SlideShare ist ein Scribd-Unternehmen logo
1 von 106
1Challenge the future
Stapelen met houtskeletbouw
Berekenen en modelleren van de schrankstijfheid van
meerlaagse houtskeletbouw.
Presentatie Ir. Tunis Hoekstra – 18 januari 2013 – Nieuwjaarsreceptie Vereniging van Houtconstructeurs (VHC)
© Han van Zwieten Architecten
2Challenge the future
Programma
• Presentatie
• Aanleiding
• Werkwijze
• Resultaten
• Vragen
25 minuten
5 minuten
3Challenge the future
4Challenge the future
Giet it oan?
5Challenge the future
Ingenieursbureau Boorsma B.V.
Eco-woningen (Emmeloord) Havenkantoor (Lelystad)
Koninginnehof (Zuidwolde)
6Challenge the future
Ingenieursbureau Boorsma B.V.
Houten berging – Houtarchitectuurprijs 2010
7Challenge the future
Aanleiding tot het onderzoek
Houtskeletbouw – concept zeslaagse HSB
“Stapelen met HSB”
8Challenge the future
Aanleiding tot het onderzoek
Houtskeletbouw – concept zeslaagse HSB
9Challenge the future
Resultaat van het afstudeerwerk
• Sterkte
• Stijfheid
• Stabiliteit
Analytische berekeningswijze en modelleringsaanpak
mineral bonded
board
vapour control
layer (foil)
insulation
stud
head
binder
top rail
bottom rail
wood-based
panel
breather membrane
(watertight)
Het HSB wandelement:
Berekeningswijze & aanpak modellering:
Eurocode 5
(NEN-EN 1995)
10Challenge the future
Aanleiding tot het onderzoek
Houtskeletbouw – gerealiseerde projecten
“Ecodus” (Delft, Nederland, 1992)
“Lage Korn”
(Buren, Nederland, 2
009)
(Aalsmeer, Nederland, 2
000)
11Challenge the future
Aanleiding tot het onderzoek
• Knelpunten in het verleden
• Groeiende belangstelling
• Snel en schoon bouwen
• Energetische prestaties en duurzaamheid
• Kwaliteitscontrole en prefabricage
• Marktperspectief
Houtskeletbouw – voordelen
12Challenge the future
Aanleiding tot het onderzoek
Houtskeletbouw – voorbeeld
“The Reflection Building”
(North Woolwhich, Londen, UK, 2002)
13Challenge the future
Aanleiding tot het onderzoek
Houtskeletbouw – voorbeeld
“Casa Montarina”
(Lugano, Zwitseland, 2007)
14Challenge the future
Aanleiding tot het onderzoek
Houtskeletbouw – gerealiseerde projecten
“Koninginnehof”
(Zuidwolde, Nederland, 2011)
15Challenge the future
Aanleiding tot het onderzoek
• Sterkte
• Stijfheid
• Stabiliteit
Houtskeletbouw – constructief ontwerp
16Challenge the future
Aanleiding tot het onderzoek
• Vervorming in BGT is, en krachtsverdeling in UGT kan
afhankelijk zijn van de wandstijfheid:
Houtskeletbouw – toetsen van het constructief ontwerp
17Challenge the future
Aanleiding tot het onderzoek
• Sterkte
• Stijfheid
• Stabiliteit
Houtskeletbouw – toetsen van het constructief ontwerp
Eurocode 5
(NEN-EN 1995)
18Challenge the future
Aanleiding tot het onderzoek
• Sterkte
• Stijfheid
• Stabiliteit
Houtskeletbouw – toetsen van het constructief ontwerp
Eurocode 5
(NEN-EN 1995)
?
19Challenge the future
Aanleiding tot het onderzoek
• Sterkte
• Stijfheid
• Stabiliteit
Houtskeletbouw – toetsen van het constructief ontwerp
F
u
h1
b1
𝑅 =
𝐹
𝑢
[𝑁/𝑚𝑚]
[N]
[mm]
[N/mm]
20Challenge the future
Aanleiding tot het onderzoek
• Sterkte
• Stijfheid
• Stabiliteit
Houtskeletbouw – toetsen van het constructief ontwerp
Eurocode 5
(NEN-EN 1995)
Kern van dit afstudeerwerk:
berekeningswijze & aanpak modellering
21Challenge the future
Onderzoeksvragen
1. Literatuuronderzoek
2. Verbindingsmiddelenstijfheid
3. Stijfheid trek-verankering
4. Analytische berekeningswijze
5. Aanpak modellering
6. Geperforeerde wanden
Schrankstijfheid van het houtskeletbouw wand-element
22Challenge the future
Onderzoeksvragen
1. Literatuuronderzoek
2. Verbindingsmiddelenstijfheid Kser & ks
3. Stijfheid trek-verankering
4. Analytische berekeningswijze
5. Aanpak modellering
6. Geperforeerde wanden
Schrankstijfheid van het houtskeletbouw wand-element
Startfase
Uitvoeringsfase
23Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Capaciteit trek-verankering van groot belang
• Verbindingsmiddelen grootste invloed op wand-stijfheid
• Test-resultaten uit literatuur
• Verbindingsmiddelen
• Trek-verankering
• Wand tests
Literatuuronderzoek
24Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Bijdragen in de vervorming
• Verbindingsmiddelen-slip
• Rek in de trek-verankering
• Druk loodrecht op de vezel
• Afschuiving in de plaat
• Rek in de stijlen
• Verschuiven van de onderregel
• Vergelijk met testen
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid
25Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Verbindingsmiddelen-slip
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid
F04
uf
npanels = 3
h1
b1
26Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid
panel
rotation
combined
effect
panel
translation
+
=
27Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Verbindingsmiddelen-slip
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid
𝑢𝑓 =
2 ∙ 𝐹04 ∙ 𝑠 ∙ (1 +
𝑕1
𝑏1
)
𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑏1 ∙ 𝐾𝑠𝑒𝑟 ∙ 𝑛𝑓𝑎𝑐𝑒𝑠
F04
uf
npanels = 3
h1
b1
b1
uf
F04
s
exaggerated fastener deformation
28Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks
Verbindingsmiddelen:
• nagels
• schroeven
• nieten
OSB (Oriented Strand Board ) Triplex (Plywood) Spaanplaat (Particleboard)
Gipskartonplaat Gipsvezelplaat
29Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• In Eurocode 5 rekenregels slip-modulus Kser voor gebruik
in BGT: bijvoorbeeld nagels in een houtachtige plaat-op-
hout verbinding:
• Voor UGT moet volgens Eurocode 5 gebruik gemaakt
worden van Ku = 2/3 Kser.
Verbindingsmiddelen stijfheid Kser volgens Eurocode 5
𝐾𝑠𝑒𝑟 =
𝜌 𝑚
1,5
∙ 𝑑0,8
30
30Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• In geval van hout-achtige platen kunnen vergelijkingen
voor Kser uit Eurocode 5 worden gebruikt voor
berekenen van de vervormingen in BGT. Voor bepalen
krachtsverdeling in UGT, kan slip-modulus tussen Kser en
Ku variëren.
Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks – conclusies
31Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Voor gips-karton- en gips-vezel-plaat zijn op basis van
de gevonden test-gegevens waarden bepaald voor de
verbindingsmiddelen slip-modulus ks
Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks – conclusies
32Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Rek in de trek-verankering
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid
F04
uhd
npanels = 3
h1
b1
npanels · b1
33Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Rek in de trek-verankering
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid
F04
uhd
npanels = 3
h1
b1
npanels · b1
𝑢 𝑕𝑑 =
𝐹04 ∙ 𝑕1
2
𝐾𝑕𝑑 ∙ (𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑏1)2
34Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Stijfheid van de trek-verankering te bepalen met
inachtneming van:
• Staal-doorsnede
• Hout-doorsnede (getrokken stijl)
• Verbindingsmiddelen-groep
• Gatspeling
Stijfheid trek-verankering
35Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Rek in de trek-verankering
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid
F04
uhd
npanels = 3
h1
b1
npanels · b1
𝑢 𝑕𝑑 =
𝐹04 ∙ 𝑕1
2
𝐾𝑕𝑑 ∙ (𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑏1)2
36Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Druk loodrecht op de vezel
•
•
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid
30 nstuds · b
beff
45
90(nstuds · 45) + 30
𝑢 𝑐 =
𝐹04 ∙ 𝑕1
2
𝐾𝑐,90 ∙ (𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑏1)2
𝐾𝑐,90 N/mm = 1,3 ∙ ((nstuds ∙ b2) + 30) ∙ h2
37Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Afschuiving in de plaat
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid
F04
uG
npanels = 3
h1
b1
𝑢 𝐺 =
𝐹04 ∙ 𝑕1
𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑛𝑓𝑎𝑐𝑒𝑠 ∙ 𝐺 𝑚𝑒𝑎𝑛 ∙ 𝑏1 ∙ 𝑡
38Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Rek in de stijlen
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid
b1
Ft
Fc
F04
Ft
Fc
h1
ustr
npanels = 3
F04
elongation
shortening
𝑢 𝑠𝑡𝑟 =
𝐹04 ∙ h1
3
𝐸2 ∙ 𝑏2 ∙ 𝑕2 ∙ 𝑛 𝑠𝑡𝑢𝑑𝑠 ∙ 𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑏1
2
39Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Verschuiven van de onderregel
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid
𝜇 ∙ ΣFi + q ∙ npanels ∙ b1
𝑢 𝑣 =
𝐹04
𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑛 ∙ 𝐾𝑣
b1
F04
uv
npanels = 3
h1
npanels · b1
q
Fi
n-conn = 6
40Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Bijdragen in de vervorming
• Verbindingsmiddelen-slip
• Rek in de trek-verankering
• Druk loodrecht op de vezel
• Afschuiving in de plaat
• Rek in de stijlen
• Verschuiven van de onderregel
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid
componenten in de wand-stijfheid
41Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Verbindingsmiddelen-slip
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid
𝑢𝑓 =
2 ∙ 𝐹04 ∙ 𝑠 ∙ (1 +
𝑕1
𝑏1
)
𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑏1 ∙ 𝐾𝑠𝑒𝑟 ∙ 𝑛𝑓𝑎𝑐𝑒𝑠
F04
uf
npanels = 3
h1
b1
𝑅𝑓,𝑅𝑑 =
𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑛𝑓𝑎𝑐𝑒𝑠 ∙ 𝑏1
2(1 +
𝑕1
𝑏1
)
∙
𝐾𝑠𝑒𝑟
𝑠
[N]
[mm]
[mm]
[N/mm]
𝑅 =
𝐹
𝑢
[𝑁/𝑚𝑚]
42Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Verbindingsmiddelen-slip
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid
F04
uf
npanels = 3
h1
b1
𝑅𝑓,𝑅𝑑 =
𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑛𝑓𝑎𝑐𝑒𝑠 ∙ 𝑏1
2(1 +
𝑕1
𝑏1
)
∙
𝐾𝑠𝑒𝑟
𝑠
𝑅 =
𝐹
𝑢
[𝑁/𝑚𝑚]
𝑢𝑓 =
2 ∙ 𝐹04 ∙ 𝑠 ∙ (1 +
𝑕1
𝑏1
)
𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑏1 ∙ 𝐾𝑠𝑒𝑟 ∙ 𝑛𝑓𝑎𝑐𝑒𝑠
[N]
[mm]
[mm]
[N/mm]
43Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Optellen van stijfheden voor standaard wand element
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid
𝑅 𝑅𝑑 =
1
1
𝑅𝑓,𝑅𝑑
+
1
𝑅 𝑕𝑑,𝑅𝑑
+
1
𝑅 𝑐,𝑅𝑑
+
1
𝑅 𝐺,𝑅𝑑
+
1
𝑅 𝑠𝑡𝑟 ,𝑅𝑑
+
1
Rv,Rd
44Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Vergelijk met testen:
?
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – vergelijk met tests
45Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
test rig
hydraulic actuator
shear connectorshold-down anchor
F
doubled leading stud (under compression)
test (5.2)
beproevingen volgens NEN-EN 594 𝑅 =
𝐹4 − 𝐹2
𝑣4 − 𝑣2
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – vergelijk met tests
46Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
40% Fmax
20% Fmax
Fmax
R
F
v
Volgens NEN-EN 594
𝑅 =
𝐹4 − 𝐹2
𝑣4 − 𝑣2
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – vergelijk met tests
47Challenge the future
• Berekeningswijze geeft goede resultaten
• Rtest / Ranalytisch = 1,11 (gemiddeld)
• v04 / vanalytisch = 0,92 (gemiddeld)
• Verschillen niet eenduidig te verklaren
Resultaten van het onderzoek
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – vergelijk met tests
48Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – vergelijk met tests
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
Rackingstiffness[N/mm]
Rtest
Rcalc
analytisch
test
4800 x 24003600 x 24001800 x 2400 2400 x 24001200 x 2400600 x 2400
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
Rackingstiffness[N/mm]
Rtest
Rcalc
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
Rackingstiffness[N/mm]
3,5·102
49Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – vergelijk met tests
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
Rackingstiffness[N/mm]
Rtest
Rcalc
analytisch
test
4800 x 24003600 x 24001800 x 2400 2400 x 24001200 x 2400600 x 2400
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
Rackingstiffness[N/mm]
Rtest
Rcalc
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
Rackingstiffness[N/mm]
3,5·102
50Challenge the future
• Berekeningswijze geeft goede resultaten
• Rtest / Ranalytisch = 1,11 (gemiddeld)
• v04 / vanalytisch = 0,92 (gemiddeld)
• Verschillen niet eenduidig te verklaren
Resultaten van het onderzoek
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – vergelijk met tests
51Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
𝑅 =
𝐹4 − 𝐹2
𝑣4 − 𝑣2
40% Fmax
20% Fmax
Fmax
R
F
v
F(BGT)
F(UGT)
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – belastingniveaus
NEN-EN 594
52Challenge the future
• Berekeningswijze geeft goede resultaten
• Rtest / Ranalytisch = 1,11 (gemiddeld)
• v04 / vanalytisch = 0,92 (gemiddeld)
• Verschillen niet eenduidig te verklaren
• Schrankstijfheid in SLS en ULS kan worden berekend
met analytische berekeningswijze
Resultaten van het onderzoek
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – conclusies
53Challenge the future
• Gemiddelde bijdrage in vervorming:
• Verbindingsmiddelen langs de omtrek 48%
• Afschuiving beplating 12%
• Rek in trekverankering 13%
• Druk vezel 15%
• Rek en verkorting randstijlen 8%
Resultaten van het onderzoek
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – conclusies
54Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Optellen van stijfheden voor standaard wand element
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid
𝑅 𝑅𝑑 =
1
1
𝑅𝑓,𝑅𝑑
+
1
𝑅 𝑕𝑑,𝑅𝑑
+
1
𝑅 𝑐,𝑅𝑑
+
1
𝑅 𝐺,𝑅𝑑
+
1
𝑅 𝑠𝑡𝑟 ,𝑅𝑑
+
1
Rv,Rd
55Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Eenvoudig vakwerkmodel
• Wandeigenschappen opgenomen in stijfheid schoor
Aanpak modellering
56Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Geperforeerde wanden
h1 = 2400
1200 x
1200
b1 = 1200 b1 b1
300
900
57Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Geperforeerde wanden – berekeningswijzen
panel-area-ratio method
equivalent-brace model
multi-panel model
58Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Geperforeerde wanden – panel-area-ratio method
R′
=
r
3 − 2r
∙ R
r =
1
1 +
α
β
=
h ∙ ∑bi
h ∙ ∑bi + ∑Ai
b3b2
b1
A1 A2 h
b
𝑅′
𝑅
Developed by Hideo Sugiyama
r =
1
1 +
α
β
=
h ∙ ∑bi
h ∙ ∑bi + ∑Ai
59Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Geperforeerde wanden – truss-type model
𝐸𝐴 = ∞
𝑛𝑜𝑑𝑒
𝑕𝑖𝑛𝑔𝑒
bI = 1200
𝑘 𝑅;𝐼,𝐼
𝑘 𝑅;𝐼,𝐼𝐼𝐼
𝑘 𝑅;𝐼,𝐼𝐼
𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼𝐼,𝐼𝐼𝐼𝑘 𝑅;𝐼𝐼,𝐼𝐼𝐼
𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼,𝐼
𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼,𝐼𝐼
𝑘 𝑅;𝐼𝐼,𝐼
bII bIII
1200 x
1200
hIII = 300
hI = 900
hII = 1200
h1 = 2400
j
i
h1 = 2400
1200 x
1200
b1 = 1200 b1 b1
300
900
60Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Geperforeerde wanden – multi-panel model
Analysis starts with breaking
the element in parts, as if it
were separate panels.
The brace stiffness can be
determined with use of the
analytical calculation method
as explained in chapter Fout!
Verwijzingsbron niet
gevonden..
𝐸𝐴 = ∞
𝑛𝑜𝑑𝑒
𝑕𝑖𝑛𝑔𝑒
bI
𝑘 𝑅;𝐼,𝐼
𝑘 𝑅;𝐼,𝐼𝐼𝐼
𝑘 𝑅;𝐼,𝐼𝐼
𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼𝐼,𝐼𝐼𝐼𝑘 𝑅;𝐼𝐼,𝐼𝐼𝐼
𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼,𝐼𝑘 𝑅;𝐼𝐼,𝐼
bII bIII
hIII
hI
hII
h1
j
i
𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼,𝐼𝐼
61Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Geperforeerde wanden – equivalent-brace model
Consider the element
to be non-perforated.
𝐸𝐴 = ∞
𝑛𝑜𝑑𝑒
𝑕𝑖𝑛𝑔𝑒
bI
𝑘 𝑅;𝐼,𝐼
𝑘 𝑅;𝐼,𝐼𝐼𝐼
𝑘 𝑅;𝐼,𝐼𝐼
𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼𝐼,𝐼𝐼𝐼𝑘 𝑅;𝐼𝐼,𝐼𝐼𝐼
𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼,𝐼
𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼,𝐼𝐼
𝑘 𝑅;𝐼𝐼,𝐼
bII bIII
hIII
hI
hII
h1
j
i
𝑘 𝑅;𝐼𝐼,𝐼𝐼
The
brac
e
stiff
ness
can
be
dete
rmi
bI
𝑘 𝑅;𝐼,𝐼
𝑘 𝑅;𝐼,𝐼𝐼𝐼
𝑘 𝑅;𝐼,𝐼𝐼
𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼𝐼,𝐼𝐼𝐼𝑘 𝑅;𝐼𝐼,𝐼𝐼𝐼
𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼,𝐼
𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼,𝐼𝐼
𝑘 𝑅;𝐼𝐼,𝐼
bII bIII
hIII
hI
hII
h1
j
i
Determine the racking stiffness with
use of the analytical calculation
method explained in chapter Fout!
Verwijzingsbron niet gevonden..
Remove brace
representing the
perforation.
Translate racking stiffness
into brace stiffness using
equation Fout!
Verwijzingsbron niet
gevonden..
𝑘 𝑅;𝑖,𝑗 =
𝑕1
𝑕𝑗
∙
𝑏𝑖
𝑏1
∙ 𝑅 𝑎𝑛𝑎𝑙𝑦𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 ∙ 1 +
𝑕𝑗
2
𝑏𝑖
2
62Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Geperforeerde wanden – tests
63Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Geperforeerde wanden – vergelijken met tests
Test: (14.3) (14.8) (14.15) (14.16)
Rtest 100% 100% 100% 100%
Ranalytical 106% 125%
Rpanel-area-ratio 100% 113%
Rmulti-panel 123% 114% 163% 165%
Requivalent-brace 106% 116% 124% 145%
perforated perforated
64Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Voorbeeld toepassing
65Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Voorbeeld toepassing
Wx23 Wx24 Wx25
Wx15
Wx16
Wx11 Wx12 Wx13 Wx14
Wx5 Wx6 Wx7
Wx4
Wx10
Wx19
Wx22
Wx1 Wx2 Wx3
Wx21
Wx20
W17 Wx18
Wx9
Wx8
22,55
22,82
7,02
30,65
16,20
5,13 15,80
18,90
23,90
Voorgevel AchtergevelMiddenwand
66Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Voorbeeld toepassing
Wand Wx22 opbouw:
• b x h = (3 x 1200) x 3100
• Dubbelzijdig beplaat (nzijden = 2)
• Fermacell Gipsvezelplaat t = 15 mm
• Stijlen 38 x 140 h.o.h. 600 mm
• Nagels Ø2,2 x 45 h.o.h. afstand s = 60 mm
• 3-voudige randstijlen
67Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Voorbeeld toepassing
Wand Wx22 opbouw:
• E0,mean = 11000 N/mm2
• Gmean = 1600 N/mm2
• Khd = 15000 N/mm
• Kc,90 = 20000 N/mm
• Kser = 1300 N/mm
68Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Voorbeeld toepassing
Wand Wx22 opbouw:
• Wandstijfheid RRd = 6,12 kN/mm
• Diagonaalstijfheid kR,Rd = 10,66 kN/mm
69Challenge the future
Wand Wx4:
• Equivalente schorenmethode
• Eénheidslast F / berekende verplaatsing u geeft wandstijfheid R en kR
Resultaten van het onderzoek
Voorbeeld toepassing
70Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Voorbeeld toepassing
71Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Voorbeeld toepassing
Maximaal toelaatbare vervorming aan de top van het 12 m hoge gebouw:
1/500 h = 24 mm
72Challenge the future
Conclusie
• Voorgestelde berekeningswijze geeft de schrankstijfheid
van het houtskeletbouw wand-element.
• Hiermee kan de krachtsverdeling in UGT en de
vervorming in BGT worden bepaalt.
• Ook de aan te houden stijfheid van verbindingsmiddelen
en trek-verankering kan worden berekend / bepaalt.
73Challenge the future
Conclusie
• De berekende schrankstijfheid kan worden gebruikt in
een vakwerkmodel geschikt voor berekeningen in een
raamwerkprogramma
• De schrankstijfheid van geperforeerde wanden kan
worden bepaald met de multi-panel en equivalent-brace
modelleringsaanpak, en de panel-area-ratio method
74Challenge the future
Discussie & vragen
75Challenge the future
Contactgegevens
Ir. T. Hoekstra
Ingenieursbureau Boorsma B.V.
Postbus 647
9200 AP Drachten
+31(0)512 58 03 00
t.hoekstra@boorsma-consultants.nl
http://www.boorsma-consultants.nl
http://www.bouwmethout.nl
76Challenge the future
Bedankt voor uw aandacht !
77Challenge the future
Aanvullende sheets
78Challenge the future
Aanleiding tot het onderzoek
• Renovatie & binnenstedelijke
vernieuwing:
• Mate en duur van overlast voor
omgeving
• Financiële aspecten
Houtskeletbouw – marktperspectief
79Challenge the future
Aanleiding tot het onderzoek
Houtskeletbouw – marktperspectief voorbeeld
“Geert Grootestraat”
(Zwolle, Nederland, 2011)
80Challenge the future
Aanleiding tot het onderzoek
• Sterkte
• Stijfheid
• Stabiliteit
Houtskeletbouw – toetsen van het constructief ontwerp
Eurocode 5
(NEN-EN 1995)
2 berekeningsmethoden
Methode A & Methode B
beproevingen volgens
NEN-EN 594
Berekeningswijze
81Challenge the future
Aanleiding tot het onderzoek
• Sterkte
• Stijfheid
• Stabiliteit
Houtskeletbouw – toetsen van het constructief ontwerp
Eurocode 5
(NEN-EN 1995)
2 berekeningsmethoden
Methode A & Methode B
beproevingen volgens
NEN-EN 594 (Rtest)
Kser verbindingsmiddelen
ks (EN 26891)
Berekeningswijze
82Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks
ks =
0,4 ∙ Fest
vi,mod
vi,mod =
4
3
(v04 − v01)
Fest = Fmax
• Slip-modulus ks kan worden bepaald op basis van test-
resultaten uit literatuur volgens EN 26891:
•
83Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Verbindingsmiddelen stijfheid ks volgens EN26891
F
F
u
84Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Literatuuronderzoek – load displacement data verbindingsmiddelen
85Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks
86Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks
40% Fmax
10% Fmax
Fmax
F
v
87Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks
40% Fmax
10% Fmax
Fmax
ks
F
v
ks =
0,4 ∙ Fest
vi,mod
vi,mod =
4
3
(v04 − v01)
Fest = Fmax
88Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks
40% Fmax
10% Fmax
Fmax
ks
F
v
Kser ks =
0,4 ∙ Fest
vi,mod
vi,mod =
4
3
(v04 − v01)
Fest = Fmax
89Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Eurocode 5 rekenregels voor slip-modulus Kser met OSB
of triplex vergelijkbaar met test-gebaseerde slip-
modulus ks (EN 26891).
OSB: Kser / ks = 1,16
Plywood: Kser / ks = 1,08
Particleboard: only 2 tests available
Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks
90Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks
40% Fmax
10% Fmax
Fmax
ks
F
v
Kser ks =
0,4 ∙ Fest
vi,mod
vi,mod =
4
3
(v04 − v01)
Fest = Fmax
91Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks
Ff,Rd = F(ULS)
10% Fmax
Fmax
ks
F
v
ks =
0,4 ∙ Fest
vi,mod
vi,mod =
4
3
(v04 − v01)
Fest = Fmax
92Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks
F(BGT) = Ff,Rd / γQ
10% Fmax
Fmax
ks
F
v
ks =
0,4 ∙ Fest
vi,mod
vi,mod =
4
3
(v04 − v01)
Fest = Fmax
93Challenge the future
Aanleiding tot het onderzoek
• Belastingniveau is de mate waarin de wand belast wordt
• Belastingniveau in UGT ≤ rekenwaarde wandsterkte
• Belasting in BGT in geval van wind is maximaal gelijk aan de
sterkte in UGT gedeeld door de belastingfactor γQ.
(γQ = 1,35 of 1,5 afhankelijk van de gebouwfunctie)
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – belastingniveaus
94Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Testen geanalyseerd met behulp van EN
26891, waarnemingen:
• Verbindingsmiddelenstijfheid op belastingniveau UGT
(Ff,Rd) varieert tussen Ku en Kser.
• Verbindingsmiddelenstijfheid op belastingniveau BGT
(Ff,Rd / γQ ≈ 40% Fmax) en ≈ Kser.
Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks
95Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• ks voor gips-karton-plaat en gips-vezel-plaat bepaalt op
basis van de gevonden test-resultaten:
Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks
Fastener Material
(thickness t [mm])
Slip-modulus
[N/mm]
Test
Gypsumpaper-board(GPB)
Gypsumfibre-board(GFB)
Nail(N)
Screw(Scr)
Staple(St)
N Ø2,34x40 (GN40) GPB (12,0) 32 · 101
(1.1)
N Ø2,2x45 GPB (12,5) Gyproc 57 · 101
(7.2)
Scr Ø3,9 x 41 GPB (13,0) Danogips Normal 36 · 101
(8.1)
N Ø2,45 x 34,5 GPB (12,5) Gyproc Normal (lined edge) 64 · 101
(15.3)
N Ø2,45 x 34,5 GPB (12,5) Gyproc Normal (sawn edge) 55 · 101
(15.2)
Scr Ø3,0 x 38 GPB (12,5) Gyproc Normal (sawn edge) 67 · 101
(15.5)
St Ø1,4 x 1,6 x 60 GFB (12,5) (1-layer homogeneous) Fermacell 40 · 101
(14)
St Ø1,53 x 50
GFB (15,0) (3-layer homogeneous) Rigidur RH
46 · 101
(12.1)
N Ø2,5 x 65 (Rillenagel) 27 · 101
(12.2)
St Ø1,8 x 65 65 · 101
(13.1)
N Ø2,5 x 55 141 · 101
(13.2)
table 1: Experimentally determined (mean) values for fastener slip-modulus ks (Kser)
96Challenge the future
(a) (b) (c) (d)
uplift
unrestrained / no vertical load
leading stud
Resultaten van het onderzoek
Stijfheid trek-verankering
97Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Literatuuronderzoek
– load displacement
data trek-verankering
Stijfheid trek-verankering
98Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Stijfheid van de trek-verankering te bepalen met
inachtneming van:
• Staal-doorsnede
• Hout-doorsnede (getrokken stijl)
• Verbindingsmiddelen-groep
• Gatspeling
Stijfheid trek-verankering
99Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Stijfheid van de trek-verankering te bepalen met
inachtneming van:
• Staal-doorsnede
• Hout-doorsnede (getrokken stijl)
• Verbindingsmiddelen-groep
• Gatspeling
Stijfheid trek-verankering
100Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Stijfheid van de trek-verankering te bepalen met
inachtneming van:
• Staal-doorsnede
• Hout-doorsnede (getrokken stijl)
• Verbindingsmiddelen-groep
• Gatspeling
Stijfheid trek-verankering
101Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Stijfheid van de trek-verankering is analytisch te
bepalen en komt goed overeen de resultaten van
de testen:
Khd,berekend / Khd,test = 1,12
Stijfheid trek-verankering
102Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – Beddingsconstante
0
10
20
30
40
50
60
0 2 4 6 8
Load[kN]
Displacement[mm]
Load-displacementtestresultsfromseveralcompression ┴ tograintests
45 x 90 mm
(ungraded framing
members) (1.1)
45 x 90 mm
(ungraded framing
members) (1.2)
45 x 120 mm (2.1)
45 x 90 mm (secant)
(1.3)
δ
F ½F ½F
103Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Afschuiving in de plaat
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid
h1
uG
GA
fv,Rd
γ
npanels · b1
𝑢 𝐺 =
𝐹04 ∙ 𝑕1
𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑛𝑓𝑎𝑐𝑒𝑠 ∙ 𝐺 𝑚𝑒𝑎𝑛 ∙ 𝑏1 ∙ 𝑡
𝑓𝑣,𝑅𝑑 =
𝐹04
𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑛 𝑓𝑎𝑐𝑒𝑠 ∙ 𝑏1
104Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
Afschuiving in plaatmateriaal
Sheathing material: OSB Plywood Particleboard
(t = 12 mm)
Gypsum
paper board
Gypsum
fibre board
Shear-modulus G:
[N/mm2
]
1080,00 350,00 960,00 700,00 1600,00
table 1: Shear-modulus G for the sheathing materials used in the tests.
105Challenge the future
Resultaten van het onderzoek
• Verschuiven van de onderregel µ-waarde:
Analytische berekeningswijze schrankstijfheid
Wet
Frictioncoefficient
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
Static Sliding speed
mm/sec 102101100
10-1
12% Moisture content
106Challenge the future

Weitere ähnliche Inhalte

Empfohlen

PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024Neil Kimberley
 
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)contently
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024Albert Qian
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsKurio // The Social Media Age(ncy)
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Search Engine Journal
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summarySpeakerHub
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Tessa Mero
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentLily Ray
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best PracticesVit Horky
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementMindGenius
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...RachelPearson36
 
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Applitools
 
12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at WorkGetSmarter
 
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...DevGAMM Conference
 

Empfohlen (20)

Skeleton Culture Code
Skeleton Culture CodeSkeleton Culture Code
Skeleton Culture Code
 
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
 
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
 
How to have difficult conversations
How to have difficult conversations How to have difficult conversations
How to have difficult conversations
 
Introduction to Data Science
Introduction to Data ScienceIntroduction to Data Science
Introduction to Data Science
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best Practices
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project management
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
 
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
 
12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work
 
ChatGPT webinar slides
ChatGPT webinar slidesChatGPT webinar slides
ChatGPT webinar slides
 
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike RoutesMore than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
 
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
 

Presentatie vereniging van houtconstructeurs (VHC) 20130118

  • 1. 1Challenge the future Stapelen met houtskeletbouw Berekenen en modelleren van de schrankstijfheid van meerlaagse houtskeletbouw. Presentatie Ir. Tunis Hoekstra – 18 januari 2013 – Nieuwjaarsreceptie Vereniging van Houtconstructeurs (VHC) © Han van Zwieten Architecten
  • 2. 2Challenge the future Programma • Presentatie • Aanleiding • Werkwijze • Resultaten • Vragen 25 minuten 5 minuten
  • 5. 5Challenge the future Ingenieursbureau Boorsma B.V. Eco-woningen (Emmeloord) Havenkantoor (Lelystad) Koninginnehof (Zuidwolde)
  • 6. 6Challenge the future Ingenieursbureau Boorsma B.V. Houten berging – Houtarchitectuurprijs 2010
  • 7. 7Challenge the future Aanleiding tot het onderzoek Houtskeletbouw – concept zeslaagse HSB “Stapelen met HSB”
  • 8. 8Challenge the future Aanleiding tot het onderzoek Houtskeletbouw – concept zeslaagse HSB
  • 9. 9Challenge the future Resultaat van het afstudeerwerk • Sterkte • Stijfheid • Stabiliteit Analytische berekeningswijze en modelleringsaanpak mineral bonded board vapour control layer (foil) insulation stud head binder top rail bottom rail wood-based panel breather membrane (watertight) Het HSB wandelement: Berekeningswijze & aanpak modellering: Eurocode 5 (NEN-EN 1995)
  • 10. 10Challenge the future Aanleiding tot het onderzoek Houtskeletbouw – gerealiseerde projecten “Ecodus” (Delft, Nederland, 1992) “Lage Korn” (Buren, Nederland, 2 009) (Aalsmeer, Nederland, 2 000)
  • 11. 11Challenge the future Aanleiding tot het onderzoek • Knelpunten in het verleden • Groeiende belangstelling • Snel en schoon bouwen • Energetische prestaties en duurzaamheid • Kwaliteitscontrole en prefabricage • Marktperspectief Houtskeletbouw – voordelen
  • 12. 12Challenge the future Aanleiding tot het onderzoek Houtskeletbouw – voorbeeld “The Reflection Building” (North Woolwhich, Londen, UK, 2002)
  • 13. 13Challenge the future Aanleiding tot het onderzoek Houtskeletbouw – voorbeeld “Casa Montarina” (Lugano, Zwitseland, 2007)
  • 14. 14Challenge the future Aanleiding tot het onderzoek Houtskeletbouw – gerealiseerde projecten “Koninginnehof” (Zuidwolde, Nederland, 2011)
  • 15. 15Challenge the future Aanleiding tot het onderzoek • Sterkte • Stijfheid • Stabiliteit Houtskeletbouw – constructief ontwerp
  • 16. 16Challenge the future Aanleiding tot het onderzoek • Vervorming in BGT is, en krachtsverdeling in UGT kan afhankelijk zijn van de wandstijfheid: Houtskeletbouw – toetsen van het constructief ontwerp
  • 17. 17Challenge the future Aanleiding tot het onderzoek • Sterkte • Stijfheid • Stabiliteit Houtskeletbouw – toetsen van het constructief ontwerp Eurocode 5 (NEN-EN 1995)
  • 18. 18Challenge the future Aanleiding tot het onderzoek • Sterkte • Stijfheid • Stabiliteit Houtskeletbouw – toetsen van het constructief ontwerp Eurocode 5 (NEN-EN 1995) ?
  • 19. 19Challenge the future Aanleiding tot het onderzoek • Sterkte • Stijfheid • Stabiliteit Houtskeletbouw – toetsen van het constructief ontwerp F u h1 b1 𝑅 = 𝐹 𝑢 [𝑁/𝑚𝑚] [N] [mm] [N/mm]
  • 20. 20Challenge the future Aanleiding tot het onderzoek • Sterkte • Stijfheid • Stabiliteit Houtskeletbouw – toetsen van het constructief ontwerp Eurocode 5 (NEN-EN 1995) Kern van dit afstudeerwerk: berekeningswijze & aanpak modellering
  • 21. 21Challenge the future Onderzoeksvragen 1. Literatuuronderzoek 2. Verbindingsmiddelenstijfheid 3. Stijfheid trek-verankering 4. Analytische berekeningswijze 5. Aanpak modellering 6. Geperforeerde wanden Schrankstijfheid van het houtskeletbouw wand-element
  • 22. 22Challenge the future Onderzoeksvragen 1. Literatuuronderzoek 2. Verbindingsmiddelenstijfheid Kser & ks 3. Stijfheid trek-verankering 4. Analytische berekeningswijze 5. Aanpak modellering 6. Geperforeerde wanden Schrankstijfheid van het houtskeletbouw wand-element Startfase Uitvoeringsfase
  • 23. 23Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Capaciteit trek-verankering van groot belang • Verbindingsmiddelen grootste invloed op wand-stijfheid • Test-resultaten uit literatuur • Verbindingsmiddelen • Trek-verankering • Wand tests Literatuuronderzoek
  • 24. 24Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Bijdragen in de vervorming • Verbindingsmiddelen-slip • Rek in de trek-verankering • Druk loodrecht op de vezel • Afschuiving in de plaat • Rek in de stijlen • Verschuiven van de onderregel • Vergelijk met testen Analytische berekeningswijze schrankstijfheid
  • 25. 25Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Verbindingsmiddelen-slip Analytische berekeningswijze schrankstijfheid F04 uf npanels = 3 h1 b1
  • 26. 26Challenge the future Resultaten van het onderzoek Analytische berekeningswijze schrankstijfheid panel rotation combined effect panel translation + =
  • 27. 27Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Verbindingsmiddelen-slip Analytische berekeningswijze schrankstijfheid 𝑢𝑓 = 2 ∙ 𝐹04 ∙ 𝑠 ∙ (1 + 𝑕1 𝑏1 ) 𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑏1 ∙ 𝐾𝑠𝑒𝑟 ∙ 𝑛𝑓𝑎𝑐𝑒𝑠 F04 uf npanels = 3 h1 b1 b1 uf F04 s exaggerated fastener deformation
  • 28. 28Challenge the future Resultaten van het onderzoek Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks Verbindingsmiddelen: • nagels • schroeven • nieten OSB (Oriented Strand Board ) Triplex (Plywood) Spaanplaat (Particleboard) Gipskartonplaat Gipsvezelplaat
  • 29. 29Challenge the future Resultaten van het onderzoek • In Eurocode 5 rekenregels slip-modulus Kser voor gebruik in BGT: bijvoorbeeld nagels in een houtachtige plaat-op- hout verbinding: • Voor UGT moet volgens Eurocode 5 gebruik gemaakt worden van Ku = 2/3 Kser. Verbindingsmiddelen stijfheid Kser volgens Eurocode 5 𝐾𝑠𝑒𝑟 = 𝜌 𝑚 1,5 ∙ 𝑑0,8 30
  • 30. 30Challenge the future Resultaten van het onderzoek • In geval van hout-achtige platen kunnen vergelijkingen voor Kser uit Eurocode 5 worden gebruikt voor berekenen van de vervormingen in BGT. Voor bepalen krachtsverdeling in UGT, kan slip-modulus tussen Kser en Ku variëren. Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks – conclusies
  • 31. 31Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Voor gips-karton- en gips-vezel-plaat zijn op basis van de gevonden test-gegevens waarden bepaald voor de verbindingsmiddelen slip-modulus ks Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks – conclusies
  • 32. 32Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Rek in de trek-verankering Analytische berekeningswijze schrankstijfheid F04 uhd npanels = 3 h1 b1 npanels · b1
  • 33. 33Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Rek in de trek-verankering Analytische berekeningswijze schrankstijfheid F04 uhd npanels = 3 h1 b1 npanels · b1 𝑢 𝑕𝑑 = 𝐹04 ∙ 𝑕1 2 𝐾𝑕𝑑 ∙ (𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑏1)2
  • 34. 34Challenge the future Resultaten van het onderzoek Stijfheid van de trek-verankering te bepalen met inachtneming van: • Staal-doorsnede • Hout-doorsnede (getrokken stijl) • Verbindingsmiddelen-groep • Gatspeling Stijfheid trek-verankering
  • 35. 35Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Rek in de trek-verankering Analytische berekeningswijze schrankstijfheid F04 uhd npanels = 3 h1 b1 npanels · b1 𝑢 𝑕𝑑 = 𝐹04 ∙ 𝑕1 2 𝐾𝑕𝑑 ∙ (𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑏1)2
  • 36. 36Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Druk loodrecht op de vezel • • Analytische berekeningswijze schrankstijfheid 30 nstuds · b beff 45 90(nstuds · 45) + 30 𝑢 𝑐 = 𝐹04 ∙ 𝑕1 2 𝐾𝑐,90 ∙ (𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑏1)2 𝐾𝑐,90 N/mm = 1,3 ∙ ((nstuds ∙ b2) + 30) ∙ h2
  • 37. 37Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Afschuiving in de plaat Analytische berekeningswijze schrankstijfheid F04 uG npanels = 3 h1 b1 𝑢 𝐺 = 𝐹04 ∙ 𝑕1 𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑛𝑓𝑎𝑐𝑒𝑠 ∙ 𝐺 𝑚𝑒𝑎𝑛 ∙ 𝑏1 ∙ 𝑡
  • 38. 38Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Rek in de stijlen Analytische berekeningswijze schrankstijfheid b1 Ft Fc F04 Ft Fc h1 ustr npanels = 3 F04 elongation shortening 𝑢 𝑠𝑡𝑟 = 𝐹04 ∙ h1 3 𝐸2 ∙ 𝑏2 ∙ 𝑕2 ∙ 𝑛 𝑠𝑡𝑢𝑑𝑠 ∙ 𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑏1 2
  • 39. 39Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Verschuiven van de onderregel Analytische berekeningswijze schrankstijfheid 𝜇 ∙ ΣFi + q ∙ npanels ∙ b1 𝑢 𝑣 = 𝐹04 𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑛 ∙ 𝐾𝑣 b1 F04 uv npanels = 3 h1 npanels · b1 q Fi n-conn = 6
  • 40. 40Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Bijdragen in de vervorming • Verbindingsmiddelen-slip • Rek in de trek-verankering • Druk loodrecht op de vezel • Afschuiving in de plaat • Rek in de stijlen • Verschuiven van de onderregel Analytische berekeningswijze schrankstijfheid componenten in de wand-stijfheid
  • 41. 41Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Verbindingsmiddelen-slip Analytische berekeningswijze schrankstijfheid 𝑢𝑓 = 2 ∙ 𝐹04 ∙ 𝑠 ∙ (1 + 𝑕1 𝑏1 ) 𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑏1 ∙ 𝐾𝑠𝑒𝑟 ∙ 𝑛𝑓𝑎𝑐𝑒𝑠 F04 uf npanels = 3 h1 b1 𝑅𝑓,𝑅𝑑 = 𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑛𝑓𝑎𝑐𝑒𝑠 ∙ 𝑏1 2(1 + 𝑕1 𝑏1 ) ∙ 𝐾𝑠𝑒𝑟 𝑠 [N] [mm] [mm] [N/mm] 𝑅 = 𝐹 𝑢 [𝑁/𝑚𝑚]
  • 42. 42Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Verbindingsmiddelen-slip Analytische berekeningswijze schrankstijfheid F04 uf npanels = 3 h1 b1 𝑅𝑓,𝑅𝑑 = 𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑛𝑓𝑎𝑐𝑒𝑠 ∙ 𝑏1 2(1 + 𝑕1 𝑏1 ) ∙ 𝐾𝑠𝑒𝑟 𝑠 𝑅 = 𝐹 𝑢 [𝑁/𝑚𝑚] 𝑢𝑓 = 2 ∙ 𝐹04 ∙ 𝑠 ∙ (1 + 𝑕1 𝑏1 ) 𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑏1 ∙ 𝐾𝑠𝑒𝑟 ∙ 𝑛𝑓𝑎𝑐𝑒𝑠 [N] [mm] [mm] [N/mm]
  • 43. 43Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Optellen van stijfheden voor standaard wand element Analytische berekeningswijze schrankstijfheid 𝑅 𝑅𝑑 = 1 1 𝑅𝑓,𝑅𝑑 + 1 𝑅 𝑕𝑑,𝑅𝑑 + 1 𝑅 𝑐,𝑅𝑑 + 1 𝑅 𝐺,𝑅𝑑 + 1 𝑅 𝑠𝑡𝑟 ,𝑅𝑑 + 1 Rv,Rd
  • 44. 44Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Vergelijk met testen: ? Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – vergelijk met tests
  • 45. 45Challenge the future Resultaten van het onderzoek test rig hydraulic actuator shear connectorshold-down anchor F doubled leading stud (under compression) test (5.2) beproevingen volgens NEN-EN 594 𝑅 = 𝐹4 − 𝐹2 𝑣4 − 𝑣2 Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – vergelijk met tests
  • 46. 46Challenge the future Resultaten van het onderzoek 40% Fmax 20% Fmax Fmax R F v Volgens NEN-EN 594 𝑅 = 𝐹4 − 𝐹2 𝑣4 − 𝑣2 Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – vergelijk met tests
  • 47. 47Challenge the future • Berekeningswijze geeft goede resultaten • Rtest / Ranalytisch = 1,11 (gemiddeld) • v04 / vanalytisch = 0,92 (gemiddeld) • Verschillen niet eenduidig te verklaren Resultaten van het onderzoek Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – vergelijk met tests
  • 48. 48Challenge the future Resultaten van het onderzoek Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – vergelijk met tests 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 Rackingstiffness[N/mm] Rtest Rcalc analytisch test 4800 x 24003600 x 24001800 x 2400 2400 x 24001200 x 2400600 x 2400 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 Rackingstiffness[N/mm] Rtest Rcalc 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 Rackingstiffness[N/mm] 3,5·102
  • 49. 49Challenge the future Resultaten van het onderzoek Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – vergelijk met tests 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 Rackingstiffness[N/mm] Rtest Rcalc analytisch test 4800 x 24003600 x 24001800 x 2400 2400 x 24001200 x 2400600 x 2400 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 Rackingstiffness[N/mm] Rtest Rcalc 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 Rackingstiffness[N/mm] 3,5·102
  • 50. 50Challenge the future • Berekeningswijze geeft goede resultaten • Rtest / Ranalytisch = 1,11 (gemiddeld) • v04 / vanalytisch = 0,92 (gemiddeld) • Verschillen niet eenduidig te verklaren Resultaten van het onderzoek Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – vergelijk met tests
  • 51. 51Challenge the future Resultaten van het onderzoek 𝑅 = 𝐹4 − 𝐹2 𝑣4 − 𝑣2 40% Fmax 20% Fmax Fmax R F v F(BGT) F(UGT) Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – belastingniveaus NEN-EN 594
  • 52. 52Challenge the future • Berekeningswijze geeft goede resultaten • Rtest / Ranalytisch = 1,11 (gemiddeld) • v04 / vanalytisch = 0,92 (gemiddeld) • Verschillen niet eenduidig te verklaren • Schrankstijfheid in SLS en ULS kan worden berekend met analytische berekeningswijze Resultaten van het onderzoek Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – conclusies
  • 53. 53Challenge the future • Gemiddelde bijdrage in vervorming: • Verbindingsmiddelen langs de omtrek 48% • Afschuiving beplating 12% • Rek in trekverankering 13% • Druk vezel 15% • Rek en verkorting randstijlen 8% Resultaten van het onderzoek Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – conclusies
  • 54. 54Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Optellen van stijfheden voor standaard wand element Analytische berekeningswijze schrankstijfheid 𝑅 𝑅𝑑 = 1 1 𝑅𝑓,𝑅𝑑 + 1 𝑅 𝑕𝑑,𝑅𝑑 + 1 𝑅 𝑐,𝑅𝑑 + 1 𝑅 𝐺,𝑅𝑑 + 1 𝑅 𝑠𝑡𝑟 ,𝑅𝑑 + 1 Rv,Rd
  • 55. 55Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Eenvoudig vakwerkmodel • Wandeigenschappen opgenomen in stijfheid schoor Aanpak modellering
  • 56. 56Challenge the future Resultaten van het onderzoek Geperforeerde wanden h1 = 2400 1200 x 1200 b1 = 1200 b1 b1 300 900
  • 57. 57Challenge the future Resultaten van het onderzoek Geperforeerde wanden – berekeningswijzen panel-area-ratio method equivalent-brace model multi-panel model
  • 58. 58Challenge the future Resultaten van het onderzoek Geperforeerde wanden – panel-area-ratio method R′ = r 3 − 2r ∙ R r = 1 1 + α β = h ∙ ∑bi h ∙ ∑bi + ∑Ai b3b2 b1 A1 A2 h b 𝑅′ 𝑅 Developed by Hideo Sugiyama r = 1 1 + α β = h ∙ ∑bi h ∙ ∑bi + ∑Ai
  • 59. 59Challenge the future Resultaten van het onderzoek Geperforeerde wanden – truss-type model 𝐸𝐴 = ∞ 𝑛𝑜𝑑𝑒 𝑕𝑖𝑛𝑔𝑒 bI = 1200 𝑘 𝑅;𝐼,𝐼 𝑘 𝑅;𝐼,𝐼𝐼𝐼 𝑘 𝑅;𝐼,𝐼𝐼 𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼𝐼,𝐼𝐼𝐼𝑘 𝑅;𝐼𝐼,𝐼𝐼𝐼 𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼,𝐼 𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼,𝐼𝐼 𝑘 𝑅;𝐼𝐼,𝐼 bII bIII 1200 x 1200 hIII = 300 hI = 900 hII = 1200 h1 = 2400 j i h1 = 2400 1200 x 1200 b1 = 1200 b1 b1 300 900
  • 60. 60Challenge the future Resultaten van het onderzoek Geperforeerde wanden – multi-panel model Analysis starts with breaking the element in parts, as if it were separate panels. The brace stiffness can be determined with use of the analytical calculation method as explained in chapter Fout! Verwijzingsbron niet gevonden.. 𝐸𝐴 = ∞ 𝑛𝑜𝑑𝑒 𝑕𝑖𝑛𝑔𝑒 bI 𝑘 𝑅;𝐼,𝐼 𝑘 𝑅;𝐼,𝐼𝐼𝐼 𝑘 𝑅;𝐼,𝐼𝐼 𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼𝐼,𝐼𝐼𝐼𝑘 𝑅;𝐼𝐼,𝐼𝐼𝐼 𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼,𝐼𝑘 𝑅;𝐼𝐼,𝐼 bII bIII hIII hI hII h1 j i 𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼,𝐼𝐼
  • 61. 61Challenge the future Resultaten van het onderzoek Geperforeerde wanden – equivalent-brace model Consider the element to be non-perforated. 𝐸𝐴 = ∞ 𝑛𝑜𝑑𝑒 𝑕𝑖𝑛𝑔𝑒 bI 𝑘 𝑅;𝐼,𝐼 𝑘 𝑅;𝐼,𝐼𝐼𝐼 𝑘 𝑅;𝐼,𝐼𝐼 𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼𝐼,𝐼𝐼𝐼𝑘 𝑅;𝐼𝐼,𝐼𝐼𝐼 𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼,𝐼 𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼,𝐼𝐼 𝑘 𝑅;𝐼𝐼,𝐼 bII bIII hIII hI hII h1 j i 𝑘 𝑅;𝐼𝐼,𝐼𝐼 The brac e stiff ness can be dete rmi bI 𝑘 𝑅;𝐼,𝐼 𝑘 𝑅;𝐼,𝐼𝐼𝐼 𝑘 𝑅;𝐼,𝐼𝐼 𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼𝐼,𝐼𝐼𝐼𝑘 𝑅;𝐼𝐼,𝐼𝐼𝐼 𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼,𝐼 𝑘 𝑅;𝐼𝐼𝐼,𝐼𝐼 𝑘 𝑅;𝐼𝐼,𝐼 bII bIII hIII hI hII h1 j i Determine the racking stiffness with use of the analytical calculation method explained in chapter Fout! Verwijzingsbron niet gevonden.. Remove brace representing the perforation. Translate racking stiffness into brace stiffness using equation Fout! Verwijzingsbron niet gevonden.. 𝑘 𝑅;𝑖,𝑗 = 𝑕1 𝑕𝑗 ∙ 𝑏𝑖 𝑏1 ∙ 𝑅 𝑎𝑛𝑎𝑙𝑦𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 ∙ 1 + 𝑕𝑗 2 𝑏𝑖 2
  • 62. 62Challenge the future Resultaten van het onderzoek Geperforeerde wanden – tests
  • 63. 63Challenge the future Resultaten van het onderzoek Geperforeerde wanden – vergelijken met tests Test: (14.3) (14.8) (14.15) (14.16) Rtest 100% 100% 100% 100% Ranalytical 106% 125% Rpanel-area-ratio 100% 113% Rmulti-panel 123% 114% 163% 165% Requivalent-brace 106% 116% 124% 145% perforated perforated
  • 64. 64Challenge the future Resultaten van het onderzoek Voorbeeld toepassing
  • 65. 65Challenge the future Resultaten van het onderzoek Voorbeeld toepassing Wx23 Wx24 Wx25 Wx15 Wx16 Wx11 Wx12 Wx13 Wx14 Wx5 Wx6 Wx7 Wx4 Wx10 Wx19 Wx22 Wx1 Wx2 Wx3 Wx21 Wx20 W17 Wx18 Wx9 Wx8 22,55 22,82 7,02 30,65 16,20 5,13 15,80 18,90 23,90 Voorgevel AchtergevelMiddenwand
  • 66. 66Challenge the future Resultaten van het onderzoek Voorbeeld toepassing Wand Wx22 opbouw: • b x h = (3 x 1200) x 3100 • Dubbelzijdig beplaat (nzijden = 2) • Fermacell Gipsvezelplaat t = 15 mm • Stijlen 38 x 140 h.o.h. 600 mm • Nagels Ø2,2 x 45 h.o.h. afstand s = 60 mm • 3-voudige randstijlen
  • 67. 67Challenge the future Resultaten van het onderzoek Voorbeeld toepassing Wand Wx22 opbouw: • E0,mean = 11000 N/mm2 • Gmean = 1600 N/mm2 • Khd = 15000 N/mm • Kc,90 = 20000 N/mm • Kser = 1300 N/mm
  • 68. 68Challenge the future Resultaten van het onderzoek Voorbeeld toepassing Wand Wx22 opbouw: • Wandstijfheid RRd = 6,12 kN/mm • Diagonaalstijfheid kR,Rd = 10,66 kN/mm
  • 69. 69Challenge the future Wand Wx4: • Equivalente schorenmethode • Eénheidslast F / berekende verplaatsing u geeft wandstijfheid R en kR Resultaten van het onderzoek Voorbeeld toepassing
  • 70. 70Challenge the future Resultaten van het onderzoek Voorbeeld toepassing
  • 71. 71Challenge the future Resultaten van het onderzoek Voorbeeld toepassing Maximaal toelaatbare vervorming aan de top van het 12 m hoge gebouw: 1/500 h = 24 mm
  • 72. 72Challenge the future Conclusie • Voorgestelde berekeningswijze geeft de schrankstijfheid van het houtskeletbouw wand-element. • Hiermee kan de krachtsverdeling in UGT en de vervorming in BGT worden bepaalt. • Ook de aan te houden stijfheid van verbindingsmiddelen en trek-verankering kan worden berekend / bepaalt.
  • 73. 73Challenge the future Conclusie • De berekende schrankstijfheid kan worden gebruikt in een vakwerkmodel geschikt voor berekeningen in een raamwerkprogramma • De schrankstijfheid van geperforeerde wanden kan worden bepaald met de multi-panel en equivalent-brace modelleringsaanpak, en de panel-area-ratio method
  • 75. 75Challenge the future Contactgegevens Ir. T. Hoekstra Ingenieursbureau Boorsma B.V. Postbus 647 9200 AP Drachten +31(0)512 58 03 00 t.hoekstra@boorsma-consultants.nl http://www.boorsma-consultants.nl http://www.bouwmethout.nl
  • 76. 76Challenge the future Bedankt voor uw aandacht !
  • 78. 78Challenge the future Aanleiding tot het onderzoek • Renovatie & binnenstedelijke vernieuwing: • Mate en duur van overlast voor omgeving • Financiële aspecten Houtskeletbouw – marktperspectief
  • 79. 79Challenge the future Aanleiding tot het onderzoek Houtskeletbouw – marktperspectief voorbeeld “Geert Grootestraat” (Zwolle, Nederland, 2011)
  • 80. 80Challenge the future Aanleiding tot het onderzoek • Sterkte • Stijfheid • Stabiliteit Houtskeletbouw – toetsen van het constructief ontwerp Eurocode 5 (NEN-EN 1995) 2 berekeningsmethoden Methode A & Methode B beproevingen volgens NEN-EN 594 Berekeningswijze
  • 81. 81Challenge the future Aanleiding tot het onderzoek • Sterkte • Stijfheid • Stabiliteit Houtskeletbouw – toetsen van het constructief ontwerp Eurocode 5 (NEN-EN 1995) 2 berekeningsmethoden Methode A & Methode B beproevingen volgens NEN-EN 594 (Rtest) Kser verbindingsmiddelen ks (EN 26891) Berekeningswijze
  • 82. 82Challenge the future Resultaten van het onderzoek Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks ks = 0,4 ∙ Fest vi,mod vi,mod = 4 3 (v04 − v01) Fest = Fmax • Slip-modulus ks kan worden bepaald op basis van test- resultaten uit literatuur volgens EN 26891: •
  • 83. 83Challenge the future Resultaten van het onderzoek Verbindingsmiddelen stijfheid ks volgens EN26891 F F u
  • 84. 84Challenge the future Resultaten van het onderzoek Literatuuronderzoek – load displacement data verbindingsmiddelen
  • 85. 85Challenge the future Resultaten van het onderzoek Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks
  • 86. 86Challenge the future Resultaten van het onderzoek Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks 40% Fmax 10% Fmax Fmax F v
  • 87. 87Challenge the future Resultaten van het onderzoek Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks 40% Fmax 10% Fmax Fmax ks F v ks = 0,4 ∙ Fest vi,mod vi,mod = 4 3 (v04 − v01) Fest = Fmax
  • 88. 88Challenge the future Resultaten van het onderzoek Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks 40% Fmax 10% Fmax Fmax ks F v Kser ks = 0,4 ∙ Fest vi,mod vi,mod = 4 3 (v04 − v01) Fest = Fmax
  • 89. 89Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Eurocode 5 rekenregels voor slip-modulus Kser met OSB of triplex vergelijkbaar met test-gebaseerde slip- modulus ks (EN 26891). OSB: Kser / ks = 1,16 Plywood: Kser / ks = 1,08 Particleboard: only 2 tests available Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks
  • 90. 90Challenge the future Resultaten van het onderzoek Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks 40% Fmax 10% Fmax Fmax ks F v Kser ks = 0,4 ∙ Fest vi,mod vi,mod = 4 3 (v04 − v01) Fest = Fmax
  • 91. 91Challenge the future Resultaten van het onderzoek Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks Ff,Rd = F(ULS) 10% Fmax Fmax ks F v ks = 0,4 ∙ Fest vi,mod vi,mod = 4 3 (v04 − v01) Fest = Fmax
  • 92. 92Challenge the future Resultaten van het onderzoek Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks F(BGT) = Ff,Rd / γQ 10% Fmax Fmax ks F v ks = 0,4 ∙ Fest vi,mod vi,mod = 4 3 (v04 − v01) Fest = Fmax
  • 93. 93Challenge the future Aanleiding tot het onderzoek • Belastingniveau is de mate waarin de wand belast wordt • Belastingniveau in UGT ≤ rekenwaarde wandsterkte • Belasting in BGT in geval van wind is maximaal gelijk aan de sterkte in UGT gedeeld door de belastingfactor γQ. (γQ = 1,35 of 1,5 afhankelijk van de gebouwfunctie) Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – belastingniveaus
  • 94. 94Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Testen geanalyseerd met behulp van EN 26891, waarnemingen: • Verbindingsmiddelenstijfheid op belastingniveau UGT (Ff,Rd) varieert tussen Ku en Kser. • Verbindingsmiddelenstijfheid op belastingniveau BGT (Ff,Rd / γQ ≈ 40% Fmax) en ≈ Kser. Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks
  • 95. 95Challenge the future Resultaten van het onderzoek • ks voor gips-karton-plaat en gips-vezel-plaat bepaalt op basis van de gevonden test-resultaten: Verbindingsmiddelen stijfheid Kser & ks Fastener Material (thickness t [mm]) Slip-modulus [N/mm] Test Gypsumpaper-board(GPB) Gypsumfibre-board(GFB) Nail(N) Screw(Scr) Staple(St) N Ø2,34x40 (GN40) GPB (12,0) 32 · 101 (1.1) N Ø2,2x45 GPB (12,5) Gyproc 57 · 101 (7.2) Scr Ø3,9 x 41 GPB (13,0) Danogips Normal 36 · 101 (8.1) N Ø2,45 x 34,5 GPB (12,5) Gyproc Normal (lined edge) 64 · 101 (15.3) N Ø2,45 x 34,5 GPB (12,5) Gyproc Normal (sawn edge) 55 · 101 (15.2) Scr Ø3,0 x 38 GPB (12,5) Gyproc Normal (sawn edge) 67 · 101 (15.5) St Ø1,4 x 1,6 x 60 GFB (12,5) (1-layer homogeneous) Fermacell 40 · 101 (14) St Ø1,53 x 50 GFB (15,0) (3-layer homogeneous) Rigidur RH 46 · 101 (12.1) N Ø2,5 x 65 (Rillenagel) 27 · 101 (12.2) St Ø1,8 x 65 65 · 101 (13.1) N Ø2,5 x 55 141 · 101 (13.2) table 1: Experimentally determined (mean) values for fastener slip-modulus ks (Kser)
  • 96. 96Challenge the future (a) (b) (c) (d) uplift unrestrained / no vertical load leading stud Resultaten van het onderzoek Stijfheid trek-verankering
  • 97. 97Challenge the future Resultaten van het onderzoek Literatuuronderzoek – load displacement data trek-verankering Stijfheid trek-verankering
  • 98. 98Challenge the future Resultaten van het onderzoek Stijfheid van de trek-verankering te bepalen met inachtneming van: • Staal-doorsnede • Hout-doorsnede (getrokken stijl) • Verbindingsmiddelen-groep • Gatspeling Stijfheid trek-verankering
  • 99. 99Challenge the future Resultaten van het onderzoek Stijfheid van de trek-verankering te bepalen met inachtneming van: • Staal-doorsnede • Hout-doorsnede (getrokken stijl) • Verbindingsmiddelen-groep • Gatspeling Stijfheid trek-verankering
  • 100. 100Challenge the future Resultaten van het onderzoek Stijfheid van de trek-verankering te bepalen met inachtneming van: • Staal-doorsnede • Hout-doorsnede (getrokken stijl) • Verbindingsmiddelen-groep • Gatspeling Stijfheid trek-verankering
  • 101. 101Challenge the future Resultaten van het onderzoek Stijfheid van de trek-verankering is analytisch te bepalen en komt goed overeen de resultaten van de testen: Khd,berekend / Khd,test = 1,12 Stijfheid trek-verankering
  • 102. 102Challenge the future Resultaten van het onderzoek Analytische berekeningswijze schrankstijfheid – Beddingsconstante 0 10 20 30 40 50 60 0 2 4 6 8 Load[kN] Displacement[mm] Load-displacementtestresultsfromseveralcompression ┴ tograintests 45 x 90 mm (ungraded framing members) (1.1) 45 x 90 mm (ungraded framing members) (1.2) 45 x 120 mm (2.1) 45 x 90 mm (secant) (1.3) δ F ½F ½F
  • 103. 103Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Afschuiving in de plaat Analytische berekeningswijze schrankstijfheid h1 uG GA fv,Rd γ npanels · b1 𝑢 𝐺 = 𝐹04 ∙ 𝑕1 𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑛𝑓𝑎𝑐𝑒𝑠 ∙ 𝐺 𝑚𝑒𝑎𝑛 ∙ 𝑏1 ∙ 𝑡 𝑓𝑣,𝑅𝑑 = 𝐹04 𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙𝑠 ∙ 𝑛 𝑓𝑎𝑐𝑒𝑠 ∙ 𝑏1
  • 104. 104Challenge the future Resultaten van het onderzoek Afschuiving in plaatmateriaal Sheathing material: OSB Plywood Particleboard (t = 12 mm) Gypsum paper board Gypsum fibre board Shear-modulus G: [N/mm2 ] 1080,00 350,00 960,00 700,00 1600,00 table 1: Shear-modulus G for the sheathing materials used in the tests.
  • 105. 105Challenge the future Resultaten van het onderzoek • Verschuiven van de onderregel µ-waarde: Analytische berekeningswijze schrankstijfheid Wet Frictioncoefficient 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 Static Sliding speed mm/sec 102101100 10-1 12% Moisture content