Controle berekening. Fiets- voetgangersbrug Park Quatre Bras

Transcriptie

1 Controle berekening Project Opdrachtgever Opgesteld Fiets- voetgangersbrug Park Quatre Bras Griekspoor A. van Gils Referentie: ber 001 Versie Status definitief 1

2 1 Voorwoord In opdracht van de firma Griekspoor is een controle berekening gemaakt van een fietsvoetgangersbrug.in het park Quatre Bras te Badhoevedorp. Het betreft een bestaande brug welke wordt verplaatst. In deze berekening wordt aangetoond dat de hoofdliggers voldoen aan de gestelde belastingen De brug is opgebouwd uit 4 houten liggers en is voorzien van een houten dek, conform tekening O-NS-01 van Civil At Hart d.d De brug kent 3 overspanningen van 5,0 m en 2 overspanningen van 5,2 m. Het veld van 5,2 m is maatgevend en wordt in deze berekening beschouwd. De hoofdligger van de brug hebben een afmeting van 100x295. Er is uitgegaan dat de liggers van Azobe zijn gemaakt. Conclusies: 1. De hoofdliggers voldoen op sterkte. 2. De hoofdliggers voldoen aan de gestelde doorbuiging* 3. De kesp voldoet aan de gestelde eisen indien samengesteld beschouwd. *) de berekende overschrijding van de doorbuiging bij een puntlast is acceptabel gezien er spreiding van de belasting optreedt tussen de liggers onderling. Ad van Gils 2

3 Inhoudsopgave 1 Voorwoord 2 2 Eurocode 4 3 Belastingen 5 4 Berekening Ligger met Q-last Ligger met puntlast Kesp 15 3

4 sneeuwbelasting op de grond (incl. f) sn = 0,70 kn/m 2 y-waarden voor gebouwen Molenstraat 59 2 Eurocode werk: werknummer: soort gebouwfunctie 5: soort gebouwfunctie 4: soort gebouwfunctie 3: soort gebouwfunctie 2: Park Quatre Bras hoofdberekening soort gebouwfunctie 1: voetgangersbrug 3 CC2 0 maatgevend: toegepaste norm = NEN-EN 1990 eurocode nieuwbouw gevolgklasse = CC2 (Consequence Class = gevolgklasse) ontwerplevensduurklasse = 3 => ontwerplevensduur = 50 jaar huidige ouderdom gebouw = jaar => restlevensduur = 50 jaar referentieperiode = 50 jaar correctiefactor x= 0,89 correctiefactor eigen gewicht voor formule 6.10.b Keuze voor 6.10b: combinatie met: 2 vloeren extreem in de gebouwfunctie A t/m G of H (NEN-EN C1/NB:2011) gebruiksonderdeel: ontwerplevensduurklasse 3 gevolgklasse CC2 categorie omschrijving = CC2: middelmatige gevolgen t.a.v. verlies van mensenlevens toepassing = gebouwen en andere gewone constructies voorbeelden = woongebouwen, kantoorgebouwen, openbare gebouwen, industriegebouwen 3 of meer lagen betrouwbaarheidsklasse = RC2 (Reliability Class = betrouwbaarheidsklasse) betrouwbaarheidsfactor b= 3,80 (tabel B2 blz 87 NEN-EN 1990 voor een referentieperiode van 50 jaar) KFI-factor = 1 (tabel B3 blz 87 NEN-EN 1990) gebruikscategorie = A B C D E F G H factor combinatie-waarde van de veranderlijke belasting: y0 = 0,4 0,5 0,4 0,4 1 0,7 0,7 0 (gelijktijdigheid belastingen tbv uiterste grenstoestand) factor frequent aanwezige veranderlijke belasting: y1 = 0,5 0,5 0,7 0,7 0,9 0,7 0,5 0 (bijv. schok, brand, noodherstel, scheurw ijdte) factor quasi-blijvende veranderlijke belasting: y2 = 0,3 0,3 0,6 0,6 0,8 0,6 0,3 0 (ange termijn effect, bijv. kruip) correctiefactor voor levensduur Ft/Ft0 yt = {1+(1-y0)/9*ln(t//t0)} (niet voor wind-, sneeuw-, thermische belasting) belastingfactoren g blijvende belasting overheersend gelijktijdig optredende variabele belasting (NEN-EN 1990) ongunstig gunstig variabele belasting belangrijk andere ongunstig andere gunstig formules van belastingcombinaties g * Gkj;sup g * Gkj;inf g g * Qk,i g g tabel A1.2(A) (EQU) (groep A) formule ,10 0,9 1,50 Qk,1 0 1,50 y0,i Qk,i 0 tabel A1.2(B) (STR/GEO) (groep B) formule 6.10a 1,35 0,9 0 1,50 y0,i Qk,i 0 tabel A1.2(B) (STR/GEO) (groep B) formule 6.10b 1,20 0,9 1,50 Qk,1 0 1,50 y0,i Qk,i 0 tabel A1.3 buitengewone sit. form. 6.11b (brand,schok,herstel) Ad 1 y1,1 Qk,1 1 y2,1 Qk,i 0 tabel A1.3 buitengewone sit. form. 6.12b (aardbeving) Aek 0 1 y2,1 Qk,i 0 tabel A1.4 bruikbaarheidsgrenstoestand form. 6.14b Qk,1 0 1 y0,1 Qk,i 0 tabel A1.4 frequente waarde formule 6.15b y1,1 Qk,1 0 1 y2,1 Qk,i 0 tabel A1.4 quasi blijvend formule 6.16b y2,1 Qk,1 0 1 y2,1 Qk,i 0 De brug is ingedeeld in CC2 met een ontwerplevensduur van 50 jaar. Voor herberekening van bestaande bruggen mag de levensduur gereduceerd worden maar omdat de levensduur en de toestand van de bestaande brug niet bekend zijn is dit niet mee genomen in de berekening. 4

5 3 Belastingen Drie, elkaar onderling uitsluitende modellen behoren in rekening te zijn gebracht, indien relevant. Deze bestaan uit: 1. een gelijkmatig verdeelde belasting, qfk 2. een geconcentreerde belasting Qfvd, en 3. belastingen die dienstvoertuigen representeren,qserv Er zijn geen belastingen uit dienstvoertuigen opgegeven. Deze belasting wordt dus niet beschouwd. Voor de gelijkmatig verdeelde belasting geld een belasting van 5,0 kn/m2. Voor de puntlast geld een belasting van 10 kn. Deze belasting is op één ligger in het midden aangehouden. 5

6 4 Berekening De hoofd liggers zijn berekend op: een Q-last van 5 kn/m2 een P-last van 10 kn De liggers voldoen op sterkte, maximale UC = 0,78. Met een gelijkmatig verdeelde belasting bedraagt de doorbuiging circa 1/250 L en voldoet. Met een puntlast bedraagt de doorbuiging iets meer dan 1/250 L. (UC 1,06). Gezien het een puntlast op een oppervlak van 0,1 x 0,1 m2 betreft is deze gerekend op één ligger. Echter door de doorbuiging van de ligger zal de belasting door de dekliggers gespreid worden zodat deze lager wordt. De berekende doorbuiging is dus acceptabel. 6

7 4.1 Ligger met Q-last 7

8 8

9 9

10 10

11 4.2 Ligger met puntlast 11

12 12

13 13

14 14

15 4.3 Kesp De kesp bestaat uit een UNP260, plat over de palen, met een houten onderslagbalk 100x400, eveneens plat. 15

16 kesp 0,500 0,600 0,500 F1 F2 Ltot = 1,600 m 1,600 factor * q1 : categorie Gk Qk y 0 lengte breedte lengte aantal Grep Qrep Qrep 6.10a 6.10b stabiliteit / opdrijven kar. kar. factor rep. rep. rep. 1,35 G + 1,20 G + 1,20 G + 0,90 G [kn/m²] [kn/m²] comb.w a - [m] [m] - perm. comb. (y 0) extr+comb( y0) 1,50 * Qcomb 1,50 Qextr+comb 1,50 * Qcomb 1,50 * Qgunstig onderslag; hout b x h = 400 x 100 mm 0,40 1,00 1,00 1 0,40 0,5 0,5 0,5 0,4 UNP260; staal 0,39 1,00 1,00 1 0,39 0,5 0,5 0,5 0,4 q 1 kn/m'] 0,8 1,1 1,0 1,0 0,7 UGT / Frequente aanw 1,3 5 1,2 0 lengte van de q-last: 1,600 [m] totaal Qd [kn]: 2 2 factor * F1 : categorie Gk Qk y 0 lengte breedte lengte aantal Grep Qrep Qrep 6.10a 6.10b stabiliteit / opdrijven kar. kar. factor rep. rep. rep. 1,35 G + 1,20 G + 1,20 G + 0,90 G [kn/m²] [kn/m²] comb.w a - [m] [m] - perm. comb. (y 0) extr+comb( y0) 1,50 * Qcomb 1,50 Qextr+comb 1,50 * Qcomb 1,50 * Qgunstig brugdek G 0,50 5,00 0,70 1,00 0,67 5,10 1 1,71 11,96 17,09 20,2 27,7 20,0 1,5 ex hoofdbalk; hout b x h = 100 x 295 mm 0,30 1,00 5,10 1 1,50 2,0 1,8 1,8 1,4 F 1 [kn] 3,2 12,0 17,1 22,3 29,5 21,8 2,9 UGT / Frequente aanw 1,9 0 2,5 1 afstand tot begin schema: 0,500 [m] factor * F2 : categorie Gk Qk y 0 lengte breedte lengte aantal Grep Qrep Qrep 6.10a 6.10b stabiliteit / opdrijven kar. kar. factor rep. rep. rep. 1,35 G + 1,20 G + 1,20 G + 0,90 G [kn/m²] [kn/m²] comb.w a - [m] [m] - perm. comb. (y 0) extr+comb( y0) 1,50 * Qcomb 1,50 Qextr+comb 1,50 * Qcomb 1,50 * Qgunstig brugdek G 0,50 5,00 0,70 1,00 0,67 5,10 1 1,71 11,96 17,09 20,2 27,7 20,0 1,5 ex hoofdbalk; hout b x h = 100 x 295 mm 0,30 1,00 5,10 1 1,50 2,0 1,8 1,8 1,4 F 2 [kn] 3,2 12,0 17,1 22,3 29,5 21,8 2,9 UGT / Frequente aanw 1,9 0 2,5 1 afstand tot vorige puntlast: 0,600 [m] ongunstig stabiliteit / opdrijven S Grep S Qrep S Qrep S 6.10a S 6.10b S S rep. rep. rep. 1,35 G + 1,20 G + 1,20 G + 0,90 G perm. comb. (y 0) extr+comb( y0) 1,50 * Qcomb 1,50 Qextr+comb 1,50 * Qcomb 1,50 * Qgunstig Totale belasting op kesps [kn]

17 Berekening UNP260 en houten balk met volledige belasting UNP kesp S ligger 2 stpt 2 F-lasten EC_NL profiel 1 UNP260 fietsbrug a b profiel M Ed,max 14,1 Eurocode NIEUWBOUW V Ed,max 32,1 G: verkeersruimten voertuigen > 30 kn R Ed,max 32,1 ontwerplevensduur 50 jaar L u eind 4,0 veiligheidsklasse CC2 - u bij 3,3 buiging 1,26 dwarskracht 0,08 onderflens 0,34 kip n.v.t. u eind 0,63 u bij 0,51 opmerking materiaal S235 liggerlengte L 1,6 m resultaten klasse 3 - q1 G rep 0,8 kn/m M Ed,stpt,max 0 knm f y 235 N/mm 2 Q extr+mom 0 kn/m M Ed,v eld,max 14,1 knm E N/mm 2 Q mom 0 kn/m M c,rd 11,2 knm doorbuiging eind 1: 250 * L F1 G rep 3,2 kn M b,rd 87,2 knm doorbuiging bij 1: 250 * L Q extr+mom 17,1 kn V Ed,max 32,1 kn zeeg veld 0 mm Q mom 12 kn V c,rd 385,6 kn profiel 1 UNP260 a=afstand F1 tot stpt 1 0,5 m R Ed,max 32,1 kn richting zwakke as F2 G rep 3,2 kn N b,rd 93,7 kn aantal 1xprofiel 1: Q extr+mom 17,1 kn profiel 2 Q mom 12 kn doorbuiging u eind 4,0 mm richting b=afstand F1-F2 0,7 m doorbuiging u bij 3,3 mm aantal onderslag kesp H ligger 2 stpt 2 F-lasten EC_NL b 400 fietsbrug a b h F1 F2 M Ed,max 15,1 Eurocode NIEUWBOUW V Ed,max 30,3 G: verkeersruimten voertuigen > 30 kn R Ed,max 30,3 ontwerplevensduur 50 jaar L u eind 14,6 veiligheidsklasse CC2 - u bij 13,2 UGT buiging 1,29 dwarskrach 0,54 stabiliteit 1,29 BGT u eind 2,28 u bij 2,06 opmerking sterkteklasse loofhout D30 liggerlengte L 1,6 m resultaten materiaal gezaagd hout q1 G rep 0,8 kn/m M Ed,stpt,max 0,0 knm houtbreedte b 400 mm Q extr+mom 0 kn/m M Ed,v eld,max 15,1 knm houthoogte h 100 mm Q mom 0 kn/m V Ed,max 30,26 kn klimaatklasse 3 F1 G rep 3,2 kn R Ed,max 30,26 kn belastingduurklasse kort Q extr+mom 17,1 kn s m.y.d 22,6 N/mm 2 factor volume-effect s 0,12 Q mom 12 kn t d 1,13 N/mm 2 doorbuiging eind 1: 250 * L a=afstand tot stpt 1 0,5 m doorbuiging bij 1: 250 * L F2 G rep 3,2 kn doorbuiging u eind 14,6 mm zeeg veld veld 1 0 mm Q extr+mom 17,1 kn doorbuiging u bij 13,2 mm Q mom 12 kn g M sterkte 1,30 - b=afstand tot F1 0,6 m k h buiging 1,08 - E 0;mean;d N/mm 2 f m;d 17,52 N/mm 2 k mod sterkte 0,70 - I y mm 4 f v ;d 2,10 N/mm 2 k def vervorming 2,00 - W y 666, mm 3 Zowel de UNP260 als de houten onderslag zijn sterk en stijf genoeg de belasting te dragen. De UNP is een factor 3 stijver dan de houten onderslag. Hierdoor kan de belasting verdeeld worden over de houten ligger en de UNP: respectievelijk 25% en 75% 17

18 Berekening met verdeelde belasting UNP kesp 75% S ligger 2 stpt 2 F-lasten EC_NL profiel 1 UNP260 fietsbrug a b profiel M Ed,max 11,3 Eurocode NIEUWBOUW V Ed,max 22,9 G: verkeersruimten voertuigen > 30 kn R Ed,max 22,9 ontwerplevensduur 50 jaar L u eind 3,3 veiligheidsklasse CC2 - u bij 2,7 buiging 1,01 dwarskracht 0,06 onderflens 0,24 kip n.v.t. u eind 0,51 u bij 0,42 opmerking materiaal S235 liggerlengte L 1,6 m resultaten klasse 3 - q1 G rep 0,8 kn/m M Ed,stpt,max 0 knm f y 235 N/mm 2 Q extr+mom 0 kn/m M Ed,v eld,max 11,3 knm E N/mm 2 Q mom 0 kn/m M c,rd 11,2 knm doorbuiging eind 1: 250 * L F1 G rep 2,4 kn M b,rd 87,2 knm doorbuiging bij 1: 250 * L Q extr+mom 12,8 kn V Ed,max 22,9 kn zeeg veld 0 mm Q mom 9 kn V c,rd 385,6 kn profiel 1 UNP260 a=afstand F1 tot stpt 1 0,5 m R Ed,max 22,9 kn richting zwakke as F2 G rep 2,4 kn N b,rd 93,7 kn aantal 1xprofiel 1: Q extr+mom 12,8 kn profiel 2 Q mom 9 kn doorbuiging u eind 3,3 mm richting b=afstand F1-F2 0,6 m doorbuiging u bij 2,7 mm aantal onderslag kesp 25% H ligger 2 stpt 2 F-lasten EC_NL b 400 fietsbrug a b h F1 F2 M Ed,max 4,0 Eurocode NIEUWBOUW V Ed,max 8,2 G: verkeersruimten voertuigen > 30 kn R Ed,max 8,2 ontwerplevensduur 50 jaar L u eind 4,1 veiligheidsklasse CC2 - u bij 3,6 UGT buiging 0,34 dwarskrach 0,14 stabiliteit 0,34 BGT u eind 0,64 u bij 0,56 opmerking sterkteklasse loofhout D30 liggerlengte L 1,6 m resultaten materiaal gezaagd hout q1 G rep 0,8 kn/m M Ed,stpt,max 0,0 knm houtbreedte b 400 mm Q extr+mom 0 kn/m M Ed,v eld,max 4,0 knm houthoogte h 100 mm Q mom 0 kn/m V Ed,max 8,18 kn klimaatklasse 3 F1 G rep 0,8 kn R Ed,max 8,18 kn belastingduurklasse kort Q extr+mom 4,3 kn s m.y.d 6,0 N/mm 2 factor volume-effect s 0,12 Q mom 3 kn t d 0,30 N/mm 2 doorbuiging eind 1: 250 * L a=afstand tot stpt 1 0,5 m doorbuiging bij 1: 250 * L F2 G rep 0,8 kn doorbuiging u eind 4,1 mm zeeg veld veld 1 0 mm Q extr+mom 4,3 kn doorbuiging u bij 3,6 mm Q mom 3 kn g M sterkte 1,30 - b=afstand tot F1 0,6 m k h buiging 1,08 - E 0;mean;d N/mm 2 f m;d 17,52 N/mm 2 k mod sterkte 0,70 - I y mm 4 f v ;d 2,10 N/mm 2 k def vervorming 2,00 - W y 666, mm 3 De UNP heeft een UC van 1,01, 1% overschrijding van de sterkte. De Onderslag heeft een overcapaciteit Gezien de geringe overschrijding van de staalspanning en de restcapaciteit van de houten onderslag wordt de overschrijding toelaatbaar geacht. Door de koppeling van de UNP met de houten balk zal een verstijvend werken. 18