DEC 2010 JAARGANG 37 1

41e bestuur Lustrum Thesis by Marc Roman Bedrijvenartikel Haitsma

DEC 2010 JAARGANG 37

www.betondispuut.tudelft.nl

1

2


Voorwoord

Geachte ereleden, leden, vrienden, sponsoren en alle overige lezers,

De kou treedt nu echt ons land weer binnen. Het uitkijken naar ijs en de mogelijkheid om de schaatsen onder te binden is begonnen. Daarmee wordt de hoop om een nieuwe Elfstedentocht weer levend. Intussen zijn we als nieuw bestuur hard bezig om de activiteiten voor het komend jaar in te vullen. Daarnaast hebben we afgelopen twee maanden op snelle manier kennis kunnen maken met onze rol als bestuur. Als eerst zal ik daarom een korte uiteenzetting geven van deze twee maanden. In oktober hebben we onze 8ste lustrum gevierd met een week van interessante lezingen met als afsluiting de Lustrumborrel, waar oud-, ere- en studentleden en sponsoren onder het genot van een biertje elkaar konden ontmoeten. Het lustrum was een mooie afsluiting van de afgelopen 40 jaar en ik wil u allen daarom bedanken voor een geslaagd lustrum. U kunt hier meer zien in het gedeelte ‘lustrum’. In dezelfde week mochten we Dr. Ir. van der Veen verwelkomen als nieuw erelid. In deze uitgave zal ons nieuwe erelid zich voorstellen. Als bestuur zijn wij verheugd dat Dr. Ir. van der Veen komende jaren een inspiratie voor het Betondispuut en zijn leden vil zijn. In deze uitgave leest u meer over de motivatie van Dr. Ir. van der Veen om toe te treden als erelid en hoe hij die dag heeft ervaren Met de afsluiting van het 40ste jaar vond ook de bestuurswissel plaats. Als 41e bestuur zijn we zeer gemotiveerd om ook van het komend jaar een groot succes te maken. Onze eerste activiteiten hebben al plaats gevonden, waar later in dit magazine verder op ingegaan wordt. De Betondag en de excursie naar Heijmans waren zeer geslaagd. Naar de Betondag mochten we dankzij de Betonvereniging afreizen met een groep van maar liefst 30 studenten. Verder wil ik u attenderen op het afstudeerverslag van Marc Roman en het bedrijvenartikel van onze sponsor Haitsma over sluisdeuren met hogesterktebeton wat dit BD-magazine compleet maakt. Als laatste wil ik uw fijne feestdagen toe wensen en een goede jaarwisseling. Ik zie er naar uit om u in 2011 weer terug te zien. Veel leesplezier! Kees Jan van der Wilt voorzitter van het 41e bestuur


3

4


Inhoudsopgave: Betondispuut Magazine december 2010 3

Voorwoord Van de Voorzitter

5

Inhoudsopgave

7

MSc Thesis

Walls and finite element methods Marc Roman

15

41e bestuur

19

Activiteiten

22 26 29 30

8e Lustrum

33

Bedrijvenartikel Haitsma

40

Agenda

Betondag Excursie Heijmans Nieuwe erelid Dr. Ir. van der Veen

Foto omslag: 41e bestuur

Adverteerdersindex: pagina 2: BESIX pagina 4: Dura Vermeer pagina 6: BAS BV pagina 9: BAM Faber pagina 10: ABT Hakron pagina 13: BMC certificatie Lincon pagina 14: Royal Haskoning Bekeart pagina 16: Van Hattum en Blankevoort pagina 18 : Pieter Bouwtechniek pagina 20: FDN engineering pagina 25: IV-Infra DHV pagina 27: Witteveen + Bos Hurks pagina 28: Intron IMD pagina 31: Schaalingenieur Cementbouw pagina 32: Bubbledeck Corsmit pagina 36: Haitsma pagina 37: Duykerhoff-Basal pagina 39: Breijn pagina 40: ENCI


5

6


MSC Thesis by Marc Romans

Walls and finite element methods During the last decades finite elements methods (FEM-software) have become a frequently used tool in engineering practice to determine the in-plane stress fields of walls. Today’s software is even capable to determine the required amount of reinforcement automatically on the basis of these stress fields, a design method to which explicit approval is given since the introduction of Eurocode EN1992-1-1 (EC2). This is an economically attractive method since calculations only take a limited amount of time and a smaller amount of reinforcement is required compared to common design methods. However, there is also a lot of resistance since this method deviates at some points from common design methods. Besides the software does not provide clear insight of the design process and produces sometimes implausible results. This induced Corsmit Raadgevend Ingenieurs to examine this recently approved design method in further detail.

Deviations from common design methods FEM-software derives the required amount of orthogonal reinforcement for a wall directly from the developing membrane forces. Because of this the design process with FEM-software deviates at some critical points from common design methods like the beam- or strut-and-tie method. Load transfer mechanisms of common methods are based on a system of compression struts and tensile ties which are in equilibrium. FEMsoftware however assumes linear elastic isotropic material behaviour during the derivation of the membrane forces. The software assumes that the wall possesses a similar stiffness when it is loaded under tension or compression. This results in the development of load transfer mechanisms which deviate considerably from common methods, which assume that concrete is only capable to transfer compressive stresses and that reinforcement bars transfer the tensile stresses.

A second point at which the design of walls deviates is that the moment line is no longer shifted over an unfavourable distance. The VBC prescribes shifting of the moment line in §8.1.1 to prevent failure due to the development of diagonal cracks between the supports and point of loading in the ultimate limit state. When the design of a wall with FEM-software is compared to the common design methods, only a limited amount of longitudinal bars has to reach the supports. This could theoretically result in an increased chance of failure in the vicinity of the supports. Besides, required reinforcement is derived from membrane forces which are caused by in-plane loads. For cross-sections which are centrically or almost centrically loaded this results in an overestimation of the load bearing capacity, since eccentricities which are prescribed in the Eurocode will not be taken into account. Since FEM-software derives the required reinforcement from in-plane stress fields, also possible second order moments are not taken into account.


7


Closer examination Above mentioned deviations from common design methods gave reason to examine the design of walls with FEM-software in further detail. This study focused on relative simple, statically determined single span walls.

In total for some 25 single span wall elements the required reinforcement was determined with the FEMsoftware Nemetschek Scia Engineer 2009. Subsequently the failure mode was analysed numerically by a non linear finite element analysis in ATENA 2D (version 4.2.2.0). By means of a displacement controlled load the single-span walls elements were loaded up to failure to determine the actual resistance to failure and to trace down the normative failure mode. Based on the design resistance a similar level of reliability was taken into account during these numerical simulations to determine the resistance to failure. For this purpose the method is used which in §5.7 of Eurocode EN1992-2 is prescribed for non-linear simulations.

figure 1: Overall geometry of considered single-span wall elements

Numerical simulations Design of single-span walls with FEM-software results in the development of both a tension as well as a compression arch between the point of loading and the supports. This is an result of the assumption that during the derivation of the membrane forces reinforced concrete behaves as an isotropic material. Although due to the development of cracks a tension arch in practice will not develop, EC2 §5.1 (3) gives its explicit approval to derive the required reinforcement from these types of planestress-states. Since the required amount of reinforcement is derived from local tensile stresses, a concentration of flexural reinforcement is required at midspan, while only a limited amount of longitudinal reinforcement reaches the supports. It must be emphasized that the mentioned code requirements related to eccentricities do not apply on the considered elements.

Figure 2: Development of stress trajectories in a centrically loaded single-span wall. Load transfer by a compressive- (in blue) and tension arch (in red).

8


Numerical simulations showed that compression failure of the concrete compression zone, caused by bending due to the increasing prescribed displacement, turned out to be the normative failure mode. Deep walls showed a resistance to failure that amply exceeded the design resistance. Some particularly slender locally heavily loaded single-span wall elements which were loaded up to the concrete compressive strength fc or even over it, such that compression reinforcement was required, showed however a resistance to failure which was lower than the initial design resistance. This is remarkable since Atena takes, in contrast to FEM-software, the positive effect of the biaxial compressive- and tensile strength into account. The relative low resistance to failure of slender heavily loaded single-span wall elements can be explained by the differences between the applied stress-strain relations during the design process and non-linear analyses. Design of single-span elements with FEM-software is based on linear elastic material behaviour. Although the compressive stresses which develop are verified, the related compressive strains are not. At the moment that the ultimate compressive strength fc is reached an infinite yield trajectory is assumed, and by requiring compression reinforcement the capacity of the compressive zone is enlarged. Where according to the stress-strain relations in the Eurocode it is allowed to assume that concrete keeps it full compressive strength up to the limit value of the compressive strain εcu, in the applied stress-strain relation in ATENA the compressive strength linearly decreases to zero from the moment that the ultimate compressive strain fc is reached. This approach is closely


9

10



figure 3:Global uniaxial stress-strain relations according to laboratory-tests (left) and the applied relation during the design process (middle) and non-linear analyses (right)

linked with the general uniaxial stress-strain relation which follows from laboratory tests, which do not show a horizontal yield trajectory from the moment that the ultimate compressive strength fc is reached. Besides, ATENA’s ability to simulate real concrete behaviour has been proven numerous times in the preceding years. Although this approach is closely linked with the general uniaxial stress-strain relation, concrete in the compressive zone of a heavily loaded wall elements fails after some redistribution of internal forces, before the ultimate compressive strain is reached which was assumed during the design process. This also explains why heavily loaded wall elements, in which compression reinforcement is required in the concrete compression zone, failed prematurely before the reinforcement yielded. It can be concluded that, in case a similar level of reliability is taken into account, the in the non-linear analyses applied stress-strain relation results in a conservative approximation of the resistance to failure of the concrete compressive zone, while the in EC2 prescribed relations lead to an upper bound approximation.

Shifting of moment line Although according to the output of FEM-software in a large number of considered single-span elements only a limited amount of bars from midspan had to reach the supports, this did not have a noticeable influence on the normative failure mode. This can be explained by the structural contribution of the reinforcement mesh and lateral and transversal reinforcement bars. Where the beam method assumes that only the flexural reinforcement contributes to the resistance to failure, ATENA takes the influence of all reinforcement bars into account which cross a possible diagonal crack. This is illustrated in figure 4. The bars which cross the diagonal crack reduce the crack width development, and due to aggregate interlock still loads can be transferred. It must be emphasized that this does not mean that it is not longer necessary to shift the moment line in general, this should be considered for each specific case.

Serviceability limit state FEM-software distributes the required flexural reinforcement over the height of the single-span wall elements, according to the distribution of the membrane forces. In each node of the finite element mesh the exact amount of reinforcement is determined by dividing the resultant longitudinal and transversal forces by the yield strength fyd of the reinforcement steel. This approach assumes that at each location where tensile stresses develop, the strain is such that the yield strain of the reinforcement steel is reached. In those areas where in the serviceability limit state (SLS) just a limited strain develops, such as in the vicinity of the neutral axis, stresses develop which are lower than the value which follows from fyd/γ, where γ is the applied load factor. As a result, at the bottom fibre at midspan tensile stresses develop which are higher than fyd/γ. The consequence of this approach is that a significant number of considered elements do not satisfy the in EC2 §7.3 prescribed code requirements which are related to crack control. The available flexural reinforcement turns out to be insufficient to keep the stresses within the boundaries which are prescribed in table 7.2N of EC2. In the SLS stresses up to 400 N/mm2 developed in the flexural reinforcement. The non-linear analyses also show that significant cracks may develop in those areas where according to FEM-software just a limited amount of reinforcement is required, such as for example in the compression struts which develop between the point of loading and the supports.


11


Besides, a major limitation of this method is that it is not possible to verify the stresses in the reinforcement bars adequately in the SLS, since there is no linear relation between the applied load and the development of stresses in the reinforcement. When common methods are applied, such as the beam- and strut-and tie method, crack widths can be verified easily since the flexural reinforcement is concentrated in a tension tie during the design. In addition, common methods are more conservative since they do not take the positive effect of applied the reinforcement mesh into account. figure 4: Contribution of reinforcement according to the beam- method and in situation in practice

Conclusions The use of FEM-software for the design of walls has a number of large advantages compared to common design methods. The method is fast and satisfies the requirements of EC2 §5.1 (3) and appendix F of EC2. Besides the method is interesting from an economical point of view. Compared to the very conservative strut-and-tie method just a limited amount of reinforcement is required, and the applied reinforcement is fully utilized during the design process. This method has however also its limitations. Especially for the design of heavily loaded walls in which compressive stresses develop equal to the compressive strength fcd, this method is not suitable. This is, amongst other things, caused by the fact that the method does not check the maximum compressive strain and corresponding rupture strain. In addition, the method does not take the effect of eccentricities and second order moments in cross-sections into account, although they will result in increasing compressive stresses. During the design process one should be prepared for the influence of these effects on the stress distribution in a wall. FEM-software should take a reduced concrete compressive strain as a standard during the design process, and should not apply compression reinforcement. In addition, the influence of second order moments should be determined separately. There is also a challenge in the critical translation from the output of FEM-software to an actual reinforcement design in which all bars are positioned in a correct way. Although the output of FEM-software does not provide much starting points, in particular attention should be paid to crack control. For the considered single-span wall elements it turned out that appliance of the exact amount of reinforcement according to the output of FEM-software, was not sufficient to satisfy the requirements of EC2 related to crack control. In a lot of cases it shall be necessary to over dimension the determined reinforcement to satisfy these requirements. Closer examination into the appliance of the correct amount of reinforcement in the SLS, such that all requirements in EC2 related to crack control are met, is therefore recommended. If you have any question or if you are interested in the subject, feel free to contact me. Marc Romans [email protected]

12



13

14


41e bestuur

Kees Jan van der Wit - Voorzitter Mijn naam is Kees Jan van der Wilt. Momenteel studeer ik ‘Structural Engineering’ met als specialisatie ‘Betonnen constructies’. Komend jaar zal ik mijn studie combineren met de functie als voorzitter. Begin van dit jaar werd ik gevraagd voor het bestuur van het Betondispuut, waarop ik vrij snel ja zei. Het Betondispuut is voor mij een vereniging waar passie voor de techniek en betonconstructies in het bijzonder centraal staat. Ook dit jaar zullen we als bestuur keihard werken om de diverse activiteiten, zoals de vele excursies, lezingen, de betonkanorace en de lange en korte reis te organiseren. We hebben dit jaar als doel gesteld om meer studenten te betrekken bij de activiteiten van het Betondispuut. Daarnaast willen we onze nieuwe betonnen kano verder verbeteren om echt mee te gaan strijden om de prijzen. Als bestuur kijken we uit naar het komend jaar en hopen we op een goede en intensieve samenwerking! Nadevah Mourillon – Secretary My name is Nadevah Mourillon. I was born and raised in Curaçao. After finalizing my Bachelor in Civil Engineering at the University of the Netherlands Antilles, I came to TU Delft. I am currently studying for my Master at the TU Delft, specializing in hydraulic structures. Last year I joined the study trip to China instead of making my annual trip back home and it was a great experience. This was an opportunity to see mega projects successfully built in a vast country with a population exceeding one billion, where you will still find people living with only the basic equipment. For me this is an incentive to continue with my studies and also a confirmation of having chosen well. During this educational trip I had a very pleasant and informative relationship with my teammates. Consequently I readily accepted to join the new board when I was approached accordingly. I strongly recommend this to all my colleagues as the best method to contribute in a pro-active manner and also to undergo a mind-broadening practical study experience. I hope that together with my fellow board members we can work on a fun year for everyone. Jeroen Hermans - Penningmeester Mijn naam is Jeroen Hermans en ben 21 jaar jong. Op dit moment ben ik bezig met mijn 4e jaar op civiel en ben ik net begonnen aan mijn master Geotechnical Engineering. Geo is niet echt de richting die bij het Betondispuut in de gedachte schiet, maar uiteindelijk komt er in die richting toch veel beton in de ondergrondse kunstwerken en funderingen voor. In naam van het 41e bestuur van het Betondispuut mag ik de functie van penningmeester vervullen. Ik heb kennis gemaakt met het betondispuut tijdens de afgelopen lange reis naar China. Enkele weken later ben ik gevraagd of ik in het 41e bestuur plaats wilde nemen. Zo ben ik bij het Betondispuut terecht gekomen. Hoewel we in een tijd leven waar het op financieel gebied wat minder gaat in de bouwwereld hoop ik dit jaar met mijn medebestuurders weer mooie reizen, leuke excursies en interessante lunchlezingen te kunnen organiseren.


15

16


41e bestuur

Mohamed Al Saady - Activiteiten en reizen Mijn naam is Mohamed Al Saady. Ik zit nu in mijn vierde jaar en ben van plan om volgend jaar met de master waterbouwkunde te beginnen. Wat ik in het komende jaar voor het betondispuut ga doen, is het organiseren van activiteiten en reizen. Een aantal vrienden hebben in de voorgaande jaren in het bestuur van Betondispuut gezeten en ze hadden me allemaal geadviseerd om het te doen. Colleges en dictaten zijn leuk, maar het is ook belangrijk om buiten de collegezalen betrokken te zijn met je studie. In mijn eerste jaar was ik met het betondispuut op studiereis gegaan naar Canada. Het was erg leerzaam en gezellig. Dit heeft me extra gemotiveerd om zelf studiereizen te organiseren. Ik zal me in iedere geval goed inzetten om educatieve en gezellige studiereizen te organiseren. Ik ben er van overtuigd dat dit jaar succesvol zal worden. We zijn allemaal erg gemotiveerd en ons samenwerking verloopt vlot. Tenslotte zullen we van dit jaar met alle bestuursleden een succesvol en vooral een plezierig jaar maken.

Mohsin Al Hadi - Activiteiten en reizen Mijn naam is Mohsin Al Hadi. Ik ben 20 jaar oud en woon nu bij Dordrecht. Ik zit nu in mijn 3e jaar van de bachelor. Ik hoop dit jaar alles af te ronden, wellicht dat alleen het bacheloreindwerk wordt doorgeschoven. In mijn vwo jaren twijfelde ik zeer tussen techniek en geneeskunde/tandheelkunde. Maar toen ik eenmaal in 6 vwo zat en de keuze moest maken had ik besloten om ingenieur te worden. Ik twijfelde niet lang om voor de TU te kiezen. Op de open dagen had ik alleen Civiele Techniek bezocht en ik vond het gelijk de juiste opleiding voor mij. Na mijn bachelor wil ik zeker verder met de Civiele studie. Mijn keuze ligt nu bij de master Structual Engineering. Hierin zou ik voor beton of staal willen kiezen. Beide lijken mij een leuk vervolg voor mijn bachelor. Dit jaar hoop ik met Betondispuut een goed jaar te hebben met veel adtiviteiten. Ik ga dit jaar samen met Mohamed de activiteiten en reizen organiseren. Natuurlijk zit er veel werk in om al deze activiteiten te organiseren maar ik zal het met veel plezier doen. Ook denk ik dat we dit jaar een leuk bestuur hebben die veel kan bereiken. Inmiddels hebben we al de eerste activiteiten achter de rug zoals de Heijmans excursie en de Betondag. Mijn hobbies zijn verder sporten en lekker actief zijn!


17

18


Activiteiten

Bestuurswissel

Benoeming erelid

Bestuurswissel

Benoeming erelid

Lustrumborrel


19

20


Activiteiten

Excursie Heijmans

Excursie Heijmans

Bowlen

Betondag

FDN lezing

FDN lezing www.betondispuut.tudelft.nl

21

“Beton de

22


4 - 7 oktober 2010

toekomst” 8e lustrum

Onze grote dank aan:

Van Hattum en Blankevoort Heijmans BAS ENCI


23

Lustrumborrel

15 oktober 2010

24



25

Betondag 2010 Ook in het jaar 2010 was het Betondispuut aanwezig op een van de grootste eendaagse evenement van Europa en zeker de grootste betonbouw evenement van Nederland. In totaal waren we met 30 studenten namens het betondispuut aanwezig. Dit is natuurlijk de ultieme gelegenheid voor de studenten om in contact te komen met de bedrijven. Er waren enorm veel bedrijven aanwezig. Ook onze sponsoren waren aanwezig. Zo konden we ondermeer een praatje maken met Dura Vermeer, Van Hattum en Blankevoort, BAS en Breijn van Heijmans. Ook de organisatoren en de betonvereniging waren goed vertegenwoordigd. De bedrijven waren verdeeld over twee verdiepingen. Tussendoor werden in verschillende grote zalen een aantal lezingen gegeven. Natuurlijk was dit jaar ook het welbekende studentencafé aanwezig op de betondag. Het Betondispuut had daar ook al vroeg hun eigen plek kunnen bemachtigen. Behalve vakmensen kwamen we ook veel medestudenten tegen. Sommigen waren afkomstig van de andere aanwezige studieverenigingen, en anderen waren weer belangstellende studenten die naar beschikbare stage- of afstudeerplekken zochten. Kortom via de studentencafé kom je zo in contact met verschillende mensen. Ook konden de bezoekers een BD magazine lezen of onze nieuwste Betondispuutsticker meenemen. Inmiddels is het al een bekende traditie binnen het Betondispuut: De betonproef op de betondag. De gehele dag konden bezoekers in onze stand een briefje invullen met wat volgens hun het juiste antwoord was. De bedoeling was om te raden bij welke belasting onze zelfgemaakte betonnen balk zou gaan bezwijken. Dit jaar hebben we als wapening papieren knipsels in de balk gedaan. Of dat effect had op het resultaat? De meeste dachten van wel. We kregen zeer uiteenlopende antwoorden. Van mensen die zeiden dat onze balkje, van 1 meter lang, een gewicht van 1000 kg aan konden tot mensen die dachten dat de balk nog geen 15 kilo aankon. Om 16:00 uur was het dan eindelijk tijd om het te gaan testen. Kilo voor kilo werd er op de betonnen balk gezet totdat het bezweek. Uiteindelijk bleek het dat het balkje een massa van 65 kilo aankon. Ook dit jaar hadden we 3 prijzen voor de mensen die het meest dichtbij zaten. Na de prijsuitreiking konden de studenten even met elkaar praten over de gang van zaken. Concluderend kunnen we zeggen dat de Betondag 2010 weer een groot succes was en dat het weer de moeite waard was om aanwezig te zijn. We hopen jullie volgend jaar u weer te mogen zien. Door Mohsin Al Hadi Activiteitencommissie

26



27

28


Excursie Heijmans 16 november 2010 Een mistige dinsdagochtend op 16 november 2010 raasde de koude wind langs de ingang van CT. Gelukkig hadden we hier niet lang last van, want daar kwamen de heren en vrouwen van beton. In comfortabele busjes vertrokken we om een uurtje of 11 met een groep van 15 studenten richting Utrecht. Om half 1 kwamen we aan op de bouwplaats waar Heijmans zijn kantoor had opgebouwd. We werden Bourgondisch onthaald met een heerlijke lunch. Terwijl wij genoten van de goedbelegde broodjes begon Floris, HR manager, met zijn presentatie over de geschiedenis en de algemene gang van zaken bij Heijmans. Daaropvolgend kregen we een presentatie van Richard, projectmanager van het bouwproject VleuGel/RRS. Dit project omvat de onderbouw Utrecht Lunetten – Houten, en is onderdeel van de spooruitbreiding tussen Utrecht-Den Bosch en Utrecht-Arnhem. Voor ongeveer €90.000.000 realiseert Heijmans het ontwerpen en bouwen van de spoorbaan, kunstwerken (sifonconstructie, drive unders A & B(spoorweg onder bestaande spoorwegen), de onderdoorgang bij Station Lunetten en een onderdoorgang bij de Fortweg), duikers & ecopassages, wegen, tijdelijke en nieuwe haltevoorziening Lunetten, technische installaties en sloopwerkzaamheden. Het verbaasde mij hoeveel voorbereidingen komen kijken en hoeveel betrokkennen er bij een dergelijk project zijn. Vooral in buitendienststelling van het spoornet vergt veel voorbereidingen en goede communicatie met alle betrokken partijen. Na de presentatie kregen we allemaal een paar laarzen, een veiligheidshesje en een veiligheidshelm om ons voor te bereiden op de tocht naar de bouwplaats. We liepen langs het spoor en de bouwplaats van een van de drive-unders. Onderweg gaf Richard toelichting bij dingen die we tegenkwamen. Aangezien ze op sommige plekken al verder waren met de werkzaamheden, was precies te zien welke fasen er allemaal worden doorlopen bij de bouw. Het verleggen van alle kabels en leidingen in de grond. Het intrillen van de geleidingswanden, vervolgens wapening plaatsen en storten van beton voor de diepwanden. Met deze werkzaamheden is men momenteel druk bezig. In het vervolg zal dan het spoortracé worden ontgraven, de betonnen vloer met trekankers worden gerealiseerd en de spoorbaan worden aangelegd, om maar enkele voorbeelden te noemen. Terug binnen stond er nog wat fris klaar en werd ons allemaal medegedeeld dat Heijmans ook stageplekken en afstudeeropdrachten beschikbaar heeft. Iets om te onthouden voor in de toekomst. Met zijn allen vertrokken we weer richting Delft, en iets na 17:00 uur kwamen we weer aan bij CT. Al met al een zeer interessante en geslaagde excursie, zeker voor herhaling vatbaar.


29

Nieuwe erelid Dr.ir. Cor van der Veen

Op vrijdagavond 8 oktober jl. werd ondergetekende door zijn vrouw meegenomen om zogenaamd een jubileum van iemand te vieren. Daarom was het nodig om in kostuum te verschijnen. Aangekomen op de locatie in Zoetermeer, het restaurant “Koetjes en Kalfjes” werd Cor van der Veen volledig verrast door de aanwezigheid van het bestuur van het Betondispuut en de ereleden, allen natuurlijk volledig in het pak. Er werd mij toegelicht dat het volledige bestuur en ereleden unaniem besloten hadden om mij als erelid voor te stellen. Dit vanwege de begeleiding van vele studenten tijdens hun afstuderen en inzet en toegankelijk voor studenten, ook tijdens de studiereizen. Ik mag wel zeggen dat een groter compliment bijna niet mogelijk is, vooral omdat dit erelidmaatschap door de studenten is gegeven. Cor van der Veen is sinds 1982 verbonden aan de TU Delft. Na zijn experimentele onderzoek “Cryogeen beton” in het Stevenlaboratorium is hij in 1987, al voor zijn daadwerkelijke promotie, begonnen met het college Betonnen Bruggen en het begeleiden van afstudeerstudenten, in de begintijd vooral van diegenen die met het eindige elementenpakket DIANA werkten. Veel afstudeerstudenten hadden de gelegenheid “in de praktijk” bij ingenieursbureaus, aannemers of de Bouwdienst RWS af te studeren. Vanaf 1990 zijn vele studenten bezig geweest met bijvoorbeeld de onderwerpen ‘hoge sterkte beton’, ‘uitwendige voorspanning’, ‘tijdsafhankelijk gedrag van uitbouw bruggen’ en later met ‘de toestand van bestaande bruggen’, ‘de toepassing van de Eurocode’ en ‘ultra hoge sterkte beton’. Door de financieel moeilijke situatie, waarin de TU Delft zich nu bevindt, zullen er minder mogelijkheden zijn om “één-op-één” feedback aan de studenten tijdens de uitvoering van casestudies te geven. Een direct gevolg is dat het afstuderen in de praktijk nog belangrijker is geworden om naast de theoretische kennis, opgedaan tijdens de studie, deze kennis ook in de praktijk toe te passen. Dr.ir. Cor van der Veen

30



31

32


Bedrijvenartikel: Haitsma

Sluisdeur in hogesterktebeton De eerste betonnen sluisdeuren ter wereld bevinden zich in Amsterdam. In sluis 124 op IJburg zijn in oktober 2010 twee deuren van hogesterktebeton (hsb) geplaatst. Zowel de bouwkosten als de onderhoudskosten zijn veel lager dan die van de tot dusver toegepaste stalen of houten varianten. De slechts 100 mm dikke deuren glijden straks over een waterfilm van 0,1 mm. Na de primeur van de Diefdijk is de toepassing op IJburg een nieuwe doorbraak in het gebruik van beton in beweegbare waterkerende constructies wereldwijd.

Het gebruik van beton als waterkerend element is niet nieuw. Al zolang er beton bestaat wordt het bijvoorbeeld gebruikt voor de bouw van dammen. Ook sterkteklassen hoger dan C53/65 worden al langer toegepast, veelal voor brugdekken, details of niet-constructieve toepassingen. Met het sterker worden van het beton kunnen constructies lichter worden. Langzamerhand wordt het dan ook interessant om beton toe

te passen in de bewegende delen. Jaren geleden al is een onderzoek gedaan naar de vervanging van de hefschuiven van de Oosterscheldekering door deuren van ultra-hogesterktebeton. Op dat moment was deze vervanging niet aan de orde, waardoor dit (nog) niet is uitgevoerd. Verder schreef de Betonvereniging in de aanloop naar haar 80e verjaardag in 2007 een heuse ontwerpwedstrijd uit, die de nodige bruikbare inzendingen opleverde.


33

Bedrijvenartikel: Haitsma Onderzoekstraject Amsterdam

Maatgevende waterstanden

In 2006 is ook IBA begonnen met een onderzoek naar de mogelijkheden van hogesterktebeton. Twee afstudeerders van de Hogeschool van Amsterdam hebben zich verdiept in het materiaal en een ontwerp gemaakt voor een sluisdeur. Deze zou uitwisselbaar moeten zijn met de stalen deur, met minimale consequenties voor de sluiskolk en het bewegingswerk. Uit het afstudeeronderzoek kwamen twee varianten naar voren: een sandwichvariant en een enkele dunne plaat met balkenlijst. De plaatvariant is gemakkelijker te maken en doordat deze geen holle ruimtes bevat zijn er geen problemen met opdrijven. De exacte uitwisseling met de stalen deur is voor een groot deel gehaald. Het eigen gewicht van de deur is vrijwel gelijk gebleven hoewel de deur daarvoor wel iets smaller is geworden: 400 mm in plaats van 600 mm ter plaatse van de drempel en aanslagen. Dit heeft geleid tot een kleine aanpassing van de kelders en deurnissen.

De sluis en de deuren zijn ontworpen als primaire waterkering volgens de Leidraad Waterkeringen (TAW). De terugkeertijd van de waterstanden is eens in de 4000 jaar. In de praktijk komt dat neer op een maatgevend hoogwater van NAP + 1,26 meter en een maatgevend laagwater van NAP – 2,25 meter, bij een gemiddelde waterstand van NAP – 0,4 meter. De deur kan dus vanaf twee kanten worden belast. Bij laagwater is het verval circa 2,25 meter en bij hoogwater circa 1,85 meter. De totale hoogte van de deur is 4,25 meter. Het maatgevend hoogwater is het maatgevende belastinggeval, met name in verband met de bijbehorende golfaanval die veel groter is dan bij laagwater.

De deur is uitgevoerd als glijddeur met hydrostatische glijdvoeten. Eerdere ervaringen met glijdvoeten zonder hydrostatische lagers hebben uitgewezen dat de kunststof delen na verloop van tijd vervuild raken met zand, waardoor de glijdeigenschappen afnemen. Bij hydrostatisch gelagerde deuren (zoals de Prins Willem-Alexandersluis) is dit probleem niet opgetreden. Naast de reinigende werking van de waterstraal zal zich onder de voet een waterfilm vormen die de deur een fractie van een millimeter optilt. Doordat het directe contact tussen de voet en de ondergrond afneemt, zullen ook de weerstand, en daarmee de slijtage en het energieverbruik, afnemen. Voor de wateraanvoer naar de voeten zijn twee roestvaststalen buizen in de balken verwerkt. Aan de achterkant van de deur is een frame bevestigd waarin twee bronpompen zijn geplaatst. De pompen bewegen dus mee met de deur. De voedingskabel van de pompen loopt over een rail in de kelder.

34


Overige belastingen De belasting ten gevolge van kruiend ijs bedraagt 50 kN/m¹ op een hoogte van NAP (niet maatgevend). De kolk moet voor onderhoud kunnen worden drooggelegd bij een buitenwaterstand met terugkeertijd van tien jaar (niet maatgevend). De deur moet kunnen worden gesloten bij een verval van 0,1 meter. Hierbij mist de deur dus de oplegging bij de deurnis. Dit belastinggeval is maatgevend voor vervormingen. Ook zijn hierbij de eisen aan de vervormingen het strengst. De deuren zijn niet berekend op een aanvaringsklasse. Alleen kleine pleziervaart passeert deze sluis. Om ervoor te zorgen dat er lokaal bij aanvaring geen stukken beton afbreken, zijn vezels toegepast. Krachtsverdeling De relatief slappe plaat tussen de stijve balken gedraagt zich als een gecombineerd plaat-/membraamelement; het balkenframe is buig- en torsiestijf. Het geheel is driezijdig opgelegd op de geleidingen, die alleen druk opnemen. De gecompliceerde krachtswerking is gemodelleerd met een eindige-elementenmodel van schaal- en balkelementen en opleggingen die alleen druk opnemen. De invloed van de niet-lineaire opleggingen op de krachtswerking blijkt aanzienlijk. Met name de krachten in de hoeken van de constructie worden veel minder groot wanneer deze tegen de belastingsrichting in kunnen vervormen. Ook het tweede-orde membraameffect van de plaat is in rekening gebracht. De invloed is niet zo groot als bij de opleggingen (door dit effect worden de vervormingen circa 2% kleiner), maar doordat er trek in het beton komt is dit wel belangrijk voor met name de scheurvorming. De belangrijkste krachten voor de balken zijn trek en buiging in de bovenrand en wringende momenten in de voor- en achterhar.

Bedrijvenartikel: Haitsma Mengselontwikkeling C90/105 met staalvezel

Wapening/stortprocedé

Tijdens het voorlopig ontwerp was de insteek vezelversterkt ultra-hogesterktebeton (druksterkte 200 N/mm²) te gebruiken. Met de grote dichtheid van dit beton kan de dekking worden gereduceerd tot 20 mm. Scheurvorming blijkt echter maatgevend; de hoeveelheid wapening is nauwelijks afhankelijk van de betonsterkteklassekwaliteit en het beton wordt niet benut. Met C90/105 voldoet de constructie en hoeft in principe geen grotere dekking te worden toegepast. De staalvezels zijn gebleven als extra zekerheid. Zij geven het beton een groter scheurverdelend vermogen en extra vervormingscapaciteit in het geval van calamiteiten zoals aanvaring. Het betonmengsel is speciaal voor deze toepassing ontwikkeld. Het beton krijgt een egaal glad oppervlak (overeenkomstig CUR-Aanbeveling 100, klasse B1), zodat algen zich moeilijk kunnen hechten.

Voor de productie van de deur is uitgegaan van plat storten; dit verbetert de controleerbaarheid van het stortprocedé. De hoeveelheid wapening – een dubbel kruisnet doorsnede 10100 – gaf ook stof tot nadenken. Een reeks proeven is uitgevoerd op een verkleinde sluisdeur. Hiertoe is in een mal van 2 x 2 m² dezelfde doorsnede van de sluisdeur met deze wapening toegepast. Bij de proevenserie werd met name gekeken naar het vloeigedrag van het betonmengsel. Het wapeningsnet zou als een ‘zeef’ kunnen gaan werken, met niet gewenste ontmenging tot gevolg. Uiteindelijk is gekozen voor een betonmengsel met een niet te grote vloeimaat, zodat een zekere mate van homogeniteit gewaarborgd bleef. De dekking van 20 mm was een uitdaging op zichzelf. Het voor zelfverdichtend beton geschikte type afstandhouder is niet in deze maat te verkrijgen. Plaatselijk is nu de h.o.h.-maat van de wapening aangepast. Door vervolgens de afstandhouders in de tweede laag te plaatsen, kon een wel verkrijgbare afstandhouder van 30 mm worden toegepast.


35

Bedrijvenartikel: Haitsma Lagere onderhoudskosten Opdrachtgever PBIJ (Projectbureau IJburg) heeft bij de uiteindelijke beslissing voor het gebruik van beton nadrukkelijk de markt betrokken. Partijen konden bij de aanbesteding zowel stalen als betonnen deuren aanbieden. Beton bleek inderdaad zo’n 20% voordeliger. In een eerder stadium had PBIJ de beheerders van de sluis (Dienst Infrastructuur Verkeer en Vervoer, stadsdeel Zeeburg en Waternet) al overtuigd van de lagere onderhoudskosten van beton. bron: Vakblad Cement

36



37

AGENDA februari 2011

Algemene ledenvergadering

9 februari 2011

Excursie Dura Vermeer

4 maart 2011

Betonlunch

maart 2011

Korte Reis

27 april 2011

Voetbaltoernooi

Let op!!! Vanaf heden is de Betonmail gewijzigd naar: [email protected]

Colofon

38

BD Magazine is het officiële orgaan van het Betondispuut. Het Betondispuut is een vereniging van studenten aan de TU Delft, die geïnteresseerd zijn in het materiaal beton. Het dispuut is aangesloten bij de Betonvereniging.

Men kan vriend worden door een donatie van minimaal 10 euro per jaar. Studenten kunnen lid worden voor 3,50 euro per jaar. Vrienden en leden worden op de hoogte gehouden van de activiteiten van het Betondispuut.

BD Magazine verschijnt drie keer per jaar en wordt in een oplage van 350 stuks toegezonden aan alle leden en vrienden van het Betondispuut.

Redactie Edwin Lee Chi-Fung Wu


Een volledige kleurenversie van de BD-Magzine kunt u vinden op onze homepage. Homepage www.betondispuut.tudelft.nl Adres Betondispuut TU Delft Faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen Stevinweg 1 2628 CN Delft Stevin II, kamer 1.01 Tel: (015) 2784769

E-mail [email protected] Adverteren in BD-Magazine: Bent u geinteresseerd in het plaatsen van een advertentie of atrikel in het BD-magazine dan kunt u via het telefoonnummer van het Betondispuut contact opnemen met onze voorzitter Bart van Hulten. Druk Sieca Repro


39

40



41

Betondispuut: Excursie Spanbeton: 11 December 2009 Betonkerstlunch: 16 December 2009 Betonborrel: 17 December 2009 Viering van het 40 jarig bestaan Betondispuut: September/Oktober 2010

Excursie Spanbeton: 11 December 2009 Betonkerstlunch: 16 December 2009

Volgende nummer

Betonborrel: 17 December 2009

De volgende editie van het BD-magazine zal uitkomen in April 2010. De volgende onderwerpen zullen aan bod komen:

Viering van het 40 jarig bestaan Betondispuut: Sep

Reisverslag van de korte buitenlandse reis naar Milaan en Turijn. Afstudeerverslagen van reeds afgestudeerde studenten van de TU. Viering van het 40 jarig bestaan van Betondispuut Heeft u als lid, vriend, sponsor of anders betrokkene van het betondispuut een interessante artikel, afstudeerverslag of reisverslag, neemt u dan contact op met de redactie.

Rectificatie In de uitgave van het BD Magazine Augustus 2009 is op pagina 17 een afbeelding weergegeven met de benaming “Figure 1: Artist Impression”. Het ontwerp is afkomstig van Royal Haskoning.

Figure 1: Great Dubai Wheel by Royal Haskoning

42


ptember/Oktober 2010


43

Nieuw Bestuur Even voorstellen

Holcim Lange Buitenlandse Reis 2009 Japan: Tokyo & Osaka

Afstudeerverslagen

Impact of initial investment on repair and maintenance strategy Fatigue behaviour of hybrid connections

MEI2010

44


JAARGANG 37

DEC 2010 JAARGANG 37 1

Recommend Documents