Lezing.vn constructeurs23april2014.versie2.jpden hollander

24-‐04-‐14

1

VN CONSTRUCTEURS 23 APRIL 2014 !!!ir. Jan-Pieter den Hollander!

!•  Constructeur"•  Duurzaamheid Bouwen met Staal""www.dutchhall.nl"www.duurzaaminstaal.nl""

Inhoud presenta3e • Context • Duurzaam ontwerpen in staal

• Hogesterktestaal • Toekomst …

• Vragen ?

24-‐04-‐14

2

Technische Commissie duurzaamheid (TC1)

3

Technische Commissie duurzaamheid (TC1)

4

!!Doelstelling TC1:!Handvatten voor constructeurs voor duurzaamheid"

!Projecten TC1:!

Koppeling BIM-BREEAM!

Hogesterktestaal 2.0!

Ducotool 2.1!

24-‐04-‐14

3

TC1 organiseert avondsessie !

5

ArcelorMiLal (Born)!"Thema: Duurzaamheid en hogesterktestaal

IJzerertsreserves

6

100%!

60%!

70%!

EUROPA = 6%!

24-‐04-‐14

4

7

1920! 2010! 2050!

EAF!

BF!

Schrootvoorraad voor volledig C2C!

Volledig duurzaam recyclen

Staalproduc3e 1950 200 miljoen ton

Staalproduc3e 2011 1500 miljoen ton

1950-‐2011: totale produc3e

24-‐04-‐14

5

Staalprijs +54%

Staalprijs in Nederland (materiaal)

Na3onale milieudatabase: construc3estaal

473 kg CO2 / ton"* www.duurzaaminstaal.nl

24-‐04-‐14

6



• Vragen ?

Principe

CO2 footprint = kg * CO2/kg levensduur

24-‐04-‐14

7

Het “domein” van de constructeur kg = levensduur =

CO2/kg =

Tussenkolom ?

5m 10m

20m

24-‐04-‐14

8

Vergelijking

IPE500: 20 x 90,7kg/m1 = 1814 kg HEA140: 2x 5 x 24,7kg/m1 = 247 kg +

2061 kg

IPE270: 20 x 36,1kg/m1 = 722 kg HEA140: 2x 5 x 24,7kg/m1 = 247 kg HEA100: 1x 5 x 16,7kg/m1 = 84 kg +

1053 kg

10m

20m

Vergelijking type kolommen, lengte 3m

HEM = 100%, HEB = 83%, HEA = 78%

24-‐04-‐14

9

Buis of HEA kolom ? Lengte 3m, Fd = 600 kN

HEA160 = 30,4 kg/m1

¢139,7x6,3 = 20,7 kg/m1

Het begrip “kN/kg”

HEA160 = 30,4 kg/m1

¢139,7x6,3 = 20,7 kg/m1

Milieuwinst ¢: 46%

600 kN 30,4 kg/m1

600 kN 20,7 kg/m1

= 20 kN/kg

= 29 kN/kg

24-‐04-‐14

10

IPE met 2 of 3 kipsteunen ? Overspanning 20m, qd = 7 kN/m2

IPE500

IPE550

2 of 3 kipsteunen, gewichtsvergelijking

2 = dakligger 3 = kipsteun

5m 20m

IPE550: = 2120 kg ☐60x6,3: = 103 kg +

2223 kg IPE500: = 1814 kg ☐60x6,3: = 155 kg +

1969 kg

24-‐04-‐14

11

Staal-‐beton liggers

* Boek Staal-‐beton: J.W.B. Stark & R.J. Stark

Verschillende vloervelden

* Kostenmodel: www.bouwenmetstaal.nl

7,2 x 13

3,6 x 8

24-‐04-‐14

12

Vloer: 3,6m , ligger 8m – 13m

S235 (IPE) + C25/30

* Boek Staal-‐beton: §2.2.1

S235 (IPE+HEA) + C25/30

* Boek Staal-‐beton: §2.2.1

Vloer: 7,2m , ligger 8m – 13m

24-‐04-‐14

13

Asymmetrische liggers

Milieuwinst: ~ 30%

Meer arbeid ….. * Boek Staal-‐beton: fig. 2.19

“Old school”

24-‐04-‐14

14

Invloed verbinding op materiaalgebruik

Bron: OpEhalisaEe

Scharnier boven

Scharnier onder

Alles momentvast

Gewicht: 3419 kg 100%



Meer arbeid -‐> minder materiaal

Bron: OpEhalisaEe

arbeid: € 280 (9%)

arbeid: € 308 (18%)

materiaal: €2735 (91%)

materiaal: €1736 (82%)

24-‐04-‐14

15

Verbinding -‐> CO2

IPE600 IPE450

1385kg CO2 881kg CO2

Greenteam 2.0: CO2 staalbouwers

B1 Use; installed product

B2 Maintenance

B3 Repair

B4 Replacement

B5 Refurbishment

B6 Operational Energy Use

B6.1 Operational Energy Use - heating

B6.2 Operational Energy Use - cooling

B6.3 Operational Energy Use - ventilation

B6.4 Operational Energy Use - hot water

B6.5 Operational Energy Use - lighting

B6.6 Operational Energy Use - building automation and control

B7 Operational Water UseA2

T

rans

port

C1

D

econ

stru

ctio

n

C2

T

rans

port

BEFORE USE USE AFTER USE

C3

R

ecyc

ling

/ re-

use

C4

D

ispo

sal

A1

R

aw m

ater

ial s

uppl

y

End of Life stageProduct stage Use stageConstruction Process stage

A5

O

n si

te p

roce

sses

A4

T

rans

port

A3

M

anuf

actu

ring

24-‐04-‐14

16



• Vragen ?

Hogesterktestaal: kennistransfer M2i

Aronsohn

24-‐04-‐14

17

Wat vind de constructeur ?

Materiaalbesparen

Materiaalwinst: 460/235 = 96%

CO2/kg S235 = CO2/kg S460

S235: fy = 235 N/mm2 S460: fy = 460 N/mm2

Milieuwinst S460: 96%

24-‐04-‐14

18

EN1993-‐1-‐1: §6.3.1.1 (knik) Nb,Rd = (6.47)

Stabiliteitseffecten …

Χ*A*fy γM1

Milieuwinst S460: ≤ 96%

Draagkracht kolom

reducEefactor

Oplopende belas3ng, S235 en S460

gedrongen slank

24-‐04-‐14

19

Winst hogesterktestaal kokers

* Blad Stahlbau 81 (2012), heQ 4

Winst hogesterktestaal liggers

* Blad Stahlbau 81 (2012), heQ 4

24-‐04-‐14

20

39

Case Study

40

-‐ S460 = besparing 28% CO2 -‐ S690 = besparing 36% CO2

Resultaten Case Study: kolommen

24-‐04-‐14

21

Strip: eerst bouten

eerst de verbinding …….

Strip: bepaal strip

dan de strip ………

24-‐04-‐14

22

2000kN -‐> S235, standaard strip

Bruto doorsnede (nooit) maatgevend

NeLo doorsnede (veelal) maatgevend

2000kN -‐> S690, custom strip

24-‐04-‐14

23

400x30

Minder materiaal, meer arbeid

350x15 200x15

44 [kg CO2/m1]

20 [kg CO2/m1]

~13 [kg CO2/m1]

S235 S690

Voorbeeld: pen-‐gatverbinding

24-‐04-‐14

24

2000kN -‐> S690, pen-‐gatverbinding

NeLo doorsnede (veelal) maatgevend

500x40 250x25 120x25

74,3 [kg CO2/m1]

23,2 [kg CO2/m1]

~12 [kg CO2/m1]

S235 S690 Minder materiaal, meer arbeid

24-‐04-‐14

25



• Vragen ?

EYE: staalverbruik

> 110 kg staal/m2 = > 52 kg CO2 / m2 Normaal < 50 kg staal/m2 = 24 kg CO2 / m2

24-‐04-‐14

26

EYE: levensduur

52 kg CO2 / m2

Levensduur EYE = 100 jaar (?)

Levensduur kantoor = 20 jaar (?)

CO2 footprint =

24 kg CO2 / m2

100

CO2 footprint = 20 = 1,2 kg CO2 /m2jaar

= 0,52 kg CO2 /m2jaar

Hoe bepaal je levensduur, Es3mated Service Life ?

52 kg CO2 / m2

Afstudeeronderzoek 2011, Frank Tool

100

www.duurzaaminstaal.nl

24-‐04-‐14

27

S960 in de bouw ?

Experimental Study on ……. end restraints, Shi Gang, Prof. F. Bijlaard

“Old school”

24-‐04-‐14

28

Customised profielen ? Wpl,ben =

hcp://en.wikipedia.org/wiki/SecEon_modulus

Med*γM0

fy

Wpl = btf(d – tf) + 0,25tw(d – 2tf)2 A = 2btf + tw(d – 2tf)

RVW (minimaal doorsnedeklasse 2) lijf: c/tw ≤ 83ε flens: c/tf ≤ 10ε

400x5

700x20

100x10 200x30

Customised profielen, buiging ?

Besparing ~ 25%

custom

24-‐04-‐14

29

Resumé

•  Europa hee} geen grondstoffen meer

•  Meer arbeid en minder materiaal

•  Hogesterktestaal toepassen is duurzaam

•  Kopieer S960 norm uit China (?)

Bedankt !

58

J.P. den Hollander!

Lezing.vn constructeurs23april2014.versie2.jpden hollander

Documents

Transcript of Lezing.vn constructeurs23april2014.versie2.jpden hollander