstuk 4 ECONOMIE VAN SCHAALDAKEN Kosten Onderverdeling van de kosten Beton Betonstaal en/of voorspanmaterialen Bekisting Repetitie van de bekisting Prefabricage Standaardisatie Materiaalkeuze resp. psychologische overwegingen 77 Hoofdstuk 5 SAMENVATTING 78 Zusammenfassung 79 Résumé 80 Summary 81

7 INLEIDING Zoals uit de indeling van deze richtlijnen blijkt, wordt in de beschouwingen ervan getracht de schalen als een geheel te behandelen: de geometrie, de ontwerpoverwegingen, de berekening, als ook de bouw en de economie van schalen. Deze richtlijnen zijn dan ook bedoeld voor verschillende categorieën van gebruikers. De indeling van de hoofdstukken is hierop afgestemd. Sommige onderwerpen worden meermalen genoemd en er zijn zelfs hier en daar doublures. Schalen zijn bijzondere constructies en op grond van artikel 5 van de G.B.V kan van deze voorschriften worden afgeweken. Daarbij kunnen deze richtlijnen, die niet het karakter van voorschriften hebben, als leidraad dienen. Speciale schaalconstructies zullen een eigen studie vereisen. De resultaten van een dergelijke studie kunnen voor de betreffende schaal tot een beter resultaat leiden dan uit de toepassing van deze algemene beschouwingen zou kunnen volgen.