Detailberekeningen. Gezien door de constructeurs van de gemeente Leiden gezien E. Iwema d.d. 10/12/2012

Transcriptie

1 Detailberekeningen Gezien door de constructeurs van de gemeente Leiden gezien E. Iwema d.d. 10/12/2012 Ordernummer: Werk: Projekt Nieuw Leyden te Leiden Betreft: Staalconstructie Opdrachtgever: Opdrachtnummer: Tekenburo Selhorst Datum: Revisie: D Status: Ter controle

2 ALCOMTEK Tel: pagina:2 Inhoudsopgave: Uitgangspunten:... 3 Algemeen:... 3 Bout gegevens:... 3 Inleiding:... 4 Uitgangspunten:... 4 Voetplaatdetail V-vormige kolom 200x12.5mm:... 5 Kopplaatdetail voorste kolom 200/12.5 mm met ligger HEB340:... 8 Kopplaatdetail achterste kolom 200/12.5 mm met ligger HEB340: Stuikverbinding HEB300 gevel: Sparing in bovenflens ligger nabij aansluiting aan achterconstructie, is de bovenligger aan linkerzijde Sparing in het lijf van de ligger gelegen aan rechterzijde van de bovenligger Sparing in het lijf van de ligger gelegen aan linkerzijde van de bovenligger

3 ALCOMTEK Tel: pagina:3 Uitgangspunten: Gebruikte normen: NEN 6700 TGB 1990 Algemene basis eisen NEN 6702 TGB 1990 Belastingen en vervormingen NEN 6720 TGB 1990 Betonconstructies NEN 6770 TGB 1990 Staalconstructies NEN 6790 TGB 1990 Steenconstructies NEN 6772 TGB 1990 Staalconstructies verbindingen. Gebruikte software: -Matrix toolbox Staalkwaliteit: S235JRG2 (algemeen) S235 JOH / S275JOH (kokers) Boutkwaliteit: 8.8 gerolde draad Ankerkwaliteit: 4.6 / 8.8 gerolde draad t.a.v. Algemeen: - Alle kop- en voetplaten moeten een grotere dikte hebben dan de ligger/kolom flens, met een minimale dikte van 15mm. - Minimale toegepaste hoeklas wordt a min = 6 mm. De beton opnamecapaciteit: Eventuele splijt- en hoofdwapening in verband met de afvoer van de ankerkrachten naar het beton, te bepalen door de beton constructeur. Bout gegevens:

4 ALCOMTEK Tel: pagina:4 Inleiding: Het gaat om de staaldetails betreffende de V-vormige kolommen aan de voorzijde. Uitgangspunten: In principe worden de uitgangspunten van de hoofdconstructeur overgenomen. Zie hiervoor de berekening van de hoofdconstructeur: Naam: Berekening totaal Datum: Rapport nr 7608 Eventuele afwijkingen hiervan zullen in de berekening worden vermeld.

5 ALCOMTEK Tel: pagina:5 Voetplaatdetail V-vormige kolom 200x12.5mm: Uitgangspunten: Staalkwaliteit kolom S275 Staalkwaliteit voetplaat en lassen S235 Betonkwaliteit C28/35 Kolommen staan op poer afmeting 400*700mm Belasting uit berekening: N d = 917 kn V d = 464 kn Uitvoering detail: Afmeting voetplaat 400*740 mm. Voetplaat wordt in verband met het verzinken in 2 delen gemaakt. Het voorste deel is dik 50 mm over de gehele lengte en dik 60 mm over het voorste deel De achterste kolom heeft een voetplaat dik 10, deze voetplaat valt in de andere voetplaat, zodat het lijkt alsof de voetplaat over het geheel 60 mm dik is. Zie de schets hieronder. Betondruk onder de voetplaat /300/400 = 7,70 N/mm 2. Voegmortel K70 dikte is 30mm Las a=12mm Lassen voetplaat uitvoeren met een zogenaamde V-naad. Kolom wand maximaal voor de helft van V-naad voorzien.

6 ALCOMTEK Tel: pagina:6 Horizontale belasting is 464 kn. Dit opnemen met verticale platen die horizontaal de kracht overbrengen op de betonopstort. Betonspanning tegen opstort /400*150 = 7.73 N/mm2 M d in strip = 0.50*7.73*150^2 = Nmm W ben = 370 mm3. Strip met dikte 50 W=416 mm3 > 370 mm3 akkoord. Lasdikte a= 30 mm, aan beide zijden van de platen dus inwendig en uitwendig Resume detail Kies voetplaat dik mm met lippen dik 50 mm Voetplaat ondergieten met K70

7 ALCOMTEK Tel: pagina:7 Ook de verticale lippen met K70 aangieten zodat er ruimte is tussen beton en staal. Ankers praktisch 4M24-4.6, ankers verankeren met volgplaten.

8 ALCOMTEK Tel: pagina:8 Kopplaatdetail voorste kolom 200/12.5 mm met ligger HEB340: Uitgangspunten: Staalkwaliteit kolom S275 Staalkwaliteit voetplaat en lassen S235 Kolom staat onder ligger HEB340. Belasting uit berekening N d = 937 kn, druk in de kolom H d = 513 kn M d = 32 knm, vanuit de kolom de ligger in. Schets van het detail: Uitvoering detail: Schetsplaten minimale dikte 15 mm Lasdikte mimimaal 8 mm Lassen kopplaat met een zogenaamde V-naad. Kolom wand maximaal voor de helft van V-naad voorzien. De ligger HEB 300 die in bovenstaande schets in doorsnede te zien wordt opgevangen door de v/vorminge kolom met ligger HEB 340. De maximale belasting vanuit deze ligger op de HEB340 is 450*1, kn. Deze belasting is aanwezig in hart HEB 300. Moment in verbinding is 608*0,15 = kn V d = 608 kn. Verticale belasting op te nemen door de nok afm 50*60 onder de ligger. Lascontrole volgens NEN-EN :2009/NB: Lasberekening Invoer Treksterkte f;t;d

9 ALCOMTEK Tel: pagina:9 Correlatiefactor Beta 0.80 Lasweerstand Gamma;M Dwarskrachtbelasting F;z;Ed kn Laslengte b mm Lasdikte a 12.0 mm Spanningsresultaten Schuifspanning loodrecht aan de as van de tau; lasnaad Schuifspanning evenwijdig aan de as van de tau; lasnaad Normaalspanning loodrecht aan de keel sigma; Normaalspanning loodrecht aan de keel sigma; Huber-Hencky-Von Mises Sigma;HH;Ed Beoordelen NEN-EN # Huber-Hencky-Von Mises / sqrt(3) Sigma;HH;Ed / sqrt(3) Rekencapaciteit lassen f;u / (Beta;w * Gamma;M2) Toelaatbare trekspanning 0.9 * f;u / Gamma;M Rekensterkte dwarskracht f;vw,d UC NEN-EN (4.1) Sigma;HH;Ed / f;u / (Beta;w * 0.57 Gamma;M2) UC NEN-EN (4.1)Sigma;1 / (0.9 * f;u / Gamma;M2) 0.23 UC NEN-EN (4.2) Sigma;HH;Ed / f;vw,d 1.00 UC is voldoend 1. Lasberekening Afbeelding Moment uit de HEB 300 is knm. Dit wordt opgenomen door de bouten M Ftrek bouten = /( 2* /.174*2*.054) = 239 kn < 257 kn akkoord Kopplaat aan HEB340

10 ALCOMTEK Tel: pagina:10 M d door trekkracht bout = 0.125*239*0.095 = 2.83 knm Breedte plaat is 15 cm, dikte = 3 cm W Ben = 2.83/0.235 = cm3 Benodigde dikte is 12.08*4/15 = 3.22^0.50 = cm, plaat t= 30 mm akkoord Drukkracht vanuit HEB 300 in HEB340 is 239*2 = 478 kn De horizontale plaat t=20 mm leid deze kracht de HEB 340 in Plaat t= 20 mm akkoord. De horizontale kracht vanuit de kolom de ligger in is 513 kn. De kopplaten voorzien van afschuifplaten. Benodigde las a=12 mm, zie hieronder. Lascontrole volgens NEN-EN :2009/NB: Lasberekening Invoer Treksterkte f;t;d Correlatiefactor Beta 0.80 Lasweerstand Gamma;M Trekkracht F;x;Ed kn Laslengte b mm Lasdikte a 12.0 mm Spanningsresultaten Schuifspanning loodrecht aan de as van de tau; lasnaad Schuifspanning evenwijdig aan de as van de tau; lasnaad Normaalspanning loodrecht aan de keel sigma; Normaalspanning loodrecht aan de keel sigma; Huber-Hencky-Von Mises Sigma;HH;Ed Beoordelen NEN-EN # Huber-Hencky-Von Mises / sqrt(3) Sigma;HH;Ed / sqrt(3) Rekencapaciteit lassen f;u / (Beta;w * Gamma;M2) Toelaatbare trekspanning 0.9 * f;u / Gamma;M Rekensterkte dwarskracht f;vw,d UC NEN-EN (4.1) Sigma;HH;Ed / f;u / (Beta;w * 0.48 Gamma;M2) UC NEN-EN (4.1)Sigma;1 / (0.9 * f;u / Gamma;M2) 0.19 UC NEN-EN (4.2) Sigma;HH;Ed / f;vw,d 0.84 UC is voldoend

11 ALCOMTEK Tel: pagina:11 1. Lasberekening Afbeelding De bouten nemen in principe geen belasting praktisch kiezen 4M bouten. Overdracht verticale belasting naar kolom Fd= 913 kn Benodigd oppervlak is /235 = 3885 mm2. Aanwezig is via de schotten minimaal 200*16*2 = 6400 mm2 > 3885 mm2 akkoord. Verankering HEB 340 aan de achterliggende betonvloer. Hd = 463 kn Verankeren middel 4M Toelaatbaar 4*141 = 564 kn > 463 kn akkoord Kopplaat aan HEB 340 dik 25 mm Md in kopplaat is 463/4 = 116 *0.04 = 4.63 knm Breedte meewerkend is = 25 cm Benodigde dikte is 4.63/0.235*4/25 = 3.15^0.50 = 1.78 cm < 2.50 cm akkoord Kopplaat lassen met een a van 12 mm Draadeinden M lengte is 800 mm, voorzien van ankerplaat afm 80*80*10 mm met dubbele moeren.

12 ALCOMTEK Tel: pagina:12 Kopplaatdetail achterste kolom 200/12.5 mm met ligger HEB340: Gezien de geringe krachten deze verbinding praktisch uitvoeren. Kopplaten t= 15 mm Schotten t=15 mm Bouten 4M Stuikverbinding HEB300 gevel: De verbinding moet kunnen opnemen 0.25*Mel ligger = 98 knm. Kopplaten t=20 mm Bouten 6M Staalverbindingen controle volgens NEN-EN :2009/NB:2011

13 ALCOMTEK Tel: pagina:13 1. Stuikverbinding Verb. verkort Algemeen Verbindings type Stuikverbinding Ligger links HE300B = 19.0, Wt = ( b = 300, h = 300, Ft 11.0) Ligger rechts = 19.0, Wt = HE300B ( b = 300, h = 300, Ft 11.0) Hoek Hoektype Symmetrisch Lengte Ligger 1 Ligger m m Materiaal S235 Raamwerk Statish onbepaald Horizontale stijfheid Ongeschoord raamwerk Milieu Niet corrosief verbindingsonderdelen Breedte Hoogte Dikte de Las (hor) Plaat aef = 6 mm aew = 6 mm mm mm mm mm Bout Bout M24 Sterkte 8.8 (Gerolde) Afstand mm(d;g;nom = 26 mm) randafstand boutrij mm (v;1 = 60 mm) steek boutrijen mm (v;2 = 150 mm) steek boutrijen mm (v;3 = 240 mm) overzicht controles per belastingsgeval BC 1 M;j;Rd knm Ok classificatie voor de rekenwaarde van de momentweerstand volgens (NEN-EN #5.2.2) belastingcombinatie M;j;Rd M;Ligger;u;d momentclassificatie BC Niet volledig sterk/scharnier end (NEN- EN # ) knm knm Rotatiestijfheid is gelijk aan beide zijden van de verbinding conclusie: de verbinding is flexibel Staalverbindingen controle volgens NEN-EN :2009/NB: Stuikverbinding J.C. geselecteerd Algemeen Verbindings type Ligger links Stuikverbinding HE300B ( b = 300, h = 300, Ft

14 ALCOMTEK Tel: pagina:14 = 19.0, Wt = 11.0) Ligger rechts = 19.0, Wt = HE300B ( b = 300, h = 300, Ft 11.0) Hoek Hoektype Symmetrisch Lengte Ligger 1 Ligger m m Materiaal S235 Raamwerk Statish onbepaald Horizontale stijfheid Ongeschoord raamwerk Milieu Niet corrosief verbindingsonderdelen Breedte Hoogte Dikte de Las (hor) Plaat aef = 6 mm aew = 6 mm mm mm mm mm Bout Bout M24 Sterkte 8.8 (Gerolde) Afstand mm(d;g;nom = 26 mm) randafstand boutrij mm (v;1 = 60 mm) steek boutrijen mm (v;2 = 150 mm) steek boutrijen mm (v;3 = 240 mm) Kopplaat in buiging (NEN-EN # ) aantalboutrijen in de trekzone 2 totale rekenwaarde F;t;Rd kn van de weerstand van kopplaat Balklijf onder trek (NEN-EN # ) Rekenwaarde van (6.22) F;t;wb;Rd kn de trekweerstand van balklijf totale rekenwaarde van de weerstand van kopplaat rekenwaarde van de weerstand van boutrij 1 rekenwaarde van de weerstand van boutrij kn kn effectief rekenwaarde van de weerstand per boutrij na herverdeling totale rekenwaarde van de weerstand van flens+kopplaat kn Rekenwaarde van de dwarskrachtweerstand van ligger (NEN-EN #6.18) rekenwaarde van de V;pl;Rd kn dwarskrachtweerstand rekenwaarde van de dwarskrachtweerstand van bouten totale rekenwaarde van de weerstand kn rekenwaarde van de momentweerstand Rekenwaarde van de (6.25) M;j;Rd knm momentweerstand met geboute kopplaatverbinding (NEN-

15 ALCOMTEK Tel: pagina:15 EN # ) rekenwaarde van de weerstand van verbinding M;j;Rd knm Belastingen BC 1 (lokale as) (globale as) N;2;s;d = 0.00 kn N;2;s;d = 0.00 kn M;2;s;d = knm M;2;s;d = knm V;2;s;d = kn V;2;s;d = kn Eindplaat las NEN-EN # Sigma;w;Ed f;w;u;d (4.1) (4.1) eindcontrole ligger-liggerverbinding (NEN-EN #6.2.7) moment UC Ok Las UC Ok dwarskrachtcontrole rechter ligger Ligger / <= 1 Ok Boutafschuiving / <= 1 Ok Bouten trek / <= 1 Ok Effectief rekenwaarde van de weerstand van boutrij <= 1.8 F;t;Rd (NEN-EN Ok 8 # ) overzicht controles per belastingsgeval BC 1 M;j;Rd knm Ok

16 ALCOMTEK Tel: pagina:16 Sparingen in V-vormige constructie: In verband met de leidingen dienen er een aantal sparingen te worden aangebracht. Overzicht krachten in de constructie. Sparing in bovenflens ligger nabij aansluiting aan achterconstructie, is de bovenligger aan linkerzijde. Md is circa 10 knm Dwarskracht 75 kn Trek 403 kn Sparing afm 50*150 mm in bovenflens

17 ALCOMTEK Tel: pagina:17 Hierdoor is de bovenflens ter plaatse geen 300 mm maar 250 mm breed, zie schets hieronder Moment is gering sparing akkoord Dwarskracht in lijf en niet in flens is akkoord Trekkracht oppervlak boven en onderflens is nog steeds ruim voldoende akkoord. Sparing in het lijf van de ligger gelegen aan rechterzijde van de bovenligger. Zie hierboven Md = 70 knm Vd = 60 kn Fd = 467 kn Voor de trek is nodig aan materiaal /235 = 1987 mm2. In onder en bovenflens is aanwezig circa 300*21.5*2 = mm2 > 1987 mm2 akkoord ook met sparing. Md = 70 knm Ftrek is Fdruk = 70 /0.33 = 212 kn, aan materiaal is nodig 902 mm2. Alleen bovenflens is voldoende voor de trekkracht cq drukkracht. Dwarskracht is 60 kn de reserve in het lijf tav deze kracht is ruim voldoende. Er zijn geen nadere maatregelen nodig.

18 ALCOMTEK Tel: pagina:18 Sparing in het lijf van de ligger gelegen aan linkerzijde van de bovenligger. Aangezien de krachten aan deze zijde van de ligger lager zijn dan aan de rechterzijde, is het aanbrengen van de sparingen akkoord. Constructeur: H.J. Woertman Alcomtek bv