Sterkteberekening beweegbare zwembadvloer

[nick1998]

Beste Forumbezoekers,

Voor mijn afstudeerstage ben ik bezig met de ontwikkeling van een beweegbare zwembadvloer. Deze vloer kan omhoog gehesen worden waardoor het zwembad omgetoverd wordt tot een terras. Nu wou ik van start gaan met het berekenen van de benodigde constructie als ondersteuning van de vloer.

Als eis wordt gesteld dat de vloer een gelijkmatig verdeelde belasting van 600 N/m2 moet kunnen dragen. Normale berekeningen voor de doorbuiging van een balk lukken mij wel. Maar het grote verschil is dat het nu balken zijn welke op elkaar rusten. Dus de balken over de lengte zullen eerst doorbuigen en vervolgens zullen de balken dwars hierop ook nog doorbuigen. Mijn vraag is dus; hoe kan ik de doorbuiging berekenen en hoe kan ik bepalen welke afmetingen de liggers moeten hebben? Heeft iemand hier de benodigde formules voor? Op internet heb ik enkel formules gevonden voor een enkele balk welke belast wordt.

De gegevens die ik heb zijn als volgt:

Afmetingen vloer 3 bij 6 meter
Belasting 600 N/m2
Materiaal RVS316L E-modulus van 195 Gpa
De liggers komen te liggen volgens onderstaande schets. De vloer is vastgeklemd op alle zijden.

[Xilvo]

Met de berekening kan ik je helaas niet helpen maar 600 N/m² komt overeen met een waterlaagje van 6 cm.

Dat lijkt me wat weinig voor een zwembad

[nick1998]

Beste Xilvo,

Dat is waar. de vloer draagt ook niet de kracht van het water. Het water stroomt door de voegen van de vloer heen wanneer de vloer omhoog gelift wordt. Zodra de vloer in zijn hoogste positie zit is het zwembad volledig afgesloten. Het water bevindt zich dan onder de vloer. De vloer hoeft dus alleen de krachten te dragen van mensen die op de vloer gaan staan wanneer deze gelift is.

[Xilvo]

Als die voegen altijd open staan zodat er een nagenoeg gelijke waterdruk aan beide zijden van de vloer aanwezig is is dat inderdaad geen probleem. Het hijsen moet dan natuurlijk ook niet te snel gaan.

[nick1998]

Dat klopt. De voegen blijven inderdaad altijd open. Mijn plan was om de vloer te voorzien van drijvers zodat deze doormiddel van het drijvend vermogen omhoog lift. Hierdoor zal de vloer ook nooit te snel hijsen.

[Rola]

Een beloopbare vloer met een belasting van 60 kg/m2 is niet waarheidsgetrouw.
Hoe zitten de lange en korte liggers aan elkaar vast?
Zijn de korte uit één lengte en hangen de andere daar tussen?

[Michel Uphoff]

En komt er dan een zeiltje oid over de vloer? De volgende dag zwemmen na een feestje waarbij van alles tussen de kieren in het water is gekomen lijkt mij niet zo fijn. Dit terzijde.

Hoe ga je de vloer liften? Je schrijft drijvers, wat wordt het liftend vermogen van die dingen, zijn ze opblaasbaar?
Wordt het platform vervolgens verankerd? (Als het alleen drijft, krijg je dikke problemen).

Voor een terras moet je eerder denken aan 2500 N/m²

[Gast]

Ben je bekend met teken/reken programma's (paketten) als Inventor (Autodesk) of Solid Edge (SolidWorks)?

Dan is het bij wat voor belasting heel makkelijk de doorbuiging te bepalen .. en professioneel.

[boertje125]

een dergelijke vloer maakt deel uit van een constructie.
die moet minimaal een belasting van 175kg/m2 kunnen dragen of meer afhankelijk van het type gebruiksruimte waar hij geplaatst wordt.

Om de balken uit te rekenen moet je bepalen waar je de balken hun kracht laat afdragen naar de ondersteuning.
normaal gesproken worden dit soort systemen hydraulische verplaast.

[Gast]

Maar het grote verschil is dat het nu balken zijn welke op elkaar rusten. Dus de balken over de lengte zullen eerst doorbuigen en vervolgens zullen de balken dwars hierop ook nog doorbuigen. Mijn vraag is dus; hoe kan ik de doorbuiging berekenen en hoe kan ik bepalen welke afmetingen de liggers moeten hebben?

Dat kan niet tegelijkertijd. Ik zou beginnen met een materiaalkeuze en hier bijvoorbeeld advies vragen:

https://constructieshop.nl/draagbalken/

Iig, bij een gelijkmatig verdeelde belasting van 600 N/m2 als eis:

Voor doorbuiging zul je de vier krachten op een dwarsbalk moeten berekenen die via de balken in lengte richting (waar, afhankelijk van de vloer (dikte en materiaal), nog ongeveer 600 N/m^2 geldt) op de dwarsbalken worden uitgeoefend.

Dan moet je, naast de E-modulus, de dimensies van de balken nog weten om de doorbuiging vervolgens te berekenen. Welke weer afhangen van eisen en wensen (gewicht, kosten en natuurlijk voldoende stijf en sterk), die weet ik niet.

Aangenomen dat je enkel dat wilt weten en de gegevens juist zijn. (Kan er natuurlijk vanalles en nog wat bijhalen, maar ik neem aan dat je die gekregen hebt(?) of iig bevestigd zijn.)

Maar dit is dus een heel gepuzzel met een soort cirkel redenatie:

Mijn vraag is dus; hoe kan ik de doorbuiging berekenen en hoe kan ik bepalen welke afmetingen de liggers moeten hebben?

.. kan dus niet tegelijkertijd. Daarom wordt er gewerkt via standaardisatie en normalisatie, zie bijvoorbeeld hier:

https://www.nbd-online.nl/nieuws/189225 ... an-voldoen

Zonder de juiste norm is het beter en veel makkelijker om te werken met FEM analyses. (En in de praktijk overdimensioneerd men vaak.)

Geen idee of je hier nu iets aan hebt ..

[nick1998]

Bedankt voor jullie reacties, ik zal iets meer toelichting geven; De beweegbare vloer bestaat uit een frame van RVS316L Met daarop platen van glasvezel. Ik ben bekend met deze tekenprogramma's, echter is deze software hier niet beschikbaar. De 600 N/m2 komt vanuit de europese norm die geldt voor beweegbare zwembadvloeren. Ik snap dat de vloer meer moet kunnen dragen maar het gaat mij vooral om de berekening. Wanneer ik weet hoe dit moet kan ik de balken aanpassen voor grotere belastingen.

De vloer wordt bovenin geklemd met een soort elektrische schuifklemmen welke in de wand van het zwembad schuiven. De kokers over de lengte zijn uit één lengte. De kokers over de breedte komen hier bovenop te liggen. Deze worden vervolgens vastgeschroefd met bouten.

Ik neem als aanname het standaard RVS profiel voor een koker van: 80x80 mm met een dikte van 3 mm.

''Voor doorbuiging zul je de vier krachten op een dwarsbalk moeten berekenen die via de balken in lengte richting (waar, afhankelijk van de vloer (dikte en materiaal), nog ongeveer 600 N/m^2 geldt) op de dwarsbalken worden uitgeoefend.''

Bedankt voor je antwoord TommyWhite. Dus in principe moet ik de kracht nemen die vanuit de dwarsliggers op de lengte liggers liggen, en daarnaast de belasting van 600 N/m2 om zo de doorbuiging op de lengte liggers te bepalen?

[king nero]

Ik zou ook rekening houden met die 2 kN/m²-eis die in die norm staat, niet enkel die 600N/m² ...
in deel 1 staan ook nog meer specifieke eisen mbt de stabiliteit.

Voor wat betreft de berekening, kun je een enkele balk uitrekenen?
Zo ja, kun je er meerdere naast elkaar uitrekenen?
De eenvoudigste manier is om dit te beschouwen als een vloer dragend in 1 richting (en de tussendragers te verwaarlozen). Je kan beide kopbalken dan beschouwen als balken met puntlasten. Is wat kort door de bocht maar geeft wel al een redelijke indicatie.

Verder is 304 en 316 niet de ideale keuze voor zwembaden (er is een reden dat die norm veranderd is op dat vlak), maar misschien speelt dat ook geen rol voor jouw opdracht.

[nick1998]

Beste King nero, Dat klopt inderdaad, in de eis staat het volgende;

• Het ontwerp moet een geconcentreerde verticale oppervlaktebelasting van 2 000 N/m2 over een vierkante oppervlakte van 1 m2 op ieder punt kunnen dragen.
• Het ontwerp moet een geconcentreerde verticale oppervlaktebelasting van 2 000 N/m 2 over een oppervlakte van 2 m × 2 m gericht voor de uitgang of vergelijkbare gebieden (bijvoorbeeld het gebied rond de trap).

Ik ga er nu inderdaad van uit dat de vloer dragend is in een richting. Dus enkel geklemd bij de balken van de lengte richting. Dus dan neem ik de tussenbalken als puntlast. Ik heb de berekening van de puntlast die de tussendrager uitoefent op de kopbalken.

Ik heb dan nog wel een vraag, hoe kan ik de ''Geconcentreerde verticale oppervlaktebelasting'' benaderen? Ik denk zelf dat de eis van 2000 N/m2 per 1 m2 gewoon gelijk is aan 2000 N/m gelijkmatig belast op de tussendrager. Hoe kan ik de eis van 2000 N/m2 over een oppervlakte van 2 m x 2 m zo omzetten dat deze in de berekening genomen kan worden als een gelijkmatig verdeelde belasting van X N/m?

Voor het materiaal is RVS inderdaad niet heel geschikt. Er wordt nu RVS 316L gebruikt. Aan de hand van deze berekening wou ik gaan kijken of er een materiaal van glasvezel gebruikt kan worden als vervanging van het rvs.

[king nero]

Teken een bovenaanzicht van dat rooster, en zet daar ergens een vierkante kader van 1m x 1m in (met die last van 2 kN).
Hoe wordt dit afgedragen naar de hoofdliggers/langsliggers)?

Teken dan een zijaanzicht van zo'n drager met de last erop gevisualiseerd. Dan kan je weer verder met de dwarskrachten- en momentenberekening.

Verder is RVS wel heel geschikt hiervoor, maar niet de 304/316 variëteiten...
Glasvezel zou misschien ook wel een mooie optie zijn, maar daar weet ik niets van.

[Gast]

Had het eea geschreven, maar er is nu geen sprake meer van "dwarsbalken op mekaar"? Want dat maakt het zoals jezelf al aangeeft lastig (met de hand .. dan moet je het spanningsverloop weten voor de puntbelastingen op de onderste balken).

Maar ik zie geen reden waarvoor je dat wilt of hopelijk wou; twee balken op mekaar. Ik kan geen enkel voordeel bedenken. (??)

Dus kun je m.i. beter voor rvs koker 80x50x3 mm oid kiezen (of lassen eventueel), bij teveel doorbuiging.

En zonder stapeling van balken is het eenvoudig de doorbuiging te berekenen:

https://roybosch.nl/doorbuiging-berekenen/