Afschuiving in betonnen platen

22-09-11

Challenge the future

DelftUniversity ofTechnology

Afschuiving in betonnen platenexperimenteel onderzoek

Eva Lantsoght

2Afschuiving in betonnen platen – experimenteel onderzoek

Inhoud

• Achtergrond• Beschrijving project• Pons – dwarskracht• Praktijk

• Experimenten• Resultaten

• Invloed lokaal bezwijken• Afstand tot oplegging• Betondruksterkte• Vergelijking met EN 1992-1-1 en methode van Regan

• Conclusies


AchtergrondBeschrijving project (1)

• Capaciteit bestaande bruggen• TU Delft

• Betonconstructies• Constructiemechanica

• TNO• RWS

• 3715 relevante kunstwerken• 2020 gebouwd voor 1976

• Onderzoek: per type brug en per detail

Wegennetwerk Nederland



• Betonconstructies• Lange duur treksterkte• Afschuifsterkte onder langdurige

belasting• Doorgaande balken - afschuiving• Voorgespannen platen – pons +

membraanwerking• Plaatbruggen –

afschuiving/pons



Bezwijken van de la Concorde brug, Laval

NL: 60% van de bruggen gebouwd voor 1975

Toename dichtheid verkeer en maximale lasten


AchtergrondPons – dwarskracht (1)

• Ontwerp: afschuiving in platen• Bezwijken op buiging• Pons over perimeter• Afschuiving over effectieve breedte

Dwarskracht Pons


AchtergrondPons – dwarskracht (2)Families methodes voor afschuiving in platen

Schuifspanning Balkanalogie

Staafwerkmodellen Plaattheorie + EEM

De basis van afschuiving is nog steeds niet volledig gekend



• Afschuiving: balken

• Empirische formules

• Proeven:• Balken• Zwaar gewapend• Slank (a/d ≥ 2,5)• Klein (d < 560mm)• 2 puntlasten

Aantal afschuifproeven per biennium



• Platen: zeer weinig testdata • Regan (1982):

• Experimenten aan vrije en doorgaande oplegging• Kleine platen (1,6m x 1,2m x 0,1m): schaaleffect?• Conclusies:

• Toename draagvermogen met afname afstand tot oplegging• Hoger draagvermogen aan doorgaande oplegging• Formule van Regan: gebaseerd op ponsformules


AchtergrondPraktijk (1)

• Wiellast: wielafdruk + belasting

• Eurocode wielafdruk: 400mm x 400mm

• > werkelijke afdruk

Afmeting wiellast, EC2



• Wiellast: wielafdruk + belasting

• Belasting Load Model 1

Load model 1



45° lastspreiding 45° lastspreiding - Frankrijk



• Effectieve breedte• Uniforme spanning over beff

• Maximale spanning over beff

• Belang van gekozen lastspreiding



• Ondergrens: 2d

• Last dichter bij oplegging:• Kleinere beff

• Kleinere Vult

• In balken: directe lastafdracht • Grotere Vult


Doel• Afschuifcapaciteit van platen

onder puntlasten• Effectieve breedte in afschuiving


ExperimentsProefopstelling

Afmeting: 5m x 2,5m x 0,3m

Doorgaande oplegging, vrije oplegging

Last: verschillende a/d en br


ExperimentenVariabelen

• Afstand oplegging – last (a/d)• Doorgaande of vrije oplegging• Dwarse buigwapening• Type wapening: geribde en gladde staven• Oppervlakte last• Type oplegging: lijn- en puntoplegging• Betonkwaliteit• Positie in breedterichting• Totale breedte


ResultatenInvloed lokaal bezwijken

• Proeven:• Ondergrens gescheurde brugdekken• Belasting nabij bezweken zone• Verbinding bestaande scheuren• Openen bestaande scheuren• +/- 84% van maximale last

onbeschadigde plaatS2T1 cracks

Platen met grote scheuren:

84% van onbeschadigde belasting gedragen!


ResultatenAfstand tot de oplegging (1)

Balken: invloed opleggingPlaten: afname door verkleinen effectieve breedte



Balken: invloed opleggingPlaten: afname door verkleinen effectieve breedte

Ondergrens: 2d

Invloed van afstand tot oplegging op afschuifdraagvermogen van platen?



Invloed van afstand tot oplegging op gemeten maximum last


• Kleinere toename dan verwacht met EC2

• EC2: β = av/2d voor 0,5d ≤ av ≤ 2d• S3/S4 tot S5/S6: capaciteit 2x

• Reden:• Lastspreiding• Grotere effectieve a/d


Verschil in gedrag platen – balken!


ResultatenBetondruksterkte (1)

( ) 1/ 3, , 1 min 1100 ( )Rd c Rd c l ck cp w cp wV C k f k b d v k b dρ σ σ= + ≥ + '1

6c c wV f b dλ=

• fc’ in normen

• Afschuifsterkte gerelateerd aan treksterkte

Platen B35 en B65

Eurocode

ACI code


ResultatenBetondruksterkte (2)

Invloed betondruksterkte op gemeten piekbelasting


ResultatenVergelijking met EC2 en Regan (1)


ResultatenVergelijking met EC2 en Regan (2)

• Eurocode: • onderschatting van capaciteit• Franse nationale bijlage: overschatting B65

• Formule van Regan:• Voor platen onder puntlast• Gebaseerd op ponsperimeter• Neemt invloed van de oplegging in rekening• Beste voorspelling proeven

De afschuifcapaciteit van platen is beinvloed door het dwarse herverdelingsvermogen


Conclusies

• Lokaal bezweken platen • 84% van belasting• Herverdelingsvermogen platen

• Afstand tot oplegging• Invloed kleiner dan voor

balken• Ander gedrag door

lastspreiding

• Betondruksterkte• Geen invloed gemeten

• Methode uit norm onderschat afschuifdraagvermogen plaat

S4T2 afschuifscheur


Conclusies (2)

• Verder onderzoek:• Ontwerpmethode afschuiving

platen• Puntlasten• Dwarse

herverdelingsvermogen• Directe lastafdracht

• Invloed lastspreiding platen• Effectieve breedte


Samenvatting

Platen onder een puntlast gedragen zich anders dan balken in

afschuiving


Contact:

Eva Lantsoght

[email protected]

+31(0)152787449

Afschuiving in betonnen platen

Technology

Transcript of Afschuiving in betonnen platen