info-steel-33

infosteel_logocopy.pdf 27/07/2009 12:57:01 infosteel AvenueAriane5 B-1200 Bruxelles t. +32-2-5091501 f. +32-2-5111281 e. info@infosteel.be www.infosteel.be Construction mixte Construction mixte acier-béton dans les bâtiments : Conception et dimensionnement à température ordinaire et en situation d'incendie selon l'Eurocode 4 RenéMaquoi,RikDebruyckere, Jean-FrançoisDemonceau et Lincy Pyl Construction mixte Dans ce livre, les règlesde calculde l’Eurocode 4, applicables aux constructionsmixtes acier-béton, sontprésentéeset 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,poteauxmixtesetassemblagesmixtes. 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 misesenœuvredansungrandnombred’exemples très largementdocumentés. Le calcul complet de l’ossaturemixte d’un complexe de cinéma érigé à Rotterdam fait l’objet du chapitre6. 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 Construction mixte Guides de construction métallique BE_staalbeton_cover.indd 1 14/05/2011 18:11:11 Ni euwe publicatie: Staal-betonconstructies in de nieuwe reeks: Handboeken staalconstructies Dit boek handelt over en becommentarieert de rekenregels van Eurocode 4, van toepassing op staal-betonconstructies. Hoofdstuk 1 beschrijft de bijzonderheden van staal-betonconstructies en behandelt de algemene principes met betrekking tot het berekenen en het uitvoeren van verschillende types van samenstellende elementen in gebouwen: staal-betonliggers, staalplaat-betonvloeren, staal-betonkolom- men en staal-betonverbindingen. De hoofdstukken 2 tot 5 behandelen in detail de berekening van deze elementen bij normale temperatuur en bij brand. De rekenmethoden en toepassingsregels zijn conform NBN EN 1994-1-1 en NBN EN 1994-1-2. Ze worden uiteengezet in een groot aantal uitvoerig gedocumenteerde rekenvoorbeelden. Hoofdstuk 6 geeft een volledige berekening van de staal-betonconstructie van een bioscoopcomplex opgericht te Rotterdam. Door zijn vorm en zijn inhoud vormt dit boek een zeer nuttig hulpmiddel voor studiebureaus en controlebureaus evenals een gids voor alle betrok- kenen in de bouwwereld. Prijs: 87,50 EUR inclusief btw. (infosteel-leden hebben een korting) Info en bestelling: www.infosteel.be 2 Poutres mixtes acier-béton BE_staalbeton2.indd 1 14/05/2011 18:25:29 l,i,Rd a yd s sd cd c eff s sd l,o,Rd a yd cd c eff V A f A f 0,85 f h b A f V A f 0,85 f h b ˜ ˜ d ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ d ˜ ˜ ˜ (2-35) f,o a yd Rd f,i a yd s sd Rd Rd Rd n A f /P 1264/73,1 18 deuvels n A f A f /P 1264 207 /73,1 1471/73,1 21 deuvels P 0,8 73,1 58,5 kN V 17 73,1 4 58,5 1477 kN 1471 kN ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ ! - - pl,Rd Ed 2 - 2 Ed d Ed M M 192kNm 1 1 1 1 M q L M 30 9 192 208kNm 8 2 8 2 ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ 3 -6 pl,a,Rd pl,a yd M W f 628,410 235 10 148 kNm ˜ ˜ ˜ ˜ Ed pl,a,Rd f pl,Rd pl,a,Rd M M n 208 148 0,4 n 299 148 M M I a yd o f,o o t Rd s sd i f,o i t Rd 0,4 A f 0,41264 n 0,4 n 6,9 n 7 k P 173,1 A f 207 n 0,4 n 6,9 9,7 n 10 k P 173,1 ˜ ˜ ˜ ˜ o ˜ ˜ ˜ ˜ o ˜ ˜ s c p s c h h 2 h 2 1 n r I F L ˜ ˜ ˜ ˜ (2-37) a eff c A r b h ˜ (2-38) 2 s s 1 L 8 E L ˜ ˜ (2-39) a c c 1 0,5 1 1 E E I E E § · ˜ ˜¨ ¸ © ¹ (2-40) a c c 1 0,3 1 1 E E I E E § · ˜ ˜¨ ¸ © ¹ (2-41) f n n I 2 a eff c A 53,8 10 r 0,037 b h 2250 64 ˜ ˜ ˜ l,i,Rd a yd s sd cd c eff s sd l,o,Rd a yd cd c eff V A f A f 0,85 f h b A f V A f 0,85 f h b ˜ ˜ d ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ d ˜ ˜ ˜ (2-35) f,o a yd Rd f,i a yd s sd Rd Rd Rd n A f /P 1264/73,1 18 deuvels n A f A f /P 1264 207 /73,1 1471/73,1 21 deuvels P 0,8 73,1 58,5 kN V 17 73,1 4 58,5 1477 kN 1471 kN ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ ! - - pl,Rd Ed 2 - 2 Ed d Ed M M 192kNm 1 1 1 1 M q L M 30 9 192 208kNm 8 2 8 2 ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ 3 -6 pl,a,Rd pl,a yd M W f 628,410 235 10 148 kNm ˜ ˜ ˜ ˜ Ed pl,a,Rd f pl,Rd pl,a,Rd M M n 208 148 0,4 n 299 148 M M I a yd o f,o o t Rd s sd i f,o i t Rd 0,4 A f 0,41264 n 0,4 n 6,9 n 7 k P 173,1 A f 207 n 0,4 n 6,9 9,7 n 10 k P 173,1 ˜ ˜ ˜ ˜ o ˜ ˜ ˜ ˜ o ˜ ˜ s c p s c h h 2 h 2 1 n r I F L ˜ ˜ ˜ ˜ (2-37) a eff c A r b h ˜ (2-38) 2 s s 1 L 8 E L ˜ ˜ (2-39) a c c 1 0,5 1 1 E E I E E § · ˜ ˜¨ ¸ © ¹ (2-40) a c c 1 0,3 1 1 E E I E E § · ˜ ˜¨ ¸ © ¹ (2-41) f n n I 2 a eff c A 53,8 10 r 0,037 b h 2250 64 ˜ ˜ ˜ l,i,Rd a yd s sd cd c eff s sd l,o,Rd a yd cd c eff V A f A f 0,85 f h b A f V A f 0,85 f h b ˜ ˜ d ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ d ˜ ˜ ˜ (2-35) f,o a yd Rd f,i a yd s sd Rd Rd Rd n A f /P 1264/73,1 18 deuvels n A f A f /P 1264 207 /73,1 1471/73,1 21 deuvels P 0,8 73,1 58,5 kN V 17 73,1 4 58,5 1477 kN 1471 kN ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ ! - - pl,Rd Ed 2 - 2 Ed d Ed M M 192kNm 1 1 1 1 M q L M 30 9 192 208kNm 8 2 8 2 ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ 3 -6 pl,a,Rd pl,a yd M W f 628,410 235 10 148 kNm ˜ ˜ ˜ ˜ Ed pl,a,Rd f pl,Rd pl,a,Rd M M n 208 148 0,4 n 299 148 M M I a yd o f,o o t Rd s sd i f,o i t Rd 0,4 A f 0,41264 n 0,4 n 6,9 n 7 k P 173,1 A f 207 n 0,4 n 6,9 9,7 n 10 k P 173,1 ˜ ˜ ˜ ˜ o ˜ ˜ ˜ ˜ o ˜ ˜ s c p s c h h 2 h 2 1 n r I F L ˜ ˜ ˜ ˜ (2-37) a eff c A r b h ˜ (238) 2 s s 1 L 8 E L ˜ ˜ 39 a c c 1 0,5 1 1 E E I E E § · ˜ ˜¨ ¸ © ¹ (2-40) a c c 1 0,3 1 1 E E I E E § · ˜ ˜¨ ¸ © ¹ (2-41) f n n I 2 a eff c A 53,8 10 r 0,037 b h 2250 64 ˜ ˜ ˜ l,i,Rd a yd s sd cd c eff s sd l,o,Rd a yd cd c eff V A f A f 0,85 f h b A f V A f 0,85 f h b ˜ ˜ d ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ d ˜ ˜ ˜ (2-35) f,o a yd Rd f,i a yd s sd Rd Rd Rd n A f /P 1264/73,1 18 deuvels n A f A f /P 1264 207 /73,1 1471/73,1 21 deuvels P 0,8 73,1 585 kN V 17 73,1 4 58,5 1477 kN 1471 kN ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ ! - - pl,Rd Ed 2 - 2 Ed d Ed M M 192kNm 1 1 1 1 q L M 30 9 192 208kNm 8 2 8 2 ˜ ˜ ˜ ˜ ˜ 3 -6 pl,a,Rd pl,a yd M W f 628,410 235 10 148 kNm ˜ ˜ ˜ ˜ Ed pl,a,Rd f pl,Rd pl,a,Rd M M n 208 148 0,4 n 299 148 M M I a yd o f,o o t Rd s sd i f,o i t Rd 0,4 A f 0,41264 n 0,4 n 6,9 n 7 k P 173,1 A f 207 n 0,4 n 6,9 9,7 n 10 k P 173,1 ˜ ˜ ˜ ˜ o ˜ ˜ ˜ ˜ o ˜ ˜ s c p s c h h 2 h 2 1 n r I F L ˜ ˜ ˜ ˜ ( -37 a eff c A r b h ˜ (2-38) 2 s s 1 L 8 E L ˜ ˜ (2-39) a c c 1 0,5 1 1 E E I E E § · ˜ ˜¨ ¸ © ¹ (2-40) a c c 1 0,3 1 1 E E I E E § · ˜ ˜¨ ¸ © ¹ (2-41) f n n I 2 a eff c A 53,8 10 r 0,037 b h 2250 64 ˜ ˜ ˜ 38 2. staal-betonliggers Figuur2-44 : Staal-betonliggermet een volledig schuifsterke verbinding Voorbeeld2.8 Gegevens Men herneemt de doorgaande staal-betonligger uit voorbeeld 2.6,met deuvels diameter 19mm, hoogte 85mm en sterkte f u = 450N/mm 2 (figuur2-44). Gevraagd Men vraagt debepaling vanhet aantaldeuvelsdatnodig is voor een volledig schuifsterke verbinding. Oplossing Dezelfde ligger isalsvrijopgelegde liggerbestudeerd invoorbeeld2.4;erwerddaaraangetoonddateen schikkingmet één deuvel per ribmet sterkte P Rd = 73,1 kN voldoendewas. Latenwe voorlopig aannemen dat eenzelfde schikking hiernogmogelijk is. Het aantal deuvels tussen de doorsnedemetmaximaal veldmoment en het eindsteunpunt (eerste kritieke lengte) zou bedragen (zie ook voorbeeld 2.4): Hetaantaldeuvels tussendedoorsnedemetmaximaal veldmomentenhet tussensteunpunt (tweedekritieke lengte) zou bedragen: Indienmen, zoals in voorbeeld 2.6, onderstelt dat hetmaximaal veldmoment optreedt in hetmidden van de over- spanning, zijnde twee kritieke lengtengelijk enbedragen zij L/2 .Het aantal ribbenover eenhalveoverspanning is 19 (zie voorbeeld 2.4).Het is dus noodzakelijk om een paar deuvels te voorzien in de twee ribben van de tweede kritieke lengte, bij voorkeur in denabijheid vanhet tussensteunpunt. In hetgeval van twee deuvelsper rib is deweerstand voor ééndeuvelherleid tot: Deweerstandmet betrekking tot de afschuifkracht in langsrichtingoverde tweede kritieke lengtewordt aldus: Het is dusnietnodigom het aantaldeuvelsdat bekomenwas in een eerste benadering aan te passen. qd=39 kN/m As 192 kNm 1264 kN 1471 kN 1264 kN 207 kN 299 kNm 21 aantaldeuvels 18 21 9m 9m 1471 kN 1264 kN qd= 39 kN/m As 192 kNm 1264 kN 1471 kN 1264 kN 207 kN 1264 kN 299 kNm 299 kNm 21 aantaldeuvels 18 18 21 9m 9m 1471 kN 1264 kN BE_staalbeton2.indd 38 14/05/2011 18:19:22 d / e d N 7 3 2 t lig s r l er get é euv e l ve sen d e m nh g o g v s n ax t z d l o e ov , ie g r oke r an e n e e r t c c g a ee 1 4 A B D NC,Rd=Ac a fcd Mpl,Rd Mpl,Rd MD,Rd hn ND,Rd= Ac a fcd 1 2 = Wpc a fcd+Wpafyd+Wpsfsd 1 2 MD,Rd=Mmax,Rd Npl,Rd fyd fyd fyd fyd + + – – – – – – fsd fsd fsd fsd a fcd a fcd a fcd a fcd C hn A E C D B Npl,Rd NE,Rd NC,Rd NRd MRd NC,Rd=ND,Rd 1 2 Mmax,Rd ME,Rd Mpl,Rd 6 4. staal-betonkolommen In figuur 4-6 zijn de spanningsverdelingen voor de vier punten A , B , C en D getekend. Punt A Inditpunt ishetmomentnul ( M A,Rd = 0).Dedoorsnedewordtdus zuiver centrisch belast.Dewaarde vandeweerstand is N pl,Rd ; zij volgtuit (4-2) of (4-3). Punt B In dit punt is de drukkracht nul ( N B,Rd = 0).Op de doorsnedewerkt enkel een zuiver buigendmoment en de overeenkomstige weerstand is de plastische momentweerstand M B,Rd = M pl,Rd ,waarvan de berekening verder is gedetail- leerd. Punt C Deneutrale lijn is in vergelijkingmetpunt B gespiegeld tenopzichte vanhethart van de doorsnede.De bijkomende drukspanningen ten opzichte van punt B zijn symmetrisch ten opzichte van hetmidden van het profiel. Zij hebben dus een axiale resultantemaar leveren geen buigendmoment. Dit betekent dat M C,Rd = M B,Rd = M pl,Rd maar bestaatmet een resulterende drukkracht die gelijk is aan de draagkracht van uitsluitend de betondoorsnede. Om hiervan overtuigd te zijn • • • Figuur4-6 :Kenmerkende punten van de interactiekromme M-N in een staal-betondoorsnede BE_staalbeton4.indd 6 14/05/2011 18:35:14 s r Staal-betonconstructies Toepassing en berekening van staal-betonconstructies voor gebouwen volgens Eurocode 4 bij normale temperatuur en brand RenéMaquoi,RikDebruyckere, Jean-FrançoisDemonceau en Lincy Pyl infosteel Arianelaan 5 B-1200 Brussel t. +32-2-509 15 01 f. +32-2-511 12 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-FrançoisDemonceauen Lincy Pyl Handboeken staalconstructies BE_staalbeton_cover.indd 1 14/05/2011 18:10:06 Nouvelle publication : Construction mixte dans la nouvelle série : Guides de construction métallique Dans ce livre , les règles de calcul de l’Eurocode 4, applicables aux constructions mixtes acier-béton, sont présentées et commentées. Au chapitre 1, on décrit les particularités de la construction mixte et on dégage les principes généraux régissant la conception et l’exécution des divers types d’éléments constitutifs des bâtiments: poutres mixtes, plan- chers mixtes, poteaux mixtes et assemblages mixtes. Les détails du dimensionnement de ces éléments, tant à température ordinaire qu’en situation d’incendie, sont respectivement exposés aux chapitres 2 à 5. Les méthodes de calcul et les règles d’application sont conformes aux normes belges NBN EN 1994-1-1 et NBN EN 1994-1-2. Elles sont mises en oeuvre dans un grand nombre d’exemples très largement documentés. Le calcul complet de l’ossature mixte 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 des bureaux de contrôle ainsi qu’un guide pour tous les intervenants dans la chaîne de la construction. Prix : 87,50 EUR tva incluse (réduction pour les membres d’Infosteel). Infos et commande : www.infosteel.be 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 exempte de peinture. CORNIÒRE BARREAU ARCEAU CONNECTEUR¬(ILTI GOUJON¬Ì¬TÐTE¬POUR¬DALLE¬PLEINE¬OU¬DALLE¬MIXTE Figure 1-6 : Types de connecteurs Figure 1-7 :Goujon à tête BE_staalbeton1.indd 5 14/05/2011 18:14:20 Auteurs: René Maquoi, Rik Debruyckere, Jean-François Demonceau, Lincy Pyl. Uitgever/Editeur: Infosteel - 208 pag. / 210 x 297mm / hard cover I info steel info steel infosteel infosteel info steel iS iS infosteel iS i S infosteel staalbouwdag infosteel i infosteel_v5.pdf 4/02/2009 16:39:12 coverbeeld: Dutch Engineering image en couverture : Dutch Engineering