Wat zijn veiligheidsklassen bij constructieve berekeningen?

Indien woningen, flats, utiliteitsgebouwen en civiele voorzieningen enzovoorts worden berekend, dient altijd de sterkte en stijfheid te worden gecontroleerd. Dat houdt concreet de mate van doorbuiging en of het toegepaste materiaal voldoende spanningen kan opnemen. Wat houden de drie voornaamste veiligheidsklassen in en welke factoren voor veiligheid (conform de Eurocode) worden daaraan gekoppeld?

Veiligheidsklassen constructieve berekeningen

• Verschillende soorten belasting
• Representatieve waarden voor stijfheid
• Wanneer wel veiligheidsfactoren?
• Veiligheidsklassen bij toenemend risico
• Hoe te gebruiken?
• Voorbeeld

Verschillende soorten belasting

Gebouwen bestaan praktisch altijd uit vloeren met wanden, welke afdragen naar een fundatie. Alle onderdelen van de hoofddraagconstructie dienen daarbij constructief te voldoen aan de eisen opgelegd voor sterkte en stijfheid. Omdat de lasten op geconcentreerde punten hoog kunnen zijn, dient er veel aandacht te worden geschonken aan hoe één en ander wordt doorgerekend en op welke manier belastingen worden afgevoerd. Belangrijk onderscheid daarbij is het verschil in representatieve en rekenwaarden. Wat houdt dit in en waarvoor wordt het gebruikt?

Representatieve waarden voor stijfheid

Gedurende de gebruiksfase van een constructie mag er geen hinderlijke overlast zijn, doordat er teveel doorbuiging is. Iedere constructie van staal, hout of beton buigt door, echter de mate van doorbuiging is beperkt. Buigt het teveel door en loopt men erover dan kan het worden opgemerkt. Het is daarbij van belang om de werkelijke doorbuiging te bepalen en dus dient het zonder veiligheidsfactoren te worden doorgerekend.

Wanneer wel veiligheidsfactoren?

Sterkte van een doorsnede wordt bepaald op basis van de maximale toegestane spanning. Wordt die spanning overschreden dan treden onherstelbare vervormingen op of het gaat breken. Dat dient te allen tijde te worden voorkomen en daarom wordt de uiterste grenstoestand toegepast. Deze wordt bepaald middels inachtneming van aanvullende factoren. Die belasting vergrotende factoren zorgen ervoor dat er een buffer ontstaat tussen de werkelijk optredende spanning en de maximale toegestane materiaalspanning. Het zorgt er dus voor dat constructies veiligheid hebben, waarbij met zekerheid kan worden gesteld dat het maximale niet wordt overschreden.

Veiligheidsklassen bij toenemend risico

Bij een aangelegde constructie mag het nooit voorkomen dat het materiaal of de constructieonderdelen falen, teveel vervormen of bezwijken. De uiterste grenstoestand van een profiel wordt bepaald met rekenwaarden. Afhankelijk van het risicoprofiel van een constructie of gebouw kan het in verschillende klassen vallen. Dit is afhankelijk van wat voor gebruiksfunctie aan een gebouw is toegekend. Een publiekelijk gebouw – waar dus relatief veel mensen kunnen samenkomen – heeft daarom altijd meer veiligheid ten opzichte van een particuliere woning. Het volgende onderscheid wordt gemaakt:

• klasse CCI = voor bijgebouwtjes, tuinhuis, lichte constructies om huis;
• klasse CCII = voor woningen zoals rijtjes-, eengezinshuis, vrijstaande woning, twee-onder-een kap;
• klasse CCIII = voor publiekelijk toegankelijke gebouwen zoals appartementencomplex, ziekenhuizen, scholen.

Hoe te gebruiken?

Belastingen bestaan uit permanente en variabele lasten. Permanent houdt in het gewicht dat altijd aanwezig is. Denk aan het eigen gewicht van het materiaal, de onveranderbare afwerking, (lichte scheidings)wanden enzovoorts. Variabele belasting bestaat uit verkeer dat over de constructie gaat. Het kunnen personeelsbewegingen zijn, autoverkeer, enzovoorts. Daarbij geldt eveneens dat de variabele belasting van een woning anders is dan van een kantoor of archief. De lasten kunnen uiteenlopen van 1,75 kN/m (woning), 2,5 kN/m2 (kantoor) tot 10 kN/m2 voor archief. Per klasse worden de volgende veiligheidsfactoren gebruikt volgens de Eurocode:

• klasse CCI = 1,10 voor permanente en 1,35 voor variabele belasting;
• klasse CCII = 1,20 voor permanente en 1,50 voor variabele belasting;
• klasse CCIII = 1,30 voor permanente en 1,65 voor variabele belasting.

Voorbeeld

Stel een kantoorgebouw heeft een betonvloer van 0,3 m dik, waarop lichte scheidingswanden (1,2 kN/m2) als afwerking komen te staan. Wat is het onderscheid in belasting?:

• permanent representatief = 0,3*24 + 1,2 = 8,4 kN/m2;
• variabel representatief = 2,5 kN/m2;
• p;rep = 8,4 + 2,5 = 10,9 kN/m2;
• p;d = 8,4*1,3 + 2,5*1,65 = 15,05 kN/m2 < 8,4*1,35 = 11,34 kN/m2.

Moet een ligger hierbij 5 m vloer opvangen dan wordt de volgende gelijkmatig verdeelde belasting verkregen:

• q;rep = 10,9 * 5 = 54,5 kN/m;
• q;d = 15,05 * 5 = 75,25 kN/m.

Lees verder

• Algemene termen gebruikt bij constructieberekeningen
• Wat is het verschil tussen representatieve en rekenwaarden?
• Mechanische materiaaleigenschappen, welke zijn dat?
• Wat houdt de UC-waarde in bij constructieberekeningen?
• Wat houdt mechanische spanning (constructief) in?