? ? constructief ontwerp ? prefabricagedr.ir.J.W.Fr?nay, VNC, 's Hertogenbosching.J.P.Straman, Technische Universiteit, Delftdr.ir.G.F.Huyghe, Consultant, Tienen (B)Het aanscherpen van de milieuregelgeving in West-Europa heeftgeleid tot eengroeiendevraag naarvloeistof-en gasdichte opslagsystemen. Beperkingvan de emissie van milieu-belastende stoffen naar grondwater, bodem en lucht is in Nederland nog steeds onder-werp van studie. Inmiddels zijn betrouwbare bouwsystemen ontwikkeld in geprefabri-ceerd beton. Aan een recent overzicht van dergelijke systemen en de beschikbare ont-werpmethodieken bleek internationaalbehoeftete bestaan bij ontwerpers, producentenen toezichthoudende instanties. Een technische werkgroep van de FIP (F?d?ration Inter-nationale de la Pr?contrainte) heeft in de periode 1990-1992 een rapport opgesteld overhet ontwerp en de bouw van cirkelvormige silo's, gebouwd met geprefabriceerde beton-elementen. Enkele hoofdzaken uit het rapportworden in dit artikel beknopt behandeld.GEPREFABRICEERDE CIRKELVORMIGEBETONNENSILO'S;'(BouwsegmentHetFIP-rapport zal in 1994 verschijnen. Hierin is onder meer een inventarisatie opgesteldvan de recente bouw- en milieutechnische regelgeving [2, 3, 4], inclusief de regelgevingver-meid in Eurocode nr. 2.Het marktsegment waarop hetrapport zich richt, betreft silo's met een opslagcapaciteit totcirca 4000 m3, die worden toegepast in:- de procesindustrie, inclusief de nutsbedrijven voor de produktie van drinkwater en de zui"vering van huishoudelijk afvalwater. In veel industri?le sectoren worden vloeibare chemica-li?n en afvalstoffen opgeslagen, waarvoor de overheid in toenemende mate milieutechni-sche eisen stelt. Tijdelijke opslagfaciliteitenvoor chemische oplossingen zijn ook nodig bijde sanering van onder meer verontreinigde grond, waterbodems en bouwstoffen;-de veehouderij. De rundveehouderij en de intensieve veehouderij (pluimvee, varkens) zuI-len - op bedrijfsniveau -hun opslagcapaciteit moeten vergroten, omdat vloeibare en vastemeststoffen in mindere mate op landbouwgronden mogen worden gedoseerd. Bovendienwordt de uitrijperiode voor mest de komendejaren stapsgewijs gereduceerd tot minderdanzes maanden per jaar [5];- de tuinbouw. Het betreft de zogenoemde grondongebonden teelten van bloemen engroenten, die onder meer plaatshebben in de glastuinbouw. Bij de gestuurde dosering vanvloeibare meststoffen en gewasbeschermingsmiddelen wordt gestreefd naargesloten re-circulerende teeltsystemen, waarvoor 'bufferende' opslagfaciliteiten nodig zijn.UitgangspuntenVoor veel bedrijven in West-Europa bedraagt de gemiddelde silocapaciteit ongeveer 1000m3.ln deze studie zijn de algemeen gebruikelijke afmetingen van de silo's beperkttoteen dia-meterD = 10 ? 30 m en een wandhoogte H = 2 ?6 m. Hieruitvolgt datde inhoud van de silo'sgelegen is tussen 150 en 4000 m3. Eenvoudigheidshalve is een constantewanddikte aange-nomen. De verhouding hoogte-diameter is klein, namelijk maximaal 0,30.*) Ditartikel isgedeeltelijkgebaseerd op eenpublikatie in Betonwerk +Fertigtei/-Technik,Heft 11/1992.18Analytisch modelWandconstructieAls eerste schematisering kan de silo worden beschouwd als een schaalconstructie, die inhoofdzaak door tangenti?le, in het vlak van de wand optredende, druk- en trekspanningenCEMENT1994/4GJ Inwendige krachtsverdeling in een si/o-doorsnede bij opslag van vloeistof@ Mogelijkheden voor de wand-vloerver-binding van een si/oa. monoliet b. scharnierend c. glijdend(of: membraankrachten ) wordt belast. Voorde wandconstructie wordt ervan uitgegaan dateraxiaalsymmetrische belastingen op aangrijpen (fig. la-c):? eigen gewicht van de wandelementen en het dak;? hydrostatische druk ten gevolge van de opgeslagen vloeistof;? invloed van de voorspankrachten.Wanneer de wand-vloerverbindingglijdend wordt uitgevoerd (fig. 2c), veroorzaken de uitwen-dige belastingen de inwendige krachten MOIi MXX' Nooen Nxx. De radiale verplaatsing van dewand wordt gesteld op w. Hieruit volgt voor het belastingsgeval 'ongescheurd beton'; 0Et! = wiRNt! = EhEtt = pgHR, zodat w = pgHR2j(Eh)De radiale inwendige druk q(x) op de wandconstructie hangt samen met de wandverplaat-sing wvolgens:d4w 4 q (x)- +4? W'=--d x4 Kwaarin:?'= karakteristieke wandlengte'=.J' 3 (1- y2) j (R h2 )K'= buigstijfheid '= Ech 3j [12 (1- y2)]Wanneer de wand-vloerverbinding scharnierend of monoliet is uitgevoerd (fig. 2a-b), wordenradiale verplaatsingen van de wandconstructiegedeeltelijk verhinderd. De krachtsverdelingnabij de verbinding is dan verstoord. De aan de onderzijde niet"verplaatsbare wand introdu-ceert inwendige krachten Nxz(x = 0) (scharnierend) en Mxz(x = 0) en Mxx(X = 0) (monoliet),te zamen met de bijbehorende krachten Nxz(x) en Mxx(x), en wel vooral in het onderste ge-deelte van de wand. Mxz(x = 0) en Nxz(x = 0) moeten dan worden toegevoegd.De genoemde krachten worden op de oorspronkelijke belastingstoestand gesuperponeerd.Het wandschema komt dan overeen met een elastisch ondersteunde liggervan half-oneindi-ge lengte. Deze schematisering is alleen geoorloofd als ?H ~ 3 ? 4.? 'Vrije' verplaatsingen van de wand- envloerconstructiea. si/owand b. si/ovloerInteractie van wand en si/ovloerDe 'vrije' verplaatsingen van de wand zijn w(radiaie verplaatsing bij dewand-vloerverbinding)en cp (rotatie op dezelfde plaats). Een vergelijkbare verplaatsing w' en hoekverdraaiing cp'van de silovloer (of: fundering) zijn mogelijk (fig. 3). Beide hangen af van de stijfheid van deconstructie.u = Mxx(x=O)jcp' en V = -Nxz(x=O)jw'Uit de aansluitvoorwaarden van de verbinding tussen wand en silovloer volgt dat w+ w' = 0en cp + q/ = O. Volgens [6] kunnen de krachten bij het uiteinde van een niet-verplaatsbarewand worden berekend uit:CEMENT1994j4~;~"-1"19??__~~~~~~~~~__?...,_c_o_n_s_tr_u_ct_ie_f_o_n_t_w_e_rpL..~--I. prefabricage[?w- (i + P)]
Reacties