Constructie rapport

Voorwoord

Voor u ligt het constructie onderzoek van ons afstudeerproject ‘Herbestemming watertoren, te Naaldwijk’. In dit onderzoek hebben we diverse constructie onderdelen getoetst. De constructie is volledig door ons bepaald omdat we niet vast zaten aan een bestaand ontwerp. Daarbij is constant gezocht naar de juiste verhouding tussen esthetische eisen en de economische omgang van materiaal. Doordat in een groot gedeelte van het gebouw de constructie zichtbaar blijft, hebben de resultaten een belangrijke invloed op het ontwerp.

De meest maatgevende balken en vloervelden zijn berekend. Als deze onderdelen voldoen kan gesteld worden dat het hele ontwerp constructief haalbaar is.

Aan de correctheid van de berekeningen is veel aandacht besteed. Een veilig gebouw gaat immers boven alles.

Inhoudsopgave

1 STABILITEIT EN DILATATIES

2 CONSTRUCTIE BEREKENINGEN
2.1 BETONNEN DAK BOVEN PLAZA
2.2 BETONNEN BALK IN PLAZA
2.3 BETONNEN BALK ONDER DE LIFTCONSTRUCTIE
2.4 STALEN LIGGER IN BESTAANDE GEVEL SPORTCENTRUM
2.5 HOUTEN BALKLAAG VAN HET RESTAURANT
2.6 STALEN LIGGER IN DE VLOER VAN HET RESTAURANT
2.7 MIDDELSTE KOLOM IN WATERTOREN
2.8 FUNDERINGSPALEN KELDERBAK

3 CONSTRUCTIE DETAILS

4 CONSTRUCTIE TEKENINGEN
C1. SPORTCENTRUM CONSTRUCTIE
C2. KELDERBAK DAKCONSTRUCTIE
C3. KELDERBAK CONSTRUCTIE
C4. KELDERBAK VLOERCONSTRUCTIE
C5. ONSTRUCTIE WATERTOREN
C6. WAPENINGSTEKENING BETONBALK

5 PROJECT TEKENINGEN

H1. stabiliteit en dilataties

1.1 Stabiliteit en dilataties

Naast dat het gebouw voldoende sterk dient te zijn, moet het ook voldoende stabiel zijn. De zijwanden van de ondergrondse betonnen bak hebben te maken met zijwaartse gronddruk. Deze druk kan door de stekeinden in de knoop met de vloer opgevangen worden. De wanden moeten daardoor wel fors gedimensioneerd worden, inclusief de alvon platen van 50 mm per plaat wordt de wand 400 mm.

De betonnen bak is een stabiel geheel, door de dakplaten voldoende te koppelen aan een betonnen zijwand kunnen de daken hun stabiliteit verkrijgen.

Omdat alle betonnen kolommen gestort worden zal er ook enige stabiliteit gehaald worden uit de stijve knopen.

Dilataties in beton zijn nodig om scheuren te voorkomen ten gevolge van krimp of ongelijke zetting. Beton kan met behulp van krimpwapening een lengte overspannen van 45 meter zonder groot risico op krimpscheuren. De grootste afmeting in de bak is 40 meter. Dilataties om krimpscheuren te voorkomen zijn daarom niet nodig. Wel is het aan te raden om een krimparme betonmortel te gebruiken.

De squashbanen liggen drie meter dieper, hierdoor zal er enige spanning optreden tussen het lagere en hogere gedeelte. Ook dit is binnen de economische grenzen op te vangen met extra wapening. Het aanbrengen van zo min mogelijk aantal dilataties bevoordeeld de waterdichtheid van de bak.

De watertoren is een bestaand gebouw, ten opzichte van de nieuwbouw zal er ongelijke zetting optreden. Ter plaatse van de aansluiting tussen de beide gedeeltes zal er wel een dilatatie nodig zijn. De aansluiting wordt geplaatst in de vloer rondom de watertoren. De vloer tussen de poeren wordt dus opgehangen aan de bestaande palen. De poeren zullen vervolgens tot aan het vloer niveau volgestort worden om de waterdichtheid te realiseren. De palen kunnen het extra gewicht zonder extra voorzieningen opnemen omdat het water in de toren niet meer aanwezig is en de watertoren destijds flink over gedimensioneerd is.

Ter plaatse van de dilataties moet een waterdichting gerealiseerd worden.

Volgens onderstaande tekeningen kan dat bereikt worden.

Fig1. Dilatatie oplossing t.p.v.

bestaande poer watertoren

Fig2. Dilatatie oplossing in de vloer

Er wordt gewerkt met rubberen profielen van de fabrikant schrumpf. Bij de bestaande poer van de watertoren wordt het profiel geklemd.

Ter plaatse van de vloer wordt het profiel door middel van stalen klemmen op zijn plaats gehouden, waarna het beton gestort kan worden.

Bij het aanbrengen van het restaurant en de hotelkamer bovenin de toren hoeft geen rekening gehouden te worden met de stabiliteit en dilataties. De bestaande constructie biedt voldoende stabiliteit en de afmetingen van de constructie zijn beperkt waardoor er geen dilataties nodig zijn.

De lift en het trappenhuis die leiden naar de functies bovenin de toren zal wel extra stabiliteit voorzieningen nodig hebben omdat deze 32 meter hoog is.

De kern bestaat uit vier stalen kokers die momentvast verbonden worden met horizontale liggers. De kern wordt boven ook verbonden met stalen liggers aan de betonnen bak in de toren. Deze liggers vormen ook gelijk de brug naar het restaurant toe. De verbinding moet scharnierend uitgevoerd worden aangezien er ongelijke zetting kan optreden. Deze kan uitgevoerd worden volgens onderstaande schets.

Fig3. Scharnierende verbinding

De liftconstructie zal in delen gemaakt worden. Bij de montage zullen de delen door een hijskraan opgetild worden. De verbinding wordt uitgevoerd door een versmalde koker die in de andere koker valt. De kokers worden hierna geborgd.

Het principe is in de hiernaast staande tekening te zien (fig.4).

Fig4. Principe opbouw liftconstructie

H2. constructie berekeningen

2.1 betonnen dak boven plaza

2.1 Betonnen dak boven plaza

Uitgangspunten

Het meest maatgevende vloervak bevindt zich tussen de squashbanen en het plaza in (stramien 4-5 & C-E, zie tekening). Het dak is afgewerkt met een graslaag.

Overspanning is: l = 6810 mm & L = 6410 mm

Schatting dikte: l / 25 = h à 6860 / 25 = 275 mm

We kiezen voor een vloer van 250 mm dik.

De vloer bevindt zich in Milieuklasse 1 (droog) en er is een veiligheidsklasse 3 van toepassing.

Voor de betonkwaliteit kiezen we B25 en voor de betonstaalkwaliteit FeB500.

Bepaling van belasting combinaties

Permanent:

Eigengewicht beton: 1,0 x 0,25 x 24 = 6,0 kN/m

Graslaag incl. bed.: 1,0 x 1,6 = 1,6 kN/m (volgens documentatie grasdaken)

--------------+

Totaal: 7,6 kN/m

Veranderlijk:

Op het dak is een de tabelwaarde voor terrassen van toepassing.

Deze waarde is 2,5 kN/m.

UGT: q_d = 7,6x1,2 + 2,5x1,5 = 12,9 kN/m

BGT: q_rep = 7,6 + 2,5 = 10,1 kN/m

Bepaling van momenten met behulp van matrixframe

Constructie Gegevens
Knopen	Staven	Opleggingen	Profielen	Bel. Gevallen	Bel. Comb.
3	2	2	1	2	2

Staven
Staaf	Knopen		Plaats		Lengte	Profiel
			X	Z
S1	B	K1	0,000	-4,000	1,100	P1
	E	K2	1,100	-4,000		P1
S2	B	K2	1,100	-4,000	6,810	P1
	E	K3	7,910	-4,000		P1

Staafaansluitingen
Staaf	Knopen		Staafaansluitingen
			X'	Z'	Yr
S1	B	K1	vast	vast	vast
	E	K2	vast	vast	vast
S2	B	K2	vast	vast	vast
	E	K3	vast	vast	vast

Opleggingen
Oplegging	Knoop	X	Z	Yr
O1	K2	vrij	vast	vrij
O2	K3	vast	vast	vrij

Belastingsgevallen
Type	Beginwaarde	Eindwaarde	Beginafstand	Eindafstand	Richting	Staaf/Knoop
BG1 Permanente bel.
q	7.60	7.60	0.000	L	Z'	S2
q	7.60	7.60	0.000	L	Z'	S1
BG2 Veranderlijke bel.
q	2.50	2.50	0.000	L	Z'	S2
q	2.50	2.50	0.000	L	Z'	S1

	Uitgangspunten mechanicaberekening
	Lineair Elastische berekening uitgevoerd

Fundamentele Combinaties (F.C.)
B.G.	Omschrijving	Bel. Comb.
		F.C.1
BG1	Permanente bel.	1,20
BG2	Veranderlijke bel.	1,50

Knoopkrachten F.C.
Staaf	Bel. Comb.	Knopen		Trek/Druk	Knoopkrachten
					Nx	Vz	My
S1	F.C.1	B	K1	Trek	0.0	0.0	-0.0
		E	K2	Trek	0.0	-14.2	-7.8
S2	F.C.1	B	K2	Trek	0.0	-45.0	7.8
		E	K3	Trek	0.0	-42.7	-0.0

Staafkrachten F.C.
Staaf	B.C.	Mb	Mmax	x-Mmax	Me	x-M0	x-M0	Nmax		Vb	Ve
S1	F.C.1	0.0	-7.8	1.100	-7.8	-	-		0.0	-0.0	-14.2
S2	F.C.1	-7.8	70.6	3.494	-0.0	0.178	6.809		0.0	45.0	-42.7

Oplegreacties (FC)
B.C.	Oplegging	Knoop	Oplegreacties
			X	Z	My
F.C.1	O1	K2	0.00	-59.12	0.00
	O2	K3	0.00	-42.68	0.00
	Som van de reacties		0.00	-101.80
	Som van de lasten		0.00	101.80

Buigende Momenten F.C.1

Dwarskrachten F.C.1

Het toevallige inklemmingsmoment t.p.v. een steunpunt bedraagt 1/3 van het veldmoment: 1/3 x 70,64 = 23,6 kNm

ONDERWAPENING

Berekening van de wapening met de G.T.B.-tabellen

d = h – c – ½ Æhw

d = 250 – 15 – ½ x 12 = 229 mm

M_u / (b x d²) = 70,7 / (1,0 x 0,229²) = 1349 kN/m²

Tabel à 1200, vo = 0,29% /// 1400, vo = 0,34%

1349, vo = 0,29 + (1349-1200)/(1400-1200) x (0,34 – 0,29) = 0,328%

A_s = 0,328% x 1000 x 229 = 750 mm²

Verdeelwapening is minimaal 20% van de hoofdwapening: 750 x 0,2 = 150 mm²

De benodigde bewapening

De minimale benodigde hoofdwapening:

Æ12-150 = 754 mm²

De minimale benodigde verdeelwapening:

Æ7 - 250 = 154 mm²

De keuze van het wapeningsnet:

K-L-G 754 (hw=Æ12-150 & vw=Æ7 – 250)

Deze voldoet precies aan de minimaal gestelde eis.

De keuze tussen een K-, L- of G-net zal afhangen van de meest gunstige verdeling van de netten.

Controle minimale en maximale wapeningspercentage

Het minimale wapenings percentage voor B25, FeB 500 is: 0,15%

Dat betekent: Hoeveelheid minimale vierkante millimeters wapening is:

0,15% x b x h = 0,15% x 1000 x 250 = 375 mm² < 754 mm² à OK

Het maximale wapenings percentage voor B25, FeB 500 is: 1,38%

Dat betekent: Hoeveelheid maximale vierkante millimeters wapening is:

1,38% x b x d = 1,38% x 1000 x 229 = 3160 mm² > 754 mm² à OK

Opmerking: Bij het berekenen van de minimale wapening wordt de werkelijke hoogte (h) gebruikt i.p.v. de nuttige hoogte (d). Bij het berekenen van de maximale wapening is dit andersom.

Controle scheurwijdte

Fs = 435 N/mm²

s_s = q_rep / q_d x A_s;benodigd / A_s,aanwezig x F_s =

10,1 / 12,9 x 750 / 754 x 435 = 339 N/mm²

De maximaal toelaatbare staafdiameter is daarbij vastgesteld op:

339 à 17 - (339-300)/(350-300) x (17 – 14) = Æ14,66 mm > Æ12 mm à OK

De maximaal toelaatbare h.o.h. afstand van de staven bedraagt:

339 à 200 – (339-300)/(350-300) x (200 – 155) = 164,9 mm > 150 mm à OK

BOVENWAPENING TER PLAATSE VAN STRAMIEN 5

Berekening van de wapening met de G.T.B.-tabellen

M_u / (b x d²) = 23,6 / (1,0 x 0,229²) = 450 kN/m²

Tabel à 400, vo = 0,09% /// 600, vo = 0,14%

1349, vo = 0,09 + (450-400)/(600-400) x (0,14 – 0,09) = 0,103%

A_s = 0,103% x 1000 x 229 = 235 mm²

Verdeelwapening is minimaal 20% van de hoofdwapening: 235 x 0,2 = 47 mm²

De bewapening

De gekozen hoofdwapening:

Æ12-250 = 314 mm² (gekozen uit praktische overwegingen)

De gekozen verdeelwapening:

Æ6-250 = 113 mm²

BOVENWAPENING TER PLAATSE VAN STRAMIEN 4

Berekening van de wapening met de G.T.B.-tabellen

De matrixframe berekening geeft een moment van 7,8 kNm

M_u / (b x d²) = 7,8 / (1,0 x 0,229²) = 149 kN/m²

A_s = 0,15% x 1000 x 229 = 344 mm²

Verdeelwapening is minimaal 20% van de hoofdwapening: 344 x 0,2 = 69 mm²

De bewapening

De gekozen hoofdwapening:

Æ12-250 = 452 mm² (gekozen uit praktische overwegingen)

De gekozen verdeelwapening:

Æ6-250 = 113 mm²

Controle scheurwijdte

Fs = 435 N/mm²

s_s = q_rep / q_d x A_s;benodigd / A_s,aanwezig x F_s =

10,1 / 12,9 x 344 / 452 x 435 = 260 N/mm²

De maximaal toelaatbare staafdiameter is daarbij vastgesteld op:

260 à 20 - (260-250)/(300-250) x (20 – 17) = Æ19,4 mm > Æ12 mm à OK

De maximaal toelaatbare h.o.h. afstand van de staven bedraagt:

260 à 270 – (260-250)/(300-250) x (270 – 200) = 256 mm > 250 mm à OK

2.2 betonnen balk in plaza

2.2 Betonnen balk in plaza

Uitgangspunten

De meest maatgevende balk bevindt zich onder het grasdak (stramien 4, zie tekening). Deze balk is maatgevend door het de combinatie van de belastingen en de grote overspanningen.

De grootste overspanning:l = 5950 mm & L = 5750 mm

Uit architectonisch oogpunt moet de balk zo laag mogelijk blijven. We kiezen daarom voor een balk van 450 mm hoog en 400 mm breed.

De balk bevindt zich in Milieuklasse 1 (droog) en er is een veiligheidsklasse 3 van toepassing.

Voor de betonkwaliteit kiezen we B25 en voor de betonstaalkwaliteit FeB500.

Bepaling van belasting combinaties

Permanent:

Eigengewicht balk:0,2 x 0,45 x 24 = 2,2 kN/m

Vloerveld: 7,6 x 4,5 = 34,2 kN/m

Glasdak: 0,3 x 1,0 = 0,3 kN/m

--------------+

36,7 kN/m

Veranderlijk:

Vloerveld: 2,5 x 4,5 = 11,3 kN/m

Glasdak 1,0 x 1,0 = 1,0 kN/m

--------------+

12,3 kN/m

UGT: q_d = 36,7x1,2 + 12,3x1,5 = 62,5 kN/m

BGT: q_rep = 36,7 + 12,3 = 49,0 kN/m

Aan de voorwaarde voor doorgaande liggers(coëfficiënte) wordt voldaan zodat voor een ligger op vijf steunpunten de volgende momenten en dwarskrachten gelden:

M_v1 = 85 x 0,001 q_d x l² = 0,085 x 62,5 x 5,95² = 188 kNm

M_v2 = 60 x 0,001 q_d x l² = 0,060 x 62,5 x 5,95² = 133 kNm

M_st1 = 28 x 0,001 q_d x l² = 0,028 x 62,5 x 5,95² = 62 kNm

M_st2 = 100 x 0,001 q_d x l² = 0,1 x 62,5 x 5,95² = 222 kNm

V₁ = 0,5x q_d x l = 0,5 x 62,5 x 5,95 = 186 kN

V₂ = 0,6 x q_d x l = 0,6 x 62,5 x 5,95 = 224 kN

M-lijn

D-lijn

ONDERWAPENING

Berekening van de wapening met de G.T.B.-tabellen

d = h – c – Æbg – ½ Æhw

d = 450 – 25 – 8 – ½ x 20 = 407 mm

meewerkende breedte: (0,1 x 5950) + 400 + (0,1 x 5950) = 1590 mm

M_u / (b x d²) = 188 / (1,59 x 0,407²) = 714 kN/m²

Tabel à 600, vo = 0,14% --- 800, vo = 0,19%

714, vo = 0,14 + (714-600)/(800-600) x (0,19 – 0,14) = 0,1685%

A_s = 0,1703% x 1590 x 407 = 1091 mm²

De benodigde bewapening

De wapening wordt:

5Æ20 = 1570 mm²

Er is meer wapening gekozen om aan de scheurwijdte te voldoen.

Minimaal balkbreedte bij de gekozen wapening is 286 mm < 400 mm à OK

Controle minimale en maximale wapeningspercentage

Het minimale wapenings percentage voor B25, FeB 500 is: 0,15%

0,15% x b x h = 0,15% x 400 x 450 = 270 mm² < 1570 mm² à OK

Het maximale wapenings percentage voor B25, FeB 500 is: 1,38%

1,38% x b x d = 1,38% x 1590 x 407 = 8930 mm² > 1570 mm² à OK

Controle scheurwijdte

Fs = 435 N/mm²

Bepalen van de staalspanning:

s_s = q_rep / q_d x A_s;benodigd / A_s,aanwezig x F_s =

49 / 62,5 x 1091 / 1570 x 435 = 239 N/mm²

s = b – 2c – 2 x Æbg – 2 x ½ Æhw / (n-1)

s = 400 – 2x25 – 2x8 – 2 x ½ 20 / (5-1) = 78,5 mm

De maximaal toelaatbare staafdiameter is daarbij vastgesteld op:

239 à 25 - (239-200)/(250-200) x (25 – 20) = Æ21,1 mm > Æ20 mm à OK

De maximaal toelaatbare h.o.h. afstand van de staven bedraagt:

239 à 245 – (239-200)/(250-200) x (245 – 170) = 186,5 mm > 78,5 mm à OK

BOVENWAPENING

Berekening van de wapening met de G.T.B.-tabellen

d = h – c – Æbg – ½ Æhw

d = 450 – 25 – 8 – ½ x 20 = 407 mm

M_u / (b x d²) = 222 / (0,4 x 0,407²) = 3351 kN/m²

Tabel à 3200, vo = 0,84% --- 3400, vo = 0,90%

3351, vo = 0,84 + (3351-3200)/(3400-3200) x (0,90 – 0,84) = 0,8853%

A_s = 0,8853 x 400 x 407 = 1442 mm²

De benodigde bewapening

De wapening wordt:

7Æ20 = 2199 mm²

Er is meer wapening gekozen om aan de scheurwijdte te voldoen.

Minimaal balkbreedte bij de gekozen wapening is 386 mm < 400 mm à OK

Controle minimale en maximale wapeningspercentage

Het minimale wapenings percentage voor B25, FeB 500 is: 0,15%

0,15% x b x h = 0,15% x 400 x 450 = 270 mm² < 2199 mm² à OK

Het maximale wapenings percentage voor B25, FeB 500 is: 1,38%

1,38% x b x d = 1,38% x 400 x 407 = 2246 mm² > 2199 mm² à OK

Controle scheurwijdte

Fs = 435 N/mm²

Bepalen van de staalspanning:

s_s = q_rep / q_d x A_s;benodigd / A_s,aanwezig x F_s =

49 / 62,5 x 1442 / 2199 x 435 = 225 N/mm²

s = b – 2c – 2 x Æbg – 2 x ½ Æhw / (n-1)

s = 400 – 2x25 – 2x8 – 2 x ½ 20 / (7-1) = 52,3 mm

De maximaal toelaatbare staafdiameter is daarbij vastgesteld op:

225 à 25 - (225-200)/(250-200) x (25 – 20) = Æ22,5 mm > Æ20 mm à OK

De maximaal toelaatbare h.o.h. afstand van de staven bedraagt:

225 à 245 – (225-200)/(250-200) x (245 – 170) = 207,5 mm > 52,3 mm à OK

Uit praktische overwegingen laten we over de gehele lengte van de balk de onder- en bovenwapening doorlopen. Dit is mogelijk doordat bij de berekening van de wapening uitgegaan is van de hoogste momenten.

Berekening van de beugels

De maximale schuifspanning die in de balk voorkomt is:

t = Vd / (b x d) = 224.000 / (400 x 407) = 1,38

Beton B25 neemt maximaal 0,46 N/mm2 op. Het restant moet door de beugels opgenomen worden. Dit is: 1,38 – 0,46 = 0,92 N/mm2

De afstand waarover de schuifspanning door beugels dient opgenomen te worden bepalen we met de bepaling volgens een gelijkvormige driehoek.

y = (1,38-0,46) / 1,38 x 3025 = 2017 mm

De beugels in de balk moeten minimaal een hart op hart van 300 mm hebben.

Omdat dit te weinig is, moet er in het eerste stuk een h.oh. van 100 mm toegepast worden. De volgende beugels zijn daarom van toepassing:

· Æ8-100 : t 0,98 in een balkbreedte van 400 mm

· Æ8-200 : t 0,49 in een balkbreedte van 400 mm

· Æ8-300 : t 0,33 in een balkbreedte van 400 mm

Berekening van de lengte van waar af Æ8-300 toegepast wordt

Totaal op te nemen schuifspanning: 0,33 + 0,46 = 0,79 N/mm2

y = (1,38-0,79) / 1,08 x 3025 = 1626 mm

Berekening van de lengte van waar af Æ8-200 toegepast wordt

Totaal op te nemen schuifspanning: 0,49 + 0,46 = 0,95 N/mm2

y = (1,38-0,95) / 1,08 x 3025 = 1205 mm

Wegens praktische overwegingen lopen de beugels Æ8-100 door tot 1700 mm vanaf de oplegging van de balk.

Daarna worden beugels Æ8-300 toegepast tot aan 1700 mm vanaf de andere kant.

Ook dient er flankwapening toegepast te worden omdat er maximaal 300 mm tussen de onder en bovenwapening (of andere flankwapening) mag zitten.

We kiezen voor een staaf van 6 mm in het midden van de balk.

Conclusie

Bovenwapening: 7Æ20

Onderwapening: 5Æ20

Beugels: Æ8-300

Æ8-100 tot 1700 mm vanaf uiteinden balk

Flankwapening: 1Æ6

Alle staven lopen uit praktische overwegingen over de gehele lengte van de balk door.

2.3 betonnen balk onder de liftconstructie

2.3 Betonnen balk onder de liftconstructie

Twee kokers van de liftconstructie staan niet direct onder een kolom. Om de krachten toch op te vangen zijn er balken in de vloer opgenomen. Deze balken worden zowel door druk als trek belast. Ze bevinden zich tussen stramien B en C, naast stramien 3. (zie tekening)

Overspanning:l = 4250 mm & L = 4000 mm

Uit architectonisch oogpunt moet de balk zo laag mogelijk blijven. We kiezen daarom voor een balk van 650 mm hoog en 450 mm breed.

De balk bevindt zich in Milieuklasse 1 (droog) en er is een veiligheidsklasse 3 van toepassing.

Voor de betonkwaliteit kiezen we B25 en voor de betonstaalkwaliteit FeB500.

Bepaling van belastingen combinaties

Permanent q:

Eigengewicht balk:0,65 x 0,45 x 24 = 7 kN/m

Permanent F:

Koker 200x200: 0,6 x 32,5 = 19,5 kN

Glas: 2 x 0,01 x 25 x 32,5 = 16,3 kN

Koker 100x100: 0,3 x 1 x 32,5 = 9,8 kN

Lift: 5 / 4 (kolommen) = 1,3 kN

--------------+

46,9 kN

Veranderlijk:

Wind Prep: Cdim x Cindex x Pw = 0,95 x 1,12 x 0,8 = 0,85 x 1,15 = 0,98 kN/m

Moment van de liftconstructie: ¼ x q x l² = ¼ x 0,98 x 32,5² = 259 kNm

De luwzijde wordt belast door druk, de windzijde door trek. Voor beide kanten is de waarde 259 kN.

DE LUWZIJDE

UGT: F_d = 46,9x1,2 + 259x1,5 = 445 kN

BGT: F_rep = 46,9 + 259 306 kN

UGT: q_d = 7x1,2 = 8,4 kN/m

BGT: q_rep = 7 kN/m

Moment: 1/8 x q x l² = 1/8 x 8,4 x 4,25² = 19 kNm

Moment: Fab / l = 445 x 2,125 x 2,125 / 4,25 = 473 kNm

Moment totaal: 19 + 473 = 492 kNm

M-lijn D-lijn

DE WINDZIJDE

UGT: F_d = 46,9x0,9 + -259x1,5= -347 kN

BGT: F_rep = 46,9 - 259 -212 kN

UGT: q_d = 7x0,9 = 6 kN/m

BGT: q_rep = 7 kN/m

Moment: 1/8 x q x l² = 1/8 x 6 x 4,25² = 13 kNm

Moment: Fab / l = -347 x 2,125 x 2,125 / 4,25 = -369 kNm

Moment totaal: 13 + -369 = -356 kNm

M-lijn D-lijn

WAPENING LUWZIJDE

Berekening van de wapening met de G.T.B.-tabellen

d = h – c – Æbg – ½ Æhw

d = 650 – 25 – 8 – ½ x 20 = 607 mm

M_u / (b x d²) = 492 / (0,45 x 0,607²) = 2968 kN/m²

Tabel à 2800, vo = 0,72% --- 3000, vo = 0,78%

2968, vo = 0,72 + (2968-2800)/(3000-2800) x (0,78 – 0,72) = 0,771%

A_s = 0,771% x 450 x 607 = 2106 mm²

De benodigde bewapening

Minimaal benodigd is 2106 mm²

De wapening wordt :

8Æ20 = 2513 mm²

Er is meer wapening gekozen om aan de scheurwijdte te voldoen.

Minimaal balkbreedte bij de gekozen wapening is 436 mm < 450 mm à OK

Controle minimale en maximale wapeningspercentage

Het minimale wapenings percentage voor B25, FeB 500 is: 0,15%

0,15% x b x h = 0,15% x 450 x 600 = 405 mm² < 2513 mm² à OK

Het maximale wapenings percentage voor B25, FeB 500 is: 1,38%

1,38% x b x d = 1,38% x 450 x 557 = 3459 mm² > 2513 mm² à OK

Controle scheurwijdte

Fs = 435 N/mm²

Bepalen van de staalspanning:

s_s = q_rep / q_d x A_s;benodigd / A_s,aanwezig x F_s =

306/ 454 x 2106 / 2513 x 435 = 246 N/mm²

s = b – 2c – 2 x Æbg – 2 x ½ Æhw / (n-1)

s = 450 – 2x25 – 2x8 – 2 x ½ 20 / (8-1) = 52 mm

De maximaal toelaatbare staafdiameter is daarbij vastgesteld op:

246 à 25 - (246-200)/(250-200) x (25 – 20) = Æ20,4 mm > Æ20 mm à OK

De maximaal toelaatbare h.o.h. afstand van de staven bedraagt:

246 à 245 – (246-200)/(250-200) x (245 – 170) = 176 mm > 52 mm à OK

WAPENING WINDZIJDE

Berekening van de wapening met de G.T.B.-tabellen

M_u / (b x d²) = 356 / (0,45 x 0,557²) = 2550 kN/m²

Tabel à 2400, vo = 0,62% --- 2600, vo = 0,66%

2550, vo = 0,62 + (2550-2400)/(2600-2400) x (0,66 – 0,62) = 0,650%

A_s = 0,650% x 450 x 557 = 1630 mm²

De benodigde bewapening

De wapening wordt:

6Æ20 = 1885 mm²

Er is meer wapening gekozen om aan de scheurwijdte te voldoen.

Minimaal balkbreedte bij de gekozen wapening is 386 mm < 450 mm à OK

Controle minimale en maximale wapeningspercentage

Het minimale wapenings percentage voor B25, FeB 500 is: 0,15%

0,15% x b x h = 0,15% x 450 x 600 = 405 mm² < 1885 mm² à OK

Het maximale wapenings percentage voor B25, FeB 500 is: 1,38%

1,38% x b x d = 1,38% x 450 x 557 = 3459 mm² > 1885 mm² à OK

Controle scheurwijdte

Fs = 435 N/mm²

Bepalen van de staalspanning:

s_s = q_rep / q_d x A_s;benodigd / A_s,aanwezig x F_s =

212 / 347 x 1630 / 1885 x 435 = 230 N/mm²

s = b – 2c – 2 x Æbg – 2 x ½ Æhw / (n-1)

s = 450 – 2x25 – 2x8 – 2 x ½ 20 / (6-1) = 72,8 mm

De maximaal toelaatbare staafdiameter is daarbij vastgesteld op:

230 à 25 - (230-200)/(250-200) x (25 – 20) = Æ22,0 mm > Æ20 mm à OK

De maximaal toelaatbare h.o.h. afstand van de staven bedraagt:

230 à 245 – (230-200)/(250-200) x (245 – 170) = 200 mm > 72,8 mm à OK

Berekening van de beugels

De maximale schuifspanning die in de balk voorkomt is:

t = V_d / (b x d) = 227.000 / (450 x 557) = 0,91

Beton B25 neemt maximaal 0,46 N/mm2 op. Het restant moet door de beugels opgenomen worden. Dit is: 0,91 – 0,46 = 0,45 N/mm2

De afstand waarover de schuifspanning door beugels dient opgenomen te worden bepalen we met de bepaling volgens een gelijkvormige driehoek.

y = (0,91-0,46) / 0,91 x 2125 = 1050 mm

De beugels in de balk moeten minimaal een hart op hart van 300 mm hebben.

Omdat dit te weinig is, moet er in het eerste stuk een h.oh. van 200 mm toegepast worden. De volgende beugels zijn van toepassing:

· Æ8-200 : t 0,44 in een balkbreedte van 450 mm

· Æ8-300 : t 0,29 in een balkbreedte van 450 mm

Berekening van de lengte van waar af Æ8-300 toegepast wordt

Totaal op te nemen schuifspanning: 0,29 + 0,46 = 0,75 N/mm2

y = (0,91-0,75) / 0,91 x 2125 = 373 mm

De beugels Æ8-200 lopen tot 400 mm vanaf de oplegging van de balk, daarna worden beugels Æ8-300 toegepast tot aan 400 mm vanaf de andere kant.

Ook dient er flankwapening toegepast te worden omdat er maximaal 300 mm tussen de onder en bovenwapening (of andere flankwapening) mag zitten.

We kiezen voor een staaf van 8 mm in het midden van de balk.

Conclusie

Doordat door de korte afstand de beugels

Bovenwapening: 7Æ20

Onderwapening: 8Æ20

Beugels: Æ8-300

Æ8-200 tot 400 mm vanaf uiteinden balk

Flankwapening: 2Æ8

Alle staven lopen uit praktische overwegingen over de gehele lengte van de balk door.

De wapeningstekening van deze balk is bij de constructie tekeningen toegevoegd.

Fig5. Verkleining van de tekening

2.4 stalen ligger in bestaande gevel sportcentrum

2.4 Stalen ligger in de bestaande gevel van het sportcentrum

Overspanning

Grootste overspanning:l = 6200 mm & L = 6200 mm

Bepaling van belasting combinaties

Permanent:

1^e verdieping volgens bestaande berekening: 13,5 kN/m

2^e verdieping volgens bestaande berekening: 17,6 kN/m

eigen gewicht dak: 0,65 x 8 = 5,2 kN/m

kalkzandsteen: 3,5 x 18,5 x 0,1 = 6,5 kN/m

baksteen: 3,5 x 20 x 0,1 = 7,0 kN/m

--------------+

49,8 kN/m

Veranderlijk:

1^e verdieping volgens bestaande berekening: 9,0 kN/m

2^e verdieping volgens bestaande berekening: 9,0 kN/m

Windbelasting (maatgevend) 0,33 x 8 = 2,7 kN/m

--------------+

20,7 kN/m

UGT: Qd= 1,2 x 49,8 + 1,5 x 20,7 = 90,8 kN/m

BGT: Qrep= 49,8 + 20,7 = 70,5 kN

Moment: 1/8 x q x l² = 1/8 x 90,8 x 6,2² = 437 kNm

Dwarskracht: 1/2 x q x l = 1/2 x 90,8 x 6,2 = 282 kN

M-lijn D-lijn

Keuze profiel

W_y;ben = M_d / F_y;d à 437.000.000 / 235 = 1.860.000 mm³

We kiezen een HE-B 340 profiel. Deze heeft een W_y;el van 2.160.000 mm³

Controle:

M_y;u;d = W_y;el x f_y;d = 2,16 x 10⁶ x 235 = 507,6 kNm

M_y;s;d / M_y;u;d = 451 / 507,6 = 0,88 < 1 à OK

Controle op dwarskracht

V_z;u;d= 0,58 x f_y;d x (h – z – t_f) x t_w

V_z;u;d = 0,58 x 235 x (340 – 2 x 21,5) x 12 = 485 kN

V_z;s;d = 282 kN

Controle:

V_z;s;d / V_z;u;d = 282 / 485 = 0,58 < 1 à OK

Controle op doorbuiging

u_tot = 5 x q_rep x l⁴ / 384 x E x I

u_tot= (5 x 70,5 x 6200⁴) / (384 x 2,1 x 10⁵ x 30.823 x 10⁴) = 21,0 mm

u_bij= 21,0 / 70,5 x 20,7 = 6,2 mm

u_on = 21,0 / 70,5 x 49,8 = 15,8 mm

u_tot < 0,004 x l = 0,004 x 6300 = 25,2 mm > 21,0 à OK

u_bij < 0,003 x l = 0,003 x 6300 = 18,9 mm > 6,2 à OK

u_on < 0,003 x l = 0,003 x 6300 = 18,9 mm > 14,9 à OK

Controle op de boutverbinding tussen de hoofdligger en de kolom

Het portaal in de gevel beschouwen we scharnierend. De stabiliteit wordt verkregen door de koppeling met de omliggende constructie.

De scharniererende verbinding wordt uitgevoerd door middel van een lijfplaat met vier M20 bouten. Deze hoeven daarom niet op een moment berekend te worden. Wel dienen de bouten op afschuiving en de lijfplaat op stuik gecontroleerd te worden.

Controle bouten op afschuiving

F_v;u;d = 0,48 x F_t;b;d x A_b;s = 0,48 x 800 x 245 = 94 kN (per bout)

F_v;s;d = V_s;d / n = 282 / 4= 70,5 kN (per bout) < 94 à OK

Controle stuik lijfplaat

α_c = 1,0 of

α_c = s_1;min / (3 x d_g;nom) – ¼= 70 / 60 - ¼ = 0,92 (maatgevend)

F_c;u;d = 2 α_c x F_t;d x d_b;nom x t = 2 x 0,92 x 360 x 20 x 10 = 132,5 kN < 70,5à OK

2.5 houten balklaag van het restaurant

2.5 Houten balklaag van het restaurant

Uitgangspunten

Overspanning:l = 3330 mm & L = 3230 mm

Hoogte: l/20 à 3330/20 = 165 mm

Wegens de hoge belasting kiezen we een van 71 x 246 mm (geschaafd)

Sterkte klasse: K17 (Wegens het ontbreken van nieuwe

tabellen is er niet gerekend met de nieuwe C-klasse)

H.o.h. balken: 600 mm.

Er zijn stalen liggers opgenomen (zie berekening liggers) om de balklaag enigszins economisch verantwoord te houden.

De verdeling is te zien op de constructie tekening.

Bepaling van belasting combinaties

Permanent:

tabel, houten vloer met balkenà 0,3 kN/m²à 0,3 x 0,6 = 0,18 kN/m

Veranderlijk:

tabel, horeca gebouwenà 5 kN/m²à 5 x 0,6 = 3 kN/m

UGT: q_d= 1,2 x 0,18 + 1,5 x 3 = 4,7 kN/m

BGT: q_rep= 0,18 + 3 = 3,2 kN/m

Moment: 1/8 x q_d x l² = 1/8 x 4,7 x 3,33² = 6,52 kNm

Dwarskracht: 1/2 x q x l = 1/2 x 4,7 x 3,33 = 7,83 kN

M-lijn D-lijn

Controle op sterkte van de balk

K_h = (200/h)^0,4= (200/246)^0,4= 0,92

f_m;o;d = F_m;o;rep/g_m x K_mod x K_h = 17 / 1,2 x 0,85 x 0,96 = 11,08 N/mm²

Minimaal benodigde W_y:

Wy = M_d / f_m;o;d à 6,52 x 10⁶/ 11,08 = 588.450 mm³

De Wy van een balk van 71 x 246 = 716.000 mm³

Controle:

δ_m;o;d = M_d / W_y = 6.520.000 / 716.000 = 9,10 N/mm²

δ_m;o;d / f_m;o;d = 9,10 / 11,08 = 0,83 < 1 à OK

Controle op doorbuiging

q_el= 0,18 + 3 = 3,2 kN/m

q_kr= q_g + 0,6 x ψ x q_q = 0,18 + 0,6 x 0,4 x 3,2 = 0,95 kN

E_d;kortdurend= E_rep x k_mod / (g_m x (1 + ψ_kr) = 11.000 x 0,85 / (1(1+0) = 9350 N/mm²

E_d;langdurend= E_rep x k_mod / (g_m x (1 + ψ_kr) = 11.000 x 0,85 / (1(1+1) = 4675 N/mm²

I_y = 1/12 x 71 x 246³ = 8810 x 10⁴ mm⁴

u_el = 5 x q_el x l⁴ / 384 x E_d x I_y = 5 x 3,2 x 3330⁴ / 384 x 9350 x 8810 x 10⁴ = 6,3 mm

u_kr = 5 x q_el x l⁴ / 384 x E_d x I_y = 5 x 0,95 x 3330⁴ / 384 x 4675 x 8810 x 10⁴ = 3,7 mm

u_{tot;langdurend} = 6,3 + 3,7 = 10,0 mm

u_{on;kortdurend} = 5 x 0,2 x 3330⁴ / 384 x 9350 x 8810 x 10⁴ = 0,4 mm

u_bij = 10,0 – 0,4 = 9,6 mm

u_tot < 0,004 x l = 0,004 x 3630 = 11,15 mm > 14,0 à OK

u_bij < 0,003 x l = 0,003 x 3330 = 9,99 mm > 9,6 à OK

Opmerking:

Drie balken hebben een iets grotere lengte dan berekend, omdat het niet economisch verantwoord is om alle balken vanaf deze drie te dimensioneren hebben we gekozen ter plekke van deze balken de hart op hart afstand te verkleinen naar 1x400 mm en 4x500 mm. Er wordt dus één balk extra opgenomen. De verdeling is te zien op de constructie tekening.

2.6 stalen ligger in de vloer van het restaurant

2.6 Stalen ligger in de vloer van het restaurant

Overspanning

Grootste overspanning:l = 6640 mm &

L = 6580 mm

Bepaling van belasting combinaties

Permanent:

tabel, houten vloer met balkenà 0,3 x 2,9 = 0,9 kN/m

eigen gewicht stalen balk: 0,9 kN/m

--------------+

1,8 kN/m

Veranderlijk:

tabel, horeca gebouwenà 5 x 2,9 = 14,5 kN/m

UGT: q_d= 1,8x1,2 + 14,5x1,5 = 23,9 kN/m

BGT: q_rep= 1,8 + 14,5 = 16,3 kN/m

Moment is: 1/8 x q x l² = 1/8 x 23,9 x 6,64² = 132 kNm

Dwarskracht: 1/2 x q x l = 1/2 x 23,9 x 6,64 = 79,4 kN

M-lijn D-lijn

Keuze profiel

W_y;ben = M_d / F_y;d à 132.000.000 / 235 = 561.700 mm³

We kiezen een HE-B 240 profiel. Deze heeft een W_y;el van 938.000 mm³

Opmerking: Deze (over)dimensionering is nodig om aan de eisen voor doorbuiging te voldoen.

Controle:

M_y;u;d = W_y;el x f_y;d = 938.000 x 235 = 220,4 kNm

M_y;s;d / M_y;u;d = 132 / 220,4 = 0,60 < 1 à OK

Controle op dwarskracht

V_z;u;d= 0,58 x f_y;d x (h – z – t_f) x t_w

V_z;u;d = 0,58 x 235 x (240 - 2 x 17) x 10 = 281 kN

V_z;s;d = 79,4 kN

Controle:

V_z;s;d / V_z;u;d = 79,4 / 281 = 0,29 < 1 à OK

Controle op doorbuiging

u_tot = 5 x q_rep x l⁴ / 384 x E x I

u_tot = 5 x 16,3 x 6640⁴ / 384 x 2,1 x 10⁵ x 11259 x 10⁴ = 17,5 mm

u_bij = 17,5 / 16,3 x 14,5 = 15,6 mm

u_on = 17,5 / 16,3 x 1,8 = 1,8 mm

u_tot < 0,004 x l = 0,004 x 6640 = 26,6 mm > 17,5 à OK

u_bij < 0,003 x l = 0,003 x 6640 = 19,9 mm > 15,6 à OK

u_on < 0,003 x l = 0,003 x 6640 = 19,9 mm > 1,8 à OK

2.7 middelste kolom in de watertoren

2.7 Middelste kolom in watertoren

De kolom in de watertoren is 26,6 meter lang. Zowel de breedte als de hoogte is 800 mm. De kolom wordt op enkele punten verbonden met de vier buitenste kolommen door middel van betonbalken. Twee van deze verbanden zitten in de weg voor de klimwand. Als deze gesloopt worden, dan zal de kolom over een vrije lengte van 18 meter krijgen.

Doordat er geen water meer opgeslagen wordt in de toren is de belasting van 579 kubieke meter water (5.790 kN) niet meer van toepassing op de kolommen. Ook wordt een gedeelte van de betonnen bak gesloopt waardoor ook minder belasting ontstaat. Uit recente rapporten is tevens geconcludeerd dat de watertoren destijds zeker tweemaal overgedimensioneerd is. Dit is veroorzaakt doordat het één van de eerste gebouwen in (gewapend) beton was, de ervaring met betonberekeningen was toen nog maar gering. Ook blijkt uit het rapport dat de constructie nog in prima staat verkeerd. De buitenste kolommen vormen door middel van randbalken die stijf verbonden zijn met de toren een stijf geheel.

Door de bovengenoemde uitgangspunten voldoet de kolom wellicht zonder de verbinding naar de buitenste kolommen. Dit zal berekend worden.

Belastingen

De afdracht van de krachten vind plaats door een stalen kolom en betonnen schijven/wanden. De buitenste betonnen wand rust totaal op de buitenste kolommen. De binnenste wand rust voor 63% op de buitenste kolommen en voor 37% op de middelste. Verder blijkt dat de middelste kolom 25% van de vloer draagt en dat een buitenste kolom met 18,75% belast wordt. De stalen kolom staat op een kalkzandsteen schijf. Deze rust voor 62% op de binnenste kolom.

Op de stalen kolom rust 42 m² vloer oppervlakte. Op de naar binnenstaande betonnen wand is dat 52 m².

Permanente belastingen vanaf 21 meter

Via de stalen kolom: 42 x 0,94 x 62% = 25 kN

Via de betonnen schijven: 52 x 0,94 x 37% = 18 kN

Betonnen schijf: 2,5 x 5,6 x 24 x 37% = 125 kN

Vloer hotel: 82 x 0,32 x 24 x 25% = 158 kN

Balk 1(4 stuks): 0,85 x 0,3 x 2,86 x 24 x 4 = 72 kN

Lekvloer: 82 x 0,15 x 24 x 25%= 80 kN

Balk 2(4 stuks): 0,3 x 0,3 x 2,86 x 24 x 4 = 25 kN

4m eigen gewicht: 0,8 x 0,8 x 4 x 24 = 62 kN

-----------+

Totale belasting: 565 kN

Veranderlijke belastingen vanaf 21 meter

Via de stalen kolom: 42 x 5,0 x 62% = 131 kN

Via de betonnen schijven: 52 x 5,0 x 37% = 97 kN

Vloer hotel: 82 x 2,5 x 25% = 52 kN

Lekvloer: 82 x 2,0 x 24 x 25% = 41 kN

-----------+

Totale belasting: 321 kN

UGT: Fd= 1,2 x 565 + 1,5 x 321 = 1160 kN

BGT: Frep= 565 + 321 = 886 kN

Uit berekening blijkt dat wanneer de bak volledig gevuld was met water de middelste kolom een belasting van 2831 kN te verduren kreeg.

Controle druk

In de berekening gaan we uit van B15, omdat het onwaarschijnlijk is dat men destijds een beton sterkte van B25 kon verkrijgen.

b x h x f’b = 800 x 800 x 9 = 5.760 kN > 1.160 => OK

Berekening van de kolom op wapening (18 meter lang):

Bepaling van de excentriciteit:

De kolom wordt centrisch belast, dat betekent dat er geen excentriciteit aanwezig is, toch moet er voldaan worden aan de minimum waarde:

Eo = l/300 = 18000/300 = 60 mm

óf

Eo = h/10 = 800 / 10 = 80 mm

óf

Et = 10mm

Bepaling van de minimaal benodigde wapening:

N’d / (f’b x b x h) = 1.160.000 / (9 x 800 x 800) = 0,202

N’d / (f’b x b x h) x (Et x h) = 1.160.000 / (9 x 800 x 800) x (80 / 800) = 0,0202

Uit de grafiek is op te maken dat er geen wapening nodig is.

Wel moet voldaan worden aan de eisen van minimale wapening. Er kan vanuit gegaan worden dat deze aanwezig zijn.

Conclusie

De kolom in het midden zal niet aan knik bezwijken als er twee verbanden met de buitenste kolommen verwijderd worden.

2.8 funderingspalen onder kelderbak

Funderingspalen onder de kelderbak

Uitgangspunten

Voor het berekenen van de funderingspalen moeten we globaal de belastingen uitrekenen die op de palen staan. Tijdens de bouw wordt het waterpeil verlaagd. De kelderbak zal dan niet op trek worden belast, maar wel op druk. Als de kelderbak afgebouwd is, wordt de bak belast op zowel druk als trek. De trekbelasting wordt veroorzaakt doordat het grondwater de bak omhoog wil duwen. Omdat er in de bak relatief weinig massa aanwezig is, zal de trekbelasting maatgevend zijn.

Alle berekende belastingen zijn permanent.

KELDERBAK 7 METER DIEP

Belastingen.

Squashbanen:

Vloer en dak = 7 m x 10 m x 0,25 m x 24 kN/m³ = 420 kN x 2st. = 840 kN

Wanden = (6,9 m - 0,25 m – 0,25 m) x 10 m x 0,25 m x 24 kN/m³ = 384 kN x 2st. = 768 kN

Totaal: 840 + 768 = 1608 kN x 4 st. = 6432 kN

Tribune:

16,68 m x 4,75 m x 0,25 m x 24 m x 24 kN/m³ = 475 kN

Vloer plaza:

3,68 m x 7,51 m x 0,25 m x 24 kN/m³ = 165,8 kN x 2st. = 331,6 kN

Vloer en wand kelderbak:

Wand, aantal m = 32,5 + 32,5 +17,56 + 21,06 + 9,28 + 3,5 = 116,4 m

116,4 m x 6,5 m x 0,4 m x 24 kN/m³ = 7263,4 kN

Vloer: (17,56 m x 32,5 m) + (9,28 m x 3,5 m) = 603 m²

603 m² x 0,5 m x 24 kN/m³ = 7236 kN voor de vloer

603 m² x 0,25 m x 24 kN/m³ = 3618 kN voor het dak

Totale belasting:

Squashbanen: 6.432 kN

Tribune: 475 kN

Vloer plaza: 331,6 kN

Vloer kelderbak: 7.236 kN

Dak kelderbak: 3.618 kN

Wand kelderbak: 7.263,4 kN

------------+

Totaal BGT: 25.356 kN

Veranderlijke belasting

5 kN/m² x 603 m² = 3.015 kN

Totaal UGT (druk): 1,2 x 25.356 kN + 1,5 x 3015 kN = 34.950 kN

Totaal UGT (trek): 0,9 x 25.356 kN = 22.820 kN

Waterdruk:

603 m² x (7,5 m – 1,4 m) = 3.678,3 m³ x 10 kN/m³ (waterdruk) = 36.783 kN

BGT = - 36.783 kN

UGT = 1,2 x 36783 kN = - 44.140 kN

Paalbelasting:

Belasting tijdens de bouw (alleen druk):

34.950 kN : 1500 kN = 24 palen

Belasting bij gebruikstoestand.

-44.140 kN + 22820 kN = -21.320 kN oftewel trekbelasting.

Een in de grond gevormde paal kan 2.300 kN opnemen. 10% van deze waarde neemt de paal op aan trek. 10% van 2.300 is 230 kN.

21.320 kN : 230 kN = 93 palen.

De trekbelasting is maatgevend. We hebben dus 93 palen nodig die 2.300 kN druk en 230 kN trek opnemen.

Op de constructie tekeningen is te zien hoe de palen verdeeld zijn.

KELDERBAK 4 METER DIEP

Blokken:

Wanden:

(13,475 m + 13,475 m + 3 m + 3 m) x 2,5 m x 0,3 kN/m² = 25 kN

(13,475 m + 13,475 m + 2,7 m + 2,7 m) x 2,5 m x 0,3 kN/m² = 10 kN

Plafond:

13,475 m x 3 m x 0,3 kN/m² = 12 kN

13,475 m x 2,7 m x 0,3 kN/m² = 11 kN

23 kN

Totaal: 25 + 10 + 23 = 58 kN

Buis:

Stalen spanten: 16st. x 600mm = 9,6 m

9,6m x 16,7 kg/m = 160 kg x 10 = 1600 N (1,6 kN)

Houten regelwerk en koper: 0,3 kN/m²

Omtrek buis: 3,440 x 3,14 = 10,8 m

Hart op hart afstand is 0,9 m = 0,9 x 10,8 = 9,72 m²

9,72 m² x 0,3 kN/m² = 2,92 kN

De buis omvat 20 spanten die dragen op de kelderbak: 20 x 4,5 kN = 90 kN

IPE ligger waar de spanten op zijn gemonteerd weegt: 90,7 kg/m

90,7 kg/m x 25 m = 2267,5 kg = 22,7 kN

Totaal voor de buis: 90 + 22,7 = 112,7 kN

Lift:

De lift weegt per kolom 46,9 kN x 4 kolommen = 187,6 kN (zie de berekening van hoofdstuk 2.3 betonnen balk onder de liftconstructie).

Vloer en wand kelderbak:

Wand, aantal m = 32,5 + 32,5 +22,58 + 22,58 = 110,7 m

110,7m x 3,5m x 0,4m x 24 kN/m³ = 3702 kN

Vloer: 22,58m x 32,5m = 734 m²

734 m² - 217 m² (watertoren) = 517 m²

517 m² x 0,5 m x 24 kN/m³ = 6204 kN voor de vloer

517 m² x 0,25 m x 24 kN/m³ = 3102 kN voor het dak

Totale belasting:

Blokken: 58 kN

Buis: 112,7 kN

Lift: 187,6 kN

Vloer kelderbak: 6204 kN

Dak kelderbak: 3102 kN

Wand kelderbak: 3702 kN

------------+

Totaal BGT: 13367 kN

Veranderlijke belasting

5 kN/m² x 517 m² = 2.585 kN

Totaal UGT (druk): 1,2 x 13.367kN + 1,5 x 3.015 kN = 20.563 kN

Totaal UGT (trek): 0,9 x 13.367 kN = 12.030 kN

Waterdruk:

517 m² x (4,5 m – 1,4 m) = 1602,7 m³ x 10 kN/m³ (waterdruk) = 16.027 kN

BGT = -16.027 kN

UGT = 1,2 x 16027 kN = - 19.233 kN

Paalbelasting:

Belasting tijdens de bouw (alleen druk):

20.563 kN : 1500 kN = 14 palen

Belasting bij gebruikstoestand.

-19.233 + 12.030 kN = - 7203 kN oftewel trekbelasting.

Een in de grond gevormde paal kan 1500 kN opnemen. 10% van deze waarde neemt de paal op aan trek. 10% van 1500 is 150 kN.

7203 kN : 150 palen = 49 palen.

De trekbelasting is maatgevend. We hebben dus 49 palen nodig die 1500 kN druk en 150 kN trek opnemen.

Op de constructie tekeningen is te zien hoe de palen verdeeld zijn.

H3. constructie details

H4. constructie tekeningen

H5. project tekeningen

Uitgangspunten

Het meest maatgevende vloervak bevindt zich tussen de squashbanen en het plaza in (stramien 4-5 & C-E, zie tekening). Het dak is afgewerkt met een graslaag.

Overspanning is: l = 6810 mm & L = 6410 mm

Schatting dikte: l / 25 = h à 6860 / 25 = 275 mm

We kiezen voor een vloer van 250 mm dik.

De vloer bevindt zich in Milieuklasse 1 (droog) en er is een veiligheidsklasse 3 van toepassing.

Voor de betonkwaliteit kiezen we B25 en voor de betonstaalkwaliteit FeB500.

Bepaling van belasting combinaties

Bepaling van momenten met behulp van matrixframe

Berekening van de wapening met de G.T.B.-tabellen

d = h – c – ½ Æhw

De benodigde bewapening

Het minimale wapenings percentage voor B25, FeB 500 is: 0,15%

Dat betekent: Hoeveelheid minimale vierkante millimeters wapening is:

0,15% x b x h = 0,15% x 1000 x 250 = 375 mm2 < 754 mm2 à OK

Het maximale wapenings percentage voor B25, FeB 500 is: 1,38%

Dat betekent: Hoeveelheid maximale vierkante millimeters wapening is:

1,38% x b x d = 1,38% x 1000 x 229 = 3160 mm2 > 754 mm2 à OK

Opmerking: Bij het berekenen van de minimale wapening wordt de werkelijke hoogte (h) gebruikt i.p.v. de nuttige hoogte (d). Bij het berekenen van de maximale wapening is dit andersom.

Controle scheurwijdte

Fs = 435 N/mm2

ss = qrep / qd x As;benodigd / As,aanwezig x Fs =

10,1 / 12,9 x 750 / 754 x 435 = 339 N/mm2

De maximaal toelaatbare staafdiameter is daarbij vastgesteld op:

339 à 17 - (339-300)/(350-300) x (17 – 14) = Æ14,66 mm > Æ12 mm à OK

De maximaal toelaatbare h.o.h. afstand van de staven bedraagt:

339 à 200 – (339-300)/(350-300) x (200 – 155) = 164,9 mm > 150 mm à OK

BOVENWAPENING TER PLAATSE VAN STRAMIEN 5

Berekening van de wapening met de G.T.B.-tabellen

De bewapening

BOVENWAPENING TER PLAATSE VAN STRAMIEN 4

Berekening van de wapening met de G.T.B.-tabellen

De bewapening

Controle scheurwijdte

Fs = 435 N/mm2

ss = qrep / qd x As;benodigd / As,aanwezig x Fs =

10,1 / 12,9 x 344 / 452 x 435 = 260 N/mm2

De maximaal toelaatbare staafdiameter is daarbij vastgesteld op:

260 à 20 - (260-250)/(300-250) x (20 – 17) = Æ19,4 mm > Æ12 mm à OK

De maximaal toelaatbare h.o.h. afstand van de staven bedraagt:

260 à 270 – (260-250)/(300-250) x (270 – 200) = 256 mm > 250 mm à OK

Uitgangspunten

De meest maatgevende balk bevindt zich onder het grasdak (stramien 4, zie tekening). Deze balk is maatgevend door het de combinatie van de belastingen en de grote overspanningen.

De grootste overspanning:l = 5950 mm & L = 5750 mm

Uit architectonisch oogpunt moet de balk zo laag mogelijk blijven. We kiezen daarom voor een balk van 450 mm hoog en 400 mm breed.

De balk bevindt zich in Milieuklasse 1 (droog) en er is een veiligheidsklasse 3 van toepassing.

Voor de betonkwaliteit kiezen we B25 en voor de betonstaalkwaliteit FeB500.

Bepaling van belasting combinaties

M-lijn D-lijn

Berekening van de wapening met de G.T.B.-tabellen

d = h – c – Æbg – ½ Æhw

De benodigde bewapening

Controle minimale en maximale wapeningspercentage

Het minimale wapenings percentage voor B25, FeB 500 is: 0,15%

0,15% x b x h = 0,15% x 400 x 450 = 270 mm2 < 1570 mm2 à OK

Het maximale wapenings percentage voor B25, FeB 500 is: 1,38%

1,38% x b x d = 1,38% x 1590 x 407 = 8930 mm2 > 1570 mm2 à OK

Controle scheurwijdte

Fs = 435 N/mm2

Bepalen van de staalspanning:

Bepalen van de staalspanning:

ss = qrep / qd x As;benodigd / As,aanwezig x Fs =

49 / 62,5 x 1091 / 1570 x 435 = 239 N/mm2

s = b – 2c – 2 x Æbg – 2 x ½ Æhw / (n-1)

s = 400 – 2x25 – 2x8 – 2 x ½ 20 / (5-1) = 78,5 mm

De maximaal toelaatbare staafdiameter is daarbij vastgesteld op:

239 à 25 - (239-200)/(250-200) x (25 – 20) = Æ21,1 mm > Æ20 mm à OK

De maximaal toelaatbare h.o.h. afstand van de staven bedraagt:

239 à 245 – (239-200)/(250-200) x (245 – 170) = 186,5 mm > 78,5 mm à OK

Berekening van de wapening met de G.T.B.-tabellen

d = h – c – Æbg – ½ Æhw

De benodigde bewapening

Controle minimale en maximale wapeningspercentage

Het minimale wapenings percentage voor B25, FeB 500 is: 0,15%

0,15% x b x h = 0,15% x 400 x 450 = 270 mm2 < 2199 mm2 à OK

Het maximale wapenings percentage voor B25, FeB 500 is: 1,38%

1,38% x b x d = 1,38% x 400 x 407 = 2246 mm2 > 2199 mm2 à OK

Controle scheurwijdte

Fs = 435 N/mm2

Bepalen van de staalspanning:

0,15% x b x h = 0,15% x 1000 x 250 = 375 mm² < 754 mm² à OK

1,38% x b x d = 1,38% x 1000 x 229 = 3160 mm² > 754 mm² à OK

Fs = 435 N/mm²

s_s = q_rep / q_d x A_s;benodigd / A_s,aanwezig x F_s =

10,1 / 12,9 x 750 / 754 x 435 = 339 N/mm²

Fs = 435 N/mm²

s_s = q_rep / q_d x A_s;benodigd / A_s,aanwezig x F_s =

10,1 / 12,9 x 344 / 452 x 435 = 260 N/mm²

M-lijn

D-lijn

0,15% x b x h = 0,15% x 400 x 450 = 270 mm² < 1570 mm² à OK

1,38% x b x d = 1,38% x 1590 x 407 = 8930 mm² > 1570 mm² à OK

Fs = 435 N/mm²

s_s = q_rep / q_d x A_s;benodigd / A_s,aanwezig x F_s =

49 / 62,5 x 1091 / 1570 x 435 = 239 N/mm²

0,15% x b x h = 0,15% x 400 x 450 = 270 mm² < 2199 mm² à OK

1,38% x b x d = 1,38% x 400 x 407 = 2246 mm² > 2199 mm² à OK

Fs = 435 N/mm²

s_s = q_rep / q_d x A_s;benodigd / A_s,aanwezig x F_s =

49 / 62,5 x 1442 / 2199 x 435 = 225 N/mm²