STATISCHE BEREKENING Betreft: Berekening frame en fundering t.b.v. gaswasser nabij hal 1 a/d Nijverheidslaan 48 1382 LK Weesp Opdrachtgever: Smit en Zoon Contactpersoon: dhr. J. van Duinen Nijverheidslaan 48 1382 LK Weesp Adviseur: Advies en Tekenbureau voor Bouwtechniek Contactpersoon: dhr. ing. F. Oomen Darja Collinstraat 17 1326 TN Almere Stad Email: atb.oomen@live.nl Datum: 18 april 2017 Op deze berekening zijn van toepassing: - NEN-EN 1990: Grondslagen van het constructief ontwerp; - NEN-EN 1991-1-1: Belastingen op constructies, algemene belastingen; - NEN-EN 1992-1-1: Ontwerp en berekening van betonconstructies; Op al onze werkzaamheden is de Rechtsverhouding opdrachtgever-architect, ingenieur en adviseur DNR 2011 van toepassing, als gedeponeerd ter Griffie van de Rechtbank te Amsterdam onder nr. 78/2011. Voor de inhoud van de DNR 2011 wordt verwezen naar: www.nlingenieurs.nl/dnr
01. INHOUD Onderdeel Pagina 02. Inleiding tot de berekening 03 03. Berekening frame gaswasinstallatie 04 04. Berekening wapening betonvloer 13 2
02. INLEIDING TOT DE BEREKENING Op verzoek van onze opdrachtgever wordt er een frame en een fundering berekend voor een nieuw te plaatsen gaswasinstallatie. Volgens de specificaties van de leverancier heeft de gaswasinstallatie de afmetingen 3,22x2,22 m. De gaswasinstallatie moet een oude installatie uit eind jaren 80 vervangen. Normaalgesproken wordt de gaswasinstallatie via een stalen frame op een betonvloer geplaatst. Omdat de oude gaswasser zo lang mogelijk in gebruik moet blijven, dient de nieuwe installatie in 2 fasen te worden geplaatst. In fase 1 worden er stalen buispalen gepulst waar het frame van de nieuwe gaswasser op geplaatst kan worden. Na het pulsen van de palen wordt de oude gaswasinstallatie gedemonteerd en wordt de nieuwe gaswasinstallatie direct op de nieuwe palen geplaatst. Na afronding van fase 1 zal het frame dus direct op de nieuwe palen afsteunen en is er nog geen betonvloer aanwezig. In fase 2 wordt, als de nieuwe gaswasinstallatie geplaatst is, de betonplaat gestort onder de nieuwe gaswasinstallatie. De dikte van de betonvloer is mede afhankelijk van hoe dik de vloer kan worden gestort onder de nieuwe gaswasser. Er wordt gestreeft naar een dikte van 200 mm. maar mogelijk dient deze vloer dikker te worden teneinde deze goed te kunnen storten onder de nieuwe installatie. Het frame van de gaswasser dient na het gereedkomen van fase 1 tot aan het gereedkomen van fase 2 af te steunen op het frame. Het frame zal dus moeten worden gedimensioneerd op de belasting uit de nieuwe gaswasinstallatie. Het gewicht van de (gevulde) gaswasinstallatie bedraagt in principe 10.000 kg (100 kn) maar kan in geval van calamiteiten oplopen tot 20.000 kg. (200 kn). Met deze 200 kn wordt gerekend. Er wordt in de navolgende berekening aangenomen dat de belasting uit de gaswasinstallatie gelijkmatig wordt verdeeld over het frame! De betonvloer dient alleen ter opvulling. Ook na het gereedkomen van fase 2 zal de gaswasser afdragen via het stalen frame, niet via de betonvloer. Zoals hierboven aangegeven heeft het frame volgens de tekening van de leverancier een lengte van 3,22 m. De minimale hartmaat van de stalen buispalen in die richting bedraagt echter ca. 3,80 m., gezien de ruimte die de bestaande gaswasser in beslag neemt. Dat betekent dat het frame onder de nieuwe installatie zal moeten worden aangepast aan de hand van de plaats waar de palen gepulst kunnen worden. E.e.a. in overleg met de leverancier van de installatie. 3
03. BEREKENING FRAME GASWASINSTALLATIE Gewicht gevulde gaswasinstallatie = 200 kn Omtrek gaswasinstallatie = 2*3,22 + 2*2,22 = 10,88 m. q g;k = 200 / 10,88 = 18,4 kn/m Korte frameliggers (niet maatgevend voor sterkte en doorbuiging) l = 2,22 m. R g;k = ½*18,4*2,22 = 20,43 kn Lange frameliggers l = 3,80 m. Op de vorige pagina is aangenomen dat de betonvloer 200 mm. dik is. In onderstaande belasting wordt uitgegaan van een vloer van 300 mm. dik in het geval dat 200 mm. te weinig werkruimte biedt om het beton te storten. Belastingen op de lange frameliggers q g;k uit e.g. installatie = 18,40 kn/m (over l = 2,2 m.) q g;k uit e.g. betonvloer = ½*(0,30*25)*2,22 = 8,33 kn/m (over l = 3,8 m.) Zie de berekening op pagina s Keuze: HE-200A (ook vanwege doorbuiging liggers) Reacties R Ed = 81,0 kn Door van Dijk Geotechniek is een funderingsadvies opgesteld n.a.v. eerder gemaakte sonderingen. In dit funderingsadvies zijn stalen buispalen verwerkt met een diameter van 168 mm. Het draagvermogen bij diverse inheidiepten is in dit rapport tabellarisch weergegeven. Hieronder is een kopie van deze tabel te vinden. Uit het rapport blijkt een netto draagvermogen tussen de 79 en 194 kn. De paalbelasting bedraagt 81,0 kn. een inheiniveau van -10,50 m. N.A.P. wordt geadviseerd. Door het inheiniveau iets dieper te kiezen levert dit een extra draagvermogen op van 138-105 = 33 kn. Kies inheiniveau -10,50 m. N.A.P. 4
TS/Liggers Rel: 6.23 17 apr 2017 Project...: 17-021 - Nijverheidslaan 48 Weesp Constructeur.: F. Oomen Opdrachtgever: Smit en Zn. B.V. Dimensies...: kn/m/rad Datum...: 14/04/2017 Bestand...: e:\17-021 nijverheidslaan 48\technosoft\berekening lange frameliggers.dlw Betrouwbaarheidsklasse : 1 Referentieperiode : 50 Toegepaste normen volgens Eurocode met Nederlandse NB Belastingen NEN-EN 1990:2002 C2:2010 NB:2011(nl) NEN-EN 1991-1-1:2002 C1:2009 NB:2011(nl) Staal NEN-EN 1993-1-1:2006 C2:2009 NB:2011(nl) VELDBELASTINGEN Ligger:1 B.G:1 Permanent 20.43 20.43 18.4 Z 8.32 X 3.800 3.800 1:HEA200 VELDLENGTEN Veld Vanaf Tot Lengte 1 0.000 3.800 3.800 Ligger:1 MATERIALEN Mt Omschrijving E-modulus[N/mm2] S.M. Pois. Uitz. coëff 1 S235 210000 78.5 0.30 1.2000e-05 PROFIELEN [mm] Prof. Omschrijving Materiaal Oppervlak Traagheid Vormf. 1 HEA200 1:S235 5.3800e+03 3.6920e+07 0.00 5
Project...: 17-021 - Nijverheidslaan 48 Weesp PROFIELEN vervolg [mm] Prof. Staaftype Breedte Hoogte e Type b1 h1 b2 h2 1 0:Normaal 200 190 95.0 PROFIELVORMEN [mm] 1 HEA200 BELASTINGGEVALLEN B.G. Omschrijving Belast/onbelast ψ 0 ψ 1 ψ 2 e.g. 1 Permanent 2:Permanent EN1991-1.00 BELASTINGGEVALLEN B.G. Omschrijving Type 1 Permanent 1 Permanente belasting VELDBELASTINGEN Ligger:1 B.G:1 Permanent Last Ref. Type Omschrijving q1/p/m q2 psi Afstand Lengte 1 1:q-last -18.400-18.400 0.290 3.220 2 8:Puntlast -20.430 0.290 3 8:Puntlast -20.430 3.510 4 1:q-last -8.320-8.320 0.000 3.800 BELASTINGCOMBINATIES BC Type BG Gen. Factor BG Gen. Factor BG Gen. Factor BG Gen. Factor 1 Fund. 1 Perm 1.22 2 Fund. 1 Perm 0.90 3 Kar. 1 Perm 1.00 4 Quas. 1 Perm 1.00 5 Freq. 1 Perm 1.00 6 Blij. 1 Perm 1.00 GUNSTIGE WERKING PERMANENTE BELASTINGEN BC Velden met gunstige werking 1 Geen 2 Alle velden de factor:0.90 6
Project...: 17-021 - Nijverheidslaan 48 Weesp OMHULLENDE VAN DE FUNDAMENTELE COMBINATIES MOMENTEN Ligger:1 Fundamentele combinatie -66 DWARSKRACHTEN Ligger:1 Fundamentele combinatie 81-81 Fmin:60 Fmax:81 VERPLAATSINGEN [mm] Ligger:1 Fundamentele combinatie 60 81-13.0 7
Project...: 17-021 - Nijverheidslaan 48 Weesp VELDWAARDEN Ligger:1 Fundamentele combinatie Verpl. [mm] Dwarskr Moment Veld Pos. min. max. min. max. min. max. 1 0.000 0.00 0.00-81.00-60.00 0.00 0.00 1 0.290-77.92-57.72 1 0.290-53.09-39.33 1 1.900-12.99-9.62 0.00 0.00-65.78-48.73 1 3.510 39.33 53.09 1 3.510 57.72 77.92 1 3.800 0.00-0.00 60.00 81.00-0.00 0.00 TUSSENPUNTEN Ligger:1 Fundamentele combinatie Verpl. [mm] Dwarskr Moment Veld Pos. min. max. min. max. min. max. 1 0.000 0.00 0.00-81.00-60.00 0.00 0.00 1 0.380-4.14-3.06-50.13-37.13-27.69-20.51 1 0.760-7.78-5.76-37.59-27.85-44.35-32.86 1 1.140-10.60-7.85-25.06-18.57-56.26-41.67 1 1.520-12.38-9.17-12.53-9.28-63.40-46.96 1 1.900-12.99-9.62-0.00 0.00-65.78-48.73 1 2.280-12.38-9.17 9.28 12.53-63.40-46.96 1 2.660-10.60-7.85 18.57 25.06-56.26-41.67 1 3.040-7.78-5.76 27.85 37.59-44.35-32.86 1 3.420-4.14-3.06 37.13 50.13-27.69-20.51 1 3.800 0.00-0.00 60.00 81.00-0.00 0.00 REACTIES Ligger:1 Fundamentele combinatie Stp Fmin Fmax Mmin Mmax 1 60.00 81.00 0.00 0.00 2 60.00 81.00 0.00 0.00 8
Project...: 17-021 - Nijverheidslaan 48 Weesp STAALPROFIELEN - ALGEMENE GEGEVENS Stabiliteit: Classificatie gehele constructie: Ligger:1 Geschoord MATERIAAL Mat Profielnaam Vloeisp. Productie Min. drsn. nr. [N/mm 2 ] methode klasse 1 HEA200 235 Gewalst 1 Partiële veiligheidsfactoren: Gamma M;0 : 1.00 Gamma M;1 : 1.00 KIPSTABILITEIT Staaf Plts. l gaffel Kipsteunafstanden aangr. [m] [m] 1 1.0*h boven: 3.80 3.800 onder: 3.80 3.800 Ligger:1 TOETSING SPANNINGEN Ligger:1 Staaf Mat BC Sit Kl Plaats Norm Artikel Formule Hoogste toetsing Opm. nr. U.C. [N/mm 2 ] 1 1 1 1 1 Staaf EN3-1-1 6.3.2 (6.54) 0.726 171 TOETSING DOORBUIGING Ligger:1 Staaf Soort Mtg Lengte Overst Zeeg u t o t BC Sit u Toelaatbaar [m] I J [mm] [mm] [mm] [mm] *l 1 Vloer db 3.80 N N 0.0-10.7 3 1 Eind -10.7 ±15.2 0.004 UNITY-CHECK'S Ligger:1 OMHULLENDE VAN ALLES Toelaatbare unity-check (1.0) Unity-check i.v.m. kipstabiliteit Hoogste unity-check i.v.m. doorsnedecontrole Hoogste unity-check i.v.m. doorbuiging 9
Project...: 17-021 - Nijverheidslaan 48 Weesp DOORBUIGINGEN w1 [mm] Ligger:1 Blijvende combinatie -10.6 DOORBUIGINGEN Wbij [mm] Ligger:1 Karakteristieke combinatie DOORBUIGINGEN Wmax [mm] Ligger:1 Karakteristieke combinatie DOORBUIGINGEN -10.6 Karakteristieke combinatie Veld Zijde positie l r e p w 1 w 2 -- w b i j -- w t o t w c -- w m a x -- [m] [mm] [mm] [mm] [mm][lrep/] [mm] [mm] [mm][lrep/] 1 Neg. 2.024 3800-10.6-10.6-10.6 357 10
Project...: 17-021 - Nijverheidslaan 48 Weesp DOORBUIGINGEN Wbij [mm] Ligger:1 Frequente combinatie DOORBUIGINGEN Wmax [mm] Ligger:1 Frequente combinatie DOORBUIGINGEN -10.6 Frequente combinatie Veld Zijde positie l r e p w 1 w 2 -- w b i j -- w t o t w c -- w m a x -- [m] [mm] [mm] [mm] [mm][lrep/] [mm] [mm] [mm][lrep/] 1 Neg. 2.024 3800-10.6-10.6-10.6 357 DOORBUIGINGEN Wbij [mm] Ligger:1 Quasi-blijvende combinatie DOORBUIGINGEN Wmax [mm] Ligger:1 Quasi-blijvende combinatie -10.6 DOORBUIGINGEN Quasi-blijvende combinatie Veld Zijde positie l r e p w 1 w 2 -- w b i j -- w t o t w c -- w m a x -- [m] [mm] [mm] [mm] [mm][lrep/] [mm] [mm] [mm][lrep/] 1 Neg. 2.024 3800-10.6-10.6-10.6 357 11
Controle afsteunen via draadeinden Stel: draadeinden M20 en maximale lengte van 300 mm. Belasting per draadeind = 81,0 / 4 = 20,25 kn i y = i z = 0,25*20 = 5 mm. λ y = 300/5 = 60 λ 1 = 93,9 λ = 60/93,9 = 0,639 kromme c χ = 0,75 N b,rd = 0,75*235*1/4*π*(20)² = 55,37 kn N Ed / N b,rd = 20,25 / 55,37 = 0,37 < 1,0 draadeinden M20 (4 stuks per oplegging), lang max. 300 mm. voldoen. 12
04. BEREKENING WAPENING BETONVLOER De betonvloer draagt in principe niet de belasting uit de gaswasinstallatie aangezien deze direct wordt afgedragen naar de palen. De betonvloer draagt derhalve alleen haar eigen gewicht. Hieronder wordt de wapening berekening in de betonvloer, indien de vloer 200 mm. dik is en indien de vloer 300 mm. dik is. De vloer wordt geschematiseerd als een plaat die op de hoeken puntvormig wordt ondersteund. Vloer 200 mm. dik P g;k = 0,2*25,0 = P Ed = 1,22*5,0 = 5,0 kn/m² 6,1 kn/m² l y = 4,2 m. l x = 2,5 m. l y / l x = 4,2/2,5 = 1,7 M Ed = 0,38*6,1*(2,5)² = 14,5 knm K = 14,5 / (1,0*0,16²) = 566 kn/m² ρ = 0,133% A s;req. = 213 mm² Keuze: #Ø8-150 o/b met A s = 335 mm²/m Vloer 300 mm. dik P g;k = 0,3*25,0 = P Ed = 1,22*7,5 = 7,5 kn/m² 9,2 kn/m² M Ed = 0,38*9,2*(2,5)² = 21,9 knm K = 21,9 / (1,0*0,26²) = 324 kn/m² ρ = 0,075% A s;req. = 195 mm² Keuze: #Ø8-150 o/b met A s = 335 mm²/m De wapening rondom voorzien van haarspelden Ø8-150. 13