Flexvloer. Inhoud presentatie. Inleiding Doelstelling Dwarskrachtcapaciteit Stijfheid Conclusies Aanbevelingen

Flexvloer Onderzoek naar de constructieve aspecten van een nieuw vloersysteem

Henco Burggraaf Presentatie DOV 31 oktober 2006

Inhoud presentatie

Inleiding Doelstelling Dwarskrachtcapaciteit Stijfheid Conclusies Aanbevelingen Inleiding Doelstelling Dwarskracht analytisch numeriek experimenteel

Stijfheid Conclusies Aanbevelingen 2

1

Flexvloer

Nieuw vloersysteem met netwerk van inwendig holle ruimten en tunnels (blijvend bereikbaar) IFD-bouwen

Industrieel bouwen: bouwen wordt monteren Flexibel bouwen: verbouwen wordt verplaatsen Demontabel bouwen: slopen wordt demonteren

Variant voor woningbouw en utiliteitsbouw Inleiding Doelstelling Dwarskracht analytisch numeriek experimenteel


Geometrie

Dwarsdoorsnede

Structuur Inleiding Doelstelling Dwarskracht analytisch numeriek experimenteel


2

Productie - fase 1: Storten bovenzijde Flexmal

Storten beton B65 met 30 kg/m3 staalvezels Lossen mal + voorspannen bovenplaat

Inleiding Doelstelling Dwarskracht analytisch numeriek experimenteel


Productie - fase 1: Flexmal

Flexibiliteit door afneembare cassettes



3

Productie - fase 2: Plaatsing op onderplaat

Bovenzijde omgekeerd bevestigd met 10mm verzinking

Voorspannen van de onderplaat Inleiding Doelstelling Dwarskracht analytisch numeriek experimenteel


Flexvloer woningbouw



4

Flexvloer woningbouw



Aanleiding tot onderzoek

Geometrie bepaalt het constructieve gedrag van de vloer



5

Dwarskracht

Verticale afschuiving

Horizontale afschuiving Inleiding Doelstelling Dwarskracht analytisch numeriek experimenteel


Doelstelling

In norm geen rekenregels voor wijzigende doorsneden Ö Gelijkwaardigheidbeginsel toepassen

Doelstelling: Aantonen dat het ontwerp van de flexvloer op afschuifdraagvermogen voldoet aan de norm volgens het gelijkwaardigheidbeginsel.



6

Dwarskrachtcapaciteit

Typen onderzoek:

Analytisch Numeriek Experimenteel



Proefopzet

Breedte proefstrook 900mm (1 langsrib) Belasting boven tweede dwarsrib uit oplegging



7

Proefopzet

Proefstuk 101 en 102 gezaagd uit flexvloer Proefstuk 103 en 104 gezaagd uit proefstuk 101 en 102

Inleiding Doelstelling Dwarskracht

Proefstuk Breedte eerste dwarsrib [mm] 101 50 102 50 103 140 104 130

Lastafstand [mm] 800 800 890 880

analytisch numeriek experimenteel


Handberekeningen

Gebaseerd op NEN6720 Rekenen met gemiddelde waarden


Afschuifcapaciteit verbinding blijkt maatgevend


8

Handberekening verbinding

Kleinste afschuifbreedte ter plaatse van langsrib

Afschuifcapaciteit afhankelijk van:

betonkwaliteit beugelwapening kwaliteit verbinding




Reductie afschuifcapaciteit door voorspanning Berekening afschuifkracht over de verbinding



9


Berekende afschuifcapaciteit is een indicatie Positieve invloed drukspanning niet verwerkt max. schuifspanning [N/mm ]

14 2

12 10 8 6 4


2 0 -70

-60

-50

-40

-30

-20

-10 2

normaalspanning [N/mm ]

0

10



DIANA

Niet-lineaire berekeningen 2D- en 3D-modellen



10

Invoer geometrie 2D-model

Proefstuk 101



Invoer geometrie 3D-model

Gebruik maken van een inklemming



11

Invoer materialen

Staalvezelbeton

Modellering met behulp van Dramix®-guideline 4,5 4,0 spanning [N/mm2]

3,5 3,0


B65 - werkelijk

2,5

B65 - model 2,0

SFRC - model

1,5


1,0 0,5

Stijfheid Conclusies Aanbevelingen

0,0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

rek [‰ ]

23

Invoer verbinding 3D-model

Gebruik maken van interface elementen

Coulomb wrijvingsmodel Inleiding Doelstelling Dwarskracht analytisch numeriek experimenteel


12

160

160

140

140

Dwarskracht per rib [kN]


Resultaten DIANA 120 100 80 60 40 20

120 100 80 60 40 20

0

0 0

5

10

15

20

25

30

35

Verticale verplaatsing onder de last [mm] 101 2D

0

5

10

15

20

25

30

35

Verticale verplaatsing onder de last [mm]

101 3D

102 2D

102 3D

160


140

Proefstuk VDIANA 2D [kN] 101 119.1 102 118.1 104 114.0

120 100 80 60 40 20 0 0

5

10

15

20

25

30

35


104 3D

VDIANA 3D [kN] 107.2 107.2 109.6



Scheurvorming proefstuk 101



13

Dwarskrachtproeven

Beproeving in drukbank bij Dycore te Oosterhout Belasting met hydraulische vijzel en lastverdeelbalk Meting doorbuiging

elektronisch meetklokje (ter controle)



Foto’s proefstuk 104

Scheurvorming in tunnelhoek



14


Eerste momentscheuren




Verdere afschuiving en scheurgroei in tunnelhoek



15


Afgeschoven verbinding en situatie bij bezwijken



Resultaten dwarskrachtproeven Proefstuk Dwarskrachtcapaciteit [kN] 101 88.8 102 105.9 103 84.2 104 91.0

120


100

80

60

40

20


0 0

5

10

15

20

25

Verticale verplaatsing onder last [m m ] 101

102

104

30

35



16

160

160

140

140



Vergelijking DIANA en proeven 120 100 80 60 40 20

120 100 80 60 40 20

0

0 0

5

10

15

20

25

30

35

Verticale verplaatsing onder de last [mm] 101 proef

101 2D

0

5

10

15

20

25

30

35


101 3D

102 proef

102 2D

102 3D

160


140 120 100


80 60 40


20 0 0

5

10

15

20

25

30


35


104 2D

104 3D

33

Kwaliteit verbinding

NEN6720 Soort aansluitoppervlak Glad/ met staal bekist Met hout bekist Stortvlak Opgeruwd

Cohesiefactor 0.1 0.2 0.3 0.4

Wrijvingscoëfficiënt 0.4 0.6 0.8 1.0



17

160

160

140

140



Aanpassing verbindingsparameters 120 100 80 60 40

120 100 80 60 40 20

20

0

0 0

5

10

15

20

25

30

35

0

5

101 proef

101 2D - c=0.20;mu=0.6

10

15

20

25

30

35



102 proef

101 3D - c=0.20;mu=0.6

102 2D - c=0.25;mu=0.7

102 3D - c=0.25;mu=0.7

160


140 120 100


80 60 40


20 0 0

5

10

15

20

25

30

35


104 2D - c=0.20;mu=0.6

104 3D - c=0.20;mu=0.6


Vergelijking scheurvorming



18

Parameterstudie - Geen staalvezels 160


140 120 100 80 60 40 20 0 0

5

10

15

20

25

30

35


101 2D - geen staalvezels

101 3D

101 3D - geen staalvezels



V= 35 kN

37

Vergelijking resultaten Proefstuk 101 102 103 104

Vhand [kN] 84.2 84.2 84.2 84.2

VDIANA-2D [kN] 119.1 118.1 109.4 114.0

VDIANA-3D [kN] 107.2 107.2 109.6 109.6

Vproef [kN] 88.9 105.9 84.2 91.0

Verschil DIANA en proeven door kwaliteit van verbinding Verschil DIANA en handberekeningen door positieve invloed drukkracht op de afschuifsterkte



19

Doorbuigingen - DIANA

Niet-lineaire berekening 3D-modellering totale vloer vraagt rekencapaciteit Alternatief: modellering als massieve plaat met gelijke stijfheid in ongescheurde en gescheurde fase




Ongescheurde fase Ö gelijkstellen scheurmoment en stijfheid

Gewogen doorsnede

E = 38500 N/mm2 Inleiding Doelstelling Dwarskracht

Massieve doorsnede

E = 31219

N/mm2



20


Gescheurde fase Ö gelijkstellen stijfheid 160 140

M [kNm]

120 100 gem. drsn. h = 300.0mm

80 60 40 20 0 0

0,005

0,01

0,015

0,02

kappa [1/m]

Invoer en resultaten Verplaatsing plaatmidden [mm]

80 70 60 50

norm

40 30


20 10 0 -10 0


5

10

15

20

25

30

35

40

-20 Belasting [kN/m2] korte duur

lange duur


Conclusies

Afschuiving van de verbinding is maatgevend. De maximale afwijking tussen de proefresultaten en de resultaten uit DIANA is gelijk aan 34% (2D) en 30% (3D). Met een correctie van de verbindingparameters kan worden ingespeeld op de kwaliteit van de verbinding. De verschillen tussen DIANA en de handberekeningen zijn het gevolg van de positieve invloed van de drukkracht op de afschuifsterkte Voor wat betreft dwarskracht voldoet de flexvloer aan de norm (Vd = 29.8 kN)



21

Aanbevelingen

Kwaliteit van de aansluitvlakken

Voorkomen luchtinsluitsels Extra beugels toepassen

Pons

Massieve doorsnede Ponswapening



Aanbevelingen

Flexvloer utiliteitsbouw

Integraal vloerconcept

Onderlinge koppeling elementen Inleiding Doelstelling Dwarskracht analytisch numeriek experimenteel

Aansluiting met leidingen in gebouw


22

Vragen ? Inleiding Doelstelling Dwarskracht analytisch numeriek experimenteel


23

Flexvloer. Inhoud presentatie. Inleiding Doelstelling Dwarskrachtcapaciteit Stijfheid Conclusies Aanbevelingen

Recommend Documents