Constructieberekening

Transcriptie

1 Brakersweg 3, 1901 XW Castricum Telefoon (0251) Internet Constructieberekening Werk: Verbouwing tuincentrum Ranzijn IJweg 1336 te Nieuw-Vennep Werknummer: Opdrachtgever: Ranzijn Tuin & Dier Architect: Jan de Wit architect Datum: 24 februari 2016 Ing. P. Putter Adviesbureau Ing. A. Honhoff Opdrachten worden aanvaard op basis van: De Nieuwe Regeling 2005; (Rechtsverhouding opdrachtgever-architect, ingenieur en adviseur DNR 2005)

2 Voorschriften volgens NEN-EN 1990: Eurocode 0 NEN-EN 1990 Eurocode 1 NEN-EN NEN-EN NEN-EN NEN-EN NEN-EN NEN-EN NEN-EN Eurocode 2 NEN-EN NEN-EN Eurocode 3 NEN-EN NEN-EN NEN-EN NEN-EN Eurocode 4 NEN-EN NEN-EN Eurocode 5 NEN-EN NEN-EN Eurocode 6 NEN-EN NEN-EN NEN-EN NEN-EN Eurocode 7 NEN-EN NEN 9997 Grondslagen: Grondslagen van het constructief ontwerp Belastingen op constructies Dichtheden, eigen gewicht, opgelegde belastingen Belastingen bij brand Sneeuwbelastingen Windbelasting Thermische belasting Buitengewone belastingen (botsing, explosie) Belastingen veroorzaakt door kranen en machines Betonconstructies Algemene regels en regels voor gebouwen Ontwerp en berekening van betonconstructies bij brand Staalconstructies Algemene regels en regels voor gebouwen Staalconstructies bij brand Aanvullende regels voor verbindingen Aanvullende regels voor taaiheid en eigenschappen in dikterichting Staal-betonconstructies Algemene regels en regels voor gebouwen Staal-betonconstructies bij brand Houtconstructie Algemene regels en regels voor gebouwen Houtconstructies bij brand Constructies van metselwerk Algemene regels voor constructies van gewapend en ongewapend metselwerk Ontwerp en berekening van metselconstructies bij brand Ontwerp, materiaalkeuze en uitvoering van constructies van metselwerk Vereenvoudigde berekeningsmethoden voor constructies van ongewapend metselwerk Geotechnisch ontwerp Algemene regels Geotechniek 2

3 Inhoudsopgave: Uitgangspunten blz 4 Belasting combinaties blz 5 Gewichtsberekening blz 6 Balklaag dak blz 7 Houtskeletbouwwand blz 11 Bestaande betonvloer blz 15 3

4 Uitgangspunten: Intern wordt in tuincentrum Ranzijn gevestigd aan de IJweg 1336 te Nieuw-Vennep een Dierenartsenpraktijk gereailiseerd. De praktijk zal bestaan uit houten wanden en een houten dak, deze constructie wordt geplaatst binnen de constructie van bestaande tuincentrum. Op de grond ligt een bestaande betonvloer welke wordt afgewerkt met een coating. Tussen het dak van de praktijk en de tuincentrum zit een beperkte ruimte die niet zal gebruikt worden als vloer. 4

5 type gebouw: winkelruimtes / ziekenkamers NEN-EN 1990: ontwerplevensduurklasse: 50 jaar gevolgklasse: CC2 Kfi = 1,0 voorgeschreven belastingen: Ψ0 Ψ1 Ψ2 categorie A: woon- en verblijfsruimtes 0,4 0,5 0,3 categorie D: winkelruimtes 0,4 0,7 0,6 catergorie H: daken 0,0 0 0 uiterste grenstoestand vgl 6.10a 1,35*G 0,9*G 1,5*Ψ0*Qi vgl 6.10b 1,2*G 0,9*G 1,5*Q1 1,5*Ψ0*Qi bruikbaarheidsgrenstoestand karakteristiek: G Q1 Ψ0*Qi frequent G Ψ1*Q1 Ψ2*Qi quasi-blijvend G Ψ2*Q1 Ψ2*Qi 5

6 Gewichtsberekening: Dak α=0: balklaag 0,20 kn/m2 underlayment beschot 0,10 plafond en installaties 0,15 0,45 kn/m2 nb dak Prep = 1,00 kn/m2 Houtskeletbouwwand: stijl- en regelwerk 0,20 kn/m2 isolatie steenwol 0,08 m x 1,5 kn/m3 0,12 gipsplaat 2 x 0,09 kn/m2 0,18 0,50 kn/m2 6

7 Balklaag dak: L = 5500mm : toepassen balklaag 70*170 hoh 600 c24 L = 4300mm : toepassen balklaag 58*156 hoh 600 c24 L = 3300mm : toepassen balklaag 44*145 hoh 600 c24 belastingen: zie gewichtsberkening. Omdat op het dak niet normaal te staan is door de beperkte ruimte wordt de 100 kg/m2 gebruikt alleen voor de sterkte berekening, er zal geen andere belasting op het dak komen dan reparatie aan installaties. 7

8 BEREKENING HOUTEN BALKLAGEN volgens NEN-EN project: onderdeel: Dierenartsenpraktijk tuincentrum IJweg 1336 te Nieuw-Vennep Balklaag dak Afmetingen balklaag: b h doorsnede mm W = 5,62E+05 mm^3/m hoh-maat 600 mm I = 4,78E+07 mm^4/m overspanning 5500 mm Algemene gegevens: gevolgklasse CC2 klimaatklasse: 1 (1:binnen, 2:overdekt buiten, 3:direkt contact water) belastingduurklasse: Middellang(Kortst durende belasting is maatgevend) houtkwaliteit: C24 f m;o;rep 24,0 N/mm2 E o;ser;rep N/mm2 f v;o;rep 4 N/mm2 Belastingen: ψ0 ψ1 ψ2 Categorie: daken Gk 0,45 kn/m2 Kfi 1 Qk 1,00 kn/m2 Berekening: verg. 6.10a Kfi * (1,35*G + 1,5*ψ0*Qk) = 0,61 kn/m2 verg. 6.10b Kfi * (1,2*G + 1,5*Qk) = 2,04 kn/m2 qed= 2,04 kn/m2 Md = 1/8*qEd*L^2 = 7,71 knm Vd = 1/2*qEd*L = 5,61 KN kmod = 0,8 γm = 1,3 kdef = 0,6 kh = 1,00 σ m;o;d = 13,73 N/mm2 f m;o;d = 14,77 N/mm2 τ v;o;d = 0,42 N/mm2 f v;o;d = 2,46 N/mm2 Controle uiterste grenstoestand: σ m;o;d / f m;o;d = 0,93 <= 1,0 τ v;o;d / f v;o;d = 0,17 <= 1,0 Controle bruikbaarheidsgrenstoestand: Uinst;G = 10,2 mm Uinst;Q = 22,7 mm Ufin;G = 16,3 mm Ufin;Q = 22,7 mm Ueind = 39,0 mm Ubij = 28,8 mm 8

11 Houtskeletbouwwand: Wanden om voorbereidingsruimte en multifunctionele ruimte uitvoeren in stijl- en regelwerk 44*70 hoh 300 c24. belastingen: q;vertikaal G Q dak α= 0 3,65 m x 0,45 kn/m2 1,64 3,65 m x 1,00 kn/m2 3,65 HOUTEN BALK DRUK EN BUIGING volgens NEN-EN project: onderdeel: Tuincentrum Ijweg 1336 Nieuw-Vennep houtskeletbouwwand houtgegevens kniklengte ly = 2800 mm sterkteklasse C24 lz = 2800 mm gevolgklasse CC2 afmetingen b = 44 mm belastingduurklasse Middellang h = 70 mm klimaatklasse 1 binnen h.o.h. maat hoh = 300 mm Kfi 1,0 Kdef 0,6 tabel 3.2 belastingen modificatiefactoren hoogtefacto hoogte: kh,h = 1, (3.1) kmod = 0,8 (tabel NB1) breedte: kh,b = 1,28 factor rechtheid β = 0, (6.29) materiaalfactor?m = 1,3 elasticiteitsmodulus E0,mean = 11000,0 N/mm² E0,05 = 7400,0 N/mm² G0,05 = 375,0 N/mm² buigsterkte f m;k = 24,0 N/mm² f m;d = 14,8 N/mm² schuifsterkte f v;k = 4,0 N/mm² f v;d = 2,5 N/mm² druksterkte fc;0;k = 21,0 N/mm² fc;0;d = 12,9 N/mm² karakteristieke vertikale permanente belasting qp,vert. = 1,64 kn/m karakteristieke vertikale veranderlijke belasting qq,vert. = 3,65 kn/m categorie daken ψ0 ψ1 ψ karakteristieke horizontale permanente belasting qp,hor. = 0,00 kn/m karakteristieke horizontale veranderlijke belasting qq, hor.= 0,00 kn/m categorie wind ψ0 ψ1 ψ rekenwaarde belastingen combinatie 1: (vgl. 6.10a)Qd,vert. = Kfi*(1,35*qp+1,5*ψ0*qq) Qd1,vert. = 2,21 kn/m Qd,hor. = Kfi*(1,35*qp+1,5*ψ0*qq) Qd1,hor. = 0,00 kn/m combinatie 2: (vgl. 6.10b)Qd,vert. = Kfi*(1,2*qp+1,5*qq) Qd2,vert. = 7,44 kn/m Qd,hor. = Kfi*(1,2*qp+1,5*ψ0*qq) Qd2,hor. = 0,00 kn/m combinatie 3: (vgl. 6.10b)Qd,vert. = Kfi*(1,2*qp+1,5*ψ0*qq) Qd2,vert. = 1,97 kn/m Qd,hor. = Kfi*(1,2*qp+1,5*qq) Qd2,hor. = 0,00 kn/m 11

12 Toetsing druk en buiging Iy = mm?/m Wy = mm³/m iy = 20,2 mm Iz = mm?/m Wz = mm³/m iz = 12,7 mm A = 10266,6667 mm² λy = 138,6 λz = 220,4 drukspanningen: σc;0;d = NEd/A σc;0;d1 = 0,22 N/mm² σc;0;d2 = 0,72 N/mm² σc;0;d3 = 0,19 N/mm² buigspanningen: σm;y;d = (1/8*Qd,hor*ly²)/Wy σm;y;d1 = 0,00 N/mm² σm;y;d3 = 0,00 N/mm² σm;y;d3 = 0,00 N/mm² relatieve slankheid λrel,y = λy/π *?(fc,0,k/e0,05) λrel,y = 2, (6.21) λrel,z = λz/π *?(fc,0,k/e0,05) λrel,z = 3, (6.22) Als zowel λrely als λrelz < 0,3 formules 6.19 en 6.20, anders 6.23 en 6.24 stabiliteitsfactoren: kc;y = 1 / (ky +?(ky²+λrel,y²)) = 0, (6.25) kc;z = 1 / (kz +?(kz²+λrel,z²)) = 0, (6.26) ky = 0,5 (1+βc (λrel,y - 0,3)+ λrel,y²) = 3, (6.27) kz = 0,5 (1+βc (λrel,z - 0,3)+ λrel,z²) = 7, (6.28) βc = massief hout 0,2; gelamineerd 0,1 0, (6.28) belastingcombinatie σc;0;d/(kc;y*fc;0;d)+ σm;y;d/fm;y;d + km*σm;z;d/fm;z;d? 1,0 0,10 0,34 0, σc;0;d/(kc;z*fc;0;d)+ km*σm;y;d/fm;y;d + σm;z;d/fm;z;d? 1,0 0,25 0,83 0,22 Voldoet kipstabiliteit kritische buigspanning σm,crit = My,crit / Wy = 22,0 N/mm² My,crit = π*?(e0,05*iz*g0,05*itot) / lef = 264 *10^4 Nmm Itor = β*h*b³ / (hoh/1000)= 120 *10^4 mm? β = 0,201 of: σm,crit = (0,78*b²)/(h*l ef)*e0,05 57,01 N/mm² relatieve slankheid λrel,m =?(fm,k/σm,crit) = 0, kcrit = λrel,m? 0,75 (1,0) 1, σm,d / kcrit*fm,d = 0,00 < 1, (σm,d / kcrit*fm,d)²+ σm,d/(kc,z*fc,0,d)) comb. 1 0,25 < 1,0 comb. 2 0,83 < 1,0 comb. 3 0,22 < 1,0 12

13 Wanden overige ruimtes uitvoeren in stijl- en regelwerk 44*70 hoh 400 c24. belastingen: q;vertikaal G Q dak α= 0 2,5 m x 0,45 kn/m2 1,13 2,5 m x 1,00 kn/m2 2,5 HOUTEN BALK DRUK EN BUIGING volgens NEN-EN project: onderdeel: Tuincentrum Ijweg 1336 Nieuw-Vennep houtskeletbouwwand houtgegevens kniklengte ly = 2800 mm sterkteklasse C24 lz = 2800 mm gevolgklasse CC2 afmetingen b = 44 mm belastingduurklasse Middellang h = 70 mm klimaatklasse 1 binnen h.o.h. maat hoh = 400 mm Kfi 1,0 Kdef 0,6 tabel 3.2 belastingen modificatiefactoren hoogtefacto hoogte: kh,h = 1, (3.1) kmod = 0,8 (tabel NB1) breedte: kh,b = 1,28 factor rechtheid β = 0, (6.29) materiaalfactor?m = 1,3 elasticiteitsmodulus E0,mean = 11000,0 N/mm² E0,05 = 7400,0 N/mm² G0,05 = 375,0 N/mm² buigsterkte f m;k = 24,0 N/mm² f m;d = 14,8 N/mm² schuifsterkte f v;k = 4,0 N/mm² f v;d = 2,5 N/mm² druksterkte fc;0;k = 21,0 N/mm² fc;0;d = 12,9 N/mm² karakteristieke vertikale permanente belasting qp,vert. = 1,13 kn/m karakteristieke vertikale veranderlijke belasting qq,vert. = 2,50 kn/m categorie daken ψ0 ψ1 ψ karakteristieke horizontale permanente belasting qp,hor. = 0,00 kn/m karakteristieke horizontale veranderlijke belasting qq, hor.= 0,00 kn/m categorie wind ψ0 ψ1 ψ rekenwaarde belastingen combinatie 1: (vgl. 6.10a)Qd,vert. = Kfi*(1,35*qp+1,5*ψ0*qq) Qd1,vert. = 1,53 kn/m Qd,hor. = Kfi*(1,35*qp+1,5*ψ0*qq) Qd1,hor. = 0,00 kn/m combinatie 2: (vgl. 6.10b)Qd,vert. = Kfi*(1,2*qp+1,5*qq) Qd2,vert. = 5,11 kn/m Qd,hor. = Kfi*(1,2*qp+1,5*ψ0*qq) Qd2,hor. = 0,00 kn/m combinatie 3: (vgl. 6.10b)Qd,vert. = Kfi*(1,2*qp+1,5*ψ0*qq) Qd2,vert. = 1,36 kn/m Qd,hor. = Kfi*(1,2*qp+1,5*qq) Qd2,hor. = 0,00 kn/m 13

14 Toetsing druk en buiging Iy = mm?/m Wy = mm³/m iy = 20,2 mm Iz = mm?/m Wz = mm³/m iz = 12,7 mm A = 7700 mm² λy = 138,6 λz = 220,4 drukspanningen: σc;0;d = NEd/A σc;0;d1 = 0,20 N/mm² σc;0;d2 = 0,66 N/mm² σc;0;d3 = 0,18 N/mm² buigspanningen: σm;y;d = (1/8*Qd,hor*ly²)/Wy σm;y;d1 = 0,00 N/mm² σm;y;d3 = 0,00 N/mm² σm;y;d3 = 0,00 N/mm² relatieve slankheid λrel,y = λy/π *?(fc,0,k/e0,05) λrel,y = 2, (6.21) λrel,z = λz/π *?(fc,0,k/e0,05) λrel,z = 3, (6.22) Als zowel λrely als λrelz < 0,3 formules 6.19 en 6.20, anders 6.23 en 6.24 stabiliteitsfactoren: kc;y = 1 / (ky +?(ky²+λrel,y²)) = 0, (6.25) kc;z = 1 / (kz +?(kz²+λrel,z²)) = 0, (6.26) ky = 0,5 (1+βc (λrel,y - 0,3)+ λrel,y²) = 3, (6.27) kz = 0,5 (1+βc (λrel,z - 0,3)+ λrel,z²) = 7, (6.28) βc = massief hout 0,2; gelamineerd 0,1 0, (6.28) belastingcombinatie σc;0;d/(kc;y*fc;0;d)+ σm;y;d/fm;y;d + km*σm;z;d/fm;z;d? 1,0 0,09 0,31 0, σc;0;d/(kc;z*fc;0;d)+ km*σm;y;d/fm;y;d + σm;z;d/fm;z;d? 1,0 0,23 0,75 0,20 Voldoet kipstabiliteit kritische buigspanning σm,crit = My,crit / Wy = 25,4 N/mm² My,crit = π*?(e0,05*iz*g0,05*itot) / lef = 228 *10^4 Nmm Itor = β*h*b³ / (hoh/1000)= 120 *10^4 mm? β = 0,201 of: σm,crit = (0,78*b²)/(h*l ef)*e0,05 57,01 N/mm² relatieve slankheid λrel,m =?(fm,k/σm,crit) = 0, kcrit = λrel,m? 0,75 (1,0) 1, σm,d / kcrit*fm,d = 0,00 < 1, (σm,d / kcrit*fm,d)²+ σm,d/(kc,z*fc,0,d)) comb. 1 0,23 < 1,0 comb. 2 0,75 < 1,0 comb. 3 0,20 < 1,0 14

15 Bestaande betonvloer: De bestaande staalconstructie tuincentrum staat op poeren gefundeerd op het zand, als vloer is toegepast een gewapende betonvloer. De bestaande belasting op de vloer is een veranderlijke winkel belasting van 4,0 kn/m2. De belasting van de dierenpraktijk met veranderlijke belasting en permanente belasting uit de wanden en dak is: P G Q dak α= 0 0,45 1,00 houtskeletbouw wand 2,8 m x 0,5 kn/m2 / 2,5 m 0,56 veranderlijke belasting 1,75 1,01 P totaal = 3,76 kn/m2 < 4,0 kn/m2 akkoord (met de veiligheden op de veranderlijke belasting en permanente belasting is dit nog veiliger) 15