Betonnen plaatconstructies kunnen worden uitgevoerd zonder dwarskrachtwapening, als de rekenwaarde van de optredende dwarskracht VEd kleiner is dan de rekenwaarde van de dwarskrachtweerstand van de plaat zonder dwarskrachtwapening VRd,c. De huidige formulering voor VRd,c is empirisch afgeleid. Nieuwe inzichten laten duidelijk de beperkingen van deze aanpak zien. Daarom wordt deze formule vervangen in de volgende generatie Eurocode betonconstructies. De aangepaste formule relateert de dwarskrachtcapaciteit aan de scheurwijdte en de ruwheid van de scheur.
In 2012 werd in Nederland de huidige Eurocode NEN-EN 1992-1-1 geïntroduceerd als de officiële norm voor het ontwerp en de berekening van betonconstructies. De opvolger hiervan zal naar verwachting begin 2026 beschikbaar komen. Deze is inmiddels zo ver gereed dat hierover formeel kan worden gestemd. Het is niet de verwachting dat de norm nog zal wijzigen.
Vooral de wijze waarop de dwarskrachtweerstand moet worden bepaald, is 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 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 getracht 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.
Het eerste (onderhavige) artikel richt zich op de dwarskrachtweerstand van elementen zonder dwarskrachtwapening. Over dit onderwerp zullen nog twee vervolgartikelen verschijnen, namelijk (i) het effect van de normaalkracht op de dwarskrachtweerstand en (ii) de minimale dwarskrachtweerstand van elementen zonder dwarskrachtwapening. Ook over de dwarskrachtweerstand van elementen mét dwarskrachtwapening zal een artikel volgen. 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 dit artikel wordt de dwarskrachtweerstand besproken voor elementen zonder normaalkracht en waarbij de minimale dwarskrachtweerstand niet maatgevend is (die onderwerpen zullen in twee vervolgartikelen worden behandeld). Wanneer geen normaalkracht aanwezig is (NEd = 0) en de minimale dwarskrachtweerstand niet maatgevend is (vmin volgens formule 6.2b in de huidige Eurocode), volgt de rekenwaarde van de dwarskrachtweerstand voor elementen zonder dwarskrachtwapening (VRd,c) uit formule (verkorte weergave van formule 6.2a):
waarin:
CRd,c is de rekenwaardefactor, in Nederland gelijk aan de aanbevolen waarde van 0,12
k is de factor voor het schaaleffect, die gelijk is aan 1 + √(200/d), met k ≤ 2,0
ρl is de wapeningsverhouding voor de langswapening, die gelijk is aan Asl / (bw d), met ρl ≤ 0,02
d is de effectieve hoogte van de doorsnede
bw is gelijk aan de kleinste breedte van de dwarsdoorsnede in de zone onder trek
fck is de karakteristieke cilinderdruksterkte van beton
Deze formule is gebaseerd op de regressieanalyse volgens Remmel [1]. Het was destijds de gedachte (Zsutty [2] en Rafla [3]) dat veel parameters de dwarskrachtweerstand van elementen zonder dwarskrachtwapening kunnen beïnvloeden, en dat het ontwikkelen van een formule gebaseerd op het fysische gedrag zou leiden tot een formule die te complex zou zijn voor toepassing in de praktijk. Voor de afleiding van de empirische formule is gebruikgemaakt van onderzoek door König en Fischer [4], waarvoor 176 experimenten zijn geselecteerd. Dit heeft geresulteerd in de aanbevolen waarde voor CRd,c van 0,12. In Duitsland is in plaats hiervan gebruikgemaakt van de veel uitgebreidere ACI-DAfStb dwarskrachtdatabase, opgesteld door DAfStb (Deutschen Ausschuss für Stahlbeton) en ACI (American Concrete Institute). Op basis hiervan is in Duitsland de waarde van CRd,c vastgesteld op 0,10. Dit toont aan dat een empirische formule afhankelijk is van de gebruikte dataset.
Reacties
J. de Wit - Vulkan-Europe bv 30 maart 2023 10:42
Als ik de informatie over de nieuwe Eurocode betonconstructies / dwarskracht lees dan merk ik op dat de aangegeven berekeningen gebaseerd zijn op wapening van staal . Maar anno 2023 moet het toch duidelijk zijn dat een wapening van staal vervangen zal worden door een wapening van basaltvezels . Dit alleen al qua materiaal eigenschappen en ook milieutechnisch . Basaltvezel wapening kan niet corroderen dus ook de verwijzing naar de scheurwijdte dient herzien te worden .