Statische berekening. Bepalen fundatie windmachine Aan de Walk 29 te Heythuysen. Project: Projectnummer: 15034

Transcriptie

1 Statische berekening Project: Bepalen fundatie windmachine Aan de Walk 29 te Heythuysen Projectnummer: Constructeur: Architect: Opdrachtgever: Naaldakker HC Lage Mierde Fax: Aelmans Kerkstraat BE Baexem Dubeco B.V. Mortel AH Roggel Datum:

2 1 INHOUDSOPGAVE. INHOUDSOPGAVE ALGEMENE GEGEVENS FUNDERING BEREKENING FUNDERING ALGEMEEN: BEPALEN SITUATIE 1: BEPALEN SITUATIE 2: ANKERBEREKENING ALGEMENE RICHTLIJNEN UITVOERING GRONDVERBETERING. (VLGS NEN6740)

3 2 ALGEMENE GEGEVENS. Gebouwclassificatie: Gebouwfunctie: windmachine tbv akkerbouw Ontwerplevensduurklasse: 3 Ontwerplevensduur: 15 jaar Gevolgklasse: CC1 Betrouwbaarheidsklasse: RC1 k FI = 0,90 Combinatie factoren: Uiterste grenstoestand: Bruikbaarheids grenstoestand: - evenwicht: ψ 0 - karakteristiek ψ 0 (onomkeerbaar) - fundamenteel: ψ 0 - frequent ψ 1, ψ 2 (omkeerbaar) - bijzonder: ψ 1, ψ 2 - quasi-blijvend ψ 2 (lange termijn) Partiele factoren: Groep A: Toets EQU 6.10: blijvend: 1,10 veranderlijk: 1,50 + 1,50 x ψ 0,i (i>1) blijvend gunstig: blijvend: 0,90 veranderlijk: 1,50 + 1,50 x ψ 0,i (i>1) Groep B: Toets STR/GEO 6.10a: blijvend: 1,35 x k FI veranderlijk: 1,50 x ψ 0,i (i 1) x k FI blijvend gunstig: blijvend: 0,90 veranderlijk: 1,50 x ψ 0,i (i 1) x k FI Toets STR/GEO 6.10b: blijvend: 1,35 x ξ x k FI veranderlijk: 1,50 x k FI + 1,50 x ψ 0,i (i>1) x k FI blijvend gunstig: blijvend: 0,90 veranderlijk: 1,50 x k FI + 1,50 x ψ 0,i (i>1) x k FI Reductie blijvende belasting: ξ = 0,89 volgens de nationale bijlage Blijvende belasting: 6.10a: γ g = 1,35 x k FI = 1,35 x 0,90 = 1,22 / γ g = 0, b: γ g = 1,35 x ξ x k FI = 1,35 x 0,89 x 0,90 = 1,08 / γ g = 0,90 Veranderlijke belasting: 6.10a/b: γ q = 1,50 x k FI = 1,50 x 0,90 = 1,35 Groep C: Toets STR/GEO 6.10: blijvend: 1,00 veranderlijk: 1,30 + 1,30 x ψ 0,i (i>1)

4 3 Belastingen en aanvullende berekeningen leverancier:

5 4

6 5

7 6

8 7 FUNDERING: op verzoek van de opdrachtgever wordt in de berekening uitgegaan van een fundering op staal. Dit moet in het werk gecontroleerd worden. Er moet minimaal een vaste laag van 1500mm aanwezig zijn. Controle met handsondeerapparaat, waarde > 4 MPa. toelaatbare gronddruk: stroken: f Rd = 125 kn/m 2 (rekenwaarde) poeren: f Rd = 135 kn/m 2 (rekenwaarde)

9

10 9 BEREKENING FUNDERING. Algemeen: De situatie dat deze machine wind vangt is niet aan de orde. Deze machine maakt wind in geval er te weinig wind staat, dus staat deze aan indien de windbelasting laag is. Als de windbelasting hoog is, staat deze machine uit. De windbelasting op deze toren zal een lager moment geven dan de propellorkracht (zie *), dus is dit niet maatgevend. (*): wind in gebied 1: 0.5 x 1.35 x 0.51 x 1.05 x 0.84 x 1.8 x = knm Moment propellorkracht: 6.36 x 1.35 x 11.0 = knm > knm Bepalen situatie 1: Dit is de situatie dat de machine in gebruik is. Kantelveiligheid: F1: horizontaalkracht propellor: 6.36 x 1.35 = 8.59 kn h =11668mm F2: gewicht fundering: 2.7 x 2.7 x 1.0 x 25 x 0.90 = kn x = 1350 mm F3: verticaalkracht toren + motor: ( ) x 0.90 = kn x = 1015 mm R = F2 + F3 = kn - F1 x F2 x F3 x = knm => kantelt niet. Zwaartepunt z: x10 6 / = 777 mm Aben. = R / σgr. (0.125) = mm2 Poer afmeting = 2700 x 2700 x 1000 mm Lben. = Aben. / poerbreedte = 564 mm Meewerkende lengte = 2 x 779 = 1554 mm σoptr. = R / (poerbreedte x meewerkende lengte) = N/mm2 => akkoord

11 10 Bepalen situatie 2: Dit is de situatie dat de machine wordt rechtgezet of neer wordt gehaald Kantelveiligheid: q1: / x 1.22 = 2.07 kn/m x = 4320 mm F2: gewicht fundering: 2.7 x 2.7 x 1.0 x 25 x 0.90 = kn x = 1350 mm F3: verticaalkracht motor:10.96 x 0.90 = 9.86 kn x = 1015 mm R = F2 + F x 1.22 = kn - q1 x x F2 x F3 x = knm => kantelt niet. Zwaartepunt z: x10 6 / = 648 mm Aben. = R / σgr. (0.125) = mm2 Poer afmeting = 2700 x 2700 x 1000 mm Lben. = Aben. / poerbreedte = 581 mm Meewerkende lengte = 2 x 648 = 1296 mm σoptr. = R / (poerbreedte x meewerkende lengte) = N/mm2 => akkoord M Ed = 0.5 x 56 x = knm As = x 10 6 / (0.9 x 900 x 435) = 227 mm 2 Wapening: # rond (o/b)

12 11 ANKERBEREKENING M E;d = 8.59 x = knm of: M E;d = 2.07 x x 4.32 = knm Toegepaste normen volgens Eurocode met Nederlandse NB Beton NEN-EN :2011(nl) C2:2011(nl) NB:2011(nl) Staal NEN-EN :2006 C2:2009 NB:2011(nl) NEN-EN :2006 C2:2009 NB:2011(nl) VERBINDINGEN - BASISGEGEVENS voetplaatberekening. Verbindingstype Voetplaat Rekenwaarde vloeispanning f y;d platen 235 Hoek basis doorgaand profiel t.o.v. globale as (linksom positief) 0 Classificatie constructie Ongeschoord Rekenmodel gebruikt bij de mechanicaresultaten 1e orde elastisch Statisch systeem Statisch onbepaald Verbinding t.p.v. plastisch scharnier Ja Is poer gewapend? Nee b HEA a 660x660x x1000x1000

13 12 LEGENDA Onderdeel Afmetingen Aantal Lassen (d=dubb. hoeklas) a Voetplaat 660x aw=6d af=12d b Bout 4*M PROFIELEN Naam Lengte Prod.meth. Exc Hoek f y ; d Kolom boven HEA Gewalst PROFIELGEGEVENS [mm] Gewalst Klasse 1 HEA320 h : i y : A : W e y : E3 I y : E4 b : i z : 74.9 W e z : 466.0E3 I z : E4 t w : 9.0 r : 27.0 W p y : E3 I t : 111.9E4 t f : 15.5 W p z : 710.0E3 I w : E6 PLATEN Plaats h b t Exc a w a f a e Hoek Las f y ; d Voetplaat Rechts = Enkele stompe of hoeklas of dubbele hoeklas met slechts 1 las effectief = Dubbele hoeklas BOUTEN d n kwal hoh milieu lengte v (vanaf rechterkant) Rechts M Niet-corr ;550 ANKERGEGEVENS d n d g slr d k o p t k o p d m o e r t m o e r A A s γ M f y b d f t b d Draad Gesneden d n Type L b 1 r L b 2 L b d A s t K p l d r M30 Haak BETON EN VOEG Lengte Breedte Dikte Helling Kwaliteit Beton C20/25 Voeg C20/25 KRACHTEN Normaalkr. Dwarskr. Moment Boven RESULTATEN DRUKZONE Vergrotingsfactor k c : 2.67 Rekenwaarde druksterkte f ' c, R d : Rekenwaarde druksterkte f j d : Afmetingen indrukkingsprent zijn iteratief berekend. Vorm van de indrukkingsprent : I-vormig 137 * 421 : 157 * 0 : 137 * 421 Max. drukoppervlakte : Spreidingsmaat // flenzen l s : Spreidingsmaat // lijf l s l i j f : Rek meest gedrukte zijde eps c: Spanning meest gedrukte zijde sigma c: 7.89 Rek getrokken zijde eps t: Momentcapaciteit : Moment tbv. lassen : gebaseerd op 1.0*Mpld Max. opneembare dwarskracht : Crit.: Afsch.cap.ankers Trekcapaciteit ankerrij :

14 13 TUSSENRESULTATEN STIJFHEID bij M v, R d voor boutrij binnen trekflens (h 1 ) Boven i Onderdeel k i mu i Bijdrage 13 Drukzone beton % 15 Buiging/trek voetplaat % 16 Trekzone ankerbout % STIJFHEID Maatgevend criterium: Trekzone ankerbout Verh. M v, R d /Verh. Arm S j φ Bij een moment Mv,Ed= geldt een stijfheid Sj= Boven TOETSING VOETPLAAT-VERBINDING Artikel m E d m p l, R d sigma E d f j d Toetsing TOETSING PROFIELEN EN AFSCHUIVING Plaats Profiel Artikel Formule Toetsing Boven HEA320 EN (6.12y) 0.27 STIJFHEIDSCLASSIFICATIE EN3-1-8 art Grenswaarden Actuele waarden Plaats Punt Phi r e l m r e l Phi r e l m r e l Classificatie Boven Flexibel CONTROLES Onderdeel Zijde Rij Item Ernst Art./(Frm.) Min. Waarde Max. Anker Boven 1 HOH-afstand s (1) Boven 1 HOH-afstand s (1) Boven 2 HOH-afstand s (1) Anker (Plaat) Boven 1 Eindafstand e (1) Boven 2 Eindafstand e (1) Voeg Boven Betonsterkte Boven Dikte Voetplaat Boven Dikte Boven Flenslas 1.0*Mpld Boven Lijflas 1.0*Mpld Boven Positie boven Boven Positie onder

15 14 Verankeringslengte M30 ankers: l b,rqd = 0.77 * d * f yd (= 25 * d met C20/25 en staal 4.6) 3 2 f ck = 0.77 * 30 * 240 = 752 mm l bd α 1 = α 1 * α 2 * α 3 * α 4 * α 5 * l b,rqd = 0.7 * 1 * 1 * 1 * 1 * 752 = 527 mm = 0.7 (haak anker) Keuze: Ankers 4xM verankeringslengte > 527 mm, kiezen voor (omgebogen) mm

16 15 ALGEMENE RICHTLIJNEN UITVOERING GRONDVERBETERING. (vlgs NEN6740) Zandaanvulling. Nadat tot de geadviseerde diepte is ontgraven, moet tot de onderkant van de fundering, en in het geval dat de vloeren op staal worden gefundeerd tot onderkant vloer, een goed verdicht zandpakket worden aangebracht. De grondverbetering moet tenminste worden aangebracht binnen een gebied waarin de belasting onder 45 spreidt. Voor de uitvoering dienen de volgende richtlijnen te worden gevolgd: het ontgravingsvlak moet worden verdicht wanneer dat tijdens de graafwerkzaamheden verstoord is. Dit is alleen mogelijk wanneer zich onder het ontgravingsniveau niet cohesieve grond bevindt. het aanvulmateriaal moet laagsgewijs mechanisch worden verdicht door middel van trilapparatuur. Het is niet toegestaan een grondverbetering uit te voeren, waarbij aanplempen of inwateren van zand wordt toegepast. de laagdikte dient tijdens het verdichten bij voorkeur beperkt te blijven tot 0.3m. Bij grondverbetering van kleine afmetingen moet afhankelijk van de toegepaste verdichtingsapparatuur de laagdikte worden beperkt. Naastliggende gebouwen: Nagegaan moet worden of de noodzakelijke ontgravingen zonder risico voor de belendingen kunnen worden uitgevoerd. Kwaliteitseisen: Als aanvulmateriaal moet goed te verdichten zand worden gebruikt. Dit moet aan de volgende eigenschappen voldoen: de korrelfractie kleiner dan 0.063mm dient bij voorkeur lager te zijn dan 5 gewichtsprocenten, maar mag niet hoger zijn dan 10 gewichtsprocenten. de gelijkmatigheidscoëfficiënt D60/D10 moet tenminste 2 zijn. D60 = korreldiameter met een zeefdoorval van 60 gewichtsprocenten. D10 = korreldiameter met een zeefdoorval van 10 gewichtsprocenten. het humusgehalte mag ten hoogste 2 gewichtsprocenten bedragen. de korrelvorm dient bij voorkeur enigszins rechthoekig te zijn. over het algemeen wordt een goede verdichting verkregen bij een vochtpercentage van ongeveer 6 à 12%. het optimale vochtpercentage is door middel van proctorproeven nauwkeurig te bepalen. in plaats van zand kan desgewenst ook goed te verdichten stolgrind worden toegepast. Hierbij geldt echter een gelijkmatigheidscoëfficiënt D60/D10 van tenminste 2. Indien zand wordt toegepast dat niet geheel aan bovengenoemde eisen voldoet dan kan, ten koste van meer verdichtingsenergie en/of mogelijke vertraging bij ongunstige weersomstandigheden, toch nog het gewenste resultaat worden bereikt. Verdichting: Het verdichten van de zandaanvulling moet laagsgewijs, zoveel mogelijk in kruislings gerichte gangen, worden uitgevoerd. In onderstaande tabel zijn ter indicatie gegevens verstrekt voor de aan te wenden verdichtingsapparatuur. Eén en ander af te stemmen op de kwaliteit van het zand en het te verdichten oppervlak. Gew. Trilplaat [kn] Centrifuge kracht [kn] Capaciteit [m2/uur] Laagdikte [m] 1,5 à 2, ,0 à 3, ,5 à 5, Controle verdichting : Controle op de grondverbetering kan worden verricht middels sonderingen. Als maatstaf kan uitgegaan worden van een sonderingsweerstand van globaal 5 Mpa (laagbouw) tot 10 Mpa (hoogbouw) op een diepte van 0.5m. Eén en ander afhankelijk van de funderingsdrukken en vervormingsgevoeligheid van het bouwwerk. Tussen de bovenkant grondverbetering en 0.50m hieronder moet de conusweerstand gelijkmatig toenemen. Grondwater/bemaling: Tijdens de uitvoering van de werkzaamheden voor de grondverbetering moet het grondwaterniveau zonodig worden verlaagd, zodanig dat de bodem van de put droog is en de grondwaterstand zich buiten de invloedssfeer van de verdichtingsapparatuur bevindt. Wanneer de grondwaterstand te hoog is, kan afhankelijk van de waterdoorlatendheid van het toegepaste zand, de ondergrond en de gebruikte verdichtingsapparatuur, een drijfzand situatie ontstaan. Eén en ander heeft tot gevolg dat verdichting onmogelijk wordt. Over het algemeen

17 16 zal een verlaging van het grondwaterniveau met hulp van een bemaling tot 0.5m onder de putbodem het gewenste resultaat opleveren In voorkomende gevallen is het mogelijk een kwalitatief goede grondverbetering te realiseren door de juiste afstemming van ontgravingsdiepte, laagdikte, grondwaterniveau en verdichtingsapparatuur. De grondwaterspiegel mag niet meer worden verlaagd dan voor een goede uitvoering van de grondverbetering noodzakelijk is. Ook de bemalingsduur moet zoveel mogelijk worden beperkt.

18