Verbeterd kritisch detail bij breedplaatvloeren Beschouwing maatgevende bezwijkmechanismen 54? CEMENT 5 20 22 Bij het ontwerpen van een beton- constructie is het een vereiste dat de constructie, met name als hij bezwijkt door het overschrij- den van de momentweerstand, waarschuwingsgedrag vertoont en vervormingscapaciteit bezit. Dit zogenoemde ductiele gedag wordt ver- kregen als de wapening in de trekzone gaat vloeien voordat feitelijk bezwijken optreedt. Van het kritische detail is bekend dat be- zwijken ook kan optreden door het bezwij- ken van het aansluitvlak dat aanwezig is tussen de koppelwapening en de breed- plaatwapening. Dit bezwijken is veel minder ductiel en dus ongewenst als bepalend be- zwijkmechanisme als de constructie be- zwijkt. Als oplossing zijn in [1] twee mogelij- ke detailleringen beschreven, waarbij wordt gewaarborgd dat het detail bezwijkt na het vloeien van de wapening en niet door het bezwijken van het aansluitvlak. Bij deze de- tailleringen wordt verbindingswapening aangebracht die het aansluitvlak doorkruist. Deze oplossingen zijn bij gebruikelijke productiemethoden voor breedplaatvloeren echter lastig. Het vereist relatief veel arbeids- inzet en verstoort het productieproces. Daar- uit komt de wens voort, de eerder gebruike- lijke detailleringswijze waarbij tralieliggers op de breedplaatwapening worden geplaatst, nog te kunnen toepassen. Om na te gaan hoe aan deze wens kan worden voldaan, moet eerst worden be- schouwd hoe het detail moet/kan worden verbeterd zodat wordt voldaan aan geldende eisen en inzichten. Daarbij zijn volgende za- ken van belang (fig. 1): De koppelstaven moeten op een afstand ten minste gelijk aan de staafdiameter boven de breedplaten in de druklaag zijn opgeno- men. De eerste tralieliggers moeten dichter bij de langsnaad zijn aangebracht om zo de overlappingslengte effectiever te maken. De overlappingslengte moet worden be- paald vanaf het hart van de eerste tralieligger; De tralieligger moet voldoende diep in de breedplaat zijn opgenomen. Tot slot verdient het ook aanbeveling om de bovenzijde van de breedplaat te bewerken zodat die als ruw kan worden geclassificeerd. De berekening van de overlappingslengte wordt uitgevoerd volgens NEN-EN 1992-1-1 met een vermeerdering voor het niet direct naast elkaar liggen van de overlappende staven. Uitgaande van ?? = 0,7 voor de grote dekking, een maximale hart-op-hart-afstand tussen de staven van 250 mm en ?? = 1,5 PROF.IR. SIMON WIJTE Adviesbureau ir. J.G. Hageman / TU Eindhoven PAUL OTTERSPOOR Student Master Structural Engineering and Design TU Eindhoven auteurs Er is al veel gezegd en geschreven over het zogenoemde kritische detail in breedplaatvloeren waarbij sprake is van een primaire krachtsafdracht in de richting haaks over de langsvoegen. In een eerder Cementartikel [1] is ingegaan op de wijze waarop dit detail in nieuwbouwsituaties kan worden gedetailleerd. Het ontwerpprincipe hierbij is dat het bezwijken optreedt nadat de koppelwapening of de breedplaatwapening gaat vloeien. In het voorliggende artikel is beschreven hoe het tot in 2017 gebruikelijke detail, waarbij de verbinding tussen de druklaag en de breedplaat alleen is geborgd door tralieliggers die bovenop de breedplaatwapening zijn geplaatst, zou kunnen worden toegepast op een manier dat wordt voldaan aan dit ontwerpprincipe. CEMENT 5 2022 ?55 voor het feit dat 100% van de staven wordt ge- last, is in [1] hiervoor de volgende vergelijking v oor de overlappingslengte l ? beschreven: l? = 1,05 l b,rqd + 135 mm ( 1) waarin: l b,rqd is de gr ootste waarde van de basis verankeringslengte van de koppelwapening of de breedplaatwapening bepaald volgens 8.4.3 van NEN-EN 1992-1-1. Kenmerkend voor het hier beschouwde ver- beterde detail is dat het hart van de eerste tralieligger op 125 mm vanaf de naad wordt aangebracht. De tweede tralieligger wordt op de standaardafstand van 400 mm vanaf de naad geplaatst. Kansverdeling van twee relevante bezwijkmechanismen Als wordt nagegaan hoe het principe van het eerder gebruikelijke detail nog steeds bij het ontwerpen van een nieuwe vloerconstructie kan worden toegepast, moet worden be- schouwd hoe kan worden gewaarborgd dat het detail bezwijkt na het vloeien van de wa- pening en niet door het bezwijken van het aansluitvlak ofwel het uittrekken van de tralieligger. De kans dat bezwijken van het aansluitvlak optreedt voordat bezwijken door het vloeien van de wapening optreedt, moet voldoende klein zijn. Deze kans kan worden bepaald als de kansverdeling van beide bezwijkmechanismen bekend is. Vloeien van de koppelwapening? Bij het vloeien is de rekenwaarde van de weerstand van de koppelwapening per meter breedte gelijk aan: N Rv, d = A s fyd = A s fyk/1,15 (2) De g emiddelde waarde van de weerstand in de koppelwapening per meter breedte is gelijk aan: N Rv, m = A s fym (3) w aarin: A s is het opperv lak van de doorsnede van de koppelwapening per meter breedte f yd is de r ekenwaarde van de vloei- grens van de wapening f ym is de g emiddelde waarde van de vloeigrens van de wapening 1 Verbeterd detail Tabel 1?Fragment van tabel A.2 uit prEN 1992-1-1 (SC2-N1874) coefficient of variation bias factor a partial factor for reinforcement ? s yield strength f y Vfy = 0,045 f ym / fyk = exp(1,645V fy) effective depth d V d = 0,050? d = 0,95 model uncertainty V ?s = 0,045? ?s = 1,09 coefficient of variation and bias factor of resistance for reinforcement V Rs = 0,081 ? RS = 1,115 1 56? CEMENT 5 20 22 De verdeling van de vloeiweerstand van de wapening wordt bepaald op basis van infor- matie uit prEN 1992-1-1 (SC2-N1874), waar- van een fragment uit tabel A.2 is opgenomen in tabel 1. Uit deze tabel volgt dat de variatiecoëfficiënt voor de vloeigrens V fy gelijk is aan 0,045 en dat de gemiddelde waarde van de vloeigrens van de wapening volgt uit: f ym = exp(1,645 V fy) fyk = 1,077 f yk (4) U it de voorgaande vergelijkingen is af te leiden dat: N Rv, d = N Rv, m /1,24 (5) V oor de variatiecoëfficiënt van de grootte van de vloeiweerstand wordt uitgegaan van V fy en de modelonzekerheid V ?s. De aangegeven variatie van de effectieve hoogte d wordt hierbij niet beschouwd omdat deze variabele eenzelfde rol speelt bij het niet wenselijke bezwijkmechanisme. Zodoende is de varia- tie in effectieve hoogte niet bepalend voor het optreden van het ene of het andere be- zwijkmechanisme, te weten het vloeien van de wapening of het uittrekken van de tralie- ligger. De overall variatiecoëfficiënt volgt uit: Formules artikel 295 (6) 22 2 2 v fy ?s 0, 045 0, 045 0, 064 V VV = += + = (9) 2v v v 11 ( ) exp 2 2 y x? fx \f \f? ?? ?? ??  ?? ?? ?? ?? (10) v v 11 ( ) erf 22 2 y x ? Fx \f ?? =+ ?????? [1 e formule zonder nummer] 2\b3 ctm,bp 750 f ???????? [2 e formule zonder nummer] eff 2 1, 0 600 l k= [3 e formule zonder nummer] 3 56 0 , 9 e n 1, 1 40 k k Ø = (16) () () 22 u u,l ln 1 ln 1 0,17 0, 255 V \f = += + = (17) () () 2 Ru u,l u u l , ,m 1 ln ln 0, 0325 2 ?N?\f = = (18) u,l u u,l u,l 2 ln( ) 11 ( ) exp 2 2x f ? \f \f x x? ?? ?? ??  ???? ?? ?? ?? (19) u,l u,l u ln( ) 11 ( ) erf 22 2x F ? \f x ?? =+ ?????? (20) () uv() () P U V F s f s ds