Brug project - Techniekvenlo · Dit ontwerpverslag bevat een plan van aanpak, waarin wij aangeven...

Brug project Van idee tot uitvoering

Eindrapport

De Haagse Hogeschool Technology, Innovation & Society Delft WPV1a1


Eindrapport

De Haagse Hogeschool Technology, Innovation & Society Delft WPV1a1 Stijn Koppen Rick Caljouw Marco Ton Vincent Goutier Myron Danje Marinus Schoute Niek van Stijn Jon Kortram Dennis Giezeman Versie 18 januari 2012

Inhoud 1 Inleiding ............................................................................................................. 4 2 Samenvatting ...................................................................................................... 5 3 Summary ............................................................................................................ 6 4 Algemene gebruikte theorie ............................................................................... 7

4.1 Spanning ............................................................................................................................ 7 4.2 Elasticiteitsmodulus ......................................................................................................... 8 4.3 Doorbuiging ..................................................................................................................... 8 4.4 Lineair-traagheidsmoment .............................................................................................. 8 4.5 Buigend moment ............................................................................................................. 8

5 Algemeen gebruikte gegevens ........................................................................... 9 6 Plan van aanpak ................................................................................................ 10

6.1 Projectopdracht .............................................................................................................. 10 6.2 Pakket van eisen en wensen ......................................................................................... 10 6.3 Projectgrenzen ................................................................................................................ 11 6.4 Projectorganisatie ........................................................................................................... 12 6.5 Planning ........................................................................................................................... 13

7 Technisch Onderzoek ....................................................................................... 14 7.1 Materiaaleigenschappen ................................................................................................ 14 7.2 Beproevingsmethode ..................................................................................................... 14 7.3 Uitleg trekkromme ......................................................................................................... 15 7.4 Resultaten ........................................................................................................................ 16 7.5 Normverwijzingen ......................................................................................................... 18

8 Onderzochte ontwerpen .................................................................................... 20 8.1 Overzicht individuele ontwerpen ................................................................................ 20 8.2 Beoordelingsmatrix ........................................................................................................ 24 8.3 Keuze verantwoording .................................................................................................. 24

9 Berekeningen .................................................................................................... 26 9.2 Bepaling krachten brugdek ........................................................................................... 29 9.3 Belasting op knik ............................................................................................................ 30 9.4 Buiging brukdek ............................................................................................................. 31 9.5 Conclusie ......................................................................................................................... 31

10 Financiën ......................................................................................................... 32 11 Bouw van de brug ............................................................................................ 33

11.1 Planning ......................................................................................................................... 33 11.2 Evaluatie bouw ............................................................................................................. 33

12 Literatuurlijst ................................................................................................... 36

Bijlage 1 – Overzicht van de geteste materialen Bijlage 2 – Overzicht van alle geteste materialen [kracht - verlenging] Bijlage 3 – Overzicht van alle geteste materialen [spanning - rek] Bijlage 4 – Projectplanning Bijlage 5 – Bouwplanning en analyse Bijlage 6 – Werktekeningen van de brug Bijlage 7 – Offerte

1 Inleiding Dit verslag zal informatie bevatten over de totstandkoming van een brug voor een modelspoorbaan. De brug is gebouwd door de leden van de projectgroep WPV1a1. De aanleiding voor de bouw van de brug is de projectopdracht van de heer van Tiel in het kader van het propedeuse project enkelstuks product. De brug wordt zelfstandig ontworpen, doorgerekend en uiteindelijk gefabriceerd wordt. Over de brug zal een modelstoomtrein gaan rijden daarom moet de brug stabiel en sterk genoeg zijn. Meer over de eisen en wensen aan de brug is te vinden in hoofdstuk 6.2. Tijdens deze opdracht wordt naast het fabriceren van de brug ook getracht om de volgende hoofdvraag te beantwoorden. De hoofdvraag luidt als volgt: Is het mogelijk om binnen de gestelde deadline een vakwerkbrug te bouwen, die aan de eisen van de opdrachtgever voldoet? Daarbij komt dat aan het begin van het project nog niet alle competenties zijn verworven om de brug goed te ontwerpen en te bouwen. Een extra uitdaging wordt dus om voldoende nieuwe kennis op te doen en toe te passen terwijl het project loopt. Het rapport zal beginnen met een samenvatting van het onderzoek en gebruikte standaard formules en gegevens. In hoofdstuk 0 zullen alle projectgegevens beschreven worden. De exacte opdracht zal ook in dit hoofdstuk omschreven worden. Vervolgens komen de verschillende problemen en dilemma’s, waar de ontwerpers tegenaan liepen, aan bod komen. Het plan van aanpak bevat verder een overzicht van het programma van eisen, en de verschillende voorwaarden waar rekening mee gehouden moest worden, tijdens het ontwerpen en de bouw. Tot slot geeft het plan van aanpak inzicht in de projectorganisatie. In hoofdstuk 0 wordt het technisch onderzoek beschreven dat heeft plaatsgevonden naar aanleiding van dit project. In dit hoofdstuk staan onder andere de trek en druk proeven beschreven. In hoofdstuk 0 worden alle individuele ontwerpen kort beschreven en daarna zal de selectie procedure met daarbij onze keuzeverantwoording worden beschreven. Van de brug die gekozen is worden uitgebreide berekeningen gemaakt en keuzeverantwoording van materiaal en verbindingen worden omschreven. Ook zal er nader op de financiële kant van het ontwerp worden ingegaan. In hoofdstuk 0 wordt de bouw van de brug en het testen van de brug omschreven. Hier wordt ingegaan op eventuele aanpassingen aan de burg tijdens de bouw en welke problemen er zijn geweest.

4Project THEP1 - WPV1a1 Brug project - van idee tot uitvoering

2 Samenvatting Voor het ontwerpen van een brug hebben we gebruikt gemaakt van algemene theorie. De brug is berekend op trek- en druksterkte, knik en buiging. Hiervoor hebben we gebruikt gemaakt van theorie over de algemene evenwichtsvergelijkingen, spanning, kritische spanning, doorbuiging, buigend moment, lineair traagheidsmoment, elasticiteitsmodulus en theorie over materiaal- en mechanische eigenschappen. Al deze begrippen en bijbehorende formules worden in de algemene gegevens uitgelegd. Daarnaast is gebruikt gemaakt van trek- en drukproeven, waarvan we de resultaten gebruikt hebben voor onze berekeningen. Informatie over de onderzoeksmethoden, over de trekkromme en over materiaaleigenschappen zijn te vinden in het technisch onderzoek. Dit ontwerpverslag bevat een plan van aanpak, waarin wij aangeven hoe we dit project hebben opgezet. Hierin staat informatie over de projectopdracht, het pakket van eisen en wensen en de projectorganisatie. De projectopdracht en het pakket van eisen en wensen geven aan hoe we het project moesten aanpakken en aan welke eisen we moesten voldoen. Bovendien staan er een aantal wensen in, waar we als groepzijnde aan wilden voldoen. In de projectorganisatie is te lezen hoe het project is opgebouwd qua functies en verantwoording. Als resultaat hebben we één brug ontworpen en gebouwd, echter zijn er veel individuele ontwerpen aan vooraf gegaan. In ‘Individuele ontwerpen’ zijn deze ontwerpen te vinden. Van deze ontwerpen zijn schetsen en berekeningen gemaakt. De projectleden hebben tijdens een keuzevergadering hun ontwerp gepresenteerd, waarna een definitief ontwerpen bedacht werd. Dit ontwerp hebben we verder uitgewerkt, doorgerekend, in het modelleerprogramma ‘Inventor’ gemodelleerd en gebouwd. De berekeningen die gerelateerd zijn aan het definitieve ontwerp zijn te vinden in het hoofdstuk ‘Berekeningen’. Dit hoofdstuk bevat veel wiskundige en mechanische vaktermen en formules, en is vooral bedoeld voor lezers met kennis over dit vakgebied. Vanzelfsprekend heeft dit ontwerp een financiële kant, dit is vooral erg belangrijk voor de verkoop van de brug. Onze opdrachtgever zal uiteindelijk keuze moeten maken tussen het kopen van dit ontwerp en het kopen van een ander ontwerp. Tijdens het hele project hebben we hierdoor op de kosten moeten letten, wat tevens uitgeschreven staat in ’Financiën’. De bouw van de brug heeft tevens veel tijd en inzet gekost. Moeilijkheden en de voortgang van de bouw is te vinden onder ‘Bouw van de brug’. Hierin wordt vooral aangegeven waar we tegenop liepen, hoe we het qua deadline gehaald hebben en hoe de groep samengewerkt heeft.


3 Summary To design a bridge we used several general theory. The bridge is calculated on traction, compression, bending and buckling. For the design we used the theory of general equilibrium equations, stress, critical stress, deflection, bending moment, linear moment of inertia, modulus of elasticity and theory of material- and mechanical- properties. These concepts and formulas are shown in the general data. In addition we have used the traction and compression test and the results we used for our calculations. Information about the research, the curve and draw and material properties are found in the technical examination. This report contains a plan of action, which indicates the setup of this project. This plan of action contains information about the project assignment, the package of requirements and preferences and the project organization. The project assignment and the package of requirements and preferences shows how we had handled the project and which requirements we had to meet. Furthermore there are a number of desires, which we wanted to meet as a group. The project organisation also shows how the project was built on the terms of function and responsibility. As a result we have designed and built a bridge. However, there are many individual designs. These designs can be found in the chapter "Individual designs". Each design contains one or more sketches and calculations throughout the whole design. The project members have presented their own designs during a group meeting. After the presentations a final decision was made for the best design. This design was further developed, calculated, modelled in the modelling program 'Inventor' and constructed. The calculations related to the final design can be found the chapter 'Calculations'. This chapter contains many mathematical and mechanical terminology and formulas and is primarily intended for readers with knowledge about this field. Obviously, this design contains a financial aspect, which is very important for selling the bridge. Our client will eventually have to choose between our design and the design of our competitors. Throughout this project we have looked at the expenses, which are also written in the chapter 'Finance'. Constructing the bridge has also taken a lot of time and effort. Difficulties and the progress of the construction can be found in the chapter ‘Construction of the bridge’. This section especially indicates what the difficulties were, what we have achieved in terms of deadlines and how the group worked together.


4 Algemene gebruikte theorie In het algemeen geldt dat de brug in evenwicht is.

!! = 0

!! = 0

!! = 0

! = 0

4.1 Spanning

! =!!

A Oppervlakte doorsnede [m2] σ Spanning [m2] F Kracht [N] Deze formule geldt voor zowel trek als duw spanning. Bij duwspanning heb je echter ook te maken met knik die vaak eerder optreed dan overschrijding van de maximale spanning. Deze wordt doormiddel van de kritische spanning uitgerekend.

4.1.1 Kritische spanning

!!"#$#%&! =!! ∗ !!!"#!!

!

waarbij geldt dat r gelijk is aan

! = !!

De uiteindelijke uitkomst moet voldoen aan:

! ≤ !!"#$#%&! E Elasticiteitsmodulus [Pa] Lknik Kniklengte in meters in geval van twee scharnieren, L = Lk [m] r Verhouding tussen I en A I Lineair traagheidsmoment [m4] A Oppervlakte doorsnede [m4]1

1 Hibbeler, RC. Sterkteleer


4.2 Elasticiteitsmodulus De elasticiteitsmodulus, in het Engels de Young’s modulus genoemd, geeft de stijfheid van een materiaal weer. De elasticiteitsmodulus van een materiaal is gelijk aan de spanning die nodig is om het materiaal in lengte te verdubbelen als gevolg van rek. Dit geldt echter alleen in het gebied dat onder de vloeigrens ligt. Er is dus verband tussen de spanning, en specifieke verlenging.

! = !!

Waarbij geld

! =∆!!

E = elasticiteitsmodulus σ = spanning [N/m2] ε = verhouding [%]2

4.3 Doorbuiging

! = ! ∗ !!

3 ∗ ! ∗ ! f doorbuiging [m] L de Lbrug gedeeld door 2 [m] F de kracht in newton [N] E de elasticiteitsmodulus [Pa] I het linear traagheidsmoment [m4]

4.4 Lineair-traagheidsmoment Dit is het moment om de snelheid van het draaien te veranderen. Het traagheidsmoment wordt uitgedrukt in m4 . Er zijn hier standaard formules voor. De desbetreffende formules worden in het hoofdstuk berekeningen genoemd.

4.5 Buigend moment

!! =!" ∙ !" Waarbij het weerstandsmoment tegen buiging door de volgende formule wordt bepaald.

!! =!!

Mb moment tegen buiging [N/m] Wb weerstandsmoment [m3] σb buigspanning [N/m2] I lineair traagheidsmoment [m4] e uiterste vezelafstand [m]3

2 Designerdata, www.designerdata.nl 3 Hibbeler, RC. Sterkteleer


5 Algemeen gebruikte gegevens Om de bouw van de brug zo voorspoedig mogelijk te laten verlopen en om iedereen de gelijke gegevens te verstrekken zijn er een aantal algemene gegevens van belang, omdat niet alle gegevens van tevoren bekend zijn gemaakt zijn er een aantal aannames gedaan. Deze aannames staan hieronder aangegeven, gevolgd door een korte omschrijving van de betreffende factor. Eventueel wordt er doorverwezen naar de pagina waarop aanvullende informatie te vinden is.

Aanname

Kostprijs Met de kostprijs wordt de prijs van het totaal aan gebruikte materialen bedoeld. Hierbij wordt geen rekening gehouden met eventuele verspilling die optreed als gevolg van bepaalde bewerkingstechnieken. De tabellen met informatie over de materiaalprijzen zijn zeer uitgebreid om iedereen zijn eigen ontwerp heeft gemaakt daarom is deze lijst niet in dit verslag gevoegd. De gebruikte gegevens voor het ontwerp staan in de offerte aan gegeven.

Gewicht Met het gewicht wordt het totale gewicht van de constructie bedoeld. Dit is uit te rekenen aan de hand van het gewicht van het gebruikte materiaal. Het gewicht van de materialen zullen uit het polytechnisch zakboekje of Inventor worden gehaald.

Berekeningen Om te controleren dat de vakwerkbrug voldoende stevig is, zijn er een aantal berekeningen gemaakt. De volgende zaken zijn uitgerekend; het buigmoment, de doorbuiging, terug te vinden in hoofdstuk 4 verder zijn ook de spanning en rek uitgerekend

Materiaaleigenschappen Er zijn een aantal relevante materiaaleigenschappen die relevant zijn voor deze opdracht; de maximaal toelaatbare spanningen en de elasticiteitsmodulus (bepaald d.m.v. een trekproef die beschreven staat in hoofdstuk 7). Verder is aangenomen dat alleen staal lasbaar is.

tabel 1 - Overzicht aannames


6 Plan van aanpak

6.1 Projectopdracht Allereerst moeten de studenten individueel hun eigen concept bedenken en berekenen. Als alle projectleden dit hebben gedaan zal iedereen zijn eigen concept aan de andere groepsleden gepresenteerd worden. Na deze presentaties zal er keuze gemaakt moeten worden welke brug er wordt gekozen. Ieder concept moet berekend en beargumenteerd worden. Ook zal er een grove schatting van de kosten gemaakt moeten worden. In de presentatie kunnen de projectleden overtuigd worden dat een bepaald ontwerp het meest interessant is om mee verder te gaan. De gekozen brug wordt uitgewerkt en aan het eind van het project zal de heer van Tiel, de opdrachtgever, de rails in de brug leggen zodat de trein eroverheen kan rijden.

6.2 Pakket van eisen en wensen • Draagkracht van 0.2kN in het midden van de brug (inclusief veiligheidsmarge) • Minimale overspanning van de brug is 1000[mm] • Hoogte rails is 6[mm] • Er is geen maximum gegeven aan de grootte van de brug • Vrije rijruimte voor de trein is minimaal 1000x175x150 mm (lxbxh) zijn • De brug moet op de volgende punten aan de Nen-normen voldoen • De bovenkant dient open te zijn maar dit hoeft niet onderbroken te zijn • Bij demontage moet de brug opbergbaar zijn in een schoenendoos • De rails ligt in een boogstraal van 3200[mm] • Doorbuiging van de brug mag maximaal 2.5[mm] zijn • De brug moet stabiel zijn wanneer de trein erdoor heen rijd • De brug is een verbinding tussen twee punten • Ontwerp moet vakwerk brug zijn en zodanig doorgerekend worden


6.2.1 Wensen: • Het gewicht moet in verhouding zijn met de sterkte van de burg • De kosten moeten verantwoord worden. • De burg moet innovatief zijn.

6.3 Projectgrenzen Het project zal binnen bepaalde grenzen afspelen. Er wordt door ieder individueel lid één ontwerp gemaakt. Na de presentatie van de bruggen zal er één ontwerp worden gekozen die aan de meeste van de vooraf gestelde eisen voldoet. Na het kiezen van de brug kunnen er nog een aantal dingen veranderd worden en hij wordt voor controle nog een keer in zijn geheel gecontroleerd. De materialen en vorm daarvan zijn vrij te kiezen als de materialen maar in de gekozen rij zitten. Nadat er ontworpen en getekend is, zal er door middel van een keuzematrix een keuze gemaakt worden uit de verschillende concepten. Zo komt er een concept als beste naar voren. De keuzematrix wordt opgesteld aan de hand van het pakket van eisen en de eigen wensen. Het concept wat het beste scoort op deze punten zal worden uitgekozen. Nadat er een of meerdere concepten zijn uitgekozen, moeten deze worden verbeterd en aangepast voor een beter en praktischer concept. Hierbij moet rekening gehouden worden met de haalbaarheid. De haalbaarheid zal gecontroleerd worden door middel van berekeningen. Deze berekeningen worden door meerdere mensen gecontroleerd bij de gekozen constructie. Dit proces wordt inzichtelijk gemaakt door gebruik van Inventor. Als er door middel van de berekeningen bewezen is dat het concept haalbaar is, zal er gekeken moeten worden welke materialen er het beste bij dit concept passen. Als deze materialen gekozen zijn, zullen deze nagerekend worden om te kijken of het daadwerkelijk mogelijk is om de constructie hiervan te bouwen. Nadat de theorie afgehandeld is, zal er een constructieplan gemaakt moeten worden om het prototype te kunnen maken. Dit constructieplan bestaat uit een gedetailleerde omschrijving van de individuele onderdelen met de nodige maten, productietechnieken, materialen en handelingen. Zowel voor de individuele onderdelen als het product zelf. Nadat het constructieplan geschreven is, zal er door middel van dit plan een prototype gemaakt worden. Het prototype wordt getest, als deze goed wordt bevonden zal de bouw van de uiteindelijke versie beginnen. Het project is afgerond als de uiteindelijke brug is opgebouwd en blijft staan. Daarbij zal het eindrapport ingeleverd moeten worden.


6.4 Projectorganisatie De opdrachtgever voor dit project is de heer van Tiel. De heer van Tiel heeft de projectopdracht gegeven aan deze organisatie. De projectgroep is aan elkaar verbonden door een project overeenkomst welke te vinden is in de bijlage. Voorzitter: Stijn Koppen Vicevoorzitter: Rick Caljouw Secretaris: Jon Kortam Archivaris: Myron Danje Planner: Vincent Goutier Hoofd bouw Dennis Giezeman Redacteur: Marco Ton Redacteur 2: Marinus Schoute Redacteur 3: Niek van Stijn De projectgroep wordt ondersteund door een tutor, de heer Koeleman. De projectleden kunnen terecht bij de heer Koeleman voor vragen of advies. Alle functies hebben bepaalde verantwoordelijkheden en taken. Op deze manier worden de taken binnen het project mede verdeeld. De voorzitter is de projectleider en legt verantwoording af aan de opdrachtgever, de heer Van Tiel. De voorzitter zorgt ervoor dat de rapporten op tijd worden ingeleverd en zorgt ervoor dat alle leden hun taken voldoende uitvoeren. Bovendien leidt de voorzitter de vergaderingen en stelt hiervoor de agenda’s op. De voorzitter nodigt de juiste personen uit voor de vergaderingen. De vicevoorzitter ondersteunt de voorzitter in zijn verantwoordelijkheid en taken. De secretaris stelt notulen op na de vergaderingen en zorgt dat deze verwerkt worden. De archivaris ontvangt alle documenten, waaronder procesverslagen, notulen, agenda’s en rapporten. Deze zal hij netjes ordenen en op blackboard plaatsen. De planner maakt de planning en zorgt ervoor dat deze gevolgd en bijgewerkt wordt. De redacteur verzorgt de vorm van de verslagen en maakt een geheel van verschillende bestanden. De projectleden zijn fulltime beschikbaar, dit houdt in dat ze vijf dagen per week naar school gaan en binnen acht weken 196 uur aan dit project zullen besteden. Er wordt een urenregister en logboek bijgehouden om deze uren te kunnen rapporteren en bij te houden wanneer er aan het project gewerkt is. De projectleden hebben een samenwerkingscontract opgesteld, waarin consequenties staan voor leden die de regels niet volgen. De projectleden communiceren op school verbaal met elkaar, maar kunnen elkaar buiten school bellen of e-mailen. Communicatie met de tutor, de opdrachtgever of de blokcoördinator vindt verbaal of via e-mail plaats. Bovendien kunnen gemaakte bestanden of rapporten verkregen worden via blackboard. Elke donderdag wordt er twee uur vergaderd. Als blijkt dat er meer behoefte aan vergaderen is kan er in overleg meer tijd vrij worden gemaakt voor de vergadering, of kan er een extra vergadering ingepland worden. Tijdens de vergaderingen zullen de projectleden en de tutor aanwezig zijn. De agenda, die de voorzitter gemaakt heeft, wordt op blackboard gezet en de tutor zal deze ruim op tijd op papier ontvangen. Bovendien zullen de notulen van de vorige vergadering op blackboard staan en ook de notulen worden op papier aan de tutor gegeven.


6.5 Planning Bij het plannen van het project hebben wij het project opgedeeld in een aantal fasen.

• De voorbereidende fase • De ontwerp fase • De realisatie

6.5.1 De voorbereidende fase In de voorbereidende fase is de opzet gemaakt van hoe we het project gingen aanpakken. De projectgroep heeft gezamenlijk een Plan van Aanpak geschreven en tevens zijn er materiaaltesten uitgevoerd om de eigenschappen van de gebruikte materialen te onderzoeken.

6.5.2 De ontwerp fase In de ontwerpfase is elk lid van de projectgroep een eigen individueel ontwerp gaan maken van hoe hij dacht dat de brug het beste ontworpen kon worden. daarna is er een keuze gemaakt door de groep voor een ontwerp en is dit verder uitgewerkt.

6.5.3 De realisatie Tijdens de realisatie is de brug daadwerkelijk gebouwd. Ook is de projectgroep gezamenlijk gaan werken aan het maken van het eindverslag.


7 Technisch Onderzoek In dit hoofdstuk wordt het onderzoek nader verklaard en worden algemene kennis en termen uitgelegd zodat de resultaten beter geïnterpreteerd kunnen worden. Voordat er gesproken gaat worden over het onderzoek en de gebruikte onderzoeksopstelling volt eerst een korte inleiding in de eigenschappen die materialen hebben om deze (technisch) te kunnen beschrijven.

7.1 Materiaaleigenschappen De eigenschappen die een materiaal beschikt, zijn onder te verdelen in drie groepen. 1. Chemische materiaaleigenschappen Dit zijn eigenschappen die iets vertellen over de atoom structuur en de chemische eigenschappen van een materiaal. Voorbeelden hiervan zijn de kristalstructuur, chemische samenstelling en bindingen maar ook de corrosie bestendigheid. 2. Fysische materiaaleigenschappen Deze eigenschappen gaan over bijvoorbeeld het smeltpunt, soortelijke massa of gewicht en lineaire uitzettingscoëfficiënt. Allerlei eigenschappen die natuurkundige eigenschappen van een materiaal beschrijven. 3. Mechanische materiaaleigenschappen Dit zijn eigenschappen die iets vertellen over het materiaal als er een kracht op wordt uitgeoefend. Deze eigenschappen zijn dus belangrijk voor een constructeur. Onder andere deze eigenschappen vallen hieronder: de treksterkte, elasticiteitsmodules, hardheid en buigsterkte. Zoals eerder werd opgemerkt zijn deze eigenschappen belangrijk voor de constructeur en daarom gaan we deze vooral onderzoeken. Om meer inzicht te krijgen wat deze eigenschappen nou eigenlijk in de werkelijkheid doen met het materiaal is er een trekproef gedaan met verschillende verbindingen en materialen die relevant zijn voor dit project.

7.2 Beproevingsmethode Om informatie te krijgen over de treksterktes en de gedragingen van materiaal bij een trekkracht wordt er een trekproef uitgevoerd. De trekproef wordt gedaan in een trekbank. De kracht wordt door de trekbank alsmaar verhoogd en na een bepaald punt bezwijkt het proefstuk, ondertussen registreert de machine, hoeveel kracht zij zet en wat de verlenging is van het proefstuk. Hieruit volgt een trekkromme. Deze informatie kan in twee soorten grafieken uiteen worden gezet. De kracht - verlenging en spanning – rek. In hoofdstuk 3 wordt er dieper op de trekkromme ingegaan.4 Voordat deze trekproef gedaan kon worden zijn er eerst een aantal proefstukken vervaardigd. Er is gebruik gemaakt van twee verschillende materialen; aluminium en staal. De proefstukken hebben een rechthoekige vorm zodat deze goed in de trekbank kan worden bevestigd.

4 Mourik, P. van & Dam, J. van. Materiaalkunde voor ontwerpers en constructeurs


Er is een trekproef gedaan waar alleen het materiaal werd getest. De proefstukken bestonden uit de volgende proefstukken

• Strook (staal, aluminium, papier, karton en PE) • Strook met inkeping hoekig (staal, aluminium) • Strook met inkeping rond (staal, aluminium)

De volgende verbindingen werden getest

• Popnagel (staal, aluminium) • Puntlas (staal)

Papier en karton zijn ook op druk belast.

7.3 Uitleg trekkromme Zoals eerder aangegeven is de trekkromme de grafiek die ontstaat als men materiaal met een trekkracht belast. Er zijn twee soorten grafieken, de kracht uitgezet tegen de verlenging en de spanning uitgezet tegen de rek. Er wordt vooral ingegaan op de spanning – verlenging grafiek omdat in deze grafiek de dimensies van het materiaal er niet toe doet omdat hier over een spanning per vierkante millimeter wordt gesproken. De ontstane trekspanning wordt uitgezet tegen de rek. Bij metalen levert dat een figuur op die er uit ziet als in figuur 2. Er wordt onder de kromme onderscheid gemaakt tussen een aantal verschillende gebieden. Dit heeft te maken met de materiaaleigenschappen (in dit geval van een metaal). Een metaal vervormt namelijk eerst elastisch, hij rekt mee in de richting van de kracht en veert weer volledig terug als de kracht is verdwenen. Daarna volgt de vloeigrens in dit gebied vervormd het materiaal plastisch. Als de vloeigrens eenmaal is bereikt, dan hoeft er geen spanningstoename meer plaats te vinden om de rek te vergroten. Als de spanning nu weg zou vallen, dan veert het materiaal nog wel terug, maar niet meer naar de oorspronkelijke lengte. Het traject dat hierop volgt is de versteviging, hierin vervormt het werkstuk verder. Bovendien ontstaan er nu door de inwendige verschuivingen spanningen in de kristalrooster. Deze spanningen hebben als gevolg dat er steeds meer kracht nodig is om het werkstuk verder op te rekken. De plastische verandering in deze fase heeft nog een gevolg; doordat de lengte van het proefstuk alsmaar toeneemt, en de hoeveelheid materiaal gelijk blijft, wordt het proefstuk steeds smaller, dit heet insnoering, ondanks de versteviging zal het steeds smaller wordende materiaal dus na verloop van tijd sneller gaan rekken. Totdat het materiaal bezwijkt.


figuur 1 - Uitleg constructie trekkromme

Uit de grafiek zijn een tweetal gegevens interessant; allereerst is de elasticiteitsmodulus uit te rekenen aan de hand van de steilheid van het elastisch gebied. Verder is de maximale belasting af te lezen uit de figuur, dat is namelijk de hoogste waarde van de spanning die is gemeten. Dat betekend overigens niet, dat het materiaal tot die waarde moet worden belast, vaak is veiliger en om diverse redenen verstandiger om onder de maximale belasting te gaan zitten. Bij metaal geld de 0,2% rek grens als maximale spanning.5

7.4 Resultaten In de bijlages 1,2 en 3 zijn alle meetresultaten te vinden. In bijlage 1 zijn meerdere materialen in één grafiek gezet zodat deze materialen vergeleken kunnen worden. In bijlage 2 zijn van alle proeven de kracht – verlenging grafieken te vinden en in bijlage 3 zijn alle spanning – rek grafieken te vinden. Over het algemeen zijn er twee proefstukken gebruikt per materiaal en de zwakste zijn in het overzicht geplaatst. Er is een uitzondering bij de puntlas. Bij deze trekproef is de goede puntlas in het overzicht geplaatst en dit was de sterkste van de twee. Hieronder zijn de gegevens in een tabel gezet waarbij de bezwijkspanning is af te lezen, wat op dat moment de rek was en wat de elasticiteitsmodulus (E) is. Sommige grafieken zijn slecht af te lezen door de sample tijd van de trekbank. Waardes kunnen ook afwijken door slechte inklemming in de trekbank. Het materiaal trekt zichzelf namelijk vast en dit kan de trekbank al meten als verlenging. Hierdoor is de exacte vloeigrens lastig te bepalen zodat de berekening van de elasticiteitsmodulus niet exact gedaan kan worden.

5 Labeeuw, Heino. Materialenleer Hfst 1 Materiaaleigenschappen (2005)


Proefstuk Bezwijkingsspanning

(N/mm²) Rek in bezwijkpunt Elasticiteits

modulus *

Mater ia l en

Staalstrip 1 307,62 42,20% 2,84 GPa

Staalstrip 2 310,06 23,90% 9,45 GPa

PE 19,53 68,73% 0,29 GPa

Aluminium 1 119,6 9,90% 9,6 GPa

Aluminium 2 119,6 8,59% 12,0 GPa

Aluminium inkeping hoek 1 84,3 1,79% 10,4 GPa

Aluminium inkeping hoek 2 97,7 1,98% 7,40 GPa

Staal inkeping hoek 1 356,8 6,49% 5,45 GPa

Staal inkeping hoek 2 351,2 7,47% 3,43 GPa

Aluminium inkeping rond 114,7 3,58% 7,5 GPa

Staal inkeping rond 378,4 7,39% 7,2 GPa

Verbind ingen

Staal puntlas 1 155,6 28,85% 5,3 GPa

Staal puntlas 2 152,1 18,67% 5,4 GPa

Staal 5mm popnagel 1 76,17 6,35% 1,1 GPa


Aluminium 5mm popnagel 1 23,88 2,46% 1,55 GPa






Afwi jkende mater ia l en

Kartonnen koker (druk) 20,68 62,00% Niet bepaald

Kartonnen koker (druk) 14-12 11,26 59,30% Niet bepaald

Kartonnen koker (druk) 18-16 2,59 29,40% Niet bepaald

Papierstrook trek 1 23,91 12,41% Niet bepaald

Papierstrook trek 2 22,67 5,82% Niet bepaald tabel 2 - Overzicht geteste materialen

*De Elasticiteitsmodules kan door de gegevens in de grafiek uitgerekend worden. Als voorbeeld wordt de aluminium strook met inkeping hoek genomen. In de grafiek is af te lezen dat de vloeigrens in de buurt van de 0,4% rek ligt. Bij deze hoort rek (EPS) waarde hoort een spanning (R) van 31 N/mm2. De elasticiteitsmodules is dan R/EPS = 7.4 Gpa.6 6 Labeeuw, Heino. Materialenleer Hfst 1 Materiaaleigenschappen (2005)


7.5 Normverwijzingen Bij het construeren van een brug, moet rekening worden gehouden met vastgelegde regels. Deze regels zijn samengevat in de NEN normen. Normen zijn afspraken om de kwaliteit en veiligheid na te gaan van bruggen. De normen aangaande constructie en ontwerp van bruggen zijn gestandaardiseerd vanuit Europese normen genaamd Eurocodes, vertaald en aangenomen als Nederlandse norm, de zogenaamde NEN-EN norm. Het construeren van bruggen valt onder de norm ‘Technische Grondslagen en Bouwconstructies – TGB1990’. Deze code bevat niet alleen richtlijnen voor bruggen, maar ook voor verschillende andere bouwconstructies zoals silo’s, toren, schoorstenen e.d. Het onderstaand figuur geeft deze structuur aan.7

Bij het construeren van een brug zijn de volgende Eurocodes van belang: - Eurocode 1: Belastingen op constructies - Eurocode 2: Ontwerp en berekening van betonconstructies - Eurocode 3: Ontwerp en berekening van staalconstructies - Eurocode 4: Ontwerp en berekening van staalbetonconstructies - Eurocode 5: Ontwerp en berekening van houtconstructies - Eurocode 6: Ontwerp en berekening van constructies van metselwerk

7 Nederlandse norm NEN-EN 1990 (nl), (December 2002), Eurocode – Grondslagen van het constructief Ontwerp

figuur 2 - Overzicht Eurocaodes betreffende bruggen


- Eurocode 7: Geotechnisch ontwerp - Eurocode 8: Ontwerp en berekening van aardbevingsbestendige constructies - Eurocode 9: Ontwerp en berekening van aluminiumconstructies De eerste Eurocode behandeld verschillende typen belastingen op constructies. Deze belastingen, aangaande bruggen, zijn: - Eurocode 1 - Deel 1-1: Algemene belastingen – Volumieke gewichten, eigen gewicht en opgelegde belastingen voor gebouwen - Eurocode 1 - Deel 1-2: Algemene belastingen - Belasting bij brand - Eurocode 1 - Deel 1-3: Algemene belastingen - Sneeuwbelasting - Eurocode 1 - Deel 1-4: Algemene belastingen - Windbelasting - Eurocode 1 - Deel 1-5: Algemene belastingen - Thermische belasting - Eurocode 1 - Deel 1-6: Algemene belastingen - Belastingen tijdens uitvoering - Eurocode 1 - Deel 1-7: Algemene belastingen - Buitengewone belastingen: stootbelastingen en ontploffingen - Eurocode 1 - Deel 2: Verkeersbelasting op bruggen - Eurocode 1 - Deel 3: Belastingen veroorzaakt door kranen en machines De brug die in dit project wordt ontworpen hoeft niet aan deze normen te voldoen, aangezien de brug niet op een van de bovengenoemde manieren zal worden belast. Eventueel, omdat er een modeltrein overheen rijdt, kunnen speelgoed- en modelnormen worden gehanteerd. Voor modelspoorbouw zijn speciale normen ontwikkeld, namelijk de Normen Europese Modelspoorwegen (NEM). Omdat in de omschrijving van het project niet wordt gevraagd naar onderzoek omtrent de normen voor modelspoorbouw, gaat dit hoofdstuk daar niet verder op in.8

8 Website N-project, www.nproject.org


8 Onderzochte ontwerpen Om een goed ontwerp te kiezen voor deze opdracht is er eerst individueel inspiratie opgedaan. Iedereen heeft een individueel ontwerp gemaakt en deze uitgewerkt. Er zijn berekeningen gemaakt en de kosten bekeken. Hieronder is een overzicht te vinden van de ontwerpen die iedereen heeft uitgewerkt. De berekeningen (technische en financiële) zijn niet terug te vinden in dit verslag omdat het verslag dat te uitgebreid en onleesbaar zou worden.

8.1 Overzicht individuele ontwerpen

8.1.1 Stijn Koppen Dit individueel ontwerp is gebaseerd op een eenvoudige vakwerkbrug. De brug is eenvoudig, veilig en betrouwbaar. De bogen worden onder druk belast, en zijn daarvoor gestut met nulkracht staven. Het wegdek wordt omhooggehouden door middel van twee kabels per zijde en door de drukkracht in de bogen. De onderligger wordt op trek en buiging belast. De brug is 200 mm breed, 250 mm hoog en heeft een overspanning van 1000 mm.

figuur 3 - Ontwerp van Stijn

De brug heeft een robuust uiterlijk, waardoor deze brug er stoer uitziet, maar zou tevens een in een opvallende kleur geverfd kunnen worden, waardoor de brug een bezichtiging waard wordt. Tevens zouden de vierkante staven veranderd kunnen worden in bijvoorbeeld ronde staven of sierlijke, ovalen staven.

8.1.2 Dennis Giezeman Dit ontwerp is gebaseerd op de brug bij Arnhem, de John Frostbrug. De bovenkant is precies zoals op het plaatje hier onder. Echter zijn de trekstaven, die vanaf de druk boog naar het wegdek lopen, niet verticaal, maar onder een hoek ontworpen. Dit is gedaan voor een eenvoudiger design, wat naar mijn mening meer past bij een brug voor een stoomlocomotief.

figuur 4 - Ontwerp van Dennis


Een aantal punten in de brug zijn verbonden met spie-verbindingen. De brug is hierdoor gemakkelijk uit elkaar te halen en weer in elkaar te zetten en de sterkte van het vakwerk zal behouden blijven.

8.1.3 Jon Kortram De brug bestaat uit twee belangrijke componenten; het wegdek en het frame. Het smalle frame, dat is opgebouwd uit vakwerk staven is door middel van kabels met het wegdek verbonden. Het frame zelf heeft een bijzondere eigenschap: het staat diagonaal ten opzichte van het wegdek. Dit leidt ertoe dat het frame, het wegdek kruist.

Figuur 5 – Ontwerp van Jon (Links zijaanzicht, rechts 3D)

Deze brug wordt verder gekenmerkt door een beperkte opbouwtijd. Het is frame is namelijk opgebouwd uit een aantal onderdelen dat door middel van schroefjes kan worden vastgezet. De brug zal 6,85 kg gaan wegen, en de materiaalkosten bedragen €13,83. (Dit bedrag is exclusief de kabels).

8.1.4 Niek van Stijn Deze brug heeft een simpele uitstraling, maar is toch net anders dan het standaard vakwerk. De brug is 1000mm lang, 200mm hoog en 200mm breed. De liggers zijn van massief stalen vierkante profielen, evenals de bovenste staaf. De rest van de staven zijn holle vierkante profielen. Alle staven zijn drukbalken, met uitzondering van de liggers. Om eventuele knik van de bovenste staaf tegen te gaan, kan er een nul staaf in het midden worden geplaatst. Wel zou het open karakter van de brug deels verloren gaan. Door de holle profielen te bewerken, zijn deze gemakkelijk aan elkaar te bevestigen. Eventueel kunnen nog twee plaatjes aan de overige zijdes worden gelast, de constructie voldoende stevigheid geven, wanneer deze niet sterk genoeg is.

figuur 6 – Ontwerp van Niek (boven 3D en onder zijaanzicht)


8.1.5 Myron Danje Dit is een simpel ontwerp van een vakwerk brug. De brug is 1000mm van lengte, 250mm van breedte en 250mm van hoogte. Deze brug bestaat uit aluminium strip- en hoekstalen waarbij de brug een lichte massa heeft maar toch de belasting van 200N kan tegenhouden. De liggers van brug worden op trek belast en de bovenste staven op druk. De brug is vrij simpel. Bij het doorrekenen van de brug gaat het makkelijk, aangezien meest van de staven dezelfde krachten hebben. Daardoor is de kans klein om mis te gaan met het doorrekenen ervan. De opbouwtijd is ook laag door de simpelheid van de brug. Helaas kan de brug niet opgevouwen worden en hij kan niet uit elkaar gehaald worden. Daarom past de brug niet in een schoenendoos. Dus de brug voldoet niet compleet aan de eisen.

figuur 7 – Ontwerp van Myron

8.1.6 Vincent Goutier Bij dit brugontwerp is gekozen voor een enkele boog die met staalkabels het brugdek omhoog houdt. Hier is voor gekozen omdat het een simpele toch elegante uitstraling heeft. De boog bestaat uit een enkel I-profiel dat voornamelijk door buiging belast wordt. Bij belasting wordt de boog op zijn plek gehouden doordat de liggers van de brug op trek belast worden, hierdoor is een zelfdragende constructie gecreëerd. De staalkabels zorgen er alleen voor dat het brugdek niet te ver doorbuigt. Door deze constructie is het mogelijk om met weinig materiaal toch een stabiele brug te construeren met een strakke look. Zowel de boog als het brugdek kunnen in een aantal segmenten opgedeeld worden die met een boutverbinding aan elkaar bevestigd worden. Hierdoor is de brug snel op te bouwen.

figuur 8 – Ontwerp van Vincent


8.1.7 Marinus Schoute De naam, de twee bogen brug, van deze brug zal het uiterlijk van deze brug wel verklappen. Deze brug bestaat namelijk uit twee bogen die over gelijke radiussen beschikt en tegelijkertijd de taak als dragende constructie voor de rails vervullen. Mijn idee was om een brug te creëren die zowel voldeed aan zijn eisen maar vooral in de gedachte zou blijven van zijn voorbijganger. Dit moest gerealiseerd worden door een opvallend ontwerp die zich kenmerkt door zijn grootte maar ook door zowel het gebruik van een boog als een vakwerk constructie. Het volume van de boog en ligger constructie moeten er voor zorgen dat het vakwerk wat bestaat uit dunnere trek en duw-staven weg valt tegen de horizon, waardoor er een mooi vorm gegeven body over blijft. De brug is op het wegdek na geconstrueerd uit staal. Het wegdek is van triplex,dit vanwege gewichtsbesparing. Figuur 9 geeft een technische tekening van het zijaanzicht van dit brugontwerp.

figuur 9 – Ontwerp van Marinus

8.1.8 Marco Ton De brug bestaat uit een relatief simpel vakwerk. De brug is 1000 mm, ongeveer 200 mm breed en 100 mm hoog. De vakwerkstaven bestaan uit kartonnen kokers. De verbindingen tussen de kokers zijn gemaakt van aluminium. In het midden zijn scharnieren geplaatst waardoor de brug, door het verwijderen van twee vakwerk staven aan de onderzijde, ingeklapt kan worden. Hierdoor is de mogelijkheid om de opbouwtijd te verkorten.

figuur 10 – Ontwerp van Marco


8.1.9 Rick Caljouw Er is in dit ontwerp gekozen voor een simpele constructie, die bestaat uit 4 gelijke delen. Het voordeel van vier gelijke delen is dat de bouwtijd van de brug zeer gering is, en ook is in acht genomen dat de opbouwtijd van de brug een maximum heeft van vijf minuten. Door dit ontwerp is de brug heel simpel en snel de assembleren en te demonteren. Elk van de vier dezelfde driehoeken heeft een hoogte van 250 mm, een lengte van 500 mm en tevens zijn is hierin een extra dwarsbalk geplaatst voor de kracht van de constructie. Doordat de rechterkant van de brug een hoogste heeft van 500 mm zal de brug toch enigszins opvallen in het landschap.

figuur 11 – Ontwerp van Rick

8.2 Beoordelingsmatrix Op donderdag 8 december was de keuzevergadering van het individuele ontwerp. Ieder groepslid moest hun individuele ontwerp presenteren met berekeningen en de kosten van de brug. Om de score te bepalen was er een beoordelingsmatrix gemaakt. De beoordelingspunten waren innovatie, design, massa, bouwtijd, materiaal, opbouwtijd en prijs. Iedereen gaf punten voor de onderdelen tussen de één en vijf. Daarnaast werd er een voldoende of onvoldoende bij de vaste eisen ingevuld. Na iedere presentatie werd deze beoordeling gemaakt en ingevuld. Aan het eind zouden de punten opgeteld worden om tot een totaal score te komen.

8.3 Keuze verantwoording Van te voren hebben we bepaald dat totaal score uit zou maken welke brug gebouwd ging worden. Tijdens de vergadering voorafgaand aan de stemming is er een ander keuzemechanisme gekozen. Door dit mechanisme is er meer draagvlak voor de gekozen brug. Ieder groepslid gaf zijn eigen top 3 door en daarna werd diegene die de meeste eerste plaatsen had behaald gekozen. Dit bleek Vincent te zijn, Jon werd tweede en Marco werd derde. Jon had echter zijn berekeningen niet geheel compleet zodat hij onvoldoendes op de vaste eisen lijst had staan. In tabel 1 is de score te zien waarbij het totaal aantal punten is opgeteld. Hier is te zien dat er afgaande op punten telling een heel andere top 3 was ontstaan.


Vervolgens is er gesproken over de keuze, of er één gekozen moest worden of twee en wie dit zou gaan worden. De ontwerpen waar het meest over gesproken is, zijn de bruggen van Marco en Vincent, aangezien ze een top ontwerp hadden gepresenteerd. Er werd gesproken over het bouwen van beide bruggen, maar de tijd is beperkt om twee van zulke bruggen te bouwen. De brug van Marco is een simpel vakwerk brug met prima ideeën er achter, maar het bouwen kost veel tijd, aangezien er veel bewerkingen gedaan moet worden. Dus we hebben besloten om de brug van Vincent te gaan bouwen. De brug heeft een enkele boog die met staalkabels het brugdek omhoog houdt. Het is een simpele maar toch elegante brug.

Stijn Dennis Jon Niek Myron Vincent Marinus Marco Innovatie 48 76 104 80 56 88 108 128 Design 64 80 124 100 56 112 116 108 Massa 51 57 48 51 42 78 60 99 Bouwtijd 75 63 36 66 84 63 57 39 Materiaal 36 40 44 36 38 44 50 60 Opbouwtijd 44 44 38 46 42 44 42 44 Prijs 18 14 24 17 16 31 15 14 Totaalcijfer 336 374 418 396 334 460 448 492

tabel 3 – Overzicht totaal aantal punten


9 Berekeningen Omdat de brug symmetrisch is zijn de verticale reactiekrachten allebei gelijk aan de helft van de totale belasting, dus 100N per stuk. De horizontale reactiekrachten zijn lastiger te bepalen aangezien de brug statisch onbepaald is. Om toch de horizontale reactiekracht te kunnen bepalen is de vervorming van de boog berekend als er geen horizontale reactiekracht geweest zou zijn. Daarna is de kracht bepaald die nodig is om deze vervorming tegen te gaan.

figuur 12 - Uitleg berekening boog

9.1.1 Bepaling reactiekrachten

! = 200 ! ! = 1000 !!

!!" = ! ∙ 0,5 ∙ !

! = 100 !

!!" = ! – !!" = 100 !

9.1.2 Dwarskracht Dwarskracht is met het moment uit te rekenen door de formule:

H =!!" ∙ ! ∙ !

!""! !" + !!" ∙ ! − 200 ∙ ! − 500 ∙ !!"""

!"" !"

!!!"""! !"

= 156,25!

! = ! ∙ cos!

Onderstaand figuur is een plot waarbij H en de cos θ zijn ingevuld (θ = van 0.81 tot Π-0.81 ), dit zijn de start en de eindhoek van de boog.


figuur 13 - Verloop dwarskracht

figuur 14 – Vorm van de boog

Maximale dwarskracht dat optreedt is 107.7 N en werkt op de uiteinden van de brug.

9

9.1.3 Maximaal moment Met behulp van de horizontale reactiekracht die bepaald is kan er vervolgens het buigend moment in de boog uitgerekend worden. Het totale buigend moment op een punt in de boog is een wisselwerking tussen de momenten veroorzaakt door de horizontale- en verticale reactiekrachten.

y = ! − 250500 ! . !!

M! = !!" ∙ ! − ! ∙ ! M! = !!" ∙ ! – 200 ∙ ! − 500 − ! ∙ !

Momentenlijn ontstaan uit de momenten van deverticale krachten en x en het moment van H en y.

9 Kharagpur, Module 5 Cables and Arches Version 2 CE IIT


!!"#$ = −56.2500000 ∙ ! + .1562500000 ∙ !!, 0 < ! ≤ 500

−256.2500000 ∙ ! + 100000+ .1562500000 ∙ !!, 500 ≤ ! < 1000

figuur 15 - Grafiek verloop buigendmoment

Maximaal moment dat optreedt is 10937.5 N·mm De plaats van het maximaal moment is in het midden van de brug. Bij een puntbelasting is het zo dat er op 350mm van de buitenkant het moment 0 is. We zijn er van bewust dat het bij gelijk verdeelde last het moment 0 is.


9.1.4 Dimensionering van boog profiel Nu alle krachten die op de brug werken bekend zijn moeten de afmetingen van de gekozen profielen uitgerekend worden. omdat de brug voornamelijk op buiging belast wordt is het lineair traagheidsmoment van de profielen bepaald met de formule. Met de hieruit verkregen waarde is gecontroleerd of de maximaal toelaatbare buigspanning niet overschreden wordt. Lineair Traagheidsmoment I-profiel

!!"#$%&' = 2 ∙! ∙ !!

12 +ℎ2 −

!2

!

∙ !! +! ∙ ℎ − 2 ∙ ! !

12

Waarbij de volgende waardes worden gekozen: e = 1mm, h=10mm, b=8mm Als deze waardes in de formule worden ingevuld wordt het volgende verkregen.

!!"#$%&' = 2 ∙6 ∙ 1!

12 +102 +

12

!

∙ 6 ∙ 1 +1 ∙ 10− 2 ∙ 1 !

12

= 8603 !!!

9.1.5 Optredende spanning in het profiel Uiterste vezelafstand r is h/2 = 5mm

!! = !!"#$%&'! =

1723

ℴ! = !!

!!= 10937.5172/3 = 225.4 !/ !!!

9.2 Bepaling krachten brugdek

9.2.1 Bepaling reactiekrachten ! = 100 !

! = 100 !! (!"##$% !" !"##$%#&'$!)

9.2.2 Maximaal moment !! = ! ∙ 0,5 ∙ ! = 100 ∙ 0,5 ∙ 100 = 5000 !/!


9.2.3 Lineair traagheidsmoment U-profiel

!!!!"#$%&' = 2 .!. !!

12 +ℎ2 −

!2

!

. !1 +!. ℎ − 2 . ! !

12

Waarbij de volgende waardes worden gekozen: e = 1mm, h=6mm, b=5mm Als deze waardes in de formule worden ingevuld wordt het volgende verkregen.

!!!!"#$%&' = 2 .5.1!

12 +62−

12

!

∙ 5 ∙ 1 +1. 6− 2 . 1 !

12

= 68 23 !!

!

9.2.4 Optredende spanning in het profiel Uiterste vezelafstand r is h/2 = 3mm

!! = !!"#$%&'! =

68 2 33 =

2069

ℴ! = !!

!!=

5000206 9 = 218.4 !/ !!!

9.3 Belasting op knik Zoals eerder berekend is de H 156,25N. Omdat de boog niet op zijn nulpunt start is er een andere waarde dat in de cosinus ingevuld moet worden. De waarde is 0,81.

!!"# = ! ∙ cos 0,81 = 107,7 ! Om de kritische spanning uit te rekenen wordt de volgende formule gebruikt.

ℴ!" = !!. !!"##$

!!!!"#$%&'!

!

= 1342,52


Als deze formule met de vogende gegevens wordt ingevuld

!!"#$%&' = 860 /3 !!! !!"##$ = 20 ∗ 10^4 !/!!!

!! = 145,17!!

ℴ!" = 1342,52 De druk die plaatsvind in de doorsnede is

ℴ! = !!"#! =

107,720 = 5,38 !!!

Deze spanning bevind zich aan het begin en einde van de boog.

9.4 Buiging brukdek Er wordt gekeken naar de doorbuiging van het wegdek. Deze doorbuiging wordt in de dwarsdoorsnede bekeken. Gegevens:

! = 200 ! ! = 175 !! ℎ = 6 !!

!!!"# = 145,17!! Maximaal optredende buigspanning

M! = !2 .

!2 = 8750 !/!!

I!"#$%&' =112 . ! . ℎ

! = 3150 !!!

W! = !!"#$%&'

! = 31503 = 1050 !!!

ℴ! = !!

!!= 87501050 =

253 !/!!!

Doorbuiging

f =! . !2

!

3 . !!!"# . !!"#$%&'= 1265825 = 1,42 !!

9.5 Conclusie Aangezien de brug voornamelijk op buiging wordt belast zijn de gekozen profielen ook op deze belasting gedimensioneerd. Uit de berekeningen is te concluderen dat de maximaal toelaatbare spanning niet wordt overschreden.


10 Financiën In dit hoofdstuk zullen er de financiën worden besproken, er zal worden toegelicht waarom de kosten verschillen met de voorcalculatie en in de bijlage is de offerte te vinden. In het plan van aanpak is een voorcalculatie gedaan voor de kosten van het ontwikkelen en bouwen van de brug. Hierin is aangegeven dat wanneer het project de bouwfase nadert de kosten erg verschillend kunnen zijn met de kosten die er in de voorcalculatie worden aangegeven. De kosten die uiteindelijk gerekend zullen worden voor het ontwikkelen van de brug zijn minder dan er in de voorcalculatie werd gedacht. De voornaamste reden hiervan is dat we in de offerte een prijs van €12,50 rekenen voor het ontwerpen van de brug en voor het bouwen een prijs van €10,00, maar dat we dit niet keer acht studenten doen maar keer ontwerpgroep. Een andere reden dat de prijs lager uitvalt dan ingeschat is dat er minder uur in het ontwikkelen van de brug zat dan verwacht.

Activiteit Aantal uur Prijs per uur (€) Prijs (€) Ontwerp 136 12,50 1700 Bouwen 44 10,00 440 Materialen 55

De groep heeft zich in totaal 136 uur bezig gehouden met het ontwerpen wat leidt tot een prijs van €1700. De bouw van de brug heeft in totaal 44 uur gekost, en dit zorgt ervoor dat de arbeidskosten van de bouw op €440 uitkomen. Naast deze arbeidskosten zijn er kosten voor het materiaal, deze kosten zijn circa €55. De totale kosten voor het ontwikkelen en bouwen van de model spoorbrug zijn €2195.


11 Bouw van de brug

11.1 Planning De bouwplanning beschrijft de activiteiten, de afhankelijkheden tussen deze activiteiten en de werkverdeling onder de projectleden. Er zijn twee groepen gemaakt en daar zijn de taken onder verdeeld, een groep voor de bouw en een groep voor de ‘Finishing Touches’. Aan de hand van de mijlpalen en de inleverdatum is een planning opgesteld. Echter is de planning zeer strak, daarom wordt deze nauwlettend door de ‘Chef bouw’ in de gaten gehouden en aangepast indien nodig. Het gehele bouwproces wordt gemonitord aan de hand van een ‘Dag-Status-rapportage’, dat het eenvoudiger maakt om vertragingen in te halen en een beoordeling te geven over het bouwproces, bij beoordeling achteraf. Bouwplanning

figuur 16 - Screenshot eerste bouwplanning

Zie de bijlage ‘Bouwplanning’ voor het volledige rapport.

11.2 Evaluatie bouw Het bouwen van het uiteindelijke ontwerp is erg leerzaam geweest mede door het uitdagende ontwerp. Er hebben zich verschillende situaties voorgedaan waarbij er een andere manier van aanpak nodig bleek te zijn dan vooraf bedacht was. Het was dan ook erg leerzaam hoe de ontwerpfase kan samenvallen tijdens het bouw proces en om hier creatief mee om te kunnen gaan als het niet helemaal gaat zoals bedacht is. De tekeningen zijn getoond aan de werkplaats medewerkers en deze hebben de tekeningen goed gekeurd waar door de bouw kon worden gestart. De I-profielen waar uit de boogconstructie bestaat bleek niet verkrijgbaar te zijn waardoor deze uiteindelijk met de hand gelast moest worden. Hier was vooraf al wel rekening mee gehouden.


figuur 17 - Foto van het lassen van de I-bint

Tijdens het lassen konden de andere groepsleden zich bezig houden met het wegdek en van de verbindingen die de verschillende stukken aan elkaar moet houden. Door te weinig capaciteit van de werkplaats op de Haagse Hogeschool en dus kans op vertraging van de bouw moest er uitgeweken worden naar een oud stage bedrijf van een van de groepsleden. Gelukkig is de groep daar met open armen ontvangen en kon er gebruik gemaakt worden van het machinepark. Hier is het begin gemaakt met de stukken van de boog te knippen. Later in de week konden we weer terecht in de werkplaats van de Haagse Hogeschool en zijn verder gegaan met het lassen van de boog. Tijdens het lassen van een van de laatste segmenten van de boogconstructie bleek het gas op te zijn van het las apparaat. Dit gas zou voor de Kerstvakantie geleverd worden, later bleek de gas pas de donderdag na de vakantie afgeleverd te worden. Nadat de boogconstructie is afgelast kunnen de tuidraden worden gespannen. Het staaldraad die als tuidraden moesten dienen zijn vervangen door ijzerdraad die makkelijker te verkrijgen zijn in kleine diameters. Deze ijzerdraden hebben we getest door middel van de trekproef, hier uit bleek dat de draden dubbel moesten worden gespannen om aan de veiligheidsmarge te voldoen. De montage moet op het moment van schrijven nog gebeuren. De finishing touche is het wit spuiten van de brug waardoor de moderne organische vormen van de boog mede als het slanke model het beste tot zijn recht komt.

figuur 18 - Voorbereiden verbindingsstukken

We willen graag Arno danken voor het ter beschikking stellen van zijn werkplaats.


12 Literatuurlijst Kharagpur, Module 5 Cables and Arches Version 2 CE IIT Hibbeler, RC, Sterkteleer (mei 2006), Nederland, Pearson BV Mourik, P. van & Dam, J. van. Materiaalkunde voor ontwerpers en constructeurs (2006). Nederland; VSSD Nederlandse norm NEN-EN 1990 (nl), (December 2002), Eurocode – Grondslagen van het constructief Ontwerp, p. 1-4, 6, 13 Labeeuw, Heino. Materialenleer Hfst 1 Materiaaleigenschappen (2005). Nederland; Uitgever onbekend van www.natuurkunde.nl Website Designer Data, www.designerdata.nl (December 2011) Website N-Project, www.nproject.org (December 2011) Figuren Figuur voorblad, naam onbekend, http://telescript.denayer.wenk.be (2009) Figuur 1, Labeeuw, Heino. Materialenleer Hfst 1 Materiaaleigenschappen (2005). Figuur 2, Koppen, Stijn (2011) Figuur 3, Koppen, Stijn (2011) Figuur 4, Giezeman, Dennis (2011) Figuur 5, Kortram, Jon (2011) Figuur 6, Stijn, van Niek (2011) Figuur 7, Danje, Myron (2011) Figuur 8, Goutier, Vincent (2011) Figuur 9, Schoute, Marinus (2011) Figuur 10, Ton, Marco (2011) Figuur 11, Calhouw, Rick (2011) Figuur 12, Labeeuw, Heino. Materialenleer Hfst 1 Materiaaleigenschappen (2005). Nederland; Uitgever onbekend van www.natuurkunde.nl Figuur 13, Goutier, Vincent (2011) Figuur 14, Goutier, Vincent (2011) Figuur 15, Goutier, Vincent (2011) Figuur 16, Giezeman, Dennis (2011) Figuur 17, Goutier, Vincent (2011) Figuur 18, Goutier, Vincent (2011)


0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0

F [kN]

S [mm]

Materialen Kracht -‐ Verlenging

Staalstrip

Staalstrip inkeping rond

Staalstrip inkeping hoek

Alustrip

Alustrip inkeping rond

Alustrip inkeping hoek

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0

F [kN]

S [mm]

Verbindingen Kracht -‐ Verlenging

Staal popnagel 5mm

Staal popnagel 15mm

Staal puntlas

Alu popnagel 5mm

Alu popnagel 15mm

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0

F [kN]

S [mm]

Materialen Kracht -‐ Verlenging

Kartonnen koker 14/12mm

PE

Papier

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0

F [kN]

S [mm]

[druk] Materialen Kracht -‐ Verlenging

A4 papier koker



0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

400,0

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0

R [N/m

m^2]

EPS [%]

Materialen Spanning -‐ Rek

Staalstrip

Staalstrip inkeping rond

Staalstrip inkeping hoek

Alustrip

Alustrip inkeping rond

Alustrip inkeping hoek

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

160,0

180,0

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0

R [N/m

m^2]

EPS [%]

Verbindingen Spanning -‐ Rek

Staal popnagel 5mm

Staal popnagel 15mm

Staal puntlas

Alu popnagel 5mm

Alu popnagel 15mm

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0

R [n/m

m^2]

EPS [%]

Materialen Spanning -‐ Rek

Karton

PE

Papier

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 140,0 160,0

R [n/m

m^2]

EPS [%]

[druk] Materialen Spanning -‐ Rek

A4 papier koker



Bijlage 1 - O

verzicht van de geteste materialen

Bijlage 1 - O

verzicht van de geteste materialen

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0

F [kN]

S [mm]

Staalstrip 100x10

Sample 1

Sample 2

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0

F [kN]

S [mm]

Staalstrip 100x8 inkeping

Sample 1

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0

F [kN]

S [mm]

Staalstrip 100x8 inkeping

Sample 1

Sample 2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0

F [kN]

S [mm]

Alustrip 100x10

Sample 1

Sample 2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0

F [kN]

S [mm]

Alustrip 100x10 inkeping rond

Sample 1

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0

F [kN]

S [mm]

Alustrip 100x10 inkeping hoek

Sample 1

Sample 2

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0

F [kN]

S [mm]

Staal popnagel 5 mm

Sample 1

Sample 2

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0

F [kN]

S [mm]

Staal popnagel 5 mm

Sample 1

Sample 2

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 F [kN]

S [mm]

Staal 100x25 puntlas

Sample 1

Sample 2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0

F [kN]

S [mm]

Alu popnagel 5 mm

Sample 1

Sample 2

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0

F [kN]

S [mm]

Alu popnagel 15 mm

Sample 1

Sample 2

0,0 0,1 0,1 0,2 0,2 0,3 0,3 0,4 0,4 0,5

0,0 20,0 40,0 60,0 80,0

F [kN]

S [mm]

PE

Sample 1

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

0,0 5,0 10,0 15,0

F [kN]

S [mm]

A4 papier strook

Sample 1

Sample 2

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

0,0 5,0 10,0 15,0

F [kN]

S [mm]

A4 papier koker [druk]

Sample 1

Sample 2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

0,0 5,0 10,0 15,0

F [kN]

S [mm]


Sample 1

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0

F [kN]

S [mm]

Kartonnen koker 14/12 [druk]

Sample 1

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0

F [kN]

S [mm]

Kartonnen koker 18/16 [druk]

Sample 1

Bijlage 2 - O

verzicht van alle geteste materialen [kracht - verlenging]

Bijlage 2 - O

verzicht van alle geteste materialen [kracht - verlenging]

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0

R [N/m

m^2]

EPS [%]

Staalstrip 100x10

Sample 1

Sample 2

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

400,0

0,0 5,0 10,0 15,0

R [N/m

m^2]

EPS [%]]

Staalstrip 100x8 inkeping rond

Sample 1

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

400,0

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0

R [N/m

m^2]

EPS [%]

Staalstrip 100x8 inkeping hoek

Sample 1

Sample 2

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

0,0 5,0 10,0 15,0

R [N/m

m^2]

EPS [%]

Alustrip 100x10

Sample 1

Sample 2

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0

R [N/m

m^2]

EPS [%]

Alustrip 100x10 inkeping rond

Sample 1

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0

R [N/m

m^2]

EPS [%]

Alustrip 100x10 inkeping hoek

Sample 1

Sample 2

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0

R [N/m

m^2]

EPS [%]

Staal popnagel 100x25 5mm

Sample 1

Sample 2

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0

R [N/m

m^2]

EPS [%]

Staal popnagel 100x25 15mm

Sample 1

Sample 2

0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 140,0 160,0 180,0

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0

R [N/m

m^2]

EPS [%]

Staal 100x25 puntlas

Sample 1

Sample 2

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0

R [N/m

m^2]

EPS [%]

Alu popnagel 100x25 5mm

Sample 1

Sample 2

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0

R [N/m

m^2]

EPS [%]

Alu popnagel 100x25 15mm

Sample 1

Sample 2

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

0,0 50,0 100,0 150,0 200,0

R [N/m

m^2]

EPS [%]

PE

Sample 1

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0

R [N/m

m^2]

EPS [%]

A4 Papier strook

Sample 1

Sample 2

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8

0,0 50,0 100,0 150,0 200,0

R [N/m

m^2]

EPS [%]

A4 Papier koker [druk]

Sample 1

Sample 2

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0

R [N/m

m^2]

EPS [%]


Sample 1

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

0,0 20,0 40,0 60,0 80,0

R [N/m

m^2]

EPS [%]

Kartonnen koker 14/12mm [druk]

Sample 1

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0,0 20,0 40,0 60,0 80,0

R [N/m

m^2]

EPS [%]

Kartonnen koker 18/16mm [druk]

Sample 1

Bijlage 3 - O

verzicht van alle geteste materialen [spanning - rek]

Bijlage 3 - O

verzicht van alle geteste materialen [spanning - rek]

Planning project WP1.2 17-01-12 17:28

Page 1 of 1

1) Verslagen 6w 3d2) Maken PVA 3d3) Inleveren PVA 1d4) Maken Beproevingsrapport 3d5) Inleveren beproevingrapport 1d6) Maken TPD 1w 1d7) Inleveren TPD 1d8) Maken Eindrapport 3w 2d9) Ineveren Eindrapport 1d

10) Ontwerp 4w 1d11) Maken Individueel Ontwerp 2w 4d12) Inleveren Individueel Ontwerp 1d13) Keuzevergadering 1d14) Narekenen Ontwerp 1w

15) Bouw 4w

Task Effort14 nov - 20 nov 21 nov - 27 nov 28 nov - 4 dec 5 dec - 11 dec 12 dec - 18 dec 19 dec - 25 dec 26 dec - 1 jan 2 jan - 8 jan 9 jan - 15 jan


Bouwplanning

De Haagse Hogeschool Technology, Innovation & Society Delft WPV1a1


Bouwplanning

De Haagse Hogeschool Technology, Innovation & Society Delft WPV1a1 Stijn Koppen Rick Caljouw Marco Ton Vincent Goutier Myron Danje Marinus Schoute Niek van Stijn Jon Kortram Dennis Giezeman Versie 18 januari 2011

Inhoud

1 Inleiding ............................................................................................................. 4 2 Afhankelijkheden tussen activiteiten ................................................................. 5

2.1 Activiteiten ........................................................................................................................ 5 2.2 Afhankelijkheden ............................................................................................................. 6 2.3 Verdeling van activiteiten ............................................................................................... 8

3 Planning ............................................................................................................. 9 4 Voortgangsbewaking ........................................................................................ 11 5 Realiteit ............................................................................................................. 12 6 Literatuurlijst ..................................................................................................... 13

3

1 Inleiding In deze bouwplanning worden de activiteiten, de afhankelijkheden tussen deze activiteiten en de werkverdeling onder de projectleden duidelijk gemaakt. Ook staat er een overzichtelijke planning die ervoor dient om het bouwen van een brug tot een efficiënt proces te vormen. Om dit te kunnen garanderen is er als laatst een kwaliteitsbewaking opgesteld. Deze planning is geschreven aan de hand van het boek ‘Projectmatig creëren 2.0’ geschreven door Jo Bos & Ernst Harting. Hoofdstuk 8, Projectplanning en Hoofdstuk 7 projectbeheersing.

4

2 Afhankelijkheden tussen activiteiten In dit hoofdstuk worden de afhankelijkheden tussen activiteiten nader verklaard. De activiteiten zelf worden eerst in een Work Breakdown Structure samengevat. Daarna is een overzichtelijk diagram van de afhankelijkheden opgesteld, zodat er een helder schema van importante activiteiten ontstaat.

2.1 Activiteiten Bij het realiseren van een idee tot uitvoering, zijn er drie hoofdactiviteiten te onderscheiden. 1. Ontwerp Bij het ontwerp worden de bouwtekeningen van het ontwerp duidelijk uitgewerkt. De specifieke onderdelen worden uitvergroot tot duidelijke werktekeningen. Ook wordt er een materialenlijst opgesteld van alle materialen die in de brug verwerkt gaan worden. 2. Werkvoorbereiding Bij de werkvoorbereiding worden de materialen ingekocht, dan wel geïnventariseerd of deze aanwezig zijn. Er wordt gekeken of de benodigde machines en gereedschappen beschikbaar zijn en werken. Ook is het noodzakelijk om een degelijke opslagplaats voor de materialen te hebben, zodat deze snel paraat zijn en niet zoek raken. 3. Bouwen De bouw van de brug zal uit twee fases bestaan.

1. Prefabriceren van de benodigde onderdelen. 2. Monteren van de onderdelen.

Het is noodzakelijk om hier onderscheid tussen te maken aangezien de tweede fase niet zal kunnen beginnen, voordat de eerste fase voltooid is. In de volgende paragraaf meer hierover. Naast deze twee fases, zal er nog een Finishing Touch gedaan worden aan de brug en de doos waar de brug in moet passen.

5

Work Breakdown Structure

2.2 Afhankelijkheden De algemene afhankelijkheden zijn in vier categorieën in te delen;

- Finish to start - Finish to finish - Start to start - Start to finish

Dit geeft aan wanneer de start en einddatum van een activiteit zou moeten zijn. Ook geeft dit een beeld van activiteiten die parallel zouden kunnen lopen, waarmee tijd gewonnen kan worden. In dit project zullen er vrijwel alleen activiteiten parallel lopen of een ‘Finish to start’ afhankelijkheid hebben, omdat er maar één eindproduct is. Ontwerp Er is al wel een globale tekening van de brug, wat betekend dat er al ingeschat kan worden welke materialen er benodigd zijn. De activiteiten Bouwtekeningen en Materialenlijst kunnen dus parallel aan elkaar uitgevoerd worden. Werkvoorbereiding De Inkoop kan pas beginnen wanneer de materialenlijst gereed is, deze relatie is dus ‘Finish to start’. Een goede opslagruimte voor de materialen en tekeningen, is direct al noodzakelijk. De relatie tot andere activiteiten is dus ‘Finish to start’. De gereedschappen zijn pas nodig bij het prefabriceren van de onderdelen. Men weet ook pas welke gereedschappen benodigd zijn, wanneer de specifieke bouwtekeningen gemaakt zijn. De activiteit Bouwtekeningen is dus, ‘Finish to start’ in relatie met ‘Gereedschappen’, de activiteit Gereedschappen is weer ‘Finish to start’ in relatie met Prefabricatie.

Brug

Ontwerp Werkvoorbereiding Bouw

- Bouwtekeningen- Materialenlijst

- Inkoop- Opslag

- Gereedschappen

- Prefab- Monteren- Finishing

Touch

Figuur 1

6

Bouw Wanneer alle materialen ingekocht zijn, de opslag plaats geschikt is, de bouwtekeningen in orde en de juiste gereedschappen aanwezig zijn, kan de Prefabricatie van de onderdelen beginnen. De hierboven genoemde activiteiten zijn ‘Finish to start’ in relatie tot de Prefabricatie. Wanneer de Prefabricatie voltooid is, kan het monteren beginnen. Natuurlijk kunnen de pre gefabriceerde onderdelen, die al voltooid zijn, gemonteerd worden voor eventuele testen van aansluitingen etc. Deze relatie zal deels parallel kunnen lopen. De Finishing Touch, betreft de laatste handlegging op de brug en de doos waar de brug in moet passen. Aangezien de doos een apart deel is, kan hier al eerder aan gewerkt worden. Dit kan bijvoorbeeld parallel lopen, aan de Prefabricatie. De Finishing Touch aan de brug kan echter pas wanneer de brug volledig klaar is. Dit betreft dus ook een ‘Finish to start’ relatie.

Globale indeling van de activiteiten

Figuur 2

7

2.3 Verdeling van activiteiten De projectgroep bestaat uit negen projectleden. Elk lid moet een gelijk aantal uren aan het project besteden, er zal dus een eerlijke verdeling in activiteiten over de projectleden gemaakt worden. Omdat niet elke activiteit door één persoon uitgevoerd kan worden, zullen alle leden meerdere activiteiten moeten uitvoeren.

Activiteit Aantal Pers. Personen Opslag 1 Jon Bouwtekeningen 4 Vincent Marinus Materialenlijst 2 Vincent Stijn Gereedschappen 1 Jon Inkoop 2 Dennis Prefabricatie 5 Myron-Marco-Vincent-Stijn-

Dennis-Rick Finishing Touch; Doos 3 Marinus-Niek-Dennis Finishing Touch; Brug 8 Allen

8

3 Planning Volgens het plan van aanpak is de bouwperiode van de brug, 16-12-2011 tot en met 12-01-2012. Dit betekend dat er 10 dagen zijn, om de brug te bouwen. Maar om enige uitloop te kunnen ondervangen gaan we er van uit dat we 6 dagen hebben om de brug te bouwen. In de overige 3 dagen zal de Finishing Touch aan de brug gegeven worden. Op de laatste dag wordt de brug afgeleverd. Omdat niet elke activiteit zomaar, bijvoorbeeld thuis, uitgevoerd kan worden, moet hierbij rekening gehouden worden in de planning. De bouwtekeningen en de materialenlijst kan op elk moment gedaan worden. Echter bij de fabricage en montage, moeten ruimtes beschikbaar zijn en vrije uren die een lid kan besteden. De planning wordt daardoor een stuk lastiger en beperkter. Ook is het lastig om de doorlooptijd van elk onderdeel van de brug vooraf te bepalen, daarom zal de planning, per dag, gedaan worden. De dagen waarin de activiteiten voor de fabricage voldoen moeten worden; Vrijdag 16 december - - Zaterdag 17 december - - Zondag 18 december - - De dagen en tijden waarin de fabricage ruimte (mogelijk) beschikbaar is en de projectgroep hier tijd voor heeft; Maandag 19 december, 3x 1 uur (tussenuur) Dinsdag 20 december, 4,5 uur achtereen. (tussenuur) Woensdag 21 december, 2,5 uur achtereen. (voor de les) Donderdag 22 december, 1,75 uur + 2,5 uur (voor/na vergadering) Vrijdag 23 december, 1,5 uur (tussenuur) Maandag 9 januari, 3x 1 uur (tussenuur) Dinsdag 10 januari, 4,5 uur achtereen. (tussenuur) Woensdag 11 januari, 2,5 uur achtereen. (voor de les) Planning

Figuur 3

9

Mijlpalen Een eenvoudig overzicht van de mijlpalen die tijdens de prefabricage van de brug behaald moeten worden. Hierbij staan ook de uitvoerende personen.

Dag Mijlpalen Personen Maandag 19 december - Boog links Myron-Marco-Vincent-

Stijn-Dennis-Rick Dinsdag 20 december - Boog Rechts

- Opdelen boog - Bevestiging boogdelen - Bevestiging bovenkant Boog

Myron-Marco-Vincent-Stijn-Dennis-Rick

Woensdag 21 december - Bevestiging scharnier (tafel) - Wegdek

Myron-Marco-Vincent-Stijn-Dennis-Rick

Donderdag 22 december - Gaten wegdek - Gaten Boog

Myron-Marco-Vincent-Stijn-Dennis-Rick Marinus-Niek (doos)

Vrijdag 23 december - Staaldraden - Finishing Touch; Doos

Myron-Marco-Vincent-Stijn-Dennis-Rick Marinus-Niek

Woensdag 11 Januari

- Finishing Touch; Brug

Allen

Toelichting: Boog links – betreft de linker I-bint, gebogen. (idem boog rechts) Opdelen boog – betreft het in 3 stukken verdelen van de boog. Bevestiging boogdelen – betreft het creëren van een demonteerbare bevestiging tussen de opgedeelde stukken Bevestiging bovenkant boog – betreft de verbinding van de bovenkant van de linker boog met de bovenkant van de rechterboog. Bevestiging scharnier – betreft het bevestigen van de uiteinden van de boog aan een hoekprofiel voor de tafel. Gaten – betreft gaten voor de staaldraden die het wegdek dragen. LET OP! Exact verticaal boven elkaar! Finishing Touch; Doos – betreft het aanpassen van de schoenendoos voor de onderdelen, eventueel een bouwtekening, logo, kleur etc.

10

4 Voortgangsbewaking De voortgangsbewaking bij een bouwplanning is een noodzakelijke voorwaarde om een project tot een succesvol einde te brengen. Deze bewaking zal worden gerealiseerd door elke dag een dag-status-rapportage bij te houden. Hierdoor is eenvoudig af te lezen wat de voortgang van de bouw is, in vergelijking tot de bouwplanning. Indien er vertraging zal worden opgelopen, is dit snel merkbaar en kan de planning aangepast worden of eventueel moet men harder werken. De dagrapportage zal elke dag, aan het einde van de middag, worden ingevuld door de Chef Bouw, Dennis Giezeman. Hij is tevens de gene die verantwoordelijk is voor de voortgangsbewaking en zal de beslissingen nemen over de bouwplanning. Voorbeeld van een Dag-Status-Rapport Dagrapportage Project: Enkelstuksproduct Vakwerkbrug Dag: donderdag 15 december 2011 Algemene voortgangsstatus: - - - Gerealiseerde mijlpalen: - - - Risico’s: - - - -

Acties: - - - -

Overige opmerkingen: - - - Status in één beeld Planning 0% 100%

Reëel 0% 100%

Figuur 4

11

5 Realiteit Tijdens het bouwproces is gebleken dat er niet altijd gelegenheid was om aan de brug te bouwen. Er is een aantal dagen vertraging opgelopen, doordat er gereedschappen niet aanwezig waren en uiteindelijk was voor sommige bewerkingen toch meer tijd nodig dan ingepland. Dit heeft tot gevolg gehad dat de gestelde deadline van 12 januari 2012 niet is gehaald. De opleverdatum van de brug is 26 januari 2012, de deadline is nu dus verschoven naar 25 januari 2012. Vernieuwde Planning

Figuur 5

12

6 Literatuurlijst Bos, J en Harting, E. Projectmatig creëren 2.0 (2006). Nederland; Scriptum Figuren Voorblad, naam onbekend, http://flickr.nl Figuur 1, Work-Breakdown-Structure, Omnigraffle Figuur 2, indeling activiteiten, Omnigraffle Figuur 3, planning, Openproj Figuur 4, dag-status-rapport Figuur 5, Vernieuwde Planning

13

PRODUCED BY AN AUTODESK EDUCATIONAL PRODUCT

PRODUCED BY AN AUTODESK EDUCATIONAL PRODUCTP

RO

DU

CED

BY

AN

AU

TOD

ES

K ED

UC

ATI

ON

AL P

RO

DU

CT P

RO

DU

CE

D B

Y AN A

UTO

DE

SK E

DU

CA

TION

AL P

RO

DU

CT

MATERIAAL / OPMERKINGEN:

VORM- EN PLAATSTOLERANTIESVOLGENS NEN 1101

FORMAAT:BENAMING:

RUWHEIDVOLGENS NEN 3634

ONTWERP

GETEKEND

STUDENT NR.DATUM

MAATEENHEID

SCHAAL

RUWHEID

ALG. TOL. VOLGENS ISO 2768 - fHMATEN <6mm ISO 2768-mH

NUMMER:

Vincent Goutier

:

:

:

: :

:

:

Vincent Goutiermm

11053054

boogbrug delen A4

0.8

1:1

14-12-2011

PARTS LISTDESCRIPTIONPART NUMBERQTYITEM

brugligger hoek41 brugligger midden22 klemstrip143 brugdek zijkant24 boog hoek25 boog hoek226 boog midden27Cylinder Head Cap ScrewDIN 912 - M3 x 588 brugdek midden19 klemstrip2810Cylinder Head Cap ScrewDIN 912 - M4 x 6411Hexagon thin nuts (chamfered) - Product grades A and B

ISO 4035 - M4412

kabel 1413 kabel2414 kabel3415 kabel4416 kabel5217 tussenstaaf218Cylinder Head Cap ScrewDIN 912 - M4 x 10419



RO

DU

CED

BY

AN

AU

TOD

ES

K ED

UC

ATI

ON

AL P

RO

DU

CT P

RO

DU

CE

D B

Y AN A

UTO

DE

SK E

DU

CA

TION

AL P

RO

DU

CT



FORMAAT:BENAMING:


ONTWERP

GETEKEND

STUDENT NR.DATUM

MAATEENHEID

SCHAAL

RUWHEID


NUMMER:

Vincent Goutier

:

:

:

: :

:

:

Vincent Goutiermm

11053054

A4

0.8

1:1

18-12-2011

A ( 4:1 )

B ( 5 : 1 )

A

B



RO

DU

CED

BY

AN

AU

TOD

ES

K ED

UC

ATI

ON

AL P

RO

DU

CT P

RO

DU

CE

D B

Y AN A

UTO

DE

SK E

DU

CA

TION

AL P

RO

DU

CT



FORMAAT:BENAMING:


ONTWERP

GETEKEND

STUDENT NR.DATUM

MAATEENHEID

SCHAAL

RUWHEID


NUMMER:

Vincent Goutier

:

:

:

: :

:

:

Vincent Goutier Steelmm

11053054

boog hoek A4

0.8

1:1

14-12-2011

6

10

100

200

300

4,5

224,4

341,5

R615

352,4

1

1,5

8

A ( 4:1 )

B ( 5 : 1 )

A

B



RO

DU

CED

BY

AN

AU

TOD

ES

K ED

UC

ATI

ON

AL P

RO

DU

CT P

RO

DU

CE

D B

Y AN A

UTO

DE

SK E

DU

CA

TION

AL P

RO

DU

CT



FORMAAT:BENAMING:


ONTWERP

GETEKEND

STUDENT NR.DATUM

MAATEENHEID

SCHAAL

RUWHEID


NUMMER:

Vincent Goutier

:

:

:

: :

:

:


11053054

boog midden A4

0.8

1:1

14-12-2011

6

101

200

100

10R6

154,5

27,8°

1,5

1

A ( 4:1 )

B ( 5:1 )

A

B



RO

DU

CED

BY

AN

AU

TOD

ES

K ED

UC

ATI

ON

AL P

RO

DU

CT P

RO

DU

CE

D B

Y AN A

UTO

DE

SK E

DU

CA

TION

AL P

RO

DU

CT



FORMAAT:BENAMING:


ONTWERP

GETEKEND

STUDENT NR.DATUM

MAATEENHEID

SCHAAL

RUWHEID


NUMMER:

Vincent Goutier

:

:

:

: :

:

:


11053054

boog hoek2 A4

0.8

1:1

14-12-2011

341,5

352,4

224,4

6

101

100

200

300

1,5

1

4,5

R615



RO

DU

CED

BY

AN

AU

TOD

ES

K ED

UC

ATI

ON

AL P

RO

DU

CT P

RO

DU

CE

D B

Y AN A

UTO

DE

SK E

DU

CA

TION

AL P

RO

DU

CT



FORMAAT:BENAMING:


ONTWERP

GETEKEND

STUDENT NR.DATUM

MAATEENHEID

SCHAAL

RUWHEID


NUMMER:

Vincent Goutier

:

:

:

: :

:

:

Vincent Goutier Wood (Birch)mm

11053054

brugdek midden A4

0.8

1:1

14-12-2011

300

15

5200

13,5

4 6

50

150

250



RO

DU

CED

BY

AN

AU

TOD

ES

K ED

UC

ATI

ON

AL P

RO

DU

CT P

RO

DU

CE

D B

Y AN A

UTO

DE

SK E

DU

CA

TION

AL P

RO

DU

CT



FORMAAT:BENAMING:


ONTWERP

GETEKEND

STUDENT NR.DATUM

MAATEENHEID

SCHAAL

RUWHEID


NUMMER:

Vincent Goutier

:

:

:

: :

:

:

Vincent Goutier Wood (Birch)mm

11053054

brugdek zijkant A4

0.8

1:1

14-12-2011

350

15

2005

50150

250

4 6

1

3,5

A ( 4:1 )

A



RO

DU

CED

BY

AN

AU

TOD

ES

K ED

UC

ATI

ON

AL P

RO

DU

CT P

RO

DU

CE

D B

Y AN A

UTO

DE

SK E

DU

CA

TION

AL P

RO

DU

CT



FORMAAT:BENAMING:


ONTWERP

GETEKEND

STUDENT NR.DATUM

MAATEENHEID

SCHAAL

RUWHEID


NUMMER:

Vincent Goutier

:

:

:

: :

:

:


11053054

brugligger hoek A4

0.8

1:1

14-12-2011

35010

100

200

3006

6

1

1

3

A ( 4:1 )

A



RO

DU

CED

BY

AN

AU

TOD

ES

K ED

UC

ATI

ON

AL P

RO

DU

CT P

RO

DU

CE

D B

Y AN A

UTO

DE

SK E

DU

CA

TION

AL P

RO

DU

CT



FORMAAT:BENAMING:


ONTWERP

GETEKEND

STUDENT NR.DATUM

MAATEENHEID

SCHAAL

RUWHEID


NUMMER:

Vincent Goutier

:

:

:

: :

:

:


11053054

brugligger midden A4

0.8

1:1

14-12-2011

1

6

61

10 10

300

3

50150

250



RO

DU

CED

BY

AN

AU

TOD

ES

K ED

UC

ATI

ON

AL P

RO

DU

CT P

RO

DU

CE

D B

Y AN A

UTO

DE

SK E

DU

CA

TION

AL P

RO

DU

CT



FORMAAT:BENAMING:


ONTWERP

GETEKEND

STUDENT NR.DATUM

MAATEENHEID

SCHAAL

RUWHEID


NUMMER:

Vincent Goutier

:

:

:

: :

:

:

Vincent Goutiermm

11053054

klemstrip1 A4

0.8

1:1

14-12-2011

30

20

42

M3

2



RO

DU

CED

BY

AN

AU

TOD

ES

K ED

UC

ATI

ON

AL P

RO

DU

CT P

RO

DU

CE

D B

Y AN A

UTO

DE

SK E

DU

CA

TION

AL P

RO

DU

CT



FORMAAT:BENAMING:


ONTWERP

GETEKEND

STUDENT NR.DATUM

MAATEENHEID

SCHAAL

RUWHEID


NUMMER:

Vincent Goutier

:

:

:

: :

:

:

Vincent Goutiermm

11053054

klemstrip2 A4

0.8

1:1

14-12-2011

20

8

30

14,5

4

Offertedatum : 17 januari 2012 Betreft : Modelspoorbrug Opdrachtgever : Dhr. W. van Tiel Projectontwikkelaar : WPV1a1 Opdrachtomschrijving De opdrachtgever dhr. Van Tiel heeft Projectontwikkelaar WPV1a1 de opdracht gegeven om een modelspoorbrug ontwikkelen, van ontwerpproces tot het bouwen en testen hiervan. Hierbij zijn enkele eisen gesteld die hieronder te vinden zijn. Wensen van de opdrachtgever

• Draagkracht van 0.2kN in het midden van de brug (inclusief veiligheidsmarge) • Minimale overspanning van de brug is 1000[mm] • Hoogte rails is 6[mm] • Er is geen maximum gegeven aan de grootte van de brug • Vrije rijruimte voor de trein is minimaal 1000x175x150 mm (lxbxh) zijn • De brug moet op de volgende punten aan de Nen-normen voldoen • De bovenkant dient open te zijn maar dit hoeft niet onderbroken te zijn • Bij demontage moet de brug opberg baar zijn in een schoenendoos • De rails ligt in een boogstraal van 3200[mm] • Doorbuiging van de brug mag maximaal 2.5[mm] zijn • De brug moet stabiel zijn wanneer de trein erdoor heen rijd • De brug is een verbinding tussen twee punten • Ontwerp moet vakwerk brug zijn en zodanig doorgerekend worden

Duur van opdracht De opdracht is op 14 november 2011 in behandeling genomen en op donderdag 26 januari 2012 zal de brug gepresenteerd worden. Bij de presentatie zal de brug aanwezig zijn en zal deze getest zijn op bovenstaande eisen. Kosten De kosten die gerekend zullen worden voor het ontwikkelen van de brug zijn in totaal €2195. Voor akkoord, Projectontwikkelaar WPV1a1 Opdrachtgever ………………………….. ………………………………… Naam : Stijn Koppen (voorzitter) Naam : Dhr. Van Tiel Plaats : Delft Datum : Plaats :

Brug project - Techniekvenlo · Dit ontwerpverslag bevat een plan van aanpak, waarin wij aangeven...

Documents

Transcript of Brug project - Techniekvenlo · Dit ontwerpverslag bevat een plan van aanpak, waarin wij aangeven...