BEREKENING. statische berekening. Interne verbouwing De Hermitage te Amsterdam Berekening 18123A-BR-01. De Hermitage Amstel EJ, Amsterdam

Transcriptie

1 BEREKENING statische berekening project onderwerp Interne verbouwing De Hermitage te Amsterdam Berekening 18123A-BR-01 projectadres De Hermitage Amstel EJ, Amsterdam opdrachtgever S. Lagendaal Postbus GR, Amsterdam WONINGBOUW & UTILITEITSBOUW Parlevinkerstraat AR Velsen-Noord Postbus AB Velsen-Noord +31 (0) opgemaakt door M.J. Hoekstra paraaf gezien - uitgave 00 definitief fase uitvoering - uitvoeringsgereed ontwerp EHO PPU CKL

2 INHOUD 1 Algemeen Inleiding Constructieve opbouw bestaand Uitgangspunten berekening 6 2 Gegevens Algemene gegevens Vervormingen Materiaalgegevens 10 3 Gewichtsberekening Windbelasting 11 4 Berekeningen Staalconstructie 12 blad 2 van 20

3 1 Algemeen 1.1 Inleiding In dit rapport is de interne verbouwing ontworpen en berekend voor De Hermitage te Amsterdam. De betonnen stabiliteitswand wordt deels gesloopt en wordt vervangen door een stalen portaal. De stabiliteitswand is niet dragend voor de bovenbouw. De belasting waarmee wordt gerekend is de windbelasting. Aanzicht zuidgevel Hermitage Plattegrond Hermitage met positie stabiliteitswand datum 15 februari 2017 blad 3 van 20

4 Stabiliteitswand bestaand Fragment plattegrond Hermitage met positie stabiliteitswand bestaand Stabiliteitsportaal nieuw Fragment positie rechter kolom stabiliteitsportaal nieuw Fragment plattegrond Hermitage met positie stabiliteitsportaal nieuw blad 4 van 20

5 positie rechter kolom stabiliteitsportaal nieuw Fragment positie rechter kolom stabiliteitsportaal nieuw blad 5 van 20

6 rechter kolom stabiliteitsportaal nieuw 1.2 Constructieve opbouw bestaand Fundering Begane grondvloer Wanden : Betonvloer met palen : Gietvloer op bestaande betonvloer : Betonwanden 1.3 Uitgangspunten berekening Tekeningen van Van Rossum WK1P1 WK103 t/m WK106. Tekeningen Hans van Heeswijk UV-4.10 blad 6 van 20

7 2 Gegevens 2.1 Algemene gegevens Gebruikte voorschriften inclusief de Nederlandse Bijlagen (NB) (indien van toepassing): NEN-EN 1990 : Eurocode 0 Grondslagen van het constructief ontwerp; NEN-EN 1991 : Eurocode 1 Belastingen op constructies; NEN-EN 1992 : Eurocode 2 Betonconstructies; NEN-EN 1993 : Eurocode 3 Staalconstructies; NEN-EN 1994 : Eurocode 4 Staal-betonconstructies; NEN 8700 NEN 8701 : Beoordeling van de constructieve veiligheid van een bestaand bouwwerk bij verbouw en afkeuren- Grondslagen; : Beoordeling van de constructieve veiligheid van een bestaand bouwwerk bij verbouw en afkeuren- Belastingen. Betrouwbaarheidsklasse : RC2 museum Gevolgklasse : CC2 Referentieperiode : 50 jaar t = 1,0 Ontwerplevensduurklasse : 4 Fundamentele combinaties : K FI (γ G G + Σ γ Q Ψ 0;i Q i ) ( verg. 6.10a ); : K FI (ξ γ G G + γ Q Q 1 + Σ γ Q Ψ 0 Q ) ( verg. 6.10b ) K FI = 1,00; ξ = 0,89; γ G = 1,5; γ Q = 1,65 Bruikbaarheidsgrenstoestand : G k + Q k,1 + 0 * Q k,i (karakteristieke combinatie); : G k + 1 * Q k,1 + 2 * Q k,i (frequente combinatie); : G k + 2 * Q k,i (quasi-blijvende combinatie); : G k (blijvende combinatie). 0 = factor voor de combinatiewaarde van een veranderlijke belasting 1 = factor voor de frequente waarde van een veranderlijke belasting (reductie voor de referentieperiode) 2 = factor voor de quasi-blijvende waarde van een veranderlijke belasting (kruip) Bouwfase : G k + Q k,1 + 3 * Q k,i (bouwfase, voor stempelconstructies) 3 = factor voor de bouwfase, berekening voor stempelconstructies e.d. (volgens NEN aanhouden 3 = 1,0) Belastingcategorieën en ψ factoren.. blad 7 van 20

8 Belasting ψ 0 ψ 1 ψ 2 Voorgeschreven belastingen in gebouwen, categorie Categorie A: woon- en verblijfsruimtes Categorie B: kantoorruimtes Categorie C: bijeenkomstruimtes Categorie D: winkelruimtes Categorie E: opslagruimtes Categorie F: verkeersruimte, voertuiggewicht 30 kn Categorie G: verkeersruimte (b), 30 kn < voertuiggewicht 160 kn Categorie H: daken 0,4 0,5 0,6/0,4 (a) 0,4 1,0 0,7 0,7 0 0,5 0,5 0,7 0,7 0,9 0,7 0,5 0 0,3 0,3 0,6 0,6 0,8 0,6 0,3 0 Sneeuwbelasting 0 0,2 0 Windbelasting 0 0,2 0 Temperatuur (geen brand) 0 0,5 0 a De waarde 0,6 geldt voor delen van het gebouw die in geval van een calamiteit zwaar kunnen worden belast door een mensenmenigte (vluchtroutes, trappen enz.); de waarde 0,4 geldt in overige gevallen. b Met verkeersruimte wordt in dit geval een ruimte bedoeld waar voertuigen kunnen rijden, bijvoorbeeld parkeergarages. Reductiefactor : a n = 2 + (n - 2). 0 / n bij n > 2 M.a.w: twee bouwlagen extreem, overige bouwlagen momentaan bij globale gewichtsberekeningen Eenheden : lengte: mm, m; : kracht: N, kn. Windgebied : II, bebouwd Uitleg combinaties Fundamentele combinatie. Karakteristieke combinatie. Frequente combinatie. Quasi blijvende combinatie. Blijvende combinatie. Bouwfase. Deze combinatie wordt gebruikt voor sterkte berekeningen (uiterste grenstoestand) Deze combinatie wordt gebruikt voor controle van de scheurvorming en de berekening van de doorbuiging korte duur (bruikbaarheidsgrenstoestand) Deze combinatie is bedoeld om een scheurvormingscontrole uit te voeren (b.v. bij voorgespannen beton). Deze combinatie is bedoeld om scheurvorming van het niet-voorgespannenbeton te controleren en de berekening van de doorbuiging lange duur (kruip) Deze combinatie is bedoeld om de onmiddellijk optredende doorbuiging te berekenen. Deze combinatie is bedoeld om stempelconstructies te berekenen. blad 8 van 20

9 2.2 Vervormingen Volgens NEN-EN 1990 (+NB) geldt: Horizontale vervorming Toelaatbare horizontale vervormingen in karakteristieke belastingcombinatie: u h/150 voor industrie gebouwen met maximaal één bouwlaag; u h/300 voor andere gebouwen met maximaal één bouwlaag; u h/300 per bouwlaag voor gebouwen met meer dan één bouwlaag; u h/500 voor het gehele gebouw voor gebouwen met meer dan één bouwlaag. Waarin h de kleinste gevelhoogte of de kleinste bouwlaaghoogte is. Verticale vervorming Verklaring w c w 1 w 2 w 3 w tot w max zeeg van het onbelaste constructief element; aanvangsdeel van de doorbuiging onder de blijvende belastingen uit de van toepassing zijnde belastingcombinatie overeenkomstig de formules (6.14a) tot en met (6.16b) bepaald met de korte-duur eigenschappen; lange-termijn deel van de doorbuiging onder de blijvende belastingen volgens de quasi-blijvende belastingcombinatie (formule 6.16a en 6.16b), gelijk aan de doorbuiging bij de quasi-blijvende belastingcombinatie bepaald met lange-duur eigenschappen verminderd met de doorbuiging bij de quasi-blijvende belastingcombinatie bepaald met korte-duur eigenschappen; bijkomend deel van de doorbuiging ten gevolge van de veranderlijke belastingen uit de van toepassing zijnde belastingcombinatie overeenkomstig de formules (6.14a) tot en met (6.16b) bepaald met de korte-duur eigenschappen; totale doorbuiging als de som van w1, w2 en w3 blijvende totale doorbuiging rekening houdend met de zeeg Toelaatbare verticale vervormingen van vloeren in frequente belastingcombinatie: w 2 + w 3 1/150 x l rep Voor hekwerken en balustrades t.p.v. vloerafscheidingen waarbij de maximale horizontale doorbuiging van de bovenrand en de baluster niet groter mag zijn dan 20 mm w 2 + w 3 1/250 x l rep Voor daken niet intensief gebruikt door personen w 2 + w 3 3/1000 x l rep Voor daken welke intensief gebruikt worden door personen w 2 + w 3 1/500 x l rep Voor vloeren. Vloeren die een scheurgevoelige scheidingswand dragen maximaal 15 mm (voor uitkragingen maximaal 10 mm) Waarin l rep de lengte is van de overspanning of tweemaal de lengte van een uitkraging. blad 9 van 20

10 2.3 Materiaalgegevens Staalconstructies Algemeen : S235 Bouten : 8.8 Ankers : 4.6 blad 10 van 20

11 3 Gewichtsberekening 3.1 Windbelasting windbel a sting windgebied gebied 2 bebouwd? bebouwd hoogte 14,00 m Amsterdam U itwendi ge wi ndbela s ting NEN-EN NB, artikel F w = c sc d x c f x q p(ze) 6.0 c sc d = 1 bouwwerkfactor c pe = 0,8 uitwendige drukcoëfficiënt c pe;zuig = 0,5 uitwendige zuigcoëfficiënt 7.2.2(3) c p;net = 0,85 ( 0,8 + 0,5 ) = 1, c wr = 0,04 wrijvingscoëfficiënt 4.5 q p(ze) = 0,78 stuwdruk P w;druk = 1 x 0,8 x 0,78 = 0,63 kn/m2 p w;zuiging = 1 x 0,5 x 0,78 = 0,39 kn/m2 P w;wrijving = 1 x 0,04 x 0,78 = 0,03 kn/m2 P w;net = 1 x 1,11 x 0,78 = 0,86 kn/m2 Inwendi g e windbelasti ng NEN-EN NB, artikel 5.2(2) 5.2 (2) F i = q p(zi) x c pi 4.5 q p(zi) = 0,78 extreme stuwdruk (is gelijk aan q pe(ze) ) c pi = -0,3 onderdruk 0,2 overdruk P i;onderdruk = 0,78 x -0,3 = -0,23 kn/m2 P i;overdruk = 0,78 x 0,2 = 0,16 kn/m2 blad 11 van 20

12 4 Berekeningen 4.1 Staalconstructie Belastingen Lengte gevel op portaal = 23m Hoogte gevel op portaal = 14m Diepte gebouw = 23m Hoogte belasting op portaal = 1,25 + 8,9 = 10,15m Windbelastingen onderdeel Ψ x Q x l x h Fw: druk + zuiging 1,11 x 0,78 x 23,00 x 10,15 = 202,12 kn. 202,1 kn Wrijvingskrachten vervallen, aangezien de wrijvingsoppervlakte 10% is van 4 maal de totale oppervlakte van de loef- en lijzijde. w i n d b e l a s t i n g e n Uitkomsten berekening: liggers: : HE 280B, sterkte: U.C = 0,593 Kolommen HE 260B, sterkte: U.C = 0,832 blad 12 van 20

13 v e r p l a a t s i n g e n maximale doorbuiging liggers: u max = minimaal, verwaarloosbaar maximale horizontale verplaatsing: w max = 7,7mm = h / 325 akkoord! blad 13 van 20

14 TS/Raamwerken Rel: feb 2017 Project..: 18123A Onderdeel: windbok as KL Dimensies: kn;m;rad (tenzij anders aangegeven) Datum...: Bestand..: G:\docs\15 Projecten\ \18123 Hermitage Amsterdam\ Berekeningen\TS\windbok as KL handmatig.rww Rekenmodel...: 1e-orde-elastisch. Theorie voor de bepaling van de krachtsverdeling: Geometrisch lineair. Fysisch 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) Staal NEN-EN :2006 C2:2009 NB:2011(nl) GEOMETRIE 3 HEB ,500 HEB260 HEB260 1 HEB ,550 0,000 STRAMIENLIJNEN Nr. X Z-min Z-max NIVEAUS Nr. Z X-min X-max blad 14 van 20

15 MATERIALEN Mt Omschrijving E-modulus[N/mm2] S.M. Pois. Uitz. coëff 1 S e-005 PROFIELEN [mm] Prof. Omschrijving Materiaal Oppervlak Traagheid Vormf. 1 HEB280 1:S e e HEB260 1:S e e PROFIELEN vervolg [mm] Prof. Staaftype Breedte Hoogte e Type b1 h1 b2 h2 1 0:Normaal :Normaal KNOPEN Knoop X Z STAVEN St. ki kj Profiel Aansl.i Aansl.j Lengte Opm :HEB260 NDM NDM :HEB260 NDM NDM :HEB280 NDM NDM :HEB280 NDM NDM VASTE STEUNPUNTEN Nr. knoop Kode XZR 1=vast 0=vrij Hoek BELASTINGGEVALLEN B.G. Omschrijving Type 1 e.g. EGZ= Permanente belasting 2 v.b. 2 Ver. bel. pers. ed. (p_rep) 3 wind 7 Wind van links onderdruk A blad 15 van 20

16 BELASTINGEN B.G:1 e.g. Eigen gewicht van alle staven is meegenomen in berekening. Richting: BELASTINGEN B.G:2 v.b. BELASTINGEN B.G:3 wind 203 KNOOPBELASTINGEN B.G:3 wind Last Knoop Richting waarde X BELASTINGCOMBINATIES BC Type 1 Fund G k, Q k, Q k, 3 2 Kar G k, Q k, 3 3 Freq G k, Q k, 2 blad 16 van 20

17 4 Quas G k, Q k, 2 BELASTINGCOMBINATIES BC Type 5 Blij G k, 1 GUNSTIGE WERKING PERMANENTE BELASTINGEN BC Staven met gunstige werking 1 Geen OMHULLENDE VAN DE FUNDAMENTELE COMBINATIES MOMENTEN Fundamentele combinatie DWARSKRACHTEN Fundamentele combinatie blad 17 van 20

18 NORMAALKRACHTEN Fundamentele combinatie REACTIES Kn. X Z M Fundamentele combinatie OMHULLENDE VAN DE KARAKTERISTIEKE COMBINATIES VERPLAATSINGEN [mm] Karakteristieke combinatie STAALPROFIELEN - ALGEMENE GEGEVENS Stabiliteit: Classificatie gehele constructie: Geschoord Doorbuiging en verplaatsing: Aantal bouwlagen: 1 Gebouwtype: Overig Toel. horiz. verplaatsing gehele gebouw: h/300 Kleinste gevelhoogte [m]: 0.0 MATERIAAL Mat Profielnaam Vloeisp. Productie Min. drsn. nr. [N/mm 2 ] methode klasse 1 HEB Gewalst 3 2 HEB Gewalst 3 Partiële veiligheidsfactoren: Gamma M;0 : 1.00 Gamma M;1 : 1.00 KNIKSTABILITEIT Extra Extra Staaf l s y s Classif. y l k n i k ; y aanp. y Classif. z l k n i k ; z aanp. z blad 18 van 20

19 [m] sterke as [m] [kn] zwakke as [m] [kn] Geschoord Geschoord Geschoord Geschoord Geschoord Geschoord Geschoord Geschoord KIPSTABILITEIT Staaf Plts. l gaffel Kipsteunafstanden aangr. [m] [m] 1 1.0*h boven: ,5 onder: , *h boven: ,5 onder: , *h boven: ,55 onder: , *h boven: onder: TOETSING SPANNINGEN Staaf Mat BC Sit Kl Plaats Norm Artikel Formule Hoogste toetsing Opm. nr. U.C. [N/mm 2 ] Begin EN (6.1) Begin EN (6.1) Begin EN (6.1) Einde EN (6.30) TOETSING DOORBUIGING Staaf Soort Mtg Lengte Overst Zeeg u t o t BC Sit u Toelaatbaar [m] I J [mm] [mm] [mm] [mm] *l 3 Vloer db 2.55 N N Eind -0.3 ± db 2 1 Bijk -0.3 ± Vloer db 2.55 N N Eind -0.3 ± db 2 1 Bijk -0.3 ± TOETSING HORIZONTALE VERPLAATSING Staaf BC Sit Lengte u e i n d Toelaatbaar [m] [mm] [mm] [h/] TOETSING HOR. VERPLAATSING GLOBAAL Er is een maximale horizontale verplaatsing van [m] gevonden bij knoop 4 en combinatie 2; belastingsituatie 1 (combinatietype 2). Bij een hoogte van [m] levert dit h / 325 (toel.: h / 300). blad 19 van 20

20 VERVORMINGEN Wbij Karakteristieke combinatie VERVORMINGEN Wmax Karakteristieke combinatie DOORBUIGINGEN Karakteristieke combinatie Nr. staven Zijde positie l r e p w 1 w 2 -- w b i j -- w t o t w c -- w m a x -- [m] [mm] [mm] [mm] [mm][lrep/] [mm] [mm] [mm][lrep/] 3 3 Neg Pos Neg Pos HORIZONTALE VERPLAATSING Nr. staven Zijde h w 1 w 2 w 3 -- w t o t -- [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [h/] 1 1 Pos Pos TOTALE HORIZONTALE VERPLAATSING knoop Zijde h w 1 w 2 w 3 -- w t o t -- [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [h/] 4 Neg Karakteristieke combinatie Karakteristieke combinatie blad 20 van 20