In de nieuwe Eurocode is een aangepaste formule voor de minimale schuifspanningsweerstand opgenomen. Ten opzichte van de formule in de huidige Eurocode zijn de ruwheid van de scheur en de aanwezige vloeispanning van het staal als nieuwe parameters opgenomen, wat bijdraagt aan een nauwkeurigere bepaling van de minimale schuifspanningsweerstand. Door de auteurs van dit artikel is geconstateerd dat bij de afleiding door de taakgroep binnen CEN enkele niet-conservatieve aannames zijn gedaan. Daarom is in dit artikel een verbeterde formule beschreven. Uit een vergelijking met proeven blijkt dat met deze verbeterde formule de minimale schuifspanningsweerstand veilig kan worden bepaald. Deze verbeterde formule is opgenomen in (concept) wijzigingsbladen bij de NEN-EN 1992-1-1+C1:2011/NB:2016+A1:2020 en bij de NEN 8702:2023.
Foto 1. Experiment bezweken op dwarskracht waarbij langswapening vloeit
In 2012 werd in Nederland de huidige Eurocode-serie, de Europese normen voor het toetsen van de constructieve veiligheid van alle mogelijke bouwconstructies, geïntroduceerd. Binnen een aantal jaar wordt de opvolger van kracht.
De nieuwe Eurocode 2 is al in 2023 goedgekeurd. De komende tijd zal worden gewerkt aan een Nederlandse vertaling en zal de nationale bijlage bij de Eurocodes worden opgesteld.
In Cement wordt in diverse artikelen aandacht besteed aan de nieuwe Eurocodes, vooral toegespitst op Eurocode 2. Maar er wordt ook aandacht besteed aan Eurocode 0 (Grondslag van het constructief ontwerp) en Eurocode 1 (Belastingen op constructies).
Bekijk het Dossier ‘Nieuwe generatie Eurocodes op Cementonline.
In de nieuwe Eurocode 2 is de wijze waarop de dwarskrachtweerstand moet worden bepaald fundamenteel gewijzigd. Deze wijzigingen zullen aanzienlijke gevolgen hebben voor de bouwpraktijk. Aan de dwarskrachtformules is sinds 2012 gewerkt door een taakgroep binnen CEN (CEN/TC250/SC2/WG1/TG4). In Nederland zijn onderzoekers van de TU Delft, TNO en Rijkswaterstaat hierbij betrokken geweest.
In een serie artikelen in Cement wordt de aangepaste methodiek voor het bepalen van de dwarskrachtweerstand beschreven en vergeleken met de huidige methodiek. Hierbij zal ook aandacht zijn voor de vraag of het wijzigen van de dwarskrachtregels wel nodig is. Met deze serie artikelen wordt geprobeerd inzicht te geven in de achtergronden van de volgende generatie Eurocode betonconstructies, zodat op deze manier kan worden bijgedragen aan een soepelere invoering in Nederland.
Dit derde deel gaat in op de bepaling van de minimale schuifspanningsweerstand. In het eerste deel werd de dwarskrachtweerstand toegelicht wanneer geen normaalkracht aanwezig is en in het tweede is de invloed van de normaalkrachten op de dwarskrachtweerstand zonder dwarskrachtwapening beschreven.
In een vervolgartikel zal worden ingegaan op de dwarskrachtweerstand van elementen mét dwarskrachtwapening. Vervolgens zal een artikel worden gewijd aan het bepalen van de dwarskrachtweerstand bij de beoordeling van bestaande constructies. De serie artikelen zal worden afgesloten met twee artikelen over de impact van de wijzigingen voor de bouwpraktijk, één voor infrastructurele werken en één voor de utiliteitsbouw.
In de huidige Eurocode is de dwarskrachtweerstand gerelateerd aan het langswapeningspercentage. Wanneer dit langswapeningspercentage terugloopt naar nul, zou in theorie ook de dwarskrachtweerstand naar nul teruglopen. Dit fenomeen is echter nooit geconstateerd bij experimenten. Dit komt omdat proefstukken met lage langswapeningspercentages altijd eerder zullen bezwijken op buiging. De laagst mogelijke dwarskrachtweerstand wordt daarom gevonden wanneer het vloeien van de langswapening en bezwijken op dwarskracht gelijktijdig optreden [1]. Juist naar dit specifieke bezwijkmechanisme is in het verleden onderzoek gedaan door de TU Delft (foto 1).
De minimale schuifspanningsweerstand is in eerste instantie afgeleid voor gewapende elementen. Het effect van de aanwezigheid van een normaalkracht op de minimale schuifspanningsweerstand wordt verderop in dit artikel toegelicht. Wanneer geen normaalkracht aanwezig is (NEd = 0), dan volgt rekenwaarde van de dwarskrachtweerstand voor elementen zonder dwarskrachtwapening VRd,c uit de formule (verkorte weergave van formule 6.2a in de huidige Eurocode):
In deze formule is:
k De factor voor het schaal-effect, gelijk aan 1 + √(200/d), met k ≤ 2
ρl De wapeningsverhouding voor de langswapening, die gelijk is aan Asl /(bw d) , met ρl ≤ 0,02
d De effectieve hoogte van de doorsnede
bw d Het effectieve dwarskrachtoppervlakte, waarbij bw gelijk is aan de kleinste breedte van de dwarsdoorsnede in de zone onder trek
fck De karakteristieke cilinderdruksterkte van beton
CRd,c De factor die is bepaald op basis van de resultaten van 176 experimenten van König en Fischer [2]. Uit een statische beschouwing volgt, bij een beoogde betrouwbaarheidsindex van 3,8, een gemiddelde CRm,c van 0,163, een karakteristieke waarde (5% ondergrens) van CRk,c = 0,150 en een rekenwaarde van CRd,c = 0,116 [3]. Deze laatste waarde is overigens in de huidige Eurocode afgerond naar 0,12 (0,18/γc).
Reacties