De lft
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
In- en uitvoer van spreadsheet
on T
U
Deel I
Cor van Zandwijk
Ve rsi
May 2006
C. van Zandwijk Studienummer: 1106899
[email protected] 06 10271005 Afstudeercommissie: Prof.dipl-ing. J.N.J.A. Vambersky Dr. A. Romeijn, TU Delft Ir. A.M. Gresnigt, TU Delft Ing. L. Noordzij, KS Profiel
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Voorwoord Voor u ligt de bundel “In- en uitvoer van spreadsheet deel I” Deze bundel is een onderdeel van de berekeningsmethodiek zoals deze beschreven is in hoofdstuk 4 van het hoofdrapport.
De lft
De drie rapporten vormen het totale afstudeeronderzoek dat gedaan is als afronding van de opleiding Civiele Techniek aan de Technische Universiteit van Delft. Dit afstudeeronderzoek is gedaan in het kader van de Mastervariant Building Engineering. Het is belangrijk het hoofdrapport “Berekening van referentiehal” als lijdraad te houden bij het lezen van het afstudeeronderzoek. Regelmatig wordt er naar de rapporten onderling verwezen, het is daarom belangrijk in het bezit te zijn van alle drie de delen. Cor van Zandwijk
Ve rsi
on T
U
Nieuw-Beijerland, mei 2006
1 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Inhoudsopgave VOORWOORD..................................................................................................................................................... 1 A. INLEIDING ...................................................................................................................................................... 3 A.1 BESCHREVEN ONDERDELEN .......................................................................................................................... 3
De lft
B. BEREKENING STAAFCONSTRUCTIES.................................................................................................... 4 B.1 EEM METHODE IN GROTE LIJNEN .................................................................................................................. 4 B.2 DE DIFFERENTIAALVERGELIJKINGEN ............................................................................................................ 5 B.2.1 MAPLE uitvoer van differentiaalvergelijkingen ................................................................................... 5 B.3 BEPALING ELEMENTSTIJFHEIDSMATRIX, BELASTING- EN VERPLAATSINGSVECTOR IN MAPLE..................... 8 B.3.1 MAPLE uitvoer voor stijfheidsmatrix, belastingvector en verplaatsingsvector.................................... 9 B.4 CONVERTEREN VAN MAPLE UITVOER NAAR EXCEL .................................................................................. 14 B.4.1BEPALING ELEMENTSTIJFHEIDSMATRIX, BELASTING- EN VERPLAATSINGSVECTOR IN EXCEL .................... 14 B.5 Controle van de uitkomsten met raamwerkprogramma Matrixframe.................................................... 25 B.5.1 Controle van uitkomsten ..................................................................................................................... 26 C. PROFIELTOETSINGEN W.G.P. ................................................................................................................ 27
U
C.1 TOETSING OP KNIK ...................................................................................................................................... 27 C.2 TOETSING OP KIP ......................................................................................................................................... 29 C.3 CONCLUSIE ................................................................................................................................................. 32 D. INVOERGEGEVENS VAN DE SPREADSHEET ..................................................................................... 33
on T
D.1 INVOER VAN DE GEOMETRIE EN DE W.G.P. .................................................................................................. 33 D.2 INVOER VAN DE Z EN C-PROFIELEN ............................................................................................................ 39 E. BEREKENINGEN IN DE SPREADSHEET ............................................................................................... 41 E.1 BEREKENING VAN WINDSTUWDRUK ............................................................................................................ 41 E.2 BEREKENING VAN FACTOREN EN GEWICHTEN ............................................................................................. 42 E.3 BEREKENING INKLEMMINGSPARAMETER .................................................................................................... 43 E.4 KNIK EN KIP CONTROLES VAN ALLE ONDERDELEN ...................................................................................... 47 E.5 BEREKENING VAN DE KOUDGEWALSTE PROFIELEN ..................................................................................... 61 E.6 BEREKENING VAN STAAFKRACHTEN ........................................................................................................... 81 F. UITVOER VAN DE SPREADSHEET ......................................................................................................... 92
Ve rsi
F.1 DE UITVOER VAN DE SPREADSHEET ............................................................................................................. 92
LITERATUURLIJST....................................................................................................................................... 138
2 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
A. Inleiding In hoofdstuk 4 van de bundel “Berekening van referentiehal” wordt verwezen naar deze bundel “In- en uitvoer van spreadsheet deel I”. In verband met de omvang wordt de ‘spreadsheet methode’ in deze aparte bundel beschreven.
A.1 Beschreven onderdelen
De lft
Omdat de nadruk van het afstudeeronderzoek ligt op de koudgevormde profielen is de uitwerking hiervan opgenomen in de bundel “Berekening van referentiehal” en komt daarom in deze bundel niet meer aan de orde. De berekening en toetsing van de warmgewalste profielen wordt kort omschreven in deze bundel. Het relatief complexe onderdeel ‘berekening van staafconstructie’ wordt summier aan de orde gesteld omdat deze materie uit gediept kan worden tot een afstudeeronderzoek op zich, dit is echter in dit onderzoek niet de bedoeling.
Ve rsi
on T
U
De in- en uitvoer wordt gegeven voor de hal zoals deze gedefinieerd is in paragraaf 4.2 van de bundel “Berekening van referentiehal”. Met name de uitvoer kan gebruikt worden als vergelijkingsmateriaal voor de berekening volgens de ‘handmatige methode’.
3 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
B. Berekening staafconstructies
De lft
De eindige-elementenmethode (EEM) voor staafconstructies is internationaal aanvaard als de meest geschikte aanpak voor het berekenen van sterkte- en stijfheidsproblemen met de computer. Omdat verplaatsingen de rol van onbekende spelen, spreekt men ook over de verplaatsingsmethode. De constructie wordt opgedeeld in staafelementen, die op een systematisch wijze worden geassembleerd tot een globaal systeem, de constructie. Om de gehele spreadsheet optimaal functioneel te maken is deze EEM berekening ingevoegd zodat de normaalkrachten, dwarskrachten, momenten en verplaatsingen van het hoofdspant op eenvoudige wijze kunnen worden bepaald. Dit hoofdstuk behandeld de systematiek van de bepaling van deze gegevens.
B.1 EEM methode in grote lijnen
U
Twee zaken spelen in dit geval een rol in de bepalingen volgens de EEM methode1. In de eerste plaats de axiale belasting op de staaf, hierdoor worden alleen normaalkrachten in de staaf veroorzaakt. In de tweede plaats de gelijkmatig verdeelde belasting op de staaf, hierdoor worden buigende momenten in de staaf veroorzaakt. Voor deze twee belastingsgevallen moeten drie vrijheidsgraden in beschouwing genomen worden namelijk de horizontale verplaatsing ux, de verticale verplaatsing uz en de hoekverdraaiing ϕ y. De vrijheidsgraden van de totale constructie worden verzameld in een globale vector u en de knoopkrachten in een globale vector f. Op elementniveau worden de elementverplaatsingen en rotaties in een vector ue en de elementkrachten in een vector fe genomen.
Ve rsi
on T
Het is belangrijk een duidelijke tekenafspraak te maken voor: • De knoopverplaatsingen en de knoopkrachten, deze is positief in de x-richting • De krachten in de verbindingen tussen element en knoop, deze zijn gelijk maar tegengesteld van teken. (actie = - reactie). De elementkracht wordt positief beschouwd indien deze in de richting van de positieve x-as werkt. • De normaalkracht in een snede door het element. De normaalkracht is positief indien de kracht op het positieve snedevlak werkt in de positieve x-richting.
Fig. B.1 Definiëring van de snedekrachten
In de methode treden drie basisbetrekkingen op, dit zijn: • De kinematische relatie • De constitutieve relatie • De evenwichtsrelatie
1
Voor uitgebreide informatie over dit onderwerp zie literatuurlijst [1] [2] [3]
4 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Door deze op elementniveau toe te passen wordt de elementstijfheidsmatrix K e gevonden, deze relateert de elementverplaatsingen en de elementkrachten aan elkaar. Kort geschreven volgt dan:
f e = K e *ue
De lft
De elementstijfheidsmatrix is het ‘eigenschappenkaartje’ van het element. Als dit ‘eigenschappenkaartje’ bekent is dan is het bekent hoe het element zich gedraagt onder de optredende belastingen. De elementstijfheidsmatrix kan worden berekend met:
K e = B T * DN * B
Hierin is B de kinematische matrix en DN de constitutieve matrix. De kinematische betrekkingen zeggen dat de elementen en de knopen aansluiten, de constitutieve betrekkingen zeggen dat elementkrachten en elementverplaatsingen samenhangen en de evenwichtsbetrekkingen zeggen dat er per knoop evenwicht is tussen de uitwendige knoopkrachten en de elementkrachten in de verbinding. Uit deze drie betrekkingen volgen dan de globale vergelijkingen voor de totale constructie, deze is te schrijven als:
U
K *u = f
Ve rsi
on T
De coëfficiënten van deze vergelijkingen vormen de globale stijfheidsmatrix K. Dit stelsel van globale vergelijkingen kan worden opgelost als voldoende verplaatsingen zijn voorgeschreven om de beweging van de constructie als star lichaam te onderdrukken. Een voorgeschreven verplaatsing met de waarde nul wordt verdisconteerd door de ermee corresponderende rij en kolom in de globale stijfheidsmatrix K weg te laten. Als het gereduceerde stelsel is opgelost, wordt uit de gevonden verplaatsingen afgeleid welke elementkrachten in de verbindingen optreden, welke normaalkracht, dwarskracht en moment in de afzonderlijke elementen heersen. In een blok schema van een EEM programma zullen altijd twee lussen over alle elementen te zien zijn. De eerste lus is nodig om alle elementstijfheidsmatrices te berekenen. Tussen de twee lussen in vindt de assemblage van de globale vergelijkingen plaats en worden de verplaatsingen berekend. In de tweede lus word ut de verplaatsingen de krachtsverdeling in alle constructieonderdelen afgeleid. B.2 De differentiaalvergelijkingen
De differentiaalvergelijkingen worden opgesteld en opgelost met het wiskundige rekenpakket MAPLE. Omdat de exacte wijze van aanpak2 buiten de essentie van deze afstudeerscriptie valt, worden alleen de met MAPLE bepaalde vergelijkingen gegeven. B.2.1 MAPLE uitvoer van differentiaalvergelijkingen
restart;
Differentiaalvergelijking voor buiging
w:=int(int(int(int(qz/EI,x)+C1,x)+C2,x)+C3,x)+C4; phi:=-diff(w,x); M:=EI*diff(phi,x); 2
Voor een uitgebreide uitleg over de aanpak en wijze van opstellen van differentiaalvergelijkingen, zie literatuurlijst [4]
5 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
V:=diff(M,x); w :=
1 qz x 4 1 1 + C1 x 3 + C2 x 2 + C3 x + C4 24 EI 6 2 φ := −
1 qz x 3 1 − C1 x 2 − C2 x − C3 6 EI 2
De lft
2 ⎞ ⎛ 1 qz x − C1 x − C2 ⎟⎟ M := EI ⎜⎜ − ⎝ 2 EI ⎠
qz x − C1 ⎟⎟⎞ V := EI ⎜⎜⎛ − EI ⎝ ⎠
eq1:=subs(x=0,w)=uz1; eq2:=subs(x=0,phi)=phiy1; eq3:=subs(x=L,w)=uz2; eq4:=subs(x=L,phi)=phiy2;
eq1 := C4 = uz1
eq2 := −C3 = phiy1
1 qz L 4 1 1 + C1 L 3 + C2 L 2 + C3 L + C4 = uz2 24 EI 6 2
U
eq3 :=
on T
1 qz L 3 1 eq4 := − − C1 L 2 − C2 L − C3 = phiy2 6 EI 2
sol1:=solve({eq1,eq2,eq3,eq4},{C1,C2,C3,C4}); sol1 := { C4 = uz1 , C3 = −phiy1 , 1 qz L 4 + 24 L phiy2 EI + 48 phiy1 L EI − 72 uz1 EI + 72 uz2 EI , 12 L 2 EI 1 qz L 4 + 12 L phiy2 EI + 12 phiy1 L EI − 24 uz1 EI + 24 uz2 EI } C1 = − 2 L 3 EI C2 =
Ve rsi
assign(sol1); w:=collect(w,{qz,uz1,phiy1,uz2,phiy2}); phi:=collect(phi,{qz,uz1,phiy1,uz2,phiy2}); M:=collect(M,{qz,uz1,phiy1,uz2,phiy2}); V:=collect(V,{qz,uz1,phiy1,uz2,phiy2}); 1 2 2 ⎞ ⎛ L x ⎜ 4 3 ⎟ 2 3 ⎟ ⎜ 1 x 1 L x 24 ⎟ qz + ⎛⎜ 1 − 3 x + 2 x + − w := ⎜⎜ ⎜ EI 12 EI ⎟⎠ L2 L3 ⎝ 24 EI ⎝
⎞ ⎟ uz1 ⎟ ⎠ 3 2 3 2 3 x 3x ⎞ 2x ⎞ x2 ⎞ ⎛ ⎛ x ⎛ x ⎟ phiy1 + ⎜ − 2 + ⎟ phiy2 + ⎜ − 2 3 + 2 ⎟ uz2 + ⎜ − 2 − x + ⎜ L ⎜ ⎜ L L ⎟⎠ L ⎟⎠ L L ⎟⎠ ⎝ ⎝ ⎝
1 ⎞ ⎛ L x2 ⎟ ⎜ 2 2 2 ⎟ ⎜ 1 x3 1 L x 4 ⎟ qz + ⎛⎜ − 6 x + 6 x ⎞⎟ uz1 + ⎛⎜ 6 x − 6 x ⎞⎟ uz2 + − φ := ⎜⎜ − ⎜ ⎜ L3 EI 12 EI ⎟⎠ L3 L 2 ⎟⎠ L 2 ⎟⎠ ⎝ 6 EI ⎝ ⎝ 2 2 4x 2x⎞ ⎞ ⎛ x ⎛ x ⎟ phiy2 + 1 ⎟⎟ phiy1 + ⎜⎜ 3 2 − + ⎜⎜ 3 2 − L L ⎟⎠ ⎝ L ⎠ ⎝ L 6 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
1 ⎞ Lx 2 ⎟ 2 1 L ⎟⎟ x 6 − qz + EI ⎛⎜ − 12 3 + 2 ⎞⎟ uz1 ⎜ EI 12 EI ⎟⎠ L L ⎟⎠ ⎝ 6 ⎞ x 4 x 2 uz2 + EI ⎜⎛ 6 2 − ⎞⎟ phiy1 + EI ⎜⎛ 6 2 − ⎞⎟ phiy2 2 ⎟ ⎜ L ⎜ L L ⎟⎠ L ⎟⎠ L ⎟⎠ ⎝ ⎝
1 ⎛ L ⎜ ⎜ x 2 ⎜ + V := EI ⎜ − EI ⎝ EI
⎞ ⎟ ⎟ ⎟ qz − 12 EI uz1 + 12 EI uz2 + 6 EI phiy1 + 6 phiy2 EI ⎟ L3 L3 L2 L2 ⎠
Differentiaalvergelijking voor extensie
De lft
⎛ ⎜ ⎜ 1 x2 + M := EI ⎜⎜ − ⎝ 2 EI x + EI ⎛⎜ 12 3 − ⎜ L ⎝
u:=int(int(-qx/EA,x)+D1,x)+D2; epsilon:=diff(u,x); N:=EA*epsilon; 1 qx x 2 u := − + D1 x + D2 2 EA qx x + D1 EA
U
ε := −
on T
qx x N := EA ⎜⎜⎛ − + D1 ⎟⎟⎞ EA ⎝ ⎠
eq5:=subs(x=0,u)=ux1; eq6:=subs(x=L,u)=ux2;
eq5 := D2 = ux1
eq6 := −
1 qx L 2 + D1 L + D2 = ux2 2 EA
Ve rsi
sol2:=solve({eq5,eq6},{D1,D2}); 1 qx L 2 − 2 ux1 EA + 2 ux2 EA sol2 := { D2 = ux1 , D1 = } 2 L EA assign(sol2); u:=collect(u,{qx,ux1,ux2}); epsilon:=collect(epsilon,{qx,ux1,ux2}); N:=collect(N,{qx,ux1,ux2});; 1 ⎛ L x ⎟⎞ ⎜ 2 ⎜ 1 x ⎟ 2 ⎟ qx + ⎜⎛ − x + 1 ⎞⎟ ux1 + ux2 x + u := ⎜⎜ − ⎜ L ⎟ L EA ⎟⎠ ⎝ 2 EA ⎝ ⎠ 1 ⎞ ⎛ L⎟ ⎜ ⎜ 2 ⎟⎟ x ux1 ux2 ⎜ + ε := ⎜ − ⎟ qx − L + L EA EA ⎝ ⎠
1 ⎛ L ⎜ ⎜ 2 x ⎜ + N := EA ⎜ − EA ⎝ EA
⎞ ⎟ ⎟ ⎟ qx − EA ux1 + ux2 EA ⎟ L L ⎠
7 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
B.3 Bepaling elementstijfheidsmatrix, belasting- en verplaatsingsvector in MAPLE
on T
U
De lft
Om het probleem zo algemeen mogelijk te beschrijven wordt er voor gekozen alle mogelijke windbelastingen, uiteraard alleen winddruk of windzuiging omdat beide gevallen nooit gelijktijdig op kunnen treden, en de sneeuwbelastingen in te voeren als belasting op de liggers en kolommen. De totale combinatie van belastingen inclusief lokale assenstelsels, knoop- en elementnummers wordt weergegeven in figuur B.2.
Fig. B.2 De totale combinatie van mogelijke belastingen inclusief assenstelsel en nummeringen
De volgende belastingen, afmetingen en profieleigenschappen worden ingevoerd in de MAPLE file: = 2.36 = 3.68 = 0.86 = 4.30 = 1.72 = 1.72 = 0.42 = 1.60 = 18.0 = 4.40 = 8.00 = 5.38 * 103 = 8.36 * 103 = 2.10 * 108
kN/m kN/m kN/m (druk) kN/m (zuiging) kN/m (druk) kN/m (druk) kN/m (IPE 300) kN/m (IPE 300 en dakplaten) m m m m2 m4 kN/m2
Ve rsi
qsn;1 qsn;2 qwind;kolom 1 qwind;kolom 4 qwind;ligger 2 qwind;ligger 3 qeg;kolom qeg;ligger,dak bgebouw hgoot hnok AIPE300 Iy-y E
Met deze gegevens kunnen alle berekeningen3 die noodzakelijk zijn, worden uitgevoerd met MAPLE. Een gedeeltelijke uitvoer hiervan wordt in de hierna volgende paragraaf gegeven. Niet alle berekende matrices en vectoren worden geplot omdat deze van dusdanige omvang en complexiteit zijn dat het geen nut heeft deze in de hierna volgende paragraaf te presenteren. 3
Voor uitgebreide informatie over stelsels oplossen zie literatuurlijst [2] [5]
8 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
B.3.1 MAPLE uitvoer voor stijfheidsmatrix, belastingvector en verplaatsingsvector
restart; unprotect(D); with(LinearAlgebra): interface(rtablesize=15):
De lft
Elementstijfheidsmatrix voor een prismatische staaf met lengte L onder een hoek α met de x-as Er wordt gewerkt in een x-z assenstelsel.
c:=cos(alpha): s:=sin(alpha): B:=<<-c,s/L,-s/L>|<s,c/L,-c/L>|<0,-1,0>|
|<-s,c/L,c/L>|<0,0,1>>; sin( α ) 0 cos ( α ) − sin( α ) 0 ⎤ ⎡ − cos ( α ) ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ sin( α ) cos ( α ) sin( α ) cos ( α ) ⎢ -1 − − 0 ⎥⎥ ⎢ L L L L B := ⎢ ⎥ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ sin( α ) cos ( α ) sin ( α ) cos ( α ) ⎢− − 0 1 ⎥⎥⎥ ⎢⎢ L L L L ⎦ ⎣
on T
U
D:=<<EA/L,0,0>|<0,4*EI/L,-2*EI/L>|<0,-2*EI/L,4*EI/L>>; ⎡ EA 0 0 ⎤⎥ ⎢ ⎥ ⎢ L ⎥ ⎢ ⎢ EI EI ⎥⎥ ⎢ ⎥ D := ⎢⎢ 0 −2 4 L L ⎥⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎢ EI EI ⎥⎥ ⎢ 0 −2 4 ⎢ L L ⎥⎦ ⎣
In verband met de beschikbare breedte wordt de elementstijfheidsmatrix Ke gesplitst, de delen tussen vierkante haken geven één regel weer van de matrix, splitsing van de kolommen wordt weergegeven met komma’s.
Ke:=Transpose(B).D.B; Ke :=
Ve rsi
2 12 sin( α ) 2 EI cos ( α ) EA sin( α ) 12 sin( α ) EI cos ( α ) ⎡ cos ( α ) EA ⎢ ,− , + + 3 ⎢ L L L L3 ⎣ sin( α ) EI cos ( α ) 2 EA 12 sin( α ) 2 EI −6 , − − , L L2 L3
cos ( α ) EA sin( α ) 12 sin( α ) EI cos ( α ) sin( α ) EI ⎤ ⎥ , −6 − 3 ⎥ L L L2 ⎦ 2 cos ( α ) EA sin ( α ) 12 sin ( α ) EI cos ( α ) sin ( α ) EA 12 cos ( α ) 2 EI ⎡ ⎢− , , + + ⎢ L L L3 L3 ⎣ cos ( α ) EI cos ( α ) EA sin( α ) 12 sin( α ) EI cos ( α ) −6 , − , L L2 L3 sin( α ) 2 EA 12 cos ( α ) 2 EI cos ( α ) EI ⎤ ⎥ , −6 − − 3 ⎥ L L L2 ⎦ ⎡ −6 sin( α ) EI , −6 cos ( α ) EI , 4 EI , 6 sin( α ) EI , 6 cos ( α ) EI , 2 EI ⎤ ⎢⎢ ⎥ L L ⎥⎦ L2 L2 L2 L2 ⎣ 9 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings 2 12 sin( α ) 2 EI cos ( α ) EA sin( α ) 12 sin( α ) EI cos ( α ) ⎡ cos ( α ) EA ⎢− , , − − ⎢ L L L3 L3 ⎣ sin( α ) EI cos ( α ) 2 EA 12 sin( α ) 2 EI 6 , + , L L2 L3 cos ( α ) EA sin( α ) 12 sin( α ) EI cos ( α ) sin( α ) EI ⎤ ⎥ ,6 − + 3 ⎥ L L2 L ⎦
De lft
sin( α ) 2 EA 12 cos ( α ) 2 EI ⎡ cos ( α ) EA sin( α ) 12 sin( α ) EI cos ( α ) ⎢ , , − − − ⎢ L L L3 L3 ⎣ cos ( α ) EI cos ( α ) EA sin( α ) 12 sin( α ) EI cos ( α ) ,− + , 6 2 L L L3 sin( α ) 2 EA 12 cos ( α ) 2 EI cos ( α ) EI ⎤ ⎥ + ,6 3 ⎥ L L L2 ⎦ sin ( α ) EI cos ( α ) EI EI sin ( α ) EI cos ( α ) EI EI ⎤ ⎡ −6 , −6 ,2 ,6 ,6 ,4 ⎢⎢ ⎥ 2 2 2 2 L L ⎥⎦ L L L L ⎣
on T
U
Samenstellen elementstijfheidsmatrices Het betreft een ongeschoord spant, scharnierend ondersteund, waarvan de staven momentvast met elkaar verbonden zijn. Gebruikte parameters: - Gebouwbreedte: b - Gebouwhoogte H_totaal - Goothoogte h_kolom (dus h_nok = H_totaal - h_kolom). Van links naar rechts zijn de knopen genummerd van 1 t/m 5 en de elementen daartussen van 1 t/m 4, zie figuur B.2. Elementvolgorde: kolom, oplopende ligger, aflopende ligger, kolom.
Ve rsi
b:=18: H_totaal:=8: h_kolom:=44/10: EA_kolom:=210000000*53810/10000000: EI_kolom:=210000000*83560/1000000000: EA_ligger:=EA_kolom: EI_ligger:=EI_kolom: qg_kolom:=42/100: qwind1:=86/100: qg_ligger:=160/100: qwind2:=172/100: qsneeuw2:=236/100: qwind3:=-172/100: qsneeuw3:=368/100: qwind4:=430/100: h_nok:=H_totaal-h_kolom: hoek:=arctan(h_nok/(b/2)): L_ligger:=sqrt((b/2)^2+h_nok^2): Ke1:=subs({alpha=Pi/2,L=h_kolom,EA=EA_kolom,EI=EI_kolom},Ke): Ke2:=subs({alpha=hoek,L=L_ligger,EA=EA_ligger,EI=EI_ligger},Ke ): Ke3:=subs({alpha=hoek,L=L_ligger,EA=EA_ligger,EI=EI_ligger},Ke ): Ke4:=subs({alpha=-Pi/2,L=h_kolom,EA=EA_kolom,EI=EI_kolom},Ke): 10 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Elementstijfheidsmatrix opbouwen 5 knopen, 3 vrijheidsgraden per knoop.
K:=ZeroMatrix(15,outputoptions=[shape=symmetric,storage=sparse ]): Element 1: linkerkolom, loopt van knoop 1 naar 2
K[1..6,1..6]:=MatrixAdd(K[1..6,1..6],Ke1):
De lft
Element 2: oplopende ligger, loopt van knoop 2 naar 3
K[4..9,4..9]:=MatrixAdd(K[4..9,4..9],Ke2): Element 3: aflopende ligger, loopt van knoop 3 naar 4
K[7..12,7..12]:=MatrixAdd(K[7..12,7..12],Ke3): Element 4: rechterkolom, loopt van knoop 4 naar 5
K[10..15,10..15]:=MatrixAdd(K[10..15,10..15],Ke4):
U
Belastingvector opbouwen De belastingen zijn gericht in het lokale assenstelsel (x-as loopt steeds van de laagst genummerde knoop naar de hoger genummerde knoop van het element). Er wordt per element rekening gehouden met een gelijkmatig verdeelde lijnlast in zowel de xals de z-richting; dus niet met verlopende lasten of krachten/koppels die direct aangrijpen.
on T
r:=<|<s,c>>; R:=IdentityMatrix(6,compact=false); R[1..2,1..2]:=r; R[4..5,4..5]:=r; Rinv:=MatrixInverse(R); cos ( α ) sin( α ) ⎤ r := ⎡⎢⎢ ⎥⎥ ⎣− sin( α ) cos ( α ) ⎦
Ve rsi
⎡1 ⎢ ⎢0 ⎢ ⎢ ⎢0 R := ⎢⎢ ⎢0 ⎢ ⎢0 ⎢ ⎢⎢ ⎣0
0 1 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0
0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 1 0
0⎤ ⎥ 0 ⎥⎥ ⎥ 0⎥ ⎥ 0 ⎥⎥ ⎥ 0 ⎥⎥ ⎥ 1 ⎥⎦
cos ( α ) R 1 .. 2 , 1 .. 2 := ⎡⎢⎢ ⎣− sin( α )
sin( α ) ⎤ ⎥ cos ( α ) ⎥⎦
cos ( α ) R 4 .. 5 , 4 .. 5 := ⎡⎢⎢ ⎣− sin( α )
sin( α ) ⎤ ⎥ cos ( α ) ⎥⎦
11 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
De lft
cos ( α ) sin( α ) ⎡ ,− , 0 , 0 , 0 , 0 ⎤⎥ ⎢ 2 2 ⎥ ⎢ cos ( α ) 2 + sin( α ) 2 cos ( α ) + sin( α ) ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ sin( α ) cos ( α ) ⎥ ⎢ , , , , , 0 0 0 0 ⎥ ⎢ cos ( α ) 2 + sin( α ) 2 cos ( α ) 2 + sin( α ) 2 ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎢0 , 0, 1, 0, 0, 0 ⎥⎥ ⎢ Rinv := ⎢ ⎥ ⎥ ⎢ cos ( α ) sin( α ) ⎥ ⎢0 , 0 , 0 , , , − 0 ⎥ ⎢ 2 2 2 2 ⎥ ⎢ cos ( α ) + cos ( α ) + sin ( α ) sin ( α ) ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ sin( α ) cos ( α ) ⎥ ⎢ ⎢0 , 0 , 0 , , , 0 ⎥⎥ 2 2 2 2 ⎢ cos ( α ) + sin( α ) cos ( α ) + sin( α ) ⎥ ⎢ ⎥ ⎢⎢ 0, 0, 0, 0, 1 ⎥⎦ ⎣0 ,
on T
U
fprim:=R.<-qx/2*L,-qz/2*L,qz/12*L^2,-qx/2*L,-qz/2*L,qz/12*L^2>; ⎡− 1 cos ( α ) qx L − 1 sin( α ) qz L ⎤ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ 2 2 ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ 1 1 ⎥ ⎢ ⎢ sin( α ) qx L − cos ( α ) qz L ⎥ ⎥ ⎢ 2 2 ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ 1 2 ⎥ ⎢ qz L ⎥ ⎢ 12 ⎥ ⎢ ⎥ fprim := ⎢ ⎥ ⎢ 1 ⎢− cos ( α ) qx L − 1 sin( α ) qz L ⎥ ⎥ ⎢ 2 2 ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ 1 1 ⎢ sin( α ) qx L − cos ( α ) qz L ⎥ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ 2 2 ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ 1 ⎥ ⎢ 2 ⎥ ⎢ − qz L ⎥ ⎢ 12 ⎦ ⎣
Ve rsi
Primaire belasting vanuit element 1: linkerkolom. Eigen gewicht qg_kolom (neerwaarts) en wind qwind1 (druk; naar rechts). N.B. Voor zuiging moet dus het teken van qwind1 worden gewijzigd!
qx1:=-qg_kolom: qz1:=qwind1: fprim1:=subs({alpha=Pi/2,qx=qx1,qz=qz1,L=h_kolom},fprim): Primaire belasting vanuit element 2: linkerligger, oplopend. Eigen gewicht qg_ligger (neerwaarts), qsneeuw2 (neerwaarts) en wind qwind2 (druk, loodrecht). N.B. Voor zuiging moet dus het teken van qwind2 worden gewijzigd!
qx2:=-(qg_ligger+qsneeuw2*cos(hoek))*sin(hoek): qz2:=(qg_ligger+qsneeuw2*cos(hoek))*cos(hoek)+qwind2: fprim2:=subs({alpha=hoek,qx=qx2,qz=qz2,L=L_ligger},fprim): Primaire belasting vanuit element 3: rechterligger, aflopend. Eigen gewicht qg_ligger (neerwaarts), qsneeuw3 (neerwaarts) en wind qwind3 (druk, loodrecht). N.B. Voor zuiging moet dus het teken van qwind3 worden gewijzigd! 12 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
qx3:=-(qg_ligger+qsneeuw3*cos(-hoek))*sin(-hoek): qz3:=(qg_ligger+qsneeuw3*cos(-hoek))*cos(-hoek)+qwind3: fprim3:=subs({alpha=-hoek,qx=qx3,qz=qz3,L=L_ligger},fprim): Primaire belasting vanuit element 4: rechterkolom. Eigen gewicht qg_kolom (neerwaarts) en wind qwind4 (zuiging; naar rechts). N.B. Voor zuiging moet dus het teken van qwind4 worden gewijzigd!
De lft
qx4:=qg_kolom: qz4:=-qwind4: fprim4:=subs({alpha=-Pi/2,qx=qx4,qz=qz4,L=h_kolom},fprim): Direct aangrijpende knooplasten. Er zijn geen directe knooplasten, dus zijn alle waarden nul.
f:=ZeroVector(5*3,compact=false):
Verwerken primaire belastingen om tot de totale belastingvector te komen.
U
f[1..6]:=VectorAdd(f[1..6],-fprim1): f[4..9]:=VectorAdd(f[4..9],-fprim2): f[7..12]:=VectorAdd(f[7..12],-fprim3): f[10..15]:=VectorAdd(f[10..15],-fprim4):
on T
Verwerken bekende vrijheidsgraden Ter plaatse van de opleggingen, knoopnummers. 1 en 5, zijn de horizontale en verticale verplaatsingen verhinderd. Daarom wordt op de hoofddiagonaal voor de betreffende verplaatsing een 1 gezet (overig in de rij allemaal nullen), en in de belastingvector wordt dan de voorgeschreven verplaatsing gelijk aan 0 gezet. Het gaat over ux1, uz1, ux5 en uz5.
Ve rsi
plaatsnrs:=<1,2,13,14>: for i in plaatsnrs do K[i,1..15]:=IdentityMatrix(15)[i,1..15]: K[1..15,i]:=IdentityMatrix(15)[1..15,i]: f[i]:=0: end do: Oplossen onbekende vrijheidsgraden
K:=simplify(K): f:=simplify(f): u:=LinearSolve(K,f):
evalf(Transpose() ): Resultaten in het globale assenstelsel.
> f1:=Ke1.u[1..6]+fprim1: f2:=Ke2.u[4..9]+fprim2: f3:=Ke3.u[7..12]+fprim3: f4:=Ke4.u[10..15]+fprim4: evalf(): 13 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Resultaten in de lokale assenstelsels.
De lft
evalf(<subs(alpha=Pi/2,Rinv.f1)|subs(alpha=hoek,Rinv.f2)|subs( alpha=-hoek,Rinv.f3)|subs(alpha=-Pi/2,Rinv.f4)>); 25.32135813 20.44566680 44.95980797 ⎤ ⎡ 42.26674131 ⎥ ⎢ ⎢ 7.320442351 -33.40377347 4.542066731 -23.48844235 ⎥⎥ ⎢ ⎥ ⎢ 0. 40.53474626 -37.08059711 144.9731463 ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎢-40.41874131 -11.67302016 -38.50612600 -46.80780797 ⎥⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢-11.10444235 -17.38954168 -33.02074449 42.40844235 ⎥ ⎢ ⎥⎥ ⎢⎢ -40.53474634 37.08059708 -144.9731463 0. ⎦ ⎣ B.4 Converteren van MAPLE uitvoer naar Excel
Om het uiteindelijke doel, het optimaal functioneel maken van de spreadsheet, te kunnen bereiken is het nog noodzakelijk de berekening volgens MAPLE te converteren naar Excel. Ook in Excel is het mogelijk matrix bewerkingen uit te voeren. De totale in- en uitvoer voor de berekening wordt weergegeven in de hierna volgende paragraaf.
18,0 8,0 4,4 3,6
m m m m
on T
Geometrie Gebouwbreedte Gebouwhoogte Goothoogte Nok - goothoogte
U
B.4.1Bepaling elementstijfheidsmatrix, belasting- en verplaatsingsvector in Excel
Doorsnede-eigenschappen Kolommen Liggers
Ve rsi
Materiaal Elasticiteitsmodulus
Profiel IPE300 IPE300
Belastingen Kolommen Liggers, dakplaten Wind kolom zijde 1 Wind kolom zijde 2 Wind ligger zijde 1 Wind ligger zijde 2 Sneeuw zijde 1 Sneeuw zijde 2
Iy (m4) 8,36E-05 8,36E-05
A (m2) 5,38E-03 5,38E-03
2,10E+08 kN/m2
e.g. e.g. druk zuiging druk druk vert. proj. vert. proj.
0,42 1,60 0,86 4,30 1,72 1,72 2,36 3,68
kN/m kN/m kN/m kN/m kN/m kN/m kN/m kN/m
14 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems
Linkerkolom: elementnr. 1 Lengte 4,40 EA 1130451 EI 17548 α 1,57 cos 0,00 sin 1,00
m kN kNm2 rad -
qx
-0,42
kN/m
qz
0,86
kN/m
m kN kNm2 rad -
qx
1,86
kN/m
qz
6,38
kN/m
U
Rechterligger: elementnr. 3 Lengte 9,69 EA 1130451 EI 17548 α -0,38 cos 0,93 sin -0,37
De lft
Design and application for singular factory buildings
m kN kNm2 rad -
qx
-1,41
kN/m
5,24
kN/m
on T
Linkerligger: elementnr. 2 Lengte 9,69 EA 1130451 EI 17548 α 0,38 cos 0,93 sin 0,37 qz
m kN kNm2 rad -
qx
0,42
kN/m
qz
-4,30
kN/m
Ve rsi
Rechterkolom: elementnr. 4 Lengte 4,40 EA 1130451 EI 17548 α -1,57 cos 0,00 sin -1,00
Element 1
0,00 0,23 -0,23
1,00 0,00 0,00
B (kinematische matrix) 0 0,00 -1 -0,23 0 0,23
-1,00 0,00 0,00
0 0 1
15 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
D (constitutieve matrix) 256920,68 0 0 0 15952,55 -7976,28 0 -7976,28 15952,55
De lft
2471,99 0 -5438,37 -2471,99 0 -5438,37
-0,23 0,00 0 0,23 0,00 1
Ke 1 (elementstijfheidsmatrix) 0 -5438,37 -2471,99 0 256920,68 0 0 -256920,68 0 15952,55 5438,37 0 0 5438,37 2471,99 0 -256920,68 0 0 256920,68 0 7976,28 5438,37 0 R (Identity matrix) 0 0 0 0 1 0 0 0,00 0 -1,00 0 0
1,00 0,00 0 0 0 0
0,00 1,00 0 0 0 0
R -1 (Inverse Identity matrix) -1,00 0 0 0,00 0 0 0 1 0 0 0 0,00 0 0 1,00 0 0 0
0 0 0 1,00 0,00 0
0 0 0 0 0 1
0 0 0 -1,00 0,00 0
0 0 0 0 0 1
Ve rsi
on T
0,00 -1,00 0 0 0 0
Lokaal:
-5438,37 0 7976,28 5438,37 0 15952,55
U
0,00 1,00 0 0,00 -1,00 0
B (getransformeerd) 0,23 0,00 -1 -0,23 0,00 0
fprim 1 0,92 -1,89 1,39 0,92 -1,89 -1,39
→
Globaal:
fprim 1 -1,89 -0,92 1,39 -1,89 -0,92 -1,39
Element 2
-0,93 0,04 -0,04
B (kinematische matrix) 0,37 0 0,93 0,10 -1 -0,04 -0,10 0 0,04
-0,37 -0,10 0,10
0 0 1
16 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
B (getransformeerd) -0,93 0,04 0,37 0,10 0 -1 0,93 -0,04 -0,37 -0,10 0 0
-0,04 -0,10 0 0,04 0,10 1
De lft
D (constitutieve matrix) 116621,93 0 0 0 7241,21 -3620,61 0 -3620,61 7241,21
100568,04
Ke 2 (elementstijfheidsmatrix) -40134,74 -416,16 -100568,04 40134,74
-40134,74 -416,16 -100568,04 40134,74 -416,16
16285,10 -1040,40 -1040,40 7241,21 40134,74 416,16 -16285,10 1040,40 -1040,40 3620,61
R (Identity matrix) 0 0 0 0 1 0 0 0,93 0 -0,37 0 0
0,37 0,93 0 0 0 0
0,93 0,37 0 0 0 0
R -1 (Inverse Identity matrix) -0,37 0 0 0,93 0 0 0 1 0 0 0 0,93 0 0 0,37 0 0 0
0 0 0 0,37 0,93 0
0 0 0 0 0 1
0 0 0 -0,37 0,93 0
0 0 0 0 0 1
Ve rsi
on T
0,93 -0,37 0 0 0 0
Lokaal:
-16285,10 1040,40 -40134,74 16285,10 1040,40
U
40134,74 416,16 100568,04 -40134,74 416,16
-416,16 1040,40 3620,61 416,16 1040,40 7241,21
fprim 2 6,82 -25,40 41,03 6,82 -25,40 -41,03
→
Globaal:
fprim 2 -3,10 -26,11 41,03 -3,10 -26,11 -41,03
Element 3
-0,93 -0,04 0,04
-0,37 0,10 -0,10
B (kinematische matrix) 0 0,93 -1 0,04 0 -0,04
0,37 -0,10 0,10
0 0 1
17 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
D (constitutieve matrix) 116621,93 0 0 0 7241,21 -3620,61 0 -3620,61 7241,21
De lft
B (getransformeerd) -0,93 -0,04 0,04 -0,37 0,10 -0,10 0 -1 0 0,93 0,04 -0,04 0,37 -0,10 0,10 0 0 1
R (Identity matrix) 0 0 0 0 1 0 0 0,93 0 0,37 0 0
-0,37 0,93 0 0 0 0
0,93 -0,37 0 0 0 0
R -1 (Inverse Identity matrix) 0,37 0 0 0,93 0 0 0 1 0 0 0 0,93 0 0 -0,37 0 0 0
0 0 0 -0,37 0,93 0
0 0 0 0 0 1
0 0 0 0,37 0,93 0
0 0 0 0 0 1
Ve rsi
on T
0,93 0,37 0 0 0 0
Lokaal:
416,16 -1040,40 3620,61 -416,16 1040,40 7241,21
U
Ke 3 (elementstijfheidsmatrix) 100568,04 40134,74 416,16 100568,04 -40134,74 40134,74 16285,10 -1040,40 -40134,74 -16285,10 416,16 -1040,40 7241,21 -416,16 1040,40 -100568,04 -40134,74 -416,16 100568,04 40134,74 -40134,74 -16285,10 1040,40 40134,74 16285,10 416,16 -1040,40 3620,61 -416,16 1040,40
fprim 3 -9,03 -30,91 49,94 -9,03 -30,91 -49,94
→
Globaal:
fprim 3 3,10 -32,05 49,94 3,10 -32,05 -49,94
1,00 0,00 0,00
0 0 1
Element 4
0,00 -0,23 0,23
-1,00 0,00 0,00
B (kinematische matrix) 0 0,00 -1 0,23 0 -0,23
18 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
D (constitutieve matrix) 256920,68 0 0 0 15952,55 -7976,28 0 -7976,28 15952,55
5438,37 -2471,99 0 5438,37
5438,37 0
7976,28 -5438,37 0
U
0
Ke 4 (elementstijfheidsmatrix) 0 5438,37 2471,99 0 256920,68 256920,68 0 0 0 15952,55 5438,37 0 0 -5438,37 2471,99 0 256920,68 0 0 256920,68 0 7976,28 5438,37 0
15952,55
on T
2471,99
De lft
B (getransformeerd) 0,00 -0,23 0,23 -1,00 0,00 0,00 0 -1 0 0,00 0,23 -0,23 1,00 0,00 0,00 0 0 1
R (Identity matrix) 0 0 0 0 1 0 0 0,00 0 1,00 0 0
-1,00 0,00 0 0 0 0
0 0 0 -1,00 0,00 0
0 0 0 0 0 1
0,00 -1,00 0 0 0 0
R -1 (Inverse Identity matrix) 1,00 0 0 0 0,00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0,00 1,00 0 0 -1,00 0,00 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1
Ve rsi
0,00 1,00 0 0 0 0
Lokaal:
fprim 4 -0,92 9,46 -6,94 -0,92 9,46 6,94
→
Globaal:
fprim 4 -9,46 -0,92 -6,94 -9,46 -0,92 6,94
19 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Samenstellen elementstijfheidsmatrix, globale krachtenvector, verwerken vrijheidsgraden in matrix en totale krachtenvector
fprim -1,89 -0,92 1,39 -4,99 -27,04 39,64 0,00 -58,17 8,91 -6,36 -32,98 -56,88 -9,46 -0,92 6,94
0 0 0,00
103040,03 -40134,74 -40134,74 273205,78
5022,21 -1040,40 40134,74 40134,74 -16285,10 -416,16 -1040,40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
-100568,04
f = - fprim 0 0 -1,39 4,99 27,04 -39,64 0,00 58,17 -8,91 6,36 32,98 56,88 0 0 -6,94
Oplossing u 0,0000 0,0000 0,0053 -0,0063 0,0002 -0,0065 0,0263 0,0826 0,0011 0,0589 0,0003 -0,0002 0,0000 0,0000 -0,0204
0 0 7976,28 5022,21 -1040,40 23193,77 416,16 1040,40 3620,61 0 0 0 0 0 0
Ke 0 0 0 0 0 0 -100568,04 40134,74 -416,16 40134,74 -16285,10 -1040,40 416,16 1040,40 3620,61 201136,08 0,00 832,32 0,00 32570,19 0,00 832,32 0,00 14482,43 -100568,04 -40134,74 -416,16 -40134,74 -16285,10 1040,40 416,16 -1040,40 3620,61 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
-100568,04 -40134,74 -40134,74 -16285,10
-416,16
1040,40
103040,03 40134,74 40134,74 273205,78
0 0 0 0 0 0 416,16 -1040,40 3620,61 5022,21 1040,40 23193,77 0 0 7976,28
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 5438,37 0,00 7976,28 0 0 15952,55
5022,21 1040,40 0 0 0 0 5438,37 0,00
Ve rsi
Globaal:
0 0 5438,37
De lft
0 0 15952,55 5438,37 0,00 7976,28 0 0 0 0 0 0 0 0 0
U
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
on T
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
20 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Resultaten in globaal assenstelsel
-23,9462 52,4243
f2 23,9462 52,4243 97,0383 30,1382 0,1951
-97,0383
42,3972
-54,2723 0,0000
Resultaten in lokale assenstelsels f1
f2
54,2723
Fx2 = 41,7034 Fz2 = 39,7814
Fz1 =
20,1622
Ty1 =
0,0000
Fx2 =
-52,4243
Fz2 =
-23,9462
Ty2 = 97,0383 Fx3 = 28,0550 Fz3 = 11,0119
Ty2 =
-97,0383
Ty3 = 42,3972
f4 23,9462
-0,1951 -42,3972
63,9142 146,9871
-23,9462 -63,9142 146,9871
-42,8662 -65,7622
f3
f4
Fx4 = 63,9142
Fz3 = -11,3742
Fz4 = -23,9462
Ty3 = -42,3972
Ty4 = 146,9871
Fx4 = -45,9706
Fx5 = -65,7622
Fz4 = -50,4495 Ty4 = 146,9871
Fz5 = 42,8662
on T
u1
0,0000
Fx3 = 27,9101
U
Fx1 =
f3 30,1382
De lft
f1 20,1622
u2
Ty5 =
u3
0,0000 u4
0,0000
ux2 = -0,0059
ux3 =
0,0551
ux4 =
0,0003
uz1 =
0,0000
uz2 = -0,0021
uz3 =
0,0669
uz4 =
-0,0589
φy1 =
0,0053
φy2 = -0,0065
φy3 =
0,0011
φy4 =
-0,0002
ux2 =
-0,0002
ux3 = -0,0062
ux4 =
0,0548
ux5 =
0,0000
uz2 =
-0,0063
uz3 =
0,0864
uz4 =
-0,0216
uz5 =
0,0000
φy2 =
-0,0065
φy3 =
0,0011
φy4 =
-0,0002
φy5 =
-0,0204
Ve rsi
ux1 =
21 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Post-processing in de lokale assenstelsels, elementnr. 1
EA EI
4,40
m
1130451
kN
17548
2
kNm
ux1 =
0,0000
m
uz1 =
0,0000
m
φy1 =
0,0053
rad
ux2 =
-0,0002
m
-0,0063
m
-0,0065
rad
qx
-0,42
kN/m
uz2 =
qz
0,86
kN/m
φy2 =
M (kNm) 0,00 -4,46 -8,95 -13,49 -18,08 -22,70 -27,36 -32,07 -36,82 -41,61 -46,44 -51,31 -56,23 -61,18 -66,18 -71,22 -76,30 -81,42 -86,59 -91,79 -97,04
w (m) 0,0000 -0,0012 -0,0023 -0,0034 -0,0045 -0,0056 -0,0066 -0,0075 -0,0083 -0,0090 -0,0096 -0,0101 -0,0104 -0,0106 -0,0106 -0,0104 -0,0100 -0,0094 -0,0086 -0,0076 -0,0063
U
V (kN) -20,16 -20,35 -20,54 -20,73 -20,92 -21,11 -21,30 -21,49 -21,68 -21,86 -22,05 -22,24 -22,43 -22,62 -22,81 -23,00 -23,19 -23,38 -23,57 -23,76 -23,95
on T
N (kN) -54,27 -54,18 -54,09 -54,00 -53,90 -53,81 -53,72 -53,63 -53,53 -53,44 -53,35 -53,26 -53,16 -53,07 -52,98 -52,89 -52,79 -52,70 -52,61 -52,52 -52,42
Ve rsi
x (m) 0,00 0,22 0,44 0,66 0,88 1,10 1,32 1,54 1,76 1,98 2,20 2,42 2,64 2,86 3,08 3,30 3,52 3,74 3,96 4,18 4,40
De lft
Lengte
22 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Post-processing in de lokale assenstelsels, elementnr. 2 Lengte EA EI
9,69
m
1130451
kN
17548
2
kNm
ux2 =
-0,0059
m
uz2 =
-0,0021
m
φy2 =
-0,0065
rad
ux3 =
-0,0062
m
-1,41
kN/m
uz3 =
0,0864
m
qz
5,24
kN/m
φy3 =
0,0011
rad
M (kNm) -97,04 -78,37 -60,94 -44,74 -29,76 -16,02 -3,51 7,77 17,82 26,64 34,22 40,58 45,71 49,60 52,26 53,70 53,90 52,87 50,61 47,12 42,40
w (m) -0,0021 0,0016 0,0064 0,0121 0,0183 0,0249 0,0318 0,0387 0,0454 0,0520 0,0582 0,0639 0,0691 0,0737 0,0776 0,0809 0,0834 0,0852 0,0863 0,0867 0,0864
U
V (kN) 39,78 37,24 34,70 32,16 29,62 27,08 24,54 22,00 19,46 16,92 14,38 11,85 9,31 6,77 4,23 1,69 -0,85 -3,39 -5,93 -8,47 -11,01
on T
N (kN) -41,70 -41,02 -40,34 -39,66 -38,97 -38,29 -37,61 -36,93 -36,24 -35,56 -34,88 -34,20 -33,51 -32,83 -32,15 -31,47 -30,78 -30,10 -29,42 -28,74 -28,06
Ve rsi
x (m) 0,00 0,48 0,97 1,45 1,94 2,42 2,91 3,39 3,88 4,36 4,85 5,33 5,82 6,30 6,79 7,27 7,75 8,24 8,72 9,21 9,69
De lft
qx
23 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Post-processing in de lokale assenstelsels, elementnr. 3 Lengte EA EI
9,69
m
1130451
kN
17548
2
kNm
ux3 =
0,0551
m
uz3 =
0,0669
m
φy3 =
0,0011
rad
ux4 =
0,0548
m
1,86
kN/m
uz4 =
-0,0216
m
qz
6,38
kN/m
φy4 =
-0,0002
rad
M (kNm) 42,40 47,16 50,43 52,19 52,46 51,23 48,51 44,28 38,56 31,33 22,61 12,40 0,68 -12,54 -27,25 -43,46 -61,17 -80,38 -101,08 -123,29 -146,99
w (m) 0,0669 0,0661 0,0646 0,0625 0,0597 0,0562 0,0520 0,0472 0,0417 0,0358 0,0294 0,0227 0,0159 0,0091 0,0024 -0,0039 -0,0096 -0,0145 -0,0184 -0,0208 -0,0216
U
V (kN) 11,37 8,28 5,19 2,10 -0,99 -4,08 -7,17 -10,26 -13,36 -16,45 -19,54 -22,63 -25,72 -28,81 -31,90 -34,99 -38,08 -41,18 -44,27 -47,36 -50,45
on T
N (kN) -27,91 -28,81 -29,72 -30,62 -31,52 -32,43 -33,33 -34,23 -35,13 -36,04 -36,94 -37,84 -38,75 -39,65 -40,55 -41,46 -42,36 -43,26 -44,16 -45,07 -45,97
Ve rsi
x (m) 0,00 0,48 0,97 1,45 1,94 2,42 2,91 3,39 3,88 4,36 4,85 5,33 5,82 6,30 6,79 7,27 7,75 8,24 8,72 9,21 9,69
De lft
qx
24 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Post-processing in de lokale assenstelsels, elementnr. 4 Lengte
4,40
m
ux4 =
0,0003
m
EA
1130451
kN
uz4 =
-0,0589
m
EI
17548
kNm2
φy4 =
-0,0002
rad
ux5 =
0,0000
m
0,42
kN/m
uz5 =
0,0000
m
qz
-4,30
kN/m
φy5 =
-0,0204
rad
M (kNm) -146,99 -141,61 -136,03 -130,25 -124,25 -118,04 -111,63 -105,01 -98,18 -91,14 -83,90 -76,45 -68,78 -60,91 -52,84 -44,55 -36,06 -27,36 -18,44 -9,33 0,00
w (m) -0,0589 -0,0587 -0,0580 -0,0570 -0,0556 -0,0539 -0,0519 -0,0495 -0,0469 -0,0440 -0,0408 -0,0374 -0,0338 -0,0300 -0,0260 -0,0219 -0,0177 -0,0134 -0,0089 -0,0045 0,0000
U
V (kN) 23,95 24,89 25,84 26,78 27,73 28,68 29,62 30,57 31,51 32,46 33,41 34,35 35,30 36,24 37,19 38,14 39,08 40,03 40,97 41,92 42,87
on T
N (kN) -63,91 -64,01 -64,10 -64,19 -64,28 -64,38 -64,47 -64,56 -64,65 -64,75 -64,84 -64,93 -65,02 -65,12 -65,21 -65,30 -65,39 -65,49 -65,58 -65,67 -65,76
Ve rsi
x (m) 0,00 0,22 0,44 0,66 0,88 1,10 1,32 1,54 1,76 1,98 2,20 2,42 2,64 2,86 3,08 3,30 3,52 3,74 3,96 4,18 4,40
De lft
qx
Knoopverplaatsingen
Knoop 1 Knoop 2 Knoop 3 Knoop 4 Knoop 5
X (mm) 0,00 -6,29 26,33 58,92 0,00
Z (mm) 0,00 0,21 82,57 0,25 0,00
B.5 Controle van de uitkomsten met raamwerkprogramma Matrixframe
Om te controleren of de gevonden uitkomsten wel correct zijn is het noodzakelijk de uitkomsten van Excel te vergelijken met de resultaten die het raamwerkprogramma Matrixframe geeft. Gecontroleerd wordt op de optredende momenten, dwarskrachten, normaalkrachten en vervormingen. De uitvoer van Matrixframe in vergelijking tot Excel wordt weergegeven in de hierna volgende paragraaf. 25 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
B.5.1 Controle van uitkomsten De momenten, dwarskrachten en normaalkrachten volgens Matrixframe. Staaf S1
Positie 0,000 L
Nx -54,27 -52,42
Vz -20,16 -23,95
My -0,00 -97,04
S2
0,000 L
-41,70 -28,06
39,78 -11,01
-97,04 42,40
S3
0,000 L
-27,91 -45,97
S4
0,000 L
-63,91 -65,76
De lft
Bel.Comb. U.C.1
11,37 -50,45
42,40 -146,99
23,95 42,87
-146,99 0,00
De momenten, dwarskrachten en normaalkrachten volgens Excel.
S3 S4
V (kN) -20,16 -23,95 39,78 -11,01 11,37 -50,45 23,95 42,87
M (kNm) 0,00 -97,04 -97,04 42,40 42,40 -146,99 -146,99 0,00
U
S2
N (kN) -54,27 -52,42 -41,70 -28,06 -27,91 -45,97 -63,91 -65,76
on T
S1
X (m) 0 L 0 L 0 L 0 L
De knoopverplaatsingen volgens Matrixframe. X -0,0000 -0,0063 0,0263 0,0589 0,0000
Z 0,0000 0,0002 0,0826 0,0003 0,0000
Ve rsi
Knoop K1 K2 K3 K4 K5
De knoopverplaatsingen volgens Excel. Knoop X (mm) Knoop 1 0,00 Knoop 2 -6,29 Knoop 3 26,33 Knoop 4 58,92 Knoop 5 0,00
Z (mm) 0,00 0,21 82,57 0,25 0,00
Uit de bovenstaande tabellen blijkt dat de uitvoer zoals deze met Excel bepaald wordt identiek is aan de uitvoer van Matrixframe. Geconcludeerd wordt dat de berekeningen goed uitgevoerd worden zodat de afzonderlijke belastingsgevallen, zoals deze in het afstudeeronderzoek gedefinieerd zijn, berekend kunnen worden. De uitvoer zoals deze in dit onderdeel beschreven is, is niet relevant voor de constructieberekening omdat alle belastingen gelijktijdig op de constructie zijn aangebracht, dit komt in de praktijk niet voor. 26 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
C. Profieltoetsingen w.g.p. In dit hoofdstuk wordt de toetsing van warmgewalste profielen kort toegelicht. De twee aspecten van toetsing die van belang zijn, zijn de knikcontrole en de kipcontrole. Deze twee toetsingen worden gedaan aan de hand van de NEN 6770 en de NEN 6771. Nadere toelichting waarom voor deze wijze van toetsing gekozen is wordt ook beschreven.
C.1 Toetsing op knik
De lft
Knikstabiliteit is de mate waarin een op druk belaste staaf weerstand biedt aan instabiliteit als gevolg van een doorgaande uitbuiging van de staaf in een van de beide hoofdrichtingen. De NEN 6770 en de NEN 6771 geven beide in art. 12.1.1 toetsingsregels voor knikstabiliteit. Deze regels gelden voor centrisch gedrukte, enkelvoudige staven. Voor de staven met doorsneden van klasse 1 tot en met 3 gelden de toetsingsregels uit NEN 6770, voor doorsneden van klasse 4 gelden de toetsingsregels volgens NEN 6771. In feite bestaat er geen verschil tussen de beide normen. Het onderscheid heeft alleen betrekking op de doorsnedecapaciteit van de staaf. Voor doorsneden van klasse 1 tot en met 3 bepaalt de vloeigrens de capaciteit terwijl de capaciteit van doorsneden van klasse 4 bepaalt wordt door lokale instabiliteit, dat wil zeggen plooi.
ω y ;buc * N c;u ;d N c ; s ;d
ω z ;buc * N c;u ;d
≤1
≤1
on T
N c ; s ;d
U
Voor centrisch gedrukte, enkelvoudige, rechte, prismatische staven moet zijn voldaan aan de volgende voorwaarden.
In de berekening wordt uitgegaan van plastische doorsneden zodat een plastisch scharnier kan ontstaan (M = Mpl), volgens art. 10.2.4.1 mag dan gerekend worden met doorsneden klasse 1. Er kan dus getoetst worden volgens art. 12.1.1 van de NEN 6770.
Ve rsi
Als gerekend wordt met IPE of HE profielen moeten de knikfactoren bepaald worden met instabiliteitskromme a voor de y-y richting en instabiliteitskromme b voor de z-z richting. Indien gerekend wordt met warmgewalste koker moet om elke as gerekend worden met instabiliteitskromme a. De bepaling van de knikfactoren is afhankelijk van de relatieve slankheid die bepaald kan worden met de volgende formule:
λ rel =
λy λe
Met:
λy =
lbuc iy
λe = π
iy =
Iy
A
Ed f y ;d 27 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
De kniklengte (lbuc) is te bepalen met art. 12.1.1.3b. Omdat de constructie als ongeschoord wordt geconstrueerd moet de kniklengte van de kolommen wel langer zijn dan de systeemlengte. Door de verende inklemming van de dakligger en de scharnierende oplegging aan de voet van de kolom moet de kniklengte bepaald worden met:
l ef l sys
=
π λ
C A * C B * λ2 * sin λ = (C A + C B ) * λ * cos λ + sin λ
De lft
De waarde van λ kan bepaald worden met de nomogram in figuur 41 van de NEN 6770. Omdat aflezen uit een nomogram niet voldoet aan de wens van het volledig automatiseren van de spreadsheet, wordt gewerkt met de volgende iteratieve formule:
0≤λ ≤π
Omdat een scharnier nooit een zuiver scharnier is moet volgens art. 12.1.1.3 gerekend worden met CA = 5. De waarde van CB kan worden berekend met:
I c ln l c ln CB = I ∑ μ bm l bm ∑
U
met μ = 3
on T
Deze formule geldt echter alleen voor portaalconstructie waarbij de kolommen en de ligger loodrecht op elkaar aansluiten. Omdat de dakhelling gering is (20°) wordt verwacht dat het verschil met de exacte berekening slechts klein is. Voor CB volgt bij benadering:
8356 *10 4 ∑ 4400 CB = = 0.70 8356 * 10 4 ∑3* 9000
Ve rsi
Voor de exacte bepaling moet CB bepaald worden met de formule:
∑E*
CB =
I c ln l c ln
kφ
De waarde kφ moet worden bepaald met:
kφ = M
ϕ
Hierin is M het moment in de knie ten gevolge van een horizontale puntlast. Deze puntlast is gelijk genomen aan de gemiddelde windbelasting op de linker- en rechterkolom. Het moment en de hoekverdraaiing ϕ ter plaatse van de knie kan eenvoudig met Excel bepaal worden. Er volgt: M2 = 24.97 kNm ϕ = 0.0046 rad 28 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Nu volgt voor de rotatie-veerstijfheid:
kφ = 24.97
0.0046
= 5431.6kNm / rad
Met de exacte formule kan nu de waarde voor CB bepaalde worden:
De lft
CB =
8356 * 10 4 4400 0.73 5431.6 * 10 6
∑ 2.1 * 10 5 *
Hieruit blijkt dat het verschil tussen de exacte methode en de benadering volgens de NEN 6770 gering is. De exacte methode wordt gebruikt om de effectieve kniklengten van zowel kolommen als dakliggers te bepalen.
Met deze gegevens kunnen de knikfactoren ω y en ω z bepaald worden volgens de volgende formule:
1 + α k (λ rel − λ0 ) + λ2 rel 1 − * [1 + α (λ rel − λ0 ) + λ2 rel ] 2 − 4 * λ2 rel ≤ 1 2 2 2 * λ rel 2 * λ rel
U
ω buc =
on T
De waarde voor λ 0 is voor alle instabiliteitskromme gelijk aan 0.2, de waarde α k is echter verschillende voor de diverse instabiliteitskromme, de waarden hiervan worden gegeven in tabel 25 van de NEN 6770. De totale toetsing kan in een klein stukje van een spreadsheet geschreven worden. Het resultaat wordt weergegeven in figuur C.1, de getallen hierin zijn indicatief. Knikcontrole voor centrisch belaste staven
=
Profiel
=
ly;buc
=
1
fy
=
235
N/mm
11
IPE
λe
=
93,9
4.400
mm
A
=
5380,0
mm
Ve rsi
Staalkwaliteit
NEN 6770 art. 12.1
2
2
lz;buc
=
4.400
mm
iy
=
124,7
mm
kromme a
Nc;s
=
30,2
kN
iz
=
33,5
mm
kromme b
Nc;u
=
1264
kN
u.c. = Nc;s/(ωbuc;y*Nc;u) =
0,025
< 1
(12.1-1a)
u.c. = Nc;s/(ωbuc;z*Nc;u) =
0,062
< 1
(12.1-1b)
Fig. C. 3 Tabel met toetsing op knikinstabiliteit
C.2 Toetsing op kip
De stabiliteit van op buiging belaste liggers, kipstabiliteit, is de mate waarin dergelijke liggers weerstand bieden aan instabiliteit als gevolg van een doorgaande buiging en torsie van een op buiging belaste ligger. De NEN 6770 en de NEN 6771 behandelen beide dit onderwerp in art. 12.2. De toetsingsregel voor de kipstabiliteit heeft in principe dezelfde gedaante als die voor de knikstabiliteit.
29 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
M y ;max;s ;d
≤1
ω kip * M y ;u ;d
De grootheid ω kip moet hierin bepaald worden alsof het een knikfactor is behorende bij knikkromme a in geval van wals- en buisprofielen en behorende bij knikkromme c in geval van gelaste profielen. De kipfactor hangt even als de knikfactor af van de relatieve slankheid λ rel.
De lft
De toetsingsregels van de NEN 6770 zijn aan de conservatieve kant4 in vergelijking met de toetsingsregels van de NEN 6771. Hoewel het toepassinggebied minder groot is voor de toetsingsregels van de NEN 6771 wordt er voor gekozen de minder conservatieve maar meer bewerkelijke toetsingsprocedure volgens de NEN 6771 te volgen. Om de kipfactor te kunnen bepalen is het noodzakelijk eerst de relatieve slankheid te bepalen, dit kan met de formule:
λrel =
M y ;u ; d M ke
C * E d * I z * Gd * I t lg
on T
M ke = k red *
U
Hierin is My;u;d de rekenwaarde van het buigend moment om de y-as en Mke het elastisch kipmoment. Dit elastisch kipmoment moet worden bepaald met de volgende formule:
De waarde kred is een reductiefactor, deze is volgens art. 12.2.5.2 van de NEN 6771 gelijk aan 1 voor walsprofielen. De waarde C is een coëfficiënt, deze is afhankelijk van de liggerlengte, doorsnede afmeting, aard en aangrijpingspunt van de belasting.
Ve rsi
De waarde C kan worden bepaald met de algemene formule:
C=
π * C1 * l g ⎡ l kip
⎢ 1+ ⎢⎣
π 2 *S2 l kip
2
* (C 2 + 1) + 2
π * C2 * S ⎤ l kip
⎥ ⎥⎦
Met:
S=
Ed * I z h * 2 Gd * I t
De waarde C1 is afhankelijk van de aard van de belasting De waarde C2 is afhankelijk van de plaats van de belasting ten opzichte van de neutrale lijn. C2 = 0 indien de belasting aangrijpt in het zwaartepunt van de doorsnede C2 = positief indien de belasting aangrijpt in het zwaartepunt van de onderflens C2 = negatief indien de belasting aangrijpt in het zwaartepunt van de bovenflens Voor tussen liggende aangrijpingspunten moet lineair worden geïnterpoleerd. 4
Zie literatuurlijst [6]
30 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
De waarde lkip is de ongesteunde kiplengte, deze is in dit geval altijd gelijk aan lsys. Om de waarde van C1 en van C2 te kunnen bepalen is het noodzakelijk de volgende waarden te bepalen:
M y ;1;s ;d M y ; 2; s ; d
B* =
8* M 2 8 * M + q * l st
De lft
β=
Met deze waarden kunnen de waarden van C1 en C2 afgelezen worden uit de grafiek van tabel 10 uit de NEN 6771, deze grafieken worden weergegeven in figuur C.2. tabel 10
C1 2,4 2,2
U
2 1,8
on T
1,6 1,4 1,2
1
-1
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
tabel 10
0,2
0,4
0,6
0,8
1
B*
Ve rsi
C2
1,8 1,6 1,4 1,2 1
0,8 0,6 0,4 0,2 0
-1
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
B*
Fig. C. 4 Grafieken om de waarden van C1 en C2 te bepalen
31 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Omdat voor deze grafieken geen directe formules bestaan is het niet mogelijk de waarden van C1 en C2 eenvoudig numeriek te bepalen. Omdat er gestreefd wordt naar een gebruiksvriendelijke spreadsheet, worden de waarden vanuit een databases automatisch bepaald5. De totale toetsing kan, evenals de toetsing op knik, in een klein stukje van een spreadsheet geschreven worden. Het resultaat wordt weergegeven in figuur C.3, de getallen hierin zijn indicatief.
=
1
Profiel
=
11
Lengte
=
Afst. Kipstn
=
235
IPE
λe
=
93,9
4.400
mm
hprofiel
=
300,0
mm
=
4.400
mm
bprofiel
=
150,0
mm
Afst. NL.
=
0,0
mm
tfl
=
10,7
mm
Stpt. Moment 1
=
0,0
kNm
tw
=
7,1
mm
Veldmoment
=
-44,0
kNm
Iy
=
8.360
*10 mm
Stpt. Moment 2
=
-88,0
kNm
Iz
=
604
*10 mm
2
=
0
kNm
It
=
20
*10 mm
Wy;pl
=
624
*10 mm
My;u
=
146,6
kNm
Mke
=
254,4
kNm
Σ Moment (q*l )
N/mm
2
fy
U
Staalkwaliteit
NEN 6771 art. 12.2
De lft
Kipcontrole voor op buiging belaste staven
4
4
4
4
4
4
3
3
= 0,00
B*
= 1,00
kred
= 1,00
λrel
=
0,76
C1
= 1,80
ωkip
=
0,82
kromme a
C2
= 0,00
Mkip
=
120,0
kNm
Sprofiel
= 1325,2
v
C
= 7,80
v
u.c.
= My;max;s/(ωkip;y*My;u) =
on T
β
0,733
< 1
(12.2-3)
Ve rsi
Fig. C. 5 Tabel met toetsing op kipstabiliteit
C.3 Conclusie
De bewerkelijke toetsing van de profielen op knik en kip is op deze wijze te automatiseren zodat voor elke willekeurige afmeting van een hal, en elke willekeurige profieltoepassing (gegevens van de profielen worden even eens uit een databases uit gelezen) getoetst kunnen worden. De interactie tussen knik en kip kan eenvoudig gedaan worden met de formule 12.3-1 van de NEN 6770:
1.1 *
N c ; s ;d
ω y ;buc * N c;u ;d
+ 1.1 *
M y ;max;s ;d
ω kip * M y ;u ;d
≤1
Hiermee is de toetsing van de warmgewalst profielen volledig geautomatiseerd in de spreadsheet.
5
Deze database met 1000 waarden is beschikbaar gesteld door Bouwen met Staal, tussenliggende waarden worden met lineaire interpolatie bepaald
32 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
D. Invoergegevens van de spreadsheet
D.1 Invoer van de geometrie en de w.g.p.
De lft
In dit hoofdstuk wordt een omschrijving en weergave van de benodigde invoer voor de berekening van een hal gegeven. De invoer is in twee hoofdcategorieën te splitsen namelijk de invoer van de geometrie en de warmgewalste profielen, en de invoer c.q. dimensionering van de koudgevormde profielen. Om de totale invoer zo gebruiksvriendelijk mogelijk te maken, en om foutieve invoer te voorkomen is er voor gekozen zoveel mogelijk scroll-down menu’s toe te passen. De benodigde geometrie afmetingen kunnen numeriek ingevoerd worden in de velden met blauwe nummers. De toetsingsresultaten, en de algehele controle of aan alle voorwaarden wordt voldaan wordt aan het einde van de invoer gegeven.
Ve rsi
on T
U
De invoer van de hal wordt onder gesplitst in enkele hoofdpunten: • Bij algemene gegevens kan de veiligheidsklasse 1, 2 of 3 worden geselecteerd, afhankelijk van de gestelde eisen. Indien de gebruiker de normtekst hierover wenst te lezen kan geklikt worden op de hyperlink ‘info’. Hetzelfde geldt voor de referentieperiode, deze kan 1, 15 of 50 jaar zijn, ook hier wordt de van belang zijnde normtekst als extra informatie gegeven. • Bij de terreingegevens kan gekozen worden voor een onbebouwd terrein of een bebouwd terrein. Het windgebied kan 1, 2 of 3 zijn, afhankelijk van de locatie van het gebouw. Nadere informatie hierover wordt gegeven achter de hyperlink ‘info’. • Bij de gebouwgegevens kunnen diverse geometrie gegevens ingevoerd worden. De meeste invoervelden spreken hierbij voor zich. De geometriematen worden ingevoerd als hartmaten, de buitenmaten van de hal zullen dus groter worden als in het volgende stadium een profiel gekozen wordt die groter is dan de eerste invoer, daarom is het verstandig de invoer nog eens terug te lezen. De keuze tussen wel of geen dakranden heeft te maken met de sneeuwbelasting. Indien er geen grote randen aanwezig zijn, mag de sneeuwbelasting worden gereduceerd, informatie hierover wordt gegeven in de normtekst achter de hyperlink ‘info’. • De afbouwgegevens zijn direct gekoppeld aan een databases met productgegevens. De keuze van de afbouwconstructie is van belang bij de berekening in verband met het eigengewicht. Door de hyperlink te activeren wordt informatie hierover gegeven, hier vandaan is het ook mogelijk direct door gelinkt te worden naar de databases zodat de eigengewichten kunnen worden aangepast naar wens. De beplatingsruwheid is van belang bij de berekening van de windwrijving lang het dak respectievelijk de gevel. De indeling van de beplatingsruwheden is volgens de voorschriften in de NEN 6702. • Bij constructiegegevens moeten de eerste schattingen gemaakt worden voor de constructie. Het geschatte gewicht van gordingen en verbanden zijn echte ervaringsgetallen, enige informatie hierover wordt gegeven bij de invoer. Het aantal gordingen en wandregels heeft grote invloed bij de dimensionering van de gordingen respectievelijk de wandregels. Door een dakgording extra toe te passen zullen de dimensies van de gordingen afnemen maar kunnen de uiteindelijke kilo’s k.g.p. toenemen, hier is het dus mogelijk wat te optimaliseren. In acht moet genomen worden dat de afbouwconstructie de gekozen overspanning kan maken.
33 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Algemene gegevens 2
Veiligheidsklasse Referentieperiode
2 2
15
info info
15
Terreingegevens 2 2
2
Gebouwgegevens
Afbouwgegevens
m
info
m m m m m m -m Open Geen m º m --
U
Geen
Sandwichpaneel Sandwichpaneel
Uitsteeksels ≤ 40mm
50 50
Ve rsi
Dakbeplating Wandbeplating Beplatingsruwheid alg. Beplatingsdikte dak Beplatingsdikte wand
Open
7,68 8,09 4,40 4,57 18,00 18,33 40,00 40,60 9 5,00 1 2 0,2 20,0 0,41 3
on T
Gebouwhoogte (hartmaat) Gebouwhoogte (uitw.maat) Goothoogte (hartmaat) Goothoogte (uitw.maat) Gebouwbreedte (hartmaat) Gebouwbreedte (uitw.maat) Gebouwlengte (hartmaat) Gebouwlengte (uitw.maat) Aantal spanten Spantafstand Gebouwtype Grote dakranden Grote van overstek Zadeldakhelling Afst. hartlijn spant tot b.k. nok Aantal kolommen in kopgevel
Onbebouinfo info
De lft
Onbebouwd
Terrein Windgebied
info info
info
Sandwic info Binnend info Uitsteek info mm mm
Constructiegegevens
Gewicht gordingen, verbanden Gewicht regels, verbanden Aantal gordingen per dakzijde Afstand tussen dakgordingen Aantal wandregels per gevel Afstand tussen wandregels
0,05 0,06 5 2,39 4 1,47
2
kN/m 2 kN/m -m -m
{Advies voor deze schatting 0,05 kN/m²} {Advies voor deze schatting 0,06 kN/m²}
34 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Het eerste toetsingsoverzicht is de toetsing van de hoofddraagconstructie. Er kan gekozen worden uit diverse staalkwaliteiten en profielen. Met de button ‘Berekenen’ worden de kniklengtes via de iteratieve methode, zoals deze beschreven staat in paragraaf C.1, gemaakt. Indien de kniklengtes niet juist zijn wordt aangegeven dat er een berekening moet plaats vinden, in alle andere gevallen is het niet nodig de button ‘Berekenen’ te gebruiken. Tenslotte worden voor alle belastingsgevallen de unity checks gedaan en wordt aangegeven of aan de vervormingseisen wordt voldaan. Indien nergens een rode balk verschijnt, wordt voldaan aan alle eisen. Ook hier is het mogelijk te optimaliseren, een profiel lichter of zwaarder of misschien een ander profieltype kan een behoorlijke reductie van het aantal kilo’s staal opleveren.
De lft
•
Dimensionering en toetsing van de hoofddraagconstructie Staalkwaliteit Profiel
1 12
S235 IPE 330
IPE
Berekenen
Start berekening
u.c. y-y u.c. z-z u.c. y-y u.c.interactie
on T
u.c. y-y u.c. z-z u.c. y-y u.c.interactie
= = = = = = = = = = = = = = = = =
U
Unity-Checks
v
u.c. y-y u.c. z-z u.c. y-y u.c.interactie
Ve rsi
u.c. y-y u.c. z-z u.c. y-y u.c.interactie u.c. y-y
0,039 0,037 0,571
< < <
0,670 0,032 0,032 0,493 0,578 0,049 0,104 0,593
< < < < < < < <
0,767 0,074 0,050 0,533 0,668 0,448
< < < < < <
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
33,6 10,6
< < < < < <
72,0 29,3 72,0 29,3 72,0 29,3
Vervormingen (mm)
unok;vert uknie;hor unok;vert uknie;hor unok;vert uknie;hor
= = = = = =
25,8 27,9 13,6 17,7
35 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
•
Een zelfde systeem is er voor de dimensionering en toetsing van het kopgevelspant. Het kopgevelspant is bij de referentiehal als een geschoord portaal uitgevoerd omdat dit minder staal vereist. De kolommen en dakliggers kunnen met eenvoudige mechanicaformules berekend worden. Tenslotte worden de unity checks en vervormingseisen gegeven. Ook hier geldt weer, de optimale constructie wordt gevonden door met het lichtste profiel aan alle eisen te voldoen.
Dimensionering en toetsing van het kopgevelspant 1 4
S235 IPE 140
De lft
Staalkwaliteit Profiel
IPE
Unity-Checks u.c. y-y u.c. y-y u.c. z-z u.c. y-y u.c. y-y u.c. z-z u.c. y-y u.c.interactie
U
Vervormingen (mm) uveld uveld uveld
= = =
on T
•
= = = = = = = =
0,475 0,025 0,056 0,253 0,025 0,056 0,637
< < < < < < <
1 1 1 1 1 1 1
0,763
<
1
16,3 9,2 16,5
< < <
19,2 19,2 19,2
Het kopgevel spant wordt opgedeeld door drie gevelstijlen, deze stijlen moeten de windbelasting op de kopgevel afdragen naar de achterliggende constructie. Omdat er drie stijlen worden ingebracht is de onderverdeling tweeledig namelijk een middenkolom en twee tussenkolommen. De dimensionering en toetsing gaat op gelijke wijze als de andere constructie onderdelen.
Dimensionering en toetsing van de tussenkolom in het kopgevelspant S235
Ve rsi
Staalkwaliteit Profiel
IPE 160
1 5
IPE
Unity-Checks
u.c. y-y u.c. z-z u.c. y-y u.c.interactie
= = = =
0,076 0,074 0,808
< < <
1 1 1
0,972
<
1
uveld
=
31,2
<
40,3
Vervormingen (mm)
36 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Dimensionering en toetsing van de middenkolom in het kopgevelspant Staalkwaliteit Profiel
S235 IPE 200
1 7 IPE
Unity-Checks
Vervormingen (mm) uveld
•
= = = =
0,029 0,025 0,698
< < <
1 1 1
0,799
<
1
=
36,6
<
51,2
De lft
u.c. y-y u.c. z-z u.c. y-y u.c.interactie
Tussen de hoofdspanten onderling en tussen de kopgevelspant en het eerste volgende hoofdspant worden drukstaven toegepast om de horizontale drukkrachten van de kopgevels af te dragen naar de windverbanden in de langsgevels. De drukstaven worden alleen belast op druk, en behoeven daarmee alleen getoetst te worden op knik. Ook hier kunnen diverse profielen en staalkwaliteiten gekozen worden. De toetsing wordt op dezelfde wijze gepresenteerd als bij de voorgaande onderdelen.
Staalkwaliteit Profiel
U
Dimensionering en toetsing van de drukstaven 1 RHS 70x70x3110 S235
Unity-Checks
on T
RHS
u.c. y-y u.c. z-z
•
= =
0,817 0,817
< <
1 1
Als laatste controle worden de eindresultaten van de unity checks van de koudgevormde profielen gegeven. Deze checks geven de eindresultaten van de maximale die optreden.
Ve rsi
Dimensionering en toetsing van gordingen en wandregels Z-gording dakvlak
Aan alle spanningscontroles wordt voldaan (σ = 328,3 < 355 N/mm²)
Aan alle unity checks wordt voldaan (u.c. = 0,982) Er wordt aan de vervormingseis voldaan (δ = 7,07 < 20 mm)
Voor herdimensionering klik hier
v
Wandregel langsgevel
Aan alle spanningscontroles wordt voldaan (σ = 244,1 < 355 N/mm²)
Aan alle unity checks wordt voldaan (u.c. = 0,993) Er wordt aan de vervormingseis voldaan (δ = 15,45 < 20 mm)
Voor herdimensionering klik hier
v
Wandregel kopgevel
Aan alle spanningscontroles wordt voldaan (σ = 246,6 < 355 N/mm²) Aan alle unity checks wordt voldaan (u.c. = 0,989) Er wordt aan de vervormingseis voldaan (δ = 9,44 < 18 mm)
Voor herdimensionering klik hier
37 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
•
Aan het einde van de totale invoersheet is een algehele controle opgenomen. Indien een rode tekst wordt weergegeven wordt aan één of meerdere eisen niet voldaan, opnieuw dimensioneren is dan noodzakelijk. Tevens wordt aangegeven wat het gewicht is van de toe gepaste w.g.p. en van de k.g.p. Daarnaast wordt het totaal gewicht van de gehele constructie gegeven. Het spreekt voorzicht dat een reductie van de kilo’s w.g.p. en / of reductie van de kilo’s k.g.p. een reductie in de uiteindelijke kostprijs betekent. v
Hoofddraagconstructie Kopgevelspant Kolommen en onderdelen Dakgordingen Wandregels langsgevel Wandregels kopgevel
Aan alle u.c. en vervormingseisen wordt voldaan Aan alle u.c. en vervormingseisen wordt voldaan Aan alle u.c. en vervormingseisen wordt voldaan
Aan alle u.c. spannings- en vervormingseisen wordt voldaan Aan alle u.c. spannings- en vervormingseisen wordt voldaan Aan alle u.c. spannings- en vervormingseisen wordt voldaan
Print naar pdf -bestand
Print naar HP -printer
Print naar pdf -bestand
Print naar HP -printer
Bekijken Bekijken
Ve rsi
on T
Print Constructieberekening Print Uittrekstaat
13206 kg 4081 kg 17287 kg
U
Gewicht w.g.p. Gewicht k.g.p. Totaal gewicht constructie Afdrukken
De lft
Opmerkingen
38 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
D.2 Invoer van de Z en C-profielen •
De invoer van de Z-gording is geheel vanzelfsprekend. De afmetingen kunnen numeriek ingevoerd worden, de controle van het profiel wordt onmiddellijk onder de invoer gegeven. De voorwaarden voor k.g.p. zijn erg veelzijdig, verdere uitleg over deze voorwaarden wordt gegeven in paragraaf 4.4.4.2 van de bundel “Berekening referentiehal”.
Invoergegevens Z-gordingen = = = =
1,75 173 52 20
mm mm mm mm
=
1,8
mm
b
c
sw
v
c Staalkwaliteit
De lft
Naar hoofdscherm terug
t sw b c rinw
4 S355
b
on T
U
Controle profielparameters: De verhouding c / t voldoet De verhouding c / b ≥ 0,2 voldoet De verhouding c / b ≤ 0,6 voldoet De verhouding b / t voldoet De verhouding sw / t voldoet De waarde R0 voldoet v Controle optredende spanningen: Aan alle spanningscontroles wordt voldaan (σ = 328,3 < 355 N/mm²) Controle Unity Checks: Aan alle unity checks wordt voldaan (u.c. = 0,982) Er wordt aan de vervormingseis voldaan (δ = 7,07 < 20 mm)
Voor de berekening van de wandregels is een C-profiel gedefinieerd. Omdat de spantafstand van de langsgevel niet gelijk behoeft te zijn aan de stijlafstand in de kopgevel worden twee afzonderlijke dimensioneringen en toetsingen gemaakt. Het principe van beide dimensioneringen en toetsingen is aan elkaar gelijk en staat nader omschreven in de paragrafen 4.4.5.2 en 4.4.6.2 van de bundel “Berekening van referentiehal”.
Ve rsi
•
Invoergegevens C-wandregels voor langsgevel t sw b c rinw v
= = = = =
Staalkwaliteit
1,75 200 63 15 1,8
mm mm mm mm mm
Naar hoofdscherm terug
c
c
b
b sw
4 S355
39 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
De lft
Controle profielparameters: De verhouding c / t voldoet De verhouding c / b ≥ 0,2 voldoet De verhouding c / b ≤ 0,6 voldoet De verhouding b / t voldoet De verhouding sw / t voldoet De waarde R0 voldoet v Controle optredende spanningen: Aan alle spanningscontroles wordt voldaan (σ = 244,1 < 355 N/mm²) Controle Unity Checks: Aan alle unity checks wordt voldaan (u.c. = 0,993) Er wordt aan de vervormingseis voldaan (δ = 15,45 < 20 mm) Invoergegevens C-wandregels voor kopgevel
Naar hoofdscherm terug
= = = = =
Staalkwaliteit
1,75 200 59 15 1,8
mm mm mm mm mm
4 S355
c
c
b
b
sw
U
t sw b c rinw v
on T
Controle profielparameters: De verhouding c / t voldoet De verhouding c / b ≥ 0,2 voldoet De verhouding c / b ≤ 0,6 voldoet De verhouding b / t voldoet De verhouding sw / t voldoet De waarde R0 voldoet v Controle optredende spanningen: Aan alle spanningscontroles wordt voldaan (σ = 246,6 < 355 N/mm²)
Ve rsi
Controle Unity Checks: Aan alle unity checks wordt voldaan (u.c. = 0,989) Er wordt aan de vervormingseis voldaan (δ = 9,44 < 18 mm)
40 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
E. Berekeningen in de spreadsheet Dit hoofdstuk geeft enkele delen weer van het ‘rekenhart’ van de spreadsheet. Niet alle onderdelen worden gedetailleerd uitgelegd en verklaard omdat diverse onderdelen voor zich spreken en andere onderdelen grote overeenkomsten hebben met eerder toegelichte onderdelen.
•
De lft
E.1 Berekening van windstuwdruk In de eerste plaat wordt de windbelasting bepaald, deze is afhankelijk van het windgebied, het type gebouw en de hoogte van het gebouw. Om te toetsen of en aan welke voorwaarden wordt voldaan wordt een schematische berekening gedaan om de juiste voorwaarde te selecteren. Het resultaat is de optredende windbelasting pw. Berekening windstuwdruk Voorwaarden NEN 6702 A.1. pnt 1a
0 1 9 8 9
Onbebouwd terrein? Windgebied 1? Gebouwhoogte < 2,4 Alle voorwaarden Voldaan dan z = Anders z = Gebruikte z =
1 0 0 0 0 8 8
Ve rsi
Onbebouwd terrein? Windgebied 2? Gebouwhoogte < 3 Alle voorwaarden Voldaan dan z = Anders z = Gebruikte z =
on T
Voorwaarden NEN 6702 A.1. pnt 1b
U
Bebouwd terrein? Gebouwhoogte < 9 Voldaan dan z = Anders z = Gebruikte z =
1 1 0 0 0 8 8
Onbebouwd terrein? Windgebied 3? Gebouwhoogte < 3,5 Alle voorwaarden Voldaan dan z = Anders z = Gebruikte z =
1 0 0 0 0 8 8
Invoer formule z =
8 m
41 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Voorwaarden NEN 6702 A.1. pnt 2 Beperking tot hoogte = 50 m i.v.m. voorwaarden
Resultaat Onbebouwd
Onbebouwd
E.2 Berekening van factoren en gewichten
pw l vw
= = =
m/s m m -
0,81 0,27 21,2
De berekening van de Cdim factor is van belang voor een mogelijke reductie op de windbelasting. Deze reductiefactor wordt ingevoerd omdat de wind niet op elke moment op alle onderdelen met de maximale kracht zal aangrijpen De berekening van de sneeuwbelastingsfactoren is afhankelijk van de dakranden en de dakhelling, de afweging welke voorwaarde voor welk geval geldt wordt in dit onderdeel bepaald. Het gewicht van de constructieonderdelen wordt bepaald aan de hand van de profielkeuze zoals deze gemaakt is bij de invoer.
U
•
2,30 0,20 0,00 1,00
on T
•
u* z0 dw k
De lft
Onbebouwd Waarden voor stuwdruk bepaling Wrijvingssnelheid Ruwheidslengte Verplaatsingshoogte Factor
•
0,81 kN/m2
pw
Berekening van factoren en gewichten
Berekening van de Cdim factor
Cdim B l
= = =
Geval 0 1 0 0
C1 0,00 0,60 0,00 0,00
C2 0,00 0,93 0,00 0,00
0,60
0,93
0,94 0,82 0,27
Ve rsi
Berekening van de sneeuwfactoren Hellingshoek 0º < α ≤ 15º 15º < α ≤ 30º 30º < α < 60º α ≥ 60º
Optredende factoren
Gewichtsberekening eerste schatting profiel hoofdspant Gewicht profiel Gewicht profiel
50,1 0,50
kg/m kN/m
Gewichtsberekening eerste schatting profiel dakrandligger Gewicht profiel Gewicht profiel
13,2 0,13
kg/m kN/m
42 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
E.3 Berekening inklemmingsparameter •
De inklemmingsparameters moeten bepaald worden om de kniklengte van de kolommen en de dakliggers te kunnen bepalen. De bepalingswijze hiervan wordt omschreven in paragraaf C.1. Berekening inklemmingsparameter kolom - hoofdspant - B.C. 1
B
L=
h = 4,4
9,58
m
CB
( CA
+
2
λ CB )
mm
=
9.579
mm
Lbm;ef
=
9.000
mm
Iy;bm
=
Iy;cln
=
11.770 *104 mm4 11.770 *104 mm4
CA
=
kФ;B
=
CB
=
0,03
λ
=
1,636
sin
λ
=
λ
cos
λ
<
π
on T
CA
4.400
Lbm
m
U
A
=
De lft
Lcln
5
161.845 kNm/rad
voor
0
<
λ
→ (5
5* +
0,03 * 0,03 )
λ λ
sin cos
λ λ
→
0,463
-
0,463
=
0,000
2
+
sin
λ
= +
sin
λ
Inklemmingsparameter correct
Ve rsi
{Formule (12.1-7) van NEN 6770}
lef
lsys
lef;cln
=
π
→
λ
=
π λ
*
=
3,142 1,636
*
=
8.451
8.451 4.400
3,142
=
1,636
Lcln
4.400
mm
1
43 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening inklemmingsparameter kolom - hoofdspant - B.C. 2
L=
h = 4,4
9,58
m
A
2
CB
( CA
+
λ CB )
voor
0
<
→ (5
5* +
Lcln
=
4.400
mm
Lbm
=
9.579
mm
Lbm;ef
=
9.000
mm
Iy;bm
=
Iy;cln
=
11.770 *104 mm4 11.770 *104 mm4
CA
=
kФ;B
=
9.242 kNm/rad
CB
=
0,61
λ
=
1,139
sin
λ
=
λ
cos
λ
λ
<
π
U
CA
m
De lft
B
2
λ λ
sin cos
λ λ
=
0,000
on T
0,61 * 0,61 )
→
3,581
-
5
3,581
+
sin
λ
= +
sin
λ
Inklemmingsparameter correct
{Formule (12.1-7) van NEN 6770}
lef
lsys
Ve rsi
lef;cln
=
π λ
→
=
π λ
*
=
3,142 1,139
*
=
12.136
12.136 4.400
3,142
=
1,139
Lcln
4.400
mm
1
44 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening inklemmingsparameter dakligger - hoofdspant - B.C. 1 Lcln
=
4.400
mm
Lbm
=
9.579
mm
Lbm;ef
=
9.000
mm
Iy;bm
=
Iy;cln
=
11.770 *104 mm4 11.770 *104 mm4
kФ;A
=
161.845 kNm/rad
CA
=
0,035
kФ;B
=
35.878 kNm/rad
CB
=
0,072
λ
=
2,842
sin
λ
=
λ
cos
λ
λ
<
π
B
L=
h = 4,4
9,58
m
2
CB
( CA
+
λ CB )
voor
0
<
0,035 * 0,07 *
+
0,07 )
2
λ λ
sin cos
λ λ
=
0,000
on T
→ ( 0,035
U
CA
m
De lft
A
→
0,006
-
0,006
+
sin
λ
= +
sin
λ
Inklemmingsparameter correct
{Formule (12.1-7) van NEN 6770}
lef
lsys
Ve rsi
lef;cln
=
π λ
→
=
π λ
*
=
3,142 2,842
*
=
10.590
10.590 4.400
=
3,142 2,842
Lbm
9.579
mm
45 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening inklemmingsparameter dakligger - hoofdspant - B.C. 2 Lcln
=
4.400
mm
Lbm
=
9.579
mm
Lbm;ef
=
9.000
mm
Iy;bm
=
Iy;cln
=
11.770 *104 mm4 11.770 *104 mm4
kФ;A
=
9.242 kNm/rad
CA
=
0,608
kФ;B
=
13.395 kNm/rad
CB
=
0,193
λ
=
1,924
sin
λ
=
λ
cos
λ
λ
<
π
B
L=
h = 4,4
9,58
m
2
CB
( CA
+
λ CB )
voor
0
<
0,608 * 0,19 *
+
0,19 )
2
λ λ
sin cos
λ λ
=
0,000
on T
→ ( 0,608
U
CA
m
De lft
A
→
0,407
-
0,407
+
sin
λ
= +
sin
λ
Inklemmingsparameter correct
{Formule (12.1-7) van NEN 6770}
lef
lsys
Ve rsi
lef;cln
=
π λ
→
=
π λ
*
=
3,142 1,924
*
=
15.645
15.645 4.400
3,142
=
1,924
Lbm
9.579
mm
1
46 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
E.4 Knik en kip controles van alle onderdelen •
Alle knik en kipcontroles worden gedaan zoals beschreven in de paragrafen C.1 en C.2. Knikcontrole voor kolom hoofdspant
0,66 0,44
0,21 0,34
ωbuc 0,87 y-richting 0,91 z-richting
Berekening van knikcontrole
De lft
B.C.1 αk
λrel
ly;buc
=
8.451
mm
lz;buc
=
1.467
mm
Nc;s
=
49,2
kN
fy
=
235
N/mm
λe A iy
= = =
93,9 6260,0 137,1
mm mm
iz
=
35,5
mm
Nc;u
=
1471
kN
2
2
kromme a
U
kromme b
αk
λrel 0,82 0,72
on T
Knikcontrole voor dakligger hoofdspant
0,21 0,34
B.C.1
ωbuc 0,78 y-richting 0,77 z-richting
Berekening van knikcontrole
ly;buc
=
10.590
mm
lz;buc
=
2.395
mm
Nc;s
=
36,5
kN
fy
=
235
N/mm
λe
= = =
93,9 6260,0 137,1
mm mm
iz
=
35,5
mm
Nc;u
=
1471
kN
Ve rsi
A iy
2
2
kromme a kromme b
47 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
λrel
Kipcontrole voor kolom hoofdspant ω kip 0,21 0,83 = 0,00
αk 0,73
βafgerond
B.C.1
=
0,00
βvolgend
=
0,50
h/tw
=
44,0
0,1*hprofiel
=
33,0 mm
α kip
=
2904
Mgrootste
=
89,91
Gd
=
Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr.
= = = = = = = = = =
80769 N/mm2 βvolgend βafgerond Tabelwaarden 1,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 202 1,0000 0,00 0,50 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 1,32 0,00 403 1,3155 0,00 0,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 1,80 0,00 0,00 0,00 604 1,8027 0,00 -0,50 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 805 2,3000 0,00 -1,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 1006 2,3000 0,00 Optredende: 1,80 0,00 1,32 0,00 Bepaling van de coefficienten C1 en C2:
U
De lft
βverschil
=
1,803
C2;zw-punt profiel
=
0,00
C2;zw-punt flens
=
0,00
C2;gepoleerde waarde
0,00
fy
=
235
λe
=
93,9
hprofiel
=
330,0 mm
bprofiel
=
160,0 mm
tfl
=
11,5 mm
tw
=
Iy
=
Iz
=
It
=
on T
C1;algemeen
=
W y;pl
=
28,2 *104 mm4 800,0 *103 mm3
My;u
=
188,0 kNm
Mke
=
354,0 kNm
λrel
=
0,73
ωkip
=
0,83 kromme a
Mkip β B* kred
= = = =
156,8 kNm 0,00 1,00 1,00
C1
=
1,80
C2
=
0,00
Sprofiel C Lengte Afst. Kipstn Afst. NL. Stpt. Moment 1 Veldmoment Stpt. Moment 2 2 Σ Moment (q*l )
= = = = = = = = =
1408 8,03 4.400 4.400 0,0 0,0 -45,0 -89,9 0
Ve rsi
Berekening van kipcontrole
7,5
N/mm
2
mm
11.770 *104 mm4 788 *104 mm4
mm mm mm kNm kNm kNm kNm
48 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
λrel
Kipcontrole voor dakligger hoofdspant ω kip 0,21 0,97 = -0,50
αk 0,35
βafgerond
B.C.1
=
0,14
βvolgend
=
0,00
h/tw
=
44,0
0,1*hprofiel
=
33,0 mm
α kip
=
9804
Mgrootste
=
89,91
Gd
=
Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr.
= = = = = = = = = =
80769 N/mm2 βvolgend βafgerond Tabelwaarden 1,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 194 1,0105 0,03 0,50 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 395 1,1979 0,04 0,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 1,60 0,05 596 1,6045 0,05 -0,50 C1 C2 C1 C2 C1 C2 2,16 0,07 0,00 0,00 797 2,1587 0,07 -1,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 998 2,3000 0,08 Optredende: 2,16 0,07 1,60 0,05 Bepaling van de coefficienten C1 en C2:
U
De lft
βverschil
=
3,111
C2;zw-punt profiel
=
0,00
C2;zw-punt flens
=
0,09
C2;gepoleerde waarde
=
-0,09
fy
=
235
λe
=
93,9
hprofiel
=
330,0 mm
bprofiel
=
160,0 mm
tfl
=
11,5 mm
tw
=
Iy
=
Iz
=
It
=
on T
C1;algemeen
Ve rsi
Berekening van kipcontrole
7,5
N/mm
2
mm
11.770 *104 mm4 788 *104 mm4 28
4
4
3
3
*10 mm
W y;pl
=
My;u
=
*10 mm 188,0 kNm
Mke
=
1539,3 kNm
λrel
=
ωkip
=
0,97 kromme a
Mkip β B* kred
= = = =
181,5 kNm -0,36 0,93 1,00
C1
=
3,11
C2
=
-0,09
Sprofiel C Lengte Afst. Kipstn Afst. NL. Stpt. Moment 1 Veldmoment Stpt. Moment 2 2 Σ Moment (q*l )
= = = = = = = = =
1407,6 76,02 9.579 2.395 165,0 -89,9 26,8 32,3 445
800
0,35
mm mm mm kNm kNm kNm kNm
49 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Knikcontrole voor kolom hoofdspant B.C.2 λrel
αk 0,94 0,44
0,21 0,34
ωbuc 0,71 y-richting 0,91 z-richting
Berekening van knikcontrole ly;buc
12.136
mm
=
1.467
mm
Nc;s
=
67,5
kN
fy
=
235
N/mm
λe A iy
= = =
93,9 6260,0 137,1
mm mm
iz
=
35,5
mm
Nc;u
=
1471
kN
2
De lft
=
lz;buc
2
kromme a kromme b
Knikcontrole voor dakligger hoofdspant
B.C.2
αk 1,21 0,72
0,21 0,34
ωbuc 0,52 0,77
Berekening van knikcontrole
y-richting z-richting
U
λrel
=
15.645
mm
lz;buc
=
2.395
mm
Nc;s
=
56,7
kN
fy
=
235
N/mm
λe A iy
= = =
93,9 6260,0 137,1
mm mm
iz
=
35,5
mm
Nc;u
=
1471
kN
2
2
kromme a kromme b
Ve rsi
on T
ly;buc
50 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
λrel
Kipcontrole voor kolom hoofdspant ω kip 0,21 0,83 = 0,00
αk 0,74
βafgerond
B.C.2
=
0,00
βvolgend
=
0,50
h/tw
=
44,0
0,1*hprofiel
=
33,0 mm
α kip
=
2904
Mgrootste
=
92,42
Gd
=
Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr.
= = = = = = = = = =
80769 N/mm2 βvolgend βafgerond Tabelwaarden 1,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 200 1,0026 0,01 0,50 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 1,29 0,01 401 1,2859 0,01 0,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 1,75 0,01 0,00 0,00 602 1,7525 0,01 -0,50 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 803 2,3000 0,02 -1,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 1004 2,3000 0,02 Optredende: 1,75 0,01 1,29 0,01 Bepaling van de coefficienten C1 en C2:
U
De lft
βverschil
=
1,753
C2;zw-punt profiel
=
0,00
C2;zw-punt flens
=
0,01
C2;gepoleerde waarde
=
0,00
fy
=
235
λe
=
93,9
hprofiel
=
330,0 mm
bprofiel
=
160,0 mm
tfl
=
11,5 mm
tw
=
Iy
=
Iz
=
It
=
on T
C1;algemeen
Ve rsi
Berekening van kipcontrole
7,5
N/mm
2
mm
11.770 *104 mm4 788 *104 mm4 28
4
4
3
3
*10 mm
W y;pl
=
My;u
=
*10 mm 188,0 kNm
Mke
=
344,1 kNm
λrel
=
0,74
ωkip
=
0,83 kromme a
Mkip β B* kred
= = = =
155,8 kNm 0,00 0,99 1,00
C1
=
1,75
C2
=
0,00
Sprofiel C Lengte Afst. Kipstn Afst. NL. Stpt. Moment 1 Veldmoment Stpt. Moment 2 2 Σ Moment (q*l )
= = = = = = = = =
1408 7,81 4.400 4.400 0,0 0,0 -56,6 -92,4 83
800
mm mm mm kNm
kNm
51 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
λrel
Kipcontrole voor dakligger hoofdspant ω kip 0,21 0,92 = 0,00
αk 0,51
βafgerond
B.C.2
=
-0,25
βvolgend
=
-0,50
h/tw
=
44,0
0,1*hprofiel
=
33,0 mm
α kip
=
9804
Mgrootste
=
92,42
Gd
=
Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr.
= = = = = = = = = =
80769 N/mm2 βvolgend βafgerond Tabelwaarden 1,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 197 1,0065 0,02 0,50 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 398 1,2418 0,03 0,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 1,68 0,03 0,00 0,00 599 1,6780 0,03 -0,50 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 2,27 0,04 800 2,2653 0,04 -1,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 1001 2,3000 0,05 Optredende: 1,68 0,03 2,27 0,04 Bepaling van de coefficienten C1 en C2:
U
De lft
βverschil
=
1,388
C2;zw-punt profiel
=
0,00
C2;zw-punt flens
=
0,03
C2;gepoleerde waarde
=
-0,03
fy
=
235
λe
=
93,9
hprofiel
=
330,0 mm
bprofiel
=
160,0 mm
tfl
=
11,5 mm
tw
=
Iy
=
Iz
=
It
=
on T
C1;algemeen
Ve rsi
Berekening van kipcontrole
7,5
N/mm
2
mm
11.770 *104 mm4 788 *104 mm4 28
4
4
3
3
*10 mm
W y;pl
=
My;u
=
*10 mm 188,0 kNm
Mke
=
722,3 kNm
λrel
=
0,51
ωkip
=
0,92 kromme a
Mkip β B* kred
= = = =
173,2 kNm -0,25 0,95 1,00
C1
=
1,39
C2
=
-0,03
Sprofiel C Lengte Afst. Kipstn Afst. NL. Stpt. Moment 1 Veldmoment Stpt. Moment 2 2 Σ Moment (q*l )
= = = = = = = = =
1407,6 35,67 9.579 2.395 165,0 -92,4 3,7 22,8 308
800
mm mm mm kNm kNm kNm kNm
52 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
λrel
Kipcontrole voor dakligger hoofdspant ω kip 0,21 0,51 = 0,00
αk 1,23
βafgerond
B.C.3
=
-0,02
βvolgend
=
-0,50
h/tw
=
44,0
0,1*hprofiel
=
33,0 mm
α kip
=
717
Mgrootste
=
79,67
Gd
=
Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr.
= = = = = = = = = =
80769 N/mm2 βvolgend βafgerond Tabelwaarden 1,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 194 1,0105 0,03 0,50 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 395 1,1979 0,04 0,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 1,60 0,05 0,00 0,00 596 1,6045 0,05 -0,50 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 2,16 0,07 797 2,1587 0,07 -1,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 998 2,3000 0,08 Optredende: 1,60 0,05 2,16 0,07 Bepaling van de coefficienten C1 en C2:
U
De lft
βverschil
=
1,579
C2;zw-punt profiel
=
0,00
C2;zw-punt flens
=
0,05
C2;gepoleerde waarde
=
0,05
fy
=
235
λe
=
93,9
hprofiel
=
330,0 mm
bprofiel
=
160,0 mm
tfl
=
11,5 mm
tw
=
Iy
=
Iz
=
It
=
on T
C1;algemeen
Ve rsi
Berekening van kipcontrole
7,5
N/mm
2
mm
11.770 *104 mm4 788 *104 mm4 28
4
4
3
3
*10 mm
W y;pl
=
My;u
=
*10 mm 188,0 kNm
Mke
=
124,4 kNm
λrel
=
1,23
ωkip
=
0,51 kromme a
Mkip β B* kred
= = = =
96,2 kNm -0,02 0,92 1,00
C1
=
1,58
C2
=
0,05
Sprofiel C Lengte Afst. Kipstn Afst. NL. Stpt. Moment 1 Veldmoment Stpt. Moment 2 2 Σ Moment (q*l )
= = = = = = = = =
1407,6 6,14 9.579 8.853 -165,0 79,7 -13,0 -1,8 415
800
mm mm mm kNm kNm kNm kNm
53 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
0,83 βafgerond βverschil
=
0,00
βvolgend
=
0,50
h/tw
=
29,8
0,1*hprofiel
=
α kip
=
Mgrootste
=
Gd
=
Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr.
= = = = = = = = = =
B.C.1
14,0 mm 22225 7,35
De lft
λrel
Kipcontrole voor kopgevelspant - dakligger αk ω kip 0,21 0,78 = 0,00
U
80769 N/mm2 βafgerond βvolgend Tabelwaarden 1,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 190 1,0157 0,05 0,50 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 1,14 0,06 391 1,1408 0,06 0,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 1,51 0,08 0,00 0,00 592 1,5083 0,08 -0,50 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 793 2,0166 0,10 -1,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 994 2,3000 0,12 Optredende: 1,51 0,08 1,14 0,06 Bepaling van de coefficienten C1 en C2: =
1,508
C2;zw-punt profiel
=
0,00
C2;zw-punt flens
=
0,08
C2;gepoleerde waarde
=
-0,08
fy
=
235
λe
=
93,9
hprofiel
=
140,0 mm
bprofiel
=
73,0 mm
tfl
=
6,9
mm
tw
=
4,7
mm
Iy
=
541
*10 mm
on T
C1;algemeen
Berekening van kipcontrole
Iz
Ve rsi
It
= =
45 2
N/mm
2
4
4
4
4
4
4
3
3
*10 mm *10 mm
W y;pl
=
My;u
=
*10 mm 20,9 kNm
Mke
=
30,7 kNm
λrel
=
0,83
ωkip
=
0,78 kromme a
Mkip β B* kred
= = = =
16,3 kNm 0,00 0,89 1,00
C1
=
1,51
C2
=
-0,08
Sprofiel C Lengte Afst. Kipstn Afst. NL. Stpt. Moment 1 Veldmoment Stpt. Moment 2 2 Σ Moment (q*l )
= = = = = = = = =
483,2 10,75 4.790 2.395 70,0 0,0 -3,7 7,4 59
89
mm mm mm kNm kNm kNm kNm
54 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
0,74 βafgerond βverschil
=
0,00
βvolgend
=
0,50
h/tw
=
29,8
0,1*hprofiel
=
α kip
=
Mgrootste
=
Gd
=
Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr.
= = = = = = = = = =
B.C.2
14,0 mm 22225 4,16
De lft
λrel
Kipcontrole voor kopgevelspant - dakligger αk ω kip 0,21 0,83 = 0,00
U
80769 N/mm2 βvolgend βafgerond Tabelwaarden 1,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 202 1,0000 0,00 0,50 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 1,32 0,00 403 1,3155 0,00 0,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 1,80 0,00 0,00 0,00 604 1,8027 0,00 -0,50 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 805 2,3000 0,00 -1,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 1006 2,3000 0,00 Optredende: 1,80 0,00 1,32 0,00 Bepaling van de coefficienten C1 en C2: =
1,803
C2;zw-punt profiel
=
0,00
C2;zw-punt flens
=
0,00
C2;gepoleerde waarde
=
0,00
fy
=
235
λe
=
93,9
hprofiel
=
140,0 mm
bprofiel
=
73,0 mm
tfl
=
6,9
mm
tw
=
4,7
mm
Iy
=
541
*10 mm
on T
C1;algemeen
Berekening van kipcontrole
Iz
Ve rsi
It
= =
45 2
N/mm
2
4
4
4
4
4
4
3
3
*10 mm *10 mm
W y;pl
=
My;u
=
*10 mm 20,9 kNm
Mke
=
38,2 kNm
λrel
=
0,74
ωkip
=
0,83 kromme a
Mkip β B* kred
= = = =
17,3 kNm 0,00 1,00 1,00
C1
=
1,80
C2
=
0,00
Sprofiel C Lengte Afst. Kipstn Afst. NL. Stpt. Moment 1 Veldmoment Stpt. Moment 2 2 Σ Moment (q*l )
= = = = = = = = =
483,2 13,41 4.790 2.395 70,0 0,0 2,1 4,2 0
89
mm mm mm kNm kNm kNm kNm
55 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
λrel 1,11 βafgerond
Kipcontrole voor kopgevelspant - dakligger αk ω kip 0,21 0,59 = 0,00
βverschil
=
0,00
βvolgend
=
0,50
h/tw
=
29,8
0,1*hprofiel
=
14,0 mm
α kip
=
5556
Mgrootste
=
Gd
=
Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr.
= = = = = = = = = =
De lft
7,16
B.C.3
U
80769 N/mm2 βafgerond βvolgend Tabelwaarden 1,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 202 1,0000 0,00 0,50 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 1,32 0,00 403 1,3155 0,00 0,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 1,80 0,00 0,00 0,00 604 1,8027 0,00 -0,50 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 805 2,3000 0,00 -1,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 1006 2,3000 0,00 Optredende: 1,80 0,00 1,32 0,00 Bepaling van de coefficienten C1 en C2: =
1,803
C2;zw-punt profiel
=
0,00
C2;zw-punt flens
=
0,00
C2;gepoleerde waarde
=
0,00
fy
=
235
λe
=
93,9
hprofiel
=
140,0 mm
bprofiel
=
73,0 mm
tfl
=
6,9
mm
tw
=
4,7
mm
Iy
=
541
*10 mm
on T
C1;algemeen
Berekening van kipcontrole
Iz
Ve rsi
It
= =
45 2
N/mm
2
4
4
4
4
4
4
3
3
*10 mm *10 mm
W y;pl
=
My;u
=
*10 mm 20,9 kNm
Mke
=
16,9 kNm
λrel
=
1,11
ωkip
=
0,59 kromme a
Mkip β B* kred
= = = =
12,3 kNm 0,00 1,00 1,00
C1
=
1,80
C2
=
0,00
Sprofiel C Lengte Afst. Kipstn Afst. NL. Stpt. Moment 1 Veldmoment Stpt. Moment 2 2 Σ Moment (q*l )
= = = = = = = = =
483,2 5,94 4.790 4.790 -70,0 0,0 3,6 7,2 0
89
mm mm mm kNm kNm kNm kNm
56 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Knikcontrole voor kopgevelspant - dakligger B.C.2 αk
λrel 0,89 1,54
0,21 0,34
ω buc 0,74 y-richting 0,33 z-richting
Berekening van knikcontrole =
4.790
mm
lz;buc
=
2.395
mm
Nc;s
=
5,0
kN
fy
=
235
N/mm
λe A iy
= = =
93,9 1640,0 57,4
mm mm
iz
=
16,5
mm
Nc;u
=
385
kN
2
De lft
ly;buc
2
kromme a kromme b
Knikcontrole voor kopgevelspant - dakligger
B.C.3
0,89 1,54
0,21 0,34
ω buc 0,74 y-richting 0,33 z-richting
Berekening van knikcontrole
U
αk
λrel
=
4.790
mm
lz;buc
=
2.395
mm
Nc;s
=
5,0
kN
fy
=
235
λe
= = =
93,9 1640,0 57,4
mm mm
iz
=
16,5
mm
Nc;u
=
385
kN
on T
ly;buc
A iy
N/mm
2
2
kromme a kromme b
Knikcontrole voor kopgevelspant - tussenkolom αk
λrel
0,21 0,34
Ve rsi
0,98 0,85
B.C.1
ω buc 0,68 y-richting 0,69 z-richting
Berekening van knikcontrole
ly;buc
=
6.040
mm
lz;buc
=
1.467
mm
Nc;s
=
20,0
kN
fy
=
235
λe A iy
= = =
93,9 2010 65,8
mm mm
iz
=
18,4
mm
Nc;u
=
472
kN
N/mm
2
2
kromme a kromme b
57 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Knikcontrole voor dakverband - verticale drukstaaf B.C.1 αk
λrel 1,96 1,96
0,21 0,21
ω buc 0,23 y-richting 0,23 z-richting
Berekening van knikcontrole ly;buc
=
5.000
mm
lz;buc
=
5.000
mm
Nc;s
=
30,2
kN
fy
=
235
λe A iy
= = =
93,9 773 27,2
mm mm
iz
=
27,2
mm
Nc;u
=
182
kN
2
De lft
N/mm 2
kromme a kromme a
Knikcontrole voor kopgevelspant - middenkolom
B.C.1
0,99 0,70
0,21 0,34
ω buc 0,67 y-richting 0,78 z-richting
Berekening van knikcontrole
U
αk
λrel
=
7.680
mm
lz;buc
=
1.467
mm
Nc;s
=
11,0
kN
fy
=
235
λe
= = =
93,9 2850 82,5
mm mm
iz
=
22,3
mm
Nc;u
=
670
kN
on T
ly;buc
2
2
kromme a kromme b
Ve rsi
A iy
N/mm
58 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
0,73 βafgerond βverschil
=
0,00
βvolgend
=
0,50
h/tw
=
32,0
0,1*hprofiel
=
α kip
=
Mgrootste
=
Gd
=
Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr.
= = = = = = = = = =
16,0 mm 53699 0,00
U
80769 N/mm2 βvolgend βafgerond Tabelwaarden 1,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 102 1,1295 0,46 0,50 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 1,13 0,46 303 1,1295 0,46 0,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 1,13 0,46 0,00 0,00 504 1,1295 0,46 -0,50 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 705 1,1295 0,46 -1,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 906 1,1295 0,46 Optredende: 1,13 0,46 1,13 0,46 Bepaling van de coefficienten C1 en C2: C1;algemeen
=
1,130
C2;zw-punt profiel
=
0,00
C2;zw-punt flens
=
0,46
C2;gepoleerde waarde
=
-0,46
fy
=
235
λe
=
93,9
hprofiel
=
160,0 mm
bprofiel
=
82,0 mm
tfl
=
7,4
mm
tw
=
5,0
mm
Iy
=
869
*10 mm
on T
Berekening van kipcontrole
B.C.1
De lft
λrel
Kipcontrole voor kopgevelspant - tussenkolom αk ω kip 0,21 0,83 = 0,00
Iz
Ve rsi
It
= =
68 4
N/mm
2
4
4
4
4
4
4
3
3
*10 mm *10 mm
W y;pl
=
My;u
=
*10 mm 28,9 kNm
Mke
=
54,6 kNm
λrel
=
0,73
ωkip
=
0,83 kromme a
Mkip β B* kred
= = = =
24,1 kNm 0,00 0,00 1,00
C1
=
1,13
C2
=
-0,46
Sprofiel C Lengte Afst. Kipstn Afst. NL. Stpt. Moment 1 Veldmoment Stpt. Moment 2 2 Σ Moment (q*l )
= = = = = = = = =
561,9 16,15 6.040 1.467 80,0 0,0 19,4 0,0 155
123
mm mm mm kNm kNm kNm kNm
59 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
0,64 βafgerond βverschil
=
0,00
βvolgend
=
0,50
h/tw
=
35,7
0,1*hprofiel
=
α kip
=
Mgrootste
=
Gd
=
Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr. Als β Recordnr.
= = = = = = = = = =
20,0 mm 45001 0,00
U
80769 N/mm2 βafgerond βvolgend Tabelwaarden 1,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 102 1,1295 0,46 0,50 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 1,13 0,46 303 1,1295 0,46 0,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 1,13 0,46 0,00 0,00 504 1,1295 0,46 -0,50 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 705 1,1295 0,46 -1,00 C1 C2 C1 C2 C1 C2 0,00 0,00 0,00 0,00 906 1,1295 0,46 Optredende: 1,13 0,46 1,13 0,46 Bepaling van de coefficienten C1 en C2: =
1,130
C2;zw-punt profiel
=
0,00
C2;zw-punt flens
=
0,46
C2;gepoleerde waarde
=
-0,46
fy
=
235
λe
=
93,9
hprofiel
=
200,0 mm
bprofiel
=
100,0 mm
tfl
=
8,5
mm
tw
=
5,6
mm
Iy
=
Iz
=
It
=
on T
C1;algemeen
Ve rsi
Berekening van kipcontrole
B.C.1
De lft
λrel
Kipcontrole voor kopgevelspant - middenkolom αk ω kip 0,21 0,87 = 0,00
N/mm
2
1.940 *104 mm4 142,0 *104 mm4 7,0
4
4
3
3
*10 mm
W y;pl
=
My;u
=
*10 mm 51,7 kNm
Mke
=
125,7 kNm
λrel
=
0,64
ωkip
=
0,87 kromme a
Mkip β B* kred
= = = =
45,2 kNm 0,00 0,00 1,00
C1
=
1,13
C2
=
-0,46
Sprofiel C Lengte Afst. Kipstn Afst. NL. Stpt. Moment 1 Veldmoment Stpt. Moment 2 2 Σ Moment (q*l )
= = = = = = = = =
727,3 23,54 7.680 1.467 100,0 0,0 31,4 0,0 251
220
mm mm mm kNm kNm kNm kNm
60 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
E.5 Berekening van de koudgewalste profielen • •
Ve rsi
on T
U
De lft
•
De berekening van de Z-gording wordt volledig uitgelegd in paragraaf 4.4.4.2 van de bundel “Berekening referentiehal”, hier wordt volstaan met de weergave van de berekening. De berekening van de C-wandregel voor de langsgevel wordt volledig uitgelegd in paragraaf 4.4.5.2 van de bundel “Berekening referentiehal”, hier wordt volstaan met de weergave van de berekening. De berekening van de C-wandregel voor de kopgevel wordt volledig uitgelegd in paragraaf 4.4.6.2 van de bundel “Berekening referentiehal”, hier wordt volstaan met de weergave van de berekening.
61 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening Dakgording Profielgegevens fy;b;d
=
355
N/mm
2
mm
ft;b;d
=
510
N/mm
2
19
mm
fy;s;d
=
380
N/mm
2
5,8
mm
Ed
=
Gd
=
2,1 * 105 N/mm2 8,1 * 104 N/mm2
=
171
mm
bp
=
49
cp
=
ruitw
=
Ag Bandbreedte
= =
539 296
c/t c/b c/b b/t sw / t
< > < < <
50 0,2 0,6 60 500
rinw;min
>
3,5
mm mm
v
2
Controle randvoorwaarden → → → → →
c< c> c< b< sw <
Modelleren van afrondingsstralen
{art.7.7.2.a} {art.7.7.2.b} {art.7.7.2.b} {art.7.7.2.b} {art.7.7.2.d}
5 0,15
→ r/t = 2,29 r / bp → = 0,08 De hoeken mogen worden gemodelleerd tot scherpe hoeken
< <
5 0,15
→ r/t = 2,29 r / cp → = 0,21 Effectieve breedte gr wordt in rekening gebracht
U
on T
Vloeigrens na koudprofileren
ck dk fy;a;d
{art.9.1.1.1.2}
1 rolvormen Walsen, 4
=
7
=
4
2
=
fy;b;d + ck ( ft;b;d - fy;b;d) * dk*t / Ag (fy;b;d + ft;b;d) / 2
=
Ve rsi
fy;a;d
O
< <
Conclusie:
Wijze van koudprofileren: Aantal binnenhoeken:
3,5
{art.10.2.4.3.1}
Conclusie: r/t r / cp
87,5 10,2 30,6 105 875
{art.7.1.9.a} rinw = → 4,0 Aan alle voorwaarden wordt voldaan
Conclusie:
r/t r / bp
De lft
sp
= =
380 N/mm2 433 N/mm2
Bepaling van het zwaartepunt
z
51,0
51,0
51
20
87
173
y
87
20
y
lijf b boven b onder A totaal
ey A 33,5 163,0 33,5 10,0 299,7 86,5 86,2 172,1 86,2 0,9 539 mm2
Ggording
4,2312 kg/m
drsn c boven c onder
A * ey 0,5 0,0 2,6 1,5 0,0 4,7
ez
4 * 10 101,1 4 0,9 * 10 4 51,0 * 10 4 76,5 * 10 4 25,5 * 10 4 * 10
A * ez 0,3 0,0 1,5 0,7 0,2 2,7
4
* 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10
51
z
a p;lijf =
171,3
=
49,3
c p;rv =
18,3
=
1,8
b p;fl
t
62 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Iy
Traagheidsmoment bruto doorsnede: 2
Iy + A * ey
2
Iy + A * ey
2
=
Iy + A * ey
2
=
Iy + A * ey
2
=
4
* 10
4
73,2
* 10
4
+
3,0
0,0
* 10
4
+
0,9
* 10 *
0,0
* 10
4
+
0,9
* 10 *
0,1
=
+
0,3
+
0,3
2
Iz + A * ez
2
=
Iz + A * ez
2
=
Iz + A * ez
2
Iz + A * ez
2
* 10 * 2
2
=
4
c boven
mm
4
c onder lijf
0
=
73,2
* 10
mm
4
2
86
2
=
63,2
* 10
4
mm
4
b boven
2
86
2
=
63,2
* 10
4
mm
4
b onder
mm
4
mm
3
* 10 *
2
=
19,7
Iy
=
239,0
* 10
4
Wy
=
27,6
* 10
3
50
2
2
50
2
=
2
0
2
=
2
86
2
=
2
86
2
=
* 10
+
0,3
* 10 *
0,0
* 10
4
+
3,0
* 10 *
=
1,7
* 10
4
+
0,9
* 10 *
=
1,7
* 10
4
+
0,9
* 10 *
+
0,3
* 10 *
=
* 10
4
mm
4
c boven
8,4
* 10
4
mm
4
c onder
0,0
* 10
4
mm
4
lijf
64,9
* 10
4
mm
4
b boven
64,9
* 10
4
mm
4
b onder
mm
4
mm
3
8,4
Iz
=
146,7
* 10
4
Wz
=
28,8
* 10
3
σ1;d
=
→
kσ
=
4
σ1;d
fy;d
=
on T
=
U
{art.10.2.4.3.2}
σd
λρ;rel
1 -
1 -
bp;fl
*
=
1,052
*
49,3 1,8
+
0,18
*
+
0,18
0,22 / λρ;act;rel
0,22 / 0,61
0,61
=
1
σd
1,052
λρ;act;rel
ψ1
→
=
Ve rsi
=
mm
4
0,0
=
* 10
4
2
Effectieve breedte gedrukte flens b
ρ
4
77
4
=
* 10
2
* 10 *
4
(Dit zijn gesteunde plaatvelden)
λρ;act;rel
19,7
2
* 10
0,0
=
77
Iz
Traagheidsmoment bruto doorsnede: Iz + A * ez
2
* 10
0,1
=
De lft
Iy + A * ey
Ed
t
*
kσ
355 2,1 * 105 *
4
=
0,609
1,049
λρ;rel
-
λρ;act;rel
λρ;rel
-
0,60
*
0,61 0,61
-
0,61 0,60
=
λρ;act;rel
=
0,609
≤
0,673
→
ρ
=
1,00
bef
=
ρ
*
bp
=
1,00
*
49,3
=
49,3
mm
bef;1
=
0,5
*
bef
=
0,5
*
49,3
=
24,6
mm
Effectieve breedte randverstijver c
{art.10.2.4.3.2}
(Dit zijn ongesteunde plaatvelden)
=
fy;d
r+t/2= rm ( tan φ/2 - sin φ / 2) =
=
4,875 1,43
mm
=
c - gr / 2
=
19,29
mm
=
b - t / 2 - gr / 2
=
49,41
mm
0,35
→
kσ
σd
=
rm
=
gr
=
cp;c bp;c
c / bp;c
σ1;d
=
=
0,405
σ1;d
>
ψ1
→
=
met φ =
1
90
v
=
0,8
63 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
λρ;rel
=
ρ
1 -
=
1,052
*
=
1,052
*
19,3 1,8
+
0,18
*
+
0,18
→
=
0,22 / λρ;act;rel λρ;act;rel
=
1 -
0,22 / 0,53
0,53
λρ;act;rel
=
0,528
≤
0,673
cef
=
ρ
*
cp;c
Veerstijfheid van de elastische ondersteuning =
Cr
=
4 * (1-
ν
4 * (1-
0,3
2
)*
)*
0,0
355 2,1 * 105 * 0,8
1,10
-
λρ;act;rel
-
0,60
*
0,53 0,53
-
0,53 0,60
=
ρ
=
1,00
1,00
*
19,3
=
19,3
mm
bp
3
*
2
t bp + 1,5 *
* (
2,1 * 105 * 49,3 2 * (
on T t =
15,2
1,8
1,8 49,3
sp )
3
+
257 )
Ar
er;y A * ey
43,1 19,3 831 33,8 10,1 340 76,8 1171
mm
2
11
+
704
=
715
2
1046
+
899 Ir;y-y
=
1946 mm4 2661 mm4
Iy + A * ey = Iy + A * ey =
Kritieke knikspanning randverstijvers
2
* (
(
Ve rsi
= =
=
λrel
0,528
λρ;rel
y;r
20,2
σcri;r
=
λρ;rel
4,9
25,5 y;r
σcri;r
kσ
*
0,416 N/mm2
= 25,5
t
Ed
2
Ed
U
Cr
σd
cp;c
=
De lft
λρ;act;rel
=
2
* (
Cr
( 0,416
=
mm
4
{art.10.2.4.3.4.3}
*
Ed
*
2,1
=
0,95
Ir
)
/
Ar
)
5 *10 * 2661 )
/
77
)
*
397,0 N/mm2 355
/
397,0
Berekening met instabiliteitskromme:
b
αk
=
0,34
λ0 ω
= =
0,2 0,63
Effectieve doorsnede randverstijvers tef
=
ω
*
t
=
1,11
mm
Ar;ef
=
ω
*
Ar
=
48,55
mm
2
64 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Eerste bepaling ligging neutrale lijn z 52,8
25,5
drsn 1 2 3 4 5 6
25,5
3
20,2
2
1
90,8 4
173,0 y
y t=2
5
51,0 z
t =
1,8
b = sw =
51,0 173,0
t1 =
1,1
Effectieve breedte van het lijf
4
* 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10
mm
mm
fy;b;d
* (
90,8
σ2;d
=
- fy;b;d
* (
82,2
ψ1
=
σ2;d
/
σ1;d
kσ
=
7,81 - 6,29 * ψ1 + 9,78 * y1^2
=
1,052 *
/
89,9
) =
/
89,9
) =
t
*
σ1;d
/
Ed
{tabel 16 van NEN 6773}
*
kσ
*
358
/
2,1 * 105 * 21,5
1,052 *
ap;lijf
/
t
*
fy;b;d
/
Ed
1,052 *
171
/
1,8
*
355
/
2,1 * 105 * 21,5
+
0,18
*
+
0,18
*
0,917
= =
*
kσ
0,912
1 - (
0,22 / λρ;act;rel
)
λρ;act;rel
Ve rsi =
21,53
1,8
=
=
-0,91
=
/
1,052 *
=
=
U /
on T
ap;lijf
358 N/mm2 -325 N/mm2
171
=
=
1 - (
0,22 / 0,917
0,917
)
λρ;rel
-
λρ;act;rel
λρ;rel
-
0,60
0,912 0,912
-
0,917 0,60
0,827
*
90,8
0,827
0,827
λρ;act;rel
=
0,917
>
0,673
→
ρ
=
bef;1
=
0,4 *
ρ
*
bc
=
0,4
*
=
30,0
mm
=
1,50
*
=
1,50
*
=
45,0
mm
bef;n
A * eef;z 0,2 0,2 0,3 1,6 0,2 0,0 2,5
mm
=
ρ
2
eef;z
4 * 10 101,4 4 89,5 * 10 4 63,3 * 10 4 51,9 * 10 4 25,1 * 10 4 0,9 * 10 4 * 10
mm
σ1;d
λρ;rel
mm
A * eef;y 0,4 0,5 0,7 2,6 0,0 0,0 4,2
{art.10.2.4.3.2.3}
(Buiging om de y-as)
λρ;act;rel
eef;y 162,9 172,4 172,1 86,5 0,9 9,6
→ zwaartelijn is 4,28 mm verplaatst naar de getrokken zijde
82,2 6
20,0
Aef 22,3 27,6 43,1 299,7 86,2 33,5 512,3
De lft
49,2
bef;1
30,0
65 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Definitieve ligging neutrale lijn z
drsn 1 2 3 4 5 6 7
53,9
25,5 30,0
25,5
3
20,2
2
4 1
15,7
94,0
y
y t=2 5
7 6
20,0
t = 51,0
b = sw =
z
t1 =
Iy + A * ey
2
Iy + A * ey
2
=
Iy + A * ey
2
=
Iy + A * ey
2
=
29,4
Iy + A * ey
2
Iy + A * ey
2
=
= =
* 10
4
* 10
4
0,0
* 10
4
+
0,4
* 10
4
+
* 10
4
+
* 10
4
* 10
4
0,1 0,0
0,0 0,1
1,8
mm
51,0
mm
173,0
mm
1,1
mm
+
0,2
+
+ +
0,3 0,4
2
* 10 * 2
* 10 * 2
84
2
93
2
93
2
0,5
2
=
Iz + A * ez
2
=
Iz + A * ez
2
Iz + A * ez
2
=
Iz + A * ez
2
=
Iz + A * ez
2
=
Iz + A * ez
2
2,2 0,9 0,3
=
1
mm
4
2
mm
4
3
mm
4
4
mm
4
5 6 7
4
2
15
2
=
34,7
* 10
4
78
2
* 10
4
mm
4
69
2
* 10 * 2
* 10 * 2
* 10 *
=
52,6
=
16,0
* 10
4
mm
4
Iy;ef
=
212,3
* 10
4
mm
4
W y;ef
=
22,6
* 10
3
mm
3
* 10
4
mm
4
1
* 10
4
mm
4
2
* 10
4
mm
4
3
mm
4
4
mm
4
5
mm
4
6 7
(Iz;ef bij buiging om de y-as)
2
53
2
=
6,2
2
41
2
=
4,8
* 10
4
0,0
* 10
4
+
0,5
* 10 *
0,0
* 10
4
+
2,2
* 10 *
1,7
* 10
4
+
0,9
* 10
4
0,3
4
* 10
* 10
+
mm
* 10
0,3
0,0
* 10
4
32,2
+
0,4
4
37,4
4
+
24,1
* 10
=
0,2
0,2
=
15,3
=
+
Ve rsi
=
=
2
4
0,1
4
* 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10
79
* 10 *
* 10
0,0
A * eef;z 0,2 0,2 0,3 0,3 1,1 0,2 0,0 2,3
2
* 10 *
Traagheidsmoment effectieve doorsnede: Iz + A * ez
eef;z
4 * 10 101,4 4 89,3 * 10 4 63,8 * 10 4 50,1 * 10 4 50,1 * 10 4 25,5 * 10 4 0,9 * 10 4 * 10
4
on T
=
2
U
2
mm
0,4 0,5 0,7 0,8 1,4 0,0 0,0 3,8
(Iy;ef bij buiging om de y-as)
Traagheidsmoment effectieve doorsnede: Iy + A * ey
eef;y 162,9 172,4 172,1 158,0 63,6 0,9 10,0
→ zwaartelijn is 7,51 mm verplaatst naar de getrokken zijde
127,2
79,0
A * eef;y
Aef 21,7 27,6 43,1 51,0 221,1 86,2 33,5 484,2
De lft
48,1
* 10 * * 10 * 2
16
2
2
4
2
=
0,1
* 10
4
2
4
2
=
0,3
* 10
4
2
23
2
=
6,1
* 10
4
47
2
* 10
4
mm
4
mm
4
mm
3
* 10 *
* 10 * 2
* 10 *
=
=
1,3
7,5
Iz;ef
=
26,3
* 10
4
W z;ef
=
4,9
* 10
3
Vrije flens, ongereduceerde drsn.
{Bijlage D van NEN 6773}
z
23,2
27,8
1
3
28,8
2
20,0
51,0
drsn 1 2 3
Ar 48,9 86,2 33,5 168,6
er;z 0,9 25,5 50,1
A * ez 43 2198 1678 3918
z t=
1,8
mm
66 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Iz + A * ez
2
Iz + A * ez
2
=
Iz + A * ez
2
=
* 10
4
1,7
* 10
4
+
0,0
* 10
4
+
0,0
=
+
* 10
4
0,0
* 10
4
=
2,4 If;z
* 10
4
= = =
2,4
=
W r;z Belastingfactor drukkende belasting b * sw * t 4 * Iy
mm
4
1
1,8
* 10
4
mm
4
2
2,4
* 10
4
mm
4
3
6,7
* 10
4
mm
4
2,4
* 10
3
mm
3
0,094
(→)
Belastingfactor trekkende belasting a = b/2
51
=
2
* *
4
173 * 239,0
1,8 4
* 10
De lft
= =
4
{Volgens figuur D.3a} 2
kh ↓
* 10
2,4
{Volgens figuur D.3b}
=
25,5
2
a / sw
=
0,1474
kh ↑
=
a/sw -
b * sw * t 4 * Iy
> 2
b * sw * t 4 * Iy
Zijdelingse veerstijfheid
mm
CD;A ↓
100
ba
=
51
mm
ba/100
=
0,51
≤
=
2
↓
=
1,7
↑
Cd;a * (ba/100)^2
=
0,52 kNm/m/rad
=
Cd;a * (ba/100)^2
=
0,442 kNm/m/rad
e = 2a + b
→
Afstand bij druk: 1
K↓
2
=
2
Ed * t
4 ( 1 - 0,3 ) * 2,1
=
84,2
=
11,883
Afstand bij trek: 1 K↑
-3
*10
173 2( 5 * *10
2
→
2
4 ( 1 - ν ) sw (c + e) 3
Ed * t
2 * 25,5 + 51
=
102
mm
h
=
CD;A ↓ 173 1,8
+
102 ) +
3
173 2 0,52 * 103
N/mm/mm
e = 2a + b =
+
3
=
e= 2
4 ( 1 - ν ) sw (c + e)
2
K↓
(→)
1,25 v
=
Ve rsi
CD;A ↑
0,053
mm mm mm
on T
CD;A
=
U
mm
bflens;standaard
CD;A
0,094
{Volgens D.3.1}
Dit geldt voor trapeziumvormige dakplaat Schroeven: ø 6,3 Volgring: 22 tvolgringen > 1.0 tstaalbeplating 0,70
Actuele breedte:
leeg
=
e=
2 * 25,5 + 51
=
102
mm
2
+
h
CD;A ↓
=
67 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings 2
4 ( 1 - 0,3 ) * 2,1
=
94,3
=
10,604
-3
*10
173 2( 5 * *10
173 1,8
+ 3
102 ) +
173 2 0,442 * 103
N/mm/mm
Ve rsi
on T
U
De lft
K↑
=
68 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening Wandregel - langsgevel Profielgegevens fy;b;d
=
355
N/mm
2
mm
ft;b;d
=
510
N/mm
2
14
mm
fy;s;d
=
377
N/mm
2
5,8
mm
Ed
=
2,1
* 10 N/mm
=
198
mm
bp
=
61
cp
=
ruitw
=
Ag Bandbreedte
= =
611 337
c/t c/b c/b b/t sw / t
< > < < <
50 0,2 0,6 60 500
rinw;min
>
3,5
mm mm
v
2
Gd
Controle randvoorwaarden
Conclusie:
→ → → → →
c< c> c< b< sw <
{art.7.7.2.a} {art.7.7.2.b} {art.7.7.2.b} {art.7.7.2.b} {art.7.7.2.d}
fy;a;d
5 0,15
→ r/t = 2,29 r / cp → = 0,28 Effectieve breedte gr wordt in rekening gebracht
U
< <
{art.9.1.1.1.2}
1 Walsen, rolvormen 4
=
7
=
4
2
=
fy;b;d + ck ( ft;b;d - fy;b;d) * dk*t / Ag (fy;b;d + ft;b;d) / 2
=
Ve rsi
fy;a;d
O
→ r/t = 2,29 r / bp → = 0,07 De hoeken mogen worden gemodelleerd tot scherpe hoeken
on T
dk
3,5
5 0,15
Vloeigrens na koudprofileren
ck
2
* 10 N/mm
< <
Conclusie:
Wijze van koudprofileren: Aantal binnenhoeken:
2
4
{art.10.2.4.3.1}
Conclusie: r/t r / cp
87,5 12,6 37,8 105 875
{art.7.1.9.a} rinw = → 4,0 Aan alle voorwaarden wordt voldaan
Modelleren van afrondingsstralen r/t r / bp
8,1
=
5
De lft
sp
= =
377 N/mm2 433 N/mm2
Bepaling van het zwaartepunt
z
16,6
46,4
63
15
27,9
100
DC
200
y
y
100
15
lijf b boven b onder A totaal
ey A 24,7 192,5 24,7 7,5 346,9 100,0 107,2 199,1 107,2 0,9 611 mm2
Ggording
4,7944 kg/m
drsn c boven c onder
A * ey 0,5 0,0 3,5 2,1 0,0 6,1
ez 4
* 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10
62,1 62,1 0,9 31,5 31,5
A * ez 0,2 0,2 0,0 0,3 0,3 1,0
4
* 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10
63
z
a p;lijf =
198,3
b p;fl =
61,3
c p;rv =
13,3
t
=
1,8
e DC
=
27,9
69 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Iy
Traagheidsmoment bruto doorsnede: 2
Iy + A * ey
2
Iy + A * ey
2
=
Iy + A * ey
2
=
Iy + A * ey
2
=
4
* 10
4
113,6
* 10
4
+
3,5
0,0
* 10
4
+
1,1
* 10 *
0,0
* 10
4
+
1,1
* 10 *
0,0
=
+
0,2
+
0,2
2
Iz + A * ez
2
=
Iz + A * ez
2
=
Iz + A * ez
2
Iz + A * ez
2
* 10 * 2
2
=
21,2
* 10
4
* 10
4
mm
4
c boven
mm
4
c onder lijf
93
2
2
0
2
=
113,6
* 10
4
mm
4
2
99
2
=
105,3
* 10
4
mm
4
b boven
2
99
2
=
105,3
* 10
4
mm
4
b onder
mm
4
mm
3
* 10 * * 10 *
2
=
21,2
Iy
=
366,7
* 10
4
Wy
=
36,7
* 10
3
46
2
2
46
2
=
2
16
2
=
2
15
2
=
2
15
2
=
* 10
4
0,0
* 10
4
+
0,2
* 10 *
0,0
* 10
4
+
3,5
* 10 *
=
3,4
* 10
4
+
1,1
* 10 *
=
3,4
* 10
4
+
1,1
* 10 *
0,0
=
93
Iz
Traagheidsmoment bruto doorsnede: Iz + A * ez
2
* 10
0,0
=
De lft
Iy + A * ey
+
0,2
Effectieve breedte gedrukte flens b
* 10 *
=
* 10
4
mm
4
c boven
5,1
* 10
4
mm
4
c onder
8,6
* 10
4
mm
4
lijf
5,7
* 10
4
mm
4
b boven
5,7
* 10
4
mm
4
b onder
mm
4
mm
3
5,1
Iz
=
30,3
* 10
4
Wz
=
6,5
* 10
3
{art.10.2.4.3.2}
(Dit zijn gesteunde plaatvelden)
σ1;d
=
→
kσ
=
4
λρ;act;rel
=
λρ;rel
=
=
ρ
σ1;d
=
fy;d
1,052
*
1,052
*
61,3 1,8
+
0,18
*
+
0,18
*
U
=
on T
σd
=
=
1 -
0,22 / λρ;act;rel
λρ;act;rel
1 -
0,22 / 0,76
0,757
ψ1
→
bp;fl
=
1
σd Ed
t
*
kσ
355 2,1 * 105 *
4
λρ;rel
-
λρ;act;rel
λρ;rel
-
0,60
0,757 0,757
-
0,757 0,60
mm
0,937
λρ;act;rel
=
0,757
>
0,673
→
ρ
=
0,94
bef
=
ρ
*
bp
=
0,94
*
61,3
=
57,4
bef;1
=
bef;2
=
0,5
*
bef
=
0,5
*
57,4
=
28,7
mm
Ve rsi
=
Effectieve breedte randverstijver c
=
0,757
{art.10.2.4.3.2}
(Dit zijn ongesteunde plaatvelden)
=
fy;d
r+t/2= rm ( tan φ/2 - sin φ / 2) =
=
4,875 1,43
mm
=
c - gr / 2
=
14,29
mm
=
b - t / 2 - gr / 2
=
61,41
mm
σd
=
rm
=
gr
=
cp;c bp;c
σ1;d
=
σ1;d
ψ1
→
=
met φ =
1
90
v
70 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
c / bp;c
=
kσ
0,244
≤
0,35
→
=
1,052
*
=
1,052
*
14,3 1,8
=
0,499 +
0,18
*
+
0,18
→ =
=
0,5
v λρ;rel
=
ρ
1 -
=
0,22 / λρ;act;rel λρ;act;rel
1 -
=
0,22 / 0,50
0,50
=
1,12
λρ;act;rel
=
0,499
≤
0,673
cef
=
ρ
*
cp;c
Veerstijfheid van de elastische ondersteuning
Cr
=
4 * (1-
4 * (1-
2
0,3
bp
)*
-
0,60
*
0,50 0,50
-
0,50 0,60
ρ
=
1,00
1,00
*
14,3
=
14,3
mm
*
2
* (
2,1 * 105 * 61,3 2 * (
)*
2,1
3
t bp + 1,5 *
1,8 61,3
Ar
3,1
29,6
y;r
sp )
3
+
297 )
y;r
t =
1,8
2
13
+
249
=
262
mm
4
2
425
+
501 Ir;y-y
=
926
mm
4
=
1189 mm4
Iy + A * ey =
Kritieke knikspanning randverstijvers
{art.10.2.4.3.4.3}
Cr
σcri;r
=
2
* (
(
σcri;r
=
2
* (
( 0,230
=
201,4 N/mm2
=
355
/
718 190 907
mm
Iy + A * ey =
Ve rsi
er;y A * ey
50,2 14,3 25,0 7,6 75,2
12,1
15,2
λrel
λρ;act;rel
-
0,230 N/mm2
=
29,6
ν
λρ;rel
0,5
λρ;rel
Ed
2
kσ
*
355 2,1 *105*
U
=
Ed
t
on T
Cr
σd
cp;c
De lft
λρ;act;rel
201,4
*
Ed
*
2,1
=
1,33
Berekening met instabiliteitskromme:
b
Ir
)
/
Ar
)
5 *10 * 1189 )
/
75
)
*
αk
=
0,34
λ0 ω
= =
0,2 0,41
Effectieve doorsnede randverstijvers tef
=
ω
*
t
=
0,72
mm
Ar;ef
=
ω
*
Ar
=
31,12
mm
2
71 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Eerste bepaling ligging neutrale lijn z
drsn 1 2 3 4 5 6
49,4
29,6
29,6
3
t = 0,7 15,2
2 1
108,6 4
200,0 y
y
Aef
eef;y
10,7 21,2 50,2 346,9 107,2 24,7 560,9
192,4 199,6 199,1 100,0 0,9 7,5 mm
2
A * eef;y 0,2 0,4 1,0 3,5 0,0 0,0 5,1
eef;z 4
* 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10
62,6 48,2 14,8 0,9 31,5 62,1
A * eef;z 0,1 0,1 0,1 0,0 0,3 0,2 0,8
4
* 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10
De lft
13,6
→ zwaartelijn is 8,62 mm verplaatst naar de getrokken zijde 91,4
6
t=2 t =
5 5
15,0
b = sw =
63,0 z
t1 =
Effectieve breedte van het lijf
1,8
mm
63,0
mm
200,0
mm
0,7
mm
{art.10.2.4.3.2.3}
(Buiging om de y-as)
σ1;d
=
fy;b;d
* (
108,6
σ2;d
=
- fy;b;d
* (
91,4
ψ1
=
σ2;d
/
kσ
=
7,81 - 6,29 * ψ1 + 9,78 * y1^2
=
1,052 *
ap;lijf
/
=
1,052 *
198
=
1,099
=
1,052 *
=
1,052 *
=
1,095
) =
/
107,7
) =
U
107,7
σ1;d
-0,84
=
20,02
t
*
σ1;d
/
Ed
/
1,8
*
358
/
2,1 * 105 * 20,0
ap;lijf
/
t
*
fy;b;d
/
Ed
198
/
1,8
*
355
/
2,1 * 105 * 20,0
1 - (
+
0,18
*
+
0,18
*
0,22 / λρ;act;rel
Ve rsi
λρ;rel
ρ
=
=
=
)
λρ;act;rel
1 - (
358 N/mm2 -301 N/mm2
=
on T
λρ;act;rel
/
0,22 / 1,099
1,099
)
{tabel 16 van NEN 6773}
*
kσ
kσ
λρ;rel
-
λρ;act;rel
λρ;rel
-
0,60
1,095 1,095
-
1,099 0,60
0,726
*
108,6
0,726
0,726
λρ;act;rel
=
1,099
>
0,673
→
ρ
=
bef;1
=
0,4 *
ρ
*
bc
=
0,4
*
=
31,5
mm
=
1,50
*
bef;1
=
1,50
*
31,5
bef;n
*
=
47,3
mm
72 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Definitieve ligging neutrale lijn z
31,5
drsn 1 2 3 4 5 6 7
48,1
29,6
29,6 3
t = 0,7 15,2
2
4 1
29,8
115,1
y
y t=2 5
138,7
84,9
15,0
t =
63,0
b = sw =
z
t1 =
Iy + A * ey
2
Iy + A * ey
2
=
Iy + A * ey
2
=
Iy + A * ey
2
=
38,2
Iy + A * ey
2
Iy + A * ey
2
=
= =
* 10
4
* 10
4
0,0
* 10
4
+
0,4
* 10
4
+
* 10
4
+
* 10
4
* 10
4
0,0 0,0
0,0 0,0
1,8
mm
63,0
mm
200,0
mm
0,7
mm
+
0,1
+
+ +
0,2 0,5
2
* 10 * 2
* 10 * 2
108
2
115
2
114
2
0,5
2
=
Iz + A * ez
2
=
Iz + A * ez
2
Iz + A * ez
2
=
Iz + A * ez
2
=
Iz + A * ez
2
=
Iz + A * ez
2
=
2,4 1,1 0,2
4
1
mm
4
2
mm
4
3
mm
4
4
mm
4
5 6 7
4
2
16
2
=
44,0
* 10
4
84
2
* 10
4
mm
4
77
2
* 10 * 2
* 10 * 2
* 10 *
=
75,6
=
14,8
* 10
4
mm
4
Iy;ef
=
293,7
* 10
4
mm
4
W y;ef
=
25,5
* 10
3
mm
3
* 10
4
mm
4
1
* 10
4
mm
4
2
* 10
4
mm
4
3
mm
4
4
mm
4
5
mm
4
6 7
(Iz;ef bij buiging om de y-as)
2
48
2
=
2,4
2
33
2
=
2,5
* 10
4
0,0
* 10
4
+
0,5
* 10 *
0,0
* 10
4
+
2,4
* 10 *
3,4
* 10
4
+
1,1
* 10
4
0,2
mm
* 10
* 10
+
* 10
4
* 10
0,2 0,5
4
53,4
+ +
27,9
* 10
65,6
4
0,0
=
12,4
=
0,1
0,3
= =
+
Ve rsi
=
4
* 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10
2
4
0,2
A * eef;z 0,1 0,1 0,1 0,0 0,0 0,3 0,2 0,8
99
* 10 *
* 10
0,0
62,6 48,2 14,8 0,9 0,9 31,5 62,1
2
* 10 *
Traagheidsmoment effectieve doorsnede: Iz + A * ez
eef;z 4
* 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10
4
on T
=
2
U
2
mm
0,2 0,4 1,0 1,0 1,7 0,0 0,0 4,3
(Iy;ef bij buiging om de y-as)
Traagheidsmoment effectieve doorsnede: Iy + A * ey
eef;y 192,4 199,6 199,1 184,2 69,3 0,9 7,5
→ zwaartelijn is 15,15 mm verplaatst naar de getrokken zijde
7 6
A * eef;y
Aef 10,7 21,2 50,2 53,7 241,2 107,2 24,7 508,8
De lft
14,9
* 10 * * 10 * 2
0
2
2
14
2
=
1,1
* 10
4
2
14
2
=
4,8
* 10
4
2
17
2
=
6,3
* 10
4
47
2
* 10
4
mm
4
mm
4
mm
3
* 10 *
* 10 * 2
* 10 *
=
=
0,3
5,5
Iz;ef
=
22,9
* 10
4
W z;ef
=
4,8
* 10
3
Vrije flens, ongereduceerde drsn.
{Bijlage D van NEN 6773}
z
26,3
33,3
36,7 3
1
2
15,0
63,0
drsn 1 2 3
Ar 56,8 107,2 24,7 188,7
er;z 0,9 31,5 62,1
A * ez 50 3376 1536 4962
z
t=
1,8
mm
73 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Iz + A * ez
2
Iz + A * ez
2
=
Iz + A * ez
2
=
* 10
4
3,4
* 10
4
+
0,0
* 10
4
+
0,0
=
+
* 10
4
0,3
* 10
4
=
3,2 If;z
* 10
4
= = =
3,7
=
W r;z
Belastingfactor drukkende belasting =
eDC
27,9
=
sw
eDC
+
b/2
kh ↑
=
f sw
=
59,4 200
Zijdelingse veerstijfheid
mm
bflens;standaard
mm ba
=
2
↓
=
1,7
↑
K↓
=
0,297
(→)
=
63
mm
=
0,63
≤
mm
2
* 10
4
mm
4
3
10,5
* 10
4
mm
4
2,9
* 10
3
mm
3
1,25 v
=
0,794 kNm/m/rad
=
0,675 kNm/m/rad
e=a
→
2
=
2
4 ( 1 - ν ) sw (c + e)
4 ( 1 - 0,3 ) * 2,1
80,34
=
12,447
-3
*10
200 2( 5 * *10
2
→
2
4 ( 1 - ν ) sw (c + e) 3
Ed * t 2
4 ( 1 - 0,3 ) * 2,1
=
89,23
=
11,207
-3
*10
e=
31,5
mm
2
h
=
CD;A ↓ 200 1,8
+
31,5 ) +
3
200 2 0,794 * 103
N/mm/mm
e=a
=
+
3
Ed * t
=
=
K↑
mm
Cd;a * (ba/100)^2
Afstand bij trek:
K↑
59,4
Cd;a * (ba/100)^2
2
1
=
=
=
K↓
* 10
3,2
(←)
=
Ve rsi
1
0,139
on T
Afstand bij druk:
3,6
U
100
mm mm mm
ba/100
CD;A ↓
1
4
{Volgens D.3.1}
Dit geldt voor trapeziumvormige dakplaat Schroeven: ø 6,3 Volgring: 22 tvolgringen > 1.0 tstaalbeplating 0,70
CD;A ↑
4
{Volgens figuur D.3b}
=
CD;A
=
200
f
CD;A
mm
4
{Volgens figuur D.3a}
Belastingfactor trekkende belasting
Actuele breedte:
4
De lft
kh ↓
* 10
3,7
e=
31,5
mm
2
+
200 2( 5 * *10
h
=
CD;A ↓ 200 1,8
+ 3
31,5 ) +
200 2 0,675 * 103
N/mm/mm
74 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening Wandregel - kopgevel Profielgegevens fy;b;d
=
355
N/mm
2
mm
ft;b;d
=
510
N/mm
2
13
mm
fy;s;d
=
377
N/mm
2
5,8
mm
Ed
=
2,1
* 10 N/mm
=
198
mm
bp
=
57
cp
=
ruitw
=
Ag Bandbreedte
= =
593 304
c/t c/b c/b b/t sw / t
< > < < <
50 0,2 0,6 60 500
rinw;min
>
3,5
mm mm
v
2
Gd
Controle randvoorwaarden → → → → →
c< c> c< b< sw <
Modelleren van afrondingsstralen
{art.7.7.2.a} {art.7.7.2.b} {art.7.7.2.b} {art.7.7.2.b} {art.7.7.2.d}
fy;a;d
< <
5 0,15
→ r/t = 2,29 r / cp → = 0,30 Effectieve breedte gr wordt in rekening gebracht
U
{art.9.1.1.1.2}
1 Walsen, rolvormen 4
=
7
=
4
2
=
fy;a;d
O
→ r/t = 2,29 r / bp → = 0,07 De hoeken mogen worden gemodelleerd tot scherpe hoeken
on T
dk
3,5
5 0,15
Vloeigrens na koudprofileren
ck
2
* 10 N/mm
< <
Conclusie:
Wijze van koudprofileren: Aantal binnenhoeken:
2
4
{art.10.2.4.3.1}
Conclusie: r/t r / cp
87,5 11,8 35,4 105 875
{art.7.1.9.a} rinw = → 4,0 Aan alle voorwaarden wordt voldaan
Conclusie:
r/t r / bp
8,1
=
5
De lft
sp
=
fy;b;d + ck ( ft;b;d - fy;b;d) * dk*t / Ag (fy;b;d + ft;b;d) / 2
Ve rsi
=
=
377 N/mm2 433 N/mm2
Bepaling van het zwaartepunt z
15,0
44,0
59
14
25,6
100
DC
200
y
y
y
100
14
lijf b boven b onder A totaal
ey A 23,0 193,0 23,0 7,0 346,9 100,0 100,2 199,1 100,2 0,9 593 mm2
Ggording
4,66 kg/m
drsn c boven c onder
A * ey 0,4 0,0 3,5 2,0 0,0 5,9
ez 4
* 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10
58,1 58,1 0,9 29,5 29,5
A * ez 0,1 0,1 0,0 0,3 0,3 0,9
4
* 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10
59
z
a p;lijf =
198,3
b p;fl =
57,3
c p;rv =
12,3
t
=
1,8
e DC
=
25,6
75 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Iy
Traagheidsmoment bruto doorsnede: 2
Iy + A * ey
2
Iy + A * ey
2
=
Iy + A * ey
2
=
Iy + A * ey
2
=
4
* 10
4
113,6
* 10
4
+
3,5
0,0
* 10
4
+
1,0
* 10 *
0,0
* 10
4
+
1,0
* 10 *
0,0
=
+
0,2
+
0,2
2
Iz + A * ez
2
=
Iz + A * ez
2
=
Iz + A * ez
2
Iz + A * ez
2
* 10 * 2
2
=
19,9
* 10
4
* 10
4
mm
4
c boven
mm
4
c onder lijf
93
2
2
0
2
=
113,6
* 10
4
mm
4
2
99
2
=
98,4
* 10
4
mm
4
b boven
2
99
2
=
98,4
* 10
4
mm
4
b onder
mm
4
mm
3
* 10 * * 10 *
2
=
19,9
Iy
=
350,3
* 10
4
Wy
=
35,0
* 10
3
43
2
2
43
2
=
2
14
2
=
2
15
2
=
2
15
2
=
* 10
4
0,0
* 10
4
+
0,2
* 10 *
0,0
* 10
4
+
3,5
* 10 *
=
2,7
* 10
4
+
1,0
* 10 *
=
2,7
* 10
4
+
1,0
* 10 *
0,0
=
93
Iz
Traagheidsmoment bruto doorsnede: Iz + A * ez
2
* 10
0,0
=
De lft
Iy + A * ey
+
0,2
Effectieve breedte gedrukte flens b
* 10 *
=
* 10
4
mm
4
c boven
4,3
* 10
4
mm
4
c onder
6,9
* 10
4
mm
4
lijf
4,8
* 10
4
mm
4
b boven
4,8
* 10
4
mm
4
b onder
mm
4
mm
3
4,3
Iz
=
25,2
* 10
4
Wz
=
5,7
* 10
3
{art.10.2.4.3.2}
(Dit zijn gesteunde plaatvelden)
σ1;d
=
→
kσ
=
4
λρ;act;rel
=
λρ;rel
=
=
ρ
σ1;d
=
fy;d
1,052
*
1,052
*
57,3 1,8
+
0,18
*
+
0,18
*
U
=
on T
σd
=
=
1 -
0,22 / λρ;act;rel
λρ;act;rel
1 -
0,22 / 0,71
0,708
ψ1
→
bp;fl
=
1
σd Ed
t
*
kσ
355 2,1 * 105 *
4
λρ;rel
-
λρ;act;rel
λρ;rel
-
0,60
0,708 0,708
=
-
0,708 0,60
0,974
λρ;act;rel
=
0,708
>
0,673
→
ρ
=
0,97
bef
=
ρ
*
bp
=
0,97
*
57,3
=
55,8
mm
bef;1
=
0,5
*
bef
=
0,5
*
55,8
=
27,9
mm
Ve rsi
=
Effectieve breedte randverstijver c
0,708
{art.10.2.4.3.2}
(Dit zijn ongesteunde plaatvelden)
=
fy;d
=
4,875
=
r+t/2= rm ( tan φ/2 - sin φ / 2) =
1,43
mm
=
c - gr / 2
=
13,29
mm
=
b - t / 2 - gr / 2
=
57,41
mm
0,35
→
kσ
σd
=
rm
=
gr
cp;c bp;c
c / bp;c
σ1;d
=
=
0,2439 v
σ1;d
≤
ψ1
→
=
met φ =
1
90
v
=
0,5
76 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
λρ;rel
=
ρ
1 -
=
1,052
*
=
1,052
*
13,3 1,8
=
0,464 +
0,18
0,22 / λρ;act;rel λρ;act;rel
1 -
=
0,22 / 0,46
0,46
=
1,13
λρ;act;rel
=
0,464
≤
0,673
cef
=
ρ
*
cp;c
Veerstijfheid van de elastische ondersteuning
Cr
=
4 * (1-
4 * (1-
2
0,3
-0,3
λρ;act;rel
-
0,60
0,464 0,464
→
ρ
=
1,00
=
1,00
*
13,3
*
2
* (
=
-
0,464 0,60
13,3
mm
3
t bp + 1,5 *
1,8 57,3
Ar
2,9
28,8
y;r
sp )
3
+
297 )
t =
11,3
1,8
2
12
+
196
=
208
mm
4
2
342
+
411 Ir;y-y
=
753
mm
4
=
961
mm
4
Iy + A * ey =
Kritieke knikspanning randverstijvers
{art.10.2.4.3.4.3}
Cr
σcri;r
=
2
* (
(
σcri;r
=
2
* (
( 0,266
=
203,4 N/mm2
=
355
/
648 165 813
mm
Iy + A * ey =
Ve rsi
er;y A * ey
48,8 13,3 23,3 7,1 72,0
y;r
14,2
λrel
-
λρ;rel
*
2,1 * 105 * 57,3 2 * (
)*
λρ;rel
0,18
bp
)*
0,5
0,266 N/mm2
=
28,8
ν
*
+
Ed
2
kσ
*
355 2,1 *105*
U
=
Ed
t
on T
Cr
σd
cp;c
=
De lft
λρ;act;rel
203,4
*
Ed
*
*
2,1
*10 *
=
1,32
Berekening met instabiliteitskromme:
b
Ir
5
)
/
Ar
)
961 )
/
72
)
αk
=
0,34
λ0 ω
= =
0,2 0,42
Effectieve doorsnede randverstijvers tef
=
ω
*
t
=
0,73
mm
Ar;ef
=
ω
*
Ar
=
30,03
mm
2
77 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Eerste bepaling ligging neutrale lijn z
drsn 1 2 3 4 5 6
46,6
28,8
28,8
3
2
t = 0,7 14,2 1
107,7
4
200,0 y
y
6
t = 5 5
eef;y 192,9 199,6 199,1 100,0 0,9 7,0
14,0
b = sw =
59,0 z
t1 =
Effectieve breedte van het lijf
1,8
mm
59,0
mm
200,0
mm
0,7
mm
=
fy;b;d
* (
107,7
σ2;d
=
- fy;b;d
* (
92,3
ψ1
=
σ2;d
/
kσ
=
/
106,8
) =
/
106,8
) =
σ1;d
on T
7,81-6,29*ψ1+9,78*y1^2
=
-0,86
=
20,38
ap;lijf
/
t
*
σ1;d
/
Ed
=
1,052 *
198
/
1,8
*
358
/
2,1 * 105 * 20,4
=
1,090
=
1,052 *
ap;lijf
/
t
*
fy;b;d
/
Ed
=
1,052 *
198
/
1,8
*
355
/
2,1 * 105 * 20,4
=
1,085
+
0,18
*
+
0,18
*
=
=
4
* 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10
{tabel 16 van NEN 6773}
1,052 *
=
1 - (
0,22 / λρ;act;rel
)
λρ;act;rel
1 - (
0,22 / 1,090
1,090
)
*
*
kσ
kσ
λρ;rel
-
λρ;act;rel
λρ;rel
-
0,60
1,085 1,085
-
1,090 0,60
0,731
*
107,7
0,731
0,731
λρ;act;rel
=
1,090
>
0,673
→
ρ
=
bef;1
=
0,4 *
ρ
*
bc
=
0,4
*
=
31,5
mm
=
1,50
*
bef;1
=
1,50
*
31,5
bef;n
A * eef;z 0,1 0,1 0,1 0,0 0,3 0,1 0,7
=
Ve rsi ρ
58,6 44,6 14,4 0,9 29,5 58,1
358 N/mm2 -307 N/mm2
U
σ1;d
λρ;rel
2
eef;z 4
* 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10
{art.10.2.4.3.2.3}
(Buiging om de y-as)
λρ;act;rel
mm
A * eef;y 0,2 0,4 1,0 3,5 0,0 0,0 5,1
→ zwaartelijn is 7,7 mm verplaatst naar de getrokken zijde
t=2 92,3
Aef 10,1 20,7 48,8 346,9 100,2 23,0 549,7
De lft
12,4
=
47,2
mm
78 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Definitieve ligging neutrale lijn z
31,5
drsn 1 2 3 4 5 6 7
45,4
28,8
28,8 3
t = 0,7 14,2
2
4 1
29,0
114,1
y
y t=2
5
139,5
85,9
14,0
59,0 z
Iy + A * ey
2
Iy + A * ey
2
=
Iy + A * ey
2
=
Iy + A * ey
2
=
38,9
Iy + A * ey
2
Iy + A * ey
2
=
= =
* 10
4
* 10
4
0,0
* 10
4
+
0,4
* 10
4
+
* 10
4
+
* 10
4
* 10
4
0,0 0,0
0,0 0,0
t =
1,8
mm
b = sw =
59,0
mm
200,0
mm
t1 =
0,7
mm
+
0,1
+
+ +
0,2 0,5
2
* 10 * 2
* 10 * 2
107
2
114
2
113
2
0,5
2
=
Iz + A * ez
2
=
Iz + A * ez
2
Iz + A * ez
2
=
Iz + A * ez
2
=
Iz + A * ez
2
=
Iz + A * ez
2
=
2,4 1,0 0,2
4
1
mm
4
2
mm
4
3
mm
4
4
mm
4
5 6 7
4
2
16
2
=
45,2
* 10
4
85
2
* 10
4
mm
4
79
2
* 10 * 2
* 10 * 2
* 10 *
=
72,4
=
14,3
* 10
4
mm
4
Iy;ef
=
285,1
* 10
4
mm
4
W y;ef
=
25,0
* 10
3
mm
3
* 10
4
mm
4
1
* 10
4
mm
4
2
* 10
4
mm
4
3
mm
4
4
mm
4
5
mm
4
6 7
(Iz;ef bij buiging om de y-as)
2
45
2
=
2,0
2
31
2
=
2,1
* 10
4
0,0
* 10
4
+
0,5
* 10 *
0,0
* 10
4
+
2,4
* 10 *
2,7
* 10
4
+
1,0
* 10
4
0,2
mm
* 10
* 10
+
* 10
4
* 10
0,2 0,5
4
52,3
+ +
26,8
* 10
62,6
4
0,0
=
11,6
=
0,1
0,3
= =
+
Ve rsi
=
4
* 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10
2
4
0,1
A * eef;z 0,1 0,1 0,1 0,0 0,0 0,3 0,1 0,7
98
* 10 *
* 10
0,0
58,6 44,6 14,4 0,9 0,9 29,5 58,1
2
* 10 *
Traagheidsmoment effectieve doorsnede: Iz + A * ez
eef;z 4
* 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10 4 * 10
4
on T
=
2
U
2
mm
0,2 0,4 1,0 1,0 1,7 0,0 0,0 4,3
(Iy;ef bij buiging om de y-as)
Traagheidsmoment effectieve doorsnede: Iy + A * ey
eef;y 192,9 199,6 199,1 184,3 69,8 0,9 7,0
→ zwaartelijn is 14,14 mm verplaatst naar de getrokken zijde
7 6
A * eef;y
Aef 10,1 20,7 48,8 53,6 242,6 100,2 23,0 498,9
De lft
13,6
* 10 * * 10 * 2
-1
2
2
13
2
=
0,9
* 10
4
2
13
2
=
3,9
* 10
4
2
16
2
=
5,3
* 10
4
45
2
* 10
4
mm
4
mm
4
mm
3
mm
4
1 2 3
* 10 *
* 10 * 2
* 10 *
=
=
0,3
4,6
Iz;ef
=
19,1
* 10
4
W z;ef
=
4,2
* 10
3
Vrije flens, ongereduceerde drsn.
{Bijlage D van NEN 6773}
z
24,1
33,3
drsn 1 2 3
34,9
1
2
3
14,0
59,0
z
Iz + A * ez
2
Iz + A * ez
2
Iz + A * ez
2
= = =
0,0 2,7 0,0
* 10
4
* 10
4
* 10
4
t=
1,8
mm
+
3,1
* 10
4
* 10
4
* 10
4
+ +
0,3 2,7 If;z W r;z
Ar 56,8 100,2 23,0 180,0
er;z 0,9 29,5 58,1
A * ez 50 2956 1335 4340
=
3,1
* 10
4
* 10
4
mm
4
=
3,0
=
2,7
* 10
4
mm
4
=
8,8
* 10
4
mm
4
=
2,5
* 10
3
mm
3
79 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Belastingfactor drukkende belasting kh ↓
=
{Volgens figuur D.3a}
eDC
25,6
=
sw
=
200
0,128
(←)
Belastingfactor trekkende belasting
{Volgens figuur D.3b}
=
eDC
+
b/2
=
55,1
mm
kh ↑
=
f sw
=
55,1 200
=
0,275
(→)
ba
=
De lft
f
59
mm
ba/100
=
0,59
≤
Zijdelingse veerstijfheid
{Volgens D.3.1}
Dit geldt voor trapeziumvormige dakplaat Schroeven: ø 6,3 Volgring: 22 tvolgringen > 1.0 tstaalbeplating 0,70
mm
bflens;standaard
mm
Actuele breedte:
1,25 v
U
100
mm mm mm
=
2
↓
=
1,7
↑
CD;A ↓
=
Cd;a * (ba/100)^2
=
0,696 kNm/m/rad
=
Cd;a * (ba/100)^2
=
0,592 kNm/m/rad
e=a
→
CD;A ↑ Afstand bij druk: 1 K↓
on T
CD;A CD;A
2
=
2
4 ( 1 - ν ) sw (c + e) Ed * t 2
=
4 ( 1 - 0,3 ) * 2,1
=
87,14
=
11,475
Ve rsi K↓
Afstand bij trek: 1
K↑
-3
*10
2
→
2
3
Ed * t
4 ( 1 - 0,3 ) * 2,1
=
97,28
=
10,279
-3
*10
29,5
mm
2
h
=
CD;A ↓ 200 1,8
+
29,5 ) +
3
200 2 0,696 * 103
N/mm/mm
4 ( 1 - ν ) sw (c + e)
2
=
K↑
200 2( 5 * *10
e=a
=
+
3
e=
e=
29,5
mm
2
+
200 2( 5 * *10
h
=
CD;A ↓ 200 1,8
+ 3
29,5 ) +
200 2 0,592 * 103
N/mm/mm
80 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
E.6 Berekening van staafkrachten De berekening van de staafkrachten zoals beschreven in paragraaf B.4 wordt voor één geval gepresenteerd in deze paragraaf. Er zijn drie belastingsgevallen die te onderscheiden zijn in een uiterste grenstoestand (UGT) en een bruikbaarheidsgrenstoestand (BGT). Deze zes afzonderlijke berekeningen verlopen allen op identieke wijze, met dit verschil dat de belastingsfactoren in de BGT gelijk zijn aan 1.0 en in de UGT ongelijk aan 1.0. Voor belastingscombinatie 1 (B.C. 1), dat is eigengewicht en sneeuw, wordt de berekening in de UGT gegeven.
De lft
•
Berekening momenten, dwarskrachten en normaalkrachten
18,0 8,0 4,4 3,6
m m m m
B.C. 1
Ve rsi
on T
U
Geometrie Gebouwbreedte Gebouwhoogte Goothoogte Nok - goothoogte
UGT
Doorsnede-eigenschappen Kolommen Liggers
Materiaal Elasticiteitsmodulus Belastingen Kolommen
Iy (m4) 1,18E-04 1,18E-04
Profiel IPE 330 IPE 330
2,10E+08
A (m2) 6,26E-03 6,26E-03
kN/m2
e.g.
0,60
kN/m
81 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
e.g. druk druk druk druk vert. proj. vert. proj.
m kN kNm2 rad -
qx
-0,60
kN/m
qz
0,00
kN/m
m kN kNm2 rad -
qx
1,89
kN/m
qz
4,73
kN/m
on T
Rechterligger: elementnr. 3 Lengte 9,69 EA 1314600 EI 24717 α -0,38 cos 0,93 sin -0,37
kN/m kN/m kN/m kN/m kN/m kN/m kN/m
U
Linkerkolom: elementnr. 1 Lengte 4,40 EA 1314600 EI 24717 α 1,57 cos 0,00 sin 1,00
1,68 0 0 0 0 2,36 3,68
De lft
Liggers, dakplaten Wind kolom zijde 1 Wind kolom zijde 2 Wind ligger zijde 1 Wind ligger zijde 2 Sneeuw zijde 1 Sneeuw zijde 2
m kN kNm2 rad -
qx
-1,44
kN/m
qz
3,60
kN/m
Ve rsi
Linkerligger: elementnr. 2 Lengte 9,69 EA 1314600 EI 24717 α 0,38 cos 0,93 sin 0,37
Rechterkolom: elementnr. 4 Lengte 4,40 EA 1314600 EI 24717 α -1,57 cos 0,00 sin -1,00
m kN kNm2 rad -
qx
0,60
kN/m
qz Element 1
0,00
kN/m
82 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
1,00 0,00 0,00
B (kinematische matrix) 0 0,00 -1 -0,23 0 0,23
-1,00 0,00 0,00
D (constitutieve matrix) 298772,73 0 0 0 22470,00 11235,00 0 -11235,00 22470,00 B (getransformeerd) 0,00 0,23 -0,23 1,00 0,00 0,00 0 -1 0 0,00 -0,23 0,23 -1,00 0,00 0,00 0 0 1
0 -7660,23
298772,73 0 0 22470,00 0 7660,23 298772,73 0 0 11235,00
0 7660,23 3481,92 0 7660,23
R (Identity matrix) 0 0 0 0 1 0 0 0,00 0 -1,00 0 0
1,00 0,00 0 0 0 0
0,00 1,00 0 0 0 0
R -1 (Inverse Identity matrix) -1,00 0 0 0,00 0 0 0 1 0 0 0 0,00 0 0 1,00 0 0 0
Ve rsi
0,00 -1,00 0 0 0 0
Lokaal:
fprim 1 1,32 0,00 0,00 1,32 0,00 0,00
0 -7660,23 298772,73 0 0 11235,00 0 7660,23
U
0 -7660,23 -3481,92
0
on T
3481,92
Ke 1 (elementstijfheidsmatrix) -7660,23 -3481,92
0 0 1
De lft
0,00 0,23 -0,23
→
298772,73 0 0 22470,00
0 0 0 1,00 0,00 0
0 0 0 0 0 1
0 0 0 -1,00 0,00 0
0 0 0 0 0 1
Globaal:
fprim 1 0,00 -1,32 0,00 0,00 -1,32 0,00
Element 2
83 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
-0,93 0,04 -0,04
B (kinematische matrix) 0 0,93 -1 -0,04 0 0,04
0,37 0,10 -0,10
B (getransformeerd) -0,93 0,04 -0,04 0,37 0,10 -0,10 0 -1 0 0,93 -0,04 0,04 -0,37 -0,10 0,10 0 0 1
Ke 2 (elementstijfheidsmatrix) -46653,05 -586,19 116958,28 46653,05 18986,88 -1465,46 46653,05 -18986,88 -1465,46 10199,63 586,19 1465,46 46653,05 -18986,88 -1465,46
0,93 -0,37 0 0 0 0
0,37 0,93 0 0 0 0
0,93 0,37 0 0 0 0
R -1 (Inverse Identity matrix) -0,37 0 0 0,93 0 0 0 1 0 0 0 0,93 0 0 0,37 0 0 0
fprim 2 6,98 -17,45 28,18 6,98 -17,45 -28,18
-46653,05 586,19 18986,88 1465,46 1465,46 10199,63
on T
116958,28 -46653,05 586,19
R (Identity matrix) 0 0 0 0 1 0 0 0,93 0 -0,37 0 0
Ve rsi Lokaal:
-586,19 -1465,46 5099,81
U
116958,28 -46653,05 -586,19 116958,28 46653,05 -586,19
586,19 1465,46 5099,81
0 0 1
De lft
D (constitutieve matrix) 135619,50 0 0 0 10199,63 -5099,81 0 -5099,81 10199,63
-0,37 -0,10 0,10
→
0 0 0 0,37 0,93 0
0 0 0 0 0 1
0 0 0 -0,37 0,93 0
0 0 0 0 0 1
Globaal:
fprim 2 0,00 -18,79 28,18 0,00 -18,79 -28,18
Element 3
84 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
-0,93 -0,04 0,04
B (kinematische matrix) 0 0,93 -1 0,04 0 -0,04
-0,37 0,10 -0,10
0 0 1
De lft
D (constitutieve matrix) 135619,50 0 0 0 10199,63 -5099,81 0 -5099,81 10199,63
0,37 -0,10 0,10
B (getransformeerd) -0,93 -0,04 0,04 -0,37 0,10 -0,10 0 -1 0 0,93 0,04 -0,04 0,37 -0,10 0,10 0 0 1
586,19 -1465,46 5099,81
-46653,05 -18986,88 -1465,46
46653,05 18986,88 1465,46
-586,19 1465,46 10199,63
0,93 0,37 0 0 0 0
-0,37 0,93 0 0 0 0
0 0 0 -0,37 0,93 0
0 0 0 0 0 1
0,93 -0,37 0 0 0 0
R -1 (Inverse Identity matrix) 0,37 0 0 0,93 0 0 0 1 0 0 0 0,93 0 0 -0,37 0 0 0
0 0 0 0,37 0,93 0
0 0 0 0 0 1
116958,28 46653,05 -586,19
on T
-586,19 1465,46 5099,81
U
116958,28 46653,05 586,19 116958,28 -46653,05 586,19
Ke 3 (elementstijfheidsmatrix) 46653,05 586,19 116958,28 -46653,05 18986,88 -1465,46 -46653,05 -18986,88 -1465,46 10199,63 -586,19 1465,46
Ve rsi
R (Identity matrix) 0 0 0 0 1 0 0 0,93 0 0,37 0 0
Lokaal:
fprim 3 -9,18 -22,95 37,07 -9,18 -22,95 -37,07
→
Globaal:
fprim 3 0,00 -24,71 37,07 0,00 -24,71 -37,07
Element 4
85 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
-1,00 0,00 0,00
B (kinematische matrix) 0 0,00 -1 0,23 0 -0,23
1,00 0,00 0,00
D (constitutieve matrix) 298772,73 0 0 0 22470,00 11235,00 0 -11235,00 22470,00 B (getransformeerd) 0,00 -0,23 0,23 -1,00 0,00 0,00 0 -1 0 0,00 0,23 -0,23 1,00 0,00 0,00 0 0 1
0 7660,23
298772,73 0 0 22470,00 0 -7660,23 298772,73 0 0 11235,00
0 -7660,23 3481,92 0 -7660,23
R (Identity matrix) 0 0 0 0 1 0 0 0,00 0 1,00 0 0
-1,00 0,00 0 0 0 0
0,00 -1,00 0 0 0 0
R -1 (Inverse Identity matrix) 1,00 0 0 0,00 0 0 0 1 0 0 0 0,00 0 0 -1,00 0 0 0
Ve rsi
0,00 1,00 0 0 0 0
Lokaal:
fprim 4 -1,32 0,00 0,00 -1,32 0,00 0,00
0 7660,23 298772,73 0 0 11235,00 0 -7660,23
U
0 7660,23 -3481,92
0
on T
3481,92
Ke 4 (elementstijfheidsmatrix) 7660,23 -3481,92
0 0 1
De lft
0,00 -0,23 0,23
→
298772,73 0 0 22470,00
0 0 0 -1,00 0,00 0
0 0 0 0 0 1
0 0 0 1,00 0,00 0
0 0 0 0 0 1
Globaal:
fprim 4 0,00 -1,32 0,00 0,00 -1,32 0,00
86 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings Samenstellen systeemstijfheidsmatrix, globale krachtenvector, verwerken vrijheidsgraden in matrix en totale krachtenvector
0 0 0 -46653 317760 -1465 46653 -18987 -1465 0 0 0 0 0 0
f = - fprim 0 0 0,00 0,00 20,11 -28,18 0,00 43,50 -8,88 0,00 26,04 37,07 0 0 0,00
fprim 0,00 -1,32 0,00 0,00 -20,11 28,18 0,00 -43,50 8,88 0,00 -26,04 -37,07 0,00 -1,32 0,00 Oplossing u 0,0000 0,0000 0,0074 -0,0207 0,0001 -0,0006 -0,0038 0,0429 -0,0009 0,0131 0,0002 0,0024 0,0000 0,0000 -0,0056
0 0 11235 7074 -1465 32670 586 1465 5100 0 0 0 0 0 0
0 0 0 -116958 46653 586 233917 0 1172 -116958 -46653 586 0 0 0
Ke 0 0 0 46653 -18987 1465 0 37974 0 -46653 -18987 -1465 0 0 0
0 0 0 -586 -1465 5100 1172 0 20399 -586 1465 5100 0 0 0
0 0 0 0 0 0 -116958 -46653 -586 120440 46653 7074 0 0 7660
0 0 0 0 0 0 -46653 -18987 1465 46653 317760 1465 0 0 0
0 0 0 0 0 0 586 -1465 5100 7074 1465 32670 0 0 11235
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 7660 0 11235 0 0 22470
Ve rsi
Globaal:
0 0 7660 120440 -46653 7074 -116958 46653 -586 0 0 0 0 0 0
De lft
0 0 22470 7660 0 11235 0 0 0 0 0 0 0 0 0
U
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
on T
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
87 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Resultaten in globaal assenstelsel f2 20,4340 40,5412
-43,1865 0,0000 -20,4340
89,9097 20,4340
40,5412
2,9617
-89,9097
32,2907
Resultaten in lokale assenstelsels f1
f2
43,1865
Fx2 = 34,0291 Fz2 = 30,0525
Fz1 =
20,4340
Ty1 =
0,0000
Fx2 =
-40,5412
Fz2 =
-20,4340
Fz3 = -4,8392
Ty2 =
-89,9097
Ty3 = 32,2907
f4 20,4340
-2,9617 32,2907 20,4340 46,4645 89,9097
46,4645
f3
f4
Fx3 = 17,8726 Fz3 = 10,3388 Ty3 = 32,2907 Fx4 = 36,2290 Fz4 = 35,5522 Ty4 = 89,9097
U
Fx1 =
f3 20,4340
on T
Ty2 = 89,9097 Fx3 = 20,0724
u1
89,9097 20,4340 49,1098
De lft
f1 20,4340
u2
0,0000
Fx4 = 46,4645 Fz4 = 20,4340 Ty4 = 89,9097 Fx5 = 49,1098 Fz5 = 20,4340 Ty5 =
u3
0,0000 u4
ux1 =
0,0000
ux2 = -0,0193
ux3 =
0,0124
ux4 =
uz1 =
0,0000
uz2 = -0,0076
uz3 =
0,0413
uz4 = -0,0131
φy1 =
0,0074
φy2 = -0,0006
φy3 = -0,0009
φy4 =
0,0024
ux2 =
-0,0001
ux3 = -0,0195
ux4 =
0,0122
ux5 =
0,0000
uz2 =
-0,0207
uz3 =
uz4 = -0,0047
uz5 =
0,0000
φy2 =
-0,0006
φy3 = -0,0009
φy4 =
φy5 = -0,0056
Ve rsi
0,0384
0,0024
0,0002
Differentiaalvergelijkingen
88 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
L ⎞ EA ux1 ux2 EA ⎛ x ⎟⎟ qx − N := EA ⎜⎜ − + + L L ⎝ EA 2 EA ⎠
De lft
L ⎞ 12 EI uz1 12 EI uz2 6 EI phiy1 6 phiy2 EI ⎛ x ⎟⎟ qz − V := EI ⎜⎜ − + + + + 3 3 2 2 ⎝ EI 2 EI ⎠ L L L L
2 2 ⎞ ⎛ Lx L ⎟ 6 ⎞ 6 ⎞ ⎛6x 2⎞ ⎛ 12 x ⎛ 12 x ⎛6x 4⎞ ⎜ x ⎟ uz1 + EI ⎜ ⎟ uz2 + EI ⎜ ⎟⎟ qz + EI ⎜ − M := EI ⎜⎜ − − ⎟ phiy2 + − + − − ⎟⎟ phiy1 + EI ⎜⎜ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎜ 2 L ⎟⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ 2 EI L 2 EI 12 EI 3 2 3 2 2 ⎝ ⎠ L ⎠ L ⎠ ⎝L ⎠ ⎝ L ⎝ L ⎝L ⎠
2 2 3 ⎞ 2 3⎞ 3 2⎞ ⎛ 4 ⎛ ⎛ ⎛ L x Lx ⎟ 3x 2x ⎟ 3x ⎟ ⎜ x ⎜ ⎜ 2x ⎜ ⎟⎟ qz + ⎜ 1 − ⎟ uz1 + ⎜ − ⎟ uz2 + ⎜ − w := ⎜⎜ + − + + ⎜ ⎜ ⎜ 2 3 ⎟ 3 2 ⎟ ⎝ 24 EI 24 EI 12 EI ⎠ L L ⎠ L ⎠ ⎝ ⎝ L ⎝
x
L
3
2
−x+
2⎞ ⎛ 2x ⎟ ⎜ ⎟ phiy1 + ⎜ − ⎜ L ⎟ ⎠ ⎝
x
L
3
2
+
2⎞ x ⎟ ⎟ phiy2 L ⎟ ⎠
EA EI
4,40
m
1314600
kN
24717
2
kNm
ux1 =
0,0000
m
uz1 =
0,0000
m
φy1 =
0,0074
rad
ux2 =
-0,0001
m
on T
Lengte
U
Post-processing in de lokale assenstelsels, elementnr. 1
qx
-0,60
kN/m
uz2 =
-0,0207
m
qz
0,00
kN/m
φy2 =
-0,0006
rad
N (kN) -43,19 -43,05 -42,92 -42,79 -42,66 -42,53 -42,39 -42,26 -42,13 -42,00 -41,86 -41,73 -41,60 -41,47 -41,33 -41,20 -41,07 -40,94 -40,81 -40,67 -40,54
V (kN) -20,43 -20,43 -20,43 -20,43 -20,43 -20,43 -20,43 -20,43 -20,43 -20,43 -20,43 -20,43 -20,43 -20,43 -20,43 -20,43 -20,43 -20,43 -20,43 -20,43 -20,43
M (kNm) 0,00 -4,50 -8,99 -13,49 -17,98 -22,48 -26,97 -31,47 -35,96 -40,46 -44,95 -49,45 -53,95 -58,44 -62,94 -67,43 -71,93 -76,42 -80,92 -85,41 -89,91
Ve rsi
x (m) 0,00 0,22 0,44 0,66 0,88 1,10 1,32 1,54 1,76 1,98 2,20 2,42 2,64 2,86 3,08 3,30 3,52 3,74 3,96 4,18 4,40
w (m) 0,0000 -0,0016 -0,0032 -0,0048 -0,0064 -0,0079 -0,0094 -0,0109 -0,0122 -0,0135 -0,0148 -0,0159 -0,0169 -0,0179 -0,0187 -0,0194 -0,0200 -0,0204 -0,0207 -0,0208 -0,0207
89 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Post-processing in de lokale assenstelsels, elementnr. 2 Lengte EA EI
9,69
m
1314600
kN
24717
2
kNm
ux2 =
-0,0193
m
uz2 =
-0,0076
m
φy2 =
-0,0006
rad
ux3 =
-0,0195
m
-1,44
kN/m
uz3 =
0,0384
m
qz
3,60
kN/m
φy3 =
-0,0009
rad
V (kN) 30,05 28,31 26,56 24,82 23,07 21,33 19,59 17,84 16,10 14,35 12,61 10,86 9,12 7,37 5,63 3,88 2,14 0,39 -1,35 -3,09 -4,84
M (kNm) -89,91 -75,77 -62,47 -50,02 -38,41 -27,65 -17,74 -8,67 -0,44 6,93 13,47 19,15 24,00 27,99 31,14 33,45 34,91 35,52 35,29 34,21 32,29
w (m) -0,0076 -0,0069 -0,0054 -0,0034 -0,0009 0,0020 0,0051 0,0084 0,0118 0,0152 0,0185 0,0217 0,0247 0,0275 0,0300 0,0322 0,0341 0,0357 0,0369 0,0378 0,0384
U
N (kN) -34,03 -33,33 -32,63 -31,94 -31,24 -30,54 -29,84 -29,14 -28,45 -27,75 -27,05 -26,35 -25,66 -24,96 -24,26 -23,56 -22,86 -22,17 -21,47 -20,77 -20,07
on T
x (m) 0,00 0,48 0,97 1,45 1,94 2,42 2,91 3,39 3,88 4,36 4,85 5,33 5,82 6,30 6,79 7,27 7,75 8,24 8,72 9,21 9,69
De lft
qx
Ve rsi
Post-processing in de lokale assenstelsels, elementnr. 3 Lengte
EA EI
9,69
m
1314600
kN
24717
2
kNm
ux3 =
0,0124
m
uz3 =
0,0413
m
φy3 =
-0,0009
rad
ux4 =
0,0122
m
qx
1,89
kN/m
uz4 =
-0,0047
m
qz
4,73
kN/m
φy4 =
0,0024
rad
x (m) 0,00 0,48 0,97 1,45 1,94 2,42 2,91
N (kN) -17,87 -18,79 -19,71 -20,63 -21,54 -22,46 -23,38
V (kN) 10,34 8,04 5,75 3,46 1,16 -1,13 -3,43
M (kNm) 32,29 36,75 40,09 42,32 43,44 43,44 42,34
w (m) 0,0413 0,0415 0,0414 0,0410 0,0401 0,0388 0,0371
90 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems
3,39 3,88 4,36 4,85 5,33 5,82 6,30 6,79 7,27 7,75 8,24 8,72 9,21 9,69
-24,30 -25,22 -26,13 -27,05 -27,97 -28,89 -29,80 -30,72 -31,64 -32,56 -33,48 -34,39 -35,31 -36,23
-5,72 -8,02 -10,31 -12,61 -14,90 -17,20 -19,49 -21,78 -24,08 -26,37 -28,67 -30,96 -33,26 -35,55
40,12 36,79 32,35 26,80 20,13 12,35 3,46 -6,54 -17,66 -29,88 -43,22 -57,67 -73,23 -89,91
0,0350 0,0326 0,0297 0,0266 0,0232 0,0196 0,0160 0,0122 0,0086 0,0051 0,0019 -0,0009 -0,0032 -0,0047
De lft
Design and application for singular factory buildings
Post-processing in de lokale assenstelsels, elementnr. 4 Lengte
4,40
m
ux4 =
EA
1314600
kN
uz4 =
EI
24717
kNm2
φy4 =
0,0002
m
-0,0131
m
0,0024
rad
0,0000
m
uz5 =
0,0000
m
φy5 =
-0,0056
rad
0,60
kN/m
qz
0,00
kN/m
N (kN) -46,46 -46,60 -46,73 -46,86 -46,99 -47,13 -47,26 -47,39 -47,52 -47,65 -47,79 -47,92 -48,05 -48,18 -48,32 -48,45 -48,58 -48,71 -48,85 -48,98 -49,11
V (kN) 20,43 20,43 20,43 20,43 20,43 20,43 20,43 20,43 20,43 20,43 20,43 20,43 20,43 20,43 20,43 20,43 20,43 20,43 20,43 20,43 20,43
M (kNm) -89,91 -85,41 -80,92 -76,42 -71,93 -67,43 -62,94 -58,44 -53,95 -49,45 -44,95 -40,46 -35,96 -31,47 -26,97 -22,48 -17,98 -13,49 -8,99 -4,50 0,00
Ve rsi
x (m) 0,00 0,22 0,44 0,66 0,88 1,10 1,32 1,54 1,76 1,98 2,20 2,42 2,64 2,86 3,08 3,30 3,52 3,74 3,96 4,18 4,40
on T
qx
U
ux5 =
w (m) -0,0131 -0,0135 -0,0138 -0,0139 -0,0138 -0,0136 -0,0133 -0,0129 -0,0123 -0,0117 -0,0109 -0,0101 -0,0092 -0,0082 -0,0071 -0,0060 -0,0049 -0,0037 -0,0025 -0,0012 0,0000
91 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
F. Uitvoer van de spreadsheet
De lft
Het doel waar het in de spreadsheet uiteindelijk om gaat is de uitvoer van de constructieberekening. In dit hoofdstuk wordt de weergave gegeven van de totale constructieberekening zoals deze voor de referentiehal geldt. De uitvoer van deze constructieberekening moet overeenkomen met de berekening uit hoofdstuk 4 van de bundel “Berekening van referentiehal”. Door de te grote vervormingen bij belastingscombinatie 2 is het profiel van de hoofddraagconstructie aangepast van een IPE 300 naar een IPE 330. De afmetingen van de koudgevormde profielen is verder geoptimaliseerd zodanig dat exact voldaan wordt aan alle gestelde voorwaarden. Alle andere profielen blijken exact overeen te komen. Deze uitvoer is nu universeel toepasbaar voor elke willekeurige geometrie, die als vanzelfsprekend wel voldoet aan de gestelde vormgeving.
F.1 De uitvoer van de spreadsheet Algemene gebouwgegevens Veiligheidsklasse Referentieperiode
Jaar
Onbebouwd 2
U
Terrein Windgebied
2 15
8,1 4,6 18,3 40,4
m m m m
Hartmaat gebouwhoogte Hartmaat goothoogte Hartmaat gebouwbreedte Hartmaat gebouwlengte
7,7 4,4 18,0 40,0
m m m m
Aantal spanten Spantafstand Gebouwtype Grote dakranden Grote van overstek Zadeldakhelling Aantal kolommen in kopgevel
9 5,0 Open Geen 0,20 20,0 3
-m
Dakbeplating Wandbeplating Beplatingsruwheid
Sandwichpaneel Binnendoos+staalplaat Uitsteeksels > 40mm
on T
Uitwendige gebouwhoogte Uitwendige goothoogte Uitwendige gebouwbreedte Uitwendige gebouwlengte
Ve rsi
m ° --
Gewicht gordingen, verbanden Gewicht regels, verbanden Aantal gordingen per dakzijde Afstand tussen dakgordingen Aantal wandregels per gevel Afstand tussen wandregels
0,05 0,06 5 2,39 4 1,47
2
kN/m 2 kN/m -m -m
92 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening van factoren Cpe,loef,d
= 0,00
Windzuiging loefzijde
Cpe,loef,z
= -0,70
Winddruk lijzijde
Cpe,lij,d
= 0,00
Windzuiging lijzijde
Cpe,lij,z
= -0,55
Windfactor op gevel
Cpe,gevel
= 0,80
Windfactor op gevel
Cpe,gevel
= 0,40
Windoverdruk
Cpi,over
= 0,60
Windonderdruk
Cpi,onder
= -0,40
Windoverdruk kopgevel (gesloten)
Cpi,over
= 0,30
Windonderdruk kopgevel (gesloten)
Cpi,onder
= -0,30
Cdim factor
Cdim
= 0,94
Cf factor
Cf
= 0,04
Bel.factor ongunstig (pb)
γf;g;u
=
1,2
Bel.factor gunstig (pb)
γf;g;u
=
0,9
Bel.factor ongunstig (vb)
γf;q;u
=
1,3
Sneeuwvormfactor Sneeuwvormfactor
C1 C2
U
on T
= 0,60 = 0,93
ψt
= 0,87
Ve rsi
Correctiefactor
De lft
Winddruk loefzijde
93 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening van optredende belastingen pw Windstuwdruk
Wandbeplating
qe.g.
Gordingen, verbanden
qe.g.
Regels, verbanden
qe.g.
Sneeuwbelasting
prep,1
Sneeuwbelasting
prep,2
= 0,13 kN/m2 = 0,18 kN/m2 = 0,05 kN/m2 = 0,06 kN/m2 = 0,42 kN/m2 = 0,65 kN/m2
De lft
qe.g.
Ve rsi
on T
U
Dakbeplating
= 0,82 kN/m2
94 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening van belastingen algemeen Dak
v.b.
Sandwichpaneel
qe.g.
=
0,13
kN/m
2
Gordingen,verbanden
qe.g.
=
0,05
kN/m
2
Totaal e.g. dak
qe.g.
=
0,18
kN/m
2
Sneeuw
prep,1
=
0,42
kN/m
2
prep,2
=
0,65
kN/m
2
Wind
Windgebied: Gebouwhoogte:
De lft
e.g.
2 Onbebouwd 8,09 m
loefzijde: druk + onderdruk
*
0,94
*
0,87 = pw,rep
=
0,27
kN/m
2
*
0,94
*
0,87 = pw,rep
=
0,27
kN/m
2
0,94
*
0,87 = pw,rep
=
-0,86
kN/m
2
0,87 = pw,rep
=
-0,76
kN/m
2
ψt
=
0,87
Sandwichpaneel
qe.g.
=
0,18
kN/m
2
Regels,verbanden
qe.g.
=
0,06
kN/m
2
Totaal e.g. gevel
qe.g.
=
0,24
kN/m
2
( 0,00
+ -0,40 ) * 0,82
lijzijde: druk + onderdruk ( 0,00
+ -0,40 ) * 0,82
loefzijde: zuiging + overdruk -
0,60 ) * 0,82
*
U
( -0,70
lijzijde: zuiging + overdruk -
0,60 ) * 0,82
Ref. periode:
Gevel e.g.
v.b.
0,94
15
*
jaar
loefzijde: geveldruk - overdruk ( 0,80 - 0,60 ) * 0,82 * 0,94
Ve rsi
Wind
*
on T
( -0,55
lijzijde: gevelzuiging + overdruk ( 0,40 + 0,60 ) * 0,82 * 0,94
*
0,87 = pw,rep
=
0,13
kN/m
2
*
0,87 = pw,rep
=
0,66
kN/m
2
95 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening van belastingen op hoofdspant Eigengewicht Spant
Gewicht profiel:
Dak
5,0
*
= qe.g. = qe.g. qe.g.tot
=
0,50
kN/m
=
0,90
kN/m
=
1,40
kN/m
= qv.b. = qv.b.
=
1,82
kN/m
=
2,83
kN/m
= pw,rep
=
1,33
kN/m
= pw,rep
=
1,33
kN/m
= pw,rep
=
-4,32 kN/m
= pw,rep
=
-3,82 kN/m
= pw,rep
=
0,66
kN/m
= pw,rep
=
3,32
kN/m
IPE 330
0,18
Sneeuw 5,0
*
0,42
*
0,87
5,0
*
0,65
*
0,87
De lft
Zijde 1 Zijde 2 Wind
loefzijde: druk + onderdruk 5,0 * 0,27 lijzijde: druk + onderdruk 5,0 * 0,27 loefzijde: zuiging + overdruk 5,0 * -0,86 lijzijde: zuiging + overdruk 5,0 * -0,76
Dak
U
loefzijde: geveldruk - overdruk 5,0 * 0,13 lijzijde: gevelzuiging + overdruk 5,0 * 0,66
Gevel
B.C. 1
B.C. 2
B.C. 3
1,2 1,2
* *
e.g. e.g.
+ +
1,3 1,3
* Sneeuw loefzijde * Sneeuw lijzijde
= =
4,05 5,36
kN/m kN/m
1,2 1,2
* *
e.g. e.g.
+ +
1,3 1,3
* Wind loefdruk * Wind lijdruk
= =
3,41 3,41
kN/m kN/m
0,9 0,9
* *
e.g. e.g.
-
1,3 1,3
* Wind loefzuiging * Wind lijzuiging
= =
-4,35 kN/m -3,70 kN/m
Ve rsi
Profielkeuze
on T
Belastingcombinaties dak
IPE 330
Verticale belasting op fundering uit kolom Druk
Trek
Fvert;dr = 67,5 kN Fvert;tr = 38,7 kN
96 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Belastingscombinaties: B.C. 1
Eigengewicht en Sneeuw
2,83 1,82
kN/m
kN/m
De lft
1,40
hnok 8 m
hgoot
bgebouw
Profiel: B.C. 2
m
U
m
γeg
=
1,2
γsn
=
1,3
on T
Met belastingsfactoren:
18
4,40
kN/m
IPE 330
Eigengewicht en Windddruk
Ve rsi
1,33 kN/m
1,68
1,33
kN/m
kN/m
0,66 kN/m
bgebouw
Met belastingsfactoren:
18
γeg
=
1,2
γsn
=
1,3
3,32
kN/m
m
97 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Profiel:
IPE 330
B.C. 3
Eigengewicht en Windzuiging
-4,32 kN/m
1,40
kN/m
0,66 kN/m
3,32
bgebouw
=
0,9
γwind
=
1,3
IPE 330
Ve rsi
on T
Profiel:
γeg
m
kN/m
U
Met belastingsfactoren:
18
kN/m
De lft
-3,82
98 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Toetsing profielen van hoofdspant Knikcontrole voor centrisch belaste staven Onderdeel : Hoofdspant - kolom Staalkwaliteit : S235
fy
=
Profiel
IPE 330
λe
= = = =
35,5
mm
= ωbuc;y = ωbuc;z =
1471
kN
:
ly;buc
=
8.451
mm
A iy
lz;buc
=
1.467
mm
iz
Nc;s
49,2
=
kN
kromme b
De lft
Nc;u
NEN 6770 art. 12.1 B.C. 1 2 235 N/mm 93,9 6260 mm2 137,1 mm kromme a
0,87 0,91
u.c. as y-y =
Nc;s/(ωbuc;y*Nc;u) =
0,039
<
1
(12.1-1a)
u.c. as z-z =
Nc;s/(ωbuc;z*Nc;u) =
0,037
<
1
(12.1-1b)
Kipcontrole voor op buiging belaste staven Onderdeel: : Hoofdspant - kolom Staalkwaliteit : S235 Profiel : IPE 330 Lengte
=
4.400
mm
Afst. Kipstn
=
4.400
mm
Afst. NL.
=
0
mm
Stpt. Moment 1
=
0,0
Veldmoment
=
-44,8
Stpt. Moment 2
=
2
=
Kipcontole: β
=
λe
C2
Sprofiel C u.c. =
235
N/mm
2
kNm
tfl
=
-89,5
kNm
tw
=
0,0
kNm
Iy
=
Iz
=
It
=
28,2
*10 mm
W y;pl
=
800,0
*10 mm
U
93,9
kNm
= hprofiel = bprofiel =
330
mm
160
mm
11,5
mm
7,5 mm 11770 *104 mm4 4 4 788 *10 mm 4
4
3
3
=
0,00
My;u
=
188,0
kNm
=
1,00
Mke
=
354,0
kNm
=
1,00
λrel
=
0,73
=
1,80
ωkip
=
0,83
kromme a
=
0,00
Mkip
=
156,8
kNm
Ve rsi
C1
fy
on T
Σ Moment (q*l )
B* kred
NEN 6771 art. 12.2 B.C. 1
1407,6 8,03 My;max;s/(ωkip;y*My;u) = = =
0,571
<
1
(12.2-3)
Interactie:
u.c.
=
1,1
* ( 0,039 + 0,571 ) = 0,670 <
1
99 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Kipcontrole voor op buiging belaste staven Onderdeel: : Hoofdspant - dakligger Staalkwaliteit : S235 Profiel : IPE 330
NEN 6771 art. 12.2 B.C. 1
Lengte
=
9.579
mm
fy
=
235
Afst. Kipstn
=
2.395
mm
λe
=
93,9
Afst. NL.
=
165
mm
mm
=
-89,5
kNm
hprofiel = bprofiel =
330
Stpt. Moment 1
160
mm
Veldmoment
=
26,6
kNm
tfl
=
11,5
mm
Stpt. Moment 2
=
31,4
kNm
tw
=
7,5
mm
Iy
=
Iz
=
It
=
Σ Moment (q*l )
445
=
Kipcontole: β
=
-0,35
B* kred
=
0,93
=
1,00
C1
=
C2
=
My;u
=
188,0
kNm
1535,1 kNm 0,35
= =
3,10
ωkip
=
0,97
kromme a
-0,09
Mkip
=
181,5
kNm
0,493
10.590 mm 2.395 mm 36,5
=
3
*10 mm
Mke
Ve rsi
Nc;s
=
4
3
800,0
<
on T
lz;buc
=
4
*10 mm
=
Knikcontrole voor centrisch belaste staven Onderdeel : Hoofdspant - dakligger fy Staalkwaliteit : S235 λe Profiel : IPE 330 ly;buc
28,2
λrel
1407,6 75,81 My;max;s/(ωkip;y*My;u) = = =
11770 *104 mm4 4 4 788 *10 mm
W y;pl
U
Sprofiel C u.c. =
kNm
2
De lft
2
N/mm
(12.2-3)
A iy
= = =
NEN 6770 art. 12.1 B.C. 1 2 235 N/mm 93,9 6260 mm2 137,1 mm
iz
=
35,5
=
Nc;u = ωbuc;y = ωbuc;z =
kN
1
mm
1471,1 kN 0,78 0,00 0,77
0,00
u.c. as y-y =
Nc;s/(ωbuc;y*Nc;u) =
0,032
<
1
(12.1-1a)
u.c. as z-z =
Nc;s/(ωbuc;z*Nc;u) =
0,032
<
1
(12.1-1b)
Interactie:
u.c.
=
1,1
* ( 0,032 + 0,493 ) = 0,578 <
1
100 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Knikcontrole voor centrisch belaste staven Onderdeel : Hoofdspant - kolom Staalkwaliteit : S235
fy
=
Profiel
λe A iy
= = =
iz
=
Nc;u
=
ly;buc
=
lz;buc
=
Nc;s
IPE 330 12.136 mm 1.467 mm 67,5
=
kN
ωbuc;y = ωbuc;z =
35,5 mm 1471,1 kN 0,71 kromme a
De lft
:
NEN 6770 art. 12.1 B.C. 2 2 235 N/mm 93,9 6260 mm2 137,1 mm
0,91
kromme b
u.c. as y-y =
Nc;s/(ωbuc;y*Nc;u) =
0,049
<
1
(12.1-1a)
u.c. as z-z =
Nc;s/(ωbuc;z*Nc;u) =
0,104
<
1
(12.1-1b)
Kipcontrole voor op buiging belaste staven Onderdeel: : Hoofdspant - kolom Staalkwaliteit : S235 Profiel : IPE 330 4.400 mm Lengte = 4.400 mm Afst. Kipstn =
NEN 6771 art. 12.2 B.C. 2
fy
=
235
93,9
kNm
= hprofiel = bprofiel =
λe
N/mm
330
mm
160
mm
=
11,5
mm
=
7,5
2
Afst. NL.
=
0
Stpt. Moment 1
=
0
Veldmoment
=
-56,6
kNm
tfl
Stpt. Moment 2
=
-92,4
kNm
tw
2
=
83,6
kNm
Iy
=
Iz
=
It
=
28,2
*10 mm
W y;pl
=
800
My;u
=
188,0
*10 mm kNm kNm
U
on T
Σ Moment (q*l )
mm
Kipcontole: β B* kred C1 C2
0,00
Interactie:
4
4
3
3
=
0,99
Mke
=
344,1
=
1,00
λrel
=
0,74
=
1,75
ωkip
=
0,83
kromme a
=
0,00
Mkip
=
155,8
kNm
1407,6 7,81 My;max;s/(ωkip;y*My;u) = = =
Ve rsi
Sprofiel C u.c. =
=
mm 11770 *104 mm4 4 4 788 *10 mm
u.c.
=
1,1
0,593
<
1
* ( 0,104 + 0,593 ) = 0,767 <
(12.2-3) 1
101 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Kipcontrole voor op buiging belaste staven Onderdeel: : Hoofdspant - dakligger Staalkwaliteit : S235 Profiel : IPE 330 fy 9.579 mm Lengte = λe 2.395 mm Afst. Kipstn =
NEN 6771 art. 12.2 B.C. 2
=
235
=
93,9
N/mm
Afst. NL.
=
165
mm
mm
=
-92,4
kNm
hprofiel = bprofiel =
330
Stpt. Moment 1
160
mm
Veldmoment
=
3,7
kNm
tfl
11,5
mm
Stpt. Moment 2
=
22,0
kNm
2
=
311
kNm
Kipcontole: β
=
-0,24
B* kred
=
0,95
=
1,00
C1
=
1,40
=
-0,03
C2 Sprofiel C u.c. =
De lft
Σ Moment (q*l )
tw
=
Iy
=
Iz
=
It
=
4
3
3
=
188,0
Mke
=
727,5
kNm
λrel
=
0,51
ωkip
=
0,92
kromme a
=
173,3
kNm
<
=
A iy
= = =
iz
=
Nc;u
=
ωbuc;y = ωbuc;z =
kN
4
*10 mm
My;u
U
36,5
=
Ve rsi
Nc;s
=
28,2
*10 mm kNm
0,533
10.590 mm 2.395 mm
11770 *104 mm4 4 4 788 *10 mm 800
on T
lz;buc
=
mm
=
Knikcontrole voor centrisch belaste staven Onderdeel : Hoofdspant - dakligger fy Staalkwaliteit : S235 λe Profiel : IPE 330 ly;buc
7,5
W y;pl
Mkip
1407,6 35,93 My;max;s/(ωkip;y*My;u) = = =
=
2
1
(12.2-3)
NEN 6770 art. 12.1 B.C. 2 2 235 N/mm 93,9 6260 mm2 137,1 mm 35,5 mm 1471,1 kN 0,78 kromme a 0,77
kromme b
u.c. as y-y =
Nc;s/(ωbuc;y*Nc;u) =
0,074
<
1
(12.1-1a)
u.c. as z-z =
Nc;s/(ωbuc;z*Nc;u) =
0,050
<
1
(12.1-1b)
Interactie:
u.c.
=
1,1
* ( 0,074 + 0,533 ) = 0,668 <
1
102 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Kipcontrole voor op buiging belaste staven Onderdeel: : Hoofdspant - dakligger Staalkwaliteit : S235 Profiel : IPE 330 fy 9.579 mm Lengte = λe 2.395 mm Afst. Kipstn =
NEN 6771 art. 12.2 B.C. 3
=
235
=
93,9
N/mm
Afst. NL.
=
-165
mm
mm
=
79,0
kNm
hprofiel = bprofiel =
330
Stpt. Moment 1
160
mm
Veldmoment
=
-13,2
kNm
tfl
11,5
mm
Stpt. Moment 2
=
-0,1
kNm
2
=
420,8
kNm
Kipcontole: β
=
0,00
B* kred
=
0,92
=
1,00
C1
=
1,60
=
0,05
C2
De lft
Σ Moment (q*l )
=
tw
=
Iy
=
Iz
=
It
=
7,5
mm
11770 *104 mm4 4 4 788 *10 mm 28,2
3
=
800,0
My;u
=
188,0
*10 mm kNm
Mke
=
897,6
kNm
λrel
=
0,46
ωkip
=
0,94
kromme a
=
176,1
kNm
Mkip
Vervorming:
B.C. 1 Nok:
ue
=
33,6
mm
< l/250
Knie:
ue
=
10,6
mm
< h/150 =
B.C. 2 Nok:
ue
=
25,8
mm
< l/250
Knie:
ue
=
27,9
mm
< h/150 =
B.C. 3 Nok:
ue
=
13,6
mm
< l/250
Knie:
ue
=
17,7
mm
< h/150 =
U <
on T
0,448
1
(12.2-3)
=
=
=
72,0 mm 29,3 mm
72,0 mm 29,3 mm
72,0 mm 29,3 mm
Ve rsi
Vervorming:
4
3
W y;pl
1407,6 44,33 My;max;s/(ωkip;y*My;u) =
Vervorming:
4
*10 mm
Sprofiel C u.c. =
= =
2
103 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening kopgevelspant - dakrandligger Eigengewicht Spant Dak
Gewicht profiel:
IPE 140
0,18 * ( 2,50 + 0,20 )
= qe.g. = qe.g. qe.g.tot
=
0,13
kN/m
=
0,49
kN/m
=
0,62
kN/m
=
1,64
kN/m
Sneeuw 0,20 ) = qv.b.
De lft
Maximale belasting door sneeuw 0,65 * 0,87 * ( 2,50 + 0,20 + Wind
Maximale belasting door winddruk 1,33 / 5,00 * ( 2,50 + 0,20 +
0,20 ) = pw,rep
=
0,77
Maximale belasting door windzuiging -4,32 / 5,00 * ( 2,50 + 0,20 +
0,20 ) = pw,rep
=
-2,50 kN/m
Lveld =
kN/m
Belastingcombinaties B.C. 1
on T
U
4,79 m
Eigengewicht + Sneeuw
Ve rsi
Rekenwaarde eigengewicht en sneeuw cos 20 ( 1,2 * 0,62 + 1,30 * 1,64 ) = qd Veldlengte 9,0 / cos 20 Moment 1/8 *
B.C. 2
2,70
*
=
2,70
kN/m
/
2
= Lveld
=
4,79
m
4,79
2
= My;s;d
=
7,75
kNm
=
1,52
kN/m
=
4,37
kNm
Eigengewicht + Winddruk
Rekenwaarde eigengewicht en wind 1,20 * 0,62 * cos 20 1,30 * Moment 1/8 *
1,52
*
4,79
2
0,77 = qd
= My;s;d
104 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Normaalkracht ( 1,30 * ( 0,80 + 0,40 )*( 2,50 + 0,20 ) + 1,30 * 112 * 0,04 ) * 0,82 * 0,94 * 0,87 / cos 20 = Nc;s;d B.C. 3
= 7,11
kN
Eigengewicht - Windzuiging
Moment 1/8 * -2,73 *
4,79
2
= My;s;d
Normaalkracht ( 1,30 * ( 0,80 + 0,40 )*( 2,50 + 0,20 ) + 1,30 * 112 * 0,04 ) * 0,82 * 0,94 * 0,87 / cos 20 = Nc;s;d Profielkeuze
-2,73 kN/m
=
7,84
= 7,11
kNm
kN
Ve rsi
on T
U
IPE 140
=
De lft
Rekenwaarde eigengewicht en wind 0,90 * 0,62 * cos 20 1,30 * -2,50 = qd
105 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Toetsing profiel kopgevelspant - dakrandligger Kipcontrole voor op buiging belaste staven Onderdeel: : Kopgevelspant - dakligger Staalkwaliteit : S235 Profiel : IPE 140 fy 4.790 mm Lengte =
NEN 6771 art. 12.2 B.C. 1
=
235
N/mm
2
mm
λe
=
93,9
=
70
mm
mm
0,0
kNm
hprofiel = bprofiel =
140
=
73
mm
Veldmoment
=
-3,9
kNm
tfl
=
6,9
mm
Stpt. Moment 2
=
7,7
kNm
tw
=
4,7
mm
2
=
62
kNm
Iy
=
541
*10 mm
=
Afst. NL. Stpt. Moment 1
Σ Moment (q*l )
Kipcontole:
De lft
2.395
Afst. Kipstn
=
2,5
*10 mm
W y;pl
=
88,8
My;u
=
20,9
*10 mm kNm
Mke
=
30,7
kNm
λrel
=
0,83
=
0,78
kromme a
=
16,3
kNm
=
1,00
C1
=
1,51
ωkip
=
-0,08
Mkip
U
0,89
<
on T
0,475
Knikcontrole voor centrisch belaste staven Onderdeel : Kopgevelspant - dakligger fy Staalkwaliteit : S235 λe Profiel : IPE 140
lz;buc
=
1
(12.2-3)
NEN 6770 art. 12.1 B.C. 2 2 235 N/mm 93,9 1640 mm2 57,4 mm kromme a
=
4.790
mm
A iy
= = =
=
2.395
mm
iz
=
16,5
mm
Nc;u
=
385,4
kN
ωbuc;y = ωbuc;z =
0,74
=
7,1
Ve rsi
Nc;s
3
It
=
ly;buc
4
3
*10 mm
B* kred
483,2 10,75 My;max;s/(ωkip;y*My;u) =
4
44,9
0,00
= =
4
=
=
Sprofiel C u.c. =
4
4
Iz
β
C2
4
kN
kromme b
0,33
u.c. as y-y =
Nc;s/(ωbuc;y*Nc;u) =
0,025
<
1
(12.1-1a)
u.c. as z-z =
Nc;s/(ωbuc;z*Nc;u) =
0,056
<
1
(12.1-1b)
106 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Kipcontrole voor op buiging belaste staven Onderdeel: : Kopgevelspant - dakligger Staalkwaliteit : S235 Profiel : IPE 140 fy 4.790 mm Lengte =
NEN 6771 art. 12.2 B.C. 2
=
235
N/mm
2.395
mm
λe
=
93,9
=
70
mm
mm
0,0
kNm
hprofiel = bprofiel =
140
=
73
mm
Veldmoment
=
2,2
kNm
tfl
6,9
mm
Stpt. Moment 2
=
4,4
kNm
2
=
0
kNm
=
Afst. NL. Stpt. Moment 1
Σ Moment (q*l )
Kipcontole: β
=
0,00
B* kred
=
1,00
=
1,00
C1
=
1,80
=
0,00
C2 Sprofiel C u.c. =
tw
=
4,7
mm
Iy
=
541
*10 mm
u.c.
1,1
lz;buc
4
3
3
It
=
2,5
*10 mm
W y;pl
=
88,8
My;u
=
20,9
*10 mm kNm
Mke
=
38,2
kNm
λrel
=
0,7
ωkip
=
0,8
kromme a
=
17,3
kNm
0,253
<
1
* ( 0,056 + 0,253 ) = 0,340 <
(12.2-3)
1
= = =
NEN 6770 art. 12.1 B.C. 3 2 235 N/mm 93,9 1640 mm2 57,4 mm kromme a
=
=
4.790
mm
A iy
=
2.395
mm
iz
=
16,5
mm kN
7,1
kN
Nc;u = ωbuc;y = ωbuc;z =
385,4
=
Ve rsi
Nc;s
4
*10 mm
Knikcontrole voor centrisch belaste staven Onderdeel : Kopgevelspant - dakligger fy Staalkwaliteit : S235 λe Profiel : IPE 140 ly;buc
4
44,9
U
=
4
4
=
on T
Interactie:
4
Iz
Mkip
483,2 13,41 My;max;s/(ωkip;y*My;u) = = =
=
De lft
Afst. Kipstn
2
kromme b
0,74 0,33
u.c. as y-y =
Nc;s/(ωbuc;y*Nc;u) =
0,025
<
1
(12.1-1a)
u.c. as z-z =
Nc;s/(ωbuc;z*Nc;u) =
0,056
<
1
(12.1-1b)
107 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Kipcontrole voor op buiging belaste staven Onderdeel: : Kopgevelspant - dakligger Staalkwaliteit : S235 Profiel : IPE 140 fy 4.790 mm Lengte =
NEN 6771 art. 12.2 B.C. 3
=
235
N/mm
Afst. Kipstn
=
4.790
mm
λe
=
93,9
Afst. NL.
=
-70
mm
mm
=
0,0
kNm
hprofiel = bprofiel =
140
Stpt. Moment 1
73
mm
Veldmoment
=
3,9
kNm
tfl
6,9
mm
Stpt. Moment 2
=
7,8
kNm
2
=
0
kNm
Kipcontole: β
=
0,00
B* kred
=
1,00
=
1,00
C1
=
1,80
=
0,00
C2 Sprofiel C u.c. =
tw
=
4,7
mm
Iy
=
541
*10 mm
u.c.
Vervorming:
Vervorming:
4
4
3
3
*10 mm
It
=
2,5
*10 mm
W y;pl
=
88,8
My;u
=
20,9
*10 mm kNm
Mke
=
16,9
kNm
λrel
=
1,11
ωkip
=
0,59
kromme a
=
12,3
kNm
U
1,1
4
44,9
0,637
<
1
* ( 0,056 + 0,637 ) = 0,763 <
B.C. 1 ue = 16,3
mm
< h/250 =
19,2 mm
B.C. 2 ue =
9,2
mm
< h/250 =
19,2 mm
B.C. 3 ue = 16,5
mm
< h/250 =
19,2 mm
(12.2-3)
1
Ve rsi
Vervorming:
=
4
4
=
on T
Interactie:
4
Iz
Mkip
483,2 5,94 My;max;s/(ωkip;y*My;u) = = =
De lft
Σ Moment (q*l )
=
2
108 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening kopgevelspant - tussenkolom
Gevel
Wind
Dak Gevel
Dakbeplating, gordingen, verbanden 1,25 * 4,79 * 0,62 = Fe.g. Gevelbeplating, regels, verbanden ( 4,50 * 6,04 - 0,82 * 4,50 ) * 0,24 = Fe.g. Fe.g.tot Winddruk + Onderdruk (gesloten geval) 2,70 * ( 0,30 + 0,00 ) * 0,66 Winddruk + Onderdruk gesloten geval 4,50 * ( 0,80 - -0,30 ) * 0,66
6,04
kN
=
5,64
kN
=
9,34
kN
= pw,rep
=
0,54
kN/m
pw,rep
=
3,29
kN/m
qd
=
0,70
kN/m
qd
=
4,27
kN/m
Fd
=
11,21 kN
36,7
m
on T
Lkolom
B.C. 1
3,70
U
α=
Belastingcombinaties
=
De lft
Eigengewicht Dak
Eigengewicht + Wind
Ve rsi
Rekenwaarde windbelasting dak 1,30 * 0,54 = Rekenwaarde windbelasting gevel 1,30 * 3,29 = Rekenwaarde totaal eigengewicht 1,20 * 9,34 = Lengte tussenkolom 4,40 + 4,50 * tan 20 = Hoek tussen windverband en kolom -1 = tan * ( 4,50 / 6,04 ) Moment 1/8 * 4,27 * 6,04 2 = Normaalkracht ( 1,30 * ( 0,80 + 0,40 ) * 2,70 + 1,30 * 112 * 0,04 ) * 0,82 * 0,94 * 0,87 / tan 37 11,21 + 1,25 * 4,79 * 0,70 =
Lkolom =
6,04
m °
α
=
36,7
My;s;d
=
19,49 kNm
Nc;s;d
=
24,36 kN
Profielkeuze IPE 160
109 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Toetsing profiel kopgevelspant - tussenkolom
ly;buc
=
6.040
mm
A iy
= =
NEN 6770 art. 12.1 B.C. 1 2 235 N/mm 93,9 2010 mm2 65,8 mm kromme a
lz;buc
=
1.467
mm
iz
=
18,4
Nc;u
Nc;s
24,4
=
mm
kromme b
De lft
Knikcontrole voor centrisch belaste staven Onderdeel : Kopgevelspant - tussenkolom fy = Staalkwaliteit : S235 λe Profiel : IPE 160 =
kN
=
472
ωbuc;y = ωbuc;z =
0,68
kN
0,69
u.c. as y-y =
Nc;s/(ωbuc;y*Nc;u) =
0,076
<
1
(12.1-1a)
u.c. as z-z =
Nc;s/(ωbuc;z*Nc;u) =
0,074
<
1
(12.1-1b)
U
Kipcontrole voor op buiging belaste staven Onderdeel: : Kopgevelspant - tussenkolom Staalkwaliteit : S235 Profiel : IPE 160 fy 6.040 mm = Lengte = λe 1.467 mm Afst. Kipstn = = Stpt. Moment 1
=
0,0
kNm
hprofiel = bprofiel =
Veldmoment
=
19,5
kNm
tfl
=
80
=
mm
on T
Afst. NL.
NEN 6771 art. 12.2 B.C. 1
235
N/mm
2
93,9 160
mm
82
mm
7,4
mm mm
Stpt. Moment 2
=
0,0
kNm
tw
=
5
2
=
156
kNm
Iy
=
869
*10 mm
Iz
=
68,3
*10 mm
Σ Moment (q*l )
Kipcontole: β B* kred C2
Sprofiel C u.c. =
4
4
4
4
4
3
3
It
=
3,6
*10 mm
W y;pl
=
123
=
0,00
My;u
=
28,9
*10 mm kNm
=
0,00
Mke
=
54,6
kNm
=
1,00
λrel
=
0,73
=
1,13
ωkip
=
0,83
kromme a
=
-0,46
Mkip
=
24,1
kNm
0,808
<
1
Ve rsi
C1
4
561,9 16,15 My;max;s/(ωkip;y*My;u) = = =
(12.2-3)
Interactie:
u.c.
=
1,1
ue
= 31,2
* ( 0,076 + 0,808 ) = 0,972 <
1
Vervorming:
mm
< h/150 =
40,3 mm
110 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening kopgevelspant - middenkolom Eigengewicht Dak Gevel
Dakbeplating, gordingen, verbanden Fe.g. 2,00 * 0,38 * 4,79 * 0,62 Gevelbeplating, regels, verbanden ( 4,50 * 7,68 - 1,64 * 4,50 ) * 0,24 = Fe.g. Fe.g.tot
Dak
kN
=
6,52
kN
=
8,74
kN
Winddruk + Onderdruk gesloten geval 2,70 * ( 0,30 + 0,00 ) * 0,66 Winddruk + Onderdruk gesloten geval 4,50 * ( 0,80 + 0,30 ) * 0,66
= pw,rep
=
0,54
kN/m
= pw,rep
=
3,29
kN/m
= qd
=
0,70
kN/m
= qd
=
4,27
kN/m
= Fd
=
10,49 kN
U
Gevel
2,22
De lft
Wind
=
Belastingcombinatie B.C. 1
7,68 m
on T
Lkolom
Eigengewicht + Wind
Ve rsi
Rekenwaarde windbelasting dak 1,30 * 0,54 Rekenwaarde windbelasting gevel 1,30 * 3,29 Rekenwaarde totaal eigengewicht 1,20 * 8,74 Lengte middenkolom 8,09 - 0,41 Moment 1/8 * 4,27 * 7,68 2 Normaalkracht 2,00 * 0,38 * 4,79 * 0,70 + 10,49
= Lkolom =
7,68
= My;s;d
=
31,51 kNm
= Nc;s;d
=
13,00 kN
m
Profielkeuze
IPE 200
111 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Toetsing profiel kopgevelspant - middenkolom Knikcontrole voor centrisch belaste staven Onderdeel : Kopgevelspant - middenkolom fy = Staalkwaliteit : S235 Profiel
:
IPE 200
λe
= = = =
=
7.680
mm
lz;buc
=
1.467
mm
iz Nc;u
Nc;s
13,0
=
22,3
mm
kromme b
De lft
ly;buc
A iy
NEN 6770 art. 12.1 B.C. 1 2 235 N/mm 93,9 2850 mm2 82,5 mm kromme a
kN
=
669,8
ωbuc;y = ωbuc;z =
0,67
kN
0,78
u.c. as y-y =
Nc;s/(ωbuc;y*Nc;u) =
0,029
<
1
(12.1-1a)
u.c. as z-z =
Nc;s/(ωbuc;z*Nc;u) =
0,025
<
1
(12.1-1b)
U
Kipcontrole voor op buiging belaste staven Onderdeel: : Kopgevelspant - middenkolom Staalkwaliteit : S235 Profiel : IPE 200 fy 7.680 mm = Lengte = Afst. Kipstn
=
1.467
mm
Afst. NL.
=
100
mm
λe
=
0,0
kNm
Veldmoment
=
31,5
kNm
tfl
=
on T
Stpt. Moment 1
= hprofiel = bprofiel =
NEN 6771 art. 12.2 B.C. 1
235 93,9
N/mm
200
mm
100
mm
8,5
mm mm
2
Stpt. Moment 2
=
0,0
kNm
tw
=
5,6
2
=
252
kNm
Iy
=
1940
*10 mm
Iz
=
142
*10 mm
Σ Moment (q*l )
Kipcontole: β B* kred C2
Sprofiel C u.c. =
4
4
4
4
4
3
3
It
=
6,98
*10 mm
W y;pl
=
220
=
0,00
My;u
=
51,7
*10 mm kNm
=
0,00
Mke
=
125,7
kNm
=
1,00
λrel
=
0,6
=
1,13
ωkip
=
0,9
kromme a
=
-0,46
Mkip
=
45,2
kNm
0,698
<
1
Ve rsi
C1
4
727,3 23,54 My;max;s/(ωkip;y*My;u) = = =
(12.2-3)
Interactie:
u.c.
=
1,1
ue
= 36,6
* ( 0,029 + 0,698 ) = 0,799 <
1
Vervorming:
mm
< h/150 =
51,2 mm
112 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening kopgevelspant - windverbanden Wind Winddruk + Windzuiging 2,70 * ( 0,80 + 0,40 ) * 0,66
pw,rep
=
2,15
kN/m
De lft
Gevel
α=
53,3
°
=
2,80
kN/m
=
11,18 kN
B.C. 1
U
Belastingcombinatie Wind
Profielkeuze
on T
Rekenwaarde windbelasting gevel 1,30 * 2,15 Normaalkracht ( 2,80 + 1,30 * 112 * 0,66 / cos 53
40x40x4
Hoekstaal
Ve rsi
Staalkwaliteit Benodigd oppervlak Profieloppervlak Netto profieloppervlak Steek van de bouten Randafstand bouten Factor Netto drsn capaciteit Grensafschuifkracht Capaciteit hoekstaal u.c.
= 11,2
/
*
A Anet s e β Ft;u;d
0,04 ) = Nc;s;d
2 M12
+
Aben
= qd
= = = = = = = =
Fv;u;d = Nt;u;d = 43,7 = 0,256 <
S235 48 379 323 40 25 0,47 64,8
N/mm 2 mm 2 mm 2 mm mm mm
83,7
kN
43,7
kN
2
kN
1
113 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening dak - windverbanden Wind
16,2
19,7
8,23
kN
=
16,22 kN
=
19,72 kN
8,2
α = 43,8
on T
34,3
=
16,2
U
8,2
Belasting uit hoekkolom en wrijving (( 2,25 * 4,40 * 1,04 * ( 0,80 + 0,30 ) * 0,66 / 2,00 ) + 4,40 * 20,0 * 0,66 * Fd,1 0,04 ) * 1,30 Belasting uit tussenkolom 4,27 * 3,02 + 4,79 * 20,0 * 0,66 * 0,04 * 1,30 = Fd,2 Belasting uit middenkolom 4,27 * 3,84 + 4,79 * 20,0 * 0,66 * 0,04 * 1,30 = Fd,3
De lft
Gevel
34,3
Reactiekracht:
( 2,00 2,00
8,23 + 2,00
B.C. 1
* 16,22 + 19,72 ) / = RA RE
=
34,3
kN
=
34,3
kN
α
=
43,8
°
Normaalkracht 34,31 / cos 44
= Ft;s;d
=
47,5
kN
Extra belasting in dakligger 34,31 * tan 44
= Fbm
=
32,9
kN
=
34,3
kN
Ve rsi
Belastingcombinatie
*
Diagonalen
Hoek w.v.b.staaf met verticaal
Profielkeuze
Hoekstaal
B.C. 1
50x50x5
+
2 M16
Verticalen
Normaalkracht
Fc;s;d
Profielkeuze RHS 70x70x3
114 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
50x50x5
Staalkwaliteit Benodigd oppervlak Profieloppervlak Netto profieloppervlak Steek van de bouten Randafstand bouten Factor Netto drsn capaciteit Grensafschuifkracht Capaciteit hoekstaal = 47,5
/
Aben A Anet s e β Ft;u;d
= = = = = = = =
S235 202 480 390 70 40 0,567 85,3
N/mm 2 mm 2 mm 2 mm mm mm
120,4
kN
63,6
kN
2
Fv;u;d = Nt;u;d =
kN
63,6 = 0,747 <
1
Ve rsi
on T
U
u.c.
2 M16
+
De lft
Hoekstaal
115 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Toetsing profiel dakverband - verticale drukstaaf Knikcontrole voor centrisch belaste staven Onderdeel : Dakverband - drukstaaf fy Staalkwaliteit : S235 Profiel
:
=
λe
RHS 70x70x3
=
5.000
mm
lz;buc
=
5.000
mm
iz Nc;u
Nc;s
=
34,3
kN
= = = =
27,2
mm
kromme a
De lft
ly;buc
A iy
NEN 6770 art. 12.1 B.C. 1 2 235 N/mm 93,9 2 773 mm 27,2 mm kromme a
=
181,7
ωbuc;y = ωbuc;z =
0,23
kN
0,23
Nc;s/(ωbuc;y*Nc;u) =
0,817
<
1
(12.1-1a)
u.c. as z-z =
Nc;s/(ωbuc;z*Nc;u) =
0,817
<
1
(12.1-1b)
Ve rsi
on T
U
u.c. as y-y =
116 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening gevel - windverbanden Wind Gevel Fh
Reactiekracht uit dakverbanden
=
34,3
kN
Fh = 34,3 41,3
De lft
α
hgoot
Lspant h.o.h
5,0
Belasting combinaties Diagonalen
α
=
41,3
°
Normaalkracht 34,31 / cos 41
= Ft;s;d
=
45,7
kN
Extra kolombelasting 34,31 * tan 41
= Fcln
=
30,2
kN
on T
Hoek w.v.b.staaf met horizontaal
Profielkeuze
m
m
U
B.C. 1
4,40
50x50x5
Hoekstaal
Ve rsi
Staalkwaliteit Benodigd oppervlak Profieloppervlak Netto profieloppervlak Steek van de bouten Randafstand bouten Factor Netto drsn capaciteit Grensafschuifkracht Capaciteit hoekstaal
u.c.
= 45,7
/
2 M16
+
Aben
A Anet s e β Ft;u;d
= = = = = = = =
Fv;u;d = Nt;u;d = 63,6 = 0,719 <
S235 194 480 390 70 40 0,567 85,3
N/mm 2 mm 2 mm 2 mm mm mm
120,4
kN
63,6
kN
2
kN
1
117 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening dak - gordingen Eigengewicht Dak
Dakbeplating en gording 2,39 * 0,13 + 0,05
= qe.g.
=
0,36
kN/m
= qsn
=
1,36
kN/m
{maximaal aan loefzijde} Winddruk + Onderdruk 2,39 * ( 0,00 + -0,40 ) * 0,66 = qw,druk
=
0,64
kN/m
Windzuiging + Overdruk {maximaal aan loefzijde} 2,39 * ( -0,70 + 0,60 ) * 0,66 = qw,zuig
=
-2,07 kN/m
= qd
=
1,18
* -2,07 = qd
=
-2,38 kN/m
= qs
=
0,94
Sneeuw Sneeuwbelasting 2,39 * 0,65 *
{maximaal prep;2}
0,87
De lft
Dak
Wind Dak
{Sneeuwbelasting maatgevend voor neerwaarste belasting}
Belasting combinaties
0,9
*
1,3
*
0,64 ) *
0,36 ) * cos 20
1,3
(
0,36 + 0,64 ) * cos 20
kN/m
kN/m
Ve rsi
B.G.T.
(
1,2 * 0,36 + cos 20
U
B.C. 2
(
on T
B.C. 1
118 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Toetsing dubbelveldsgording - neerwaarste belasting 1
qlat
Mo;z
R
= 1/8 * qs;d * l = 1/8 * 1,18
5,00
2
= kh ↓ * qs;d = 0,097 * 1,18 = 1/8 * qlat * la2 0,115 = 1/8 * =
K↓
4
*
2
*
5,00
*
5000 *10 *
π
-3
=
12,17 4 π *
=
1+ 1+
0,0314 *R 0,3960 *R
=
1+ 1+
0,0314 * 0,3960 *
*10 2,1
Mz;s;d = Ф2;e
7,0
*10
4
5,34 5,34
*
on T * zb
My;s;d Iy;ef
+
Mz;s;d Iy;z
6 94,2 3,702 *10 * 4 213,7 * 10
=
217,8
Ve rsi
=
=
=
0,115
kN/m
=
0,358
kNm
=
5,339
=
0,375
=
0,134
Ns;d = 0
N/mm
2
≤
kNm 1
* yf;o
+
0,134 7,0
355
N/mm
2
6
28,3
*10 * 4 * 10 v
Ns;d = 0
(Toetsing max. treksp. in gesteunde flens t.p.v. middenstnpnt.) σa
kNm
Mo;z
(Toetsing max. druksp. in ongesteunde flens t.p.v. middenstnpnt.) =
3,702
4
5
= 0,375 * 0,358
σa
=
La * Ed * If;z
4
U
Ф2;e
*
De lft
My;s;d
2
1
* zo
My;s;d Iy;ef
6
=
3,702 213,7
*10 * 4 * 10
=
136,4
N/mm
2
78,8
≤
355
N/mm
2
v
(Omdat gebruik wordt gemaakt van gordingensteunen is toetsing buiging + oplegreactie n.v.t.)
119 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
(Toetsing combinatie buiging en afschuiving noodzakelijk) sp
λw;rel = 0,346
fy;d
*
t 171 1,8
= 0,346
Ed 355 5 2,1 *10
*
1,392
0,83 < λ ≤ 1,40
τ w / fy;d = →
τw
0,48 / λ
= 0,34
355
=
*
0,34 = 122,4 N/mm2
Vz;u;d = τw * = 122,4 *
sp 171
* *
t 1,8
Vz;s;d = 0,63 = 0,63
qs;d 1,18
* *
l 5,00 =
* *
Toetsing combinatie buiging, afschuiving (Voor max. druksp. t.p.v. hoekpnt. flens - lijf)
fy;d (
)
2
Vz;s;d
218 355
(
+
)
2
Vz;u;d
3,7 36,7
(
+
)
2
)
2
→
η1
=
0,526
η2
=
22,80
η3
=
2,120
η4
=
-0,108
=
5
m
lbuc
=
η1
*
Ve rsi
la
la
= 0,526 *
5,00 (1
=
mm
1278
1
{art.D3.3 van NEN 6773}
η2
1+
= 0,387 ≤
1
v
Toetsing stabiliteit van ongesteunde gedrukte flens 0
3,7 kN
{art.11.3.1 van NEN 6773}
on T
=
= 36,7 kN
U
σa
(
Aantal steunen per veld:
=
De lft
Omdat speciale voorziening en:
{art.11.2.4.2}
22,80
*
Ra
*
5
η3
2,120
) )
η4
-0,108
Relatieve slankheid
λrel
=
lbuc If;z
1 *
π
*
fy;b;d Ed
Af
120 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
1278 4 7,0 * 10 170,3
=
= Berekening met instabiliteitskromme:
1 π
*
355
*
5
2,1
* 10
0,827
a
αk
= 0,21
λ0
=
1
0,2
My;s;d 1 *( ωbuc Iy;ef =
1 0,78
*
zb
*
fy;b;d 3,70 213,7
*(
0,743
=
≤
1
Toetsing van vervormingen =
6
*10 * 4 *10 *
fy;b;d
94,2 355
6
0,134 7,0
)+
28,3 355
*10 * 4 *10 *
v
1
4
2
*
qs;d
*
l
369
*
Ed
*
Iy;ef
2 369
* 0,937 * 2,1
* 5 *10 *
= 1/250 * 5000 =
20,0
5000 213,7 mm
4
=
4
*10 ≥
7,1
7,1
mm
mm v
Ve rsi
δtoel.
yf;o
Mz;s;d * If;z *
on T
=
)+
U
δmax
De lft
ωbuc = 0,78
121 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Toetsing dubbelveldsgording - opwaarste belasting
My;s;d
qlat
= 1/8 * qs;d * l2 -2,383 = 1/8 *
*
5,00
2
=
7,45
kNm
= 9/128 * qs;d * l2 = 9/128 -2,383
*
5,00
2
=
4,19
kNm
= kh ↑ * qs;d = 0,053 * -2,383 = 9/128* -0,127 =
=
Ф2;e
K↑ 4
π
4
*
-3
*10 2,1
4
π * 11+
=
11+
5,00
=
0,0141 * 0,4160 *
4,772 = 4,772
Ve rsi =
0,312
-0,224
*
= -0,070
Ns;d = 0
6
kNm 1
94,2
*10 * 4 * 10
N/mm
2
≤
355
My;s;d Iy;ef
N/mm
2
v
Ns;d = 0
(Toetsing max. treksp. in ongesteunde flens t.p.v. middenstnpnt.) σa
*10
4,772
4
My;s;d * zb Iy;ef
328,3
=
=
7,0
Mo;z
*
0,312
7,446 213,7
=
kNm
0,0141 *R 0,4160 *R
(Toetsing max. druksp. in gesteunde flens t.p.v. middenstnpnt.) σa
= -0,224
* 5000 4 5 *10 *
on T
Mz;s;d = Ф2;e =
2
la * Ed * If;z
10,88
=
*
U
R
= -0,127 kN/m
De lft
My;s;d
1
* zb
6
=
7,446 213,7
*10 * 4 * 10
=
274,4
N/mm
2
78,8
≤
355
N/mm
2
v
122 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
(Toetsing max. druksp. in ongesteunde flens t.p.v. max. Mveld) =
* zb
My;s;d Iy;ef
=
4,188 213,7
=
213,1
+
N/mm
2
* yf;o
Mz;s;d Iy;z
6 *10 * 94,2 4 * 10
1
6
0,070 7,0
+
355
≤
28,3
*10 * 4 * 10 N/mm
2
v
De lft
σa
Ns;d = 0
(Omdat gebruik wordt gemaakt van gordingensteunen is toetsing buiging + oplegreactie n.v.t.) (Toetsing combinatie buiging en afschuiving noodzakelijk) sp
λw;rel = 0,346
fy;d
*
t 171 1,8
= 0,346
Ed
355 2,1 *105
*
= 1,392
0,83 < λ ≤ 1,40
τ w / fy;d = →
τw
0,48 / λ
= 0,34
U
Omdat speciale voorziening en:
{art.11.2.4.2}
*
0,34 = 122,4 N/mm2
* *
t 1,8
=
36,68
kN
* qs;d * * -2,38 *
l 5,00
=
-7,45
kN
355
=
Vz;u;d = τw * = 122,4 *
on T
sp 171
Vz;s;d = 0,63 = 0,63
Toetsing combinatie buiging, afschuiving (Voor max. druksp. t.p.v. hoekpnt. flens - lijf) σa
(
Ve rsi
fy;d
)
=
(
2
328,3 ) 355
Vz;s;d
(
+
2
Vz;u;d
(
+
7,45 36,7
)
2
)
2
= 0,897 ≤
1 v
Toetsing stabiliteit van ongesteunde gedrukte flens l0
= 0,75
*
R0
=
K↑
*
=
1
{art.11.3.1 van NEN 6773}
4
π
10,88 4 π *
{art.D3.3 van NEN 6773}
l
= 3,75
4
l0 * Ed * If;z -3
*10 2,1
* 5 *10 *
3750 7,0
4 4
*10
=
1,510 v
123 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
lbuc
l0
=
0,7
*
=
0,7
* 3750
=
1744
(1+
13,1 *
(1+
13,1 *
R0
1,6
)
1,510
-0,125
1,6 -0,125
)
mm
Relatieve slankheid lbuc If;z
=
Af
1744 7,0 170,3
=
=
*
1,129
Berekening met instabiliteitskromme:
a
αk λ0
π
fy;b;d
*
Ed
De lft
λrel
1
* 10
4
1 π
*
*
355 2,1 * 105
= 0,21 =
1
0,2
ωbuc = 0,576 *
zb
*
fy;b;d
Mz;s;d * If;z *
U
My;s;d 1 *( ωbuc Iy;ef 1 0,58
*(
=
0,982
≤
yf;o fy;b;d
4,19 106 94,2 0,07 )+ 7,0 213,7 104 355
on T
=
)+
28,3 355
v
Ve rsi
1
6
*10 * 4 *10 *
124 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening langsgevel - wandregels Wind {maximale geval} Winddruk + Onderdruk 1,47 * ( 0,80 + -0,40 ) * 0,66
= qw,druk
=
1,17
kN/m
Windzuiging + Overdruk {maximale geval} 1,47 * ( 0,40 + 0,60 ) * 0,66
= qw,zuig
=
0,97
kN/m
Belasting combinaties (
1,3
*
1,17
)
B.C. 2
(
1,3
*
0,97
)
B.G.T.
(
1,0
*
1,17
)
= qd
=
1,52
kN/m
= qd
=
1,27
kN/m
= qs
=
1,17
kN/m
Ve rsi
on T
U
B.C. 1
De lft
Gevel
125 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Toetsing enkelveldswandregel - langsgevel, drukkende belasting 1
qlat
Mo;z
R
= 1/8 * qs;d * l 1,520 = 1/8 *
5,00
2
= kh ↓ * qs;d = 0,139 * 1,52 = 1/8 * qlat * la2 = 1/8 * 0,212 =
K↓
4
*
*
5,00
2
π
-3
12,45 4 π *
=
11+
0,0225 *R 1,0130 *R
=
11+
0,0225 * 1,0130 *
*10 2,1
*
5000 4 10,5 *10 *
=
5
4
*10
3,63 3,63
on T
Mz;s;d = Ф1;m * Mo;z = 0,197 * 0,662
sw
200
≤
=
0,212
kN/m
=
0,662
kNm
=
3,626
=
0,197
=
0,130
kNm 1
275 mm
{Criteria D.2 van NEN 6773}
=
* zo
My;s;d Iy;ef
+
6
=
4,749 293,2
*10 * 4 * 10
=
137,3
N/mm
2
Mz;s;d Iy;z
=
* yf;o
+
0,000 10,5
355
N/mm
84,8
≤
2
6
*10 * 4 * 10
36,7
v
Ns;d = 0
(Toetsing max. druksp. in gesteunde flens t.p.v. midden v/h veld) σa
kNm
= 3,17 ≤ 3,75 0 kNm → Mz;s;d =
Ve rsi
σa
=
4,75
Ns;d = 0
(Toetsing max. treksp. in ongesteunde flens t.p.v. midden v/h veld)
sw/b
=
la * Ed * If;z
4
U
Ф1;m
*
De lft
My;s;d
2
1
* zb
My;s;d Iy;ef
6
=
4,749 293,2
*10 * 4 * 10
=
186,7
N/mm
2
115,2
≤
355
N/mm
2
v
126 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Toetsing van vervormingen
1
{Conservatieve berekening, Iy;ef mag vergroot worden}
δmax
=
=
*
qs;d
*
l
384
*
Ed
*
Iy;ef
5 384
* 1,169 * 2,1
* 5 *10 *
= 1/250 * 5000 =
5000 293,2
20,0
mm
4 4
*10 ≥
=
15,5
mm
15,5 mm
De lft
δtoel.
4
5
Ve rsi
on T
U
v
127 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Toetsing enkelveldswandregel - langsgevel, trekkende belasting
qlat
Mo;z
R
= 1/8 * qs;d * l2 1,266 = 1/8 *
5,00
2
= kh ↑ * qs;d = 0,297 * 1,266 = 1/8 * qlat * la2 = 1/8 * 0,376 =
=
K↑ 4
π
4
*
*
5,00
*
5000 5 *10 *
2
-3
11,21
*10 2,1
4
π *
=
11+
0,0225 *R 1,0130 *R
=
11+
0,0225 * 1,0130 * Mo;z *
10,5
4
*10
My;s;d Iy;ef
3,958 293,2
=
244,1
Ve rsi
=
=
My;s;d Iy;ef
=
3,958 293,2
=
114,4
* zb
+
0,346
0,38
kN/m
=
1,18
kNm
=
3,265
=
0,253
6
115,2
*10 * 4 * 10
N/mm
2
1
0,253 10,5
+
≤
kNm
* yf;o
Mz;s;d Iy;z
355
6
*10 * 4 * 10 N/mm
36,7
2
v
Ns;d = 0
1
* zo
6
84,8
*10 * 4 * 10 N/mm
2
≤
355
(Toetsing combinatie buiging en afschuiving noodzakelijk) λw;rel =
=
Ns;d = 0
(Toetsing max. treksp. in gesteunde flens t.p.v. midden v/h veld) σa
kNm
0,215
1,175
(Toetsing max. druksp. in ongesteunde flens t.p.v. midden v/h veld) =
3,96
4
3,265 = 3,265
on T
Mz;s;d = Ф1;m * = 0,215
σa
=
la * Ed * If;z
U
Ф1;m
*
De lft
My;s;d
N/mm
2
v
{art.11.2.4.2 van NEN 6773}
sp t
fy;d Ed
128 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
→
τw
= 1,612
1,40 < λ
Omdat links en rechts bevestigd aan spantbeen en:
τ w / fy;d =
355 2,1 *105
198 1,8
= 0,346 *
0,48 / λ
= 0,3
355
=
*
0,3
= 105,7 N/mm2
sp 198
* *
t 1,8
=
36,68
kN
Vz;s;d = =
qs;d 1,27
* *
l 5,00
=
3,17
kN
0,5 0,5
* *
Toetsing combinatie buiging, afschuiving (Voor max. druksp. t.p.v. hoekpnt. flens - lijf) σa
(
fy;d
{art.11.3.1 van NEN 6773}
)
2
(
+
244,1 355
(
)
Vz;s;d
Vz;u;d
2
3,17 36,68
(
+
0,480
=
≤
on T = 5,00 m
R0
=
4
π
=
11,21 4 π *
=
0,7
Ve rsi
lbuc
K↑
=
0,7
)
2
1
v
Toetsing stabiliteit van ongesteunde gedrukte flens l0
1
2
)
U
=
De lft
Vz;u;d = τw * = 105,7 *
{art.D3.3 van NEN 6773}
4
*
l0 * Ed * If;z -3
*10 2,1
l0
*
5000 10,5
*
5
*10 *
4
*10
=
4
3,265 v
R0
( 1 + 13,1 *
* 5000 ( 1 + 13,1 * 3,26
1,6
)
-0,125
1,6
)
-0,125
= 2000 mm
Relatieve slankheid
λrel
=
=
=
lbuc
1
If;z
*
π
fy;b;d
*
Ed
Af 2000 10,5 188,7
* 10
4
*
1 π
*
355 2,1 * 105
1,110
129 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening met instabiliteitskromme:
a
αk
= 0,21
λ0
=
1
0,2
ωbuc = 0,59 My;s;d 1 *( ωbuc Iy;ef
*
zb
*
fy;b;d
)+
1 0,589
*(
3,958 293,2
=
0,993
≤
1
6
*10 * 4 *10 *
fy;b;d 115,2 355
)+
0,253 10,5
6
*10 * 4 *10 *
36,7 355
De lft
=
yf;o
Mz;s;d * If;z *
Ve rsi
on T
U
v
130 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening kopgevel - wandregels Wind {maximale geval} Winddruk + Onderdruk 1,47 * ( 0,80 + -0,30 ) * 0,66
= qw,druk
=
1,07
kN/m
Windzuiging + Overdruk {maximale geval} 1,47 * ( 0,80 + 0,30 ) * 0,66
= qw,zuig
=
1,07
kN/m
Belasting combinaties (
1,3
*
1,07
)
B.C. 2
(
1,3
*
1,07
)
B.G.T.
(
1,0
*
1,07
)
= qd
=
1,39
kN/m
= qd
=
1,39
kN/m
= qs
=
1,07
kN/m
Ve rsi
on T
U
B.C. 1
De lft
Gevel
131 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Toetsing enkelveldswandregel - kopgevel, drukkende belasting 1
qlat
Mo;z
R
= 1/8 * qs;d * l 1,393 = 1/8 *
4,50
2
= kh ↓ * qs;d = 0,130 * 1,39 = 1/8 * qlat * la2 = 1/8 * 0,181 =
K↓
4
*
2
*
4,50
*
4500 *10 *
π
-3
=
11,48 4 π *
=
11+
0,0225 *R 1,0130 *R
=
11+
0,0225 * 1,0130 *
*10 2,1
9,0
4
*10
2,57 2,57
on T = 200,0 ≤
0,181
kN/m
=
0,458
kNm
=
2,569
=
0,262
=
0,120
kNm 1
275 mm
{Criteria D.2 van NEN 6773}
=
* zo
My;s;d Iy;ef
+
6
=
3,526 288,5
*10 * 4 * 10
=
105,2
N/mm
2
Mz;s;d Iy;z
=
* yf;o
+
0,000 9,0
355
N/mm
86,1
≤
2
6
*10 * 4 * 10
34,6
v
Ns;d = 0
(Toetsing max. druksp. in gesteunde flens t.p.v. midden v/h veld) σa
=
= 3,39 ≤ 3,75 0 kNm → Mz;s;d =
Ve rsi
σa
kNm
Ns;d = 0
(Toetsing max. treksp. in ongesteunde flens t.p.v. midden v/h veld) sw
3,53
4
5
Mz;s;d = Ф1;m * Mo;z = 0,262 * 0,458
sw/b
=
la * Ed * If;z
4
U
Ф1;m
*
De lft
My;s;d
2
1
* zb
My;s;d Iy;ef
6
=
3,526 288,5
*10 * 4 * 10
=
139,2
N/mm
2
113,9
≤
355
N/mm
2
v
132 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Toetsing van vervormingen
1
{Conservatieve berekening, Iy;ef mag vergroot worden}
δmax
=
=
*
qs;d
*
l
384
*
Ed
*
Iy;ef
5 384
* 1,072 * 2,1
* 5 *10 *
= 1/250 * 4500 =
4500 288,5
18,0
mm
4
*10 ≥
4
9,4
=
9,4
mm
mm
De lft
δtoel.
4
5
Ve rsi
on T
U
v
133 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Toetsing enkelveldswandregel - kopgevel, trekkende belasting
Mo;z
R
4,50
= 1/8 * qlat * la2 = 1/8 * 0,386
=
K↑
4
*
π
10,28 4
π *
-3
*10 2,1
=
1 - 0,0225 * R 1 + 1,0130 * R
=
11+
*
4,50
*
4500 5 *10 *
0,0225* 1,013* Mo;z *
on T My;s;d Iy;ef
3,526 288,5
=
246,6
Ve rsi
=
=
My;s;d Iy;ef
=
3,526 288,5
=
105,2
9,0
=
kNm
=
0,39
kN/m
=
0,98
* zb
+
6
=
2,301
=
0,278
kNm
0,346
0,285
2
1
0,278 9,0
+
≤
kNm
* yf;o
Mz;s;d Iy;z
113,9
*10 * 4 * 10
N/mm
4
*10
Ns;d = 0
355
6
*10 * 4 * 10 N/mm
34,6
2
v
Ns;d = 0
1
* zo
6
86,1
*10 * 4 * 10 N/mm
2
≤
355
(Toetsing combinatie buiging en afschuiving noodzakelijk) λw;rel =
3,53
4
0,978
(Toetsing max. treksp. in gesteunde flens t.p.v. midden v/h veld) σa
2
2,301 2,301
(Toetsing max. druksp. in ongesteunde flens t.p.v. midden v/h veld) =
=
la * Ed * If;z
4
Mz;s;d = Ф1;m * = 0,285
σa
2
= kh ↑ * qs;d = 0,277 * 1,393
=
Ф1;m
*
De lft
qlat
= 1/8 * qs;d * l2 1,393 = 1/8 *
U
My;s;d
N/mm
2
v
{art.11.2.4.2 van NEN 6773}
sp t
fy;d Ed
134 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
→
τw
= 1,612
1,40 < λ
Omdat links en rechts bevestigd aan spantbeen en:
τ w / fy;d =
355 2,1 *105
198 1,8
= 0,346 *
0,48 / λ
= 0,3
355
=
*
0,3
= 105,7 N/mm2
sp 198
* *
t 1,8
=
36,68
kN
Vz;s;d = =
qs;d 1,39
* *
l 4,50
=
3,13
kN
0,5 0,5
* *
Toetsing combinatie buiging, afschuiving (Voor max. druksp. t.p.v. hoekpnt. flens - lijf) σa
(
fy;d
{art.11.3.1 van NEN 6773}
)
2
(
+
246,6 355
(
)
Vz;s;d
Vz;u;d
2
3,13 36,68
(
+
=
0,490
≤
on T = 4,50 m
R0
=
=
4
π
2
v {art.D3.3 van NEN 6773}
4
*
l0 * Ed * If;z -3
10,28 4 π *
*10 2,1
l0
4500 9,0
*
5
*10 *
4
*10
=
4
2,301 v
=
0,7
*
( 1 + 13,1 *
R0
=
0,7
* 4500 ( 1 + 13,1 *
2,3
Ve rsi
lbuc
K↑
)
1
Toetsing stabiliteit van ongesteunde gedrukte flens l0
1
2
)
U
=
De lft
Vz;u;d = τw * = 105,7 *
1,6
)
-0,125
1,6
)
-0,125
= 1928 mm
Relatieve slankheid
λrel
=
=
=
lbuc
1
If;z
*
π
fy;b;d
*
Ed
Af 1928 9,0 181,7
* 10
4
*
1 π
*
355 2,1 * 105
1,137
135 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Berekening met instabiliteitskromme:
a
αk
= 0,21
λ0
=
1
0,2
ωbuc = 0,57 My;s;d 1 *( ωbuc Iy;ef
*
zb
*
fy;b;d
)+
1 0,571
*(
3,526 288,5
=
0,989
≤
1
6
*10 * 4 *10 *
fy;b;d 113,9 355
)+
0,278 9,0
6
*10 * 4 *10 *
34,6 355
De lft
=
yf;o
Mz;s;d * If;z *
Ve rsi
on T
U
v
136 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Uittrekstaat van totale hal Sub-onderdeel kolom 1 kolom 2 dakligger 1 dakligger 2
Profiel IPE 330 IPE 330 IPE 330 IPE 330
Lengte (m) 4,40 4,40 9,58 9,58
Gewicht (kg) 220,44 220,44 479,91 479,91 1400,70
€ / kg 0,917 0,917 0,917 0,917
Totaal prijs € 202,14 € 202,14 € 440,08 € 440,08 € 1.284,44
Hoofdonderdeel Kopgevelspant Kopgevelspant Kopgevelspant Kopgevelspant Kopgevelspant Kopgevelspant Kopgevelspant Kopgevelspant Kopgevelspant Kopgevelspant
Sub-onderdeel kolom 1 kolom 2 dakligger 1 dakligger 2 tussenkolom 1 tussenkolom 2 middenkolom extra hoekkolom extra hoekkolom 2x windverband
Profiel IPE 140 IPE 140 IPE 140 IPE 140 IPE 160 IPE 160 IPE 200 IPE 140 IPE 140 40x40x4
Lengte (m) 4,40 4,40 9,58 9,58 6,04 6,04 7,68 4,40 4,40 7,53
Gewicht (kg) 58,08 58,08 126,44 126,44 97,24 97,24 175,87 58,08 58,08 37,21 892,78
€ / kg 0,914 0,914 0,914 0,914 0,900 0,900 0,900 0,914 0,914 0,921
Totaal prijs € 53,06 € 53,06 € 115,51 € 115,51 € 87,51 € 87,51 € 158,27 € 53,06 € 53,06 € 34,25 € 810,77
Hoofdonderdeel Koppelstaven Windverband Windverband
Sub-onderdeel 32 x drukbuis 16x dakverband 8x gevelverband
Profiel RHS 70x70x3 50x50x5 50x50x5
Lengte (m) 5,00 6,92 6,66
Gewicht (kg) 985,60 425,40 204,61 1615,61
€ / kg 2,03 0,921 0,921
Totaal prijs € 2.003,20 € 391,58 € 188,34 € 2.583,12
Hoofdonderdeel Wandregel Wandregel Wandregel Wandregel Dakgording Dakgording
Sub-onderdeel langsgevel 1 langsgevel 2 kopgevel 1 kopgevel 2 dakzijde 1 dakzijde 2
Gewicht (kg) 767,10 767,10 421,60 421,60 851,73 851,73 4080,86
€ / kg 0,645 0,645 0,645 0,645 0,645 0,645
Totaal prijs € 494,78 € 494,78 € 271,93 € 271,93 € 549,36 € 549,36 € 2.632,16
on T
U
De lft
Hoofdonderdeel Hoofdspant Hoofdspant Hoofdspant Hoofdspant
Ve rsi
Profiel 4x C-profiel 4x C-profiel 4+1x C-profiel 4+1x C-profiel 5x Z-gording 5x Z-gording
Lengte (m) 40,00 40,00 18,00 18,00 40,00 40,00
Totalen Totaal worden 7 hoofdspanten toegepast Totaal worden 2 kopgevelspanten toegepast Totaal aan verbanden en koppelstaven Totaal aan warmgewalste producten
Gewicht (kg) 9804,91 1785,55 1615,61 13206,07
Totalen Totaal aan wandregels Totaal aan dakgordingen Totaal aan koudgewalste producten
Gewicht (kg) 2377,41 kg 1703,45 kg 4080,86 kg
kg kg kg kg
→ → →
Totaal prijs € 8.991,11 € 1.621,55 € 2.583,12 € 13.195,77
→ →
Totaal prijs € 1.533,43 € 1.098,73 € 2.632,16
17287 kg Totale gewicht van de constructie, exclusief verbindingsmiddeling en afbouwconstructie € 15.828 Totale kosten van de constructie, exclusief verbindingsmiddeling en afbouwconstructie (De gegeven kostprijs is gebaseerd op www.staalprijzen.nl en dient als indicatief beschouwd te worden)
137 Cor van Zandwijk – mei 2006
Lightweight cold rolled steel construction systems Design and application for singular factory buildings
Literatuurlijst Prof.dr.ir. J. Blaauwendraad, “Eindige-elementenmethode voor staafconstructies”, tweede druk 2000.
[2]
Ir. J. Blaauwendraad, ir. A.W.M. Kok, “Elementenmethode”, deel 1, uitgave 1973.
[3]
Ir. J. Blaauwendraad, “Formalisme en inzicht in mechanica-modellen”, uitgave Rijkswaterstaat, september 1973.
[4]
C. Hartsuijker, W.J. Welleman, “Statisch onbepaalde constructies, Constructiemechanica 3”, uitgave januari 2004, Civiele Techniek TU Delft.
[5]
David C. Lay, “Linear Algebra and its applications”, second edition 2000.
[6]
Ir. H.M.G.M. Steenbergen, Prof.ir. F.S.K. Bijlaard, ‘Toetsingsregels voor kipstabiliteit verbeterd’, Bouwen met Staal nr. 161, augustus 2001.
Ve rsi
on T
U
De lft
[1]
138 Cor van Zandwijk – mei 2006