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 bezwijkmechanisme
BS2T1

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

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Más de Eva Lantsoght

Más de Eva Lantsoght (20)

Dwarskrachtdraagvermogen van platen