STATISCHE BEREKENING Aanbouw woning aan de Sint ... · 8.7 BF1: BESTAANDE BETONNEN STROOKFUNDERING...

STATISCHE BEREKENING

AANBOUW WONING TE VENRAY PAGINANUMMER .

1


Aanbouw woning aan de Sint Antoniusveldweg 4

te Venray



2

1.0 Inhoudsopgave

1.0 INHOUDSOPGAVE ................................................................................................................................................... 2

2.0 INLEIDING ................................................................................................................................................................. 3

2.1 DOEL BEREKENING ...................................................................................................................................................... 3 2.2 BIJBEHORENDE DOCUMENTEN ..................................................................................................................................... 3 2.3 SITUATIE .................................................................................................................................................................... 3

3.0 UITGANGSPUNTEN VERIFICATIE BEREKENING.......................................................................................... 4

3.1 VAN TOEPASSING ZIJNDE NORMEN/VOORSCHRIFTEN ..................................................................................................... 4 3.2 GEVOLGKLASSE EN REFERENTIEPERIODE ...................................................................................................................... 4 3.3 TOEGEPASTE SOFTWARE ............................................................................................................................................. 5 3.4 PARTIËLE BELASTINGSFACTOREN ................................................................................................................................ 5 3.5 MOMENTANE WAARDEN............................................................................................................................................... 5 3.6 BELASTINGCOMBINATIES ............................................................................................................................................. 5 3.7 MATERIAALGEGEVENS ................................................................................................................................................. 6 3.8 FUNDERING ................................................................................................................................................................ 8

4.0 GEWICHTEN EN BELASTINGEN ......................................................................................................................... 9

4.1 SOORTELIJKE GEWICHTEN PER MATERIAAL .................................................................................................................. 9 4.2 PERMANENTE EN VERANDERLIJK VERTICALE LASTEN .................................................................................................... 9 4.3 SNEEUWBELASTINGEN ............................................................................................................................................... 10 4.4 WINDLASTEN ............................................................................................................................................................ 10

5.0 OVERZICHT AANBOUW ...................................................................................................................................... 11

5.1 PLATTEGROND ......................................................................................................................................................... 11 5.2 GEVELS EN DOORSNEDE ............................................................................................................................................ 12

6.0 OVERZICHTEN CONSTRUCTIE ........................................................................................................................ 13

6.1 1E VERDIEPINGSVLOER .............................................................................................................................................. 13 6.2 FUNDATIE ................................................................................................................................................................ 14 6.3 DETAILS ................................................................................................................................................................... 15

7.0 STABILITEIT VAN DE CONSTRUCTIE ............................................................................................................. 17

8.0 BEREKENING VAN DE CONSTRUCTIE ........................................................................................................... 18

8.1 HB1: HOUTEN BALKLAAG IN DAKVLAK (AFM. 71X171 H.O.H 610MM) .................................................................... 18 8.2 SB1: STALEN BALK T.B.V. OPVANG HOUTEN BALKLAAG (UNP-220) ........................................................................ 21 8.5 SK1: STALEN KOLOMMEN SB1 (KOKER 100X100X5.0) .......................................................................................... 23 8.6 MW1: METSELWERKPENANT (580X100MM) ............................................................................................................ 25 8.7 BF1: BESTAANDE BETONNEN STROOKFUNDERING (500X300MM) ............................................................................. 28 8.7 BF2: BESTAANDE BETONNEN STROOKFUNDERING (400X300MM) ............................................................................. 29



3

2.0 Inleiding Dit project betreft een aanbouw van een woning aan de achterzijde van de woning. De aanbouw wordt gemaakt door middel van een strokenfundering met hierop metselwerkwanden en een houten balklaag (schijfwerking) als dak met de benodigde staalconstructies.

2.1 Doel berekening Dit rapport betreft de berekening van de constructieve elementen van de aanbouw bij de woning te Venray. Deze constructieve elementen worden afzonderlijk uitgewerkt.

2.2 Bijbehorende documenten

Document nr. Auteur Onderdeel Formaat Datum

T001 TD Bestaande en nieuwe toestand A1 06-02-2018

--- --- Diverse fragmenten uit tekeningen van de bestaande constructie

A4 ---

Tabel 2.1: Overzicht documenten

2.3 Situatie De locatie van deze woning bevind zich in de gemeente Venray aan de Antoniusveldweg 4 te Venray.

Afbeelding 2.1: Situatie (Bron: Google Maps)



4

3.0 Uitgangspunten verificatie berekening In dit hoofdstuk worden de uitgangspunten vermeld die de basis vormen voor het constructieve toets van dit project.

3.1 Van toepassing zijnde normen/voorschriften Eurocode 0: Grondslagen NEN-EN 1990 Grondslagen van het constructief ontwerp Eurocode 1: Belastingen op constructies NEN-EN 1991-1-1 Algemene belastingen - Volumieke gewichten, eigengewicht en opgelegde belastingen

voor gebouwen NEN-EN 1991-1-3 Algemene belastingen - Sneeuwbelasting NEN-EN 1991-1-4 Algemene belastingen - Windbelasting Eurocode 2: Ontwerp en berekening van betonconstructies NEN-EN 1992-1-1 Algemene regels en regels voor gebouwen Eurocode 3: Ontwerp en berekening van staalconstructies NEN-EN 1993-1-1 Algemene regels en regels voor gebouwen NEN-EN 1993-1-8 Ontwerp en berekening van verbindingen NEN-EN 1993-1-10 Materiaaltaaiheid en eigenschappen in de dikterichting Eurocode 5: Ontwerp en berekening van houtconstructies NEN-EN 1995-1-1 Algemene regels en regels voor gebouwen Eurocode 6: Ontwerp en berekening van constructies van metselwerk NEN-EN 1996-1-1 Algemene regels voor constructies van gewapend en ongewapend metselwerk Eurocode 7: Geotechnisch ontwerp NEN-EN 1997-1-1 Algemene regels

3.2 Gevolgklasse en referentieperiode Type Bouwwerk : Eengezinswoning Gevolgklasse : CC1 Ontwerplevensduurklasse : 3 Referentieperiode : 50 jaar



5

3.3 Toegepaste software MatrixFrame Toolbox : versie 5.3 Microsoft Word : versie 2007, Rapportages

3.4 Partiële belastingsfactoren De partiële factoren bij toetsing uiterste grenstoestanden specifiek in deze situatie zijn hieronder in tabelvorm weergegeven.

Belastings- combinatie

Permanent Ongunstig

Permanent Gunstig

Variabel

Vgl. 6.10a - CC1 1.22 0.90 1.35

Vgl. 6.10b - CC1 1.08 0.90 1.35

Tabel 3.1: Partiële belastingfactoren (nieuwbouw)

3.5 Momentane waarden Voor de diverse belastingcombinaties kunnen de momentane waarden conform de NEN-EN 1990 A1.2.2 zijn gebruikt.

Belasting Ψ0 Ψ1 Ψ2

Categorie A: Vloer 0.4 0.5 0.3

Categorie H: Daken 0.0 0.0 0.0

Sneeuwbelasting 0.0 0.2 0.0

Windbelasting 0.0 0.2 0.0

Tabel 3.2: Momentaanfactoren (nieuwbouw)

3.6 Belastingcombinaties Op basis van de NEN-EN 1990 worden voor de ULS de onderstaande fundamentele belastingcombinaties aangehouden.

Hierin is: Gk,j : Karakteristieke waarde van de blijvende belastingen P : Representatieve waarde van de voorspankrachten Qk,1 : Karakteristieke waarde van de overheersende variabele belasting Qk,i : Karakteristieke waarde van de gelijktijdige optredende variabele belastingen γG,j : Partiële factor voor de blijvende belastingen γP : Partiële factor voor de voorspankrachten γQ,1 : Partiële factor voor de overheersende variabele belasting γQ,i : Partiële factor voor de gelijktijdige optredende variabele belastingen ξj : Reductiefactor voor de ongunstige, blijvende belastingen ψ0,1 : Momentaanfactor voor de overheersende variabele belasting ψ0,i : Momentaanfactor voor de gelijktijdige variabele belastingen



6

3.7 Materiaalgegevens Hout: In de onderstaande tabel staan de materiaaleigenschappen van het hout.

Hout C18 [Eenheid]

fm;0;rep 18 N/mm2

fc;0;rep 18 N/mm2

fv;o;rep 2.0 N/mm2

E0;ser;rep 9000 N/mm2

E0;u;rep 6000 N/mm2

Tabel 3.3: Materiaaleigenschappen hout Staal: Stalen liggers : S235 (tenzij anders vermeld) Kokers/buizen : S275 - Warmgewalst Alle kopplaten, voetplaten, schotten, oplegplaten, etc. hebben dezelfde kwaliteit als het bijbehorende element (reductie toelaatbare staalspanning als t ≥ 40mm).

Constructiestaal S235 S275 [Eenheid]

fy 235 275 N/mm2

fu 360 430 N/mm2

E 210000 210000 N/mm2

Tabel 3.4: Materiaaleigenschappen constructiestaal Bevestigingen: Bouten : 8.8 - gerolde draad Ankerbouten : 4.6 - gerolde draad (ombuigen) of 8.8 - gerolde draad (ankerplaat)

Bevestigingen 4.6 8.8 [Eenheid]

fyb 240 640 N/mm2

fub 400 800 N/mm2

Tabel 3.5: Materiaaleigenschappen bevestigingen Mortelvoegen: In de onderstaande tabel staan de materiaaleigenschappen van de giet/ondersabelingsmortel.

Mortel (28 dagen) K70 [Eenheid]

Buigtreksterkte 10 N/mm2

Druksterkte 91 N/mm2

Tabel 3.6: Materiaaleigenschappen mortel



7

Beton: In de onderstaande tabel staan de materiaaleigenschappen van het beton. Er wordt gerekend met gescheurd beton (inclusief kruipeffect).

Beton C20/25 [Eenheid]

fck 20 N/mm2

fcd 13.3 N/mm2

fctm 2.21 N/mm2

fcm 28 N/mm2

Ecm (ongescheurd) 30000 N/mm2

Ecm (gescheurd) 10000 N/mm2

Tabel 3.7: Materiaaleigenschappen beton Wapeningsstaal: In de onderstaande tabel staan de materiaaleigenschappen van het betonstaal.

Wapeningsstaal B500B [Eenheid]

fyk 500 N/mm2

fyd 435 N/mm2

Es 200000 N/mm2

Ductiliteit B Klasse

Tabel 3.8: Materiaaleigenschappen wapeningsstaal Dekkingen: Hieronder een opsomming van de desbetreffende onderdelen t.b.v. de berekening.

Onderdeel Positie Milieuklasse Dekking [Eenheid]

Funderingbalken Boven Links/rechts Onder

XC3/XF1 XC3/XF1 XC3

30 30 35

mm mm mm

Tabel 3.9: Toegepaste dekking per onderdeel. De funderingsbalken dienen op een werkvloer gestort te worden. In dien niet dan moet de dekking worden verhoogd met 45mm. Metselwerk: In de onderstaande tabel staan de materiaaleigenschappen van de kalkzandsteen. Deze blokken zijn verlijmd.

Metselwerk CS12 [Eenheid]

fb 12 N/mm2

Perforaties ≤ 55 %

Tabel 3.10: Materiaaleigenschappen metselwerk



8

3.8 Fundering Er wordt gefundeerd op staal (strokenfundering). Een aantal aannamen dienen in het werk gecontroleerd te worden:

Vorstvrij aanleggen op minimaal 800mm min maaiveld;

De fundering ondervind geen invloed m.b.t. grondwater/opdrijven;

De fundering wordt aangezet op vaste grondslag;

De minimaal opneembare grondspanning wordt gelijk gesteld aan 100 kN/m2. Let op! Het kan noodzakelijk zijn om een grondverbetering toe te passen conform onderstaande afbeelding. Een en ander nakijken c.q. in het werk controleren.



9

4.0 Gewichten en belastingen In dit hoofdstuk worden de belastingen vermeld op basis van de architectentekeningen die benodigd zijn voor het maken van het constructief ontwerp. Onderstaande paragrafen geven voor het gebouw een samenvatting van de karakteristieke waarden van de blijvende (permanente), opgelegde (veranderlijke) belastingen en Ψ0-waarden. Het gestelde in NEN-EN 1991-1-1 blijft onverkort van kracht. Met betrekking tot de belastingen geldt dat naast de in dit hoofdstuk vermelde belastingen, het gestelde in NEN-EN 1990 (Eurocode 0 met Nationale Bijlage) en NEN-EN 1991 (Eurocode 1 met Nationale bijlage) als minimumeis onverkort van kracht blijft.

4.1 Soortelijke gewichten per materiaal Materiaal Soortelijke

massa [Eenheid]

Gewapend beton 25 kN/m3

Constructiestaal 78.5 kN/m3

Constructiehout 8 kN/m3

Gevelmetselwerk 18 kN/m3

Binnenmetselwerk 20 kN/m3

Tabel 4.1: Soortelijke massa per materiaal

4.2 Permanente en veranderlijk verticale lasten Permanent Veranderlijk ψ0

[kN/m2] qk Qk [kN/m2][kN]

Dakvloer nieuw (balklaag zonder ballastlaag): Dakbedekking 2-laags = 0.10 Isolatiepakker d=100mm (glaswol i.v.m. het gewicht) = 0.10 Underlayment d=18mm = 0.15 Houten balklaag = 0.15 Plafond = 0.15 Veranderlijke belasting [Klasse H, Dak (max. 10 m2)] = 1.00 1.5 0 + ∑dak = 0.65 1.00 1.5 0 Dakvloer bestaand (beton met ballastlaag): Grind d=30mm = 0.48 Dakbedekking 1-laags = 0.05 Isolatiepakker d=150m = 0.12 Breedplaatvloer d=240mm = 6.00 Veranderlijke belasting [Klasse H, Dak (max. 10 m2)] = 1.00 1.5 0 + ∑dak = 6.65 1.00 1.5 0



10

Begane grondvloer nieuw (vloer op zandbed met vorstrand): Afwerklaag d=50mm = 1.00 Vloer op zandbed d=150mm = 3.75 Drukvaste isolatie d=140mm = 0.25 Lichte scheidingswanden = 0.80 Veranderlijke belasting [Klasse A, Vloeren] = 1.75 3.0 0.4 + ∑begane grond = 5.00 2.55 3.0 0.4 Begane grondvloer bestaand: Dit betreft een betonvloer op een verdicht zandpakket c.q. grondverbetering. Hier zal niet aan gewijzigd worden en dus buiten beschouwing worden gelaten.

4.3 Sneeuwbelastingen Sneeuwbelasting c.q. ophoping: μ1 = 0.8 psneeuw;1 = 0.8*0.7 ∑sneeuw;1 = 0.65 0.56 0 μ2 = μs + μw = 0+1.3 = 1.3 psneeuw;2 = 1.3*0.7 ∑sneeuw;2 = 0.65 0.91 0

h = 5600 μ1 = 0.8

μs = 0 μw = [11+3]/[2*5.6] = 1.3 [< 2*5.6/0.7 = 16.0 & < 4.0] ls = 2*h niet kleiner dan 5.0 meter

4.4 Windlasten Windbelasting: Gebouwhoogte (boven maaiveld) = ± 8.3 m Bebouwd gebied Windgebied III Pw = 0.52 kN/m2 (ψ0 = 0 bij brand is ψ1 = 0.2) cscd = 1.0 Er dient rekening te worden gehouden met winddruk, windzuiging en windwrijving op de gevel en het dak volgens de NEN-EN 1991-1-4 in de hoofdstukken 5 t/m 7.



11

5.0 Overzicht aanbouw

5.1 Plattegrond



12

5.2 Gevels en doorsnede



13

6.0 Overzichten constructie

6.1 1e verdiepingsvloer

Renvooi: HB1 : houten balklaag 71x171mm h.o.h. 610mm (haak en stortankers toepassen aan metselwerkzijde). + Underlayment platen d=18mm constructief verschroeven op balklaag (waterdichte afdekking). + Balken tegen/op stalen liggers bevestigen middels stalen plaat en minstens 3 houtschroeven. SB1 : Stalen ligger UNP-220 + ondergelaste plaat 220x15mm (volledig afgelast) + Oplegplaat 180x100x15 + centreerstrip ≠40x3mm SK1 : Stalen kolom koker 100x100x5 - S275 (warmgewalst) + Voetplaat 250x250x15mm + 4x instortankers M12 Uitgangspunten:

Bestaande wanden zijn uitgevoerd in kalkzandsteen min. d=100mm CS-12;

De vloeren en wanden van de bovenbouw dragen zijn belastingen niet op voor- en achtergevel waardoor de nieuwe stalen balk en nieuwe kolom hierdoor niet belast worden.

SB1

SK1

Oplegplaat+≠

HB1



14

6.2 Fundatie

Renvooi: SK1 : Stalen kolom koker 100x100x5 - S275 (warmgewalst) + Voetplaat 250x250x15mm + 4x instortankers M12 BF1 : Bestaande betonnen strookfundering 500x300mm BF2 : Bestaande betonnen strookfundering 400x300mm BV1/BF3: : Betonvloer d=150mm voorzien van vorstrand + Ø8-100# bovenin vloer en verticaal omzetten in vorstrand (horizontale wapening mee ombuigen in vorstrand). Deze vloerplaat met vorstrand dient op vaste grondslag aangelegd te worden op een goed mechanisch verdicht zandpakket. Uitgangspunten: Zie paragraaf 3.8 hiervoor.

BF1

SK1

BF1

BF2 BF3

BV1



15

6.3 Details



16



17

7.0 Stabiliteit van de constructie De stabiliteit van de constructie wordt gewaarborgd doordat het dakvlak als een schijf fungeert en doordat deze gekoppeld wordt aan het hoofdgebouw. Deze aanbouw levert geen extra horizontale belasting op het hoofdgebouw waardoor er vanuit gegaan wordt dat de stabiliteit voldoende wordt gewaarborgd.



18

8.0 Berekening van de constructie

8.1 HB1: Houten balklaag in dakvlak (Afm. 71x171 h.o.h 610mm)



19



20

Keuze Houten balklaag 71x171mm h.o.h. 610mm (geschaafd hout) Underlaymentplaten constructief verschroeven op houten balklaag. Naast de lichtstraat dubbele houten balk toepassen.



21

8.2 SB1: Stalen balk t.b.v. opvang houten balklaag (UNP-220) Deze stalen balk is t.b.v. de opvang van de houten balkaag en de bestaande betonvloer. Belastingen: qper = 0.65*3.3/2+6.65*5.0/2+0.5 = 18.2 kN/m qver = 1.00*(3.3/2+5.0/2) = 4.2 kN/m qEd;a = 1.22*18.2+1.35*4.2*0 = 22.2 kN/m qEd;b = 1.08*18.2+1.35*4.2 = 25.3 kN/m Krachtswerking: MEd = 1/8*25.3*3.02 = 28.5 kNm VEd = 1/2*25.3*3.0 = 38.0 kN Controle/Toets op sterkte: MRd = 235*244.6*10-3 = 57.5 kNm u.c. = 0.50 0.50 < 1.0 Voldoet Controle doorbuiging: ueind = 5*(18.2+4.2)*30004/(384*210000*2691*104) = 4.2 mm l/718 Voldoet Keuze Stalen UNP-220 + ondergelaste plaat 220x15mm (volledig afgelast) + ankers inlijmen in beton conform principedetail Onderzijde opleggen op kolom SK1 Bovenzijde opleggen op bestaande kalkzandsteenwand 100mm Controle oplegging: σEd = 38.0*103/(160*100) = 2.38 N/mm2 fk = K*fb

α = 0.8*120.85 = 6.61 N/mm2 K = 0.8 α = 0.85 Reductiefactor (0.7+3*A) = (0.7+3*0.16*0.10) = 0.748 fd = fRd = fk/γM = 6.61/1.5*0.748 = 3.30 N/mm2 u.c. = 0.72 0.72 < 1.00 Voldoet Oplegplaat 160x100x15mm: ls = √{[(160-10)/2]2+[(100-40)/2]2} = 80.8 mm σEd = MEd/Wy σEd = (½* σEd;opleg*l

2)/(1/6*b*tp2)

tp;ben = √([½* σEd;opleg*l2*6]/[σEd*b]) = √([½*2.38*80.82*6]/[235*1]) = 14.1 mm

tp;toeg = = 15.0 mm u.c. = 0.94 0.94 < 1.00 Voldoet Keuze Oplegplaat 160x100x15 + centreerstrip ≠40x3mm

3000

qEd



22

Controle ankers: qper = 6.65*5.0/2 = 16.6 kN/m qver = 1.00*5.0/2 = 2.5 kN/m qEd;a = 1.22*16.6+1.35*2.5*0 = 20.3 kN/m qEd;b = 1.08*16.6+1.35*2.5 = 21.3 kN/m MEd = 21.3*96.4/1000 = 2.1 kNm/m1

a = 21.4+15.0+120/2 = 96.4 mm FEd = 2.1*103/(220-80-10) = 16.2 kN/m1 REd = 16.2*0.35 = 5.7 kN



23

8.5 SK1: Stalen kolommen SB1 (Koker 100x100x5.0) Deze stalen kolom is ten behoeve van de ondersteuning van SB1. Belastingen en krachten (voor belastingen zie SB1): N'Ed = Zie SB1 = 38.0 kN MEd = 1/2*0.1*38.0 = 1.9 kNm Knikberekening:

3100



24

Keuze Stalen koker 100x100x5 - S275 Voetplaat 250x250x15mm + 4x Hilti HST inboorankers M12 Controle oplegging: σEd = 38*103/(250*250) = 0.6 N/mm2 fvd;1 = fcd*0.7 = 13.3*0.7 [splijten] = 9.3 N/mm2 u.c. = 0.07 0.07 < 1.00 Voldoet Kolomvoetplaat 250x250x15mm: l1 = (250-100)/2*√2 = 106 mm σEd = MEd/Wy σEd = (½* σEd;opleg*l

2)/(1/6*b*tp2)

tp;ben = √([½* σEd;opleg*l2*6]/[σEd*b]) = √([½*0.6*1062*6]/[235*1]) = 9.3 mm

tp;toeg = = 15.0 mm u.c. = 0.62 0.62 < 1.0 Voldoet



25

8.6 MW1: Metselwerkpenant (580x100mm) Deze metselwerkpenant is ten behoeve van SB1. Belastingen en krachten (voor belastingen zie SB1/SB2): N'Ed = Zie SB1 = 38.0 kN

3000



26



27

Keuze Kalkzandsteenwand 580x100mm CS12 - verlijmd



28

8.7 BF1: Bestaande betonnen strookfundering (500x300mm) Deze strokenfunderingen dragen de bovengelegen constructie. Belastingen en krachten (voor belastingen zie SK1): N'Ed = Zie SK1 = 38.0 kN N'Ed;max = 38.0+1.22*(0.5*0.3*25+0.55*0.1*20*2)*1.15 = 46.4 kN b = 250+1.5*300+1.5*300 = 1150mm Controle grondspanning: σEd;grond = 46.4/(0.5*1.15) = 81 kN/m2 σRd;grond = Aanname (zie uitgangspunten) = 100.0 kN/m2 u.c. = 0.81 0.81 < 1.0 Voldoet Keuze Betonnen strookfundering 500x300mm

500

qEd

N'Ed



29

8.7 BF2: Bestaande betonnen strookfundering (400x300mm) Deze strokenfunderingen dragen de bovengelegen constructie. Belastingen en krachten (voor belastingen zie SK1): N'Ed = Zie SK1 = 38.0 kN N'Ed;max = 38.0+1.22*0.4*0.3*25*1.49+1.22*3.0*0.89*0.1*18*2+1.22*0.61*0.55*0.1*20*2 = 56.8 kN b = 890+300+300 = 1490mm Controle grondspanning: σEd;grond = 56.8/(0.4*1.49) = 95 kN/m2 σRd;grond = Aanname (zie uitgangspunten) = 100.0 kN/m2 u.c. = 0.95 0.95 < 1.0 Voldoet Keuze Betonnen strookfundering 400x300mm

400

qEd

N'Ed

STATISCHE BEREKENING Aanbouw woning aan de Sint ... · 8.7 BF1: BESTAANDE BETONNEN STROOKFUNDERING...

Documents

Transcript of STATISCHE BEREKENING Aanbouw woning aan de Sint ... · 8.7 BF1: BESTAANDE BETONNEN STROOKFUNDERING...