Onderwerp Uitgangspuntenrapport DO nummer EE08843 Documentnummer DO-C-R01.01 Status Definitief Datum 15-10-2013 Auteur ir. S.W.H. Droste Versie 1.0 Vrijgave ir. S.W.H. Droste
relaties Opdrachtgever Plegt Vos Oost B.V. Contactpersoon De heer ir. B. de Jonge Adres Sherwood Rangers 5 Plaats 7551 KW Hengelo Telefoon 074 241 55 55 E-mail berri.de.jonge@plegt-vos.nl Architect BB Architecten Contactpersoon De heer S. Biesiot Adres Postbus 25 Plaats 4844 ZG Terheijden Telefoon 076 593 44 51 E-mail s.biesiot@bb-architecten.nl Documentnummer DO-C-R01.01 Pagina: 2
- en documentgegevens Opsteller rapport Bartels Ingenieursbureau B.V. Vestiging Enschede nummer EE08843 Adviestaak Ontwerpend constructeur Contactpersoon Ir. S.W.H. Droste Adres Hengelosestraat 563 Plaats 7521 AG Enschede Telefoon 053 433 85 58 E-mail sdroste@bartels.nl team leider Tekenaar Ir. S.W.H. Droste G.J.M. ten Brummelhuis Rapporthistorie Versie Datum Omschrijving v1.0 15-10-2013 Uitgangspuntenrapport DO - definitief Verantwoording Datum Naam paraaf auteur paraaf controle paraaf vijgave Auteur 15-10-2013 ir. S.W.H. Droste Controle 15-10-2013 ing. A.H. Heerink Vrijgave 15-10-2013 ir. S.W.H. Droste Documentnummer DO-C-R01.01 Pagina: 3
INHOUDSOPGAVE 1 Algemeen 5 1.1 Inleiding 5 1.2 Definitie 5 1.3 Documenten 5 1.4 Algemene projectgegevens 5 2 Ontwerpuitgangspunten 7 2.1 Algemeen 7 2.2 Functie bouwwerk 7 2.3 Gevolgklasse, ontwerplevensduur en belastingfactoren 8 2.4 Belastingsschikking 8 2.5 Belastingcombinaties voor het gebouw 8 2.6 Belastingen 8 2.6.1 Overzicht belastingen op vloeren en daken 8 2.6.2 Massa van bouwmaterialen 11 2.6.3 Overzicht Ψ-factoren 11 2.6.4 Specifieke belastingopgave overig 11 2.6.5 Windbelastingen 11 2.7 Bijzondere belastingen 12 2.7.1 Explosiebelastingen 12 2.7.2 Aanrijdbelastingen 12 2.7.3 Brandwerendheid 12 2.8 Constructieve samenhang 13 3 Constructief ontwerp 14 3.1 Hoofdopzet constructie 14 3.2 Geotechniek 14 3.2.1 Grondonderzoek en geotechnische gegevens 14 3.2.2 Bouwput 14 3.3 Fundering 14 3.4 Gebouwstabiliteit 14 3.5 Uitbreidingsmogelijkheden en flexibiliteit 14 3.6 Materialen en kwaliteiten 15 4 Aandachtspunten voor vervolgfasen 16 Documentnummer DO-C-R01.01 Pagina: 4
1 Algemeen 1.1 Inleiding Voor het project Study Studio Park te Breda is door Plegt-Vos Oost B.V. aan Bartels Ingenieursbureau B.V. te Enschede opdracht verstrekt voor het constructie advies. In dit rapport worden de resultaten weergegeven van het engineeringproces van de fase Definitief Ontwerp (DO). Het project betreft modulaire studentenhuisvesting. Het rapport vormt het fasedossier. Dit uitgangspuntenrapport en de overige informatie (bouwkundige tekeningen informatieunits) kunnen worden gebruikt voor de aanvraag van de omgevingsvergunning. 1.2 Definitie De adviestaak van Bartels Ingenieursbureau B.V. heeft betrekking op de constructieve draagstructuur van het project. Omdat een aantal elementen die hieronder vallen, niet vallen onder de definities uit het Bouwbesluit 2012 van hoofddraagconstructie en hoofddraagconstructie bij brand, wordt in dit document de term constructieve draagstructuur gehanteerd. Hiervoor wordt de volgende definitie gegeven: Constructieve draagstructuur: Tot de constructieve draagstructuur worden de volgende elementen gerekend: Elementen die vallen onder hoofddraagconstructie zoals gedefinieerd in Bouwbesluit 2012. Elementen die vallen onder hoofddraagconstructie bij brand zoals gedefinieerd in Bouwbesluit 2012. Elementen ten behoeve van verticale draagkracht, waarbij lokaal bezwijken mogelijk is. Voorbeelden hiervan zijn dakconstructies, balkon- en galerijconstructies. 1.3 Documenten Het constructie ontwerp is gebaseerd op de volgende documenten: De Technisch ontwerptekeningen van BB Architecten d.d. 07-10-2013. 1.4 Algemene projectgegevens Het project betreft studentenhuisvesting voor Study Studio Park te Breda. Het project is binnenstedelijk en sluit niet aan op de bestaande bebouwing. Op enige afstand is een spoorlijn gesitueerd. De studentenhuisvesting wordt opgebouwd uit gestapelde prefab units. Deze units zijn zelf sterk, stijf en stabiel. De units worden 4 bouwlagen op elkaar gestapeld. Het totale aantal units bedraagt circa 224. Documentnummer DO-C-R01.01 Pagina: 5
Situatie 1.5 Kengetallen Dit project bestaat uit een woongebouw voor studenten opgebouwd uit prefab units in 4 bouwlagen. Het hoofdvolume heeft een driehoekige plattegrond, de gebouwvleugels zelf hebben rechthoekige plattegronden. De afmetingen van een unit bedragen 3,30 x 7,23 m. Gebouwafmeting bouwdeel Lengte (m) 98,00 Breedte (m) 55,00 Hoogte (m) 12,8 Aantal verdiepingen 4 Documentnummer DO-C-R01.01 Pagina: 6
2 Ontwerpuitgangspunten 2.1 Algemeen In dit hoofdstuk worden de ontwerpuitgangspunten vermeld die de basis vormen voor het constructief ontwerp van het project. De informatie is gebaseerd op het programma van eisen en het Bouwbesluit 2012. Tevens zijn de ontwerpgegevens opgenomen die volgen uit de interactie met de overige ontwerpdisciplines zoals deze in het ontwerptraject tussen betrokken partijen zijn bepaald. Van toepassing zijnde normen en voorschriften: - NEN-EN 1990+NB Eurocode Grondslagen van het constructief ontwerp - NEN-EN 1991+NB Eurocode 1 Belastingen op constructies - NEN-EN 1992+NB Eurocode 2 Ontwerp en berekening van betonconstructies - NEN-EN 1993+NB Eurocode 3 Ontwerp en berekening van staalconstructies - NEN-EN 1994+NB Eurocode 4 Ontwerp en berekening van staalbetonconstructies - NEN-EN 1995+NB Eurocode 5 Ontwerp en berekening van houtconstructies - NEN-EN 1996+NB Eurocode 6 Ontwerp en berekening van constructies van metselwerk - NEN-EN 1997+NB Eurocode 7 Geotechnisch ontwerp - NEN-EN 1998+NB Eurocode 8 Ontwerp en berekening van aardbevingbestendige constructies - NEN-EN 1999+NB Eurocode 9 Ontwerp en berekening van aluminiumconstructies - Bouwbesluit 2012 Met betrekking tot de belastingen geldt dat naast de in het document vermelde belastingen, het gestelde in NEN- EN 1990 (Eurocode 0 met Nationale Bijlage) en NEN-EN 1991 (Eurocode 1 met Nationale Bijlage) als minimumeis onverkort van kracht blijft. 2.2 Functie bouwwerk De gebouwcategorieën zijn conform tabel NB.2-A1.1 uit NEN-EN 1990 als volgt bepaald: Units Categorie Functie Begane grondvloer A * 1 e bouwlaag A * 2 e bouwlaag A * 3 e bouwlaag A * Dak H ** Kantoor/ bergingen Categorie Functie Begane grondvloer B *** 1 e bouwlaag B *** 2 e bouwlaag B *** 3 e bouwlaag B *** Dak H ** *) Woonfunctie **) Daken ***) Kantoorfunctie, de bergingen behorend bij de woonfunctie worden t.b.v. veranderlijke belastingen onder de kantoorfunctie opgenomen. Documentnummer DO-C-R01.01 Pagina: 7
2.3 Gevolgklasse, ontwerplevensduur en belastingfactoren De constructie van deze gebouwen moet worden berekend volgens de NEN-EN 1990 + NB (2011) Grondslagen van het constructief ontwerp. Uit deze norm volgen de volgende gegevens: Gevolgklasse Betrouwbaarheidsklasse CC2a RC2 K FI-factor voor belastingen 1,0 Ontwerplevensduur Uiterste grenstoestand (UGT) Bruikbaarheidsgrenstoestand (BGT) * afhankelijk van de beschouwde combinatie 2.4 Belastingsschikking Conform NEN-EN 1991-1-1 art. 6.2.1. en 6.2.2. 2.5 Belastingcombinaties voor het gebouw 20 jaar (klasse 3) ( na 20 jaar weer verwijderen) Permanente belasting γ ;f;g;ongunstig 1,2 1,35* Permanente belasting γ ;f;g;gunstig 0,9 Veranderlijke belasting γ ;f;q 1,5 Permanente belasting γ ;f;g;ongunstig 1,0 Permanente belasting γ ;f;g;gunstig 1,0 Veranderlijke belasting γ ;f;q 1,0 Belastingcombinaties in de uiterste grenstoestanden (UGT) worden aangenomen volgens art. 6.4.3 van de NEN- EN 1990. Belastingcombinaties in de bruikbaarheidsgrenstoestanden (BGT) worden aangenomen volgens art. 6.5.3 van de NEN-EN 1990. 2.6 Belastingen 2.6.1 Overzicht belastingen op vloeren en daken De units zijn volledig geprefabriceerd. Onderstaand de opgegeven gewichten voor de blijvende belastingen. Onderdeel Afmeting Gewicht Woonunit 3,30 x 7,23 7.000 kg Het gestelde in NEN-EN 1991-1-1 blijft onverkort van kracht. Met betrekking tot de belastingen geldt dat naast de in dit hoofdstuk vermelde belastingen, het gestelde in NEN-EN 1990 (Eurocode 0 met Nationale Bijlage) en NEN-EN 1991 (Eurocode 1 met Nationale bijlage) als minimumeis onverkort van kracht blijft. Ten behoeve van de opgelegde belastingen worden onderstaande waarden aangehouden. Onderdeel Opgelegd Ψ-waarden q; k Q; k Ψ 0 Ψ 1 Ψ 2 kn/m² kn Begane grondvloer 1,75 a 3,00 0,40 0,50 0,30 1e verdiepingsvloer 1,75 a 3,00 0,40 0,50 0,30 2e verdiepingsvloer 1,75 a 3,00 0,40 0,50 0,30 3e verdiepingsvloer 1,75 a 3,00 0,40 0,50 0,30 Documentnummer DO-C-R01.01 Pagina: 8
Dakvloer 1,00 b 1,50 0,00 0,00 0,00 Ontsluitingswegen 2,00 3,00 0,60 0,50 0,30 Trappen en bordessen 2,00 3,00 0,60 0,70 0,60 Kantoor/bergingen 3,3 c 3,00 0,40 0,50 0,20 a b c omdat het unitbouw betreft wordt er géén rekening gehouden met extra belasting uit verplaatsbare scheidingswanden. inclusief eventuele wateraccumulatie inclusief 0,80 kn/m² voor lichte scheidingswanden. Horizontale belasting op vloerafscheidingen (originele Eurocode-tekst) NEN-EN 1991-1-1 art. 6.4 * belasting grijpt aan op hoogte afscheiding, maar niet hoger dan 1,2m. Klasse qk (kn/m1) A, B, C1 0,2 tot 0,5 C2, C3, C4, D 0,8 tot 1,0 C5 3,0 tot 5,0 E 0,8 tot 2,0 Horizontale belasting op vloerafscheidingen (Nationale Bijlage) NEN-EN 1991-1-1 bijlage NB.A.2 Tabel NB.6: Ruimten Niet-gemeenschappelijke ruimten met een woonfunctie Gemeenschappelijke ruimten met een woonfunctie Niet-gemeenschappelijke ruimten van een celfunctie, niet gelegen in een cellengebouw en van een logiesfunctie e f q rep Voorgeschreven hoogte of zone a a 0,3 kn/m c F rep Voorgeschreven hoogte of zone a a 0,5 kn c Zone b 0,35 kn c d Zone a + b 0,2 kn b c d 1 min 1 min 10 s 24 h 0,5 c 0,35 c 1 kn kn/m kn c d 0,2 kn b c d 1 min 1 min 10 s 24 h 0,5 1 kn 0,5 kn 0,3 kn b kn/m 1 min 1 min 10 s 24 h Overige gebruiksfuncties voor het personenvervoer, bijeenkomstfuncties, sportfuncties en de gebruiksfunctie bouwwerk, geen gebouw zijnde met een gedeelte mede bestemd voor bezoekers e g Overige ruimten 3 0,5 kn 1 kn 0,7 kn b kn/m 5 min 5 min 5 min 7 24 h 0,8 kn/m 5 min 5 min 1 kn 0,7 kn 0,5 kn b 5 min 7 24 h Documentnummer DO-C-R01.01 Pagina: 9
a) Voor zones zie bovenstaande figuur (NB.1). b) Deze belasting is niet van toepassing op afscheidingen langs trappen. c) Zie voetnoot b uit tabel NB.20 B.1 van NB bij NEN-EN 1990. d) In zone b mag bij plaatconstructies een afstand van 250 mm tussen de rand van de plaat en het zwaartepunt van de last worden aangehouden, op voorwaarde dat zich op een afstand van maximaal 100 mm van de rand van de plaat een balustrade of ander draagkrachtig element bevindt. Bij plaatconstructies met één of meer afmetingen kleiner dan 500 mm moet worden aangenomen dat het zwaartepunt van de last in het midden van deze kleine afmeting ligt. e) Waarbij de groep van niet-gemeenschappelijke ruimten, gelegen binnen de omhullende ruimte van een andere gebruiksruimte die bijdraagt aan het functioneren van de beschouwde gebruiksfunctie, buiten beschouwing blijf f) Daaronder mede begrepen een buitenbergruimte of een garage. g) Bij tribunes moet bovendien rekening zijn gehouden met een veranderlijke gelijkmatig verdeelde horizontale belasting die kan optreden als gevolg van de bewegende mensenmassa. Deze horizontale belasting bedraagt 10 % van de verticale belasting en moet wat betreft de richting zijn beschouwd als een vrije belasting. De geconcentreerde belasting Fk, is een vrije belasting. Fk kan in horizontale richting aangrijpen, afhankelijk van het gestelde in tabel NB.A.1, op ieder punt van de afscheiding ter plaatse van zone a, zone b en van zone (a + b). De grootte van de geconcentreerde last Fk is beschreven in tabel NB.A.1. Fk werkt op een oppervlakte van 0,2 m 0,2 m. Indien de vloerafscheiding bestaat uit constructieonderdelen met een kleinere oppervlakte, dan grijpt de volle belasting aan op het vlak van constructieonderdelen dat is gelegen binnen de afmetingen van 0,2 m 0,2 m. De geconcentreerde last moet ten minste gedurende de in die tabel aangegeven tijdsduur op de vloerafscheiding aangrijpen. * In aanvulling op (2) moet een geconcentreerde belasting Fk als een vrije belasting in verticale richting van 1 kn in rekening worden gebracht voor zover deze belasting, gegeven de constructie, in de praktijk kan worden teweeggebracht. Documentnummer DO-C-R01.01 Pagina: 10
2.6.2 Massa van bouwmaterialen Materiaalomschrijving In het werk te storten beton Prefab-beton Kalkzandsteen Metselwerk Staalconstructies Hout Glas massa 24,00 kn/m³ 25,00 kn/m³ 20,00 kn/m³ 20,00 kn/m³ 78,50 kn/m³ 5,00 kn/m³ 25,00 kn/m³ 2.6.3 Overzicht Ψ-factoren In onderstaande tabel zijn de waarden van de Ψ-factoren voor gebouwen gegeven. Belastingcategorie Ψ 0 Ψ 1 Ψ 2 Categorie A : woon- en verblijfsruimten zie hoofdstuk 2.6.1 Categorie B : kantoor/ bergingen zie hoofdstuk 2.6.1 Categorie H : daken (normale daken) 0,40 0,50 0,30 Sneeuwbelasting 0,00 0,20 0,00 Belasting door regenwater 0,00 0,00 0,00 Windbelasting 0,00 0,20 0,00 Temperatuur (geen brand) 0,00 0,50 0,00 2.6.4 Specifieke belastingopgave overig In de vervolgfasen nog nader te bepalen in overleg met de opdrachtgever: belastingen uit installaties. 2.6.5 Windbelastingen Voor rechthoekige gebouwen met een gelijkmatige vorm kan de windbelasting bepaald worden volgens NEN-EN 1991-1-4. Voor de bebouwing leidt dit tot de volgende gegevens: windgebied volgens figuur NB.1: terreincategorie volgens tabel NB.3-4.1: hoogte boven maaiveld: extreme stuwdruk q p(z) volgens tabel NB.5: III II (onbebouwd gebied) 12,80 m 0,76 kn/m² Druk- en krachtcoëfficiënten en de bouwwerkfactor zijn bepaald volgens hoofdstuk 5 t/m 7 van NEN-EN1991-1-4. Documentnummer DO-C-R01.01 Pagina: 11
2.7 Bijzondere belastingen 2.7.1 Explosiebelastingen Voor zover bekend hoeft er voor de technische ruimten en belastingen van buitenaf géén rekening te worden gehouden met explosiebelastingen. 2.7.2 Aanrijdbelastingen Uitgangspunt is dat in de definitieve gebruiksituatie in de directe omgeving van de constructieve draagstructuur alleen verkeer aanwezig is ten behoeve van personenauto s die parkeren op het eigen terrein. De maximale snelheid zal 15 km/uur bedragen. Verkeerscategorie F dx a kn F dy a kn d b m F a,β kn Binnenplaatsen en parkeergarages met toegang voor: Auto s 100 50 1 - Opmerking: Er moet rekening gehouden worden met stootbelastingen op de onderbouw ( F dx, F dy en d b) en stootbelastingen op de bovenbouw (F dx en F a,β). a x = normale rijrichting, y = loodrecht op de normale rijrichting In een volgende fase zal nader moeten worden onderzocht hoe eventuele belastingen op de hoofddraagconstructie door voorzieningen in het terrein kunnen worden voorkomen of door de hoofddraagconstructie kunnen worden opgenomen. E.e.a. afhankelijk van de lengte van de remweg tot het gebouw. 2.7.3 Brandwerendheid Voor de constructie dient de brandwerendheid beoordeeld te worden bij brand. De karakteristieke waarden van belasting bij brand volgens NEN-EN1991-1-2. Voor de brandwerendheidseis van de constructieve draagstructuur zijn de volgende aspecten bepalend: Gebruiksfunctie woongebouw, hoogste verblijfsvloer op circa h = 9,60 m: basiseis 90 minuten. Reductie brandwerendheidseis is niet mogelijk. Daken zonder vluchtfunctie en open trappen en loopbruggen zijn geen constructieve draagstructuur bij brand, voor deze onderdelen geldt geen brandwerendheidseis voor de hoofddraagconstructie. Brandwerendheid van staalprofielen, die onderdeel zijn van de constructieve draagstructuur, zal op de volgende manieren worden bewerkstelligd: Toepassing van brandwerende bekleding. Overdimensionering staalconstructies galerijen en trappenhuizen (buiten). Documentnummer DO-C-R01.01 Pagina: 12
2.8 Constructieve samenhang Het gebouw kent een verticale draagstructuur van afzonderlijke units die op elkaar zijn gestapeld. Voor de constructieve samenhang worden in NEN-EN 1991-1-7 bijlage A aanbevolen strategieën vermeld. Het gebouw wordt geclassificeerd als gevolgklasse 2a. Dit houdt in dat de volgende eisen worden gesteld: Gevolgklasse 1 geen eisen Gevolgklasse 2a horizontale trekbanden in de gevel en loodrecht op de gevel Gevolgklasse 2b als 2a met aanvullend verticale trekbanden Gevolgklasse 3 opstellen van een risicoanalyse met eventueel aantonen van 2e draagweg Aangezien het hier afzonderlijke units betreft is het risico van gebrek aan samenhang niet relevant. De units zullen echter onderling door lasverbindingen worden gekoppeld. Documentnummer DO-C-R01.01 Pagina: 13
3 Constructief ontwerp 3.1 Hoofdopzet constructie Het gebouw bestaat uit 4 bouwlagen afzonderlijke units die op elkaar gestapeld worden. De units zijn zelf sterk, stijf en stabiel. De constructieve opbouw bestaat uit gelaste staal profielen in wanden, vloer en dak die van beplating worden voorzien. Ten behoeve van de samenhang worden de units onderling op de hoeken doorgekoppeld m.b.v. lasverbindingen. De galerijen en trappenhuizen bestaan uit een staalconstructie voorzien van stalen roostervloeren die op de hoeken d.m.v. aan de units gelaste hoekstalen worden gebout. Op 2 plaatsen is t.b.v. de bergingen en de kantoor/ wasruimte sprake van een afwijkende draagstructuur. Deze opbouw past niet in de unitstructuur en wordt opgebouwd uit een geschoorde staalconstructie en staalplaat betonvloeren. 3.2 Geotechniek 3.2.1 Grondonderzoek en geotechnische gegevens Geonsonda heeft 16 sonderingen uitgevoerd en gerapporteerd onder 13095063-1134 d.d. 16 september 2013. De maaiveldhoogte varieerde tijdens het onderzoek van 2,95 + NAP tot 3,69 + NAP. 3.2.2 Bouwput Voor de uitvoering van de fundering moet wellicht rekening worden gehouden met een bemaling. Dit is wel afhankelijk van de tijdens de uitvoering aanwezige grondwaterstand. 3.3 Fundering Op grond van de sonderingen is door Geosonda gekozen voor een fundering op prefab palen. De fundering wordt uitgevoerd m.b.v. prefab betonbalken die met een stek worden verbonden aan de prefab palen. Voor een nadere omschrijving met betrekking tot het funderingsontwerp wordt verwezen naar het geotechnisch advies van Geosonda gerapporteerd onder 13095063-1134 d.d. 19 september 2013. 3.4 Gebouwstabiliteit De stabiliteit wordt verzorgd door de afzonderlijke units zelf. Tevens worden de units onderling doorgekoppeld. De nog op te stellen stabiliteitsbeschouwingen hebben derhalve betrekking op het optredende kantelmoment t.g.v. de windbelastingen. 3.5 Uitbreidingsmogelijkheden en flexibiliteit Bij het ontwerp is geen rekening gehouden met uitbreidingsmogelijkheden van het gebouw. Documentnummer DO-C-R01.01 Pagina: 14
3.6 Materialen en kwaliteiten Beton fundaties C20/25 prefab C35/45 Mortelvoegen prefab-beton constructies: injecteren / aangieten staalconstructies: : injecteren / aangieten Constructiestaal K50 vullingsgraad 90% K50 vullingsgraad 90% walsprofiel, algemeen S235JRH walsprofiel, hoogwaardig staal, aangegeven op tekening S355J2 rond buisprofiel, algemeen, warm vervaardigd S235JRH vierkant buisprofiel, algemeen, warm vervaardigd S275JOH buisprofiel, waar aangegeven, warm vervaardigd S355J2H bouten, algemeen thermisch verzinkt sterkteklasse 8.8 moeren, algemeen thermisch verzinikt sterkteklasse 8 fundatie-einden, algemeen thermisch verzinkt S235JR fundatie-einden, waar aangegeven (niet buigen of lassen) thermisch verzinkt sterkteklasse 8.8 Roestvaststaal profielstaal 316 TI / 304 bouten / moeren A4-80 / A4-70 Hout Constructiehout Gelamineerde liggers Metselwerk C24 GL24h Kalkzandsteen, metselwerksterkte 8,5 N/mm 2 steensterkte / bloksterkte CS20 mortel / lijm M12 / gelijmd Documentnummer DO-C-R01.01 Pagina: 15
4 Aandachtspunten voor vervolgfasen In de volgende fase dienen de volgende punten nader uitgewerkt of bepaald te worden, zodat het constructief ontwerp van de constructieve draagstructuur hier nader op afgestemd kan worden: ontwerpkeuzes voor de onderdelen: o peilmaat t.o.v. NAP gewichts- en stabiliteitsberekeningen; dimensioneringsberekeningen staalconstructies; uitwerking fundering en palenplan. Documentnummer DO-C-R01.01 Pagina: 16