Door: Jan Arians
De theorie en de praktijk voor de hoofdconstructeur. De blog van Jan Arians biedt inzicht in de afwegingen van de hoofdconstructeur over excentriciteit in de constructie. Daardoor ontstaan ook mogelijkheden voor een betere afstemming met aannemer of staalleverancier, want samenwerken loont!
Theorie
Bij het berekenen van een constructie wordt door de constructeur een schematisatie opgesteld, waarbij de verschillende onderdelen door de staven op de hartlijnen worden vervangen. Zo worden portalen, windverbanden, balken en kolommen door lijnen die netjes in 1 punt met elkaar verbonden worden. Op deze manier wordt de ideale krachtsafdracht berekent.
Praktijk
Helaas blijkt vaak dat de ideale schematisatie in de praktijk meestal niet past. Randliggers liggen niet midden op een kolom en verbindingen passen niet allemaal in dat ene punt. Het is dus van belang dat de constructeur op voorhand een goede inschatting maakt van hoe de verbinding gerealiseerd gaat worden, en wat daarbij de optredende excentriciteit is. Als deze excentriciteiten op voorhand in de berekening van de constructieonderdelen worden meegenomen, zijn de verbindingen later goed uitvoerbaar.
Voorbeeld van 2 verbindingen aan een kolom. Door een dubbele excentriciteit is een zwaardere kolomafmeting nodig!
Bij de constructie van stalen bedrijfshallen wordt voor de windverbanden vaak gerekend met krachten in de hartlijnen. De kolommen, drukregels en verbanden liggen meestal echter niet in hetzelfde vlak. Als er in de betreffende onderdelen niet is gerekend met een excentrische belasting, dan kan het dus voorkomen dat sommige onderdelen niet voldoen, of dat alle onderdelen in de hartlijnen geplaatst moeten worden en er dus extra voorzieningen voor bijvoorbeeld de gevelbeplating getroffen moeten worden.
Voor drukkokers in de windverbanden is het altijd handig om in de berekening hiervan een excentriciteit op te nemen van minimaal de halve kokerbreedte. In dat geval kunnen de verbanden worden gekoppeld middels een plaat tegen de zijkant van de koker.
Voorbeeld van verbinding van windverband aan een kokerprofiel. Als de koker is berekend op de excentriciteit van het windverband, hoeft de excentriciteit en bijbehorende moment niet door de bouten te worden opgenomen.
In veel gevallen kan niet altijd voorkomen worden dat er excentriciteiten in de verbinding optreden, meestal omdat de verbinding buiten de hartlijnen geplaatst moet worden. In die gevallen is het aan de constructeur van de staalleverancier om een detail te bedenken waarin deze excentriciteiten en bijbehorende momenten in de verbinding kan worden opgenomen. Veelal zijn hier dan extra bouten en schotten nodig om dit te kunnen opnemen. Het is aan de vakkundigheid en vindingrijkheid van de betreffende constructeur, om een zo praktisch mogelijke verbinding te bedenken die ook theoretisch voldoet.
Voorbeeld waarbij hartlijnen door hart verbinding gaan en excentriciteit door andere constructiedelen worden opgenomen.
Hartlijnen door hart profielen en hart verbinding. Alleen in lasverbinding van plaat is een excentriciteit aanwezig.
Voorbeeld waarbij verbinding zo is uitgevoerd dat hartlijnen zoveel mogelijk gelijkvallen met profielen en verbindingen.
Samenvattend
Het is belangrijk dat de hoofdconstructeur in zijn hoofdberekening rekening houdt met een goede en praktische uitvoering van de verbindingen. Voor de leverancier is het ook handig om de gerekende excentriciteit te vermelden zodat hij weet hoeveel ruimte voor excentriciteiten er aanwezig is voor het berekenen van de verbindingen.
Toch is het in de praktijk lastig om op voorhand al alle verbindingen in beeld te hebben. Zo is niet altijd duidelijk hoe de gevelverbanden het beste geplaatst kunnen worden, zodat zowel in de ankerberekening, de randregels in het dak en eventuele drukkokers halverwege een juiste excentriciteit in rekening kan worden gebracht, en ook voldoende ruimte voor het aanbrengen van de gevelbeplating aanwezig is. Ook heeft vaak een staalleverancier een voorkeur voor bepaalde details, die afwijken van de uitgangspunten van de hoofdconstructeur. Het is de kunst van de hoofdconstructeur om op voorhand een goede inschatting te maken, die niet tot te zware profielen leidt, maar wel praktische verbindingen mogelijk maakt.
