Betonvereniging BEKISTINGEN, HULPCONSTRUCTIES en UITVOERINGSMETHODEN. les 8: het ontwerpen van bekistingsconstructies

Transcriptie

1 Betonvereniging BEKISTINGEN, HULPCONSTRUCTIES en UITVOERINGSMETHODEN les 8: het ontwerpen van bekistingsconstructies Datum: dinsdag 11 november 2014 Jurgen Clephas / Arno Jeurdink Ontwerpen van bekistingen hoe wordt tot een ontwerp gekomen; welke constructieve aspecten spelen een rol; aandachtspunten; toelichting met behulp van voorbeelden; Cursus Betonvereniging 1

2 Ontwerpen van bekistingen Géén constructeur in één middag/ avond; Vragen= onderbreken; Ontwerpen van bekistingen Hoe ontwerpen? Materialen; Belastingen; Belastingsfactoren; Schematisering; Toetsen Voorbeelden Cursus Betonvereniging 2

3 Ontwerpen van bekistingen Hoe ontwerpen? Materialen; Belastingen; Belasting factoren; Schematisering; Toetsen Hoe ontwerpen? Uitgangspunten: normen en richtlijnen: technische (specifieke) eisen; kosten (praktisch, maakbaar) Cursus Betonvereniging 3

4 Hoe ontwerpen? Normen: NEN NEN-EN (Eurocode) Normen en richtlijnen Algemeen: NEN 6700; Cursus Betonvereniging 4

5 Normen en richtlijnen Vanaf 1 april 2012 :Eurocode van toepassing Normen en richtlijnen Cursus Betonvereniging 5

6 Normen en richtlijnen Hulpconstructies: NEN-EN 1990 : Grondslagen van het ontwerp; NEN-EN 1991: Belastingen op constructies; NEN-EN : Belastingen tijdens uitvoering; Normen en richtlijnen Hulpconstructies: Staal: NEN-EN 1993; Hout: NEN-EN 1995; Richtlijn Stubeco studiecel D10 (*); NEN-EN 12812/12813 Ondersteuningsconstructies (steigers) CUR Rapport veiligheid van hulpconstructies voor het realiseren van betonwerk; Cursus Betonvereniging 6

7 Technische eisen Welke technische eisen worden aan de hulpconstructie gesteld?: Sterkte: uiterste grenstoestand; UGT / ULS = 1,5 (1,3, 1,2) Vervorming: bruikbaarheidsgrenstoestand; BGT / SLS = 1,0 Elastisch rekenen ivm: hergebruik (herkomst); werkelijk optredende belastingen: Technische eisen Oppervlakte eisen: NEN (NEN- EN 13670); CUR aanbeveling 100 (wordt vernieuwd) Specificaties tav Klasse B Eisen moeten in projectspecificatie zijn aangegeven!! Specificaties mbt oppervlakte structuur Subklassering B1 en B2 ( omschrijving in projectspecificatie!!) Kleuren waaier Cursus Betonvereniging 7

8 Kosten / praktisch Kosten zo laag mogelijk: Kosten= arbeid+ materialen+ machinehulp; Praktisch: maakbaar; monteren (maar ook demonteren!); VEILIG!! Veilige werkplek Cursus Betonvereniging 8

9 Veilige werkplek Veilige werkplek Cursus Betonvereniging 9

10 Veilige werkplek Ontwerpen van bekistingen Hoe ontwerpen? Materialen; Belastingen; Belasting factoren; Schematisering; Toetsen Cursus Betonvereniging 10

11 Materialen en hun toepassingen Materiaal Toepassing Hout Deelhout Baddingen Plaatmateriaal Rondhout Contactbekisting Kinderbinten Contactbekisting Stempels Aluminium Profielen Panelen Liggers Stempels Staal Karton Liggers Stempels Contactbekisting kolommen Materiaal eigenschappen Vervormingen vervorming en E- modulus Cursus Betonvereniging 11

12 Materiaal eigenschappen /toepassing Én daarom zijn eigen specifieke toepassing Materiaal eigenschappen /toepassing Elke diameter zijn eigen capaciteit: 90 kn 150 kn 150 kn 245 kn 245 kn Cursus Betonvereniging 12

13 Materiaal eigenschappen /toepassing Dus niet gebruiken voor het opnemen van dwarskracht Materiaal eigenschappen /toepassing Cursus Betonvereniging 13

14 Capaciteit centerpennen B15 pen Capaciteit centerpennen B20 en B23 pen Cursus Betonvereniging 14

15 Welk materiaal toepassen? welke eisen aan betonoppervlak; aantal keren inzet; toepassing (in het zicht/ uit het zicht); zwaarte van de te dragen constructie; waar en hoe vaak kan je steunen; bereikbaarheid (gewicht, ontkisten); Eisen aan betonoppervlak Art 16.2 NEN 6722 klasse A; klasse B; klasse C; Cursus Betonvereniging 15

16 Eisen aan betonoppervlak Eisen aan betonoppervlak Klasse B : klasse met bijzondere specifieke eisen die in de projectspecificaties staan aangegeven Moet iets zeggen over: Plaatnaden patroon; Plaats en aantallen centerpen doorvoeren Cursus Betonvereniging 16

17 Eisen aan betonoppervlak CUR aanbeveling Eisen aan betonoppervlak Wijze van bevestigen contactbekisting: - Schroeven - Spijkeren - Nieten - In het zicht blijvend - Plamuren en lakken - Blind vernagelen/ schroeven Cursus Betonvereniging 17

18 Eisen aan betonoppervlak Plaatnaad en plaat- elementnaad verdeling: Centerpen verdeling: Eisen aan betonoppervlak Cursus Betonvereniging 18

19 Eisen aan betonoppervlak Of dit voldoet?? Kolomkist éénmalige inzet Cursus Betonvereniging 19

20 Kolomkist Repetitiekist (staal) Kolomkist Cursus Betonvereniging 20

21 Kolomkist Repetitiekist staal met centerpennen Kolomkist Cursus Betonvereniging 21

22 Kolomkist Repetitiekist staal centerloos Kolomkist Repetitiekist staal centerloos Cursus Betonvereniging 22

23 Kolomkist Repetitiekist staal centerloos Tunnelkist Cursus Betonvereniging 23

24 Tunnelkist Tunnelkist Cursus Betonvereniging 24

25 Tunnelkist Ontwerpen van bekistingen Hoe ontwerpen? Materialen; Belastingen; Belasting factoren; Schematisering; Toetsen Cursus Betonvereniging 25

26 Ontwerp / Belastingen Maken berekening en tekening volgens EC: - Aantonen dat bekisting/ondersteuning in alle fasen van de uitvoering voldoet tav : -Sterkte -Stabiliteit -Veiligheid -Op tekening aangeven van: -Uitgangspunten van het ontwerp -Bouwvolgorde/ stortvolgorde Belastingen verticaal; horizontaal Cursus Betonvereniging 26

27 Belastingen Verticaal eigen gewicht bekisting; eigengewicht beton (sg+ wapening= kn/m3); stortbelasting (1,5 kn/m2), alléén lokaal (betonplex, kinderbinten); DEZE BELASTINGEN TREDEN ALTIJD OP! B-Tower Rotterdam Cursus Betonvereniging 27

28 Filmpje Cursus Betonvereniging 28

29 Duidelijke afspraken verantwoordelijkheden ter voorkoming van: Belastingen Horizontaal tgv scheefstand; toevallige excentriciteiten; wind (schotten wandkist); stootbelasting (kubel, pomp= lokaal); tgv voorspanning/ verkorten dek; ongelijke zettingen; algemeen: 2%, Eurocode: 3%!! lokaal: + eventuele verkanting vloer/ dek Cursus Betonvereniging 29

30 Belastingen horizontaal krachten afvoeren mbv schoren (op de juiste manier!); Belastingen horizontaal Stabiliteit Cursus Betonvereniging 30

31 Belastingen horizontaal Stabiliteit Belastingen horizontaal Stabiliteit Cursus Betonvereniging 31

32 Belastingen horizontaal Stabiliteit Belastingen horizontaal Stabiliteit Cursus Betonvereniging 32

33 Belastingen horizontaal Stabiliteit Belastingen horizontaal Stabiliteit, pendel Cursus Betonvereniging 33

34 Belastingen horizontaal Stabiliteit, pendel Belastingen horizontaal Speciedrukken Cursus Betonvereniging 34

35 Speciedrukken HYDROSTYATISCH uiterste is hydrostatisch: P in kn/m 2 afhankelijk van volumieke massa H= mm Afhankelijk van volumieke massa h in m(m) bepalen volgens NEN 6722 (NEN-EN 13670/ NEN 8670); Speciedrukken Betonspeciedrukken < > soortelijke massa Water :Soortelijke massa 10 kn/m 3 Beton :Soortelijke massa 24kN/m 3 6m 60 KN/m 2 P= sm beton * 6 = 144 KN/m2 Cursus Betonvereniging 35

36 Speciedrukken Gedraagt beton zich altijd volledig als een vloeistof?? H NEE!!! H=6m Volgens VBU Pmax kn/m2 144 kn/m2 p max = H *Vol. massa = 6,0* 24,0= 144 kn/m 2 Speciedrukken Afhankelijk van: consistentiegebied=(consistentieklasse) stijgsnelheid (= relatie met aanvoer!); volumieke massa; temperatuur betonspecie (15 graden C, 3%); buitentemperatuur (15 graden C, 3%); vertrager toegepast?; Cursus Betonvereniging 36

37 Speciedrukken Wand h=3 m 1 Voorbeeldberekening Stijgsnelheid v= 2m/h; Consistentieklasse S2=half plastisch (= cg 2); Volumieke massa 20 kn/m3; Temperatuur betonspecie= 12 O C; Buitentemperatuur= 10 O C; Vertrager= 10h; Speciedrukken Cursus Betonvereniging 37

38 Speciedrukken S(lump) Speciedrukken Consistentieklasse Pmax= 10*2+19=39 kn/m2 Cursus Betonvereniging 38

39 Speciedrukken Correctie vol. massa Invloed volumieke massa: 2000 kg/m 3 ipv 2400 kg/m 3, correctie factor 2000/2400= 0,833 Speciedruk dus 39 x 0,833= 32,5 kn/m2 Speciedrukken Correctie temperatuur Correctiefactor temperatuur: Betonspecie 12 dus 3x3%= 9%; Buitemperatuur 10 dus 5x3%= 15%; Totaal: 24% Dus speciedruk corrigeren met 1,24 Pmax= 32,5 * 1,24= 40,3 kn/m2 Cursus Betonvereniging 39

40 Speciedrukken Correctie vertrager Factor 10h= (1,15+1,45)/2= 1,30 Dus speciedruk corrigeren: 40,3* 1,30= 52,4 kn/m2 Speciedrukken Betonspeciedrukken bij kolommen Hoge wanden, dikke/ dunne wanden??? kolommen > 450 x 450 mm 2 : P max = 36. (v)^1/4 kolommen < 450x 450 mm 2 : P max = 36. (v)^1/4-0,1 (900-b1-b2) Let op: is niet volgens VBU 2002! Cursus Betonvereniging 40

41 Speciedrukken Aandachtspunten: wet van Pascal Speciedrukken Aandachtspunten: horizontale/ schuine vlakken Cursus Betonvereniging 41

42 Aandachtspunten: horizontale/ schuine vlakken Van Hattum en Blankevoort Aandachtspunten: invloed trilnaald Van Hattum en Blankevoort Cursus Betonvereniging 42

43 Aandachtspunt: schoren Ontwerpen van bekistingen Hoe ontwerpen? Materialen; Belastingen; Belasting factoren; Schematisering; Toetsen Cursus Betonvereniging 43

44 Belastingfactor werken met een belastingsfactor = optredende belasting * factor = representatieve belasting * = F rep * = F E;d onderscheid: vervormingen (bruikbaarheidsgrenstoestand): =1,0; sterkte (uiterste grenstoestand): =??; Belastingfactor adhv veiligheidsklasse, EC NEN- EN 1990 Cursus Betonvereniging 44

45 Belastingfactor adhv veiligheidsklasse, NEN6700 Belastingfactor adhv veiligheidsklasse, NEN 6702 Cursus Betonvereniging 45

46 Belastingfactor; NEN-EN CC2: CC1: Permanent: Veranderlijk Verg a =1,20 = 1,35 Verg b y=1,10 = 1,35 Belastingfactor Belastingfactor, NEN Cursus Betonvereniging 46

47 Belastingfactor Vergelijking belastingsfactoren NEN en NEN-EN NEN NEN-EN Permanent: = 1,2 =1,20 (CC1); =1,35 (CC2) Veranderlijk: = 1,3 (veiligheidsklasse 2) = 1,5 (veiligheidsklasse 3) = 1,35 (CC1); = 1,50 (CC2); Belastingfactor Toetsen Toetsen: F rep * < F R;d F E;d < F R;d ; F E;d / F R;d < 1 met: F R;d opneembare capaciteit gerekend met de maximale (vloei) spanning Cursus Betonvereniging 47

48 Belastingfactor dus nu: F E;d < F R;d F rep * < F R;d optredend * gamma < capaciteit voor invoering NEN: F rep < F u;d / optredend < toelaatbaar Belastingfactor Gevolg: documentatie wordt nog gewerkt met toelaatbare spanningen, dus toelaatbare krachten; zeker weten welke krachten, spanningen er worden opgegeven dus let op! : uit berekening F rep * < F R;d / opgave leverancier Cursus Betonvereniging 48

49 Belastingfactor Belastingfactor Cursus Betonvereniging 49

50 Belastingfactor Bij vervormingen = 1,0: Je wilt de werkelijke vervormingen weten Ontwerpen van bekistingen Hoe ontwerpen? Materialen; Belastingen; Belasting factoren; Schematisering; Toetsen Cursus Betonvereniging 50

51 Opbouw bekisting: Steunconstructie; - Dragers en gordingen - Hout - Staal Contactbekisting - Hout - Staal - Kunststof Schematiseren Principe van stalen balken ondersteuning Cursus Betonvereniging 51

52 Horizontaal steunwerk: Balkenondersteuning Aandachtspunten: 1. Doorbuiging 2. Centreerstrippen 3. Kip 4. Plooi 5. Ontkist voorzieningen Schematiseren F in kn Q in kn/m 1 F of q?? Cursus Betonvereniging 52

53 Schematiseren Aandachtspunten: 1 Doorbuiging Zeeglatten toepassen (tooglatten) om doorbuigingen te compenseren Cursus Betonvereniging 53

54 Schematiseren; Theorie Aandachtspunten: schema vollast en fasering L L L U1 U2 U1 Schematiseren; Theorie Aandachtspunten: schema vollast en fasering: Praktijk L L L U3 U3 >>>> U1 U4 U5 Cursus Betonvereniging 54

55 Schematiseren; theorie Aandachtspunten: schematisering bij vollast F q1 q2 q1 F Schematiseren; Theorie Aandachtspunten: schematisering fasering Cursus Betonvereniging 55

56 Schematiseren; Theorie Aandachtspunten: verende ondersteuning 60 kn 90 kn 70 kn 60 kn U2 > U1 >U3????? Aandachtspunten: 2 Centreerstrippen Toepassen centreerstrippen Cursus Betonvereniging 56

57 Schematiseren Belastingen centrisch inleiden! Schematiseren Cursus Betonvereniging 57

58 Ontwerpen bekistingen Hoe ontwerpen? Materialen; Belastingen; Belasting factoren; Schematisering; Toetsen, bruikbaarheidsgrenstoestand (vervormingen) Cursus Betonvereniging 58

59 Toetsen; BGT Toetsing op vervorming bruikbaarheids grenstoestand; maatgevend bij grote overspanningen; geen uniforme richtlijn; 1/400 L en < 50 mm; groene beton, 1/800 L bij hoge constructies, iom constructeur; Toetsen; BGT Toetsing op vervorming Vervorming bepaald door: q (belasting) L (overspanning) E (elasticiteitsmodulus); I (traagheidsmoment= vorm); Cursus Betonvereniging 59

60 Toetsen: BGT Eigenschappen doorsnedes, E en I Toetsen; BGT Aandachtspunten: overspanningen L th Basisformule bij q- lasten: u=. q *L 4 / (E I) L1= mm u2= 1,461 * u1 L2= mm 10% u2= 46% meer dan u1!!!! Cursus Betonvereniging 60

61 Toetsen; BGT Aandachtspunten: overspanningen Lth Basisformule bij q- lasten: u=. q *L 4 / (E I) L1= mm u2= 1,215 * u1 L2= mm 5% u2= 21% meer dan u1!!!! Toetsen; BGT Toetsing op vervormingen Daarom: Schematisering Stortvolgorde- Stortplan! = 1,0 ; toelaatbare vervormingen bepalen met alleen betongewicht Cursus Betonvereniging 61

62 Ontwerpen bekistingen Hoe ontwerpen? Materialen; Belastingen; Belasting factoren; Schematisering; Toetsen, uiterste grenstoestand Toetsen; UGT Ontwerpen bekistingen Toetsen, uiterste grenstoestand: Elastisch; Plastisch; Cursus Betonvereniging 62

63 Toetsen; UGT Toetsing doorsnede: uiterste grenstoestand normaalkracht; buiging; dwarskracht; combinatie; wringing stabiliteit: kip/ knik; oplegdrukken/ lokale verstijvingen Toetsen; UGT Toetsing doorsnede: normaalkracht Ns;d e= 0 mm y y n R E;d = N E;d Zuivere druk (e=0): n = N E;d / A Rs;d Cursus Betonvereniging 63

64 Toetsen; UGT Toetsing doorsnede: buiging y Druk: negatief y y + + Trek: positief y Met kanttekeningen Toetsen; UGT Toetsing doorsnede: dwarskracht F 0,5 F z 0,5 F y y z z Positief / negatief??? Cursus Betonvereniging 64

65 Toetsen; UGT Toetsing doorsnede: combinatie y + = y n b totaal + z combinatie = ( n + b ) 2 + 3* z Toetsen; UGT I II q L Combinatie: waar? 0,5*q*L D-lijn 0,5*q*L M-lijn M= 1/8 *q*l 2 Snede I: dwarskracht maximaal Snede II: moment maximaal Cursus Betonvereniging 65

66 Toetsen; UGT Combinatie: waar? I II q 5/8*q*L 3/8*q*L Snede I: Dwarskracht Snede II: Dwarskracht en moment Toetsen; UGT Toetsing dsn: knik, stabiliteit, excentriciteit N E;d Ns;d e xcentriciteit R E;d M= e* N E;d Cursus Betonvereniging 66

67 Toetsen; UGT Excentriciteit Toetsen; UGT Excentriciteit Cursus Betonvereniging 67

68 Toetsen; UGT Toetsing doorsnede: stabiliteit - knik Toetsen; UGT Toesting doorsnede: stabiliteit- knik Capaciteit doorsnede: N R;k = f y;d * A doorsnede * correctiefactor Cursus Betonvereniging 68

69 Knik, aandachtspunten Sterke as, zwakke as; liggende stempels, eigen gewicht stempel!; excentriciteiten Aandachtspunten: 3 Kip Kip Een (stalen) balk met een grote overspanning heeft de neiging weg te draaien ofwel: te kippen. kipvoorziening toepassen Cursus Betonvereniging 69

70 Toetsen; UGT Toetsing doorsnede: stabiliteit - kip Toetsen; UGT Stabiliteit: kip - gaffelopleggingen roteren; kantelen; knikken Cursus Betonvereniging 70

71 Toetsen; UGT Toetsing doorsnede: stabiliteit - kip: gaffelopleggingen Toetsen; UGT Stabiliteit: kip - niet gaffelopleggingen Cursus Betonvereniging 71

72 Toetsen; UGT Kip: kipsteunen Kip: kipsteunen Cursus Betonvereniging 72

73 Toetsen; UGT Kipsteunen: bereikbaarheid Toetsen; UGT Kipsteunen: bereikbaarheid Cursus Betonvereniging 73

74 Aandachtspunten: 4 Plooi De belasting concentreert zich waar de stalen balk is op gelegd en heeft daar de neiging te plooien en/of te knikken: plooivoorziening toepassen Toetsen; UGT Toetsing doorsnede: stabiliteit - oplegdrukken hout: knijp d staal: bezwijken: NEN 6770: én EC! vloeien (niet genoeg staal); lokaal plooien globaal plooien Cursus Betonvereniging 74

75 Toetsen; UGT Oplegdrukken Toetsen; UGT Oplegdrukken Cursus Betonvereniging 75

76 Toetsen; UGT Oplegdrukken: verstijvingen Cursus Betonvereniging 76

77 Ontwerpen bekistingen Hoe ontwerpen? Materialen; Belastingen; Belasting factoren; Schematisering; Toetsen, uiterste grenstoestand; Ontkisten Aandachtspunten: 5 Ontkistvoorzieningen Het lossen van de ondersteuning Cursus Betonvereniging 77

78 Ontkisten Bereikbaarheid Methode Ontkisten Bereikbaarheid Cursus Betonvereniging 78

79 Ontkisten Bereikbaarheid Ontkisten Methode Cursus Betonvereniging 79

80 Ontkisten Methode Ontkisten Methode Cursus Betonvereniging 80

81 Ontkisten Methode Titan- pot Ontkisten Zandpot Cursus Betonvereniging 81

82 Ontkisten Zandpot Ontkisten Zandpot Cursus Betonvereniging 82

83 Ontkisten Zandpot Plaatjes Cursus Betonvereniging 83

84 Plaatjes Plaatjes Cursus Betonvereniging 84

85 Plaatjes Plaatjes Cursus Betonvereniging 85

86 Plaatjes Plaatjes Cursus Betonvereniging 86

87 Foutje!!!! Plaatjes Stabiliteit Cursus Betonvereniging 87

88 Plaatjes Plaatjes Cursus Betonvereniging 88

89 Plaatjes Veiligheid Cursus Betonvereniging 89

90 Ontwerpen bekistingen Vragen?? Cursus Betonvereniging 90