Eurocode 0 - Grondslag voor het ontwerp. Luc Schueremans

Transcriptie

1 urocoe - Gronslag voor het ontwerp Luc Schueremans Prof. r. ir., KULeuven, Departement Burgerlijke Bouwkune, Kasteelpark Arenberg 4, luc.schueremans@bwk.kuleuven.be Mee gebruik van iactisch materiaal uit: Dissemination of information for training: UOCODS Backgroun an Applications workshop, 18- February 8, Brussels, waaroner afkomstig van: H. Bossenmayer, H. Gulvanessian, P. Spehl, J.-A. Calgaro, A. Vrouwenveler, G. Selacek Objectieven N199 N199 beschrijft e principes en e eisen voor e veilighei, e bruikbaarhei en uurzaamhei van e constructies. Beschrijft e basis principes voor het ontwerp en e verificatie van constructies Geeft richtlijnen met betrekking tot aspecten van structurele veilighei. Het is gebaseer op het concept van e grenstoestanen, in combinatie met e methoe van e partiële veiligheisfactoren. 1

2 Link tussen e urocoes N 199 N 1991 Structurele veilighei, Gebruiksgrens en uurzaamhei Belastingen op structuren N 199 N1993 N1994 N1995 N1996 N1999 Ontwerp en etaillering N 1997 N 1998 Seismisch ontwerp Geotechnisch ontwerp Inhou N199: Hoofstuk 1: Algemeenheen Hoofstuk : vereisten Hoofstuk 3: principes van het ontwerp op basis van e grenstoestanen Hoofstuk 4: basis veranerlijken Hoofstuk 5: constructieve analyse en ontwerp onersteun oor experimenten Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren Bijlage A1 Normatief Toepassing op gebouwen Bijlage B Informatief Beheer van e constructieve veilighei van bouwwerken Bijlage C Informatief f Basis voor het ontwerpen met partiële factoren en Bijlage D Informatief Ontwerp onersteun oor experimenten Totaal: 9 pagina s.

3 Hoofstuk 1: Algemeenheen (1)N 199 vestigt e principes en e vereisten voor veilighei, bruikbaarhei en uurzaamhei van constructies, beschrijft e gronslagen voor het ontwerp en nazicht en geeft richtlijnen voor e betrokken aspecten van constructieve betrouwbaarhei. ()N 199 moet in combinatie met N 1991 tot t N 1999 woren gebruikt voor het constructieve ontwerp van gebouwen en werken van burgerlijke bouwkune, met inbegrip van geotechnische aspecten, bran, aarbevingen, uitvoeringsuur en tijelijke constructies. NOOT Voor het ontwerp van speciale constructies (bijv. nucleaire installaties, ammen, enz.) kunnen anere bepalingen noozakelijk zijn an eze gegeven in N 199 tot N (3) N 199 is toepasbaar voor het constructieve ontwerp waar materialen of belastingen buiten het toepassingsgebie van N 1991 tot N 1999 woren beschouw. (4) N 199 is toepasbaar voor e constructieve beooreling van bestaane constructies, bij het opstellen van het ontwerp voor herstelling en veranering of bij het vaststellen van veranering qua gebruik. NOOT Bijkomene bepalingen of amenementen kunnen noozakelijk zijn aar waar aangewezen Uitgangspunten Hoofstuk 1: Algemeenheen keuze van het constructieve systeem en het ontwerp van e constructie zijn gemaakt oor voloene gekwalificeer en ervaren personeel het werk wort uitgevoer oor personeel met e geschikte eskunighei i i en ervaring aequaat toezicht en kwaliteitscontrole woren voorzien tijens e uitvoering van het werk e constructiematerialen en proucten ie gebruikt woren zoals gespecificeer in N199 of in N1991-N1999 of anere relevante uitvoeringsnormen, materiaal- of prouctspecificaties e constructie wort op passene wijze onerhouen e constructie wort gebruikt in overeenstemming met e gestele uitgangspunten NOOT r kunnen gevallen zijn waarbij het noig is e bovenstaane uitgangspunten aan te vullen. 3

4 1.4. Principes en Toepassingsregels: Hoofstuk 1: Algemeenheen (P) Principes: algemene stellingen en bepalingen waarvoor geen alternatief bestaat, noch is toegestaan Toepassingsregels: algemeen aanvaare regels ie volgen uit e Principes en voloen aan e aarin gestele eisen. Het is toegestaan een alternatief toe te passen Hoofstuk 1: Algemeenheen 1.5. Definities: Algemene begrippen gebruikt in N 199 tot N Bijzonere begrippen betreffene het ontwerp in het algemeen Begrippen betreffene belastingen (F) Begrippen betreffene materiaal- en proucteigenschappen (X) Begrippen betreffene geometrische eigenschappen (a) Begrippen betreffene constructieve analyse 4

5 1.5. Definities: Hoofstuk 1: Algemeenheen nkele belangrijke efinities in het licht van e gronslagen voor ontwerp: Belasting l (F) betekent teen kracht ht(belasting) of een opgelege vervorming (vb. Temperatuurseffect of een zetting) ffect van een belasting of belastingseffect () op een ragen bouwelement, (bijv. snee-kracht, spanning, rek) of op e volleige constructie (bijv. vervorming, rotatie) Sterkte (X): mechanische eigenschap van een materiaal, uitgerukt in MPa; Weerstan () is e capaciteit van een element of onereel, of e oorsnee van een element of een onereel van een constructie om een belasting te weerstaan zoner het mechanisch bezwijken, bijv. buigweerstan, knikweerstan, trekweerstan Hoofstuk 1: Algemeenheen 1.6. Symbolen: Belastingen (F) G: blijvene belasting (G) Q: veranerlijke belasting (Q) A: accientele belasting (Q) A e : seismische belasting (A e ) epresentatieve waaren voor belastingen (F rep ) Karakteristieke waare van een variabele belasting (Q k ) Combinatie waare van een variabele belasting (ψ Q k ) Frequente waare van een variabele belasting (ψ 1 Q k ) Quasi-permanente waare van een variabele belasting (ψ Q k ) Materiaaleigenschap (X) weerstan () Geometrie (a) partiële veiligheisfactor () 5

6 Hoofstuk : Vereisten (P) en constructie moet zoanig woren ontworpen en uitgevoer at ze, tijens haar voorziene levensuur, op een betrouwbare en economische manier: alle belastingen en invloeen ie kunnen optreen tijens e bouw en het gebruik oorstaat, en geschikt blijft voor het gebruik waarvoor ze bestem is. (P) isen: Constructieve weerstan ( UGT) Bruikbaarhei ( GGT) Duurzaamhei (e constructie moet ontworpen woren zoat het verval tijens haar ontwerplevensuur e vooropgestele prestatie van e constructie niet in het gerang brengt, rekening houen met haar omgeving en het voorziene onerhousniveau). (P) Bran: in geval van bran moet e constructieve weerstan voloene zijn geurene e voorgeschreven tijsuur ( f ) Hoofstuk : Vereisten obustness (P )en constructie moet zoanig ontworpen en uitgevoer woren at ze niet beschaig wort bij gebeurtenissen zoals : ontploffing, schokbelasting, en het gevolg van menselijke fouten, in een mate ie niet in verhouing staat tot e oorspronkelijke oorzaak xplosion at onan Point 1968 a) plan b) snee (A)Is het minimum van: 5% van e vloeroppervlakte of 1m² in elk van opeenvolgene veriepingen. (B) The lokale schae wegvallen van een kolom 6

7 Hoofstuk : Vereisten (P) Vermijen van potentiële schae: e potentiële gevaren waaraan het bouwwerk kan woren blootgestel voorkomen, uitschakelen of beperken keuze van een constructietype at een geringe kwetsbaarhei toont tov e beschouwe potentiële gevaren; keuze van een constructietype en ontwerp at op een gepaste wijze weerstaat aan het ongewil wegvallen van een afzonerlijk constructief bouwelement of een beperkt eel van e constructie, of aan lokale schae van aanvaarbare grootte zoveel mogelijk raagsystemen vermijen ie kunnen bezwijken zoner voorafgaane waarschuwing zorgen voor e samenhang van e constructieve bouwelementen Hoofstuk : Vereisten Ontwerplevensuur ( ) e aangenomen tijspanne geurene ewelke een constructie of een eel ervan gebruikt wort met e beoele bestemming en het voorzien onerhou maar zoner at verregaane herstellingen noig zijn Ontwerplevensuurklasse levensuur voorbeelen [jaren] 1 1 Tijelijke constructies 1-5 vervangbare constructieve onerelen (vb.:oplegtoestellen) lanbouw en soortgelijke constructies 4 5 gebouwen en anere veel voorkomene constructies 5 1 monumentale gebouwen, bruggen en anere werken van burgerlijke bouwkune 7

8 Beheer van e betrouwbaarhei Beheer van e betrouwbaarhei: Hoofstuk : Vereisten p f p f aanbevolen minimum waare voor e betrouwbaarhei () Betrouwbaarheisklasse C3: hoog verlies aan mensenlevens, economische, sociale gevolgen voor het milieu zeer groot (staium, concertzaal) C: mielmatig verlies aan mensenlevens, economische, sociale gevolgen voor het milieu aanzienlijk (resientiële-kantoorgebouwen) C1: laag verlies van mensenlevens, economische, sociale gevolgen voor het milieu klein of verwaarloosbaar (lanbouwgebouwen, serres) Levensuur Levenuur 1 jaar 5 jaar C: mielmatig verlies aan mensenlevens Beheer van e betrouwbaarhei Hazar isk (x1-6 p.a.) Builing hazars: Structural failure (UK).14 Hoofstuk : Vereisten Hazar isk (x1-6 p.a.) Occupations (UK) Chemical an allie inustries 85 Builing fires (Australia) 4 Ship builing - marine engineering Agriculture Construction inustries ailways Coal mining Quarrying Mining (non-coal) Offshore oil an gas ( ) Natural hazars (USA): Hurricanes (191-7).4 Tornaoes ( ) Lightning (1969) arthquakes (California) General accients (USA 1969) Poisoning Drowning Fires an burns Falls oa accients Sports (USA) Cave exploration (197-78) 45 Glier flying (197-78) Scuba iving (197-78) Hang gliing ( ) Parachuting (1978) All causes (UK, 1977) Whole population Woman age 3 years Man age 3 years Woman age 6 years Man age 6 years

9 Hoofstuk : Vereisten Beheer van e betrouwbaarhei De vereiste betrouwbaarhei wort gehaal oor een ontwerp in overeenstemming met N199-N1999 Verschillene betrouwbaarheisniveau s s mogen: voor constructieve veilighei (UGT) voor bruikbaarhei (GGT) Anere methoes mogen: Probabilistische methoes (Annex A en B) Beheer van e betrouwbaarhei Hoofstuk : Vereisten Betrouwbaar- heisklasse C3 C C1 Aanbevolen oelwaaren voor e betrouwbaarheisinex Bezwijkgrenstoestan (UGT) vermoeiing Gebruiksgrenstoestan (GGT) t L =1 jaar t L =5 jaar t L =1 jaar t L =5 jaar t L =1 jaar t L =5 jaar GGT UGT p f

10 Hoofstuk 3: principes van het ontwerp op basis van e grenstoestanen 3.1. r moet onerschei gemaakt woren tussen e grenstoestanen: Uiterste GrensToestan (UGT) of BezwijkGrensToestanen GebruiksGrensToestanen (GGT) Collapse of the terminal in Paris Progressive weakening partly ue to cracking uring cycles of ifferential thermal movements between concrete shell an curve steel member Hoofstuk 3: principes van het ontwerp op basis van e grenstoestanen 3.1. r moet onerschei gemaakt woren tussen e grenstoestanen: Uiterste GrensToestan (UGT) of BezwijkGrensToestanen GebruiksGrensToestanen (GGT) 3.. Deze grenstoestanen moeten in verban gebracht woren met e ontwerpsituatie: Blijvene ontwerpsituatie Tijelijke ontwerpsituatie ti Accientele ontwerpsituatie (Seismische) ontwerpsituatie 1

11 Hoofstuk 3: principes van het ontwerp op basis van e grenstoestanen Blijvene ontwerpsituaties: ie betrekking hebben op e omstanigheen van normaal gebruik; Tijelijke ontwerpsituaties: ie betrekking hebben op tijelijke omstanigheen toepasbaar op e constructie, bijv. tijens e uitvoering of een herstelling; Accientele ontwerpsituaties: ie betrekking hebben op uitzonerlijke omstanigheen toepasbaar op e constructie of op haar blootstelling, bijv. bran, ontploffing, schokbelasting of lokaal bezwijken; Seismische ontwerpsituaties: ie betrekking hebben op omstanigheen ie van toepassing zijn op een constructie ie onerworpen is aan aarbevingen. Hoofstuk 3: principes van het ontwerp op basis van e grenstoestanen Tijelijke ontwerpsituaties: ie betrekking hebben op tijelijke omstanigheen toepasbaar op e constructie, bijv. tijens e uitvoering of een herstelling; 11

12 Hoofstuk 3: principes van het ontwerp op basis van e grenstoestanen Accientele ontwerpsituaties: ie betrekking hebben op uitzonerlijke omstanigheen toepasbaar op e constructie of op haar blootstelling, bijv. bran, ontploffing, schokbelasting of lokaal bezwijken; Hoofstuk 3: principes van het ontwerp op basis van e grenstoestanen 3.3. UitersteGrensToestanen of bezwijkgrenstoestanen (UGT), betrekking op e veilighei van personen en/of e constructie (inhou), vb.: Bezwijktoestanen verlies van evenwicht van e volleige constructie of een onereel ervan, beschouw als een star lichaam bezwijken oor overmatige vervorming, oor transformatie van e volleige constructie of een onereel ervan in een mechanisme, oor breuk, oor verlies van stabiliteit van e volleige constructie of een eel ervan, inclusief opleggingen en funeringen bezwijken als gevolg van vermoeiing of aner tijsafhankelijke effecten. 1

13 Hoofstuk 3: principes van het ontwerp op basis van e grenstoestanen 3.4. GebruiksGrensToestanen (GGT) hebben betrekking op het functioneren van het bouwwerk; comfort gebruikers, uitzicht, vb.: vervormingen (uitzicht, comfort gebruikers, gebruik van constructie); trillingen (ongemak, functionele efficiëntie); schae ie van aar is het uitzicht, e uurzaamhei of het functioneren van e constructie aan te tasten. Belang: omkeerbaar onomkeerbaar (irreversibel) Hoofstuk 3: principes van het ontwerp op basis van e grenstoestanen 3.5. De te volgen methoe: Constructieve moellen en belastingsmoellen voor relevante grenstoestanen (UGT en GGT) elevante rekenwaaren voor: belastingen (F ) en belastingeffecten ( ) materiaal- en proucteigenschappen (X ) en weerstan ( ) geometrische gegevens (a ) Nazicht voor alle relevante ontwerpsituaties en belastinggevallen (vastleggen kritische belastinggevallen) Methoe van e partiële veiligheisfactoren (alternatief: probabilistische methoes, Bijlage C) Onvolmaaktheen in rekening brengen 13

14 Hoofstuk 4: Basisveranerlijken 4.1. Belastingen en omgevingsinvloeen (F) (1)P Belastingen moeten volgens hun variatie in e tij als volgt ingeeel woren: Blijvene belastingen (G), vb: eigengewicht van constructies, vast materieel en wegbeekking, en onrechtstreekse belastingen veroorzaakt oor krimp en ifferentiële zettingen; Veranerlijke belastingen (Q), vb: opgelege lasten op vloeren van gebouwen, liggers en aken, win- of sneeuwbelastingen; Accientele belastingen (A), vb: bijvoorbeel ontploffingen of schokbelastingen oor voertuigen. Hoofstuk 4: Basisveranerlijken 4.1. Belastingen en omgevingsinvloeen (F) 4(P) Belastingen moeten ingeeel woren volgens hun oorsprong, als rechtstreeks of onrechtstreeks, volgens hun variatie in e ruimte, als vaste of vrije belastingen, of volgens hun type en/of e reactie van e constructie, als statisch of ynamisch (5) en belasting (F) wort beschreven oor een moel. haar grootte wort in het meest voorkomene geval gegeven oor een scalaire groothei ie verschillene representatieve waaren (F rep )kan aannemen. 14

15 Hoofstuk 4: Basisveranerlijken 4.1 (P)Belastingen en omgevingsinvloeen (F) (P) Belangrijkste representatieve waare voor een belasting (F rep ) is e karakteristieke kt ti k waare (F k )( (want: woren veelal lin tabellen aangegeven, cfr.: N 1991) Deze karakteristieke waare moet omschreven woren: als een gemiele waare, een bovenste of een onerste waare, of een nominale waare (ie niet verwijst naar een gekene statistische istributie) (zie N 1991) Hoofstuk 4: Basisveranerlijken Karakteristieke waare van een permanente belasting (G k ): wanneer e variatie van G als klein kan woren beschouw, mag één enkele waare voor G k gebruikt woren ; wanneer e variatie van G niet als klein kan woren beschouw, moet men twee waaren gebruiken: een bovenste waare G k,sup en een onerste waare G k,inf. Uitgangspunt: G~N( G, G ) klassiek: cov =.5 à.1 G k,inf = G.5 = G +z.5 * G = G * G G k,sup = G.95 = G +z.95 * G = G * G 15

16 Hoofstuk 4: Basisveranerlijken Karakteristieke waare van een variabele belasting (Q k ): ofwel een bovenste waare met een vooropgestele kans niet te woren overschreen of een onerste waare met een vooropgestele kans niet te woren bereikt, geurene een bepaale referentieperioe; ofwel een nominale waare, ie mag bepaal woren in het geval er geen statistische vereling beken is. Hoofstuk 4: Basisveranerlijken Anere representatieve waaren voor een variabele belasting: e combinatiewaare ( Q k ): e frequente waare ( 1 Q k ): e quasi-permanente waare ( Q k ): UGT en onomkeerbare GGT accientele UGT en omkeerbare GGT accientele UGT en omkeerbare GGT; berekening van lange termijn effecten Vb.: 5% van t ref vb.: 1% van t ref voor gebouwen, of: terugkeerperioe 1 week voor verkeerslast op bruggen 16

17 Hoofstuk 4: Basisveranerlijken Belasting 1 Opgelege belastingen in gebouwen, categorie (zie N ) Categorie A : huiselijke, resientiële ruimtes Categorie B : kantoorruimtes Categorie C : vergaerruimtes Categorie D : winkelruimtes Categorie : opslagruimtes Categorie F : ruimte met verkeer, gewicht vh voertuig 3kN Categorie G : ruimte met verkeer, 3kN<gewicht vh voertuig16kn Categorie H : aken Sneeuwbelasting op gebouwen (zie N ),7,7,7,7 1,,7,7,5,5,7,7,9,7,5,3,3,6,6,8,6,3 Overige CN listaten, plaatsen gelegen H 1 m zeespiegel. 5,5 Zettingen (N1997) 1, 1, 1, Belastingen tijens constructie N , /, Winbelasting op gebouwen (zie N ),6, Temperatuurseffecten (geen bran) in gebouwen (zie N ),6,5 NOOT e - waaren mogen bepaal woren oor e Nationale Bijlage. Hoofstuk 4: Basisveranerlijken 4. Materiaal en proucteigenschappen (X) Belangrijkste representatieve waare: Karakteristieke waare (X k ): lage waare: 5% quantiel hoge waare: 95% quantiel Opm.: Stijfheisparameters (lasticiteitsmoulus (), kruipcoëfficiënten()) en thermische uitzettingscoëfficiënten (): voorgestel oor gemiele waare. 17

18 Hoofstuk 4: Basisveranerlijken 4.3. Geometrische gegevens Wanneer hun statistische vereling voloene geken is, mogen waaren van e geometrische grootheen ie overeenstemmen met een voorgeschreven fractiel van e statistische vereling ggebruikt woren Vaak: De afmetingen gegeven in het ontwerp mogen als karakteristieke waaren beschouw woren In normen opgegeven specificeke waaren, zoals voor in rekening brengen van imperfecties, te hanteren toleranties opat contstructieonerelen onerling compatibel zijn. Hoofstuk 5: constructieve analyse en ontwerp onersteun oor experimenten 5.1. Constructieve analyse 5.. Ontwerp onersteun oor experimenten 18

19 Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren ekenwaare van geometrische effecten (a ): a a nom a ekenwaaren voor belastingen (F ) en belastingeffecten ( ): F F f S rep F f F k S f F rep FFrep F ; a i 1 f, i rep, i ekenwaaren voor e materiaal- of proucteigenschappen (X ) en e weerstan ( ) ): X k X 1 1 Xk, i m X i ; a i ; a i X X k X, k m i m M S 1, Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren 19

20 3,5 Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren Karakteristieke waare ( k, k ) ekenwaare (, ) 4 f (e) 3 k k,5 f (r) 1,5 1,5 P f =P[<],5 1 1,5,5, [MN] Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren F S f M m

21 Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren In geval van belastingeffect () linear of miner an lineair toeneemt met belasting gelt: F ; a i 1 S f, i rep, i chter, in het geval het belastingeffect () meer an lineair toeneemt met e belasting (F), moet gelen: F ; a i 1 S f, i rep, i Belastingeffect () Belasting (F,N) Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren Uiterste grenstoestanen of Bezwijkgrenstoestanen (UGT) QU: Verlies van statisch evenwicht van e constructie, of een eel ervan, at star wer veronerstel, waarbij: kleine variaties van e waare of e ruimtelijke vereling van belastingen oor één enkele oorzaak van belang zijn, en e sterktes van e constructiematerialen of van e gron algemeen niet bepalen zijn; Nazicht:,st <,stb ST: Intern bezwijken of buitensporige vervorming van e constructie of van een onereel van e constructie, met inbegrip van funeringszolen, palen, kelermuren, enz. waarbij e sterkte van e bouwmaterialen van e constructie bepalen is; Nazicht: < GO: Bezwijken of overmatige vervorming van e gron waarbij e sterktes van e onergron of e rots van belang zijn voor e geboen weerstan ; Nazicht: < FAT: Bezwijken oor vermoeiing van e constructie of constructie - onerelen 1

22 Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren Uiterste grenstoestanen of Bezwijkgrenstoestanen (UGT) QU: Verlies van statisch evenwicht Nazicht:,st <,stb ST/GO: Intern bezwijkenwaarbij e sterkte van e bouwmaterialen van e constructie bepalen is; Nazicht: < Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren Uiterste grenstoestanen of Bezwijkgrenstoestanen (UGT) QU: Verlies van statisch evenwicht - Nazicht:,st <,stb GO/ST: Intern bezwijken waarbij e sterkte van e bouwmaterialen van e constructie bepalen is; Nazicht: <

23 Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren Uiterste grenstoestanen of Bezwijkgrenstoestanen (UGT) Funamentele 6.1 combinaties: blijvene of tijelijke ontwerpsituaties 6.1a Accientele ontwerpsituaties 6.1b 6.11 G, jgk,j"+" PP"+" Q,1Qk,1"+" j 1 i>1 j 1 j 1 G, j G k, j j G, j G " " P" " k, j P P Q,1 k,1 " " " " Q,1,1 k,1 " " P" " Q Q,i Q i 1 i 1 Met.851. voor ongunstige inwerking van G j 1 G Q,i Q, i Q, i k,i, i k, j" " P"+" A "+"( 1,1 or,1)qk,1"+", iqk,i i1, i Q Q k, i k, i Seismische ontwerpsituaties 6.1 j 1 Gk, j " " P"+" A"+",iQ i1 k,i Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren Te hanteren tabellen met pariële factoren - ANB UGT [QU] UGT [ST] Zoner geotechnische belastingen A1.(A) A1.(B) Constructieve weerstan Funering UGT [ST] met Benaering 1 A1.(B) en A1.(C) Constructieve weerstan geotechnische Benaering A1.(B) funering belastingen ULS [GO] Benaering 3 A1.(B) en A1.(C) Geotechnische belastingen Anere belastingen 3

24 Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren ekenwaaren van belastingen [QU] (Stel A) Tabel A1.(A) Blijvene of tijelijke Blijvene belastingen Overheersene veranerlijke Begeleiene veranerlijke belastingen ontwerp situaties belasting (*) Ongunstig Gunstig Hoof (esgevallen) Anere (q. 6.1) Gj,sup G kj,sup Gj,inf G kj,inf Q,1 Q k,1 Q,i,i Q k,i (*) De veranerlijke belastingen zijn eze ie woren beschouw in Tabel A1.1 Gj,sup = 1,1 en Gj,inf =,9 j p j Q,1 = Q,i = 1,5 wanneer ongunstig ( wanneer gunstig) CC1 CC CC3 Gj,sup / Gj,inf 1.5/ / /.85 Q,1 1.3/. 1.5/. 1.8/. Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren ekenwaaren van belastingen [ST/GO] (Stel B) Tabel A1.(B) Blijvene of tijelijke Blijvene belastingen Overheersene veranerlijke Begeleiene veranerlijke belastingen ontwerp situaties belasting (*) Ongunstig Gunstig Hoof (esgevallen) Anere (q. 6.1) Gj,sup G kj,sup Gj,inf G kj,inf Q,1 Q k,1 Q,i,i Q k,i (q. 6.1a) Gj,sup G kj,sup Gj,inf G kj,inf Q,1,1 Q k,1 Q,i,i Q k,i (q. 6.1b) Gj,sup G kj,sup Gj,inf G kj,inf Q,1 Q k,1 Q,i,i Q k,i (*) De veranerlijke belastingen zijn eze ie woren beschouw in Tabel A1.11 Gj,sup = 1,35 en Gj,inf = 1, Q,1 = Q,i =1,5 wanneer ongunstig ( wanneer gunstig) =,85 (zoat Gj,sup =,85 1,35 1,15) CC1 CC CC3 Gj,sup / Gj,inf 1./ /1. 1.5/1. Q,1 1.3/. 1.5/. 1.8/. 4

25 Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren ekenwaaren van belastingen [ST/GO] (Stel C) Tabel A1.(C) Blijvene of tijelijke Blijvene belastingen Overheersene veranerlijke Begeleiene veranerlijke belastingen ontwerp situaties belasting (*) Ongunstig Gunstig Hoof (esgevallen) Anere (q. 6.1) Gj,sup G kj,sup Gj,inf G kj,inf Q,1 Q k,1 Q,i,i Q k,i (*) De veranerlijke belastingen zijn eze ie woren beschouw in Tabel A1.1 Gj,sup = 1, en Gj,inf =1, Q,1 = Q,i = 1,1 wanneer ongunstig ( wanneer gunstig) CC1 CC CC3 Gj,sup / Gj,inf 1./1. 1./1. 1./1. Q,1 1.1/. 1.1/. 1./. Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren ekenwaaren van belastingen Accienteel & Seismisch Tabel A1.3 Ontwerpsituatie Blijvene belastingen Accientele of Begeleiene veranerlijke seismische belastingen belastingen Ongunstig Gunstig Hoof Anere (esgevallen) Accienteel (q. 6.11) G kj,sup G kj,inf A 1,1 Q k,1,i Q k,i Seismisch G kj,sup G kj,inf A,i Q k,i (q. 6.1) 5

26 Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren Gebruiksgrenstoestanen (GGT): Nazicht: < C C : begrenzene rekenwaare van het relevante gebruikscriterium, : e rekenwaare van e belastingeffecten bepaal in het gebruikscriterium, bekomen op basis van een relevante combinatie Karakteristieke combinatie (GGT-irreversibel) 6.14 Frequente 6.15 combinatie (GGT-reversibel) Quasi-permanente 6.16 combinatie (GGT-reversibel) G kj "+" Pk "+" Qk1 "+" j 1 i 1 i Q G k, j "+"P "+" 11 1,1 Qk1 k,1 "+",i Q k,i j 1 i 1 Gk, j "+"P "+",iqk,i j 1 i 1 ki Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren Gebruiksgrenstoestanen (GGT): Nazicht: <C C : begrenzene rekenwaare van het relevante gebruikscriterium, : e rekenwaare van e belastingeffecten bepaal in het gebruikscriterium, bekomen op basis van een relevante combinatie Karakteristieke combinatie (GGT-irreversibel) 6.14 Frequente 6.15 combinatie (GGT-reversibel) Quasi-permanente 6.16 combinatie (GGT-reversibel) G kj "+" Pk "+" Qk1 "+" j 1 i 1 i Q G k, j "+"P "+" 11 1,1 Qk1 k,1 "+",i Q k,i j 1 i 1 Gk, j "+"P "+",iqk,i j 1 i 1 ki 6

27 Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren ekenwaaren van belastingen GGT Tabel A1.4 Combinatie Blijvene belastingen G Veranerlijke belastingen Q Ongunstig Gunstig Hoof Anere Karakteristiek G kj,sup G kj,inf Q k,1,i Q k,i Frequent G kj,sup G kj,inf 1,1 Q k,1,i Q k,i Quasi-permanent G kj,sup G kj,inf,1 Q k,1,i Q k,i Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren - Voorbeel Aangrijpene belastingen: G kr : eigen gewicht van het ak G kf : eigen gewicht van een veriepingsvloer Q kr : nuttige belasting op het ak Q kf : nuttige belasting op een vloer W k : winbelasting UGT: belastingcombinaties (6.1) G, jgk,j"+" PP"+" Q,1Qk,1"+" Q,i,iQk,i j 1 i>1 Partiële veiligheisfactoren i en combinatiefactoren: t G,inf =1. =.7 (voor nuttige belastingen (kantoorfunctie)) G,sup =1.35 =.6 (voor winlast op gebouwen) Q =1.5 7

28 Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren ekenwaaren van belastingen [ST/GO] (Stel B) Tabel A1.(B) Blijvene of tijelijke Blijvene belastingen Overheersene veranerlijke Begeleiene veranerlijke belastingen ontwerp situaties belasting (*) Ongunstig Gunstig Hoof (esgevallen) Anere (q. 6.1) Gj,sup G kj,sup Gj,inf G kj,inf Q,1 Q k,1 Q,i,i Q k,i (q. 6.1a) Gj,sup G kj,sup Gj,inf G kj,inf Q,1,1 Q k,1 Q,i,i Q k,i (q. 6.1b) Gj,sup G kj,sup Gj,inf G kj,inf Q,1 Q k,1 Q,i,i Q k,i (*) De veranerlijke belastingen zijn eze ie woren beschouw in Tabel A1.11 Gj,sup = 1,35 en Gj,inf = 1, Q,1 = Q,i =1,5 wanneer ongunstig ( wanneer gunstig) =,85 (zoat Gj,sup =,85 1,35 1,15) CC1 CC CC3 Gj,sup / Gj,inf 1./ /1. 1.5/1. Q,1 1.3/. 1.5/. 1.8/. Hoofstuk 4: Basisveranerlijken Belasting 1 Opgelege belastingen in gebouwen, categorie (zie N ) Categorie A : huiselijke, resientiële ruimtes Categorie B : kantoorruimtes Categorie C : vergaerruimtes Categorie D : winkelruimtes Categorie : opslagruimtes Categorie F : ruimte met verkeer, gewicht vh voertuig 3kN Categorie G : ruimte met verkeer, 3kN<gewicht vh voertuig16kn Categorie H : aken Sneeuwbelasting op gebouwen (zie N ),7,7,7,7 1,,7,7,5,5,7,7,9,7,5,3,3,6,6,8,6,3 Overige CN listaten, plaatsen gelegen H 1 m zeespiegel. 5,5 Zettingen (N1997) 1, 1, 1, Belastingen tijens constructie N , /, Winbelasting op gebouwen (zie N ),6, Temperatuurseffecten (geen bran) in gebouwen (zie N ),6,5 NOOT e - waaren mogen bepaal woren oor e Nationale Bijlage. 8

29 Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren - Voorbeel Aangrijpene belastingen: Win als hoofbelasting 1of135G G 7(15Q 1.5W k +.7(1.5Q kr ) k Nuttige belasting op het ak als hoofbelasting.6(1.5w k ) 1. of 1.35G k + (1.5Q kr ) 1.5W k 1. of 1.35G k +.7(1.5Q kf ).6(1.5W k ) 1. of 1.35G k +.7(1.5Q kf ) 1.5W k 1. of 1.35G k +.7(1.5Q kf ) 1. of 1.35G.6(1.5W k ) k +.7(1.5Q kf ) Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren - Voorbeel Aangrijpene belastingen: Nuttige belasting op veriepingsvloer Geen winlast en nuttige belasting als hoofbelasting op ak als hoofbelasting.6(1.5w k ) 1. of 1.35G k +.7(1.5Q kr ) 1. of 1.35G k + (1.5Q kr ).6(1.5W k ) 1. of 1.35G k + (1.5Q kf ) 1. of 1.35G k +.7(1.5Q kf ) 6(15W.6(1.5W k ) 1. of 1.35G k + (1.5Q kf ) 1. of 1.35G k +.7(1.5Q kf ) 9

30 Hoofstuk 6: nazicht oor e methoe van e partiële factoren - Voorbeel Aangrijpene belastingen: Geen winlast en nuttige belasting op veriepingsvloer als hoofbelasting 1. of 1.35G k +.7(1.5Q kr ) 1. of 1.35G k + (1.5Q kf ) 1. of 1.35G k + (1.5Q kf ) Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - Bijlage B Informatief Beheer van e constructieve veilighei van bouwwerken Bijlage C Informatief Basis voor het ontwerpen met partiële factoren en baarheisanal se Doelstellingen: Gevolgklassen (:Consequences classes CC) Differentiëren in beta-waaren () en partële factoren Achtergron bij e methoes gebaseer op e partiële factoren Achtergron bij probabilistisch ontwerpen 3.5 (5) Als alternatief, mag een ontwerp gebaseer op probabilistische methoes woren toegepast. ef.: -select publications select jcss moel coe 3

31 Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - Bijlage B Informatief Beheer van e constructieve veilighei van bouwwerken Bijlage C Informatief Basis voor het ontwerpen met partiële factoren en baarheisanal se Gevolgklasse Omschrijving Voorbeelen van gebouwen en werken van burgerlijke bouwkune CC3 Hoog: voor het verlies aan mensenlevens, economische, sociale Staiums, publieke gebouwen waarbij e gevolgen van het falen groot zouen gevolg of gevolgen voor het milieu zeer zijn (bijv. een concertzaal) groot CC Mielmatig: voor het verlies aan mensenlevens, economische, sociale esientiële en kantoorgebouwen, openbare gebouwen waarbij e gevolg of gevolgen voor het milieu gevolgen van het falen mielmatig CC1 aanzienlijk Laag: voor het verlies van mensenlevens, economische, sociale gevolg of gevolgen voor het milieu klein of verwaarloosbaar zouen zijn (bijv. een kantoorgebouw) Gebouwen voor e lanbouw waar mensen, normaal gezien, niet binnengaan (bijv. opslagplaatsen), serres Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - Gevolgklassen (CC) Betrouwbaarheisklassen (C) Gevolgklasse Omschrijving Betrouwbaarheis- klasse (in het ngels Consequence (in het ngels 1 jaar Class) eliability Class) referentieuur Minimum waare voor /p f 5 jaar referentieuur CC3 CC CC1 Hoog Mielmatig Laag C3 5, 1-7 4,3 C 4, ,8 C1 4, ,3 p f p f

32 Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - Hoe verschillene Betrouwbaarheisklassen verkrijgen? B3.3 Differentiatie oor maatregelen met betrekking tot partiële factoren (K Fi ) B4 Differentiatie op het toezicht op het ontwerp (: Design Supervision Level) B5 (Differentiatie op) inspectie tijens e uitvoering (: Inspection Level) B6 Partiële factoren voor weerstanseigenschappen K FI - factor voor belastingen Betrouwbaarheisklasse C1 C C3 K FI,9 1, 1,1 Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - Hoe verschillene Betrouwbaarheisklassen verkrijgen? B3.3 Differentiatie oor maatregelen met betrekking tot partiële factoren (K Fi ) B4 Differentiatie op het toezicht op het ontwerp (: Design Supervision Level) B5 (Differentiatie op) inspectie tijens e uitvoering (: Inspection Level) B6 Partiële factoren voor weerstanseigenschappen Niveau van toezicht op het ontwerp DSL3 m.b.t. C3 DSL m.b.t C DSL1 m.b.t. C1 Minimum aanbevolen vereisten voor het nazicht Karakteristieken van e berekeningen, tekeningen en specificaties Uitgebrei toezicht Nazicht oor eren : nazicht uitgevoer oor een organisatie ie verschilt van eze ie het ontwerp heeft voorberei Nazicht oor personen verschillen van eze ie Normaal toezicht oorspronkelijk verantwoorelijk waren en in overeenstemming met e proceure van e organisatie igen nazicht: Normaal toezicht nazicht oor e persoon ie het ontwerp heeft voorberei 3

33 Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - Hoe verschillene Betrouwbaarheisklassen verkrijgen? B3.3 Differentiatie oor maatregelen met betrekking tot partiële factoren (K Fi ) B4 Differentiatie op het toezicht op het ontwerp (: Design Supervision Level) B5 (Differentiatie op) inspectie tijens e uitvoering (: Inspection Level) B6 Partiële factoren voor weerstanseigenschappen Inspectieniveaus Karakteristieken Vereisten IL3 m.b.t. C3 IL m.b.t. C Uitgebreie inspectie Normale inspectie Inspectie oor eren Inspectie in overeenstemming met e proceure van e organisatie IL1 m.b.t. C1 Normale inspectie igen inspectie Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - 4 Niveau s waarop e veilighei kan bereken woren Deterministische methoes Probabilistische methoes Historische methoes mpirische methoes (Niveau ) FOM/SOM (Niveau II) Volleig probabilistisch (Niveau III) Calibratie Calibratie Calibratie Semi-probabilistische methoe (Niveau I) Ontwerp op basis van partiële factoren 33

34 Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - Basis --probleem Toevalsvariabelen : e weerstan (: resistance) : het effect van e aangrijpene belastingen f r t t 1 1 (t) 75 5 f e t t 1 5 (t) Time [y] Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - 4 Niveau s waarop e veilighei kan bereken woren Deterministische methoes Probabilistische methoes Historische methoes mpirische methoes (Niveau ) FOM/SOM (Niveau II) Volleig probabilistisch (Niveau III) Calibratie Calibratie Calibratie Semi-probabilistische methoe (Niveau I) Ontwerp op basis van partiële factoren 34

35 Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - Ontwerp beantwoort aan methoe van partiële veiligheisfactoren: G k = 1 MN an: G =1.35 f yk = 35 N/mm² an: M =1.1 A = 6319 mm² De ontwerpwaaren zijn zo gekozen at net wort volaan: = G = G x G k = 1.35 x 1 MN = 1.35 MN; =A x f yk / M = 6319 mm² x 35 N/mm² / 1.1 = 1.35 MN Controle: OK Omzetten naar basis - probleem: Toevalsvariabelen: =A.f y =G Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - 4 Niveau s waarop e veilighei kan bereken woren Deterministische methoes Probabilistische methoes Historische methoes mpirische methoes (Niveau ) FOM/SOM (Niveau II) Volleig probabilistisch (Niveau III) Calibratie Calibratie Calibratie Semi-probabilistische methoe (Niveau I) Ontwerp op basis van partiële factoren 35

36 Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - Omzetten naar basis - probleem: Toevalsvariabelen: =A.f y =G Controle: 1. 77MN N N, N1.77MN,.14MN, N1 MN,.1MN. 14MN g Afy G g,, het veilige gebie, g,, e kritieke situatie en g,, het onveilige gebie. Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - Faalkans voor een vooropgestele referentieperioe: t L (Levensuur) f voor een referentieperioe tl p P, p f = P[<] 3 f (e) f (r)

37 Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - Faalkans voor een vooropgestele referentieperioe: t L (Levensuur) f voor een referentieperioe tl, f r, ere p P, p f P g,, voor g, t L g(,s)=.5 S g(,s)< g,, het veilige gebie, g,, e kritieke situatie en g,, het onveilige gebie. 1.5 g(,s)> Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - Faalkans voor een vooropgestele referentieperioe: t L (Levensuur) f voor een referentieperioe tl, f r, e re p P, p f P g, g,, voor tl unsafe g(,)= unsafe safe 37

38 Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - Faalkans voor een vooropgestele referentieperioe: t L (Levensuur) p f p f P P Z Z z MN Z : Z MN U N,1 Z z z z PZ P PU z z z z z pf PU z z z p f z Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - elatie faalkans (p f ) betrouwbaarheisinex () p f p f Betrouw- Aanbevolen oelwaaren voor e betrouwbaarheisinex baar- Bezwijkgrenstoestan vermoeiing Gebruiksgrenstoestan heis- klasse (UGT) (GGT) t L =1 jaar t L =5 jaar t L =1 jaar t L =5 jaar t L =1 jaar t L =5 jaar C C C

39 Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - C.6 Afleien van Streefwaaren voor e betrouwbaarheisinex P(> )=(+ ) (-.7) (C.6a) P( ) )=(- ) ) (+.8) ( ) (C.6b) Met aangenomen: = -.7 =,8 Leit it tot ontwerpwaaren: Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - 4 Niveau s waarop e veilighei kan bereken woren Deterministische methoes Probabilistische methoes Historische methoes mpirische methoes (Niveau ) FOM/SOM (Niveau II) Volleig probabilistisch (Niveau III) Calibratie Calibratie Calibratie Semi-probabilistische methoe (Niveau I) Ontwerp op basis van partiële factoren 39

40 3.5 Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - C.6 Afleien van Streefwaaren voor e betrouwbaarheisinex k k k k 1.5 P( )=(- ) 1 P( )=1-(- ) k Leit it tot ontwerpwaaren: MN MN.5 k Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - C.6 Afleien van Streefwaaren voor e betrouwbaarheisinex 1 g(u)< 9 u 8 onveilig 7 g(u)= 6 omein 5 4 u* 3 u * u-3 * u = g(u)> veilig omein Contourlijnen van e gezamenlijke kansmassafunctie: f UrUe (u,u ) u u * * 1 met : g min u i u i i 1 g(u)=g(u,u ) u *= en u *=.565 =.871 en =-.577 n g u i g u i uu* u * u u

41 Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - C.6 Afleien van Streefwaaren voor e betrouwbaarheisinex S.5 6 x x u (u* u S,u* S ) 1.5 S*=1.6 1 (*,S*) x x u x 4 x - u* S =.55 =.818 S =-.575 u* =-3.6 u.5 *= n T i ui i Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - De ontwerpwaaren zijn Methoe I partiële veiligheisfactoren: =A x f yk / M = 6319 mm² x 35 N/mm² / 1.1 = 1.35 MN = G = G x G k = 1.35 x 1 MN = 1.35 MN; G k De ontwerpwaaren zijn Methoe II: * u * u MN MN u u * * u * Methoe overeenkomstig N199 stap 1: stel vereist: = MN 3MN Methoe overeenkomstig N199 stap : MN 1.34MN

42 Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - ekenwaaren voor belastingen (F ) en belastingeffecten ( ): F F f rep F f F k S f Frep F Frep k MN ( g =1.35) 1.7MN MN ekenwaaren voor e materiaal- of proucteigenschappen (X ) en e weerstan ( ): X S X X k m X k m X k M F k F k k MN k M M k 1.57MN MN ( M =1.1) Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - Bepalen van partiële factoren: 4 3,5 3,5 k =1.635 MN k = MN f (e) k k =1.34 MN = 1.7 MN f (r) 1,5 1 P f =P[<],5,S [MN],5 1 1,5,5 4

43 Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - 4 Niveau s waarop e veilighei kan bereken woren Deterministische methoes Probabilistische methoes Historische methoes mpirische methoes (Niveau ) FOM/SOM (Niveau II) Volleig probabilistisch (Niveau III) Calibratie Calibratie Calibratie Semi-probabilistische methoe (Niveau I) Ontwerp op basis van partiële factoren Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei -. f y,k = N/mm².15 f y,k = 44.9 N/mm² f y,k = 35 N/mm².1.5 f (): Normal f (): LogNormal f y [N/mm²] 43

44 Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei - Faalkans voor een vooropgestele referentieperioe: t L (Levensuur) f voor een referentieperioe tl p P, p f = P[<] 3 f (e) f (r) Bijlage B en C: Beheer van betrouwbaarhei = = z u 6 4 z Vereling: niet langer normaal, maar lognormaal; Anere mogelijkheen: Gecorreleere toevalsvariagelen; Grenstoestansfunctie: niet langer lineair; Meerere faalmoes in rekening te brengen tegelijkertij z - -4 u =-3.5 u u =3.31 u

45 eferenties 1. ISO 394: General principles on reliability for structures. Gulvanessian H, Calgaro J-A, Holicky M: Designers Guie to N 199: urocoe: Basis of Structural Design. Thomas Telfor,. 3. JCSS ocuments ( Dank voor uw aanacht Vragen? 45