Snedecontrole bij scheurvorming Ing. O. Joostensz
Snedecontrole bij scheurvorming
16 juni 2011
ABT bv • Sinds 1953 • 220 medewerkers • Vestigingen – Nederland: Velp en Delft – België: Antwerpen
• Adviesgroepen – – – – – Snedecontrole bij scheurvorming
Constructies Civiele techniek Bouwmanagement Bouwkunde Installaties 16 juni 2011
1
Civiele techniek ABT
constructies
civiele techniek
bouwmanagement
bouwkunde
installaties
activiteiten
locaties
directeuren
raadgevend ingenieurs
ondergronds bouwen geotechniek bedrijfsvloeren windenergie terreintechniek schade-expertise geavanceerde berekeningen
Velp Delft
ir. H.B. Monster
ir. H.B. Monster ir. K.A. Brink ing. A.A. van den Bos
Snedecontrole bij scheurvorming
16 juni 2011
Inhoud • • • •
Probleemstelling Theoretisch model Variantenstudie DIANA Conclusie
Snedecontrole bij scheurvorming
16 juni 2011
2
Probleem: dwarskracht
Snedecontrole bij scheurvorming
16 juni 2011
Eisen opdrachtgever • • • •
Snedecontrole Dwarskrachten-/momentenlijn M-kappa diagram doorsnede Factie = Freactie
• Kortom: inzicht in het krachtenspel
Snedecontrole bij scheurvorming
16 juni 2011
3
Casestudy: RB2 - basismodel ‘mat’ young 36000 poison 0.15 totcrk rotate tencrv expone tenstr 3.79 GF1 0.084 comcrv consta comstr 53 ‘data’ ninteg 3 3 Convergentie met Energy steps Tolcon 1E-04 (energy en force) Snedecontrole bij scheurvorming
16 juni 2011
DIANA model RB2 • • • • • • •
CQ16M / CL12I Embedded reinforcement 20 elementen over de hoogte Materiaalmodel totalcrack rotate Tension softening - exponential Gf=0.084 N/mm Default geen shear retention! Snedecontrole bij scheurvorming
16 juni 2011
4
Resultaten basismodel
Loadstep 49 – F = 66,7 kN (laatst convergerende stap) • Hoofdscheurrekken - EK1
Snedecontrole bij scheurvorming
16 juni 2011
Snedeuitvoer Snede II 0.50 0.45
schuif spanningen
0.40
normaalspanningen
0.35
Integraal Sxy = 65 kN
gescheurd
0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05
-8.00
-6.00
Snedecontrole bij scheurvorming
-4.00
-2.00
0.00 0.00
2.00
4.00
16 juni 2011
5
Mechanica schema
∆M=Fx∆L
Snedecontrole bij scheurvorming
16 juni 2011
Relatie normaal- /schuifspanning
∆σ= (Fx∆L)y/I
Snedecontrole bij scheurvorming
τ=∫(∆σ)δx
16 juni 2011
6
Relatie normaal-/schuifspanning ∆σ
∆σ = ∆Mx/I = 12(F*∆L)x/bh3 τ = ∫(∆σ)δx = 12(F*∆L)/bh3 ∫(x)δx 1/2h
τmax = 12(F*∆L)/bh3 ∫(1/2x2)δx 0
∆σ
τmax =
12(F*∆L)h2/8bh3
= 3/2 F/bh ∆L (q.e.d)
τmax = DS/bI = 3/2 F/bh Snedecontrole bij scheurvorming
16 juni 2011
Analytische methode
τ=∫(∆σ)δx (Alleen beton!)
Snedecontrole bij scheurvorming
16 juni 2011
7
Ongescheurde doorsnede 0.5
DIANA uitvoer Sxy DIANA uitvoer Sxx / ∆L
0.45
schuifspanning analytisch 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05
-1.30
-1.10
-0.90
-0.70
-0.50
-0.30
0 -0.10
0.10
0.30
0.50
Analytische methode klopt! Snedecontrole bij scheurvorming
16 juni 2011
Doorsnede reductie
Snedecontrole bij scheurvorming
16 juni 2011
8
Modellen voor shear-retention
Geen deuvelwerking Snedecontrole bij scheurvorming
16 juni 2011
Theoretisch model 0.5
analytisch volledige retentie
0.5
0.45
analytisch met retentiefactor 0.5
normaalspanningen
0.4
analytisch met gewogen retentie
0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0
0 -2.00
-1.50
-1.00
-0.50
0.00
0.50
-9
-6
-3
0
3
τ=∫(∆σ)δx Snedecontrole bij scheurvorming
16 juni 2011
9
Terug naar RB2 BASIS 0.50 0.45
schuifspanningen normaalspanningen
0.40
theoretisch model 0.35
gescheurd
0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05
-8.00
-6.00
-4.00
-2.00
0.00 0.00
2.00
Snedecontrole bij scheurvorming
4.00
16 juni 2011
Shear retention - DIANA • • • •
Beta factor Rotate/fixed crack model Spanning- / rek gestuurd? (EKNN1?) Convergentie op energy/force/displacement • Deuvelwerking embedded reinforcement?
Snedecontrole bij scheurvorming
16 juni 2011
10
Variantenstudie Basismodel: rotate crack • Rotate crack model vs fixed crack model • Poired damage vs geen poired • Tolcon 1E-4, 350 iteraties vs Tolcon 1E-2, 20 iteraties • Fixed crack (no shear retention vs beta = 0.2) • Elementresults vs. integration points • Reduction curve
Snedecontrole bij scheurvorming
16 juni 2011
Vergelijking alternatieven 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10
BASIS Analytisch
(Alle varianten geconvergeerd!energy tolcon 1E-04)
0.05
INTPNT -2.50
-2.00
-1.50
-1.00
Snedecontrole bij scheurvorming
-0.50
0.00 0.00
16 juni 2011
11
Vergelijking alternatieven 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15
(Alle varianten geconvergeerd!)
0.10 TOLCON Analytisch
0.05
BETA -2.50
-2.00
-1.50
-1.00
-0.50
0.00 0.00
Snedecontrole bij scheurvorming
16 juni 2011
Vergelijking alternatieven 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 FIXED 0.25
POIRED Analytisch
0.20
REDCRV 0.15 0.10
(Alle varianten geconvergeerd!energy tolcon 1E-04)
0.05
-2.50
-2.00
-1.50
-1.00
Snedecontrole bij scheurvorming
-0.50
0.00 0.00
16 juni 2011
12
Conclusie / oplossing • Huidig materiaalmodel ontoereikend • • • • •
Crackwidth – shear retention koppeling Terugkoppeling met theoretisch model Expliciet beta factor invoeren Overige parameters van invloed? Deuvelwerking embedded reinforcement Snedecontrole bij scheurvorming
16 juni 2011
Snedecontrole bij scheurvorming
Dank voor uw aandacht
Snedecontrole bij scheurvorming
16 juni 2011
13
