Module ribCO1 3z Draagconstructie in Staal, Hout en Beton Week 03

Module ribCO1 3z Draagconstructie in Staal, Hout en Beton Week 03
Studiejaar Studiepunten 3 ECTS Bouwkunde / Civiele techniek 5e semester deeltijd

Sterkte en stabiliteit
Week 03 Theorie: Inleiding sterkteberekeningen: Wat zijn unity checks Stabiliteit gebouwen Windverbanden berekenen

Normaalkrachten ? Verdeling normaalkrachten ? Sterkte en spanningen ?

De rekenwaarde Fd van belasting is gelijk aan de belastingsfactor maal de gebruiksbelasting Fd = γF x F. De rekenwaarde Fd veroorzaakt in de constructie spanningen σd in N/mm2 σd = Fd / A

De materiaalsterkte: De materiaalsterkte is de bezwijksterkte gedeeld door de oppervlakte van de dwarsdoorsnede fu = Fu / A

De rekenwaarde van de belasting moet kleiner of gelijk zijn aan de rekenwaarde van de sterkte. σd ≤ fd of σd / fd ≤ 1 = UNITY CHECK σ / f ≤ 1 of σ ≤ f

De toets op sterkte: Fs;rep Fs;m Fs;d vermenigvuldigen met f 5% van totaal oppervlak Fr;rep Fr;m Fr;d delen door m Belasting < Sterkte Fs;d < Fr;d Of : U.C. ≤ 1 met U.C. = Belasting/Sterkte

Detailleren en verbinden Uitgangspunten detailleren Beperk het aantal verschillende details Houd rekening met de toleranties van de halffabrikaten Kies waar mogelijk een automatische wijze van fabriceren Maak gebruik van hoeklassen en beperk het lasvolume Kies per constructie één type bout Maak gebruik van platen van gelijke dikte Zorg dat de contructie makkelijk is te monteren Voorkom dat op de constructie stof en water achterblijven.

Verbindingen Verbindingen in draagconstructies moeten voldoen aan het mechanisch gedrag waarbij het ontwerp van uit is gegaan

Veel voorkomende verbindingen Normaal- en dwarskrachtverbindingen tussen liggers en kolommen

Normaal- en dwarskrachtverbindingen tussen liggers en liggers

Flexibele momentverbindingen tussen liggers en kolommen

Starre momentverbindingen tussen liggers en kolommen

Momentvast ligger - kolom

Momentvast ligger - ligger

Principe kolom-fundering verbindingen

Portalen Een portaal is in feite een raamwerk. Portalen worden oa. Toegepast bij overkappingsconstructies, kraanconstructies en bovenleidingen van de spoorwegen. Momentvast of scharnierend

Het vermogen van de constructie zijn evenwicht te bewaren onder de inwerking van krachten. Als de constructie geen weerstand kan bieden aan horizontaal inwerkende krachten dan bezit de constructie onvoldoende zijdelingse stabiliteit. Een balk over een overspanning (architraaf) kan een grotere zijdelingse stabiliteit verkrijgen door toepassing van voetverbreding. Iedere constructie heeft maximale afmetingen en verhoudingen. Abnormale verhoudingen leiden tot instabiliteit Instabiliteit kan ook optreden bij belasting door verticale krachten. Een instabiele constructie noemt men labiel.

Opnemen windbelasting Draagconstructies moeten in staat zijn windbelasting op te nemen en deze naar de fundering af te voeren. Daarbij gaat het vooral om de horizontale windbelasting 1. Ongeschoorde raamwerken (met buigstijve verbindingen) 2. Geschoorde raamwerken (met aparte stabiliteitsvoorzieningen)

De hoofddraagconstructie brengt de belastingen over naar de fundering

Onderdelen van de hoofddraagconstructie, welke ? Windligger ? Windbok ?

Wind in dwarsrichting

Wind in langsrichting

Functies horizontale – en verticale windverbanden, welke ? Verhouding windverband ?

Bij een verhouding groter of gelijk aan 10 zijn ook tussen de eindgevels windbokken nodig.

Kenmerken geschoorde draagconstructies?

Kenmerken voor statisch bepaalde en onbepaalde portalen Conclusie; De krachtsverdeling in een statisch bepaalde constructie wordt niet beïnvloed door opgelegde vervormingen

Twee windbokken samen met een windligger zijn in staat de standzekerheid van de hal in één richting te verzorgen. Om de standzekerheid voor twee richtingen te waarborgen zijn dan vier windbokken nodig. Wanneer het dakvlak beschouwd kan worden als een stijve schijf zijn minimaal 3 windbokken nodig. (2 stuks niet evenwijdig en in tenminste 3 vlakken verticale verbanden)

Plaatje C: Rotatie om A

Beperking ongeschoorde raamwerken middels toepassing van horizontale dakverbanden.

Overdracht verticale belasting

Windbelasting De wind behoord tot de veranderlijke belastingen. Windbelastingen treden op in vlagen, waardoor in korte tijd grote variaties in winddruk kunnen optreden.

Factoren windbelasting in welke streek van het land staat de constructie ligt het bouwdeel beschut of in open terrein hoe is het bouwdeel georiënteerd t.o.v. de windrichting hoe hoog is het gebouw wat is de vorm van het gebouw hoe is de orientatie van het beschouwde vlak t.o.v. de heersende windrichting wat is de ruwheid van de oppervlakten waarlangs de wind strijkt welke afmetingen heeft het gebouw wat is de stijfheid van het gebouw is het bouwwerk open of (gedeeltelijk gesloten)

Stuwdruk De basis voor de berekening van de windbelasting is de stuwdruk pw = C * 1/2ρv2w vw = windsnelheid ρ = volumieke massa van lucht (1.25 kg/m3) C = turbulentiefactor

Winddruk de wind blaast loodrecht op het vlak Windzuiging de wind blaast loodrecht van het vlak af Windwrijving de wind blaast evenwijdig aan het vlak Overdruk door naden/kieren ontstaan binnen in het gebouw een hogere druk dan normaal Onderdruk door naden/kieren zuigt de wind uit het gebouw waardoor een lagere luchtdruk ontstaat dan normaal

Om de representatieve luchtdruk te kunnen berekenen moet men uitgaan van de vorm en de afmetingen van het gebouw en met de dynamische effecten. Deze factor wordt vermenigvuldigd met de stuwdruk volgens: prep = pw * Cindex

De windvormfactor Cindex is gelijk aan: - Cpe voor externe winddruk (+) respectievelijk zuiging (-) - Cpi voor interne overdruk (+) respectievelijke onderdruk (-) - Cf voor windwrijving. - Cf = 0.01 gladde oppervlakten (geen profilering) - Cf = 0.02 bij oppervlakten met uitsteeksel ≤ 40 mm (golfplaat) - Cf = 0.04 bij oppervlakten met uitsteeksel ≥ 40 mm (dakpannen)

Algemene formule prep = Cdim * Cindex * Ceg * φ1 * pw prep = windbelasting in kN/m2 (druk, zuiging ed.) Cdim = factor voor afmetingen van het gebouw Cindex = windvormfactor (druk, zuiging ed.) Ceg = drukvereffeningsfactor φ1 = vergrotingsfactor dynamische invloed pw = extreme stuwdruk, afhankelijk van locatie en hoogte

Bij platte daken

Bij schuine daken

Gegeven Een gesloten hal met gevels van licht geprofileerde staalplaten en een dakbedekking van kunststoffolie. De stabiliteitselementen (windliggers en windbokken) voor beide richtingen zijn schematisch weergegeven met gearceerde vlakken. Het gebouw ligt langs de kust (gebied 1) in de bebouwde kom. Gevraagd De krachten op de windligger, de windbokken en de fundering voor de wind in dwarsrichting. Windzuiging op het dak en loodrecht op de beschouwde windrichting mag buiten beschouwing worden gelaten.

Uitwerking De hal is 12 meter hoog en ligt in gebied 1 van de bebouwde omgeving. De stuwdruk pw volgt uit de tabel: pw = 0.81 kN/m2. De vormfactor voor windwrijving is voor het gladde oppervlak; Cf = 0.01 en voor de geprofileerde gevel Cf = 0.02 Hiermee wordt voor de gelijkmatig verdeelde windbelasting gevonden Winddruk prep = Cpepw = * 0.81 = kN/m2 Windzuiging prep = Cpepw = * 0.81 = kN/m2 Windwrijving prep;dak = Cfpw = * = kN/m2 prep;gevel = Cfpw = * 0.81 = kN/m2

De resulterende windkrachten op de verschillende daken geveloppervlakken bedragen: Winddruk Frep = prep * Agevel = * (60 * 12) = 486 kN Windzuiging Frep = prep * Agevel = * (60 * 12) = 234 kN Windwrijving Frep;dak = prep * Adak = 0,008 * (20 * 60) = 10 kN Windwrijving Frep;gevel = prep* Agevel= * (20 * 12) = 4 kN

Met deze resulterende windkrachten is de totale belasting op de windligger te berekenen. Bij deze berekening wordt de helft van de belasting op de langsgevels afgedragen aan de fundering en de andere helft naar het dakvlak dus de windligger. De belasting door wrijving in het dakvlak zelf wordt uiteraard geheel door de windligger opgenomen.

Htot = ½(Fdruk + Fzuiging) + Fwrijving;dak Htot = ½( ) = 361 kN Per strekkende meter windligger betekent dit een lijnlast qh = Htot/L = 361/60 = 6.0 kN/m1 De belasting op elke windbok is dan gelijk aan de oplegreactie van de windligger plus de windwrijvingskracht op de kopgevel, die weer voor de helft aan het dakvlak wordt afgedragen. Rwindbok = ½(Htot + Fwrijving;gevel) = ½ (361 +4) = 183 kN

EINDE Docent: M.J.Roos

Module ribCO1 3z Draagconstructie in Staal, Hout en Beton Week 03

Verwante presentaties

Presentatie over: "Module ribCO1 3z Draagconstructie in Staal, Hout en Beton Week 03"— Transcript van de presentatie:

Verwante presentaties

Over het project

Feedback

Inloggen

Inloggen via een sociaal netwerk:

Module ribCO1 3z Draagconstructie in Staal, Hout en Beton Week 03

Verwante presentaties

Presentatie over: "Module ribCO1 3z Draagconstructie in Staal, Hout en Beton Week 03"— Transcript van de presentatie:

Verwante presentaties

Over het project

Feedback