Bouwen met Staal | Veelzijdig, flexibel, duurzaam Bouwen met Staal

Wetenschappelijke artikelen

Download integrale wetenschappelijke artikelen.

 

 

« terug naar Vakblad

In Bouwen met Staal worden wetenschappelijke artikelen geplaatst. Vaak zijn deze artikelen verkorte, aangepaste bewerkingen van een uitgebreid en rekenkundig onderbouwd document van dezelfde auteurs. Vanaf februari 2007 zijn deze moederdocumenten hier integraal en ongeredigeerd op te halen.

BmS 236, Betrouwbaar voorspannen

De methoden waarmee voorspanbouten worden aangespannen geven al vele jaren reden tot discussie. Naar aanleiding van de komende herziening van NEN-EN 1090-2, waarin een 95%-betrouwbaarheidscriterium wordt geëist, is op basis van NEN-EN 1990 een vergelijking opgesteld naar de betrouwbaarheid van de vier in NEN-EN 1090-2 gehanteerde aanspanmethoden. Volgens de analyse verdient de Moment-hoekmethode de voorkeur.

Klik hier voor het onderliggend wetenschappelijk rapport. En klik hier voor het artikel uit Bouwen met Staal 236 met aanvullende informatie van de auteur prof.ir. J. Berenbak.

Jacques Berenbak is emeritus hoogleraar Constructief Ontwerpen aan de faculteit Bouwkunde van TU Delft.

BmS 233, Kipgedrag bij niet-optimaal geplaatste flexibele kipsteun

Kipsteunen worden vaak toegepast bij op buiging belaste stalen liggers om de draagkracht te vergroten. Bij één kipsteun is de optimale positie daar waar de knikvorm de grootste uitbuiging vertoont. Soms kan een kipsteun niet optimaal worden geplaatst. Bovendien zijn kipsteunen niet volledig stijf maar ietwat flexibel. Kloppen de toetsingsregels voor kipstabiliteit bij niet-optimaal geplaatste engiszins flexibele kipsteunen? Klik hier voor het uitvoerig verslag.

ir. R.H.J Bruins, prof.ir. H.H. Snijder, ir. H.M.G.M. Steenbergen en dr.ir. J.C.D. Hoenderkamp.
Rick Bruins is constructeur bij Ingenieursbureau Wassenaar in Haren. Bert Snijder is hoogleraar Constructief Ontwerpen (Staal) aan de TU/e, faculteit Bouwkunde. Henri Steenbergen is senior onderzoeker bij TNO in Delft en Hans Hoenderkamp is gepensioneerd universitair hoofddocent Constructief Ontwerpen (staal), ook aan de TU/e, faculteit Bouwkunde.

BmS 219, De invloed van koudbuigen op restspanning, sterkte en taaiheid

Vrijstaande stalen bogen komen voor als constructief element in bruggen en daken. Door afwezigheid van zijdelingse steunen zijn ze gevoelig voor knik uit het vlak. Echter, de normen hebben geen rekenregels voor de toetsing van de weerstand. Aanleiding tot onderzoek met als doel het ontwikkelen van rekenregels die het constructieve gedrag van bogen weerspiegelen en imperfecties beschouwen. Uit een eerste stand van zaken blijkt buigen wel degelijk invloed te hebben op het restspanningspatroon, de vloei- en treksterkte en de taaiheid. Klik hier voor het uitvoerig verslag.

ir. R.C. Spoorenberg, prof.ir. H.H. Snijder en dr.ir. J.C.D. Hoenderkamp
Roel Spoorenberg is promovendus verbonden aan het Materials innovation institute (M2i) in Delft en aan de Technische Universiteit Eindhoven, faculteit Bouwkunde. Bert Snijder is hoogleraar Constructief Ontwerpen (staal) en Hans Hoenderkamp is universitair hoofddocent Constructief Ontwerpen (staal), beiden aan de Technische Universiteit Eindhoven, faculteit Bouwkunde.

BmS 216, EEM-complex

In Bouwen met Staal 216 staat een 'Opbouwende kritiek' van Ron Kerp van de gemeente Ridderkerk. Hij rept als rapporteur van een speciaal ingerichte werkgroep over het document 'Uitwerking Indieningvereisten EEM’ maakte. Klik hier voor het volledige bestand.

BmS 213, Simulatie perfectioneert gietstuk

Bijzondere architectuur met complexe vormen vraagt steeds aandacht voor constructieve details. Gietstukken kunnen uitkomst bieden om geconcentreerde krachten door te voeren, zonder esthetisch compromis en zonder ingewikkelde gelaste of geboute platen, schotten, profielen en verstijvers. Omdat een gietstuk op maat wordt gemaakt, wordt het materiaal precies gebruikt waar het nodig is. Voor het optimaliseren van de vorm is echter – behalve een constructieanalyse – vroegtijdig overleg met deskundigen van het gietproces essentieel. Gietsimulaties perfectioneren de gietvorm.

ir. D. van Goolen
David van Goolen is civiel ingenieur bij de provincie Noord-Holland in Haarlem. Dit wetenschappelijke artikel is gebaseerd op een onderzoek dat David van Goolen heeft gedaan voor de Technische Commissie 10 van Bouwen met Staal en in het kader van een stage voor de Technische Universiteit in Delft bij de IV-groep. De complete rapportage is hier te vinden.

BmS 209, Nieuwe pdf van 'Staal en beton samen sterk bij brand'

In het artikel 'Staal en beton samen sterk bij brand' uit Bouwen met Staal 209, zijn op pagina 43 storende fouten geslopen in de formules door een bestandsconversie. Klik hier voor een pdf met gecorrigeerde formules.

BmS 209, Tuned Mass Demper gunstig effect op trillingen voetgangersbrug

Bij een voetgangersbrug in een stationsomgeving is behalve esthetica ook sociale veiligheid een belangrijk argument voor een lichte en transparante constructie. Zo’n lichte constructie en de grote aantallen bezoekers tijdens de spits op het station, onderstreept het belang van een gedegen dynamische analyse naar hinderlijke trillingen. Een Tuned Mass Demper (TMD) kan uitkomst bieden. Het effect van een TMD is geanalyseerd bij een eenvoudige voetgangersbrug, belast door verschillende groepen voetgangers. Het positieve effect van een TMD op de versnellingen van de voetgangersbrug is groot. Voor de brug geldt – met en zonder TMD – dat een toenemend aantal voetgangers resulteert in een toename van de respons. Dit groepseffect wordt gekenmerkt door een factor ter grootte van de wortel uit het aantal voetgangers. Het effect van een TMD hangt af van het aantal voetgangers.

ir. C. Breman, prof.ir. H.H. Snijder, dr. ir. H.G. Stuit en dr.ir. M.C.M. Bakker

Caspar Breman is constructief ontwerper, afdeling Lichte Constructies bij Movares Nederland in Utrecht. Bert Snijder is hoogleraar Constructief Ontwerpen (staal) aan de Technische Universiteit Eindhoven, faculteit Bouwkunde. Herke Stuit is senior adviseur, afdeling Geo Engineering en Ondergrondse Inrichting bij Movares Nederland in Utrecht. Monique Bakker is universitair hoofddocent aan de Technische Universiteit Eindhoven, faculteit Bouwkunde.

Het artikel is gebaseerd op een paper gepresenteerd tijdens het congres Footbridge 2008 van 2 tot en met 4 juli in Porto, Portugal. Klik hier voor de paper.

BmS 207, Diagrids: optimalisatie van gevelbuizen met diagonale kolommen (1)

De afgelopen jaren verschenen verschillende hoge gebouwen met een diagrid: een staalconstructie met diagonale gevelkolommen, aangevuld met horizontale elementen bij de vloerranden. Hiermee kunnen verticale én horizontale belastingen worden afgedragen. Uit een recent afstudeerproject blijkt dat diagrids met hoekkolommen het meest efficiënt zijn. Voor gebouwen met 20 tot 42 verdiepingen ligt de optimale hoek van de diagonalen bovendien tussen 53° en 69°. En stijfheid blijkt maatgevend voor de doorsneden boven sterkte met overcapaciteit op sterkte en een groot incasseringsvermogen. Diagrids met diagonale kolommen zijn vooral geschikt voor gedrongen gebouwen. Slankere gebouwen ‘verdienen’ verticale kolommen.

ir. R.B. Roelofs en prof.ir. F. van Herwijnen
Rick Roelofs en Frans van Herwijnen zijn respectievelijk constructeur en raadgevend ingenieur bij ABT in Arnhem. Frans van Herwijnen is tevens verbonden aan de Technische Universiteit Eindhoven, faculteit Bouwkunde, Constructief Ontwerpen. Dit artikel is gebaseerd op de Master’s Thesis van Rick Roelofs. Klik hier voor de geometrie vergelijkingen en hier voor de afleiding stijfheidsformules.

BmS 203 en 206

Hier het artikel van de hoogleraar Dicke, waarnaar prof.ir. R. Nijsse verwijst in 'Voelbare beweging en veiligheid' (Bouwen met Staal 203) en waarop weer werd gereageerd in Bouwen met Staal 206 ('Dicke en de grashalm'). Het bewuste artikel dat Dicke in 1977 schreef onder de intrigerende titel 'Hoe oud is de kapitein' staat hier op pdf.

BmS 203, Maatpak van Deltaribben.

Staalconstructies voor vrijgevormde gebouwen, zogenoemde Blobs, waren tot nu toe vaak conventionele vlakke spantconstructies opgebouwd uit standaardprofielen, een totale tegenspraak met de gebouwvorm die allesbehalve standaard is, en daarom ook niet als zodanig behandeld zou moeten worden. Onderzoek aan de TU Delft toont aan dat het ook anders kan: met Deltaribben, een netwerkconstructie van maatwerk-ribben die naar behoefte kunnen krommen en torderen, dit alles gewoon met bestaande productietechnieken. Download hier.

dr.ir. M. Veltkamp
Martijn Veltkamp is civiel ingenieur en in september 2007 gepromoveerd aan de faculteit Bouwkunde van de Technische Universiteit Delft. Hij werkt nu als constructief ontwerper bij het Britse ingenieursbureau Adams Kara Taylor verder aan het realiseren van Blob-gebouwen. Dit artikel beschrijft een onderdeel van zijn promotie-onderzoek Free Form Structural Design. Het gelijknamige proefschrift is uitgegeven bij uitgeverij IOS Press in Amsterdam, maar is ook te downloaden van de website van de bibliotheek van de TU Delft.
Over Deltaribben en andere innovatieve constructies is meer te lezen op de website van de auteur: www.morethanstructures.eu

BmS 202, Nieuwe toetsingsregel voor de kipstabiliteit van U-profielen

U-profielen worden in de praktijk veel toegepast als liggers. Helaas ontbreken zowel in Eurocode 3 als in de TGB-Staal toetsingsregels voor excentrisch belaste U-profielen. De auteurs hebben zes suggesties voor toetsingsregels samengevat en onderling vergeleken met eindige-elementenberekeningen. Op basis van een uitgebreide parameterstudie en controleberekeningen is een modificatie voorgesteld van één van de gesuggereerde toetsingsregels. Dat leidt tot een nieuwe toetsingsregel die volledig in lijn is met de toetsingsregels van Eurocode 3 voor kipstabiliteit van op buiging belaste liggers bestaande uit dubbelsymmetrische profielen (I-profielen).

mevr.dr.ir. M.C.M. Bakker, dr.ir. J.C.D. Hoenderkamp, mevr.ir. C.H.M. de Louw, prof.ir. H.H. Snijder en ir. H.M.G.M. Steenbergen

Monique Bakker, Hans Hoenderkamp, Karin de Louw en Bert Snijder zijn allen verbonden aan de Technische Universiteit Eindhoven, Faculteit Bouwkunde, Constructief Ontwerpen, Henri Steenbergen werkt bij TNO Bouw en Ondergrond in Delft. Karin de Louw is inmiddels werkzaam bij Aveco de Bondt in Eindhoven.

Nieuwe toetsingsregel voor de kipstabiliteit van U-profielen: artikel tijdschrift, volledig artikel.
 

BmS 199, Betonnen vloerplaat als kipsteun voor stalen ligger

Geprefabriceerde betonnen vloerplaten worden veelvuldig toegepast in de staalskeletbouw. Bij het dimensioneren van de stalen liggers wordt de zijdelingse steun die deze platen kunnen geven doorgaans verwaarloosd. Het is echter te verwachten dat deze wel enige weerstand bieden tegen roteren en zijdelings verplaatsen, zelfs wanneer er geen constructieve verbinding tussen de vloer en de bovenflens van de liggers is aangebracht. De bijdrage van los opgelegde betonnen vloerplaten op de stabiliteit van stalen liggers is daarom experimenteel onderzocht. De proefresultaten zijn vergeleken met numerieke en analytische berekeningen. Zowel de proeven als de berekeningen lieten zien dat de betonnen vloerplaat belangrijke steun levert tegen kip.

prof.ir. H.H. Snijder, dr.ir. J.C.D. Hoenderkamp en ir. J. Maljaars
Alle auteurs zijn werkzaam aan de Faculteit Bouwkunde van de Technische Universiteit Eindhoven. Johan Maljaars werkt daarnaast bij TNO Bouw en Ondergrond. Bert Snijder en Johan Maljaars zijn lid van de Technische Commissie Stabiliteit van Bouwen met Staal (BmS/TC8).

Betonnen vloerplaat als kipsteun voor stalen ligger (artikel tijdschrift, volledig artikel).

BmS 195, Rectificatie

In Bouwen met Staal 195 stond dit artikel al geplaatst. Tijdens de grafische vormgeving zijn helaas enkele storende onvolkomenheden in het artikel geslopen. Deze zijn in dit verhaal gecorrigeerd. De redactie biedt haar excuses aan, niet in de laatste plaats aan de auteur en proefschriftschrijver.

De berekening van de stabiliteit van staven die op druk en buiging worden belast, is een van de lastige problemen der mechanica. Vooral wanneer er een gerede kans is op uitbuiging van de staaf loodrecht op het vlak van de belasting. Willem Jan Raven presenteert in zijn proefschrift, waarop hij in mei 2006 promoveerde, een methode om kip snel en op een inzichtelijke manier voorspellen. Hij introduceert hiertoe de term n* als de verhouding tussen de totale vervorming en het aandeel van de tweede-orde effect daarin. Het blijkt mogelijk om hiermee, met slechts een zakrekenmachine, de stabiliteit en sterkte van een staaf op eenvoudige wijze te toetsen.

dr. ir. W.J. Raven
Willem Jan Raven werd geboren op 1 juli 1938. Hij volgde bouwkunde opleidingen aan de HTS in Utrecht en de Technische Hogeschool (TH; nu TU) in Delft, waar hij in architectuur en bouwtechniek afstudeerde. Vervolgens werkte hij bij twee architecten- en ingenieursbureaus. In het onderwijs heeft hij een lange staat van dienst. Al tijdens zijn studie aan de TH begon hij als assistent-docent aan de HTS. Ook tijdens zijn in de praktijk werkzame periode bleef hij doceren. Van 1982 tot 2003 richtte hij zich volledig op het onderwijs aan de TU Delft en de HTS Rotterdam. Hij promoveerde in mei 2006, drie jaar na zijn pensionering. Willem Jan Raven is ook al meer dan twintig jaar adviseur bouwkunde en akoestiek voor de Commissie Orgelzaken van de Protestantse Kerk Nederland.

Klik hier voor het volledige proefschrift van Willen Jan Raven en hier voor een uitgewerkt rekenvoorbeeld.

BmS 194, Knik van een verend gesteunde kolom in een raamwerk

In Bouwen met Staal 177 is in de rubriek Vraag & Antwoord een vraag behandeld over knikstabiliteit van een verend gesteunde kolom die onderdeel is van een raamwerk. Het antwoord ging in op de eisen aan de sterkte en de stijfheid om de zijbeuken in rekening te kunnen brengen als (verende) ondersteuning of knikverkorter van de kolommen van de hoge middenbeuk. De zijbeuken waren aangenomen als (star of flexibel) geschoord en de middenbeuk als star geschoord. In de bijbehorende schets was echter geen windverband of andere schoor aangegeven voor de zijbeuken. Doordat schets en antwoord niet op elkaar aansloten heeft deze vraag veel verwarring opgeleverd. Het antwoord op deze vraag hangt namelijk in hoge mate af van de vraag of de zijbeuken geschoord zijn. Voor de kniklast van een meerbeukig raamwerk moet, indien de zijbeuken ongeschoord zijn, de constructie als gehéél worden beschouwd. Berekening van de beuken afzonderlijk kan dan leiden tot een verkeerde kniklengte.
dr. ir. M.C.M. Bakker
ir. J. Maljaars
prof. ir. H.H. Snijder
ir. H.M.G.M. Steenbergen
Johan Maljaars en Henri Steenbergen zijn werkzaam bij TNO Bouw en Ondergrond. Monique Bakker, Bert Snijder en Johan Maljaars zijn werkzaam aan de TU Eindhoven, Faculteit Bouwkunde, Unit Constructief Ontwerpen en Uitvoeringstechniek. Maljaars, Steenbergen en Snijder zijn lid van de Technische Commissie 8, Stabiliteit, van Bouwen met Staal (BmS-TC8).

Knik van een verend gesteunde kolom in een raamwerk (artikel tijdschrift, volledig artikel)