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
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
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
Hoe ontwerpen? Normen: NEN NEN-EN (Eurocode) Normen en richtlijnen Algemeen: NEN 6700; Cursus Betonvereniging 4
Normen en richtlijnen Vanaf 1 april 2012 :Eurocode van toepassing Normen en richtlijnen Cursus Betonvereniging 5
Normen en richtlijnen Hulpconstructies: NEN-EN 1990 : Grondslagen van het ontwerp; NEN-EN 1991: Belastingen op constructies; NEN-EN 1991-1-6: 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 2006-1 veiligheid van hulpconstructies voor het realiseren van betonwerk; Cursus Betonvereniging 6
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 6722-2002 (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
Kosten / praktisch Kosten zo laag mogelijk: Kosten= arbeid+ materialen+ machinehulp; Praktisch: maakbaar; monteren (maar ook demonteren!); VEILIG!! Veilige werkplek Cursus Betonvereniging 8
Veilige werkplek Veilige werkplek Cursus Betonvereniging 9
Veilige werkplek Ontwerpen van bekistingen Hoe ontwerpen? Materialen; Belastingen; Belasting factoren; Schematisering; Toetsen Cursus Betonvereniging 10
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
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
Materiaal eigenschappen /toepassing Dus niet gebruiken voor het opnemen van dwarskracht Materiaal eigenschappen /toepassing Cursus Betonvereniging 13
Capaciteit centerpennen B15 pen Capaciteit centerpennen B20 en B23 pen Cursus Betonvereniging 14
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
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
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
Eisen aan betonoppervlak Plaatnaad en plaat- elementnaad verdeling: Centerpen verdeling: Eisen aan betonoppervlak Cursus Betonvereniging 18
Eisen aan betonoppervlak Of dit voldoet?? Kolomkist éénmalige inzet Cursus Betonvereniging 19
Kolomkist Repetitiekist (staal) Kolomkist Cursus Betonvereniging 20
Kolomkist Repetitiekist staal met centerpennen Kolomkist Cursus Betonvereniging 21
Kolomkist Repetitiekist staal centerloos Kolomkist Repetitiekist staal centerloos Cursus Betonvereniging 22
Kolomkist Repetitiekist staal centerloos Tunnelkist Cursus Betonvereniging 23
Tunnelkist Tunnelkist Cursus Betonvereniging 24
Tunnelkist Ontwerpen van bekistingen Hoe ontwerpen? Materialen; Belastingen; Belasting factoren; Schematisering; Toetsen Cursus Betonvereniging 25
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
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
Filmpje Cursus Betonvereniging 28
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
Belastingen horizontaal krachten afvoeren mbv schoren (op de juiste manier!); Belastingen horizontaal Stabiliteit Cursus Betonvereniging 30
Belastingen horizontaal Stabiliteit Belastingen horizontaal Stabiliteit Cursus Betonvereniging 31
Belastingen horizontaal Stabiliteit Belastingen horizontaal Stabiliteit Cursus Betonvereniging 32
Belastingen horizontaal Stabiliteit Belastingen horizontaal Stabiliteit, pendel Cursus Betonvereniging 33
Belastingen horizontaal Stabiliteit, pendel Belastingen horizontaal Speciedrukken Cursus Betonvereniging 34
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
Speciedrukken Gedraagt beton zich altijd volledig als een vloeistof?? H NEE!!! H=6m Volgens VBU Pmax 50 80 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
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
Speciedrukken S(lump) Speciedrukken Consistentieklasse Pmax= 10*2+19=39 kn/m2 Cursus Betonvereniging 38
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
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
Speciedrukken Aandachtspunten: wet van Pascal Speciedrukken Aandachtspunten: horizontale/ schuine vlakken Cursus Betonvereniging 41
Aandachtspunten: horizontale/ schuine vlakken Van Hattum en Blankevoort Aandachtspunten: invloed trilnaald Van Hattum en Blankevoort Cursus Betonvereniging 42
Aandachtspunt: schoren Ontwerpen van bekistingen Hoe ontwerpen? Materialen; Belastingen; Belasting factoren; Schematisering; Toetsen Cursus Betonvereniging 43
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
Belastingfactor adhv veiligheidsklasse, NEN6700 Belastingfactor adhv veiligheidsklasse, NEN 6702 Cursus Betonvereniging 45
Belastingfactor; NEN-EN CC2: CC1: Permanent: Veranderlijk Verg. 6.10 a =1,20 = 1,35 Verg. 6.10.b y=1,10 = 1,35 Belastingfactor Belastingfactor, NEN Cursus Betonvereniging 46
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
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
Belastingfactor Belastingfactor Cursus Betonvereniging 49
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
Opbouw bekisting: Steunconstructie; - Dragers en gordingen - Hout - Staal Contactbekisting - Hout - Staal - Kunststof Schematiseren Principe van stalen balken ondersteuning Cursus Betonvereniging 51
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
Schematiseren 1000 1000 1000 400 Aandachtspunten: 1 Doorbuiging Zeeglatten toepassen (tooglatten) om doorbuigingen te compenseren Cursus Betonvereniging 53
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
Schematiseren; theorie Aandachtspunten: schematisering bij vollast F q1 q2 q1 F Schematiseren; Theorie Aandachtspunten: schematisering fasering Cursus Betonvereniging 55
Schematiseren; Theorie Aandachtspunten: verende ondersteuning 60 kn 90 kn 70 kn 60 kn U2 > U1 >U3????? 1 2 3 4 Aandachtspunten: 2 Centreerstrippen Toepassen centreerstrippen Cursus Betonvereniging 56
Schematiseren Belastingen centrisch inleiden! Schematiseren Cursus Betonvereniging 57
Ontwerpen bekistingen Hoe ontwerpen? Materialen; Belastingen; Belasting factoren; Schematisering; Toetsen, bruikbaarheidsgrenstoestand (vervormingen) Cursus Betonvereniging 58
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
Toetsen: BGT Eigenschappen doorsnedes, E en I Toetsen; BGT Aandachtspunten: overspanningen L th Basisformule bij q- lasten: u=. q *L 4 / (E I) L1= 5.000 mm u2= 1,461 * u1 L2= 5.500 mm 10% u2= 46% meer dan u1!!!! Cursus Betonvereniging 60
Toetsen; BGT Aandachtspunten: overspanningen Lth Basisformule bij q- lasten: u=. q *L 4 / (E I) L1= 10.000 mm u2= 1,215 * u1 L2= 10.500 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
Ontwerpen bekistingen Hoe ontwerpen? Materialen; Belastingen; Belasting factoren; Schematisering; Toetsen, uiterste grenstoestand Toetsen; UGT Ontwerpen bekistingen Toetsen, uiterste grenstoestand: Elastisch; Plastisch; Cursus Betonvereniging 62
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
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
Toetsen; UGT 60 70 130 Toetsing doorsnede: combinatie y + = y + 60 70 10 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
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
Toetsen; UGT Excentriciteit Toetsen; UGT Excentriciteit Cursus Betonvereniging 67
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
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
Toetsen; UGT Toetsing doorsnede: stabiliteit - kip Toetsen; UGT Stabiliteit: kip - gaffelopleggingen roteren; kantelen; knikken Cursus Betonvereniging 70
Toetsen; UGT Toetsing doorsnede: stabiliteit - kip: gaffelopleggingen Toetsen; UGT Stabiliteit: kip - niet gaffelopleggingen Cursus Betonvereniging 71
Toetsen; UGT Kip: kipsteunen Kip: kipsteunen Cursus Betonvereniging 72
Toetsen; UGT Kipsteunen: bereikbaarheid Toetsen; UGT Kipsteunen: bereikbaarheid Cursus Betonvereniging 73
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
Toetsen; UGT Oplegdrukken Toetsen; UGT Oplegdrukken Cursus Betonvereniging 75
Toetsen; UGT Oplegdrukken: verstijvingen Cursus Betonvereniging 76
Ontwerpen bekistingen Hoe ontwerpen? Materialen; Belastingen; Belasting factoren; Schematisering; Toetsen, uiterste grenstoestand; Ontkisten Aandachtspunten: 5 Ontkistvoorzieningen Het lossen van de ondersteuning Cursus Betonvereniging 77
Ontkisten Bereikbaarheid Methode Ontkisten Bereikbaarheid Cursus Betonvereniging 78
Ontkisten Bereikbaarheid Ontkisten Methode Cursus Betonvereniging 79
Ontkisten Methode Ontkisten Methode Cursus Betonvereniging 80
Ontkisten Methode Titan- pot Ontkisten Zandpot Cursus Betonvereniging 81
Ontkisten Zandpot Ontkisten Zandpot Cursus Betonvereniging 82
Ontkisten Zandpot Plaatjes Cursus Betonvereniging 83
Plaatjes Plaatjes Cursus Betonvereniging 84
Plaatjes Plaatjes Cursus Betonvereniging 85
Plaatjes Plaatjes Cursus Betonvereniging 86
Foutje!!!! Plaatjes Stabiliteit Cursus Betonvereniging 87
Plaatjes Plaatjes Cursus Betonvereniging 88
Plaatjes Veiligheid Cursus Betonvereniging 89
Ontwerpen bekistingen Vragen?? Cursus Betonvereniging 90