Rapport stabiliteitstest Wiki-House Swift Systeem

Page 1

Beproevingsrapport: Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Rapportcode: 22.0052

SHR

Nieuwe Kanaal 9e

6709 PA Wageningen

Tel: 0317-467366

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Datum: 8 juni 2023 Pagina: 2/40

Tenzij anders vermeld zijn de werkzaamheden op deze locatie uitgevoerd

E-mail: w.degroot@shr.nl

Dit rapport heeft 40 bladen. Het is eigendom van de opdrachtgever, die gerechtigd is dit rapport integraal te publiceren. Gedeeltelijke publicatie, ook door de eigenaar, is slechts toegestaan na schriftelijke toestemming van SHR

SHR is niet verantwoordelijk voor door de opdrachtgever aangeleverde informatie die van invloed kan zijn op de geldigheid van de resultaten. De door de klant aangeleverde informatie in dit rapport is gespecificeerd.

Opdrachtgever: Dienst Stedelijke Ontwikkeling

Afdeling: Woningbouwatelier

Postbus 200

1300 AE Almere

Bijlage(n): 5

Projectnummer: 22.0052

Auteurs:

ir. W.H. de Groot Projectleider ir. A.M. Kloppenburg 2e auteur
schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module Rapportcode: 22.0052 Datum: 8 juni 2023 Pagina: 3/40 Inhoudsopgave Inhoudsopgave 3 1 Inleiding 4 1.1 Opdracht 4 1.2 Beschrijving project en voorgeschiedenis 4 2 Materiaal en methode 6 2.1 Beschrijving monstermateriaal 6 2.2 Methode 7 2.3 Gebruikte apparatuur 8 2.4 Periode onderzoek 8 3 Resultaten 9 3.1 Proefstuk T1 + T2 9 3.2 Proefstuk T3 + T4 10 3.3 Totaal: ‘T1 + T2’ en ‘T3 + T4’ 11 4 Constructieberekening 13 4.1 Maximale verplaatsing volgens NEN-EN 1990 13 4.2 Windbelasting volgens EN 1991-1-4 14 4.3 Maximaal aantal modules in Almere ..................................................................................... 14 4.4 Bepalingswijze karakteristieke sterkte 16 4.5 Bezwijken van de constructie, belasting op ‘stabiliteitselement’ 16 4.6 Bezwijken van de constructie, belasting ‘module’ 18 5 Conclusie 19 Literatuur 20 Bijlage 1 Opbouw proefstuk T1 en T2 22 Bijlage 2 Opbouw proefstuk T3 en T4 25 Bijlage 3 Afmetingen van de module + locatie meetopnemers 34 Bijlage 4 Detaillering verankering 36 Bijlage 5 Berekening veerstijfheid + controle verplaatsingen 39
Horizontale

Rapportcode: 22.0052

1 Inleiding

1.1 Opdracht

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 4/40

Van het Woningbouwatelier te Almere werd op 29 juni 2022 de opdracht ontvangen om de horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module te bepalen

1.2 Beschrijving project en voorgeschiedenis

In 2016 is in Almere in het Homeruskwartier de pionierswoning gerealiseerd volgens het zogenaamde Wikihouse ‘SWIFT’ bouwsysteem. Dit betreft een eenlaagse woning, een zogenaamde ‘tiny house’, waarvan een afbeelding is gegeven in figuur 1.

Ten behoeve van dit project zijn door SHR de volgende rapporten opgesteld:

- SHR-rapport 16.0462-1 ‘Pionierswoning WikihouseNLte Almere: Brandoverslag en brandveiligheid hoofdraagconstructie’, d.d. 20 maart 2017.

- SHR-rapport 16.0462-2 ‘Pionierswoning WikihouseNL te Almere: constructieberekening fundering’, d.d. 20 maart 2017

- SHR-rapport 16.0462-3 ‘Pionierswoning WikiHouseNL te Almere: berekening hoofddraagconstructie’, d.d. 12 juni 2017

- SHR-rapport 16.0462-4 ‘Pionierswoning WikiHouseNL te Almere: wijziging bevestiging fundering + gewijzigde plaatverdeling van de segmenten’, d.d. 14 juli 2017

In SHR-rapport 16.0462-3 zijn laboratoriumtesten uitgevoerd ten behoeve van het bepalen van de sterkte en stijfheid van de opbouw van de vloer- wand- en dakconstructie volgens het Wikihouse ‘SWIFT’ bouwsysteem.

In 2019 is gestart met het ontwikkelen van tweelaagse woningen voor het project ‘De Stripmaker’ in Almere buiten. De woningen in fase 1 zijn inmiddels gerealiseerd. Een afbeelding van de realisatie is gegeven in figuur 2.

Figuur 1 – Pionierswoning te Almere (bron: https://wikihousenl.cc).

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 5/40

Ten behoeve van dit project is door SHR het volgende rapport opgesteld: - - SHR rapport 19.0555-1 ‘WikihouseNL, Stripmakersbuurt te Almere: laboratoriumtesten draagkracht’, d.d. 2 maart 2020

Voor de woningen in fase 1 van ‘De Stripmaker’ is ervoor gekozen om een stabiliteitswand te plaatsen op de begane grond ten behoeve van de horizontale stabiliteit als gevolg van de uitgeoefende windbelasting. Voor de uitvoering van de stabiliteitswand is er voor gekozen om een afwijkende bouwmethode te hanteren. SHR is gevraagd, om met behulp van laboratoriumtesten, de mogelijkheden, wat betreft de horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van het ‘SWIFT’ systeem te onderzoeken. De onderzoeksresultaten, en de bijbehorende mogelijkheden voor de situatie in Almere, worden in dit SHR-rapport beschreven.

Figuur 2 – Woningen ‘De Stripmaker’ te Almere (bron: https://wikihousenl.cc).

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

2 Materiaal en methode

2.1 Beschrijving monstermateriaal

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 6/40

Van Boerboom BV te Bergeijk zijn proefstukken ontvangen. Het samenstellen en opbouwen van de proefstukken is uitgevoerd door Boerboom BV in naam van de opdrachtgever. Een omschrijving van de proefstukken is gegeven in tabel 1. Een afbeelding is gegeven in figuur 3

Tabel 1. Aangeleverde monsters

22.0052-T1

22.0052-T2

Module van twee verdiepingen opgebouwd volgens het Wikihouse ‘SWIFT’ systeem, zie Bijlage 1*

22.0052-T3

22.0052-T4

Module van twee verdiepingen opgebouwd volgens het Wikihouse ‘SWIFT’ systeem, voorzien van extra stabiliteitselementen in de gevel, zie Bijlage 1 en 2*

* de lijven zijn gemaakt van 18 mm berken triplex, de boven- en onderplaat is gemaakt van 18 mm Fins vuren triplex.

Aantal monsters Monstercode Omschrijving 2
2
Figuur 3 – Opbouw proefstuk T1 + T2 (links) en T3 + T4 (rechts).

Rapportcode: 22.0052

2.2 Methode

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 7/40

Met behulp van het Meccano systeem van het “Structures Laboratory Eindhoven” van de Technische Universiteit Eindhoven is een testopstelling gebouwd. Zie figuur 3. Op verdiepingsvloerniveau is aan de linkerzijde met behulp van een vijzel een horizontale belasting aangebracht volgens het principe weergegeven in figuur 4. De belasting is verplaatsing gestuurd aangebracht met de volgende snelheid:

- Tot het bereiken van 12 mm verplaatsing: 2 mm/min

- Na het bereiken van 12 mm verplaatsing: 5 mm/min

Op verschillende locaties, zie figuur 4, zijn meetopnemers aangebracht voor het meten van de verplaatsing

Aan de onderzijde, ter plaatse van de buitenwanden, is de constructie gekoppeld aan de testopstelling, zie Bijlage 4 voor de detaillering In de praktijk wordt eenzelfde koppeling gemaakt met de randbalk van de fundering. De begane grondvloer is vrij overspannen van buitenmuur tot buitenmuur. Omdat er geen ondersteuningen zijn aangebracht is er op deze positie geen fundering

Figuur 4 – Schematisch overzicht van testopstelling.

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023 Pagina: 8/40

benodigd. Dit geldt eveneens voor het testelement voorzien van extra stabiliteitselementen in de gevel (proefstuk T3 + T4) ook daar is enkel een koppeling gemaakt ter plaatse van de buitengevels.

2.3 Gebruikte apparatuur

Meccano systeem ‘Structures Laboratory Eindhoven’

Holmatro Drukvijzel 240 kN + Loadcell HBM-U10 250 kN statisch, gekalibreerd op gecertificeerde Instron trek- en drukbank.

2x verplaatsingsopnemers Mitutoyo (M0, M1)

5x Panasonic Laser sensor HG-C 1400 ( ADC 01 t/m ADC 05)

2x Draadspanopnemers

2.4 Periode onderzoek

Het onderzoek is uitgevoerd in de periode april - mei 2023.

Rapportcode: 22.0052

3 Resultaten

3.1 Proefstuk T1 + T2

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 9/40

Met behulp van meetopnemer ADC-01 is de horizontale verplaatsing ter plaatse van de verdiepingsvloer gemeten van test T1 en T2. Deze verplaatsing is, samen met de gemiddelde verplaatsing, uitgezet in figuur 5 met behulp van een kracht-verplaatsingsdiagram. De gemeten veerstijfheid, tussen 10% en 40% van de maximale belasting, is Cgem T1+T2 = 375 kN/m. Zie Bijlage 5 voor de uitwerking van de berekening van de veerstijfheid.

Kracht-verplaatsing - t.p.v. 1e verdiepingsvloer

T1

T2

gemiddelde (T1+T2)

Reeks7

Reeks8

Reeks9

Reeks10

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Kracht [kN] Verplaatsing ADC-01 [mm]
Figuur 5 – Kracht-verplaatsingsdiagram T1 en T2 t.p.v 1e verdiepingsvloer.

Rapportcode: 22.0052

3.2

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 10/40

Met behulp van meetopnemer ADC-01 is de horizontale verplaatsing ter plaatse van de verdiepingsvloer gemeten van test T3 en T4. Deze verplaatsing is, samen met de gemiddelde verplaatsing, uitgezet in figuur 6 met behulp van een kracht-verplaatsingsdiagram. De gemeten veerstijfheid, tussen 10% en 40% van de maximale belasting, is Cgem T3+T4 = 1.313 kN/m. Zie Bijlage 5 voor de uitwerking van de berekening van de veerstijfheid.

Kracht-verplaatsing - t.p.v. 1e verdiepingsvloer

T3

T4

gemiddelde (T3+T4)

Reeks11

Reeks12

Reeks13

Reeks14

Proefstuk T3 + T4
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Kracht [kN] Verplaatsing ADC-01 [mm]
Figuur 6 – Kracht-verplaatsingsdiagram T3 en T4 t.p.v 1e verdiepingsvloer.

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 11/40

3.3 Totaal: ‘T1 + T2’ en ‘T3 + T4’

Het gemiddelde van laboratoriumtest ‘T1 + T2’ en het gemiddelde van laboratoriumtest ‘T3 + T4’ is uitgezet in figuur 7.

Kracht-verplaatsing - t.p.v. 1e verdiepingsvloer

T1

T2

T3

T4

gemiddelde (T1+T2)

gemiddelde (T3+T4)

Reeks7

Reeks8

Reeks9

Reeks10

Reeks11

Reeks12

Reeks13

Reeks14

De veerstijfheden van verschillende onderdelen kunnen worden gezien als parallel geschakelde veren. Van parallel geschakelde veren kan de stijfheid bij elkaar worden opgeteld om de totale veerstijfheid te bepalen. Het verschil in stijfheid van de wand met stabiliteitsvoorziening kan aan deze voorziening worden toegeschreven. Deze kan worden berekend door de stijfheid van de standaard module (T en T2) in mindering te brengen. Het aandeel in de veerstijfheid van de stabiliteitswand kan nu als volgt worden bepaald:

Cstabiliteitswand = Cgem T3+T4 - Cgem T1+T2 = 1313 - 375 = 938 kN/m

Met behulp van TechnoSoft raamwerken is een rekenmodel opgesteld van de module. De uitgangspunten volgens paragraaf 4.2 zijn aangehouden. Uitgaande van een vast knooppunt op verdiepingsvloerniveau kan de reactiekracht op verdiepingsvloerniveau, als gevolg van de karakteristieke windbelasting worden bepaald als 9,29 kN, zie figuur 8.

Figuur 7 – Kracht-verplaatsingsdiagram gemiddelde T1+T2 en gemiddelde T3+T4 t.p.v 1e verdiepingsvloer.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Kracht [kN] Verplaatsing ADC-01 [mm]

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 12/40

De veerstijfheid, als gevolg van de toevoeging van de stabiliteitswand, kan vervolgens worden ingevoerd als de berekende veerstijfheid (Cstabiliteitswand = 938 kN/m) op verdiepingsvloerniveau in het rekenmodel. Zie knoop 8 halverwege de verdiepingsvloer in figuur 9 Indien nu de belasting (Fkar,max = 9.29 kN) wordt ingevoerd in het model wordt er een verplaatsing verkregen van 6,9 mm, zoals is weergegeven in figuur 9.

Deze verplaatsing van het rekenmodel komt goed overeen met de gemeten gemiddelde verplaatsing in het laboratorium van proefstuk T3+T4, zoals is te zien aan de hand van figuur 7.

Figuur 8 – Afbeelding rekenmodel, Fkar,max = 9.29 kN. Figuur 9 – Verplaatsing rekenmodel inclusief veerstijfheid stabiliteitswand (Cstabiliteitswand = 938 kN/m).

Rapportcode: 22.0052

4 Constructieberekening

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 13/40

In hoofdstuk 3 is een rekenmodel beschreven, inclusief de veerstijfheid van de stabiliteitswand. Vervolgens kan in dit hoofdstuk onderzocht worden bij welk aantal modules de maximaal toegestane verplaatsing wordt overschreden.

4.1 Maximale verplaatsing volgens NEN-EN 1990

In figuur 10 wordt de maximale horizontale verplaatsing beschreven volgens de Nationale Bijlage bij NEN-EN 1990.

Het betreft een gebouw met meer dan één bouwlaag. Er wordt daarom een maximale verplaatsing van h/300 aangehouden op verdiepingsvloerniveau. De maximaal toegestane verplaatsing wordt:

3336 11,1 300300 max h w === mm

Figuur 10 – Maximale horizontale verplaatsing volgens de Nationale Bijlage bij NEN-EN 1990.

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

4.2 Windbelasting volgens EN 1991-1-4

Pagina: 14/40

De grootte van de windbelasting wordt beschreven in NEN-EN 1991-1-4. De windbelasting uitgaande van de locatie in Almere wordt aangehouden:

- Windgebied II onbebouwd

- Gebouwhoogte: 9 meter

- qp(z) = 0,82 kN/m2

4.3 Maximaal aantal modules in Almere

Met behulp van TechnoSoft Raamwerken is het maximaal aantal modules met een breedte van 1,22 meter onderzocht waarbij wordt voldaan aan de maximale verplaatsing van 11,1 mm. De veerstijfheid van de stabiliteitswand is ingevoerd zoals bepaald in hoofdstuk 3. Bij een toename van de breedte van de belasting worden in werkelijkheid modules toegevoegd aan de constructie. De stijfheid van deze modules is bepaald met behulp van proefstuk T1 en T2. Naar gelang de belastingbreedte wordt de stijfheid van deze modules toegevoegd.

Bij een aantal van 2,5 module wordt voldaan aan een maximale verplaatsing van 11,1 mm op verdiepingsniveau. Hierbij wordt er van uitgegaan dat er 1 module wordt uitgevoerd met stabiliteitswand (gelijk aan proefstuk T3+T4) en 1,5 module zonder stabiliteitswand (gelijk aan proefstuk T1+T2), zie figuur 11. Indien beiden kopgevels worden uitgevoerd met een stabiliteitsvoorziening dan kunnen er 5 modules achter elkaar worden geplaatst om te voldoen aan een maximale verplaatsing van 11,1 mm, zie figuur 12 De berekening is bijgevoegd in Bijlage 5. Tevens is daar de bijbehorende verplaatsing op verdiepingsniveau bepaald uitgaande van meer dan 2,5 module per stabiliteitswand. De schijfwerking van de verdiepingsvloer zorgt voor een gelijke verdeling van de belasting over de modules. De stijfheid in het vlak van de langswanden zorgen ervoor dat er geen rotatie kan optreden.

Figuur 11 – Maximaal aantal modules, indien één van de kopgevels wordt uitgevoerd met extra stabiliteitsvoorziening.

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 15/40

Indien men meer dan 6 modules aan elkaar wil schakelen is het een mogelijkheid om, naar gelang de afmeting meerdere stabiliteitselementen toe te voegen. De berekeningen zijn uitgevoerd voor ‘Windgebied II onbebouwd’. Indien de locatie is gelegen in windgebied I geeft dit een hogere windbelasting en kunnen er minder modules achter elkaar worden geplaatst. Indien de locatie is gelegen in windgebied III geeft dit een lagere windbelasting en kunnen er meer modules achter elkaar worden geplaatst.

Figuur 12 – Maximaal aantal modules, indien beiden kopgevels worden uitgevoerd met extra stabiliteitsvoorziening.

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

4.4 Bepalingswijze karakteristieke sterkte

De karakteristieke waarde is als volgt bepaald:

kxnx Xmks =−

Waarbij:

k X karakteristieke waarde van een eigenschap. (5% onderschrijdingsgrens)

x m gemiddelde van de resultaten van n steekproeven

n k karakteristieke waarde van de fractielfactor, zie tabel 3

x s standaardafwijking die is vastgesteld op basis van alle beproevingen

Pagina: 16/40

n = aantal proeven of numerieke resultaten Tabel 2. Waarden van kn voor de 5% karakteristieke waarde

Zie ook bijlage D (normatief) van NEN-EN 1990+A1+A1/C2:2011+NB:2011

4.5 Bezwijken van de constructie, belasting op ‘stabiliteitselement’

In paragraaf 2.1 ‘Sterkte van de bouwconstructie’ van het Bouwbesluit is aangegeven dat de constructie voldoende weerstand dient te bezitten ten opzichte van de uitgeoefende belasting voordat deze zal bezwijken. Testelement T3, voorzien van extra stabiliteitselementen, heeft een maximale kracht bereikt van 86,3 kN. Testelement T4, voorzien van extra stabiliteitselementen, heeft een maximale kracht bereikt van 76,9 kN. Gezien de afmetingen van de testelementen zijn er relatief weinig testen uitgevoerd. Uit ervaring met eerdere testen met vergelijkbaar plaatmateriaal is de ervaring dat de variatiecoëfficiënt (VC) op maximaal 10% uit komt. Zie bijvoorbeeld de testresultaten in SHR-rapport 16.0462-3. Het gemiddelde van de testen is:

86,376,9 81,6 2 horgemF + == kN

,

De standaarddeviatie, voor een spreiding van maximaal 10%, wordt dan: 8,16 x s = kN

( ) 1 2 =  n m x s x i x
n 3 4 5 6 8 10 15 20 25 30 40 ∞ n k 3,37 2,63 2,33 2,18 2,00 1,92 1,85 1,76 1,75 1,73 1,72 1,64

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023 Pagina: 17/40

8,16 10010010,0%

horgem

54,1 0,937,4

,, 1,359,2912,5 horEdqkarmax

F ==

kN

37,4

81,6 x
s VC F === ,,
Berekening van de variatiecoëfficiënt: , horkarhorgemnx FFks=−=−= kN
81,63,378,1654,1
, ,
1,3 horkar horRdmod m F Fk  === kN
De rekenwaarde van de weerstand van de stabiliteitswand is:
FF  ===
De rekenwaarde van de uitgeoefende belasting op verdiepingsvloerniveau is:
kN per module van 1,22 meter breed.
Controle: Unity Check: , , 31,4 0,84
horEd horRd F F ==
Uitgaande van 2,5 module per stabiliteitswand wordt de belasting op verdiepingsvloerniveau: , 12,52,531,4 horEd
≤ 1,00 constructie voldoet
Het element voorzien van extra stabiliteitsvoorzieningen in de gevel (T3 en T4) heeft voldoende sterkte om weerstand te bieden aan de uitgeoefende belasting op 2,5 modules, zijnde een belastingbreedte van 3,05 meter zoals weergegeven in figuur 11. Deze sterkte is nog exclusief de aanvullende sterkte van de modules (1,5 stuks) zonder extra stabiliteitselementen (T1 is bezweken bij 31,0 kN en T2 is bezweken bij 30,8 kN). Aan de sterkte-eis uit het Bouwbesluit wordt dus ruimschoots voldaan.

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

4.6 Bezwijken van de constructie, belasting ‘module’

Pagina: 18/40

Om de sterkte van verschillende typen constructies bij elkaar op te kunnen tellen dienen deze hetzelfde vervormingsgedrag te vertonen. Je kunt dus niet zonder meer zeggen dat de modules zonder stabiliteitsvoorziening (T1 en T2) en de modules met stabiliteitsvoorziening (T3 en T4) samen de windbelasting dragen. Indien de belasting per module zonder stabiliteitsvoorziening (T1 en T2) wordt beschouwd dan zijn deze voldoende sterk, zoals wordt aangetoond volgens onderstaande berekening. Testelement T1, zonder extra stabiliteitselementen, heeft een maximale kracht bereikt van 31,0 kN. Testelement T2, zonder extra stabiliteitselementen, heeft een maximale kracht bereikt van 30,8 kN. Het gemiddelde van de testen is:

De standaarddeviatie, voor een spreiding van maximaal 10%, wordt dan:

Berekening van de variatiecoëfficiënt:

De rekenwaarde van de weerstand van de stabiliteitswand is:

0,914,1

De rekenwaarde van de uitgeoefende belasting op verdiepingsvloerniveau is:

kN per module van 1,22 meter breed.

De modules zonder extra stabiliteitsvoorziening zijn voldoende sterk ten opzichte van de windbelasting behorende bij deze belastingbreedte. De modules zonder extra stabiliteitsvoorziening voldoen aan de sterkte-eis uit het Bouwbesluit

,
2 horgem
31,030,8 30,9
F + == kN
3,09 x s = kN
,
30,9 x horgem s VC F === ,,
horkarhorgemnx FFks=−=−=
3,09 10010010,0%
30,93,373,0920,48
kN
m F Fk  ===
, , 20,48
1,3 horkar horRdmod
kN
,,
FF  ===
Unity
1,359,2912,5 horEdqkarmax
Controle:
Check: , , 12,5 0,88 14,1 horEd horRd F F == ≤ 1,00 constructie voldoet

Rapportcode: 22.0052

5 Conclusie

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 19/40

Binnen dit project zijn op ware grootte experimenten uitgevoerd op modules opgebouwd volgens het Wikihouse ‘Swift’ principe. De modules zijn 1,22 meter breed (plaatbreedte) en twee verdiepingen hoog met een totale hoogte van 8,1 meter. Op verdiepingsvloerniveau is de constructie in horizontale richting belast als zijnde de windbelasting Gedurende de test is de kracht en is de verplaatsing gemeten op verschillende posities

Er zijn tweemaal twee typen testen uitgevoerd. Test T1 en T2 zonder extra stabiliteitsvoorzieningen, en test T3 en T4 voorzien van extra stabiliteitsvoorzieningen in het gevelvlak. Met behulp van het krachtverplaatsingsdiagram is de veerstijfheid per onderdeel bepaald. Vervolgens is met behulp van een raamwerkprogramma onderzocht bij welke belastingbreedte de maximale verplaatsing op verdiepingsvloerniveau wordt overschreden als gevolg van de uitgeoefende windbelasting

Deze verplaatsing mag volgens de Nationale Bijlage bij NEN-EN 1990 maximaal zijn: 300 hoogte

Om aan deze verplaatsingseis te voldoen mogen maximaal 2,5 modules van 1,22 meter achter elkaar worden geplaatst. Uitgaande van extra stabiliteitselementen in de gevel aan één zijde. Of 5 modules van 1,22 meter waarbij aan beide zijden extra stabiliteitselementen in de gevel worden aangebracht. Zie de verdere uitwerking en plattegronden in paragraaf 4.3

Tevens is de ‘sterkte van de bouwconstructie’ volgens paragraaf 2.1 van het Bouwconstructie gecontroleerd. De weerstand van de constructie is ruim voldoende ten opzichte van uitgeoefende belasting door de wind.

De modules zonder extra stabiliteitsvoorziening, beschouwd voor de belastingbreedte overeenkomend met de breedte van module, voldoen afzonderlijk eveneens aan de sterkte-eis uit het Bouwbesluit.

Er is binnen dit project voor de windbelasting uitgegaan van de locatie Almere in windgebied II en terreincategorie ‘onbebouwd’. De mogelijkheden in andere windgebieden kunnen worden geanalyseerd met behulp van het rekenmodel uit hoofdstuk 4.

Rapportcode: 22.0052

Literatuur

Bouwbesluit

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 20/40

NEN-EN 1990:2002+A1+A1/C2:2011 Eurocode – Grondslagen van het constructief ontwerp (inclusief A1:2006 en C2:2010)

NEN-EN 1990:2002+A1+A1/C2:2011/NB:2019 Nationale bijlage bij Eurocode 0: Grondslagen van het constructief ontwerp (inclusief A1:2006 en C2:2010)

NEN-EN 1991-1-1:2002+C1+C11:2019 Eurocode 1: Belastingen op constructies – Deel 1-1: Algemene belastingen – Volumieke gewichten, eigen gewicht en opgelegde belastingen voor gebouwen (inclusief C1:2009)

NEN-EN 1991-1-1:2002+C1+C11:2019/NB:2019 Nationale bijlage bij Eurocode 1: Belastingen op constructies – Deel 1-1: Algemene belastingen – Volumieke gewichten, eigen gewicht en opgelegde belastingen voor gebouwen (inclusief C1:2009)

NEN-EN 1991-1-4:2005+A1+C2:2011 Eurocode 1: Belastingen op constructies – Deel 1-4: Algemene belastingen – Windbelasting (inclusief A1:2010 en C2:2010)

NEN-EN 1991-1-4:2005+A1+C2:2011/NB:2019 Nationale bijlage bij Eurocode 1: Belastingen op constructies – Deel 1-4: Algemene belastingen – Windbelasting (inclusief A1:2010 en C2:2010)

NEN-EN 1995-1-1:2005+C1+A2:2014 Eurocode 5: Ontwerp en berekening van houtconstructies –Deel 1-1: Algemeen – Gemeenschappelijke regels en regels voor gebouwen (inclusief C1:2006 en A1:2008 en A2:2014)

NEN-EN 1995-1-1:2005+C1+A1/NB:2013 Nationale bijlage bij Eurocode 5: Ontwerp en berekening van houtconstructies – Deel 1-1: Algemeen – Gemeenschappelijke regels en regels voor gebouwen (inclusief C1:2006 en A1:2008)

SHR-rapport 16.0462-1 ‘Pionierswoning WikihouseNLte Almere: Brandoverslag en brandveiligheid hoofdraagconstructie’, d.d. 20 maart 2017

SHR-rapport 16.0462-2 ‘Pionierswoning WikihouseNL te Almere: constructieberekening fundering’, d.d. 20 maart 2017.

SHR-rapport 16.0462-3 ‘Pionierswoning WikiHouseNL te Almere: berekening hoofddraagconstructie’, d.d. 12 juni 2017

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023 Pagina: 21/40

SHR-rapport 16.0462-4 ‘Pionierswoning WikiHouseNL te Almere: wijziging bevestiging fundering + gewijzigde plaatverdeling van de segmenten’, d.d. 14 juli 2017.

SHR-rapport 19.0555-1 ‘WikihouseNL, Stripmakersbuurt te Almere: laboratoriumtesten draagkracht’, d.d. 2 maart 2020

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Bijlage 1 Opbouw proefstuk T1 en T2

Pagina: 22/40

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 23/40

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 24/40

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Bijlage 2 Opbouw proefstuk T3 en T4

Pagina: 25/40

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 26/40

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 27/40

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 28/40

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 29/40

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 30/40

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 31/40

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 32/40

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 33/40

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Bijlage 3 Afmetingen van de module + locatie meetopnemers

Module T1 en T2

Pagina: 34/40

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 35/40

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Bijlage 4 Detaillering verankering

Pagina: 36/40

Rothoblaas WKR53035 bovenste gedeelte volledig geschroefd met voldraads schroeven ϕ 5,0 mm (16 stuks)

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 37/40

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Pagina: 38/40

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

Rapportcode: 22.0052

Datum: 8 juni 2023

Bijlage 5 Berekening veerstijfheid + controle verplaatsingen

Pagina: 39/40

Fmax 28,8550 kN Fmax 74,0 kN F10 2,9 kN F10 7,4 kN F40 11,5 kN F40 29,6 kN F10 2,9000 kN F10 7,4 kN F40 11,5051 kN F40 29,6 kN ΔF 8,6 kN ΔF 22,2 kN w10 6,3183 mm w10 5,0 mm w40 29,2712 mm w40 22,0 mm Δw 23,0 mm Δw 16,9 mm Δw 0,0230 m Δw 0,0169 m Cgem T1+T2 375 kN/m Cgem T3+T4 1.313 kN/m Cstabiliteitswand 938 kN/m gemiddelde (T3+T4) gemiddelde (T1+T2) uitgangspunten gebouwhoogte 9,0 m Windgebied II onbebouwd qp(z) 0,82 kN/m2 eis: 11,1 mm segmentbreedte 1,22 m aantal segmenten 1,0 stuks belastingbreedte 1,22 m houtbreedte 59,7 mm maatgevende belastingcombinatie: 11 max 6,1 mm UC: 0,55 ≤ 1,00 voldoet aantal segmenten 1,5 stuks belastingbreedte 1,83 m houtbreedte 89,6 mm maatgevende belastingcombinatie: 11 max 8,1 mm UC: 0,73 ≤ 1,00 voldoet aantal segmenten 2,0 stuks belastingbreedte 2,44 m houtbreedte 119,4 mm maatgevende belastingcombinatie: 11 max 9,5 mm UC: 0,85 ≤ 1,00 voldoet

Rapportcode: 22.0052

Horizontale schrankweerstand tegen windbelasting van een tweelaagse Wikihouse ‘Swift’ module

8 juni 2023 Pagina: 40/40 aantal segmenten 2,5 stuks belastingbreedte 3,05 m houtbreedte 149,3 mm maatgevende belastingcombinatie: 11 max 10,6 mm UC: 0,95 ≤ 1,00 voldoet aantal segmenten 3,0 stuks belastingbreedte 3,66 m houtbreedte 179,1 mm maatgevende belastingcombinatie: 11 max 11,5 mm UC: 1,03 ≥ 1,00 voldoet niet aantal segmenten 3,5 stuks belastingbreedte 4,27 m houtbreedte 209,0 mm maatgevende belastingcombinatie: 11 max 12,2 mm UC: 1,10 ≥ 1,00 voldoet niet aantal segmenten 4,0 stuks belastingbreedte 4,88 m houtbreedte 238,8 mm maatgevende belastingcombinatie: 11 max 12,9 mm UC: 1,16 ≥ 1,00 voldoet niet aantal segmenten 4,5 stuks belastingbreedte 5,49 m houtbreedte 268,7 mm maatgevende belastingcombinatie: 11 max 13,4 mm UC: 1,21 ≥ 1,00 voldoet niet aantal segmenten 5,0 stuks belastingbreedte 6,10 m houtbreedte 298,5 mm maatgevende belastingcombinatie: 11 max 13,8 mm UC: 1,24 ≥ 1,00 voldoet niet
Datum:

Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.