Menu

sensd.04 - Staalbetonkolomontwerp

sensd.04

Belangrijkste kenmerken

Deze module ondersteunt negen doorsneden.
De analyse kan worden uitgevoerd voor een lineaire of niet-lineaire combinatie.
U kunt eigen betonklassen definiëren.
In deze module wordt rekening gehouden met de tijdsafhankelijke effecten door de buigstijfheid te berekenen.
De UGT-controle bevat de opties 'Zuiver axiaal', 'Gecombineerde axiale en uniaxiale buiging', 'Gecombineerde axiale en biaxiale buiging', 'Afschuifcontrole in langsrichting' en 'Afschuifcontrole in dwarsrichting'.
U kunt een gedetailleerde uitvoer genereren met alle tussenliggende berekeningen en gebruikte artikelen.

 

De module Staalbetonkolommen EC4 is bedoeld voor het structureel ontwerp en normcontroles van staalbetonkolommen. Met deze module kunnen de sterkte, stabiliteit en stijfheid worden berekend volgens EN 1994 voor gebouwen.

Composite column design

Er worden verschillende controles volgens de uiterste grenstoestand uitgevoerd: weerstand van elementen onder axiale druk, gecombineerde druk en uniaxiale buiging, gecombineerde druk en biaxiale buiging, en de invloed van dwarskracht op de weerstand tegen buiging. Tevens kan met deze module de weerstand van een staalbetonkolom in een brandsituatie worden berekend.

In bouwkundige toepassingen wereldwijd wordt tegenwoordig steeds vaker gebruikgemaakt van staalbetonkolommen die zijn vervaardigd van stalen buizen gevuld met beton (CFT). Dit type kolom biedt diverse voordelen, zoals de sterkte, de taaiheid en het energie-absorptievermogen, maar ook de hogere bouwsnelheid, de positieve veiligheidsaspecten en de mogelijkheid om eenvoudige standaardverbindingen te gebruiken. En doordat er tegenwoordig betonklassen met hogere druksterkte kunnen worden geproduceerd, kunnen er slankere kolommen worden ontworpen waardoor er meer vloerruimte overblijft.

Staalbetondoorsneden

Er kunnen ontwerpcontroles worden uitgevoerd voor zes gewalste of gelaste typen staalbetondoorsneden, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Analysemethoden

Composite column design Er kunnen staalbetonontwerpcontroles worden uitgevoerd voor een lineaire of niet-lineaire combinatie. De specifieke parameters voor de lineaire of niet-lineaire combinatie die tijdens de controle worden gebruikt, worden hieronder besproken voor beide berekeningstypes.

Lineaire combinatie

  • Tweede-orde-effecten: er wordt gecontroleerd of deze tweede-orde-effecten van toepassing zijn volgens artikel 5.2.1(3) van EC-EN. Indien van toepassing worden de effecten geïntegreerd volgens artikel 6.7.3.4(5).
  • Staafimperfectiemomenten: er wordt rekening gehouden met de invloed van geometrische en structurele imperfecties door middel van de equivalente staafimperfecties vermeld in tabel 6.5.
  • Aangepast moment: de momenten die uit de lineaire statische analyse worden verkregen, worden aangepast op basis van de tweede-ordemomenten en imperfectiemomenten die op de bovenstaande wijze worden berekend.

Niet-lineaire combinatie

Composite column design

  • Tweede-orde-effecten: deze worden niet in de niet-lineaire berekening opgenomen.
  • Staafimperfecties: als de niet-lineaire analyse wordt uitgevoerd zonder de imperfecties in acht te nemen, dan worden deze in de ontwerpcontrole behandeld volgens tabel 6.5. Zijn de imperfecties wel in de niet-lineaire analyse opgenomen, dan maken ze geen deel uit van de ontwerpcontrole.
  • Aangepast moment: de momenten die uit de niet-lineaire analyse zijn verkregen, worden aangepast door de imperfectiemomenten toe te voegen (als deze niet in de analyse zijn opgenomen).
  • Axiale controle: tijdens een axiale controle van een niet-lineaire combinatie wordt er geen aparte knikcontrole uitgevoerd. Dit betekent dat de axiale weerstand wordt genomen als het plastische weerstandsmoment van de staalbetondoorsnede (waarde verkregen zoals uitgelegd in paragraaf 4.1.1 hieronder). De toepassing ervan wordt gedefinieerd als de verhouding van normaalkracht bij de doorsnede en de plastische weerstand tegen druk.

Ontwerpcontroles: uiterste grenstoestand

Deze controles worden uitgevoerd volgens EN 1994-1-1:2004.

De ontwerpcontroles van staalbetonkolomdoorsneden zijn gebaseerd op de vereenvoudigde ontwerpmethode voor prismatische kolommen met dubbelsymmetrische doorsneden. Er worden verschillende controles uitgevoerd.

Weerstand van elementen onder axiale druk

Dit type controle bevat de volgende berekeningen:

  • Plastische drukweerstand van de staalbetondoorsnede
  • Berekening van de kritische elastische normaalkracht
  • Berekening van de effectieve buigstijfheid
  • Invloed van langetermijneffecten: afname van de elasticiteitsmodulus van het beton
  • Gebruik van Europese knikcurves
  • Berekening van niet-dimensionale slankheid
  • Beoordeling van de knikweerstand tegen druk
  • Berekening van de utilisatiesgraad voor de weerstand onder axiale druk

Composite column design Gecombineerde druk en uniaxiale buiging

De weerstand van een element tegen gecombineerde druk en uniaxiale buiging wordt beoordeeld aan de hand van een interactiecurve (artikel 6.7.3.6).

Gecombineerde druk en biaxiale buiging

De weerstand van de doorsnede onder gecombineerde druk en biaxiale buiging wordt beoordeeld op basis van artikel 6.7.3.7 vergelijking 6.47.

Invloed van dwarskracht op de buigweerstand

De invloed van dwarskrachten op de weerstand tegen buiging en normaalkracht wordt in acht genomen volgens artikel 6.7.3.2(3) tijdens het bepalen van de interactiecurve.

Afschuifweerstand

De longitudinale afschuifweerstand op het grensvlak tussen beton en staal wordt getoetst volgens artikel 6.7.4.3.

Ontwerpcontroles: blootstelling aan brand

Raadpleeg voor de brandwerendheidsberekening EN 1994-1-2:2005.

Hieronder vindt u de rekenmodellen die worden gebruikt om de weerstand van een kolom in een brandsituatie te controleren:

  • Volledig omstorte doorsneden: controle conform de gegevens in tabel 4.4.
  • Gedeeltelijk omstorte doorsneden: model van gewogen sommering zoals beschreven in Bijlage G.
  • Met beton gevulde ronde holle doorsneden en met beton gevulde rechthoekige (of vierkante) holle doorsneden: de algemene ontwerpmethode beschreven in artikel 4.3.5.1 en de alternatieve ontwerpmethode beschreven in Bijlage H.