Structural Concrete Vol. 23/5 (oktober 2022) bevat een variatie aan papers, met een sectie over constructief gedrag en een sectie over materiaalgedrag. Van een selectie van de voor Cement-lezers meest interessante papers uit dit nummer staat in dit artikel een Nederlandstalige samenvatting.
68? CEMENT 1 20 23
Structural Concrete Vol. 23/5 (oktober 2022)
bevat een variatie aan papers, met een sectie
over constructief gedrag en een sectie over
materiaalgedrag. Van een selectie van de voor
Cement-lezers meest interessante papers uit dit
nummer staat in dit artikel een Nederlandstalige
samenvatting.
Gelezen in
Structural
Concrete
structural concrete
RUBRIEK STRUCTURAL CONCRETE
Één van de meest toonaangevende internationale
vakbladen over betonconstructies is Structural Concrete
(SC). SC is het officiële, peer reviewed journal van fib
(The international federation for Structural Concrete). Cement
plaatst een korte Nederlandstalige samenvatting van een
selectie van voor Cement-lezers interessante papers uit
ieder nummer van SC (verschijnt 6x per jaar). De volledige
papers zijn beschikbaar op onlinelibrary.wiley.com (gratis
voor leden van fib).
KROMMING DOOR KRIMP IN BELASTE,
GESCHEURDE BETONDOORSNEDE
In Londen is experimenteel onder-
zoek gedaan naar de geldigheid
v
an Eurocode 2 vergelijking 7.21
voor het berekenen van krom -
mingen door krimp. Voor con-
structies zonder buigscheuren is
dit al eens gedaan, maar nog
niet voor constructies met buig -
scheuren. In het onderzoek is
een v
erwarmingstechniek toe -
gepast, die gebruikmaakt van
v
erschillende uitzettingscoëffi -
ciënten van beton met kalksteen
en r
oestvaststalen wapenings -
staven om gesimuleerde krimp-
rek op te leggen. Hierbij is een
r
eeks rechthoekige balken
onderzocht met verschillende
afmetingen en wapeningsper-
centages.
Krimpscheur
en voorafgaand
aan de belasting blijken slechts
een beperkte invloed te hebben
op de stijfheid van een door -
snede, waardoor het redelijk
lijkt om de eigenschappen v
an de ongescheurde doorsnede te
gebruiken. De resultaten laten
verder zien dat vergelijking 7.21
geldig is voor constructies met
buigscheuren, maar dat krom
-
mingen aanzienlijk kunnen wor-
den overschat, tot wel 15%.
Aanget
oond is dat betere
schattingen worden verkregen
als rekening wordt gehouden
met enige mate van tension stif -
fening door het gebruik van een
combinat
ie van vergelijking 7.18
en 7.21. De beste resultaten wor -
den verkregen door ? = 0,3 aan
t
e houden of door een aange -
paste waarde voor het scheur-
moment (M
cr,sh ) in combinatie
met ? = 0,5 te gebruiken.
Het lijkt aannemelijk dat super-
positie kan worden gebruikt bij
het ber
ekenen van de totale
kromming, in combinatie met een
consistente waarde voor de ver -
delingsfactor ?, hoe
wel hiervoor
meer detailonderzoek nodig is.
Paper Shrinkage curvature of cracked reinforced concrete sections under load (SC23/5,
p. 3154 ? 3168)
Door: Richard Scott, Robin Whittle, Tony Jones
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202100440 foto 1 Testopstelling
CEMENT 1 2023 ?69
structural concrete
INVLOED POSITIE WAPENING OP SCHEURGEDRAG
Paper Influence of casting position on cracking behavior of reinforced concrete elements and evaluation of latest proposal for EN-1992 and MC2020: Experimental study (SC23/4, p. 2910 ? 2927)
Door: Roberto García, Pérez Caldentey Alejandro
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202100639 fig. 2 Vergelijking scheurpatroon van een balk met wapening met slechte aanhechting (boven) en goede aanhechting (onder)
Aan de universiteit van Madrid is experimenteel onderzoek gedaan
naar de invloed van de positie van de wapening tijdens het storten
op het scheurgedrag van beton. Daarbij zijn parameters meegeno-
men als dekking, verhouding tussen staafdiameter en wapenings-
verhouding Ø/?
s,ef en het soort belasting (trek of buiging). Doel was
een beeld te krijgen van het verschil tussen wapening met goede en
slechte aanhechting.
De scheurafstand blijkt toe te nemen bij een toename van de dek -
king en de ratio Ø /?
s,ef. Het lijkt verstandig om bij de huidige model-
len voor het voorspellen van de scheurafstand een coëfficiënt k
b in
rekening te brengen, afhankelijk van de kwaliteit van de hechting. Om een nauwkeuriger voorstel te doen voor deze hechtingsfactor
zijn nieuwe experimenten nodig.
De gemiddelde scheurafstand voor op trek belaste elementen is
hoger dan die voor op buiging belaste elementen. Dit bevestigt
het volgens Eurocode 2 (EC2) verwachte verschil tussen trek en
buiging en laat ook zien dat er behoefte is aan een factor voor de
invloed van het type belasting (k
fl) in het model volgens Model
Code 2010 (MC2010).
Voorts toont de vergelijking tussen de gemiddelde scheurafstand
in experimenten en volgens huidige modellen aan dat de schat-
ting van MC2010 nauwkeuriger is dan die van EC2.
EXPERIMENTEEL ONDERZOEK NAAR DRUKMEMBRAANWERKING IN KANAALPLAATVLOEREN
Paper Compressive membrane action in axially restrained hollow core slabs: Experimental investigation (SC23/5, p. 3007 ? 3020)
Door: Thomas Thienpont, Wouter De Corte, Ruben Van Coile, Robby Caspeele
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202100684 foto 3 Dwarskrachtbreuk bij opgesloten plaat
Wanneer een betonnen vloer extreem wordt belast door een bij-
zondere belasting, kan drukmembraanwerking worden geacti-
veerd. Dit kan het draagvermogen en de robuustheid aanzienlijk
vergroten. Hoewel dit principe al decennia bekend is, is er nog
maar weinig onderzoek gedaan naar dit effect bij prefab platen.
Aan de Universiteit Gent is een testopstelling op ware schaal ont-
wikkeld om dit fenomeen te onderzoeken voor kanaalplaten.
Uit het onderzoek blijkt dat, ondanks de aanwezigheid van de
holle kanalen, de drukmembraanwerking het draagvermogen
aanzienlijk kan verbeteren. Wanneer de vervorming van de platen
naar buiten toe werd belemmerd, bedroeg de bezwijkbelasting
298 kN en 269 kN, terwijl die bij niet-opgesloten platen 182 kN
bedroeg. Ook het bezwijkmechanisme week af: de opgesloten
platen bezweken direct na het ontstaan van een dwarskracht-
scheur in het gebied tussen de belasting en de oplegging (foto 3).
Het scheurpatroon bij een niet-opgesloten plaat wees op meer
ductiel bezwijken op buiging.
Er is een eindig-elementenmodel opgesteld om de drukmembraan-
werking te analyseren. Dit model was in staat de resultaten van de
experimenten goed met elkaar te correleren, en benadrukte de
grote invloed van de betontreksterkte op de uiteindelijke bezwijk-
belasting van kanaalplaten bij drukmembraanwerking.
70? CEMENT 1 20 23
Paper Strengthening of beams or slabs using temperature induction (SC23/5, p. 2770 ? 2785)
Door: Jens Löschmann, Peter Mark
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202100469
VERSTERKEN BETON DOOR HET VERWARMEN VAN LATER AANGEBRACHTE WAPENING
Een veel toegepaste versterkingsmethode
voor bestaande betonconstructies is het
aanbrengen van extra wapening in sleuven
die vervolgens worden gevuld met mortel.
Nadeel van deze methode is dat, als geen
voorspanning wordt toegepast of de con-
structie niet wordt opgevijzeld, hij alleen
werkt voor veranderlijke belasting, niet voor
blijvende belasting. Een oplossing is de later
aangebrachte wapening te activeren door
een deel van de constructie tijdelijk te ver-
warmen en koelen. Hierdoor ontstaan tegen-
gesteld werkende momenten als gevolg
van de verticale temperatuurgradiënt. Hier- mee kunnen statisch onbepaalde construc-
ties lokaal worden ontlast. Na de warmte-
behandeling herverdelen de spanningen uit
de blijvende belastingen zich over de ver-
sterkte doorsnede.
In een onderzoek aan de Ruhr Universiteit
van Bochum (D) is deze methode theoretisch
onderbouwd en beproefd in een laboratori
-
um. Hierbij is uitgegaan van een gewapend
bet
onnen ligger op drie steunpunten. Uit het
onderzoek bleek dat deze methode inder -
daad geschikt is om de momentweerstand
v
an balken of platen te verhogen. Ook door -
buiging en scheurwijdte nemen af.
Om constructies te verwarmen en koelen
kunnen siliconen verwarmingsmatten en
koelleidingen worden toegepast, aan de
boven- of onderkant van een doorsnede,
in combinatie met een warmtepomp.
De tegenwerkende momenten kunnen
worden voorspeld door een lineaire bereke-
ning, waarbij rekening is gehouden met
softening en tension stiffening gedrag. Wan-
neer met deze methode het steunpunts-
moment wordt geneutraliseerd, ontstaan
extra veldmomenten. Hiermee moet bij
praktische toepassing rekening worden
gehouden.
fig. 4 Testopstelling
CEMENT 1 2023 ?71
Paper Experimental tests on shallow foundations of onshore wind turbine towers (SC23/5, p. 2986 ? 3006)
Door: Bruno Dal Lago, Luca Flessati, Pietro Marveggio, Paolo Martinelli, Giancarlo Fraraccio, Claudio di Prisco, Marco di Prisco
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202100655
OPTIMALISEREN FUNDERINGEN OP STAAL VAN WINDTURBINES
Het beperken van de wapening in windtur-
binefunderingen heeft een positief effect op
de duurz
aamheid, bouwsnelheid en kosten.
Aan de technische universiteit van Milaan is
een experimenteel onderzoek uitgevoerd,
gebaseerd op modellen van stalen windtur -
bines op schaal 1:15. Deze zijn met bouten
be
vestigd op een betonnen fundering op
staal, in zandige ondergrond. Drie typen
funderingen zijn onderzocht met verschillen -
de wapeningsconfiguraties: a) vergelijkbaar
met de huidige pr
aktijk; b) zonder dwars -
krachtwapening en c) zonder dwarskracht -
wapening maar met vervanging van 50%
v
an de traditionele wapening door staal-
vezels.
Bij alle drie de typen trad er bij gebruiksbe- lasting geen schade op in de fundering. Bij
cyclische windbelasting was wel sprake
van blijvende rotaties en zettingen in de
ondergrond.
Bij bezwijkbelasting lieten alle typen bij
eenzelfde belasting een vergelijkbaar be-
zwijkgedrag zien: tegelijk met het ontstaan
van scheuren, trad gemiddelde vloei van
de radiale wapening op en werd heel lo-
kaal het uiterste draagvermogen van de
ondergrond bereikt nabij de rand van de
fundering. Dit gecombineerde bezwijken
laat zien hoe de interactie tussen grond en
beton het draagvermogen van de funde-
ring beïnvloedt.
Het waargenomen scheurpatroon was voor
alle proeven gelijk. Het softening gedrag van het staalvezelbeton, dat bleek uit de
buigproeven, had een negatieve invloed op
het gedrag van het alternatief met staalve-
zels (c). Dit was te wijten aan onder meer
een relatief zwakke matrix en korte vezels
(toegepast vanwege de schaal), waardoor
het nascheurgedrag zich niet volledig kon
ontwikkelen (wat overigens weer positief is
voor de veiligheid). Desondanks lijkt toe-
passing van staalvezels een veelbelovende
oplossing.
De afwezigheid van korrels met grote dia-
meter ? het gevolg van de schaal van de
testen ? leidde tot een relatief grote trek-
en afschuifsterkte, wat de ontwikkeling van
scheuren mogelijk heeft beperkt. Dit effect
is in een vervolgonderzoek nader bekeken.
foto 5 Testopstelling aan het begin (links) en einde (rechts) van de belasting
structural concrete
Rubriek Structural Concrete
Één van de meest toonaangevende internationale vakbladen over betonconstructies is Structural Concrete (SC). SC is het officiële, peer reviewed journal van fib (The international federation for Structural Concrete). Cement plaatst een korte Nederlandstalige samenvatting van een selectie van voor Cement-lezers interessante papers uit ieder nummer van SC (verschijnt 6x per jaar).
De volledige papers zijn beschikbaar op onlinelibrary.wiley.com (gratis voor leden van fib).
Een veel toegepaste versterkingsmethode voor bestaande betonconstructies is het aanbrengen van extra wapening in sleuven die vervolgens worden gevuld met mortel. Nadeel van deze methode is dat, als geen voorspanning wordt toegepast of de constructie niet wordt opgevijzeld, hij alleen werkt voor veranderlijke belasting, niet voor blijvende belasting. Een oplossing is de later aangebrachte wapening te activeren door een deel van de constructie tijdelijk te verwarmen en koelen. Hierdoor ontstaan tegengesteld werkende momenten als gevolg van de verticale temperatuurgradiënt. Hiermee kunnen statisch onbepaalde constructies lokaal worden ontlast. Na de warmtebehandeling herverdelen de spanningen uit de blijvende belastingen zich over de versterkte doorsnede.
In een onderzoek aan de Ruhr Universiteit van Bochum (D) is deze methode theoretisch onderbouwd en beproefd in een laboratorium. Hierbij is uitgegaan van een gewapend betonnen ligger op drie steunpunten. Uit het onderzoek bleek dat deze methode inderdaad geschikt is om de momentweerstand van balken of platen te verhogen. Ook doorbuiging en scheurwijdte nemen af.
Om constructies te verwarmen en koelen kunnen siliconen verwarmingsmatten en koelleidingen worden toegepast, aan de boven- of onderkant van een doorsnede, in combinatie met een warmtepomp.
De tegenwerkende momenten kunnen worden voorspeld door een lineaire berekening, waarbij rekening is gehouden met softening en tension stiffening gedrag. Wanneer met deze methode het steunpuntsmoment wordt geneutraliseerd, ontstaan extra veldmomenten. Hiermee moet bij praktische toepassing rekening worden gehouden.
Reacties