Mahler 4/ITO: Controle zwembad op bg-vloer

Transcriptie

1 Project Mahler 4/ITO: Controle zwembad op bg-vloer Ordernummer 9143 Opdrachtgever Rapportnummer Omschrijving Fase Meijer/Doorenbosch W Controleberekening Controle bestaand Status Datum Omschrijving Definitief Opgesteld door: Gecontroleerd door: Voor akkoord: ir. E. Kranendonk ing. W.M. Bruinsma ir. A.F.H.M. Melssen

2 blz: 2 Inhoudsopgave Inhoudsopgave... 2 Inleiding Locatie gepland zwembad en bijbehorende uitgangspunten: Uitgangspunten overige belastingen Invoer van de constructie in SCIA Engineer Invoer van de belastingen in SCIA Engineer Conclusie en resultaten

3 blz: 3 Inleiding Mahler 4/ITO is een reeds uitgevoerd project in Amsterdam. De hoofdconstructie is gedaan door: Van der Vorm Engineering te Maarssen, werknummer: V1976. De vloeren en (VA)vloerbalken zijn gedaan door: Spanstaal BV te Soest, werknummer: In deze berekening wordt er gecontroleerd of het mogelijk is om een zwembad te plaatsen op de begane grond-vloer. ie ook volgende bladzijden voor locatie en uitgangspunten.

4 blz: 4 1. Locatie gepland zwembad en bijbehorende uitgangspunten: ie hieronder voor de locatie van het geplande zwembad, met de bijhorende installaties. Locatie gepland zwembad en bijbehorende installaties..

5 blz: 5 2. Uitgangspunten overige belastingen. ie hieronder ook een overzicht van de overige belastingen. In de bestaande situatie is standaard gerekend met een veranderlijke belasting van: 10kN/m 2. Deze belasting is gehanteerd vanwege de gewenste flexibiliteit in verband met toekomstige indelingen en inrichting van de ruimte. Voor de huidige gebruiksfunctie volstaat boven op de permanente belasting een veranderlijke belasting van 5.0kN/m 2. Naast eigen gewicht, is er standaard overal een afwerking aangehouden van 2.0kN/m 2. Ter plaatse van het nieuw te plaatsen zwembad wordt deze afwerkvloer verwijderd. Overzicht van de overige belastingen..

6 blz: 6 3. Invoer van de constructie in SCIA Engineer. Er is een deel van de begane grondvloer als plaat ingevoerd in SCIA-Engineer. Dat is het deel tpv het zwembad, met een zone daaromheen: Overzicht van het ingevoerde deel.. Reeds gerealiseerde vloeren: Dit zijn breedplaatvloeren met een dikte van 250mm. Betonkwaliteit: C28/35. In het model zijn platen met een dikte van 250mm met een orthotropie ingevoerd. Dat wil zeggen dat de stijfheden in de diverse overspanningsrichtingen niet gelijk zijn. Met andere woorden: e overspannen nagenoeg volledig van balk naar balk. Dit komt overeen met de werkelijkheid: Loodrecht op de overspanningsrichting wordt de buigstijfheid en capaciteit beperkt door de aanwezige plaatvoegen, en de beperkt aanwezige hoeveelheid wapening. Reeds gerealiseerde vloerbalken: Dit zijn in het werk gestorte balken met een breedte van 1200mm en een hoogte van 350mm. Deze balken zijn voorzien van voorspanning zonder aanhechting. Hiermee kan een gunstig werkend moment en een gunstig werkende drukkracht worden gerealiseerd. Betonkwaliteit: C28/35. In het model zijn de balken ingevoerd als isotrope platen, met een breedte van 1200mm en een hoogte van 350mm. Hoe de voorspanning is verwerkt, is te zien in het volgende hoofdstuk.

7 blz: 7 Reeds gerealiseerde aansluitingen van de vloeren op de kernwanden: Overal waar breedplaatvloeren aanwezig zijn, zijn stekkenbakken o+b toegepast. Standaard zijn bij de balk-wandaansluitingen stekankers o+b toegepast. Vloeren en balken kunnen hiermee zowel verticaal afdragen, als ook een inklemming in de wand genereren. Ter plaatse van de aansluitingen van de vloeren op de kernwanden, zijn in het model lijnvormige ondersteuningen op de vloerranden ingevoerd. ie ook afbeelding hieronder. Deze ondersteuningen zijn verticaal volledig stijf. Er is ook een rotatie-veer ingevoerd, die de buigstijfheid van de kernwanden simuleert. Principe-aansluitingen van de vloeren op de kernwanden.

8 blz: 8 De rotatie-veerstijfheid die is ingevoerd is, is gebaseerd op het onderstaande schema: Schema tbv bepaling rotatieveerstijfheid. Deze komt in eerste instantie uit op: knm/rad. Maar bij deze waarde wordt het moment van de inklemmingen van de balken zodanig hoog, dat de toegepaste stekankers niet meer voldoen. Hou daarom aan: 61000kNm/rad. De stekankers zullen hierbij, om dit mogelijk te maken, gaan vloeien. Ook de gevelkolommen zijn mee genomen ten behoeve van reductie van momenten en vervormingen in de vloer: Meegenomen gevelkolommen

9 blz: 9 4. Invoer van de belastingen in SCIA Engineer. Alle belastingen zijn ingevoerd als lijnlasten of vlaklasten. ie hieronder voor de ingevoerde standaard permanente belastingen: ingevoerde standaard permanente belastingen. ie hieronder voor de ingevoerde veranderlijke belastingen: ingevoerde standaard veranderlijke belastingen.

10 blz: 10 ie hieronder voor de ingevoerde permanente belastingen tpv het zwembad: (gedraaid). ingevoerde permanente belasting tpv het zwembad.

11 blz: 11 ie hieronder voor de ingevoerde belastingen tbv voorspanning: ingevoerde belasting tbv voorspanning. Per balkstrook is bekeken hoeveel voorspanstrengen er aanwezig zijn. Standaard zijn dat 24 strengen. Bij de lange gevelbalk zijn dat er 16. De voorspankracht van 1 streng F p = 105kN. Dat wil zeggen dat er standaard een drukkracht opgebouwd kan worden van 24 x 105 = 2520kN. Deze kracht is over de strookbreedte verdeeld ingevoerd: = 2520/1.2 = 2100kN/m 1. Per balkstrook is ook bekeken hoe het verticale verloop van de kabel is. Aan de hand van dit verloop is een pijl bepaald. Mbv deze gegevens is een gunstig werkend moment te genereren: q^ = 10 x n x F p x p/l 2 (opwaarts gerichte q-last die over de middelste 0.8xL werkt). q v = 40 x n x F p x p/l 2 (neerwaarts gerichte q-last aan het begin en eind van de overspanning met een lengte van 0,1xL). p = pijl L = overspanning

12 blz: 12 ie ook algemeen voorbeeld hieronder: Algemeen voorbeeld kabel verloop. q^ = 10 x 24 x 105 x 0.21/7.5 2 = kn/m 1. Verdeeld over de strookbreedte is dat: 94.08/1.2 = 78.4 kn/m 2. q v = 40 x 24 x 105 x 0.21/7.5 2 = 376,32 kn/m 1. Verdeeld over de strookbreedte is dat: /1.2 = kn/m 2.

13 blz: 13 ie ook onderstaande afbeelding om te zien hoe het in het model terecht komt: Ingevoerd in het model

14 blz: Conclusie en resultaten. ie ook de resultaten op de volgende pagina s: Er zijn doorsnede berekeningen van de standaardstroken gemaakt. In principe voldoen deze overal, uitgezonderd de veldmomenten van de volgende stroken: Aan de onderzijde van deze balkstroken dient lijmwapening aangebracht te worden. Deze verder te bepalen door de leverancier. Ook de breedplaatvloeren zijn gecontroleerd: Met een kleine herverdeling van momenten voldoen ook deze.

15 blz: 15 Optredende momenten in de standaard stroken: ie ook figuur hieronder voor uiterst opneembare krachten:

16 blz: 16 Optredende momenten in de breedplaatvloeren: (Per 6.9m vloerbreedte). Ook van de breedplaatvloeren zijn de maximaal opneembare krachten bepaald:

17 blz: 17 De volgende belastingcombinaties zijn doorgerekend: Combinaties Naam Type Belastingsgevallen Coëff. [-] ugt Omhullende - uiterst pb overig vb vloer pb zwembad etc voorspanning 1,20 1,50 1,20 1,05 Combinaties Naam Type Belastingsgevallen Coëff. [-] bgt Omhullende - bruikbaarheid pb overig vb vloer pb zwembad etc voorspanning 1,00 1,00 1,00 1,00

18 1. Inhoudsopgave 1. Inhoudsopgave 1 2. Doorsneden 1 3. Materialen 2 4. Orthotropie 2 5. Belastingsgevallen 3 6. Combinaties 3 7. Resultaatklasses 3 8. Instellingen net 3 9. Resultante Resultante Resultante Resultante Rekenmodel pb overig vb vloer pb zwembad etc voorspanning Interne krachten in staaf; My standaard stroken Interne krachten in staaf; My D element - Interne krachten; my min breedplaat D element - Interne krachten; my max breedplaat D element - Interne krachten; mx max breedplaat D element - Interne krachten; mx min breedplaat D element - Interne krachten; my max balkstrook D element - Interne krachten; my min balkstrook D element - Interne krachten; mx max balkstrook D element - Interne krachten; mx min balkstrook Verplaatsing van knopen; Uz Doorsneden CS1 Type Cirkel Uitgebreid 750 Vorm type Dikke wanden Onderdeelmateriaal C30/37 Bouwwijze beton Kleur A [m 2 ] 4,4179e-01 A y [m 2 ], A z [m 2 ] 3,9761e-01 3,9761e-01 A L [m 2 /m], A D [m 2 /m] 2,3561e+00 2,3561e+00 c.ucs [mm], c.ucs [mm] α [deg] 0,00 I y [m 4 ], I z [m 4 ] 1,5532e-02 1,5532e-02 i y [mm], i z [mm] W el.y [m 3 ], W el.z [m 3 ] 4,1417e-02 4,1417e-02 W pl.y [m 3 ], W pl.z [m 3 ] 7,0313e-02 7,0313e-02 M pl.y.+ [Nm], M pl.y.- [Nm] 0,00e+00 0,00e+00 M pl.z.+ [Nm], M pl.z.- [Nm] 0,00e+00 0,00e+00 d y [mm], d z [mm] 0 0 I t [m 4 ], I w [m 6 ] 3,1063e-02 0,0000e+00 β y [mm], β z [mm] 0 0 Afbeelding z y D 750 Verklaring van symbolen A Gebied A y Afschuifoppervlak in hoofd y-richting A z Afschuifoppervlak in hoofd z-richting A L Omtrek per eenheidslengte A D Uithardingsoppervlakte per eenheidslengte c.ucs waartepunt coordinaten in -richting van het invoer assen systeem Verklaring van symbolen c.ucs waartepunt coordinaten in -richting van het invoer assen systeem I.LCS Tweede moment van het gebied rond de LCS as I.LCS Tweede moment van het gebied rond de LCS as I.LCS Product moment van het gebied in het LCS systeem

19 Verklaring van symbolen α Rotatiehoek van het hoofd assen systeem I y Tweede moment van het gebied rond de hoofd y-as I z Tweede moment van het gebied rond de hoofd z-as i y Traagheidsstraal rond de hoofd y-as i z Traagheidsstraal rond de hoofd z-as W el.y Elastische doorsnede modulus rond de hoofd y-as W el.z Elastische doorsnede modulus rond de hoofd z-as W pl.y Plastische doorsnede modulus rond de hoofd y-as W pl.z Plastische doorsnede modulus rond de hoofd z-as Verklaring van symbolen M pl.y.+ Plastisch moment rond de hoofd y-as voor een positief My moment M pl.y.- Plastisch moment rond de hoofd y-as voor een negatief My moment M pl.z.+ Plastisch moment rond de hoofd z-as voor een positief Mz moment M pl.z.- Plastisch moment rond de hoofd z-as voor een negatief Mz moment d y Afschuif middencoordinaat in hoofd y-richting gemeten vanaf het zwaartepunt - Niet berekend of vereenvoudigd d z Afschuif middencoordinaat in hoofd z-richting gemeten vanaf het zwaartepunt - Niet berekend of vereenvoudigd I t Torsie constante - Niet berekend of vereenvoudigd I w Welvings constante - Niet berekend of vereenvoudigd β y Mono-symmetrische constante rond de hoofd y-as β z Mono-symmetrische constante rond de hoofd z-as 3. Materialen Beton EC2 Naam Type ρ E mod µ α f c.k.28 Kleur [kg/m 3 ] [MPa] [m/mk] [MPa] C12/15 Beton 2500,0 2,7100e ,00 12,00 C30/37 Beton 2500,0 1,4000e ,00 30,00 4. Orthotropie OT1 Type van orthotropie Twee hoogtes Materiaal C30/37 Effectieve hoogte (d1) [mm] 250 Effectieve hoogte (d2) [mm] 70 Torsie reductie coeff. 1 Afschuiving reductie coeff. 1.2 D11 [knm] 2e+04 D22 [knm] 4e+02 D12 [knm] 6e+02 D33 [knm] 1e+03 D44 [kn/m] 1e+06 D55 [kn/m] 3e+05 Effectieve hoogte (h1) [mm] 100 Effectieve hoogte (h2) [mm] 100 Afschuiving reductie coeff. 1 Materiaal C12/15 d11 [kn/m] 3e+06 d22 [kn/m] 3e+06 d12 [kn/m] 6e+05 d33 [kn/m] 1e+06 Afbeelding

20 5. Belastingsgevallen Naam Omschrijving Actie type Lastgroep Duur 'Master' belastingsgeval Spec Belastingtype pb overig Permanent LG1 Standaard pb zwembad etc Permanent LG1 Standaard vb vloer Variabel LG2 Kort Geen Standaard Statisch voorspanning Permanent LG1 Standaard 6. Combinaties Naam Omschrijving Type Belastingsgevallen Coëff. [-] ugt Omhullende - uiterst pb overig 1,20 pb zwembad etc 1,20 vb vloer 1,50 voorspanning 1,05 bgt Omhullende - bruikbaarheid pb overig 1,00 pb zwembad etc 1,00 vb vloer 1,00 voorspanning 1,00 7. Resultaatklasses Naam ugt Lijst ugt - Omhullende - uiterst 8. Instellingen net Naam MeshSetup1 Genereren vooraf gedefinieerd net Generatie van excentrische elementen op staven met variabele hoogte Generatie van knopen op staven Generatie van knopen bij puntlasten op staven wevende knopen voor voorspanning Elastisch net Pas automatische netverfijning toe Verdeling op consoles en variabele staven 5 Verdeling voor 2D-1D upgrade 50 Gemiddeld aantal tussenpunten op 1D element 1 Gemiddelde grootte van 2D element/gekromd element [mm] 250 Minimum lengte van staafelement [mm] 100 Maximum lengte van staafelement [mm] Gemiddelde grootte van kabels, staven op elastische bedding, niet-lineaire grondveer [mm] 1000 Maximale hoek uit het vlak van vierhoekig element [mrad] 30,0 Verh. voorgedefinieerd net 1.5 Minimum afstand tussen twee punten [m] Gemiddelde afmeting van paneelelement [mm] 1000 Netverfijning volgens het liggertype Geen Definitie van netelementen afmetingen voor panelen Handmatig

21 9. Resultante Lineaire berekening, Extreem : Globaal Selectie : Alle Belastingsgevallen : pb overig BG Rx Ry Rz Mx My Mz [kn] [kn] [kn] [knm] [knm] [knm] pb overig Centraalpunt: [mm] [mm] [mm] Resultante Lineaire berekening, Extreem : Globaal Selectie : Alle Belastingsgevallen : vb vloer BG Rx Ry Rz Mx My Mz [kn] [kn] [kn] [knm] [knm] [knm] vb vloer Centraalpunt: [mm] [mm] [mm] Resultante Lineaire berekening, Extreem : Globaal Selectie : Alle Belastingsgevallen : pb zwembad etc BG Rx Ry Rz Mx My Mz [kn] [kn] [kn] [knm] [knm] [knm] pb zwembad etc Centraalpunt: [mm] [mm] [mm] Resultante Lineaire berekening, Extreem : Globaal Selectie : Alle Belastingsgevallen : voorspanning BG Rx Ry Rz Mx My Mz [kn] [kn] [kn] [knm] [knm] [knm] voorspanning Centraalpunt: [mm] [mm] [mm]

22 13. Rekenmodel 14. pb overig 15. vb vloer

23 16. pb zwembad etc 17. voorspanning 18. Interne krachten in staaf; My standaard stroken

24 19. Interne krachten in staaf; My 20. 2D element - Interne krachten; my min breedplaat my-min [knm/m]

25 21. 2D element - Interne krachten; my max breedplaat my-max [knm/m] 22. 2D element - Interne krachten; mx max breedplaat mx-max [knm/m]

26 23. 2D element - Interne krachten; mx min breedplaat mx-min [knm/m] 24. 2D element - Interne krachten; my max balkstrook my-max [knm/m]

27 25. 2D element - Interne krachten; my min balkstrook my-min [knm/m] 26. 2D element - Interne krachten; mx max balkstrook mx-max [knm/m]

28 27. 2D element - Interne krachten; mx min balkstrook mx-min [knm/m] 28. Verplaatsing van knopen; Uz Uz-min [mm]