O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i exxcement 2007 1 71kromming onversterktemomentversterktuuemaximaal moment bij volledigecomposiet werkingmoment waarbij eenonthechtingsmechanisme optreedtu /e > 1,5Bij nieuwe ontwikkelingen is eraltijd een spanningsveld tussenpraktijktoepassingen en regelge-ving. Enerzijds is er de wens omvoor de nieuwe techniek overregelgeving te kunnen beschik-ken, anderzijds is regelgeving pasgoed op te stellen als er vol-doende over de techniek bekendis en praktijkervaring beschikbaaris. Dit speelde ook bij het opstel-len van CUR-Aanbeveling 91,enkele jaren terug. Zoals in deinleiding ervan ook was aangege-ven, bestond er toen over eenaantal mechanismen en aan tehouden modellen internationaalnog geen consensus. Vanwegehet nog in ontwikkeling zijn vanberekeningsmethoden werd aan-bevolen de Aanbeveling na eengebruiksperiode van drie jaar teevalueren.Wanneer een wijziging leidt toteen versoepeling van de desbetref-fende bepaling, kan die eenvoudigworden aangegeven. Indien echtereen wijziging leidt tot een aan-scherping van de bepaling, rijstvanzelfsprekend de vraag welkeconsequenties dat kan hebbenvoor versterkingen die volgens deoorspronkelijke bepalingen zijnuitgevoerd. Bij de aanpassingendie in de tweede, herziene uitgavevan CUR-Aanbeveling 91 zijn aan-gebracht, komen beide situatiesvoor. Het kan zijn dat voor eenbepaalde versterking de strippenvolgens de tweede uitgave van deAanbeveling enigszins langermoeten worden uitgevoerd danvolgens de eerste. Dat kan metname optreden als bij het ontwerpvan de versterking is gestreefdnaar een minimale lengte van destrippen.Om deze reden is door een kleincomit? van de voormalige CUR-commissie C97B gekeken naar demogelijke consequenties voor uit-gevoerde versterkingen. Gekekenis naar diverse versterkingen diezijn uitgevoerd bij civieltechnischeconstructies (onder meer de ver-sterkingen door Rijkswaterstaat)en in de woning- en utiliteits-bouw. Voor die constructiesbleken de wijzigingen geenbelangrijke consequenties tehebben. Ook is een parameterstu-die uitgevoerd, waaruit bleek dater in sommige gevallen geenenkel effect is voor de uiteinde-lijke uitvoering, omdat bijvoor-beeld een niet gewijzigd onthech-tingsmechanisme maatgevendwas. In de praktijk zal echter nietaltijd zijn gestreefd naar een mini-male lengte, waardoor het effectin diverse situaties beperkt of nietaanwezig zal zijn. In dat verbandkan ook worden gewezen ophetgeen in 9.1 van de CUR-Aan-beveling met betrekking tot detail-lering is aangegeven: `Het ver-dient de voorkeur dekoolstofvezelwapening in het veldvan een op buiging versterktebetonconstructie zover mogelijknaar de oplegging te laten doorlo-pen.'V o l d o e n d e w a a r s c h u w e n dv e r m o g e nIn de eerste versie van CUR-Aan-beveling 91 is in 8.1.3e aangege-ven dat in verband met het voor-komen van bros bezwijken devoorwaarde met betrekking tot dehoogte van de betondrukzonevolgens 8.1.3. van NEN 6720 moetworden aangehouden. Echter, voorde versterkte betonconstructiewaarbij een onthechtingsmecha-nisme maatgevend is, heeft dezeeis meestal geen effect. Beter ishet om in plaats daarvan een eiste stellen aan de krommingsindexTweede, herziene uitgave CUR-Aanbeveling 91Versterken met opgelijmdekoolstofvezelwapeningir. J. Niemantsverdriet, Witteveen+Bos Raadgevende ingenieursprof.dr.ir. D.A. Hordijk, Adviesbureau ir. J.G. Hageman bv en TU Eindhovendrs. E. Vega, CUR Bouw & InfraHet versterken van betonconstructies met opgelijmde koolstofwapeningsele-menten is een jonge innovatieve techniek die wereldwijd, maar ook inNederland, steeds meer wordt toegepast. Na de eerste toepassingen, eendecennium geleden, was er al snel vraag naar technische grondslagen voordeze nieuwe techniek. Daarop heeft CUR-commissie C97B CUR-Aanbeveling91 [1] opgesteld. Die is in juni 2002 uitgebracht en inmiddels is met dezeAanbeveling enige tijd in de praktijk gewerkt. Omdat op enkele onderde-len aanpassingen wenselijk zijn, bijvoorbeeld om beter aan te sluiten bijde aanpak op internationaal gebied (onder meer fib-Bulletin 14 [2]),wordt de tweede, herziene uitgave van CUR-Aanbeveling 91 [4] uitge-bracht. In dit artikel worden de aanpassingen ten opzichte van de eersteversie toegelicht.1 |Schematische weergaveM--relatie van versterk-te doorsnedeO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i ex x72 cement 2007 1(`minimum curvature ductilityindex'), zoals die in fib-Bulletin 14is gedefinieerd (fig. 1). Uitgaandevan de eis met betrekking totwaarschuwend vermogen volgensEurocode 2 is in fib-Bulletin 14 devolgende eis gesteld aan de ver-houding u/e:u/e 1,7 bij FeB 500 en beton-sterkteklasse C35/45 of lager;u/e 2,6 bij FeB 500 en beton-sterkteklasse hoger dan C35/45.In Eurocode 2 is de eis tenaanzien van de hoogte van debetondrukzone strenger dan inNEN 6720. In analogie met deafleiding in fib-Bulletin 14 en aan-sluitend op de voorwaarde metbetrekking tot de hoogte van debetondrukzone volgens NEN6720, is in de tweede versie vanCUR-Aanbeveling 91 de volgendeeis aangehouden:u/e 1,5Indien voor het ontwerp van de ver-sterking de bruikbaarheidsgrenstoe-stand (BGT) maatgevend is en erdaarom veel meer koolstofwape-ning moet worden aangebracht dannodig is voor de uiterste grenstoe-stand (UGT), hoeft aan de betref-fende eis niet te worden voldaan,mits de sterkte minimaal 25%groter is dan de voor de belastingenbenodigde sterkte.In veel gevallen zal waarschijnlijkgelden dat ofwel al aan de eiswordt voldaan vanwege debeoogde mate van versterking,ofwel dat de eis minder relevant isvanwege de eisen in verband metde bijzondere belasting (5.3.1 inCUR-Aanbeveling 91), dat deonversterkte betonconstructie debelastingen met belastings- enmateriaalfactoren gelijk aan 1,0moet kunnen weerstaan.O n t h e c h t i n g s -m e c h a n i s m e nVoor het ontwerp van een verster-king is veelal ??n van de toetsenmet betrekking tot onthechtingmaatgevend. Hoe onthechtingprecies optreedt en welke model-len daarvoor het beste kunnenworden gebruikt, is nog steedsonderwerp van studie. In fib-Bulle-tin 14 zijn veel onthechtingsme-chanismen voorgesteld. Opge-merkt kan worden dat diemodellen veelal nog academischvan aard zijn en nog niet directgeschikt voor opname in eenregelgevingsdocument voor depraktijk. Naast het feit dat demodellen soms erg complex zijn,zijn deze soms niet afgestemd oppraktijksituaties. Zo wordt bijvoor-beeld een toetsingscriteriumgegeven voor een, in de experi-menten gebruikte vierpuntsbuig-proef met een constante dwars-kracht, terwijl niet is aangegevenin welke doorsnede de toets moetworden uitgevoerd bij een verlo-pende dwarskracht. Daarnaast wasnagenoeg alle beschikbare onder-zoek nog gebaseerd op versterkin-gen van liggers op twee steunpun-ten en ontbrak informatie over hetgedrag van versterkingen bij nega-tieve steunpuntsmomenten (zieook de toelichting bij 8.1.4). CUR-commissie C97B heeft op basisvan de toenmalig beschikbarekennis in de eerste versie vanCUR-Aanbeveling 91 zo goedmogelijk direct voor de praktijktoepasbare bepalingen opgesteld.Daartoe zijn enkele van de model-len uit de literatuur vereenvou-digd en is voor alle modellen,zowel bij positieve buigendemomenten in het veld als bijnegatieve buigende momentenboven een steunpunt, aangegevenin welke doorsnede van de con-structie de toets moet worden uit-gevoerd.In de tweede versie van CUR-Aan-beveling 91 is er voor gekozen viertoetsen voor onthechting zoals diein de literatuur zijn vermeld, op tenemen. Naar verwachting zullenbij een aantal versterkingenenkele toetsen elkaar min of meeroverlappen en hetzelfde resultaatvoor de benodigde lengte van destrippen opleveren. Dit geldt metname voor de toets `onthechtingdoor onvoldoende verankerings-lengte' en de toets `controle vanhet mechanisme eindveranke-rings-dwarskrachtbreuk'. Voordeze beide toetsen geldt dat die inde tweede versie van de CUR-Aan-beveling ten opzichte van deeerste versie zijn aangepast.O n t h e c h t i n g d o o r o n v o l -d o e n d e v e r a n k e r i n g s -l e n g t eIn de eerste versie van CUR-Aan-beveling 91 is in de formules voorhet bepalen van Nvfmax en lvfmaxgebruikgemaakt van de gemid-delde hechtsterkte, fhm. Volgens detweede versie moet worden gere-8 . 1 . 3 eDe tekst van punt e is vervangen door:e. in verband met het verkrijgen van voldoende waarschuwend vermogenmoet worden voldaan aan de voorwaarde:u/e 1,5waarinu is de kromming bij het uiterst opneembare moment Mu van de ver-sterkte betonconstructie, bepaald door ofwel het bereiken van de grens-waarde voor betonstuik, 'bu, ofwel het bereiken van de breukrek van dekoolstofvezelwapening, ofwel het bereiken van een grenswaarde vooronthechting;e is de kromming bij het moment Me, waarbij de inwendige betonstaal-wapening begint te vloeien.De laatste zin van de toelichting "De controle van de hoogte .... mecha-nisme." is verwijderd.O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i exxcement 2007 1 73dsaLaLskoolstofwapeningkend met de rekenwaarde van dehechtsterkte, fhd, in plaats van metfhm. Deze wijziging zal in een aantalgevallen ertoe leiden dat volgens denieuwe bepalingen de benodigdestriplengte groter is dan volgens debepalingen in de eerste versie vande Aanbeveling. Dit komt metname door de wijziging in Nvfmax incombinatie met het verloop van detrekkracht in de strip over de lengtevan de constructie. De wijziging inlvfmax heeft een zeer geringe invloedop de benodigde lengte van destrip. Zoals voorgaand al is aange-geven, bleken de voorgestelde aan-passingen geen belangrijke conse-quenties te hebben voor een grootaantal onderzochte versterkingen.De hechtsterkte moet tijdens de uit-voering worden bepaald en moetvolgens 10.2.2. van de Aanbevelingminimaal gelijk zijn aan1,5 N/mm2. De factor 2 tussen degemiddelde waarde en de reken-waarde van de hechtsterkte komtovereen met hetgeen in NEN 6720tussen gemiddelde waarde enrekenwaarde van de treksterkte isaangehouden.C o n t r o l e v a n h e t m e c h a -n i s m e e i n d v e r a n k e r i n g s -d w a r s k r a c h t b r e u kDit onthechtingsmechanisme isopgesteld door Jansze [3] op basisvan experimenten, waarbij ver-sterkte balken in een vierpunts-buigproef zijn belast. Op basisdaarvan is door hem een toet-singscriterium opgesteld voor dedwarskracht, waarin ook deafstand van het einde van de striptot de oplegging, L, een parameteris (fig. 2). Beperkingen voor toe-passing van het model warena > L + d en aL < a. Beide beper-kingen komen er feitelijk op neerdat de puntlast voorbij het theore-tische einde van de scheur moetstaan.Omdat in praktijksituaties bijnaaltijd sprake is van een over de lig-gerlengte verlopende dwarskracht,terwijl die in de proeven constantwas, diende de vraag zich aanwaar de dwarskrachtcontrole moetworden uitgevoerd. Ook de tweebeperkingen voor de toepassingvan het model konden niet ??n op??n worden overgenomen. Detwee beperkingen zijn omgewerkttot een eis aan de dwars-krachtslankheid. Verder was deformule voor het bepalen van Vouuerg complex. Daarvoor is een ver-eenvoudigde formule voorgesteld.De uit te voeren toetsen volgensCUR-Aanbeveling 91 zijn:Vdu Vouu (a)env > 1 +L__ds(b)Gebleken is dat deze bepaling inde praktijk soms zo is ge?nterpre-teerd dat als aan de tweede voor-waarde wordt voldaan, de eerstetoets niet hoeft te worden uitge-voerd. Echter, de bepaling is dataan beide toetsen voldaan moetworden. In het geval van eenligger op twee steunpunten meteen gelijkmatig verdeelde belas-ting betekent de eis aan de dwars-krachtslankheid dat de afstandvan het einde van de strip tot deoplegging niet groter mag zijndan een kwart van de overspan-ning minus de nuttige hoogte ds:L