Dwarskrachtdraagvermogen van platen

Resultaten Dwarskrachtonderzoek TUD/TNO/RWS 19 april 2012

Afschuifdraagvermogen van gewapende plaatconstructies zonder schuifwapening

Eva Lantsoght, Cor van der Veen, Joost Walraven, Ane de Boer

Studiedag: Het Nieuwe Dwarskrachtrekenen aan

Bestaande Betonnen Kunstwerken


Vraagstelling

Hoe kan het dwarse herverdelende vermogen van platen in rekening

gebracht worden?

Welke effectieve breedte moet in afschuiving gebruikt worden voor

wiellasten?

Kan het gereduceerde aandeel van de wiellasten bij het aandeel van de

verdeelde belasting geteld worden?


Onderwerpen

Proeven op platen onder een enkele puntlast nabij de oplegging

Proeven op platen onder een puntlast nabij de oplegging en een lijnlast

Case studies voor 8 bestaande rechte plaatviaducten


Aanbevelingen (1)

Evaluatie van bestaande massieve plaatbruggen

EN 1992-1-1:2005

25% vermindering van de contributie van een puntlast nabij de

oplegging (vrije en doorgaande oplegging)

β =av/2d

Gecombineerd: βnew =av/2,5d voor puntlast op plaat

Effectieve breedte: Franse aanpak, en minimum 4d


Aanbevelingen (2)

45° lastspreiding 45° lastspreiding – Franse aanpak


Aanbevelingen (3)

Gevolg van gekozen lastspreidingsmethode:

kleinere beff als last dichter bij oplegging staat

minimum waarde?


Aanbevelingen (3)

Gevolg van gekozen lastspreidingsmethode:

kleinere beff als last dichter bij oplegging staat

minimum waarde?

Hoe moet de lastspreidingsmethode gekozen worden? Minimum breedte?


Plaatproeven (1)

Afmetingen: 5m x 2,5m (variabel) x 0,3m

Doorgaande oplegging, lijnopleggingen

Belasting: variatie a/d en positie in breedterichting


Plaatproeven (2)

Eerste serie proeven: platen met enkele puntlast

30 proefstukken, 127 proeven

Database proeven uit literatuur

207 afschuifproeven op platen en brede balken

verschillende categorieën

indeling naar bezwijkmechanismeBS2T1


Plaatproeven (3)

Waarschuwend vermogen van platen

proeven met puntlast

schuine scheuren onderzijde bij ≤ 70% bezwijklast

Invloed van lokaal bezwijken

proeven met puntlast nabij reeds bezweken stuk

nog gemiddeld 81% van capaciteit onbeschadigde plaat


Keuze spreidingsbreedte (1)

Statistische vergelijking proefresultaten met

berekende waarde

Franse lastspreidingsmethode meest

geschikt

Serie proeven op stroken met toenemende

breedte

Grenswaarde gevonden

Best vergelijkbaar met Franse

lastspreidingsmethode



5000 1000 1500 2000 2500

b (mm)



minimum 4d

gebaseerd op alle proefresultaten

maatgevend: proef met puntlast nabij zijkant

en dicht bij oplegging


Puntlast-op-plaat-factor

Vergelijking proefresultaten met berekening

conservatieve aannames

minstens 1,25 verhoging door plaatwerking

Reden: dwarse herverdelingsvermogen van platen

onder een puntlast

extra dimensie tov. balken

EC2 formule gebaseerd op balken in

afschuiving

S9T6


Superpositie (1)

Puntlast over effectieve breedte gebaseerd op Franse lastspreidingsmethode

Verdeelde belastingen over volledige breedte

Som spanningen verschillende belastingen ≥ spanning enkel puntlast


Superpositie (2)

Platen onder combinatie van belastingen

Lijnlast

50% bezwijkspanning beproefde

plaatstroken

voorbelasting

Puntlast

aangebracht tot bezwijken

proefstuk

8 proefstukken, 33 proeven


Resultaat van proeven

superpositie op basis van gekozen lastspreidingsmethode geeft veilige

resultaten

aanbevelingen gecontroleerd met extra proefresultaten

Superpositie (3)


Quick Scan (1)

Doel: een instrument ontwikkelen om snel een groot aantal plaatbruggen te

evalueren

Methode: unity check = schuifspanning ten gevolge van eigengewicht, rustende

belasting en verkeersbelasting over schuifcapaciteit

uc < 1 => geen verdere analyse nodig

uc > 1 => fijnere analyse nodig


Quick Scan (2)

Quick Scan verbeterd 2010:

VBC aanpak: capaciteit = 0,4fb

Eerste laststelsel op afstand d van de oplegging

Lastspreiding vanuit het hart van de last

Nodige acties:

Invoergegevens?

Nagaan gemaakte onderstellingen

Invoegen resultaten van TU plaatproeven


Quick Scan (3)

Rustende belasting: asfaltlaag van 12cm

Verkeersbelasting: laststelsels en verdeelde belasting


Quick Scan (4)

laststelsels: meest ongunstige positie

Vertikale spreiding door asfaltlaag


Voorbeeld Lettelberteldiep Brug (1)

Bestaande rechte massieve plaatbrug gebouwd in 1957


Voorbeeld Lettelberteldiep Brug (2)

NEN 6720 TUD-QS-MathCad EC 2

vTS1 118,35 kN/m 85,14 kN/m

vTS2 8,41 kN/m 8,74 kN/m

vTS3 0 kN/m 0 kN/m

vlast,ULS 0,921 MPa 0,691 MPa

vcapaciteit,ULS 0,66 MPa 0,743 MPa (vmin)

unity check 1,396 0,930


Quick Scan: Resultaten 9 cases (1)

Positie eerste laststelsel:

QS-2012: op 2,5d: grotere effectieve breedte en lagere bijdrage aan

optredende schuifspanning

QS-2010: op d: grotere invloed van eerste laststelsel

Doorgaande oplegging:

QS-2012: β = av/2d en βnew = av/2,5d voor puntlasten aan vrije en

doorgaande oplegging

QS-2010: kλ enkel aan vrije oplegging


Quick Scan: Resultaten 9 cases (2)

Optredende schuifspanning ten gevolge van belastingen

Gedaald in alle gevallen (gemiddeld 20%)

Afschuifcapaciteit

EC2: schaalfactor, invloed wapening

soms lager dan VBC-aanpak

EC2: vmin als functie van fyk


Van TUD-QS-MathCad naar QS-Excel-2012

Informatie bestaande bruggen in database

Omzetten TUD-QS-MathCad tot volautomatische QS-Excel-2012 (RWS)

Invoeren van aanbevelingen

Werkelijke krachtsverdeling aan doorgaande oplegging

Scheefheidsfactor


Conclusies

Effectieve breedte op basis van Franse lastspreidingsmethode, en

minimum 4d

Verhoging van afschuifcapaciteit platen onder puntlast ten gevolge van

dwarse herverdelingsvermogen van platen

Superpositiehypothese is geldig en geeft veilige resultaten

Aanbevelingen verwerkt in TUD-QS-MathCad


einde presentatie

Dwarskrachtdraagvermogen van platen

Design

Transcript of Dwarskrachtdraagvermogen van platen