Engineering office:
ingenieursgroep Romkes B.V.
Hoogte:
7 meter
Ronding:
4 meter
Totaal:
10 meter
Gewicht:
200 ton,
Als lid van het bouwteam bestaande uit Bouwbedrijf
Midreth uit Mijdrecht, Bureau Swarts & Jansma en Hardstaal
uit Lemmer,
waren
wij als constructeur betrokken bij de
bovenbouw van Galgenwaard Utrecht. In 1999 gestart met
de
Noordtribune
was nu Zuid aan de beurt. Het totaal
aantal extra zitplaatsen bedraagt ca. 20000 en het gehele
project zal zijn afgerond in de loop van het jaar 2003.
Uiteraard is het gehele project doorgerekend
met het
pakket ESA-Prima Win van SCIA,
waar wij nu onze speciale
aandacht op richten is het hoofd vakwerkspant.
De totale
constructie met een lengte van 137 meter heeft een vrije
overspanning van 105 meter. Het totale gewicht van het
spant bedraagt 200 ton en het spant is volledig opgebouwd
uit een buizenstructuur.
Gegeven is een 3D model van het
hoofdspant
met zijn specifieke randvoorwaarden en een
aantal belastinggevallen.
Deze belastingen komen voort uit
uiteraard eigen gewicht en permanente belastingen in en
van het spant en uiteraard uit de belastingen van de
onderhangende vakwerkspanten.
Belastinggevallen
Eigen gewicht.
De permanente belastingen uit het dakvlak dat op de
spanten wordt gemonteerd.
De sneeuwbelastingen.
Uiteraard de
wind in de lengterichting van het spant,
waarbij rekening gehouden is
met de geprojecteerde
oppervlakten en de richtlijnen uiteraard van NEN 6702
specifiek voor deze buisconstructies.
Naast
wind van links uiteraard
wind van rechts als
specifiek belastinggeval.
Wellicht
niet
direct
op
deze
open structuur
van
toepassing, toch
als
volledigheidshalve ingevoerd,
onderdruk en dat heeft
meer te
maken
met de direct
achter deze tribune geplaatste sporthal die toch wellicht
een kleine invloed heeft op de totale structuur waardoor
zodanig dit belastinggeval is gegenereerd.
Naast onderdruk uiteraard overdruk.
Veel belangrijker dan onderdruk en overdruk voor deze
structuur was uiteraard zuiging en druk op het dakvlak.
De
zuiging en deze factoren zijn mede bepaalt in overleg met
uiteraard de gemeente Utrecht en studies van bureau Stoel
en Borculo hebben bijgedragen aan de vaststelling van de
overdruk en onderdrukwaarden, zuiging en druk op het
dakvlak.
Dit zijn bijzonder kritische belastinggevallen.
Naast zuiging ook druk op het dakvlak, een die in dit geval
specifiek voor de helling van het dakvlak die groter is dan de
zuiging op het dak.
Ter completering uiteraard windwrijving op het dakvlak. En
windwrijving op het vakwerkspant zelf is een specifiek
belastinggeval.
In
overleg
met
bouwbedrijf
Midreth is
een
soort
montageplan gemaakt,
waarbij in de eerste situatie, in
eerste instantie een aantal spanten werden gehangen en
het was van belang om te kijken wat er gebeurde met het
hoofdspant ten tijde van het hangen van de eerste vier
spanten.
Vandaar deze specifieke belastingsituatie.
Het bijzondere van dit spant,
was de wijze van montage en
de
wijze van productie. In principe zijn het een aantal
segmenten van circa 15 meter lang, die doormiddel van pen
en gatverbindingen met elkaar zijn verbonden.
Daarbij
was
onoverkomelijk het feit dat gatspeling van invloed zou zijn
en we hebben het pakket ESA-Prima Win kunnen gebruiken
om de invloed van de gatspeling doormiddel van de niet
lineaire berekening te kunnen bepalen, zodat
we de
vervormingen konden beheersen. In de praktijk bleek dit tot
een nauwkeurigheid van 80% te kloppen.
Dat dit uiteraard voor de permanent c.q. eigen gewicht
geldt,
mag duidelijk zijn.
Op het
moment dat het eigen
gewicht van een spant werd toegelaten, betekende het de
eliminatie van de gatspeling. Vandaar dat de eerste fase
berekening
niet lineair
elastisch
geschiedt,
waarbij
uitsluitend permanent gewicht en eigen belastingen die op
dat
moment op het spant aanwezig
waren,
werden
uitgevoerd. Dit gebeurde met het aanvinken van het niet
lineaire deel
waarbij gatspeling van toepassing
werd
verklaard.
De overige belastinggevallen, en uiteraard combinaties
werden vervolgens lineair elastisch uitgerekend, en de som
van de totale vervormingen bestond uit een niet lineair deel
en een lineair elastisch deel en door het niet lineaire deel te
elimineren
kregen
wij
een
perfect
beeld
voor
de
uiteindelijke vervorming van het spant.
Usage of ESA-Prima Win
Een perfecte weergave van de spanningscontrole waarbij
de grafische
weergave bijzonder effectief
werkt, groen is
goed net als bij een stoplicht, rood is fout en blauw is
eigenlijk
een constructeur
onwaardig
bij
materialen
oneconomisch zijn of
worden toegepast. Het is een klein
fragment
over
de
complete spanningscontrole,
alle
combinaties
werden
meegenomen.
ESA-Prima
Win
construeert perfect.
Met 2 achthonderd tons kranen van de firma van Zeumeren
mammoet, is het hoofdspant uiteindelijk geplaatst, de
berekende vervorming was 180 mm waarvan bleek dat na
metingen 156 mm op te treden. Deze theorie en praktijk
klopten perfect met elkaar.
Na een spannende dag,
waarbij het spant geplaatst werd
binnen een uur kon verder worden gegaan met het invullen
van de rest van de kapconstructie bestaande uit het
onderhangen van de vakwerkspanten.
Ook tijdens de, en
na de
montage van het spant zijn steeds
metingen
uitgevoerd,
waarbij het gedrag van de totale structuur
beheerst kon worden en gesteld kan worden dat zeker door
de hulp en met behulp van het programma ESA-Prima Win
gesteld kan worden dat de praktijk en theorie elkaar konden
volgen.
Met de hand is dat eigenlijk niet uit te voeren, zeker
waar dat gaat om de elastisch niet lineaire toestanden zoals
de gatspelingen.
Last but not least,
het is een klein onderdeel van het totale
galgenwaard gebeuren, op dit moment wordt aan oost en
west gerekend, eigenlijk een kopie van de zuidkant en we
gaan op vertrouwde voet verder met het pakket ESA-Prima
Win ik ben uiterst tevreden over de manier van invoeren, de
gebruikersvriendelijkheid is een bijzonder sterk punt van het
pakket.
65
SCIA User Contest Catalog
