Vraag en antwoord

Bij de stabiliteitscontrole van gedrukte staven kan zich het verschijnsel voordoen dat de unity check volgens NEN 6771 bij een combinatie van normaalkracht en buiging een lagere waarde oplevert dan de unity check volgens NEN 6770 bij dezelfde normaalkracht zonder buiging. Hoe is dit te verklaren?

NEN 6771 geeft in art. 12.3.1.2.1 toetsingsregels voor een eerste-orde elastisch bepaalde krachtsverdeling, die er ingewikkelder uitzien dan de overeenkomstige regels in NEN 6770.
De formules bevatten factoren χ, die afhangen van: de raamwerkclassificatie, de 'vergrotingsfactor' n en de imperfectieparameter e* In het algemeen geldt dat met de regels in NEN 6771 meer rekenwerk gedaan moet worden dan met die in NEN 6770. Daar staat dan tegenover dat met NEN 6771 scherper kan worden gerekend en dus economischer kan worden geconstrueerd. Ook op de stabiliteitstoetsing bij de combinatie van normaalkracht en buiging is dit in het algemeen het geval.

Bij de toetsing op zuivere normaalkracht doet zich ogenschijnlijk iets vreemds voor. Volgens de opmerking in NEN 6771 bij art. 12.3.1.2.1 (p. 63) zou de beschreven e*-methode hetzelfde resultaat moeten opleveren als bij de toetsing volgens NEN 6770. Dit is echter uitsluitend het geval in de bezwijktoestand (wanneer de unity check exact 1,0 oplevert). De e*-formule is dan om te schrijven tot de formules in NEN 6770. Levert de unity check een waarde kleiner dan 1,0 op, dan geeft NEN 6770 de juiste bezwijkwaarde en geeft NEN 6771 enigszins misleidende resultaten. Dat komt, omdat de gegeven formules in de norm niet exact gelden in het gebied vóór de uiterste grenstoestand. De 'vergrotingsterm' n/(n-1) hangt in feite af van de aanwezige normaalkracht en zorgt er voor dat de formules in NEN 6771 niet-proportioneel zijn. Het afleiden van een ‘reservedraagkracht’, zo dit al mogelijk is, kan dus uitsluitend geschieden met NEN 6770.
Het voorbeeld toont aan dat men voorzichtig moet zijn met het verbinden van conclusies aan de ‘reservedraagkracht’ bij stabiliteitsproblemen. De toetsing geeft uitsluitend aan of de staaf voldoet en verstrekt geen informatie over de hoeveelheid belasting die nog op de staaf kan worden 'bijgezet'. Hoewel men bij het gebruik van de toetsingsregels in NEN 6771 bedacht moet zijn op het hier beschreven effect, verdienen ze in de praktijk vaak de voorkeur, omdat er toch economischer mee kan worden geconstrueerd.
Een artikel in Bouwen met Staal 125 gaat nader in op de theoretische achtergronden van dit verschijnsel.

• NEN 6770
• NEN 6771

• Valkuilen in de TGB Staal