Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding

Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding TOEPASBAAR VOOR KOLOMMEN, LIGGERS EN TREKSTAVEN MET EEN BRANDWERENDE BESCHERMING

Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding TOEPASBAAR VOOR KOLOMMEN, LIGGERS EN TREKSTAVEN MET EEN BRANDWERENDE BESCHERMING A.F. Hamerlinck TC3 (Brandveiligheid van staalconstructies)

Colofon tekst dr.ir. A.F. Hamerlinck / Bouwen met Staal TC3 (Brandveiligheid van staalconstructies) / Bouwen met Staal uitgave foto omslag Bouwen met Staal Ossip van Duivenbode / Heijmans Bouwen met Staal Boerhaavelaan 4, 2713 HX Zoetermeer tel. (79) 3 31 277 www.bouwenmetstaal.nl Bouwen met Staal 21 Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand en/of openbaar gemaakt in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of op enige andere manier zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Aan de totstandkoming van deze publicatie is de uiterste zorg besteed. Desondanks zijn eventuele (druk)fouten en onvolkomenheden niet uit te sluiten. De uitgever sluit mede ten behoeve van al degenen die aan deze publicatie hebben meegewerkt elke aansprakelijkheid uit voor directe en indirecte schade, ontstaan door of verband houdende met de toepassing van deze publicatie.

Managementsamenvatting Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur θ cr van onderdelen van de staalconstructie die in het stadium van de aanbesteding kunnen worden aangehouden. Dit levert een eerlijke basis voor het vergelijken van offertes. De veilige waarden zijn bepaald door technische commissie TC3 (Brandveiligheid van staalconstructies) van Bouwen met Staal. onderdeel vloer dak kritieke staaltemperatuur θ cr [ C] ligger onder vloer/dak trekstaaf kolom wonen 6 3 2 kantoor 7 3 bijeenkomst 7 2 winkel 7 4 opslag 6 3 3 parkeren voertuigen tot 2, ton 2 1 parkeren voertuigen tot 12 ton 6 8 6 zwaar 3 licht 69 Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding 3

Voorwoord De Nederlandse ontwerp- en uitvoeringspraktijk worstelt anno 21 nog steeds met het belastinggeval brand. Constructeurs plegen dit belastinggeval nogal eens buiten hun opdrachten te houden en branden zich er niet aan. Toeleveranciers hebben onvoldoende constructieve kennis en dekken zich met de kleine lettertjes in bij het tenderen, onderwijl verschillende hoge kritieke staaltemperaturen aanhoudend met als gevolg relatief gunstige, concurrerendere laagdikten voor de brandwerende bekleding of brandwerende coating. Het gevolg is een niet optimale en soms zelfs onvoldoende veilige constructie. Dit rapport geeft veilige ontwerpwaarden die in het stadium van de aanbesteding kunnen worden aangehouden. Dergelijke ontwerpwaarden zorgen voor een eerlijke basis van vergelijking tussen offertes. Leveranciers die echter de moeite nemen de kritieke staaltemperaturen uit te (laten) rekenen of opdrachtgevers die hun constructeur daar gericht opdracht toe geven en de resultaten in het bestek opnemen, kunnen nog steeds een aanzienlijke besparing in brandwerende bescherming realiseren en een gegarandeerd veilige oplossing bereiken binnen het geldende eisenkader. Zonder al te veel constructieve kennis kan een staalconstructie worden ontworpen die niet alleen voldoende brandwerend is maar tevens ook relatief efficiënt. Op basis van de gespecificeerde kritieke staaltemperatuur kan elke aanbieder op een gelijkwaardig niveau een prijsaanbieding maken. Dit rapport geeft de Nederlandse ontwerppraktijk bovendien handvatten welke parameters een rol spelen en hoe door profielkeuze en constructief ontwerp mogelijk wellicht met een iets zwaardere staalconstructie een forse besparing op de brandwerende voorzieningen kan worden behaald (hogere kritieke staaltemperatuur; minder bekledingskosten), met daarmee integraal een betere oplossing. Voor de uiteindelijke uitvoering wordt geadviseerd met de projectgebonden uitgangspunten de werkelijk bij het project behorende kritieke temperaturen uit te rekenen. Technische commissie TC3 (Brandveiligheid van staalconstructies) van Bouwen met Staal heeft als algemene doelstelling bij te dragen aan het vermeerderen en verspreiden van kennis op het gebied van brandveiligheid in relatie tot staal. Dit rapport is het resultaat van de inspanning van leden van TC3 en een goed voorbeeld van de realisatie van bovengenoemde doelstelling. Dit rapport zal voor veel ontwerpbureaus en leveranciers een welkome aanvullende ontwerptool zijn. ing. R.J. Stark voorzitter TC 3 (Brandveiligheid van staalconstructies) van Bouwen met Staal 4 Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding

Inhoud 1 Inleiding 6 2 Bepaling van veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur 6 3 Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur 7 4 Literatuur 9 A B Bijlagen Grafieken met veilige kritieke staaltemperaturen van kolommen voor verschillende gebruiksfuncties 1 Grafieken met veilige kritieke staaltemperaturen van kolommen voor de kantoorfunctie met variatie van parameters 1 C Tabellen bij de grafieken van bijlage A en B 23 Dit rapport omvat in totaal 26 pagina s Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding

1 Inleiding Dit rapport geeft veilige ontwerpwaarden van de kritieke staaltemperatuur θ cr volgens de Eurocodes. Deze kunnen in het tenderstadium aangehouden worden en zorgen voor een eerlijke basis van vergelijking tussen offertes. Leveranciers die de moeite nemen de kritieke staaltemperaturen uit te (laten) rekenen of opdrachtgevers die hun constructeur daar gericht opdracht toe geven en de resultaten in het bestek opnemen, kunnen nog steeds een aanzienlijke besparing realiseren binnen het geldende eisenkader. Zonder al teveel constructieve kennis kan een veilige, voldoende brandwerende staalconstructie ontworpen worden, maar tegelijk ook een relatief efficiënte. 2 Bepaling van de veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur Voor de bepaling van de brandwerendheid verwijst Bouwbesluit 212 in artikel 2.11 en 2.1 naar de Eurocodes NEN-EN 199 (belastingen), NEN-EN 1991-1-1 (opgelegde belastingen), NEN-EN 1991-1-2 (belastingen bij brand), en NEN-EN 1993-1-2 (staalconstructies bij brand). De Eurocodes zijn per 1 april 212 wettelijk van kracht. In dit rapport wordt voor de bepaling van veilige waarden van de kritieke staaltemperatuur θ cr gebruik gemaakt van de Eurocodes: NEN-EN 199 + NB en NEN-EN 1991-1-1 + NB voor de combinatieregels van de mechanische belastingen, de opgelegde belastingen en de combinatiefactoren (Ψ-waarden); NEN-EN 1991-1-2 + NB voor de thermische belasting; NEN-EN 1993-1-2 + NB voor de mechanische respons van een staalconstructie. Van liggers en trekstaven is de belastinggraad η fi de verhouding tussen de belastingen bij brand en de rekenwaarden van de belastingen bij 2 C ontleend aan formule (2.3) uit de publicatie Brand [] van Bouwen met Staal. De belastinggraad η fi van kolommen is ontleend aan formule (2.4) uit de publicatie Brand (2 e erratum, waarin deze formule is gecorrigeerd voor het voorschrift uit de Eurocode dat bij 2 C twee vloeren extreem en de rest momentaan moet worden belast met combinatiefactoren Ψ ). Er wordt dus vanuit gegaan dat profielen 1% worden uitgenut bij 2 C en op sterkte ontworpen zijn (unity check = 1,): dat is zonder kennis van de daadwerkelijke reserves het enige juiste uitgangspunt. In de praktijk is doorgaans de nodige reserve aanwezig, hetgeen benut kan worden en tot (aanzienlijk) hogere kritieke staaltemperaturen kan leiden. Zie hiervoor de bijlagen A t/m C. Bij deze 1% is de benuttingsgraad µ o de verhouding tussen de belastingen bij brand en de weerstand van de staalconstructie bij 2 C, die bepalend is voor de kritieke staaltemperatuur gelijk aan de belastinggraad η fi. Voor de kolommen is een brand aangehouden die 7% bedraagt van de systeemlengte (van 3,6 m, zoals in dit rapport als uitgangspunt is genomen voor standaard 6 Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding

verdiepinggebouwen). Doorgaans is deze reductie toepasbaar (of soms zelfs tot %) onder de voorwaarden zoals aangegeven in art. 4.2.3.2 en figuur 4.1 van NEN-EN 1993-1-2 (zie ook paragraaf 2. van de publicatie Brand). De effecten van verdere reductie van de tot % of het niet toepassen van reductie van de (1%) zijn te analyseren aan de hand van bijlagen A t/m C. Voor de vloeren en voor de zware daken is (conservatief) uitgegaan van een hoge permanente belasting (6 kg/m 2 ) en voor de lichte daken van een lage permanente belasting ( kg/m 2 ). Het effect van lichte vloeren (3 kg/m 2 ) is voor de kolommen bijvoorbeeld te zien door grafiek A2 (kantoren / zwaar) te vergelijken met grafiek B1 (kantoren / licht). Voor de kolommen is een gebouw van 6 verdiepingen het uitgangspunt. De effecten van minder (3) of meer (12) verdiepingen is te zien door grafiek A2 te vergelijken met grafiek B3 en B4 (kantoren). Verder is uitgegaan van een kolom HEA 24 van staalsoort S3, zie grafiek A2. De staalsoort is gevarieerd in grafiek B2 (S 23), andere HEA-profielen in grafiek B (18 A) en B6 (3 A), andere 24-profielen in grafiek B7 (24 B) en B8 (24 M), koker en buisprofielen in grafiek B9 (1x1x6), grafiek B1 (2x2x8), grafiek B11 (3x3x1) en grafiek B12 (ø 219,6x6). 3 Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur De resultaten van de veilige waarden van de kritieke staaltemperatuur θ cr zijn op de volgende pagina in tabelvorm samengevat, gesplitst naar: gebruiksfunctie (wonen, kantoor, bijeenkomst, winkel, opslag, parkeren (lichte en zware voertuigen); type constructiedeel: vloerligger, dakligger, trekstaaf, kolom; bij de liggers wordt onderscheid gemaakt tussen statisch bepaald/onbepaald en drie- of vierzijdig verhit. Hiermee worden de correctiefactoren κ 1 en κ 2 bepaald, waarmee de belastinggraad η fi wordt vermenigvuldigd om (bij 1% ) de sgraad µ o te verkrijgen (κ 1 =, voor driezijdige verhitte, brandwerende beklede vloer- en dakliggers (onder een betonnen vloer of dak); κ 1 = 1, voor vierzijdige verhitte vloer- en dakliggers (bijv. onder een geprofileerde stalen dakplaat); κ 2 =, voor doorgaande liggers en in andere gevallen 1,). κ 1 = κ 2 = 1, voor de trekstaaf. De liggers zijn bepaald voor belasting op buiging (zonder kip) volgens art. 4.2.3.3 en 4.2.3.4 van NEN-EN 1993-1-2 (doorsnedeklassen 1, 2 en 3). Bij de kolom wordt de berekening uitgevoerd met de knikkrommen bij brand (art. 4.2.3.2 van NEN-EN 1993-1-2, met behulp van de door BmS ontwikkelde spreadsheet: http://www.brandveiligmetstaal.nl/pag/164/4a1_download_xls_bepaling_kritieke_staaltemper atuur_kolommen.html Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding 7

Vereenvoudige+bepaling+van+de+kritieke+staaltemperatuur+voor+brandwerend+te+bekleden+vloerliggers+en+kolommen+in+gebouwen+volgens+Eurocode kolom$in$s3;$ kolom$in$s3;$ 9%$belast$bij$ 1%$belast$bij$ 2$ C; 2$ C; $=$3,6$m;$7%$ $=$3,6$m;$7%$ # # reductie$met$ reductie$met$ belastinggraad$ belastinggraad$ cf.$kolom$14 cf.$kolom$14 HEA$24 HEA$24 NEN#EN$1991#1#1$+$NB$Tabel$ 6.2$t/m6.1$$Opgelegde$ belastingen$op$vloeren NEN#EN$199$+$NB$Tabel$A1.1$ Waarden Ψ#factoren$voor$ gebouwen NEN#EN$199$+$NB$Tabel$A1.1$ Waarden Ψ#factoren$voor$ gebouwen belastinggraad$ligger$ηfi$obv$ (2.3)$uit$BmS#Brandboek benuttings#graad$µo$voor$een$ statisch$bepaalde$vloerligger$ =$ηfilκ1lκ2 minimale$kritieke$ staaltemperatuur$θcr$voor$ een$statisch$bepaalde$ vloerligger minimale$kritieke$ staaltemperatuur$θcr$voor$ een$statisch$onbepaalde$ vloerligger minimale$kritieke$ staaltemperatuur$θcr$voor$ een$vierzijdig$verhitte$statisch$ bepaalde$ligger minimale$kritieke$ staaltemperatuur$θcr$voor$ een$vierzijdig$verhitte$statisch$ onbepaalde$ligger minimale$kritieke$ staaltemperatuur$θcr$voor$ een$trekstaaf belastinggraad$kolom$ηfi$obv$ (2.4)$uit$BmS#Brandboek minimale$kritieke$ staaltemperatuur$θcr$voor$ een$kolom$excl.$knik Klasse Gebruik qk$[kn/m2] Ψ Ψ2 ηfi µo θcr$[ C] θcr$[ C] θcr$[ C] θcr$[ C] θcr$[ C] ηfi θcr$[ C] θcr$[ C] θcr$[ C] A#G Vloeren A Wonen 1,7,4,3,664,6 64,7 91,3 36, 64,7 36,,744 13,2 4 24 B Kantoor 2,,,3,616,24 77,1 63,1 49, 77,1 49,,696 27, 2 31 C Bijeenkomst,,6,6,612,2 78,2 64,1,7 78,2,7,79 23,3 48 27 D Winkel 4,,4,6,636,41 71,8 98, 43,8 71,8 43,8,778 3, 3 6 E Opslag, 1,,8,68,78 6,6 87,4 31,4 6,6 31,4,68 31,4 6 3 Parkeren$(voertuigen$ F tot$2$kn) 2,,7,6,76,6 4,3 81, 24,1 4,3 24,1,7 11,3 37 1 Parkeren$(voertuigen$ G van$2$tot$12$kn),,7,3,1,434 67,2 632,4 81,4 67,2 81,4,68 63,6 86 69 H Daken 1,,,,238,22 723,2 747,7 698,7 723,2 698,7 Aannamen vetgedrukte+en+vet+omkaderde+waarden+zijn+voor+de+managementsamenvatting+/+uitgangspunt+voor+aanbestedingen zware$vloer:$gk$= 6, kn/m2 dak:$gk$=, kn/m2 belastingfactor$γg 1,2 belastingfactor$γq 1, driezijdig$verhitte$ vloerligger:$κ1, NB$bekleed;$voor$onbekleed$geldt$,7 statisch$bepaalde$ vloerligger:$κ2 1, belastinggraad$ligger$ηfi$obv$(2.3)$uit$bms#brandboek vierzijdig$verhitte$ dakligger:$κ1 1, $ηfi$= Gk$+$Ψ2Lqk aantal$verdiepingen$n: 6 γglgk+γqlqk belastinggraad$kolom$ηfi$obv$(2.4)$uit$bms#brandboek vierzijdig$verhitte$ vloerligger:$κ1 1, $ηfi$= nlgk$+$nlψ2lqk trekstaaf:$κ1 1, nlγglgk+2cγqlqk+(n#2)lγqlψlqk statisch$onbepaalde$ vloerligger:$κ2, n$= aantal$verdiepingen 8 Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding

4 Literatuur 1. NEN-EN 199 (Eurocode. Grondslagen van het constructief ontwerp) + A1 + C2 + Nationale Bijlage, NEN, 211. 2. NEN-EN 1991-1-1 (Eurocode 1. Belastingen op constructies. Deel 1-2. Algemene belastingen. Volumieke gewichten, eigengewicht en opgelegde belastingen voor gebouwen) + C1 + Nationale Bijlage, NEN, 211. 3. NEN-EN 1991-1-2 (Eurocode 1. Belastingen op constructies. Deel 1-2. Algemene belastingen. Belastingen bij brand) + C1 + Nationale Bijlage, NEN, 211. 4. NEN-EN 1993-1-2 (Eurocode 3. Ontwerp en berekening van staalconstructies. Deel 1-2. Algemene regels. Ontwerp en berekening van constructies bij brand), + C2 + Nationale Bijlage, NEN, 21.. A.F. Hamerlinck, Brand. Brandveiligheid en berekening van de brandwerendheid van staalconstructies voor gebouwen volgens Eurocode 3, Bouwen met Staal, Zoetermeer 21. Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding 9

A Grafieken met veilige kritieke staaltemperaturen van kolommen voor verschillende gebruiksfuncties De grafieken geven veilige ontwerpwaarden voor de kritieke staaltemperatuur θ cr van kolommen in verdiepinggebouwen. Er zijn conservatieve uitgangspunten aangehouden, waardoor de gegeven waarden als ondergrens voor de werkelijke kritieke staaltemperatuur beschouwd kunnen worden. Bij juiste interpretatie van de in dit rapport gepresenteerde waarden, moeten de waarden bij een genuanceerde berekening met projectspecifieke gegevens hoger liggen. Het is aan te bevelen in latere fasen van een project deze projectspecifieke berekeningen van de kritieke staaltemperatuur uit te (laten) voeren met het oog op een juiste balans tussen veiligheid en kostenoptimalisatie. Uitgangspunten bij de grafieken: berekening volgens de Eurocodes (NEN-EN 199 + NB, NEN-EN 1991-1-1 + NB, NEN- EN 1991-1-2 + NB en NEN-EN 1993-1-2 + NB); zware vloeren (permanente vloerbelasting G k = 6, kn/m 2 ); opgelegde belastingen volgens tabel 6.2 t/m 6.1 van NEN-EN 1991-1-1 + NB: 1,7 kn/m 2 voor klasse A Woonfunctie; 2, kn/m 2 voor klasse B Kantoorfunctie;, kn/m 2 voor klasse C Bijeenkomstfunctie; 4, kn/m 2 voor klasse D Winkelfunctie;, kn/m 2 voor klasse E Opslag; 2, kn/m 2 voor klasse F Parkeren (voertuigen tot 2 kn); combinatiefactoren Ψ volgens tabel A1.1 van NEN-EN 1991-1-1 + NB:,4 voor klasse A Woonfunctie;, voor klasse B Kantoorfunctie;,6 voor klasse C Bijeenkomstfunctie;,4 voor klasse D Winkelfunctie; 1, voor klasse E Opslag;,7 voor klasse F Parkeren (voertuigen tot 2 kn); combinatiefactoren Ψ 2 volgens tabel A1.1 van NEN-EN 1991-1-1 + NB:,3 voor klasse A Woonfunctie;,3 voor klasse B Kantoorfunctie;,6 voor klasse C Bijeenkomstfunctie;,6 voor klasse D Winkelfunctie;,8 voor klasse E Opslag;,6 voor klasse F Parkeren (voertuigen tot 2 kn); belastingfactoren bij 2 C γ G = 1,2 en γ Q = 1, (bij brand zijn beide 1,); de belastinggraad η fi is bepaald voor de beganegrondkolom van een gebouw met 6 (gelijke) bouwlagen met behulp van formule (2.4) uit het BmS-Brandboek (incl. 2 e erratum): η fi = ng k + nψ 2 Q k n1,2g k + 1,Q k + (n 1)1,ψ Q k n = aantal verdiepingen In de grafieken wordt θ cr bepaald als functie van de bij 2 C (de unity check ), variërend van 1 tot 1%, voor 3 opties voor de brand: 1,,,7 en, maal de systeemlengte (waarvoor 3,6 m is aangehouden). 1 Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding

Berekening van θ cr volgens NEN-EN 1993-1-2 + NB, art. 4.2.3.2 (zuivere druk) mbv de spreadsheet van BmS (zie http://www.brandveiligmetstaal.nl/pag/164/pagina.html). De volgende grafieken met veilige kritieke staaltemperaturen zijn opgenomen, zie bijlage C voor de tabellen: A1 Kolommen voor een woonfunctie; A2 Kolommen voor een kantoorfunctie; A3 Kolommen voor een bijeenkomstfunctie; A4 Kolommen voor een winkelfunctie; A Kolommen voor een opslagfunctie; A6 Kolommen voor een parkeerfunctie. Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding 11

A1 Veilige kritieke staaltemperatuur θ cr van kolommen: woonfunctie kolom HEA 24 (S3) met sys = 3,6 m; zware vloer (6 kg/m 2 ) 1 9 9 8 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 1 9 9 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 brand = 1, lsys brand =,7 lsys brand =, lsys bij 2 C A2 Veilige kritieke staaltemperatuur θ cr van kolommen: kantoorfunctie kolom HEA 24 (S3) met sys = 3,6 m; zware vloer (6 kg/m 2 ) 1 9 9 8 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 1 9 9 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 brand = 1, lsys brand =,7 lsys brand =, lsys bij 2 C 12 Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding

A3 Veilige kritieke staaltemperatuur θ cr van kolommen: bijeenkomstfunctie kolom HEA 24 (S3) met sys = 3,6 m; zware vloer (6 kg/m 2 ) 1 9 9 8 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 1 9 9 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 brand = 1, lsys brand =,7 lsys brand =, lsys bij 2 C A4 Veilige kritieke staaltemperatuur θ cr van kolommen: winkelfunctie kolom HEA 24 (S3) met sys = 3,6 m; zware vloer (6 kg/m 2 ) 1 9 9 8 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 1 9 9 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 brand = 1, lsys brand =,7 lsys brand =, lsys bij 2 C Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding 13

A Veilige kritieke staaltemperatuur θ cr van kolommen: opslagfunctie kolom HEA 24 (S3) met sys = 3,6 m; zware vloer (6 kg/m 2 ) 1 9 9 8 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 1 9 9 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 brand = 1, lsys brand =,7 lsys brand =, lsys bij 2 C A6 Veilige kritieke staaltemperatuur θ cr van kolommen: parkeerlfunctie kolom HEA 24 (S3) met sys = 3,6 m; zware vloer (6 kg/m 2 ) 1 9 9 8 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 1 9 9 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 brand = 1, lsys brand =,7 lsys brand =, lsys bij 2 C 14 Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding

B Grafieken met veilige kritieke staaltemperaturen van kolommen voor de kantoorfunctie met variatie van parameters De grafieken geven veilige ontwerpwaarden voor de kritieke staaltemperatuur θ cr van kolommen in verdiepinggebouwen. Er zijn conservatieve uitgangspunten aangehouden, zodat de gegeven waarden als ondergrens voor de werkelijke kritieke staaltemperatuur beschouwd kunnen worden. Bij genuanceerde berekening met projectspecifieke gegevens zullen de waarden hoger liggen en het is aan te bevelen in latere fasen van een project deze projectspecifieke berekeningen van de kritieke staaltemperatuur uit te (laten) voeren met het oog op kostenoptimalisatie. De grafieken in deze bijlage zijn een parameterstudie waarbij grafiek A2 als basis gediend heeft: A2 Grafiek met veilige kritieke staaltemperaturen van een HEA 24 kolom (S3) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen. In B1 is gerekend met lichte vloeren (3 kg/m 2 ). In B2 is de HEA 24 kolom met staalsoort S23 beschouwd. In B3 en B4 is zijn gebouwen met 3 en 12 bouwlagen bestudeerd. In B en B6 zijn andere HEA-profielen doorgerekend: 18A en 3A. In B7 en B8 zijn HEB 24 en HEM 24 genomen. In B9 t/m B12 zijn koker- en buiskolommen geanalyseerd. Uitgangspunten bij de grafieken: berekening volgens de Eurocodes (NEN-EN 199 + NB, NEN-EN 1991-1-1 + NB, NEN- EN 1991-1-2 + NB en NEN-EN 1993-1-2 + NB); zware vloeren (permanente vloerbelasting G k = 6, kn/m 2 ), m.u.v. B1 (3,); voor klasse B Kantoorfunctie: opgelegde belasting = 2, kn/m 2 volgens tabel 6.2 t/m 6.1 van NEN-EN 1991-1-1 + NB; combinatiefactor Ψ =, volgens tabel A1.1 van NEN-EN 1991-1-1 + NB; combinatiefactor Ψ 2 =,3 volgens tabel A1.1 van NEN-EN 1991-1-1 + NB; belastingfactoren bij 2 C γ G = 1,2 en γ Q = 1, (bij brand zijn beide 1,); de belastinggraad η fi is bepaald voor de beganegrondkolom van een gebouw met 6 (gelijke) bouwlagen met behulp van formule (2.4) uit het BmS-Brandboek (incl. erratum) (3 in B3 en 12 in B4): η fi = ng k + nψ 2 Q k n1,2g k + 1,Q k + (n 1)1,ψ Q k n = aantal verdiepingen Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding 1

In de grafieken wordt θ cr bepaald als functie van de bij 2 C (de unity check ), variërend van 1 tot 1%, voor 3 opties voor de brand: 1,,,7 en, maal de systeemlengte (waarvoor 3,6 m is aangehouden). De berekening van θ cr geschiedt volgens NEN-EN 1993-1-2 + NB, art. 4.2.3.2 (zuivere druk) met behulp van de spreadsheet van BmS (zie http://www.brandveiligmetstaal.nl/pag/164/pagina.html). De volgende grafieken met veilige kritieke staaltemperaturen zijn opgenomen, zie bijlage C voor de tabellen: B1 kolom HEA 24 (S3) voor een kantoorfunctie met lichte vloeren (3 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen; B2 kolom HEA 24 (S23) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen; B3 kolom HEA 24 (S3) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 3 bouwlagen; B4 kolom HEA 24 (S3) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 12 bouwlagen; B kolom HEA 18 (S3) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen; B6 kolom HEA 3 (S3) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen; B7 kolom HEB 24 (S3) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen; B8 kolom HEM 24 (S3) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen; B9 kokerkolom1x1x6 (S3) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen; B1 kokerkolom 2x2x8 (S3) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen; B11 kokerkolom 3x3x1 (S27) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen; B12 buiskolom 219,1x6 (S3) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen. 16 Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding

B1 1 9 9 8 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 Veilige kritieke staaltemperatuur θ cr kolom HEA 24 (S3): kantoorfunctie met 6 bouwlagen en lichte vloer systeemlengte sys = 3,6 m; lichte vloer (3 kg/m 2 ) 1 9 9 8 7 7 6 6 4 4 3 bij 2 C 3 2 2 1 1 brand = 1, lsys brand =,7 lsys brand =, lsys B2 Veilige kritieke staaltemperatuur θ cr kolom HEA 24 (S23): kantoorfunctie met 6 bouwlagen en zware vloer systeemlengte sys = 3,6 m; zware vloer (3 kg/m 2 ) 1 9 9 8 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 1 9 9 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 brand = 1, lsys brand =,7 lsys brand =, lsys bij 2 C Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding 17

B3 Veilige kritieke staaltemperatuur θ cr kolom HEA 24 (S3): kantoorfunctie met 3 bouwlagen en zware vloer systeemlengte sys = 3,6 m; zware vloer (6 kg/m 2 ) 1 9 9 8 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 1 9 9 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 brand = 1, lsys brand =,7 lsys brand =, lsys bij 2 C B4 Veilige kritieke staaltemperatuur θ cr kolom HEA 24 (S3): kantoorfunctie met 12 bouwlagen en zware vloer systeemlengte sys = 3,6 m; zware vloer (6 kg/m 2 ) 1 9 9 8 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 1 9 9 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 brand = 1, lsys brand =,7 lsys brand =, lsys bij 2 C 18 Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding

B Veilige kritieke staaltemperatuur θ cr kolom HEA 18 (S3): kantoorfunctie met 6 bouwlagen en zware vloer systeemlengte sys = 3,6 m; zware vloer (6 kg/m 2 ) 1 9 9 8 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 1 9 9 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 brand = 1, lsys brand =,7 lsys brand =, lsys bij 2 C B6 Veilige kritieke staaltemperatuur θ cr kolom HEA 3 (S3): kantoorfunctie met 6 bouwlagen en zware vloer systeemlengte sys = 3,6 m; zware vloer (6 kg/m 2 ) 1 9 9 8 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 1 9 9 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 brand = 1, lsys brand =,7 lsys brand =, lsys bij 2 C Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding 19

B7 Veilige kritieke staaltemperatuur θ cr kolom HEB 24 (S3): kantoorfunctie met 6 bouwlagen en zware vloer systeemlengte sys = 3,6 m; zware vloer (6 kg/m 2 ) 1 9 9 8 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 1 9 9 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 brand = 1, lsys brand =,7 lsys brand =, lsys bij 2 C B8 Veilige kritieke staaltemperatuur θ cr kolom HEM 24 (S3): kantoorfunctie met 6 bouwlagen en zware vloer systeemlengte sys = 3,6 m; zware vloer (6 kg/m 2 ) 1 9 9 8 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 1 9 9 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 brand = 1, lsys brand =,7 lsys brand =, lsys bij 2 C 2 Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding

B9 Veilige kritieke staaltemperatuur θ cr kolom 1x1x6 (S3): kantoorfunctie met 6 bouwlagen en zware vloer systeemlengte sys = 3,6 m; zware vloer (6 kg/m 2 ) 1 9 9 8 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 1 9 9 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 brand = 1, lsys brand =,7 lsys brand =, lsys bij 2 C B1 Veilige kritieke staaltemperatuur θ cr kolom 2x2x8 (S3): kantoorfunctie met 6 bouwlagen en zware vloer systeemlengte sys = 3,6 m; zware vloer (6 kg/m 2 ) 1 9 9 8 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 1 9 9 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 brand = 1, lsys brand =,7 lsys brand =, lsys bij 2 C Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding 21

B11 Veilige kritieke staaltemperatuur θ cr kolom 3x3x1 (S27): kantoorfunctie met 6 bouwlagen en zware vloer systeemlengte sys = 3,6 m; zware vloer (6 kg/m 2 ) 1 9 9 8 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 1 9 9 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 brand = 1, lsys brand =,7 lsys brand =, lsys bij 2 C B12 Veilige kritieke staaltemperatuur θ cr kolom 219,1x6 (S3): kantoorfunctie met 6 bouwlagen en zware vloer systeemlengte sys = 3,6 m; zware vloer (6 kg/m 2 ) 1 9 9 8 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 1 9 9 8 7 7 6 6 4 4 3 3 2 2 1 1 brand = 1, lsys brand =,7 lsys brand =, lsys bij 2 C 22 Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding

C Tabellen bij de grafieken van bijlage A en B Van de volgende grafieken met veilige kritieke staaltemperaturen zijn in deze bijlage de bijbehorende tabellen opgenomen: A1 A2 A3 A4 A A6 B1 B2 B3 B4 B B6 B7 B8 B9 B1 B11 B12 Kolommen voor een woonfunctie; Kolommen voor een kantoorfunctie; Kolommen voor een bijeenkomstfunctie; Kolommen voor een winkelfunctie; Kolommen voor een opslagfunctie; Kolommen voor een parkeerfunctie. Kolom HEA 24 (S3) voor een kantoorfunctie met lichte vloeren (3 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen; Kolom HEA 24 (S23) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen; Kolom HEA 24 (S3) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 3 bouwlagen; Kolom HEA 24 (S3) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 12 bouwlagen; Kolom HEA 18 (S3) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen; Kolom HEA 3 (S3) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen; Kolom HEB 24 (S3) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen; Kolom HEM 24 (S3) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen; Kokerkolom 1x1x6 (S3) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen; Kokerkolom 2x2x8 (S3) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen; Kokerkolom 3x3x1 (S27) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen; Buiskolom 219,1x6 (S3) voor een kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m 2 ) en 6 bouwlagen. Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding 23

A1 Veilige kritieke staaltemperatuur van kolommen: woonfunctie bij 2 C, sys,7 sys 1, sys A2 Veilige kritieke staaltemperatuur van kolommen: kantoorfunctie bij 2 C, sys,7 sys 1, sys 1 24 44 1 7 31 46 9 7 4 489 9 7 2 2 8 89 67 21 8 94 72 27 7 611 88 47 7 617 93 2 6 637 613 77 6 642 618 78 662 642 98 667 647 64 4 688 671 63 4 691 67 64 3 731 71 672 3 737 78 67 2 789 772 72 2 792 776 732 1 9 889 6 1 91 894 863 A3 Veilige kritieke staaltemperatuur van kolommen: bijeenkomstfunctie bij 2 C, sys,7 sys 1, sys A4 Veilige kritieke staaltemperatuur van kolommen: winkelfunctie bij 2 C, sys,7 sys 1, sys 1 3 27 447 1 3 6 398 9 72 48 496 9 6 3 43 8 91 69 24 8 76 3 3 7 614 9 49 7 97 76 32 6 639 61 7 6 624 99 6 664 644 6 62 63 88 4 69 673 637 4 68 662 623 3 734 74 673 3 717 693 663 2 79 774 729 2 779 761 78 1 91 891 9 1 892 877 84 A Veilige kritieke staaltemperatuur van kolommen: opslagfunctie bij 2 C, sys,7 sys 1, sys A6 Veilige kritieke staaltemperatuur van kolommen: parkeerfunctie bij 2 C, sys,7 sys 1, sys 1 61 3 467 1 42 1 418 9 79 6 7 9 62 37 47 8 97 76 32 8 82 9 11 7 621 96 6 7 63 82 39 6 64 622 81 6 63 6 66 669 6 68 67 636 93 4 694 677 643 4 684 666 628 3 741 712 678 3 724 697 667 2 79 78 737 2 784 766 716 1 921 897 867 1 897 883 848 24 Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding

B1 Veilige kritieke staaltemperatuur kolom HEA 24 (S3): kantoorfunctie met lichte vloeren (3 kg/m2) en 6 bouwlagen bij 2 C, sys,7 sys 1, sys B2 Veilige kritieke staaltemperatuur kolom HEA 24 (S23): kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m2) en 6 bouwlagen bij 2 C bij brand =, sys,7 sys 1, sys 1 78 6 1 34 1 438 9 9 73 28 9 34 486 8 61 91 1 8 76 7 19 7 637 613 73 7 97 79 46 6 69 638 9 6 624 63 73 681 663 62 62 634 99 4 77 688 66 4 68 66 636 3 76 732 688 3 718 696 674 2 811 792 76 2 779 764 729 1 948 923 8 1 891 878 1 B3 Veilige kritieke staaltemperatuur kolom HEA 24 (S3): kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m2) en 3 bouwlagen bij 2 C, sys,7 sys 1, sys B4 Veilige kritieke staaltemperatuur kolom HEA 24 (S3): kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m2) en 12 bouwlagen bij 2 C bij brand =, sys,7 sys 1, sys 1 68 43 4 1 24 44 9 63 16 9 7 4 489 8 64 82 4 8 89 67 21 7 627 62 63 7 611 88 47 6 61 629 87 6 637 613 73 674 6 61 662 642 98 4 698 682 648 4 688 671 63 3 747 72 682 3 731 71 672 2 799 784 74 2 789 772 72 1 932 9 87 1 9 889 6 B Veilige kritieke staaltemperatuur kolom HEA 18 (S3): kantoorfunctie, zware vloeren (6 kg/m2) en 6 bouwlagen bij 2 C, sys,7 sys 1, sys B6 Veilige kritieke staaltemperatuur kolom HEA 3 (S3): kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m2) en 6 bouwlagen bij 2 C bij brand =, sys,7 sys 1, sys 1 83 47 43 1 42 22 471 9 98 6 489 9 62 44 8 8 619 84 2 8 82 66 33 7 64 63 4 7 64 88 9 6 662 629 7 6 631 613 84 683 6 9 68 643 612 4 79 68 63 4 6 672 647 3 76 717 668 3 72 74 682 2 821 788 71 2 783 772 743 1 964 926 86 1 89 8 863 Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding 2

B7 Veilige kritieke staaltemperatuur kolom HEB 24 (S3): kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m2) en 6 bouwlagen B8 Veilige kritieke staaltemperatuur kolom HEM 24 (S3): kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m2) en 6 bouwlagen bij 2 C, sys bij brand =,7 sys 1, sys bij 2 C, sys,7 sys brand = 1, sys 1 6 3 47 1 2 28 46 9 74 1 2 9 71 49 4 8 93 72 28 8 9 7 29 7 616 92 3 7 612 91 4 6 641 618 78 6 638 617 79 666 646 64 664 64 66 4 691 67 64 4 689 674 642 3 736 77 676 3 733 76 677 2 791 776 733 2 789 77 736 1 913 893 863 1 96 891 863 B9 Veilige kritieke staaltemperatuur kolom 1x1x6 (S3): kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m2) en 6 bouwlagen B1 Veilige kritieke staaltemperatuur kolom 2x2x8 (S3): kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m2) en 6 bouwlagen bij 2 C, sys bij brand =,7 sys 1, sys bij 2 C, sys,7 sys brand = 1, sys 1 9 32 44 1 3 1 483 9 77 3 1 9 2 38 1 8 96 73 26 8 73 61 4 7 619 94 2 7 9 84 6 6 643 619 77 6 622 69 9 668 647 62 61 64 62 4 693 67 639 4 679 67 64 3 739 78 67 3 716 72 688 2 793 777 731 2 777 768 71 1 919 89 863 1 886 878 864 B11 Veilige kritieke staaltemperatuur kolom 3x3x1 (S27): kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m2) en 6 bouwlagen bij 2 C, sys bij brand =,7 sys 1, sys B12 Veilige kritieke staaltemperatuur kolom 219,6x6 (S3): kantoorfunctie met zware vloeren (6 kg/m2) en 6 bouwlagen bij 2 C, sys,7 sys brand = 1, sys 1 16 6 4 1 41 22 471 9 39 3 16 9 62 44 8 8 62 4 41 8 82 66 34 7 86 79 67 7 63 88 9 6 612 63 92 6 63 613 84 642 63 623 67 643 612 4 673 667 67 4 684 672 647 3 76 698 691 3 72 74 682 2 769 764 74 2 783 771 743 1 876 87 861 1 89 884 863 26 Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur bij ontwerp en aanbesteding

Bouwen met Staal Boerhaavelaan 4 2713 HX Zoetermeer Postbus 19 27 AD Zoetermeer tel. (79) 33 12 77 fax (79) 33 12 78 info@bouwenmetstaal.nl www.bouwenmetstaal.nl