info-steel-55

Staalframe-optopping voormalig klooster Een oud klooster in Roosendaal kreeg een nieuw leven via een optopping van 6.000 m². Met behulp van een licht, geprefabriceerd staalframe werden er op amper zes weken tijd twee bouwlagen toegevoegd aan het bestaande complex. De wanden zijn opge- bouwd uit C-profielen van 89mm (staaldikte 1,5 mm) en C-Profielen van 250 mm (staal- dikte 1,5 mm en 2 mm), afgewerkt met OSB en glasvezel. De platdakconstructie rust op dragende staalframewanden en een portaalconstructie van warmgewalste profielen. Nieuwstraat, Roosendaal (NL) (Adres_Adresse) # Jawel Bouw / Qbusbouw (Opdrachtgever_Maître d’ouvrage) # Zone Zuid / Baas Architecten (Architect_Architecte) # CFP Engineering (Studiebureau_Bureau d’étude) # Jawel Bouw (Hoofdaannemer_ Entreprise général) # beSteel (Staalbouwer_Constructeur métallique) # beSteel (Infosteelleden_Membres d’Infosteel) Shotwick Solar Farm Shotwick Solar Park is 80 ha of 288.000 zonnepanelen groot. Voor de realisatie van dit imposante Britse zonnepark was er een 3100 ton zware staalstructuur nodig, die 893 km montageklare koudgewalste profielen of 195.800 stalen componenten omvatte, waarvan alleen al 36.300 voorverzinkte palen. Vooraf werden er al 162.000 bouten en 291.000 moeren aangebracht in de profielen om de montagetijd te beperken. De zonne- panelen zijn bijzonder snel geplaatst dankzij het Fastslide-inschuifprofiel, dat klassieke bevestigingen overbodig maakte. Shotwick Road, Deeside (UK) (Adres_Adresse) # China Triumph International Engineering Co (Opdrachtgever_Maître d’ouvrage) # Voestalpine Sadef (Studiebureau_Bureau d’étude) # British Solar Renewables (Controlebureau_Bureau de contrôle) # China Triumph International Engineering Co (Hoofdaannemer_Entreprise général) # Voestalpine Sadef (montageklare staalstructuur) / Teatek (montage) (Staalbouwer_Constructeur métallique) # Voestalpine Sadef (Infosteelleden_Membres d’Infosteel) CATEGORIE E projecten _projets 96 T +31 (0)71-5418923 E info@dutchengineering.nl W dutchengineering.nl Staalplaat- betonvloeren Onderdeel van uitdagingen Ontw erpprogramma op onze we bsite www.dutchengineering.n l d hsc 1. introduction à la construction mixte 5 Il existe plusieurs types de connecteurs dont certains sont illustrés à la Figure 1-6. Les goujons à tête (Figure 1-7) sont les connecteurs les plus utilisés en Europe occiden- tale ; ils sont généralement souples. Différentes longueursetdiamètresdegoujons sontdisponibles sur lemarché. Legou- jondediamètre19mm est leplus courant. Lesgoujons sont soudés aupistolet sur la face externede la semelle, et/ou éventuellement sur l'âme,duprofilé en acier lorsque celui-ci est partiellement enrobé (béton présent entre les semelles) ; ils peuvent l’être au travers de la tôle profilée d’une dallemixte pour autant que l’épaisseur de tôle n’excède pas 1,25mm, que l’épaisseur totale du revêtement de zinc ne dépasse pas 0,03mm (30 µ m) et que la face du profilémétallique accueillant ces goujons soit exemptede peinture. CORNIÒRE BARREAU ARCEAU CONNECTEUR¬(ILTI GOUJON¬Ì¬TÐTE¬POUR¬DALLE¬PLEINE¬OU¬DALLE¬MIXTE Figure 1-6 : Types de connecteurs Figure1-7 :Goujon à tête BE_staalbeton1.indd 5 14/05/2011 18:14:20 7 r é i r x 'â èd se d t 1. introduction à la construction mixte 3 1.1 Poutresmixtes 1.1.1 Composition Unepoutremixte comporte trois composants : une partie en béton, se présentant habituellement sous la forme d’une semelle en béton à lapartie supérieurede la section ; unprofilé en acier ; une connexion, assurée le plus souvent par des goujons connecteurs. La connexion vise à ceque lapartie enbéton et leprofilé en acier travaillent concomi- tammentdemanièreàapprocher le comportementd’une sectionmonolithe.Ceprin- cipeade tous tempsétémisenœuvredans les constructionsenbois ;unbelexemple est la réalisation d’une poutre en superposant deux éléments en bois de hauteur h et de largeur b et en les reliant par des cales à leur interface. • • • La Figure 1-2 illustre l’effet de la présence d’une connexion sur les caractéristiques statiquesd’une section transversale. Par la collaboration structurale entre les éléments constitutifs, lemodule de flexion, déterminant pour la résistance, est deux fois plus grand qu’en l’absence de collaboration. Lemoment d’inertie, caractérisant la rigidité etdéterminantpour la flèche, est quant à luiquadruplé. La semelle enbétond’unepoutremixte, appelée communément"dalle", faitgénéra- lementpartie intégranted’unplancherenbéton ;elle intervientdans lecomportement de la poutre par une largeur limitée dite "largeur participante" ou encore "largeur collaborante". En pratique, ce plancher peut être de l’un des types suivants : un planchermixte obtenu en coulant le béton sur une tôle profilée qui assure successivement le rôle de coffrage et celuid’armature inférieure (Figure 1-3a) ; un plancher en béton coulé en place surpré-dalles (Figure 1-3b) ; un plancher constituéd’éléments préfabriqués (hourdis) en béton (Figure 1-3c) ; un plancher enbéton coulé en place sur coffrage traditionnel (Figure 1-3d). • • • • ABSENCE¬DE¬COLLABORATION¬GLISSEMENT¬RELATIF INTERACTION¬COMPLÒTE¬COMPORTEMENT¬MONOLITHE W=2 bh 2 = bh 2 1 6 1 3 I=2 bh 3 = bh 3 1 12 1 6 W= b(2h) 2 = bh 2 1 6 2 3 I= b(2h) 3 = bh 3 1 12 4 6 Figure1-3 :Divers types de planchers dans les poutresmixtes A¬$ALLE¬MIXTE BÏTON¬COULÏ¬EN¬PLACE PRÏDALLE B¬"ÏTON¬COULÏ¬SUR¬PRÏDALLES D¬"ÏTON¬COULÏ¬EN¬PLACE C¬%LÏMENTS¬DE¬PLANCHER¬PRÏFABRIQUÏS ÏLÏMENT¬PRÏFABRIQUÏ BÏTON¬COULÏ¬EN¬PLACE BÏTON¬COULÏ¬EN¬PLACE TÙLE¬PROFILÏE Figure 1-2 : Effet d’une interaction complète entre deux poutres identiques à section rectangulaire sur lemodule de flexion W et sur lemoment d’inertie I BE_staalbeton1.indd 3 14/05/2011 18:14:19 d t c r NT infosteel_logocopy.pdf 27/07/2009 12:57:01 infosteel AvenueAriane 5 B-1200 Bruxelles t. +32-2-5091501 f. +32-2-5111281 e. info@infosteel.be www.infosteel.be Construction mixte Constructionmixte acier-bétondans lesbâtiments : Conceptionetdimensionnementà températureordinaireeten situation d'incendie selon l'Eurocode4 RenéMaquoi,RikDebruyckere, Jean-FrançoisDemonceau et Lincy Pyl Construction mixte Dans ce livre, les règlesde calculde l’Eurocode 4, applicables aux constructionsmixtes acier-béton, sontprésentées et commentées. Au chapitre 1,ondécrit lesparticularitésde la constructionmixte etondégage lesprincipesgéné- raux régissant la conception et l’exécution des divers types d’éléments constitutifs des bâtiments: poutresmixtes,planchersmixtes,poteauxmixtes etassemblagesmixtes. Les détails du dimensionnement de ces éléments, tant à température ordinaire qu’en situation d’incendie, sont respectivement exposés aux chapitres 2 à 5. Lesméthodes de calcul et les règles d’application sont conformes aux normes belgesNBN EN 1994-1-1 etNBN EN 1994-1-2. Elles sont mises enœuvredansungrandnombred’exemples très largementdocumentés. Le calcul complet de l’ossaturemixte d’un complexe de cinéma érigé à Rotterdam fait l’objet du chapitre 6. Par sa forme et son contenu, ce livre constitue un outil fort utile pour les praticiens des bureaux d’études et lesbureauxde contrôle ainsiqu’unguidepour tous les intervenantsdans la chaînede la construction. J.W.B Stark etR.J. Stark,qui sont à la foisdes enseignants (TUDelft et TU Eindhoven) etdes ingé- nieurs concepteurs, en ont préparé la version originale en néerlandais pour compte de Bouwen met Staal, qui en assure la diffusion aux Pays-Bas. Sur base d’une convention en bonne et due forme, Bouwenmet Staal a cédé ses droits à Infosteel qui souhaitait préparer une édition appro- priéeaupublicbelge, tantnéerlandophoneque francophone. Lapréparationde celle-ciaainsiété confiée à J.F.Demonceau et R.Maquoi (Université de Liège), pour l’adaptation francophone, et à R.Debruyckere (SECO)et L.Pyl (LessiusMechelen,CampusDeNayer),pour l’adaptationnéerlando- phone. Elle a toutefois été conduite en étroite symbiose afindegarantir laplusgrande cohérence entre lesdeux textes. ISBN: 978-90-807555-74 Constructionmixte Guidesde constructionmétallique BE_staalbeton_cover.indd 1 14/05/2011 18:11:11 L 0 L t n n (1 ) ZK (2-1) 2 u Rd V d 0,8f P 4 Q H (2-2) 2 ck cm Rd V f E P 0,29 d B H (2-3) sc sc sc 1 alssi h 4d h 0,2 1 alssi 3d h 4d d B B ! § · d d ¨ ¸ © ¹ (2-4) 0 sc t t,max p p r 0,7 b h k 1 k h h n § · d ¨ ¸ ¨ ¸ © ¹ (2-5) 0 sc l sc p p p b h k 0,6 1 1,0 metavec h h 75mm h h § · d d ¨ ¸ ¨ ¸ © ¹ (2-6) y a f 235f en et d h 2t 2r F (2-7) S t s s c A A (2-8) y ctm s c sk f f k 235 f S E (2-9) eff 0 e,i e,i e i eff 0 e,i e,i e i e e,i b b b metavec b L/8 b b b b metavec b L/8 b metavec (0,55 0,025L/b ) 1 C C 6 d 6 d d (2-10a) (2-8) (2-9) L 0 L t ( ) 2 u Rd d , f P Q 2 ck c Rd f ,29 B H sc sc sc l i ,2 1 al i 4d d B § · d ¸ © ¹ 0 sc t t,max p p r 0, b h § · ¨ ¸ © 0 sc l sc p p p b h ,6 1,0 metave 5 h h § · d ¨¨ ¸ © ¹ ( y a f 5f en t t r 7 c A A y ct s c sk f f f S ) eff 0 e,i e,i e i eff 0 e,i e,i e i e e,i b b tavec b /8 b b b b metave b /8 t ( , , L/b ) C C 6 d 6 d 2 8 2. staal-betonliggers met: en:  : gelijkaan1,0alsdedoorsnede vanklasse2 isenaan1,1alsdedoorsnede van klasse 1 is (klassewaarvoor een plastische rotatiecapaciteit is vereist); k c : coëfficiënt die rekening houdtmet de verdeling van spanningen in de door- snede juist voor het scheuren (NBN EN 1994-1-1, 7.4.2) De flenzen en het lijf van een gedeeltelijk omstort profiel vertonen een kleiner risico voor plooi dan in het geval zonder omstorting. De criteria voor de classificatie van flenzen van gedeeltelijkomstortedoorsneden zijn gegeven in tabel2-4. Tabel2-4 :Classificatiecriteria van flenzen van gedeeltelijk omstorte doorsneden bc t b gewalstprofiel gelast profiel c t c bc b 0,8≤ ≤ 1,0 bc b t c + doorsnedeklasse type grenswaarde c/t 1 gewalst ófgelastprofiel £ 9  2 £ 14  3 £ 20  Als voldaan is aan de regelsmet betrekking tot constructieve schikkingen bepaald in 5.5.3(2) vanNBN EN 1994-1-1,mag een lijf van klasse 3 omstort door beton, opge- waardeerdworden tot een lijf van klasse2. 2.1.5 Meewerkendebreedte Bijdeberekening van staal-betonliggersgaatmenuit vandehypothese vanbehoud van vlakkedoorsnedennaarhet voorbeeld vanhetgeenwordtgedaanbij andere typen van liggers.Debovenflensdiebestaatuitdebetonplaat isnormalerwijzegroot invergelijking metdeoverspanning vande ligger;hij isdusonderhevig aan"shear lag". In eendwars- doorsnede zullende rekkenendusde spanningen indebetonplaat verkleinennaarmate men zich verwijdert vande as vande ligger (figuur2-8).Om toch verderberoep te kun- nendoenopde klassieke liggertheorie, en inhetbijzonderopde formule vanNavier, is hetgebruikelijkomdeflensbreedte b te reduceren tot een"meewerkendebreedte" b eff (somsook"effectievebreedte"genoemd);dezelfdekunstgreep is trouwens van toepas- sing voorT-balken ingewapendbeton (ziefiguur5.3 vanNBNEN1992-1-1). Voor de elastische algemene berekening van liggers in gebouwen is het toegestaan, als vereenvoudiging, om een constante meewerkende breedte toe te passen over de gehele lengte van elke overspanning.Dezewaardewordt gelijk genomen aan de Figuur2-8 : Principe vanmeewerkende breedte bv beff s max b0 be2 be1 b0 be2 be1 b2 b1 betonnenT-balk staal-betonligger BE_staalbeton2.indd 8 14/05/2011 18:18:16 i d 1. inleiding tot staal-betonconstructies 1.2 Staalplaat-betonvloeren 1.2.1 Opbouw Een staalplaat-betonvloer bestaat uit een geprofileerde dunne staalplaat die ontwor- pen is om op een efficiëntemanier constructief samen tewerkenmet het beton van de vloerplaat dat erin komt. Staalplaat-betonvloeren zijn zeer geschikt voor toepas- sing in de staalbouwwaarbij zij,middels een verbinding, kunnen samenwerkenmet de stalen vloerliggers (figuur1-12). Staalplaat-betonvloeren kunnen samenwerkenmet liggers van anderematerialen zo- alsbijvoorbeeldgewapendbetonofhout. De geprofileerde staalplaat vervult verschillende functies: zebiedt eenwerkvloer tijdensdeuitvoering; zedient alsbekistingbij hetbetonneren van de vloerplaat; ze vervultde rol van onderwapening voorhetbeton vande vloerplaat. Erbestaateengroteverscheidenheidaangeprofileerde staalplaten indehandel (figuur 1-13).Dezeplatenonderscheidenzichdoorhunvorm,hunhoogte,deafstand tussende golven,de verstijving vanhunwanden,dewijze vanoverlappingwanneernaastmekaar liggendendemanierwaaropde samenwerkingmethetbetonwordt verzekerd. • • • Figuur1-12 :Voorbeeld van een staalplaat-betonvloer Figuur 1-13 : Enkele typen van geprofileerde platen voor staalplaat-betonvloeren OP¬DE¬BOUWPLAATS GESTORT¬BETON WAPENING GEPROFILEERDE STAALPLAAT STALEN¬LIGGER DEUVEL BE_staalbeton1.indd 9 26/05/2011 8:51:34 (fig m infosteel_logocopy.pdf 27/07/2009 12:57:01 Staal-betonconstructies Toepassingenberekening van staal-betonconstructiesvoorgebouwen volgensEurocode 4bijnormale temperatuur enbrand RenéMaquoi,RikDebruyckere, Jean-FrançoisDemonceau en Lincy Pyl infosteel Arianelaan 5 B-1200 Brussel t. +32-2-50915 01 f. +32-2-51112 81 e. info@infosteel.be www.infosteel.be Staal-betonconstructies Dit boek handelt over en becommentarieert de rekenregels van Eurocode 4, van toepassing op staal- betonconstructies. Hoofdstuk1beschrijftdebijzonderheden van staal-betonconstructiesenbehandeltdealgemeneprin- cipesmet betrekking tot het berekenen en het uitvoeren van verschillende types van samenstellende elementen in gebouwen: staal-betonliggers, staalplaat-betonvloeren, staal-betonkolommen en staal- betonverbindingen. Dehoofdstukken 2 tot 5behandelen indetaildeberekening vandeze elementenbijnormale tem- peratuur en bij brand.De rekenmethoden en toepassingsregels zijn conformNBN EN 1994-1-1 en NBN EN 1994-1-2. Zeworden uiteengezet in een groot aantal uitvoerig gedocumenteerde reken- voorbeelden. Hoofdstuk 6 geeft een volledige berekening van de staal-betonconstructie van een bioscoopcomplex opgericht teRotterdam. Doorzijnvormenzijn inhoudvormtditboekeenzeernuttighulpmiddelvoor studiebureausencontro- lebureausevenalseengidsvoorallebetrokkenen indebouwwereld. J.W.B. Stark en R.J. Stark die tegelijkertijd lesgevers (TUDelft en TU Eindhoven) zijn en ontwerpinge- nieurs,hebbendeorigineleNederlandse versie voorbereid voorBouwenmet Staaldie instaat voorde verspreiding inNederland.Op basis van een volgens de regels opgesteld contract heeft Bouwenmet Staal de uitgeefrechten overgedragen aan Infosteel die een uitgave afgestemd op het Belgische pu- bliekwilde voorbereiden, zowel in hetNederlands als in het Frans.De voorbereiding van dezewerd aldus toevertrouwd aan R. Debruyckere (SECO) en L. Pyl (LessiusMechelen, Campus De Nayer) voor deNederlandstalige aanpassing, en aan J.F.Demonceau en R.Maquoi (Universiteit van Luik), voor de Franstalige aanpassing. Zij is evenwel tot standgekomen innauwe symbiose teneindedegrootste sa- menhang tussende twee teksten tegaranderen. ISBN:978-90-807555-05 Staal-betonconstructies RenéMaquoi,RikDebruyckere, Jean-FrançoisDemonceau en Lincy Pyl Handboeken staalconstructies BE_staalbeton_cover.indd 1 14/05/2011 18:10:06 Staal-betonconstructies Toepassing en berekening volgens Eurocode 4 bij normale temperatuur en bij brand Publicatie in de reeks Handboeken staalconstructies Bestel nu ! - www.infosteel.be/publicaties Construction mixte Conception et dimensionnement selon l’Eurocode 4 (température ordinaire/situation incendie) Publication dans la série Guides de construction métallique Commandez-la maintenant ! - www.infosteel.be/publications