Constructieve Veiligheid Gevels Prof.dr.ir. Chris Geurts TNO Built Environment Eindhoven University of Technology NEN workshop, Delft, 19 april 2011 www.tue.nl www.tno.nl www.icwe13.org www.gebouwschil.nl Introductie Windtechnologie Bouwsystemen TNO en TU/e Technology of the Building Envelope
Inhoud Constructieve veiligheid Beginselen Regelgeving Windbelasting huidige regels Openliggende vragen Voorbeelden praktijkrichtlijnen NPR 6708 NVN 7250 NTA Hoogbouw Oudste Bouwregelgeving Hammourabi, Babylon, 2200 vc Als een huis instort en de eigenaar de dood vindt, moet ook de bouwer om het leven worden gebracht.
Prestatiebeginsel pdf Belasting S Wind, Sneeuw, Temperatuur, Eigen Gewicht, etc. Weerstand R overlap ~ faalkans Krachten, spanningen etc. Toetsing van de constructie Principe: Sterkte R > Belasting P R d > P d (d = design value) P d in belastingvoorschriften: NL: NEN 6702, nu: EN 1991 reeks R d uit materiaalvoorschriften, of testen
Basiseisen 1. Een constructie mag: gedurende de vastgestelde referentieperiode de gedefinieerde grenstoestanden met vastgelegde betrouwbaarheid niet overschrijden 2. Constructies moeten zodanig zijn ontworpen dat zij voldoende robuust zijn in geval van brand, explosies of fouten. Verificatie m.b.v. Partiele Factoren 1. Karakteristieke belastingen maal belastingfactor 2. Karakteristieke sterkte gedeeld door materiaalfactor 3. Controleer of de grenstoestand rekenkundig niet overschreden wordt De grootte van de factoren hangt af van de grootte van de onzekerheid, het gewenste veiligheidsniveau en de belangrijkheid van de parameter
Annex A1 Gebouwen Referentieperiode/ ontwerplevensduur Omrekenformules voor wind, sneeuw, vloerbelasting, temperatuur in EN1991 Bijlage B Veiligheidsklassen
Berekening en experiment Statische berekening (lineair, niet lineair) Dynamische berekening Brandberekening Experimenten Ontwikkelingen, Risico s Waarde Op het randje Nieuwe materialen Nieuwe functies
EN 1990 en Nationale Bijlage; vragen Acceptabel Veiligheidsniveau gevels Consequentieklasse? Differentiëren in Gewicht Gebouwhoogte Andere aspecten Toetsing op elementniveau Kans per element berekend Wat betekent dit voor gehele gevel Robuustheid Windbelasting op gevels Lokale vormfactoren Omgevingseffecten Drukvereffening
Lokale vormfactoren A B C D E F G H Verticaal aan gebouwen bevestigde voorwerpen, vinnen. Balustrade. Balustrade hoek. Balustrade balkon. Inpandige vlakken. Inpandige vlakken hoek. Dakranden Binnenwanden
Lokale omstandigheden Verstoring windveld wind Toename windsnelheid
Vuistregel (EN 1991-1-4) PAO cursus Eurocode BmS cursus Windbelasting Onderzoek PhD Candidate: Okke Bronkhorst
Drukvereffenende gevel Functioneert als regenscherm Reductie krachten in verankeringen Eisen aan ontwerp en uitvoering Spouwconstructies Positief effect, belasting lager C eq < 1 Deels in regelgeving Negatief effect, belasting hoger, C eq = 1,3, nu in regels
Onderzoek Volle schaal metingen Windtunnelwerk Fundamenteel onderzoek Vergelijkend onderzoek CFD simulaties Validatie / vergelijking Richting een richtlijn? Experimenteel of numeriek onderzoek Windtunnelonderzoek CUR aanbeveling 103: eisen voor Voorbereiding Uitvoering Analyse Rapportage CFD (numeriek onderzoek) Beperkte toepassing Validatie noodzaak (nog) geen richtlijnen
Voorbeeld richtlijnen: NPR 6708 Bevestiging dakbedekkingen Lessen uit de Storm Aanvullende regels voor windbelastingen Bepalingsmethoden voor stormbestendigheid Voorbeeld richtlijnen: NVN 7250 Bouwkundige integratie zonne-energiesystemen Constructieve eisen Aanvullende regels windbelastingen Aanvullend onderzoek
Voorbeelden richtlijnen: NTA Hoogbouw Hoogbouw niet of onvolledig uitgewerkt in huidige voorschriften Gevels-NTA (VMRG kwaliteitseisen) Hoogte (h) m Kuststrook Gebied I Overig Kuststrook Gebied II Overig Gebied III Constructies-NTA windbelasting (stuwdrukken, vormfactoren, windtunneleisen) 150 160 170 180 190 200 225 2,54 2,56 2,59 2,62 2,63 2,65 2,70 2,15 2,18 2,21 2,24 2,27 2,29 2,35 2,13 2,15 2,17 2,19 2,20 2,22 2,26 1,80 1,83 1,85 1,88 1,90 1,92 1,97 1,48 1,50 1,52 1,54 1,56 1,58 1,62 250 2,74 2,40 2,30 2,01 1,66 275 2,78 2,45 2,33 2,05 1,69 300 2,82 2,50 2,36 2,09 1,72 Tot slot Constructieve veiligheid in principe geregeld Uitwerking specifiek voor gevels beperkt Noodzaak voor NPR? Prestatie Meenemen procesaspecten? Product Proces
Aankondiging www.icwe13.org Vragen, opmerkingen en Suggesties Discussie over nut en noodzaak aanvullende richtlijnen en regelgeving voor constructieve veiligheid van gevels
Grootste lacune in regelgeving Wat vindt u van een NPR?
Welke bijdage wilt u leveren? Welke suggesties heeft u voor NEN en TNO?