Dit IS .cletweege?aflevering van.dembriekFundamenteel. De?e .rubriek is bedoeld .?ntwoordt~gevertopvragendienaarvorenziJn gekomen bij hetgebniikyan clenieuwegeotechnlsche ndi"m~n NEN674D .. tm.6744~Nogr(\aBls attenderen wij de lezers op demogef!ikhEjid vragen ter.peantwqordirlg-; ~, ' , ' ,\loor te leggen aandeyo/gende leden \lande normcommisSie: ir.\IIU:He!fnen;ing.T.J.-'H.E.Comgnon enprofJr.A.F..yanTol.Uw vragen kunt u sturen naar:BetonPrisma, Red.Bctie CEMENT,postbus 35.32,5203 DM's-HertogenbQsell~CEMENT1995j9? ?Vraag 2Volgens de norm Geotechniek behoeft voorde windbelasting geen zettingsberekeningte worden uitgevoerd.Er is alleen een toetsing vereist in verbandmet de langdurige verticale belasting.Toetsingvan de horizontale verplaatsing vanop staal gefundeerde constructies tengevol-ge van de windbelasting volgens NEN 6702onder 10.3, is dus niet mogelijk zolang ergeen ondubbelzinnige rekenprocedure isvoorgeschreven voor het bepalen van de ro-tatiebeddingsconstante voor kortdurendebelasting uit een sondering.Kunt u hiervoor een rekenalgoritme, respec-tievelijk -procedure aangeven, zodat we ein-delijkafzijn van al datgegoochel metde bed-dingsconstante??de belastingen, datgeen consolidatie van deondergrond kan optreden, bijvoorbeeld voorde stuwdruk van de wind.De veerconstante onder cyclische belastingkpaal:CYCI geldt voor cyclische belastingen zo-als bijvoorbeeld golven en windvlagen. Ach-tereenvolgens wordt op deze verschillendeveerconstanten ingegaan.Veerconstante bij statische belastingIn principe kan de veerconstante onderstati-sche belasting eenvoudig worden berekenduit de paalkopzakking onder deze statischebelasting. In NEN 6743 is aangegeven hoede zakking van de paalkop dient te wordenbepaald.Een complicatie die zich hierbij voordoet, isde bepaling van de veerconstante in grens-toestand 1. In principe bevindt een paalfun-Voor een fundering op palen werd tot op he- dering zich in grenstoestand 1 in een be-den voor de invloed van de grond altijd 1,5 x zwijksituatie, dat wil zeggen dat de reken-de paallengte aangehouden. Ook dit is een waarde van de draagkracht gelijk is aan deveel toegepaste goocheltruc. Als dit mag rekenwaarde van de belasting. De bijbeho-worden toegepast voor aile paalfunderin- rende zetting is onbepaald.gen, waarom wordt of is dit niet in de norm De veerstijfheid in grenstoestand 2 kan welverwerkt? ondubbelzinnig worden bepaald. Hiertoewordt de paalkopzakkingonder de represen-Antwoord tatieve waarde van de belasting, inclusief deGelet op het ontbreken van een duidelijke representatieve negatieve kleef, bepaald oprichtlijn voor het bepalen van de veercon-stanten van paalfunderingen in de geotech-nische normen, is het zinnig uitvoerig op de-ze materie in te gaan.De beddingsconstante voor staalfunderin-gen komt in een volgende aflevering van Fun-damenteel aan de orde.Met betrekking tot veerstijfheden van paal-funderingen is een onderscheid in de veer-stijfheid bij statische, kortdurende en cycli-sche belastingen zinvol.basis van de representatieve waarde van dedraagkracht van de paal. Dit levert de repre-sentatieve veerstijfheid op onder statischebelasting kpaal;stat;rep'Voor de bepaling van de veerstijfheid ingrenstoestand 1 wordt voortgebouwd op dealgemene filosofie voor de bepaling van re-kenwaarden: de rekenwaarde van een mate-riaaleigenschap wordtverkregen doordeling(ofvermenigvuldiging) van de representatie-ve waarde door (of met) een materiaalfac-tor. In analogie hierop kan de veerconstanteDe veerconstante voor statische belastin- in grenstoestand 1 worden bepaald door degen kpaal;stat geldt voor de permanente belas-tingen en het permanente gedeelte van deveranderlijke belasting.De veerconstante voor kortdurende belas-tingen kpaal;kort geldt voor zodanig kortduren-veerconstante voor grenstoestand 2 te de-len door een parti?le factor. In formule:kpaal;stat;dKpaal;sta~repYm:k17? ?schacht punt (kNl500 500 1000Ps; 0,25fs? tot?~-----10~~~~~~~------~2030E.?4Oen.S.x.x'"N/;;; tot; rep.1. Statische veerstijfheid I),aal;statFs;tot;perm;rep = Fs;perm;rep + Fs;nk;rep = 1900 kNWtot;perm;rep = 9,5 mmkpaal;stat;rep = 1900/9,5 = 200 kN/mmkpaal;stat;d = 200/1,3 = 154 kN/mm2. Kortdurende veerstijfheid kpaal;kort1500Fs;tot;rep = Fs;perm;rep + Fs;nk;rep + Fs;wind;rep = 2025 kNWtot;rep = 12 mm?2000103fs; perm; rep = 1580 kN/;;; wind; rep = 125 kNPs; nk ; rep = 320 kNctJ0.."'"~I+ laag 1 kleirIJ 400 mm::::.~.:~~::~::: laag 2 zand:/:::~:.::~2000Fr; punt ; rep = 2000 kNFr; schacht; rep = 600 kNFS;Wind;repkpaal;kort;rep = 1,5 x ------'-'--.:.....:..---Wtot;rep - Wtot;perm;rep1,5x 125- - - = 75 kN/mm2,5kpaal;kort;d = 75/1,3 = 58 kN/mm.3. Cyclische veerstijfheid kpaal;cYCIFr;O,25 = 0,25 ? 2600 = 650 kNwO,25;rep = 1,5 mmkpaal;cYCI;rep = 0,8 . (650/1,5) = 347 kN/mmkpaal;cYCI;d = 350/1,3 = 267 kN/mm@ Veerstijfheden van paalfunderingenHierin is Ym;k de materiaalfactor die op deveerconstante moet worden toegepast enwaarvoor conform de veerconstante voorvervormingen in NEN 6740, de waarde 1,3thode worden gevolgd, indien de paal-schacht zich over een bepaald gedeelte ineen dergelijke slappe laag bevindt. In Funda-menteel1 wordt de aanpak voor de bepalingkan worden aangehouden. Figuur 2 geeft van de rekenwaarde van de veerstijfheid bijvoorbeeld ook toepasbaar is in gebiedenwaargeen of niet noemenswaardige samen-drukbare lagen aanwezig zijn en waar mentoch voor een paalfundering heeft gekozen,zou zijn het in rekening brengen van het kort-durende karakter van een belasting doormiddel van een factor op de statische veer-stijfheid. De veerstijfheid voor kortdurendebelasting wordt dan als volgt bepaald:? eerstwordtdezakkingbij de representatie-ve waarde van de permanente belastingvastgesteld, inclusief de negatieve kleefzoals bij het begin van dit antwoord is aan-gegeven;? vervolgens wordt uit de extra zakking diewordtveroorzaakt doorde representatievewindbelasting de bijbehorende veerstijf-heid over het belastingincrement bepaald.Vanwege de korte duur wordt de hierbij ge-vonden waarde met een factor 1,5 ver-menigvuldigd; dit is een veilige benaderingomdat niet alleen in cohesieve lagen hettijd-seffect een rol speelt, maar ook zandlageneen zeker tijdsafhankelijk verloopgedragkennen. Eventueel kan aan de zijde waar dewindbelasting tot een vermindering van debelasting leidt, op analoge wijze een veer-stijfheid voor ontlasting worden bepaald.Tenzij hiervoor kpaal;cYCI;rep (zie onderstaand)wordt genomen, mag ook hier de factor 1,5worden toegepast.De geschetste werkwijze is eveneens in fi-guur 2 weergegeven. Opnieuw wordt uit derepresentatieve veerstijfheid met behulpvan de materiaalfactor de rekenwaarde voorde veerstijfheid gevonden. De factor 1,5 isarbitrair, maar zeker aan de veilige kant: deop deze wijze gevonden kpaal;kort;d (58kN/mm) ligt nog aanmerkelijk onder dewaarde (95 kN/mm), die gevonden werdmet de in Fundamenteel 1 beschreven me-thode. Door middel van onderzoek en prak-tijkmetingen zou deze factor kunnen wordenbijgesteld.een voorbeeld van deze bepaling. kortdurende belasting kpaal;kort;d beschreven. Voor kortdurende belasting behoeft in geenDe bepaling geschiedt met behulp van het geval de samendrukking van diepere lagenVeerconstante bij kortdurende belasting last-zakkingsdiagram van de rekenwaarde (meer dan 4 Deq onder het paalpuntniveau)Voor kortdurende belastingen, waarmee be- van de draagkracht en van de belasting. Dit te worden meegerekend. Uiteraard dient dedoeld wordt belastingen waarbij geen conso- zou ook op de hieromschreven wijze uitgaan- elastischeverkortingvan de paalschachtwellidatie van slappe cohesieve lagen kan de van kpaal;kort;rep kunnen. te worden meegerekend.plaatshebben, kunnen de benaderingen vol-gens de in Fundamenteel 1 beschreven me- Een alternatieve benaderingswijze, die bij-18 CEMENT1995/9Veerconstante bij cyclische belastingenDeze veerstijfheid geldt voor relatief kortdu-Rotterdamse Ondernemersprijs voor Sign Designrende belastingswisselingen, bijvoorbeeldbelasting doorwindvlagen en golven, waarbij Sign Design in Rotterdam is een ontwerpbu-gedacht moet worden aan frequenties in de reau voor grafische en ruimtelijke vormge-orde van ??n seconde. Het verschil met de ving. Het bedrijf is opgericht in 1987 enhiervoor beschreven kortdurende belasting houdtzich bezig metindustrieel ontwerp, be-is, dat de grond zich bij een eenmaal optre- wegwijzering, in- en exterieur ontwerp, gra-dende kortdurende belasting relatief slap fisch ontwerp en corporate communicatie.gedraagt en zich bij ontlasten en herbelas- Deze vijf disciplines geven het bureau eenten stijf gedraagt. In figuur 2 is, ter illustratie, brede basis. Er is kennis over marketing-hetwaargenomengedragbijeenproefbelas- communicatie, maar bijvoorbeeld ook overting weergegeven. materialen.Uit analyse van een tiental proefbelastingen De erkenning voor het werk van Sign Designblijkt dat de veerstijfheid onder wisselende kwam eind april van ditjaarduidelijk naarvo-belasting kpaal;cYCI een vast percentage is vandeveerstijfheid over heteerste trajectvan deproefbelasting. Uit de analyse volgt dat:kpaal;cyC' = a k paal;stat;o.25Hierin is:a een factor die gemiddeld 0,8 be-draagt;k paal;stat;O.25 de veerstijfheid bij een belastinggelijk aan 25% van het maximaledraagvermogen (F,;O.25)' bepaalduit een proefbelasting, onderstatische belasting.ren, toen het bedrijf de Rotterdamse Onder-nemersprijs won.Een voorbeeld van de werkwijze van SignDesign is te vinden bij de BFBN. Na verande-ring van huisstijl en renovatie van het pand,ontbrak een naamsaanduiding bij het ge-bouw.Uiteraard was een uitvoering in beton eenvereiste. Bijgaande foto laat een geslepensierbetonplaat zien met daarop de belette-ring bfbti in de huisstijl. Tot de aankledingrondom het gebouw horen ook elementenvoor de tuininrichting.zo groot boven op het gebouw aanbrengen,dat het vanaf de autosnelweg A2 duidelijkzichtbaar zou zijn.Sign Design onderzocht de mogelijkheden.De afstand tot de snelweg bleek zo groot datde naamsaanduiding zeer groot zou moetenworden. De enorme windbelasting die ditmet zich bracht, zou forse investeringen ver-gen. Verder was de ligging van het pand zo-danig dat de naamsaanduidingveel passan-ten niet zou opvallen. Vandaar dat Sign De-sign een alternatief adviseerde: een zuil openige afstand die het karakter van het ge-bouw ondersteunt. Kleurstelling, materiaal-Omdat proefbelastingen niet altijd voorhan- keuze (roze natuursteen die ook in het ge-den zijn, zal bovenstaande bepaling reken- Een ander voorbeeld: huurders in verzamel- bouw is verwerkt) en belettering zorgen voorkundig dienen te geschieden, dat wil zeggen kantoorgebouwen willen veelal hun identiteit een opvallend accent. De ligging op een in-met de last-zakkingsdiagrammen uit de buiten het gebouw kenbaar maken. HEVO, dustrieterrein met weinig passanten in denorm en de elastische verkorting van de de grootste huurder van het gebouw Hoog avond, maakte verlichtingvan de zuil overbo-paaI. Hiermee wordt een veilige waarde ge- Heinis in 's-Hertogenbosch, wilde haar naam dig.vonden, omdat bij de proefbelasting het wer-kelijke gedrag wordt gemeten, dus inclusiefafdracht in de bovenlagen.De nu gevonden cyclische veerstijfheid kanworden gebruikt voor de bepaling van de bij-drage van de fundering aan de stijfheid vanhet gebouw, dit met het oog op hinder doortrillingen tengevolge van windbelasting. Indat geval betreft het een gebruiksgrenstoe-stand en dient dus de representatievekpaa,;cYC,;rep te worden gebruikt. Voor de bepa-lingvan de eigenfrequentie van een hoogge-bouw, met het oog op opslingereffecten dieeen bezwijkgrenstoestand kunnen veroorza-ken, moet de rekenwaarde van deze veer-stijfheid worden genomen, te bepalen doordelen van de representatieve veerstijfheiddoor de materiaalfactor.?CEMENT1995/9 19