RCS - Belastingsfasen

Op het tabblad Belastingsfasen is het doel de initiële spanning-rek toestand van de doorsnede te definiëren. Dit is de spanningstoestand van de doorsnede als gevolg van permanente belastingen, voorspanning, kruip en krimp in de afzonderlijke bouwfasen. De invoergegevens worden verkregen uit het globale berekeningsmodel (EEM). De respons van de doorsnede in BGT en UGT wordt vervolgens berekend door de doorsnede vanuit deze begintoestand verder te belasten (veranderlijke belasting, enz.), waarbij de werklijnen van de materialen in acht worden genomen. Op het tabblad Belastingsfasen kan de begintoestand van een algemene doorsnede, inclusief gefaseerde (samengestelde) doorsneden, worden gedefinieerd, waardoor de methode algemeen toepasbaar is. Als u geïnteresseerd bent in samengestelde doorsneden, wordt aanbevolen de tutorial te doorlopen: Constructief ontwerp van samengestelde betonnen doorsnede in RCS (EN).

Voor dit artikel worden de belastingsfasen toegelicht aan de hand van een eenvoudige ligger met één voorspankabel. 

Er is een buigend moment door eigen gewicht M_dl, een buigend moment door veranderlijke belasting M_ll en een buigend moment door voorspanning M_p. Daarnaast is er een normaalkracht door voorspanning N_p. De ligger en de inwendige krachten worden toegelicht in de onderstaande figuur.

U zult opmerken dat M_dl + M_p = 0 kNm. Dit is eenvoudigweg omdat de resultaten hierdoor veel duidelijker worden. Het is gemakkelijker te begrijpen. De weergegeven inwendige krachten N_p en M_p zijn na langetermijnverliezen.

Inwendige krachten door kruip en krimp zijn in ons eenvoudige geval ook nul.

Doorsnede S1 is weergegeven in de onderstaande figuur.

Het RCS-bestand is aangemaakt en ook bijgevoegd. 

Eerst kunnen de bouwfasen worden gedefinieerd via Ontwerpelement -> Bouwfasen. De tijd van de fasen en de toepassing van de voorspanning kunnen per afzonderlijke fase worden ingesteld. Nieuwe fasen kunnen ook worden toegevoegd.

Het opgeven van de tijd voor elk belastingsextremum bepaalt op welke tijdstippen (bouwfasen) de normtoetsingen worden uitgevoerd.

Begintoestand

Er zijn twee mogelijkheden voor het bepalen van de begintoestand in de belastingsfasen:

• Berekenen
• Gebruikersinvoer / Importeren

Zoals vermeld, wordt de begintoestand gedefinieerd als het totale effect van alle permanente belastingen, kruip, krimp en voorspanning in karakteristieke waarden.

De verdere toelichting wordt alleen gegeven voor de tweede fase 18250d.

Lees meer over de begintoestand voor samengestelde doorsneden in Ontwerp van voorgespannen samengestelde doorsnede in RCS

Berekenen

De incrementen van de permanente belastingen (sommatie van eigen gewicht, kruip en krimp) moeten in de tabel worden ingevoerd. Voorspanningseffecten worden hier niet ingevoerd; deze worden gedefinieerd in de volgende tabel en worden automatisch meegenomen. Let op dat voor de specifieke bouwfase alleen de incrementen in elke rij van de tabel worden ingevoerd.

Voor ons voorbeeld worden N=0 kN en M = M_dl = 222,8 kNm ingevoerd voor de fase t=28d.

Het nadeel van deze methode is dat de volledige belastingsgeschiedenis van de doorsnede moet worden gedefinieerd om de waarden voor de laatste fase te verkrijgen. 

Gebruikersinvoer / Importeren

De sommatie van de permanente belastingen, kruip, krimp en voorspanning moet in de tabel worden ingevoerd. 

Voor ons voorbeeld worden N=-495 kN en M = M_dl + M_p = 0 kNm ingevoerd voor de fase t=18250d. 

Belangrijk is dat deze fasen (elke rij van de tabel) onafhankelijk zijn in de methode Gebruikersinvoer / Importeren. Dit betekent dat niet alle rijen hoeven te worden ingevuld, of dat rijen voor fasen die niet worden getoetst kunnen worden weggelaten. Met andere woorden, zelfs als de eerste rij niet is ingevuld, worden dezelfde resultaten verkregen.

Voorspanning

Er zijn twee typen invoer voor voorspanning.

• Schatting van voorspanningsverliezen - De maximale spanning wordt op het spanelement aangebracht en coëfficiënten worden ingevoerd

• Spanning na langetermijnverliezen - de uiteindelijke spanning, direct afgelezen uit het EEM-model, wordt ingevoerd. 

U kunt zien dat de uiteindelijke spanning op beide manieren gelijk is.

Totaal effect van voorspanning

De tabel met het totale effect van de voorspanning toont primaire inwendige krachten berekend uit de geometrie en de spanning in het spanelement, en secundaire inwendige krachten die handmatig moeten worden ingevoerd.

Inwendige krachten

Er is een mogelijkheid om permanente inwendige krachten te laden vanuit het tabblad Belastingsfasen. Permanente inwendige krachten kunnen ook handmatig worden ingevuld; er is geen verschil.

Het automatisch meenemen van de Υ_Gj,sup kan worden gebruikt. Maar voor een betere toelichting is de coëfficiënt ingesteld op 1,0. Na het klikken op de knop Alles worden de permanente krachten ingevuld.

U verkrijgt dezelfde inwendige krachten met de methode Gebruikersinvoer / Importeren als met de methode Berekenen. Uiteraard moeten de waarden worden ingesteld zoals is aangegeven.

Het laatste onderdeel is de veranderlijke belasting. Vul eenvoudigweg de waarden in de tabel in.

Resultaten

De situatie wordt toegelicht aan de hand van het resultaattype Respons N-M-M. De beginwaarden (oranje) en het Increment (groen) zijn ingeschakeld.

De begintoestand, waarbij de doorsnede uitsluitend onder druk staat (M_dl + M_p = 0 kNm), is zichtbaar. Het increment door de veranderlijke belasting is ook zichtbaar. Het resultaattype Totaal is een sommatie van Beginwaarden en Incrementen.

In het bijgevoegde bestand is te zien dat de resultaten gelijk zijn voor de methoden Berekenen en Gebruikersinvoer / Importeren.

Toegevoegde downloads

• Action stages explanation.zip (ZIP, 73 kB)