schaaldaken richtlijnen voor het ontwerpen, berekenen en uitvoeren COMMISSIE VOOR UITVOERING VAN RESEARCH INGESTELD DOOR DE BETO N VE R EN IGI NG

schaaldaken richtlijnen voor het ontwerpen, berekenen en uitvoeren COMMISSIE VOOR UITVOERING VAN RESEARCH INGESTELD DOOR DE BETO N VE R EN IGI NG

ONDERZOEKINGSCOMMISSIES (1971) COMMISSIE A 1 A 7 A 11 A 12 A 13 A 15 A 16 A 17 A 18 A 19 A 20 A 21 A 22 A 23 COMMISSIE B 3 B 4 B 6 B 7 B 8 B 8a B 9 B 10 B 12 B 13 B 14 B 15 B 16 COMMISSIE C 4 C 11 C 14 C 15 C 16 C 17 C 18 C 19 C 20 C 21 C 22 C 23 C 24 Vereenvoudigde berekening van schaalconstructies; ontwerpformules. Onderzoek naar het plastische gedrag van constructies. Dwarskracht. Krachtsverdeling in platen met verstijvingsribben in de overspanningsrichting. Onderzoek naar de krachtsverdeling in scheve platen. Wringing. Veiligheid. Stabiliteit. Pons Statisch onbepaalde constructies voor skeletten en doorgaande balken. Dynamische problemen in de bouw. Onderzoek naar de oplegreacties van vierzijdig ondersteunde platen. Schuifspanning in hoogwaardig beton. Sterkie en stijfheid van kolommen. Niet-destructief onderzoek van beton. Onderzoek van betonstaal. Onderzoek van injectieproblemen bij voorgespannen beton. Onderzoek van technologische invloeden op scheurvorming in beton. Onderzoek naar het lijmen van betonelementen. Onderzoek van chemisch-fysische problemen bij het lijmen van beton. Onderzoek toevoegingen aan betonmortel. Onderzoek naar de invloed van krimp van cement op beton. Lichtbeton. Afwerking van beton in de buitenlucht. Kwaliteitscontrole van beton. Het optimaal samenstellen van betonmcngsels. Reparaties aan betonconstructies. Onderzoek van de brandveiligheid van voorgespannen betonconstructies. Voorgespannen betonverharding. Voegen bij wandelementen. Samengestelde liggers. Lasverbindingen. Het onder water storten van betonconstructies. Toleranties voor betonwerk. Samenwerking prefab liggers met ter plaatse gestort beton. Vermijden van hinderlijke scheurvorming ten gevolge van krimp- en temperatuurwisselingen. Lage wapeningspercentages. Gedeeltelijk voorgespannen belon. Bouwpanelen. Doorbuigingen. De commissies A 2, 3, 4. 5 6, 8, 9, 10, 14; B I, 2, 5, II; Cl 2,3, 5, 6, 7, 8, 9,10, 12,13; D 1,2,3; El zijn na hel uitbrengen van een onderzoekingsrapport opgeheven.

schaaldaken richtlijnen voor het ontwerpen, berekenen en uitvoeren COMMISSIE VOOR UITVOERING VAN RESEARCH INGESTELD DOOR DE BETONVERENIGING

VOORWOORD In 1955 werden door de commissie Al de rapporten 8A en B getiteld Berekening van cirkelcilindrische schaaldaken (theorie en tabellen)" uitgebracht en een jaar later rapport 12 getiteld Richtlijnen voor het ontwerpen, berekenen en uitvoeren van cilindrische schaaldaken van gewapend beton". Deze rapporten bleken voor gebruik op architecten- en constructiebureaus in een behoefte te voorzien en waren daardoor reeds in enkele jaren uitverkocht. Inmiddels bleek ook behoefte te bestaan aan richtlijnen voor andere typen van schalen, zodat de commissie besloot tot een geheel nieuwe uitgave ter vervanging van rapport 12. Ook deze nieuwe richtlijnen zijn bedoeld voor verschillende categorieën van gebruikers: architecten, constructeurs en uitvoerenden. De samenstelling van de commissie was: Prof. Dr. Ir. A. M. HAAS, voorzitter Ir. H. W. LOOF, secretaris Prof. Ir. A. L. BOUMA Ir. L. KELLERMANNf H. VAN KOTEN Ir. J. M. LAZONDER Ir. P. WARMENHOVENf Bovendien heeft Ir. J. W. BOSSCHAART enkele jaren zijn medewerking verleend. Het was de commissie in deze samenstelling niet gegeven het werk tot een einde te brengen door het plotseling overlijden van Ir. L. KELLERMANN in 1969 en Ir. P. WARMENHOVEN in 1970. Beiden hebben een belangrijk aandeel gehad in de totstandkoming van dit rapport. De CUR heeft met belangstelling van het rapport kennis genomen en hoopt dat het even snel zijn weg zal vinden als zijn voorganger. december 1971 De Commissie voor Uitvoering van Research.

INHOUD INLLIDING 6 Hoofdstuk 1 VORMGEVING VAN SCHALEN VOOR DAKCONSTRUCTIES 7 1.1 Algemene inleiding 7 1.2 Geometrische beschrijving van verschillende schaaltypen.... 8 1.2.1 Schalen met krommingsmaat nul 8 1.2.1.1 Cilinderschalen 8 1.2.1.2 Kegelschalen 9 1.2.1.3 Diverse ontwikkelbare oppervlakken 9 1.2.2 Schalen met positieve krommingsmaat 9 1.2.2.1 Omwentelingsschalen met positieve krommingsmaat.. 11 1.2.2.2 Elliptische paraboloïde 12 1.2.2.3 Affien vervormde oppervlakken 12 1.2.3 Schalen met negatieve krommingsmaat 12 1.2.3.1 Omwentelingsschalen met negatieve krommingsmaat.. 12 1.2.3.2 Hyperbolische paraboloïde 13 1.2.3.3 Conoïden 14 1.2.4 Schalen met afwisselend positieve en negatieve krommingsmaat 15 1.2.5 Vouwdaken 16 1.3 Overwegingen bij het ontwerpen van schaaldaken 17 1.3.1 Overwegingen van algemene aard 17 1.3.2 Constructieve voorzieningen bij verschillende schaaltypen 19 1.3.2.1 Ton-en shedschalen 19 1.3.2.2 Koepelschalen 24 1.3.2.3 Hypparschalen 26 1.4 Ruimtelijke vormgeving door middel van schalen 27 Hoofdstuk 2 BEREKENING 35 2.1 Bepalen van de krachtsverdeling 35 2.1.1 Berekeningen volgens de lineaire elasticiteitstheorie.. 35 2.1.1.1 Analytische berekeningen 35 2.1.1.2 Differentie-en elementenmethode 44 2.1.1.3 Vervangingssystemen 45 2.1.2 Niet-lineaire effecten en bezwijken 50 2.1.3 Experimenteel onderzoek 53 2.2 Dimensioneringsberekeningen 56 2.2.1 Belastingen en andere factoren, die in de berekening dienen te worden betrokken 56

2.2.2 Sterktecriteria 58 2.2.3 Bepalen van de wapening 58 2.2.3.1 Wapening voor normaalkrachten 60 2.2.3.2 Wapening voor buigende momenten 62 2.2.3.3 Wapening voor normaalkrachten en buigende momenten tezamen 62 2.2.4 Eisen aan de dimensionering te stellen 62 2.2.4.1 Schaaldikte 62 2.2.4.2 Betondekking 62 2.2.4.3 Wapening van randleden en ribben 63 2.2.4.4 Wapening van schaalvlakken 63 Hoofdstuk 3 GRONDSLAGEN VOOR DE UITVOERING 65 3.1 Algemeen 65 3.2 Wapening van normaal en hoogwaardig betonstaal 65 3.2.1 Wapening van randleden en ribben 65 3.2.2 Wapening van schaalvlakken 66 3.2.3 Keuze van de staalkwaliteit 67 3.3 Voorgespannen wapening 67 3.4 Bekisten en ontkisten 68 3.5 Betonsamenstelling en betonsoorten 68 3.6 Prefabricage 69 3.7 Bouwkundige aspecten 70 3.7.1 Bewegingen van de schaal 70 3.7.2 Eigenschappen van het beton 71 3.7.3 Bouwfysische doelstellingen 71 Hoofdstuk 4 ECONOMIE VAN SCHAALDAKEN 73 4.1 Kosten 74 4.2 Onderverdeling van de kosten 74 4.2.1 Beton 74 4.2.2 Betonstaal en/of voorspanmaterialen 74 4.2.3 Bekisting 74 4.2.3.1 Repetitie van de bekisting 74 4.2.3.2 Prefabricage 76 4.3 Standaardisatie 76 4.4 Materiaalkeuze resp. psychologische overwegingen 77 Hoofdstuk 5 SAMENVATTING 78 Zusammenfassung 79 Résumé 80 Summary 81

INLEIDING Zoals uit de indeling van deze richtlijnen blijkt, wordt in de beschouwingen ervan getracht de schalen als een geheel te behandelen: de geometrie, de ontwerpoverwegingen, de berekening, als ook de bouw en de economie van schalen. Deze richtlijnen zijn dan ook bedoeld voor verschillende categorieën van gebruikers. De indeling van de hoofdstukken is hierop afgestemd. Sommige onderwerpen worden meermalen genoemd en er zijn zelfs hier en daar doublures. Schalen zijn bijzondere constructies en op grond van artikel 5 van de G.B.V. 1962 kan van deze voorschriften worden afgeweken. Daarbij kunnen deze richtlijnen, die niet het karakter van voorschriften hebben, als leidraad dienen. Speciale schaalconstructies zullen een eigen studie vereisen. De resultaten van een dergelijke studie kunnen voor de betreffende schaal tot een beter resultaat leiden dan uit de toepassing van deze algemene beschouwingen zou kunnen volgen.