10.1. Staal

Producten I, warmgewalste profielen

I-profielen

IPE en INP profieldoorsneden & aansluiting balk-balk met behulp van een kopplaat & Balk (I-profiel)-kolom (H-profiel) verbinding met een verlengde kopplaat.

type	grootte	h (mm)	b (mm)	\(\mathsf{M_{z;el;d}}\) S235 (kNm)	\(\mathsf{M_{z;el;d}}\) S355 (kNm)
IPE	80 - 600	80 - 600	42 - 300	4,56 - 1076	6,89 - 1627
INP	80 - 750	80 - 750	46 - 263	4,71 - 1467	7,71 - 2216

Toepassingen:
Licht belaste constructies voor de woning- en utiliteitsbouw. Veel toepassingen bij roostervloeren in de waterbouw, utiliteitsbouw en de procesindustrie. Ook worden hiervan raatliggers gemaakt door de liggers op een bepaalde manier door te snijden over de lengte.

H-profielen

HE-A, HE-B, HE-M profieldoorsneden, bij een serie van deze drie zijn de binnenmaten gelijk & aansluiting tussen HE ligger en IPE ligger op een HE kolom & HE-A kolom oplegging

type	grootte	h (mm)	b (mm)	\(\mathsf{M_{z;el;d}}\) S235 (kNm)	\(\mathsf{M_{z;el;d}}\) S355 (kNm)
HE A	100 - 1000	96 - 990	100 - 300	17,1 - 2629	25,8 - 3972
HE B	100 - 1000	100 - 1000	100 - 300	21,1 - 3030	31,9 – 4578
HE M	100 - 1000	120 – 1008	106 - 302	44,8 - 3368	67,6 – 5088

Toepassingen:
H-ligger voor op druk belaste kolommen en op buiging belaste liggers waarbij de constructiehoogte beperkt dient te worden. Het grotere traagheidsmoment wordt veroorzaakt door de toename van de flensdikte bij gelijkblijvende constructiehoogte. Door de grotere breedte zijn deze profielen zijdelings redelijk vormvast.

U-profielen

UP en UNP profieldoorsneden

type	grootte	h (mm)	b (mm)	\(\mathsf{M_{z;el;d}}\) S235 (kNm)	\(\mathsf{M_{z;el;d}}\) S355 (kNm)
UAP	80 - 400	80 - 400	45 - 100	6,29 - 128	9,51 - 193
UNP	80 - 400	80 - 400	45 - 100	6,22 - 239	9,4 - 361

Toepassingen:
Vloerranden en bordessen. Moeilijke onderlinge verbindingen bij UNP-profielen door de schuine flenzen. Omdat de profielen niet symmetrisch zijn, treedt bij belasting op buiging vervorming op om beide hoofdtraagheidsassen.

Buisprofielen

CHS (circular hollow section) en RHS (rectangular hollow section) & knooppunt van ruimtelijk vakwerk vervaardigd uit holle buizen & vakwerk van rechthoekige koker-profielen.

type	grootte	h (mm)	t (mm)
CHS	42,4 - 610	42,4 - 610	2,6 - 30
RHS	40 - 400	40 - 400	3 - 16

Toepassingen:
(ruimtelijke) vakwerken, kolommen.

Damwandprofielen

Toepassingen:
Kelderwanden, funderingen, waterbouw. Damwandprofielen zijn er in uiteenlopende soorten en maten. Wanden van bouwputten en verdiepte objecten (verzonken infrastructuur) en kadewanden behoren tot de mogelijkheden voor grondkerende constructies. Ook verticale belastingen kunnen worden opgenomen.

Producten II, koudgewalste profielen

U en C profielen

Koudgevormde U met gelijke (eq) of ongelijke (eu) hoogte en breedte en C profielen met en zonder verstijvingen

type	grootte	h (mm)	b (mm)
\(\mathsf{CFU_{eq}}\)	10 - 100	10 - 100	10 - 100
\(\mathsf{CFU_{ue}}\)	10 - 160	10 - 160	10 - 70
CFC	25 - 100	25 - 100	25 - 50

Toepassingen:
Wordt toegepast in woningbouw, cascobouw, opslagsystemen, afbouw. Staalframe-bouw: dakgordingen, wandliggers, vloerliggers. Wegens de vervormingen tijdens de fabricage zullen de materiaalkarakteristieken afwijken van warmgewalst staal.

L en Z profielen

Koudgevormde L met gelijke (eq) of ongelijke (eu) hoogte en breedte en Z profielen met en zonder verstijvingen

type	grootte	h (mm)	b (mm)
CFL_{eq}	15 - 80	15 - 80	15 - 80
CFL_{ue}	20 - 100	20 - 100	15 - 50
CFZ	30 - 50	30 - 50	38 - 57

Toepassingen:
Zie koudgevormde U en C profielen.

Producten III, gelaste profielen

Raatliggers IPE/HEA/HEB

Utiliteitsbouw. De onderdelen van een raatligger (met zeshoekige gaten) kunnen met een enkele snijbeweging worden gesneden zonder materiaalverlies. Raatliggers met ronde gaten zijn minder economisch vanwege het extra snijwerk en materiaalverlies

type	grootte	h (mm)	b (mm)
IPE	180 - 600	270 - 900	91 - 220
HEA	180 - 1000	257 - 1485	180 - 300
HEB	180 - 1000	270 - 1500	180 - 300

Toepassingen:
Grote lichte overspanningen, mogelijkheden voor leidingen doorvoer. De doorsnede heeft een toegenomen momentcapaciteit, een hogere stijfheid en sterkte bij gelijkblijvend gewicht. Daarentegen zijn dwarskrachtcapaciteit en kipstabiliteit substantieel afgenomen. (kip is zijwaartse instabiliteit van de flenzen)

Hoedliggers

Gelaste geïntegreerde liggers (hoedliggers)

Toepassingen:
Wordt voornamelijk toegepast bij (onder)grondse constructies en overspanningen, met name bij de aanleg van snelwegen.

Sterkte en stijfheid

materiaaleigenschap		staalkwaliteit
		S235	S275	S355	S420*	S460*
volumieke massa	ρrep	7850	7850	7850	7850	7850
elasticiteitsmodulus	Erep	210 · 103	210 · 103	210 · 103	210 · 103	210 · 103
rekenwaarde vloeigrens	fy;d	235	275	355	420	460
rekenwaarde treksterkte	ft;d	360	430	510	--	--
vloeigrens	ϵy;d	1,12	1,31	1,69	--	--
afschuifmodulus	Grep	8,1 · 104	8,1 · 104	8,1 · 104	8,1 · 104	8,1 · 104
uitzettingscoëfficient	α	12 · 10-6	12 · 10-6	12 · 10-6	12 · 10-6	12 · 10-6

Note

Volgens de norm 6770 mag men voor de vloeigrens geen hogere waarde aanhouden dan 355 N/mm². Wil men echter gebruik maken van S420 en S460 dan moeten de berekeningen extra getoetst worden. Bovenstaande waarden voor de vloeigrens en de treksterkte zijn van toepassing voor platen, flenzen, etc. met een dikte t<40 mm volgens NEN-EN 10025.

Spannings-rek diagram

Diagram		Toelichting
	\(\mathsf{\epsilon_{y;d}}\) \(\mathsf{f_{t;d}}\) \(\mathsf{f_{y;d}}\) tan \(\mathsf{\alpha}\)	: rekenwaarde rek : rekenwaarde treksterkte : rekenwaarde vloeigrens : \(\mathsf{E_{d}}\) (elasticiteitsmodulus)

In eenvoudige berekeningen en toetsing van de constructie wordt er lineair elastisch gerekend. Praktisch gezien betekent dit dat als het staal begint te vloeien, de constructie of het constructieonderdeel als bezweken beschouwd dient te worden. Er wordt dus alleen met het eerste lineaire gedeelte van het spannings-rekdiagram gerekend. Er mogen dus geen grotere rekken optreden dan in de tabel per staalsoort weergegeven.