Sterkteberekening balklaag
Geplaatst: za 22 nov 2008, 17:59
Op het moment werk ik aan een woning die volledig opnieuw wordt ingedeeld.
Als gevolg van deze indeling zal een bestaande balklaag veel zwaarder belast worden dan voorheen,
onder andere ten gevolge van een staalplaat-betonvloer en een zeer fors bemeten ligbad.
Door de aanwezigheid van een raveelconstructie voor een trap en de spantconstructie van
de bovenliggende kap komt het leeuwedeel van de belasting op slechts twee balken terecht.
Deze balken meten 75 x 225 mm bij een overspanning van 4750 mm.
Voor één van deze balken heb ik de belasting geschematiseerd, zie de illustratie hieronder.
Dit schema heb ik vervolgens doorgerekend met behulp van het programma "Top1" van Veenhoeven Bouwinformatica,
dat gratis te gebruiken is. Het is specifiek bedoeld om houten spant- en liggerconstructies door te rekenen.
Het programma brengt de nodige belastingfactoren, momentaanfactoren, veiligheidsklasse en variabele belasting in rekening.
Bij de gekozen sterkteklasse van het hout (K17) en een doorbuigingseis van 1/500 (want scheidingswanden met tegelwerk, staalplaat-betonvloer, afwijkende constructie van het genoemde bad) geeft het programma een balkmaat van 95 x 385 mm in hout (K17) als vereist.
Met deze informatie wil ik een constructie ontwerpen die de beide balken gaat versterken.
Dat wilde ik aanvankelijk doen door de balken zijdelings te koppelen met twee nieuwe balken, eveneens opgelegd in de muren. Dit zal naar alle waarschijnlijkheid niet afdoende zijn, waarom ik een variant in staal overweeg, bijvoorbeeld een zijdelingse koppeling met een UNP-200 profiel, die tevens opgelegd zijn in de muren direct naast de bestaande balken, zie deze doorsnede:
De bestaande balk simpelweg vervangen door een zwaarder- of stalen exemlaar is door de genoemde raveel- en spantconstructies niet mogelijk. In de hoogte is er geen ruimte om extra constructies aan te brengen zoals een onderslag.
Wat betreft de sterktes:
de balkmaat van 95 x 385 mm heeft mijns inziens een sterkte van:
I (1/12*95*385^3 mm4) * E (10000 N/mm2 (K17)) = 4517,77 * 10^9
de bestaande balk heeft dan deze sterkte:
I (1/12*75*225^3 mm4) * E (10000 N/mm2 (K17)) = 711,91 * 10^9
Een UNP 200 deze sterkte:
I (13500000 mm4) * E (210000 N/mm2 (st 235)) = 4011 * 10^9
Als ik zoals op het plaatje de bestaande balk koppel met een UNP 200 wordt dan de sterkte 711,91 + 4011 = 4722,91 * 10^9 ?
4722,91 > 4517,77 dus de constructie voldoet?
Zijn de sterktes op deze wijze correct berekend?
Mag ik op deze wijze de sterktes van de houten en stalen balk bij elkaar optellen, mits goed bevestigd?
Of is dit wat al te gemakkelijk beredeneerd?
Bij voorbaat dank voor uw hulp.
Als gevolg van deze indeling zal een bestaande balklaag veel zwaarder belast worden dan voorheen,
onder andere ten gevolge van een staalplaat-betonvloer en een zeer fors bemeten ligbad.
Door de aanwezigheid van een raveelconstructie voor een trap en de spantconstructie van
de bovenliggende kap komt het leeuwedeel van de belasting op slechts twee balken terecht.
Deze balken meten 75 x 225 mm bij een overspanning van 4750 mm.
Voor één van deze balken heb ik de belasting geschematiseerd, zie de illustratie hieronder.
Dit schema heb ik vervolgens doorgerekend met behulp van het programma "Top1" van Veenhoeven Bouwinformatica,
dat gratis te gebruiken is. Het is specifiek bedoeld om houten spant- en liggerconstructies door te rekenen.
Het programma brengt de nodige belastingfactoren, momentaanfactoren, veiligheidsklasse en variabele belasting in rekening.
Bij de gekozen sterkteklasse van het hout (K17) en een doorbuigingseis van 1/500 (want scheidingswanden met tegelwerk, staalplaat-betonvloer, afwijkende constructie van het genoemde bad) geeft het programma een balkmaat van 95 x 385 mm in hout (K17) als vereist.
Met deze informatie wil ik een constructie ontwerpen die de beide balken gaat versterken.
Dat wilde ik aanvankelijk doen door de balken zijdelings te koppelen met twee nieuwe balken, eveneens opgelegd in de muren. Dit zal naar alle waarschijnlijkheid niet afdoende zijn, waarom ik een variant in staal overweeg, bijvoorbeeld een zijdelingse koppeling met een UNP-200 profiel, die tevens opgelegd zijn in de muren direct naast de bestaande balken, zie deze doorsnede:
De bestaande balk simpelweg vervangen door een zwaarder- of stalen exemlaar is door de genoemde raveel- en spantconstructies niet mogelijk. In de hoogte is er geen ruimte om extra constructies aan te brengen zoals een onderslag.
Wat betreft de sterktes:
de balkmaat van 95 x 385 mm heeft mijns inziens een sterkte van:
I (1/12*95*385^3 mm4) * E (10000 N/mm2 (K17)) = 4517,77 * 10^9
de bestaande balk heeft dan deze sterkte:
I (1/12*75*225^3 mm4) * E (10000 N/mm2 (K17)) = 711,91 * 10^9
Een UNP 200 deze sterkte:
I (13500000 mm4) * E (210000 N/mm2 (st 235)) = 4011 * 10^9
Als ik zoals op het plaatje de bestaande balk koppel met een UNP 200 wordt dan de sterkte 711,91 + 4011 = 4722,91 * 10^9 ?
4722,91 > 4517,77 dus de constructie voldoet?
Zijn de sterktes op deze wijze correct berekend?
Mag ik op deze wijze de sterktes van de houten en stalen balk bij elkaar optellen, mits goed bevestigd?
Of is dit wat al te gemakkelijk beredeneerd?
Bij voorbaat dank voor uw hulp.
