STATISCHE BEREKENING (d)

Transcriptie

1 (d) Abbriviation : CAS Doc. Type : 10 Onderdeel : BRANDWERENDHEID CONSTRUCTIE STR-10(a) 120 MIN Fase : Uitvoering Status : Definitief Datum : Project : Brandwand Cumapol Opdrachtgever: Cumapol Emmen bv 1 e Bokslootweg AT EMMEN Constructeur: STEP-Engineering 7822 JR EMMEN Tel Fact. no. build Ext C F 0 1

2 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:2 Overzicht berekening Overzicht berekening... 2 Algemeen... 3 Ontwerplevensduur... 4 Gevolgklasse... 4 Stabiliteit... 4 Uitgangspunten... 4 Normen/richtlijnen... 5 Toegepaste materialen... 5 Betonsterkte t.b.v benaderingsberekening... 6 Wapeningsstaal t.b.v benaderingsberekening... 7 Belastingen... 8 Beschrijving van de huidige constructie... 9 Stabiliteit tijdens brand as Staalconstructie tijdens brand (as-10) Betonconstructie tijdens brand (as-10a) Rekenschema s tijdens brand Controle dakliggers tijdens brand (120 min) Controle kolommen tijdens brand (120 min) Toegepaste normen volgens Eurocode met Nederlandse NB Geometrie Beton en Wapening Betondekking Maatgevende belastingcombinatie 2: (Brand) Kniklengte berekening Knikweerstand Wapening Grafische uitvoer bijlegcombinatie Grafische uitvoer bijlegcombinatie Opmerkingen [111] Alzijdige wapening vier-zijdig symmetrisch Conclusie brandwerendheid a 120 min Bijlagen Schema huidige situatie tijdens brand... 25

3 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:3 Algemeen Op stramien-10a dient een brandscheiding gerealiseerd te worden. Deze scheiding is noodzakelijk om de totale ruimte in 2 brandcompartimenten te scheiden. Het betreft een bestaande betonconstructie. In dit berekeningsrapport wordt een controle gedaan naar de haalbaarheid. Dit wordt gedaan in opdracht van Cumapol Emmen bv. De brandeis is 120 min. Zie tekening STEP Engineering

4 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:4 Ontwerplevensduur Ontwerplevensduurklasse conform NEN-EN-1990 tabel Richtwaarden (jaren) 50 Gebouwen en andere gewone Voorbeeld constructies Gevolgklasse Gevolgklasse (Consequence Class) conform NEN-EN 1990 tabel B.1 CC2 Omschrijving Middelmatige gevolgen Woongebouwen, Kantoorgebouwen, Openbare gebouwen, Industriegebouwen Voorbeeld (>3 verdiepingen) Stabiliteit Zie berekening. Uitgangspunten Voor de berekening wordt gebruik gemaakt van onderstaande tekeningen en documenten: 1. Tekening STEP Engineering Tekening betonkolommen uitbreiding 1957 AU14177; d.d Tekening dakplaten uitbreiding 1957 AU14178; d.d Bestaande beton tekeningen dakliggers zijn niet in ons bezit.

5 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:5 Normen/richtlijnen Indien van toepassing op dit project: Eurocode 0 NEN-EN 1990 Grondslagen voor het constructief ontwerp Eurocode 1 NEN-EN 1991 Belastingen op constructies Eurocode 2 NEN-EN 1992 Ontwerp en berekening van betonconstructies Eurocode 3 NEN-EN 1993 Ontwerp en berekening van staalconstructies Eurocode 4 NEN-EN 1994 Ontwerp en berekening van staal-betonconstructies Eurocode 5 NEN-EN 1995 Ontwerp en berekening van houtconstructies Eurocode 6 NEN-EN 1996 Ontwerp en berekening van constr. van metselwerk Eurocode 7 NEN-EN 1997 Geotechnisch ontwerp en berekening Toegepaste materialen Betonkolommen bestaande info: Volgens bestaande stukken (uitbreiding 1957), betonsamenstelling als: 1x portlandcement, 2x zand en 2,5 grind. 350 kg PC / m³ beton. Wapeningsstaal als QR 24 betondekking = 35 mm. Betonbalken bestaande info: Aanwezige informatie is niet aanwezig.

6 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:6 Betonsterkte t.b.v benaderingsberekening Betonkwaliteit bepalen volgens conversietabellen 3-1 bijlage 3, SBRCUR rapport constructieve veiligheid van uitkragende galerijplaten, tweede herziene uitgave (CUR-publicatie 248), volgt C14/17,5. Zie tabel. Bestaande betonkwaliteit als k200, incl. bouwplaatscontrole. GBV1950 geeft een betonsterkte van C11/13. T.b.v. invoer computerberekening reken met C12/15 (is laagst in te voeren waarde). Ivm verhardingsproces gedurende 59 jaar ( = 59 jaar) is dit een aannemelijk uitgangpsunt.

7 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:7 Wapeningsstaal t.b.v benaderingsberekening Wapeningsstaal als QR 24 Volgens conversietabellen 3-2 bijlage 3, SBRCUR rapport constructieve veiligheid van uitkragende galerijplaten, tweede herziene uitgave (CUR-publicatie 248), fyk = 240 N/mm². Zie tabel.

8 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:8 Belastingen 1 Plat dak H1 e.g. betoncassettes 1,20 Categorie H dakbedekking 0,20 Niet toegankelijk grind 0,60 kurkisolatie 0,20 Q;k;sneeuw 0.80 * 0.7 = 0,56 Q;k (A<10m2) 1,00 2,20 1,00 ψ;0 0,00 ψ;1 0,00 ψ;2 0,00 Zie bestaande tekening AU14178.

9 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:9 Beschrijving van de huidige constructie De constructie is ter plaatse beoordeeld. In het dakvlak zijn géén schoren of betonschijven aangetroffen. Tussen str E en -F zijn daarnaast grote doorgaande dakraam aangetroffen. De dakliggers zijn hier onderbroken. Zie figuur 1. Het dakvlak is als niet schijfwerk verzorgend. Er zijn géén winddiagonalen en/of windbokken c.q. schijven aangetroffen. Oplegging kolom en dakliggers zijn uitgevoerd middels een loodoplegging. De bestaande tekeningen bevestigen dit. Horizontale belasting overdracht (wind) // cijfer-assen vanuit de dakliggers naar de kolommen is derhalve niet mogelijk! Zie figuur 2. De betonkolommen zijn onderin // met de cijfer-assen ingeklemd (zelf stabiliserend). Niet gebouw stabiliserend! De betonkolommen zijn ook onderin // met de letter-assen ingeklemd. Wel gebouw stabiliserend. Tussen str-m en Q zijn stalen stabiliteitsportalen aangetroffen.

10 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:10

11 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:11 Figuur 1 Figuur 2

12 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:12 Overzicht betonconstructie: d,ligger d,kolom,voet d,kolom,kop = 275 mm = 600 mm = 300 mm

13 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:13 Stabiliteit tijdens brand as-10 Stabiliteit is per stramien geregeld. Stabiliteit // letter-assen: Ivm voldoende aanwezige kolommen verwachten wij hier géén problemen. Stabiliteit // cijfer-assen: Door de grote dakramen zal de belasting tgv winddruk en windzuiging per gevel geregeld moeten zijn, door onder andere ingeklemde gevelkolommen of de stalen stabiliteitsportaal tussen str-m en Q! De betonkolommen tpv de brandwand verzorgen niet de stabiliteit van het gebouw! De betonconstructie tpv de brandwand, tussen str-f en M zullen alleen onderhevig zijn aan windwrijving op het dakvlak. Windwrijving over het dak is tijdens brand te verwaarlozen. 20% x de windwrijving = nihil. Staalconstructie tijdens brand (as-10) De staalconstructie tussen de str-m en Q worden brandwerend bekleed. Bekleding (bv Promatec) te bepalen door de leverancier. Hierdoor blijft ook de stabiliteit tijdens brand gewaarborgd. Betonconstructie tijdens brand (as-10a) Belastingbreedte = 5,0m E.g. betonconstructie via computer berekening. Afmetingen betonconstructie is in het werk opgemeten. Procedure volgens NEN-EN :2002+NB:2011 hoofdstuk 2.1 Buitengewone belastingen. Tijdens brand géén sneeuw aanwezig. Kolommen onderin ingeklemd. Geen horizontale belastingoverdracht tussen dakligger en de kolommen mogelijk! Windbelasting is niet aanwezig! Verder geldt dat de partiële belastingsfactoren op 1 kunnen worden gesteld en voor de combinatiefactor voor de veranderlijke vloerbelasting geldt ψ 2(platdak = 0,0).

14 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:14 Rekenschema s tijdens brand p.b. = platdak = 5,0. 2,2 = 11,0 kn/m1 = e.g. betonliggers = via Technosoft v.b. = n.v.t. TS/Raamwerken Rel: sep 2016 GEOMETRIE 7,060 3 V1 2 4 V2 V V4 V5V V7 V2 V V2 V3 V3 V3 V ,500 15,000 15,000 15,000 7,500 TS/Raamwerken Rel: sep 2016 GEOMETRIE B.G:1 Permanente belasting ,060 3 V1 2 4 V2 V V4 V5V V7 V2 V V2 V3 V3 V3 V ,500 15,000 15,000 15,000 7,500 Kolom dakligger aansluiting ingevoerd als een glijdende oplegging! Voor computer berekening zie bijlage. Controle dakliggers tijdens brand (120 min) Ivm ontbrekende gegevens het advies om de betonnen dakliggers brandwerend te bekleden.

15 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:15 Controle kolommen tijdens brand (120 min) Aanpendelende belasting is als optredende belasting. b,kolom,voet b,kolom,kop d,kolom,voet d,kolom,kop = 300 mm = 600 mm = 600 mm = 300 mm Effectieve betondoorsnede bepalen wij als volgt: b = ( ). 0, = 510 mm d = ( ). 0, = 510 mm b x b = 510 x 510 Mk,per Mk,ver Vk,per Vk,ver Nk,per Nk,ver = 0,0 knm = n.v.t. = 0,0 kn = n.v.t. = 286 kn = n.v.t. Controle middels Technosoft kolom wapening.

16 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:16 TS/Kolomwapening Rel: 5.27a 27 sep 2016 Project : Onderdeel : Dimensies : kn;m;rad (tenzij anders aangegeven) Datum : 30/03/2016 Bestand : Y:\Projecten STEP\2014\ Cumapol brandpreventie\ 03 Engineering\statische berekeningen\14.676(c)_kolom brand.klw Referentieperiode: 50 Toegepaste normen volgens Eurocode met Nederlandse NB Beton NEN-EN :2011(nl) C2:2011(nl) NB:2011(nl) NEN-EN :2005 C1:2008(en) NB:2011(nl) Geometrie Type constructie : Kolom Rechthoekig Enkel excentrisch belast Kolomafmeting in X/Y (=b*h) [mm] : 510 * 510 Kolomhoogte (L) [mm] : 7060 Bij BRAND Kolomafmeting in X/Y (=b*h) [mm] : 430 * 430 Kolomhoogte (L) [mm] : 7060 Belastingschema : Schorend element met NEd/FHd Veerconstante om X [knm/rad] : 1.00e+007 Doorgaande verticale elementen : 1 β : 1.00 Belasting BG1 BG2 BG3 Maatgevend BC Omschrijving belastinggeval : per Normaalkracht N Ek [kn] : Tot. vert. belasting F V,Ek [kn] : MEk,X boven [knm] : MEk,X onder [knm] : Belastingfactoren BC1 Fundamenteel : BC2 Brand : Maatgevend X Eis brandwerendheid in minuten : 120 Beton en Wapening Betonkwaliteit : C12/15 Prefab : Nee Soort spanningsrekdiagram : Parabolisch - rechthoekig diagram Staalsoort : User Symm.wapening: 4-zijdig f y k [N/mm 2 ] : 240 ε u k [ ] : 2.5 Soort spanningsrekdiagram : Bi-lineair diagram met klimmende tak Basiswapening [mm] : 4 ø19 Bijlegw.[mm] : ø19, 16 Beugels [mm] : ø 8

17 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:17 Betondekking Milieu : XC1 Gestort tegen bestaand beton : Nee Element met plaatgeometrie : Nee Specifieke kwaliteitsbeheersing : Nee Oneffen beton oppervlak : Nee Ondergrond : Glad / N.v.t. Constructieklasse : S4 Grootste korrel : 31.5 Hoofdwapening : 2de laag Nominale dekking : 24 Toegepaste dekking : 38 Gelijkwaardige diameter : 19 C m i n, b C m i n, d u r C d u r : C m i n C d e v C n o m : Beugel / Verdeelwapening : 1ste laag Nominale dekking : 20 Toegepaste dekking : 30 Gelijkwaardige diameter : 8 C m i n, b C m i n, d u r C d u r : C m i n C d e v C n o m : Maatgevende belastingcombinatie 2: (Brand) Tussenresultaten X-as Y-as BC2 Traagheidsmoment I [mm 4 ] : e4 Art (2) kruipfactor (ϕ e f (on,t 0 )) : 3.86 Art (1) α n : 0.08 ρ : Fictieve E-modulus (E f ) [N/mm2] : 3798 Kniklengte berekening Lengte l [mm] : 7060 Veerconstante C [Nmm/rad] : 1.00e+013 l 0 =l((2 2 +(π 2 E f I/Cl)) 1 / 2 [mm] : Knikweerstand N B = π 2 2 (E f I) / l 0 [kn] : 536 n = N B /F V, E d : 1.87 β/(n-1) 5.8.2(6) [%] : > 10 Volstaat 1e orde toetsing? : Nee

18 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:18 Art. 5.2 (7) Basis imperfectie (θ 0 ) : Factor (α h ) : Aantal elementen (m) [st] : 1 Factor (α m ) : Imperfectie (θ i ) : Excentriciteit e i [mm] : F H d = θ i F V, E d [kn] : 0.7 M H d = F H d L [knm] : 5.1

19 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:19 M 0 E d [knm] : M E d = M 0 E d (1+(β/((N B /F V, E d )-1)) : N E d [kn] : Art. 6.1 (4) Minimale excentriciteit e 0 [mm] : M E d, m i n [knm] : 5.72 Berekende gegevens X-as Y-as BC2 Min. wapening art (2)[mm2] : Min. wap. art (2)&(4)[mm2] : = 4 ø8.0 Totaal ber. wap. 1e/2e orde[mm2] : Maatgevende wapening [mm2] : Tussenresultaten brand X-as Eis brandwerendheid 120 minuten θ= 480 o C EN figuur A > a= 40 mm Oppervlak: 1 Gereduceerd: nr. x-coord. y-coord. nr. x-coord. y-coord. [mm] [mm] [mm] [mm] BC2

20 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:20 Wapening nr. x-coord. y-coord. Φ Perc. A s a θ s k s f s d ; f i k s c f s c d ; f i [mm] [mm] [mm] [o/o] [mm2] [mm] [ o C] [N/mm2] [N/mm2]

21 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:21 Tussenresultaten doorsnede X-as Voorwaarde Eps;c=Eps;cu2 op de vezel y= mm y Wapening Perc. A s /A p ε σb σs [mm] [o/o] [mm2] [o/oo] [N/mm2] [N/mm2] Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø BC2

22 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:22 Inwendige krachten y N b N s / N p y N N* y [mm] [kn] [kn] [mm] [kn] [knm] totaal inwendig Gevonden wapening basiswapening X-as Y-as Bijlegcombinatie [mm2] : 4 ø19.0 Bijlegcombinatie [mm2] : 4 ø19.0

23 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:23 Grafische uitvoer bijlegcombinatie 1 a 510 a 4 ø19.0 : a 510 Y a X a Grafische uitvoer bijlegcombinatie 2 a 510 a 4 ø19.0 : a 510 Y a X a Opmerkingen [101] De berekende wapening is de totale wapening in de doorsnede. [111] Alzijdige wapening vier-zijdig symmetrisch [108] Gevonden wapening onverminderd toepassen over gehele kolomhoogte Volgens bestaande tekeningen 2x 4r19 aanwezig. Volgens deze berekening zullen de kolommen van de betonconstructie voldoende bestand moeten zijn tegen een vuurblootstelling van 120 minuten. Tijdens brand voldoen ook de aanwezige wapeningstaven 4r19 fyk240 eea obv beton C12/15.

24 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:24 Conclusie brandwerendheid a 120 min Betonnen dakliggers: Ivm ontbrekende info, het advies om deze brandwerend te bekleden. Betonnen kolommen: De aanwezige kolommen in de betonconstructie zullen voldoende bestand zijn tegen een brandbelasting met een inbrandtijd van 120 min. Hiervoor zijn de volgende uitgangspunten getoetst: 1) Betonkwaliteit C12/15 2) Staalkwaliteit QR24 (=fyk 240 N/mm²). 3) Betondekking 35 mm. Staalconstructie tussen str-f en Q: Deze dienen brandwerend bekleden te worden tot een brandwerendheid van 120 min..

25 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:25 Bijlagen Schema huidige situatie tijdens brand TS/Raamwerken Rel: sep 2016 Project..: Onderdeel: Dimensies: kn;m;rad (tenzij anders aangegeven) Datum...: 16/03/2016 Bestand..: y:\projecten step\2014\ cumapol brandpreventie\03 engineering\statische berekeningen\ (d)_betonportaal_tijdens brand.rww Belastingbreedte.: Theorie voor de bepaling van de krachtsverdeling: Geometrisch lineair. Gunstige werking van de permanente belasting wordt automatisch verwerkt Toegepaste normen volgens Eurocode met Nederlandse NB Belastingen NEN-EN 1990:2002 C2:2010 NB:2011(nl) NEN-EN :2002 C1:2009 NB:2011(nl) GEOMETRIE 3 V1 2 4 V2 V V4 V5 V6 V V2 V1 12 V2 13 7,060 V3 V3 V3 V ,500 15,000 15,000 15,000 7,500 STRAMIENLIJNEN Nr. X Z-min Z-max NIVEAUS Nr. Z X-min X-max

26 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:26 MATERIALEN Mt Omschrijving E-modulus[N/mm2] S.M. Pois. Uitz. coëff 1 C20/ e S e-005 MATERIALEN vervolg Mt Omschrijving Cement Kruipfac. Toeslag Rho[kg/m3] 1 C20/25 N 3.01 Normaal 2400 PROFIELEN [mm] Prof. Omschrijving Materiaal Oppervlak Traagheid Vormf. 1 B*H 300*300 1:C20/ e e PROFIELEN vervolg [mm] Prof. Staaftype Breedte Hoogte e Type b1 h1 b2 h2 1 0:Normaal :RH VERLOPENDE PROFIELEN Nr. Hi Bi Hj Bj tf tw r Vormf-i Vormf-j Materiaal :C20/ :C20/ :C20/ :C20/ :C20/ :C20/ :C20/25 KNOPEN Knoop X Z Knoop X Z STAVEN St. ki kj Profiel Aansl.i Aansl.j Lengte Opm :330/275/1300/275 NDM NDM :1300/275/330/275 NDM NDM :330/275/1300/275 NDM NDM :1300/275/626/275 NDM NDM :330/275/627/275 NDM ND :1300/275/330/275 NDM NDM :330/275/1300/275 NDM NDM :1300/275/330/275 NDM NDM 7.274

27 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:27 STAVEN St. ki kj Profiel Aansl.i Aansl.j Lengte Opm :600/300/300/600 NDM N :600/300/300/600 NDM N :600/300/300/600 NDM N :600/300/300/600 NDM N :626/275/330/275 ND- NDM :627/275/1300/275 NDM NDM VASTE STEUNPUNTEN Nr. knoop Kode XZR 1=vast 0=vrij Hoek BELASTINGGEVALLEN B.G. Omschrijving Type 1 Permanente belasting EGZ= BELASTINGEN Eigen gewicht van alle staven is meegenomen in berekening. Richting: B.G:1 Permanente belasting STAAFBELASTINGEN B.G:1 Permanente belasting Staaf Type q1/p/m q2 A B ψ 0 ψ 1 ψ 2 1 5:QZGlobaal :QZGlobaal :QZGlobaal :QZGlobaal :QZGlobaal :QZGlobaal :QZGlobaal :QZGlobaal :QZGlobaal :QZGlobaal

28 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:28 BELASTINGCOMBINATIES BC Type BG Gen. Factor BG Gen. Factor BG Gen. Factor BG Gen. Factor 1 Fund. 1 Perm 1.00 GUNSTIGE WERKING PERMANENTE BELASTINGEN BC Staven met gunstige werking 1 Alle staven de factor:1.00 BELASTINGCOMBINATIE MOMENTEN B.C:1 Sterkte B.C:1 Sterkte DWARSKRACHTEN B.C:1 Sterkte NORMAALKRACHTEN B.C:1 Sterkte

29 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:29 REACTIES Kn. X Z M : Som van de reacties : Som van de belastingen B.C:1 Sterkte OMHULLENDE VAN DE FUNDAMENTELE COMBINATIES MOMENTEN Fundamentele combinatie DWARSKRACHTEN Fundamentele combinatie NORMAALKRACHTEN Fundamentele combinatie

30 Plaats : Emmtec terrein Emmen Cumapol Bladnr.:30 REACTIES Kn. X Z M Fundamentele combinatie