Zum Hauptinhalt springen

G06: Knik

FAQs over het onderwerp G Knik

Mogen binnendozen bij een bedrijfshal dienen als kipsteun voor kolommen?

De gevel van een bedrijfshal bestaat uit horizontale stalen binnendozen met daarop een verticale stalen buitenbeplating. Mogen de binnendozen worden gebruikt als kipsteun voor de kolommen?

Ja, dat is toegestaan. Om de binnendozen als kipsteun te gebruiken, moeten ze wel als één schijf kunnen functioneren. Of dat inderdaad zo is, kan worden gecontroleerd aan de hand van de RMBS 2000. De binnendozen kunnen voor de kolommen uiteraard uitsluitend als kipsteun dienen voor de belastingcombinatie winddruk en onderdruk op de gevel en niet voor windzuiging en overdruk , omdat alleen de buitenflens van de kolommen wordt gesteund.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 190 (juni 2006).

Mag een kanaalplaatvloer fungeren als kipsteun voor de bovenflens van een ligger?

Een kanaalplaat ligt via een strook vilt op de bovenflens van een stalen vloerligger (zie tekening). Behalve het vilt zijn er geen koppelingen tussen de stalen ligger en de vloer. Mag de vloer in dit geval fungeren als kipsteun voor de gedrukte bovenflens van de ligger of moet de bovenflens als ongesteund worden beschouwd?

[afb. a]

[afb. b]

Nee. De bovenflens van de stalen vloerligger mag (formeel gezien) alleen als gesteund worden beschouwd indien de voeg (lees: vilt) tussen kanaalplaat en ligger fungeert als zijdelingse (kip)steun. De voeg moet dan voldoende stijf zijn en tevens in staat zijn de krachten over te brengen die volgen uit NEN 6770, art. 12.2.4.2.

Wanneer een mechanische koppeling tussen vloer en ligger ontbreekt, dan moeten deze krachten worden overgebracht door de wrijving van het oplegmateriaal tussen enerzijds de stalen ligger en anderzijds de betonnen vloer. Het probleem is echter dat niet bekend is hoe het vilt zich constructief gedraagt en dat er geen rekenregels bekend zijn voor deze specifieke situatie. Bij (zeer) lichte constructies en bij aardbevingen komt daarbij het probleem dat dan gegarandeerd moet worden dat de contactkracht altijd aanwezig is. Praktisch betekent dit dat de vloer voor de ligger niet als kipsteun kan fungeren en een andere oplossing moet worden gevonden.

Bij verdiepinggebouwen is het bijna altijd van belang dat de zijdelingse windbelastingen door de vloer naar de stabiliteitsvoorzieningen kunnen worden overgebracht. Vanwege de benodigde constructieve samenhang van de vloerconstructie moet dan sowieso een mechanische koppeling tussen vloer en ligger worden aangebracht. Maar ook om bijvoorbeeld voortschrijdende instorting te voorkomen of om de veiligheid bij brand te vergroten zijn mechanische koppelingen vaak nodig. Meer informatie over dit laatste aspect is te vinden in de CUR/BmS/-publicatie Vloeren van kanaalplaten met geïntegreerde stalen liggers.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 187 (december 2005).

Moeten koppelliggers, die kipstabiliteit verlenen aan de liggers, brandwerend zijn?

In een dakconstructie worden de stalen dakliggers tegen kip gesteund door een aantal koppelliggers. Deze dakliggers moeten een brandwerendheid hebben van 60 minuten. Moeten de koppelliggers nu ook 60 minuten brandwerend worden uitgevoerd?

In beginsel wel, maar het is niet altijd nodig. Wanneer de koppelliggers niet brandwerend worden bekleed valt de steunende werking in een vroeg stadium van de brand weg en kunnen de dakliggers eerder bezwijken. Het is echter toegestaan om in de brandberekening het effect van (bij brand) ontbrekende kipsteunen mee te nemen. In dat laatste geval moet de belastinggraad worden gebaseerd op de bij brand aanwezige belasting én op de maximale opneembare kipbelasting van de niet-gesteunde ligger bij kamertemperatuur (20 °C). Deze beschouwing leidt tot een hogere belastinggraad van de dakligger en dus een lagere kritieke staaltemperatuur. Er zal derhalve een grotere bekledingsdikte van de dakliggers nodig zijn. Deze meerkosten voor een duurdere bekleding vallen echter vermoedelijk ruimschoots lager uit dan de kosten van het bekleden van de koppelliggers.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 166 (juni 2002).

Hoe groot is de wrijvingscoëfficiënt tussen staal en beton waarop minimaal mag worden gerekend?

In een staalconstructie met geéntegreerde liggers en kanaalplaten worden de kanaalplaten om logistieke redenen eerst aan één zijde op de liggers geplaatst voordat het andere veld (korte tijd later) wordt volgelegd. Het verdraaien van de stalen ligger wordt gedeeltelijk voorkomen door de horizontale wrijvingskracht tussen staal en beton. Hoe groot is de wrijvingscoéfficiént tussen staal en beton waarop minimaal mag worden gerekend?

[afb. a]

De Nederlandse normen geven geen enkele aanwijzing voor de gevraagde minimale wrijvingscoëfficiënt. De Duitse DIN 18800 (Stahlbouten. Teil 1. Bemessung und Konstruktion, 1981) hanteert in art. 5.4.2 een waarde = 0,3. Uitgaande van een veiligheidsmarge van 1,5 geeft dit een effectieve waarde van = 0,2. Volgens de Duitse norm mag er dus op worden gerekend dat 20% van de verticale oplegkracht via wrijving in het contactvlak tussen staal en beton kan worden overgedragen. Wanneer er een oplegmateriaal wordt toegepast, zoals vilt of rubber, moet echter bij de leverancier hiervan worden nagegaan op welke waarde van de wrijvingscoëfficiënt mag worden gerekend.

Opgemerkt wordt dat het in Nederland niet gebruikelijk is om in de gebruiksfase op wrijving te dimensioneren vanwege de constructieprincipes van taaiheid en incasseringsvermogen. Bovendien is de contactdruk lang niet altijd permanent aanwezig. Rekenen op wrijving is gebruikelijk bij voorgespannen constructies zoals voorspanbouten.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 149 (augustus 1999).

Welke waarde voor Wy moet worden ingevuld in art. 6.3.2.4 van NEN-EN 1993-1-1?

De kipgevoeligheid van een gesteunde ligger in een gebouw wordt getoetst met de eenvoudige toetsingsregel uit NEN-EN 1993-1-1, art. 6.3.2.4. In de formule voor het buigend moment Mc,Rd komt het weerstandsmoment Wy voor. Is dat het weerstandsmoment van het gehele profiel?

Ja. De formule voor de eenvoudige toetsingsregel is opgebouwd uit twee delen. Het eerste deel ( f = kcLc/if,2 1 c0) beschrijft de grensslankheid waarbij nog net geen instabiliteit optreedt wanneer de gedrukte flens wordt beschouwd als een op druk belaste kolom. Deze beschouwing gaat er echter van uit dat de kolom wordt belast door een belasting gelijk aan de doorsnedecapaciteit ( = fy). Het tweede deel (Mc,Rd/My,ed) houdt rekening met de mate waarin de ligger wordt belast. Eigenlijk hoort hier te staan de vloeispanning gedeeld door de spanning in het zwaartepunt van de gedrukte flens. eenvoudigheidshalve heeft de Eurocode ervoor gekozen dit uit te drukken in de momentverhouding (Mc,Rd/My,ed). Dit is een conservatieve benadering van de verhouding van de spanningen.

Voor de bepaling van Mc,Rd wordt in het artikel ook een aanwijzing gegeven. Omdat de te berekenen verhouding van spanningen (uitgedrukt in momenten) betrekking heeft op de spanning in de gedrukte flens, moet wy worden bepaald voor de gedrukte flens. De normtekst gaat dus niet expliciet uit van dubbelsymmetrische doorsneden. Daardoor kan er een onderscheid worden gemaakt tussen het weerstandsmoment voor de gedrukte en voor de getrokken zijde (flens).

Afhankelijk van de doorsnedeklasse van het profiel bezit Wy verschillende waarden. Met Wy wordt dus niet altijd het elastisch weerstandsmoment bedoeld.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 215 (juni 2010).

Is het met de kipkrommen uit de Eurocode toegestaan willekeurige profielen te toetsen op kip?

NEN 6771 geeft voor het toetsen van profielen op kipstabiliteit uitsluitend regels voor dubbelsymmetrische I-vormige doorsneden en voor buisprofielen. NEN-EN 1993-1-1 kent deze beperking niet en geeft in art. 6.3.2.2 (Kipkrommen. Algemeen) aan dat voor 'andere doorsneden' kipkromme d van toepassing is. Voor het bepalen van het elastisch kipmoment wordt echter weer terugverwezen naar NEN 6771. Is het nu met de kipkrommen uit de Eurocode toegestaan willekeurige profielen te toetsen op kip (bijvoorbeeld UNP's en L-profielen)?

De Eurocode mag worden gebruikt voor het toetsen van de kipstabiliteit van alle profielen via de algemene kipkromme. De opstellers van de Eurocode hebben ervoor gekozen om voor profielen waarvan onvoldoende gegevens uit onderzoek beschikbaar zijn een zeer ongunstige kipkromme te geven. Of dit voldoende ongunstig is voor alle 'andere doorsneden' is niet onderzocht.

In de praktijk blijft dan echter het probleem dat de Eurocode niet aangeeft hoe het kritisch elastisch kipmoment moet worden bepaald. Dit kan in alle gevallen met behulp van de toegepaste mechanica, maar dat is lastig. Voor Nederland is dit opgelost door voor het bepalen van het kritisch elastisch kipmoment in de Nationale Bijlage te verwijzen naar de TGB1990, die echter uitsluitend rekenregels geeft voor I-profielen.

Het is daarom nog niet eenvoudig mogelijk de kipstabiliteit van andere profielen te beoordelen. Een alternatief is om het kritieke elastische kipmoment van deze profielen te bepalen met de eindige-elementen-methode, maar dat is erg gecompliceerd.

Voor U-profielen kan ook gebruik worden gemaakt van een nieuwe toetsingsregel die is ontwikkeld door onderzoek aan de TU Eindhoven.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 218 (december 2010).

Hoe bepaal ik de kiplengte van een uitkragende gording?

Een dakconstructie van een bedrijfshal bestaat uit uitkragende gordingen van IPE 360 met daarop geprofileerde stalen dakplaten. Bij winddruk op het dak wordt de gedrukte flens van het uitkragende gedeelte niet gesteund. Hoe bepaal ik de kiplengte van deze uitkragende gording?

Voor de toetsing van de kipstabiliteit is het niet noodzakelijk om zelf de kiplengte te bepalen. De kiplengte zit impliciet in de rekenregels voor de bepaling van het kritieke elastische kipmoment. Bij de bepaling van het kritieke elastische kipmoment kan namelijk worden gekozen voor een belastingsgeval met een gelijkmatig verdeelde belasting op een uitkraging. Voorwaarden voor het toepassen van de toetsingsregels is wel dat het staafeinde als een gaffel werkt. Deze gaffel kan in de praktijk worden gerealiseerd door bijvoorbeeld een randbalk.

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (maart 2009).

Mag een doorgaande gording als kipsteun worden beschouwd als in het spant een schotje wordt aangebracht?

Een landbouwschuur bestaat uit driescharnierspanten met een hart-op-hart afstand van 4 m. Over de spanten lopen doorgaande gordingen met daarover heen golfplaten. Als gevolg van de opwaartse windbelasting zal de onderrand van het spant willen kippen. Als in het spant ter plaatse van de kruising met de gording een schotje wordt aangebracht mag de gording dan als kipsteun worden beschouwd?

Ja, onder voorwaarden mag een stalen gording worden aangemerkt als kipsteun voor het spant. Door de drukkracht in de flens ontstaan krachten op de steunen die verhinderen dat het spant op kip bezwijkt. Op het moment dat het spant de grens van de kipstabiliteit heeft bereikt zijn die krachten maximaal. De verbinding tussen de gording en de bovenflens van het spant moet in staat zijn de steunkrachten over te brengen naar de gording. De gording zelf moet sterk en stabiel genoeg zijn om de gecumuleerde steunkrachten op te nemen. De derde voorwaarde is dat de gording in lengterichting gesteund moet zijn door een stabiliteitsverband.

Als de steunkrachten ten behoeve van de kipstabiliteit van de onderflens van het spant via de gordingen worden afgevoerd, ontstaan momenten ten opzichte van de gording. De gording en de verbinding moeten in staat zijn deze momenten op te nemen. In plaats van schotjes kunnen ook schoren worden aangebracht tussen onderflens en gording.

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (april 2010).

Zijn er formules of tabellen waarmee de waarden van C1 en C2 eenvoudig kunnen worden bepaald?

Bij het toetsen van de kipstabiliteit volgens NEN-EN 1993-1-1 dienen voor het berekenen van het kritiek elastisch kipmoment (bijlage D van de Nationale Bijlage) de coëfficiënten C1 en C2 te worden bepaald. Deze zijn afhankelijk van het momentenverloop. Voor enkele basisbelastingsgevallen en combinaties van deze gevallen zijn hiervoor waarden gegeven in de tabellen NB.6 tot en met NB.8. Voor twee basisbelastingsgevallen met kopmomenten worden in figuur NB.33 en NB.34 grafieken gegeven waar waarmee, afhankelijk van en B*, de waarden van C1 en C2 kunnen worden afgelezen. De grafieken zijn echter lastig af te lezen. Zijn er formules of tabellen waarmee de waarden van C1 en C2 eenvoudig kunnen worden bepaald?

Wij beschikken niet over formules voor de grafieken, maar wij hebben wel tabellen met de grafiekwaarden. Deze tabellen zijn opgenomen in GTS 2013. De grafieken zijn overigens identiek aan de grafieken in NEN 6771.

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (augustus 2011).

Hoe bepaal ik voor de toetsing van de stabiliteit de torsiegevoeligheid van de staaf?

Een stalen ligger wordt belast met zowel een buigend moment om de sterke as als met een normaaldrukkracht. Voor de toetsing van de stabiliteit volgens art. 6.3.3 van NEN-EN 1993-1-1 wordt voor de bepaling van de interactiefactoren kij in de Nationale Bijlage verwezen naar bijlage B. De waarde van de interactiefactoren zijn afhankelijk van het feit of de staaf gevoelig is voor vervormingen door torsie of niet. Hoe bepaal ik de torsiegevoeligheid van de staaf?

Met gevoelig voor vervorming door torsie wordt hier bedoeld de gevoeligheid voor kippen (kipstabiliteit). Indien cLT < 1 is een staaf gevoelig voor vervormingen door torsie. In z n algemeenheid kan worden gezegd dat gesloten profielen, zoals buizen (h/b 3), niet gevoelig zijn voor vervormingen door torsie en dat open profielen, zoals HE- en IPE -profielen mogelijk wel gevoelig zijn voor vervormingen door torsie. De gevoeligheid voor vervormingen door torsie kan worden beperkt door zijdelingse steunen.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 234 (augustus 2013).