Scheurwijdtecontrole van doorsneden met een grote betondekking

Voor de berekening van de scheurwijdte volgens EN 1992-1-1, hoofdstuk 7.3.4, moeten de diepte van het effectieve trekgebied h_c,eff en de wapeningsverhouding ρ_c,eff worden bepaald. De diepte h_c,eff wordt bepaald volgens deze formule:

Er zijn gevallen waarbij de doorsnede wordt belast door een buigend moment en een drukkende normaalkracht, terwijl tegelijkertijd een grote betondekking is ontworpen. Deze situatie doet zich voornamelijk voor in brugonderbouw, pijlers, enz. In dit geval leidt de diepte van het effectieve trekgebied tot een waarde van nul als gevolg van een grote betondekking:

De Eurocode-methodologie kon niet worden toegepast omdat er geen wapening in het trekgebied werd gevonden. Geen trekwapening in de trekzone, geen scheurwijdtecontrole. Maar constructeurs hebben deze controle nodig. Hoe hebben we omgegaan met het voldoen aan zowel de behoeften van de constructeur als de normeisen?

Omdat er de afgelopen vier releases verschillende verbeteringen zijn aangebracht aan de scheurwijdtecontrole, laten we deze specifieke verbeteringen opnieuw bekijken en uiteraard de nieuwste presenteren.

Versie 20.0 en ouder

Tot versie 20.0 werd het ontbreken van wapening in het A_c,eff-gebied opgelost door de rechterzijde van vergelijking (7.3.4) te gebruiken om het verschil in relatieve rekken van beton en wapening te berekenen:

waarbij de spanning in de meest getrokken wapening werd gesubstitueerd.

En de maximale scheurafstand werd berekend volgens vergelijking 7.14, d.w.z.:

Als het probleem van geen wapening in de trekzone zich voordeed, werd de bovengenoemde tijdelijke oplossing toegepast.

Versie 20.1

Omdat de berekening die in versie 20.0 en ouder werd gebruikt niet voldoet aan de basisaannames van het trekstaafmodel (wapeningsstaf ingestort in beton), besloten we de tijdelijke oplossing die in versie 20.0 en ouder was geïmplementeerd niet meer te gebruiken. En als de wapening buiten de trekzone viel, werd de gebruiker gewaarschuwd door de non-conformiteit:

Er is geen trekwapening gevonden in het trekgebied van de doorsnede. Daarom kan de trekwapening niet worden bepaald en kan de scheurwijdte niet worden berekend conform clausule 7.3.4.

Versie 21.0

De enige wijziging ten opzichte van versie 20.1 is dat we alle waarden die we kunnen berekenen zijn gaan weergeven, en tegelijkertijd het effectieve trekgebied van het beton in de weergave zijn gaan tonen. Hierdoor kan de gebruiker zien dat alle wapening buiten het A_c,eff-gebied valt. Merk op dat het zwaartepunt van de wapening binnen het trekgebied moet liggen om als ingestorte wapening te worden beschouwd. Tegelijkertijd werd een non-conformiteit weergegeven:

Er is geen trekwapening gevonden in het trekgebied van de doorsnede. Daarom kan de trekwapening niet worden bepaald en kan de scheurwijdte niet worden berekend conform clausule 7.3.4.

Versie 21.1

Bij het bepalen van het effectieve trekgebied wordt voor elk geval van scheurwijdteberekening de berekening als volgt uitgevoerd:

• Stap 1 – er wordt een reguliere berekening uitgevoerd, waarbij de hoogte h_c,ef wordt bepaald als:

• Stap 2 – als de effectieve diepte h_c,eff zo klein is dat alle wapening buiten dit gebied valt, wordt de diepte bepaald zoals beschreven in stap 3.
• Stap 3 – de berekening van h_c,eff waarbij de kritische voorwaarde buiten beschouwing wordt gelaten, wordt bepaald als:

Tegelijkertijd wordt de volgende non-conformiteit weergegeven:

Het effectieve betongebied in trek rondom de wapening of spanstrengen met diepte h_c,eff, waarbij h_c,eff de kleinste is van 2,5(h – d) of h/2. In het geval van het hanteren van de waarde als (h – x)/3 valt de wapening buiten het effectieve betongebied in trek, en daarom zou het niet mogelijk zijn de scheurwijdte te berekenen conform clausule 7.3.4.

Merk op dat deze verbetering al was uitgebracht in de patch van versie 21.0, d.w.z. 21.0.4.

Deze verbetering zal leiden tot consistentere resultaten voor scheurberekeningen in IDEA StatiCa RCS, ondanks de beperkingen die in de norm zijn vastgesteld.

Scheurwijdtecontrole van gewapende betonnen doorsneden met een grote betondekking is beschikbaar in de edities Concrete Expert, Concrete Enhanced, Prestressing Expert en Prestressing Enhanced van IDEA StatiCa.