Presentatie gegeven op de jaarvergadering van de vereniging van houtconstructeurs (VHC) op 18 januari 2013 (faculteit Civiele Techniek TUDelft). De presentatie gaat over het afstudeerwerk "Stapelen met Houtskeletbouw" waarin een rekenmethode en modelleringsaanpak worden voorgesteld voor het berekenen van de schrankstijfheid van houtskeletbouw wanden. Zie ook de site http://www.stapelenmethoutskeletbouw.nl of http://www.bouwmethout.nl
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)
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
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
+
=
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
𝐾𝑑 ∙ (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
𝐾𝑑 ∙ (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
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
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
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
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
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
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:
•
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