Cluster: RIBACS YRRUGHPRGXOHULE%0&F. Een oriëntatie op het dimensioneren van draagconstructies

Transcriptie

1 +2*(6&+22/5277(5'$0 Cluster: RIBACS 02'8/(:,-=(5 YRRUGHPRGXOHULE%0&F %(*,11(10(7&216758(5(1 Een oriëntatie op het dimensioneren van draagconstructies Module-Code : ribbmc01c Opgesteld door : ing. M. Bierma Aanmaakdatum : juni 2005 Aangepastr : juni 2006 Studielast : 84 sbu (3 stp.) Opleiding : Bouwkunde / Civiele Techniek / Ruimtelijke Ordening en Planologie

2 Fase : Propedeuse, kernprogramma 1 e kwartaal,1+28'623*$9( 'HRSGUDFKWHQ 'HHLQGRSGUDFKW 6WUDWHJLH :HHNRSGUDFKWHQ %HJHOHLGLQJ 2UJDQLVDWLH %HRRUGHOLQJ 9HUDQWZRRUGLQJ %LMODJHVFKHPDZHHNLQGHOLQJ %LMODJHVFKHWVFDUSRUW %LMODJHFRQVWUXFWLHHQEHODVWLQJVFKHPDV 1

3 'H&DUSRUW &RPSHWHQWLHV 7LWHO &RQWH[W: /LWHUDWXXU 2SGUDFKWJHYHU 5ROVWXGHQW Controle constructieve elementen op bezwijken(c3) Het construeren van een carport Beschermen wagen tegen weersinvloeden Mechanica Toepassingen in de bouw en waterbouw (F.Vink) Particulier Het ingenieursbureau waarvoor jij werkt wil dat je het ontwerp van de opdrachtgever controleert op constructieve aspecten. 1.De opdrachten: 'HHLQGRSGUDFKW Aan het einde van deze cursus kan je van een eenvoudig gebouw de horizontaal dragende constructieve elementen berekenen op sterkte. Daarnaast kan je de krachten ontbinden en samenstellen die nodig zijn om bijvoorbeeld de stabiliteit van een gebouw te garanderen. De opdracht bestaat uit het maken van sterkteberekeningen van de horizontaal dragende elementen van een carport (zie bijlage 2) en de stabiliteitsberekeningen van dit gebouw. De opdracht wordt gemaakt in groepjes van twee studenten. Aan het einde van de cursus wordt een vergelijkbare opdracht individueel gemaakt in een tentamensetting. 6WUDWHJLH Elk bouwwerk, civiel of bouwkundig, moet minimaal aan drie constructieve eisen voldoen: a. het moet sterk zijn b. het moet stabiel zijn c. de vervorming moet binnen de grenzen blijven. In deze module wordt een begin gemaakt met het leren ontwerpen van constructies en het beoordelen ervan of het aan de drie genoemde eisen voldoet. Sterkteberekening (mechanica) staat hierin centraal. Aan de hand van een eenvoudig bouwwerk wordt in een aantal opdrachten de meest elementaire rekenprincipes duidelijk die nodig zijn om een sterkteberekening uit te voeren. Belangrijk in dit verband is het ontwerp van het gebouw, de toegepaste materialen en de belastingen (uitwendige krachten) die op de constructie werken. Het ontwerp en de toegepaste materialen zijn een keuze van de architect en/of constructeur. De belasting wordt bepaald door de locatie, afmetingen en functie van het gebouw. Zo zal bij hoogbouw de windbelasting van grote invloed zijn en bij grote dakoppervlaktes zoals bij industriehallen de sneeuwbelasting. Verdiepingsvloeren worden meestal belast door personen en inrichting, hierbij speelt de functie van het gebouw een grote rol. Het maakt een groot verschil of we te maken hebben met een vloer in een dancing of een vloer in een woning. De volgorde waarin de diverse constructieonderdelen berekend moeten worden ligt niet altijd bij voorbaat vast maar er is meestal wel een voorkeur. Alle belasting moet uiteindelijk naar de 2

4 fundering afgedragen worden, door de weg te volgen die de belasting moet doorlopen om bij de fundering te komen is de volgorde eigenlijk al bepaald (vloer/dak - balk - kolom - fundering). Om het probleem van een constructieberekening adequaat aan te pakken wordt van elk onderdeel eerst een constructie- en belastingschema gemaakt. Het constructieschema laat de overspanning, de geometrie en materiaal van de doorsnede en het opleggingsprincipe zien. Het belastingschema maakt duidelijk met welke typen belastingen we te maken kunnen krijgen alsmede de plaats en grootte ervan. Wanneer éénmaal de constructie voldoende geschematiseerd is kan eraan gerekend worden. In deze cursus houdt het berekenen in dat er een antwoord wordt gegeven op de vraag wat het lichtste profiel is dat toegepast kan worden voordat de constructie bezwijkt. :HHNRSGUDFKWHQ Omdat het berekenen van zelfs zo n éénvoudig gebouw tamelijk complex is wordt in deze opdracht een aantal gegevens verstrekt, waaronder de belasting, die eigenlijk zelf uitgezocht moeten worden. Het uitzoeken van deze gegevens komt in de cursus ribbob01 aan de orde. Om je de theorie die hierbij nodig is eigen te maken worden instructiecolleges gegeven met parallel daaraan praktijkopdrachten die wekelijks gemaakt moeten worden. Uiteindelijk resulteert de verzameling deelopdrachten in de eindopdracht. In het schema in bijlage 2 is per week aangegeven welke deelopdracht gemaakt moet worden alsmede de relevante theorie die hierop van toepassing is en tijdens de instructiecollege behandeld wordt. %HJHOHLGLQJ De student verwerft de informatie door het volgen van hoor- en instructiecolleges en zelfstudie. Daarnaast wordt er geoefend door het maken van opgaven uit het boek Toegepaste Mechanica. De opdracht die gedaan moet worden gebeurt in groepen van twee studenten en de voortgang ervan wordt wekelijks besproken. Na bespreking wordt de uitwerking zonodig aangepast en aangevuld. De deelopdrachten worden ingeleverd in week 3, 6 en 9 en moeten voorzien zijn van voorblad, naam, stud.nr., inhoudsopgave, de uitgewerkte opdrachten en een conclusie. De bijeenkomsten zien er in grote lijnen als volgt uit maar kunnen, als er redenen voor zijn, door de docent aangepast worden: min. schriftelijke toets over de stof voorgaande week min. bespreken opgaven en opdracht afgelopen week x 40 min. behandelen nieuwe stof min. bespreken nieuwe opdracht en opgaven boek. Het volgen van de colleges is verplicht en de student moet kunnen aantonen zich voldoende ingezet te hebben. Indien hier niet aan voldaan wordt kan dat negatieve gevolgen hebben op de eindbeoordeling of uitsluiting voor het tentamen 3

5 2UJDQLVDWLH De studiebelasting van deze module is 3 ECTS, van de 84 sbu s worden 32 ingevuld door colleges, de rest is beschikbaar voor zelfstudie, tentamen en de opdrachten. Hieruit volgt dat een hoge mate van zelfstandigheid van de student verwacht wordt. Het tijdstip en de locatie waarop de colleges worden gegeven wordt bekend gemaakt door het bedrijfsbureau. 4. Beoordeling D,QOHLGLQJEHRRUGHOLQJ De beoordeling van de cursus bestaat uit de eindopdracht (casustoets). Alleen bij een voldoende eindopdracht, gehonoreerd met een 6, kunnen met de deelopdrachten 4 extra punten worden verdiend. E (LQGRSGUDFKWFDVXVWRHWV met de afsluitende eindopdracht kan de student laten zien dat de in de cursus aangeleerde werkmodellen in een nieuwe situatie juist toegepast kunnen worden. De casus wordt in de 7 e moduleweek meegegeven zodat de student deze kan bestuderen. De eindopdracht kan als volgt beoordeeld worden: - De eindopdracht is voldoende uitgewerkt, het cijfer is een 6 - De eindopdracht is onvoldoende uitgewerkt, het cijfer is een 4, er dient te worden herkanst - De eindopdracht is verprutst of niet gemaakt, het cijfer is een2, er dient te worden herkanst. F 'HHORSGUDFKWHQ. De deelopdrachten zijn diagnostische momenten en geven de student een signaalfunctie van wel of niet in orde. 'HGHHORSGUDFKWHQNXQQHQQLHWZRUGHQKHUNDQVW. De deelopdrachten worden, alleen als ze op tijd zijn ingeleverd, beoordeeld als volgt: - de deelopdracht is uitzonderlijk goed uitgewerkt, er zijn bonuspunten verdiend. - de deelopdracht is onvoldoende of matig uitgewerkt, er zijn geen bonuspunten verdiend. De deelopdrachten worden gehonoreerd met bonuspunten als volgt: - 1 e deelopdracht 1,5 bonuspunt - 2 e deelopdracht 1,5 bonuspunt - 3 e deelopdracht (wekelijkse toetsen) 1 bonuspunt G +HUNDQVLQJ Alleen de eindopdracht kan herkanst worden. - de (herkansings)eindopdracht is voldoende uitgewerkt, het eindcijfer is een 6 - de (herkansings)eindopdracht is onvoldoende uitgewerkt, het eindcijfer is een 4 - de (herkansings)eindopdracht is verprutst of niet gemaakt, het eindcijfer is een 2 4

6 H 0RGXOHFLMIHU De eindbeoordeling (modulecijfer) van de cursus is als volgt: Een, eindopdracht onvoldoende na herkansing, de cursus moet volledig over gedaan worden. Een, idem Een, eindopdracht voldoende. Een, eindopdracht voldoende plus 1 bonuspunt voor uitzonderlijk goed uitgewerkte deelopdracht. Een, eindopdracht voldoende plus 2 bonuspunten voor uitzonderlijk goede deelopdrachten Een, eindopdracht voldoende plus 3 bonuspunten voor uitzonderlijk goede deelopdrachten Een, eindopdracht voldoende plus 4 bonuspunten voor uitzonderlijk goede deelopdrachten. 9HUDQWZRRUGLQJ Na afloop van de module is de student in staat om: - Constructies te schematiseren. - Krachten ontbinden en samen te stellen. - Oplegreacties, dwarskrachten, normaalkrachten en momenten in constructies te bepalen. - Weerstands- en Traagheidsmomenten van doorsneden te bepalen - Spanningen in constructies te berekenen. Door de werkvolgorde aan te houden zoals in deze module gehanteerd wordt is de student in staat om op een adequate manier van een éénvoudige constructie diverse constructieonderdelen te kunnen beoordelen op sterkte. 5

7 BEGINNEN MET CONSTRUEREN kwartaal1 week theorie boek onderwerpen opdrachten aanvullende informatie F.Vink FDUSRUW 1 Samenstellen en ontbinden van krachten vectormeetkunde Hst. 4 Bijlage 1 kracht, massa schematiseer de constructie v.d. windverbanden Bereken deze krachten kracht en geometrie constructie wordt gegeven 2 Wet van Hooke Hst. 10, 11, Sterkte, spanning, Bereken bovengenoemde profieldoorsnede + materiaal- 12 en 13 elasticiteit constructie op sterkte en bepaal eigenschappen wordt gegeven verlenging/verkorting v.d. onderdelen 3 Momentenstelling evenwichtsvoorwaarden Hst. 5, 6 en 7 Schematisering opleggingen Schematiseer secundaire en primaire liggers en ligger berekenen met q-last en als alternatief F-kracht bepaal oplegreacties krachten worden gegeven 4 Momentenstelling evenwichtsvoorwaarden Hst. 8 D-lijnen Bereken dwarskrachten en teken D-lijnen van liggers zie week 3 5 Momentenstelling evenwichtsvoorwaarden Hst. 9,QOHYHUHQRSGUDFKWHQZHHNWP M-lijnen Bereken de momenten en teken M-lijn van de liggers zie week 3 6

8 6 Spanningsleer relatie buiging - moment rechthoekige doorsnedes standaardprofielen Hst 14 en 15 Buigspanning Weerstandsmoment Bereken weerstands - momenten van de liggers enbepaal de maximaal optredende buigspanning Idem voor de primaire ligger Uitgevoerd als IPE-profiel liggerdoorsneden, profielnr. Materiaaleigenschappen gegeven 7 rechthoekige doorsnedes standaardprofielen Hst 16 Traagheidsmoment Bepaal Traagheidsmoment van de liggers en bereken de vervorming Ook voor IPE-profiel als 6 doorbuiging met benaderingsformules 8 Spanningsleer Horizontale en verticale schuifspanning Hst 17 Dwarskracht schuifspanning Bereken schuifspanningen in primaire ligger uitgevoerd als samengesteld kokerprofiel bereken draadnagels liggerdrsn en materiaaleigenschappen alsmede type verbinding gegeven 9,QOHYHUHQRSGUDFKWHQZHHNWP 9 of 10 WHQWDPHQ 7

9 Bijlage 2 8

10 9

11 10

12 11