Module ribCO1 3z Draagconstructie in Staal, Hout en Beton Week 04 Studiejaar 2006 - 2007...
-
Upload
emiel-abbink -
Category
Documents
-
view
229 -
download
1
Transcript of Module ribCO1 3z Draagconstructie in Staal, Hout en Beton Week 04 Studiejaar 2006 - 2007...
Module ribCO1 3z
Draagconstructie in Staal, Hout en Beton
Week 04
Studiejaar 2006 - 2007Studiepunten 3 ECTSBouwkunde / Civiele techniek5e semester deeltijd
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Grenstoestanden
uiterste grenstoestand
bruikbaarheidsgrenstoestand
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Uiterste grenstoestand (UGT) grenstoestand die wordt gebruikt bij toetsing
aan de eisen van de constructieve veiligheid
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Bruikbaarheidsgrenstoestand (BGT) grenstoestand die wordt gebruikt bij de
toetsing van de eisen voor een vooropgesteld gebruik en duurzaamheid.
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Permanente belastingen De belasting is gedurende de gehele
referentieperiode aanwezig De belasting varieert slechts beperkt in grootte. De grootte van de belasting is met redelijke
zekerheid te berekenen. De belasting is altijd een “lange-duurbelasting”. De belasting is altijd statisch De belasting is plaatsgebonden
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Gewichtsbelastingen
eigen gewicht (e.g.) rustende belasting (r.b.)
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Eenheidsbelastingen
Geconcentreerde belastingen (kN)
Lijnbelastingen (kN/m)
Oppervlaktebelastingen (kN/m2)
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Volumieke massa (kg/m3) Het gewicht van het uiteindelijke
bouwmateriaal, inclusief eventuele holle ruimten en/of vocht. ρ in kg/m3
Volumieke gewicht γ (kN/m3) = ρ (kg/m3) * g (m/s2)Gewichtsbelasting F (kN)= V (m3)* γ (kN/m3)
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Belastingspreiding
pg = qg/b0– pg = gelijkmatig verdeelde
oppervlaktebelasting (kN/m2)– qg = oorspronkelijke lijnbelasting (kN/m)– b0 = rekenspreidingsbreedte (b0 = 2.5 m)
voor pg geldt als ondergrens 0.5 kN/m2
Representatieve waarden van gewichten, vloerbelastingen en dakbelastingen
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Voorbeeld: Gegeven: Een kantoorgebouw met een betonnen draagstructuur,
bestaande uit raamwerken in dwarsrichting hart op hart 4.8 m met kolommen 300 x 300 mm en dwarsbalken 300x600mm. De betonvloer is 200 mm dik. De verdiepingshoogte bedraagt 3.6 m. De scheidingswanden in dwarsrichting die op de balken staan, zijn van kalkzandsteen dik 200 mm; de overige binnenwanden zijn van poriso en gasbeton, beide 90 mm dik. De gevel heeft een binnenspouwblad van kalkzandsteen, dik 110 mm, met 40% raamopeningen; Het buitenblad is zelfdragend.
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Gevraagd: Bereken de gewichtsbelasting van één
bouwlaag op de kolommen die deze bouwlaag dragen. Deuropeningen en wandafwerking mag worden verwaarloosd.
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Uitwerking: bepaal de eenheidsbelastingen van de diverse
bouwdelen reken kleine lijnlasten om naar gelijkmatige
verdeelde oppervlaktebelastingen bereken de totale vloerbelasting per m2 bereken de lijnlasten en de puntlasten op de
dwarsbalk bereken de puntlasten op de kolommen
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
De totale doorbuiging
De totale doorbuiging bestaat uit een onmiddellijk optredende elastische component en een tijdsafhankelijke component (kruip).
Utot = Uel + Ukr
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
De bijkomende doorbuiging
De bijkomende doorbuiging bestaat uit het verschil tussen de totale doorbuiging en de onmiddelijke optredende doorbuiging door de permanente belasting.
Ubij = Utot – Uon
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
DoorbuigingenDoorbuigingen Bij gelijkmatig verdeelde belasting voor een Bij gelijkmatig verdeelde belasting voor een
ligger op twee steunpunten:ligger op twee steunpunten:
EI
qlu
4
*384
5max
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Definities:Definities:
–uutottot = totale doorbuiging = totale doorbuiging
–uueindeind= doorbuiging in de eindtoestand = u= doorbuiging in de eindtoestand = u tottot - u - uzeze
–uuzeze = zeeg = zeeg
–uuonon = onmiddelijk optredende doorbuiging tgv permanente = onmiddelijk optredende doorbuiging tgv permanente
belastingbelasting
–uubijbij = u = utottot - u - uonon
Doorbuigingseisen voor liggers:Doorbuigingseisen voor liggers:uueindeind uubijbij
vloerenvloeren 0,004 * 0,004 * ll 0,003* 0,003* ll
vloeren i.g.v. weinig vloeren i.g.v. weinig vervormbare vervormbare scheidingswandenscheidingswanden
0,004 * 0,004 * ll 0,002* 0,002* ll
dakendaken 0,004 * 0,004 * ll 0,004* 0,004* ll
Deformatie-eisen
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Veranderlijke belastingen
Veranderlijke belastingen zijn gedurende de referentieperiode niet altijd aanwezig.
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Representatieve waarde
Dit is een voorgeschreven veranderlijke belasting waarmee de werkelijkheid zo goed mogelijk wordt benaderd.
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Momentane waarde
De momentane belasting is de waarde voor de veranderlijke belasting die men zeer waarschijnlijk op een willekeurig tijdstip zal aantreffen.
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
De momentane waarde is een percentage van de representatieve (extreme) waarde.
Qm = φ * Qrep
– Qm = momentane belasting– Qrep = representatieve (extreem) belasting– φ = factor voor momentane belasting (0 < φ ≤ 1)
Veranderlijke verticale belasting op vloeren en daken.
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Ongunstige stand belasting
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Doorsnede Beschouwde kracht belastinggeval
Steunpunt Moment A,C,D
Steunpunt Oplegreactie D
Steunpunt Dwarskracht(uitkraging) A,C,D
Steunpunt Dwarskracht(veld) D
Veld midden Positief moment B
Veld midden Negatief moment C
In geen enkele doorsnede is uitsluitend belastingsgeval A maatgevend.Belastinggeval D is maatgevend.
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Veranderlijke belastingen in verticale neerwaartse richting
vloeren ontsluitingswegen van ruimten balkons en terrassen daken relingen en balustrades klimvoorzieningen
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Vloeren De grote van in rekening te brengen
veranderlijke vloerbelasting is afhankelijk van;– het type gebouw– de gebruiksfunctie van de vloer– de soort berekening die uitgevoerd moet worden
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Gebruiksfunctie m.b.t type vloer Vloeren van bedrijfsruimten Ontsluitingswegen Balkons en terrassen Balustraden Opslagruimten Parkeergarages
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
type bebouwing woningen, woonwagens en logiesverblijven kantoren, onderwijsgebouwen en
gezondheidsgebouwen verkoopruimten van winkelgebouwen stationsgebouwen, horecagebouwen,
bijeenkomstgebouwen, sportgebouwen, tribune industriële gebouwen bibliotheken, archieven liftschachten.
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Daken prep = 1 kN/m2 dakhelling 0 ≤ α ≤ 15 prep = (4-0.2α) kN/m2 dakhelling 15 ≤ α ≤ 20 prep = 0 kN/m2 dakhelling α ≥20 qrep = 2 kN/m over een lengte van 1 meter voor
de sterkteberekening van alle dakelementen. Frep =1.5 Kn op 0.1 m x 0.1 m voor de
sterkteberekening van het dakbeschot
Frep = 2 kN voor de sterkteberekening van elementen onder het
dakbeschot, zoals gordingen, sporen en
spanten
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Sneeuwbelasting prep = Ci * psn;rep
– prep = sneeuwbelasting op het dak– psn;rep = sneeuwbelasting op de grond
(psn;rep = 0.7 kN/m2)– Ci = coefficient afhankelijk van de dakhelling
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Belasting door regenwater. Dit speelt hoofdzakelijk bij platte daken een rol.
– zorg voor voldoende dakafschot– zorg voor voldoende noodafvoeren
Windbelasting Zie college week 03Overig veranderlijke belastingen machines voertuigen temperatuurverschillen
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Belastingfactoren De grote van de in rekening te brengen
belastingsfactor γf hangt af van 5 factoren.– grenstoestand, γf =1 voor de bruikbaarheidsgrenstoestand– veiligheidsklasse (hierbij wordt de belangrijkheid van het
gebouw aangegeven)– soort belasting (permanent, veranderlijk of bijzonder)– werking van de belasting (gunstig of ongunstig)
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Belastingscombinaties Men dient rekening te houden met een groot aantal
verschillende belastingscombinaties. Ieder bouwwerk wordt belast door permanente en
veranderlijke belastingscombinaties. Deze kunnen zowel extreem als momentaan of
beide zijn. Niet iedere belastingscombinatie is mogelijk.
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Voorbeeld
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Vrijstaand éénsgezinswoning Voorkomende veranderlijke belastingen
– personen, meubilair en vloeren (V)– personen en goederen op het dak (D)– wind (W)– sneeuw (S)
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Voor V Begane grond extreem belast (V0;e) Begane grond momentaan belast (V0;m) Verdiepingsvloer extreem belast (V1;e) Verdiepingsvloer momentaan belast (V1;m) Voor D Een positie midden op het dak, aannemende dat
deze puntlast maatgevend is Voor W Wind van links (Wlinks) Wind van rechts (Wrechts) Wind van voren (Wvoor) Wind van achteren (Wachter) Voor S Dak volbelast
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
De permanente belasting is altijd aanwezig We hoeven niet te rekenen op het gelijktijdig
aanwezig zijn van verschillende veranderlijke belastingen indien hun momentane waarde nul is.
Momentane waarde is nul voor:– D, Wzuiging, Wdruk en S
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Sterkteberekening van de dakgording
(vier belastingscombinaties) G + D G + Wzuiging G + Wdruk G + S
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Sterkteberekening van de verdiepingsvloer De vloer wordt belast door:
– permanente belasting – eigen gewicht en rustende belasting (afwerkvloer + binnenwand)
– veranderlijke belasting – personen en meubilair, extreme waarde
Er geldt:– G + V1;e
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Sterkteberekening van de onderste wanden Hierbij wordt het totale raamwerk beschouwd, waarbij de
windbelasting een grote rol speelt.De wanden worden belast door: Permanente belasting
– eigen gewicht + rustende belasting van alle bouwdelen die de belasting afdragen naar de onderste wanden (G)
Veranderlijke belasting– sneeuwbelasting op het dak (S)– personen, meubilair 1e etage, extreme waarde V1;e– personen, meubilair 1e etage, momentane waarde V1;m– wind van links, extreme waarde Wlinks– wind van rechts, extreme waarde Wrechts
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Er hoeft slechts met voor één veranderlijke belasting met de extreme waarde te worden gerekend. De gelijktijdig aanwezigheid van wind en extreme vloerbelasting is daardoor uitgesloten.
De extreme waarde van de vloerbelasting hoeft slechts op één verdieping aanwezig te zijn.
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Er zijn nu vier mogelijke belastingscombinaties– G + Wlinks + V1;m– G + Wrechts + V1;m– G + V1;e– G + V1;m + S
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
De belastingscombinatie die nu in rekening moet worden gebracht hangt niet alleen af van de bovenstaande belastingsgevallen, maar ook van;– grenstoestand (UGT of BGT)– lokaal of globale krachtswerking– Categorie gebouw– soort berekening, sterkte of doorbuiging
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Voorgeschreven belastingscombinaties
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Het sommatieteken Σ duidt er op dat alle velden die niet extreem belast zijn, momentaan moeten worden belast met alle voorkomende veranderlijke belastingen.
Momentane belastingen zijn steeds gelijkmatig verdeelde belastingen die zich uitstrekken over één of meer velden.
In de gevallen waarvoor geldt φ = 0 blijft het veld in feite onbelast Het aantal velden waarop de extreme belasting in rekening moet worden
gebracht, hangt af van:– Soort gebouw– De beschouwde toestand– De dimensionering (lokaal of globaal)
met veld wordt een overspanning bedoeld (staaflengte) de coefficient 0.6 in de momentane combinatie is en factor voor kruip Bij een stabiliteitsberekening werkt het eigen gewicht als ballast en moet
worden gerekend met 0.9G
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Voorbeeld Ongeschoord skelet van een kantoorgebouw met drie bouwlagenGegeven Een in het werk gestort betonskelet van een kantoorgebouw met winkels op de
begane grond, gefundeerd op palen. Het gebouw staat in windgebied II in een onbebouwde omgeving. Het skelet bestaat uit ongeschoorde raamwerken op hart op hart 6 m,
bestaande uit kolommen, dwarsbalken met een doorsnede van 350x600mm2 en 200 mm dikke vloeren. Er moet worden gerekend op de volgende rustende belastingen:
– 01. afwerkvloeren 1.0 kN/m2– 02. plafonds 0.3 kN/m2– 03. scheidingswanden 0.5 kN/m2– 04. dakbedekking 0.4 kN/m2– 05. gevel 5.0 kN/m2
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Gevraagd Bepaal de belastingsconstructies voor de
sterkteberekening van de onderste gevelkolom en de berekening van de paalfundering.
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
Uitwerking Het gebouw valt in veiligheidsklasse 3. Op één bouwlaag moet worden gerekend
met een extreme belasting (bijlage 4) Voor de globale sterkteberekening gelden de
volgende twee fundamentele combinaties:– (A1a) 1.2G + 1.5Qe + 1.5ΣQm– (A2) 1.35G
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
De maatgevende belastingscombinaties voor de onderste gevelkolomextreme windbelasting + momentane verticale belasting
extreme verticale belasting op de 1e verdieping
Belasting en belastingscombinaties, moment en dwarskracht
De maatgevende belastingscombinaties voor de funderingextreme windbelasting + momentane verticale belasting
extreme verticale belasting op de begane grond
EINDE
Docent: M.J.Roos