QuakeShield CEM Modellering constructief gedrag bij belasting uit het vlak 17 november 2017

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "QuakeShield CEM Modellering constructief gedrag bij belasting uit het vlak 17 november 2017"

Ruth de Groot
5 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 QuakeShield CEM Modellering constructief gedrag bij belasting uit het vlak 17 november 2017 Advisering op het gebied van constructies voor gebouwen en civiele werken

2 QuakeShield Systeem Het QuakeShield Systeem bestaat uit drie componenten: CFRP strippen geplaatst in sleuven in het midden van de wand bevestigd met Q-poxy Cement-afwerking voorzien van een CFRP-net geplaatst aan de uitvoeringszijde of Polymeer-afwerking Geplaatst aan de uitvoeringszijde

3 Bekende modellering Beschreven in eerdere rapporten: Weerstand is gebaseerd op de treksterkte en de aanhechting van de polymeer strippen

4 Model met normaalkracht F N F N z N F N center line strip F l1 l1 d 2j F N z N + n s F s z s F d s x u 2Ds 2j j F m F N z N F s Momentensom van de capaciteit: xu Mint 2FN zn nsf s( d) ds 2 F s (d) is afhankelijk van de vervorming d en de hoekverdraaiing j

5 Model met normaalkracht F N F N F l1 l1 F d 2j ½ F l 1 + F N d j Momentensom van het effect van de belasting: 1 Mext Fl1 FN d 2 afhankelijk van belasting F en vervorming d

6 Voorbeeldberekening Uit gelijkstelling van M int aan M ext is F-d relatie af te leiden op basis waarvan de capaciteit van de wand kan worden getoetst.

7 Gedrag configuratie QSC

8 Force [kn] Moment [knm] Force [kn] Moment [knm] Gedrag configuratie QSC Eerder beschouwd gedrag QSS+ QSS- QSP+ QSC+ QSC displacement [mm] curvature [m-1] Aanpassing beschouwd gedrag eerste piek tweede piek 3 QSC displacement [mm] curvature [m-1]

9 Materiaalgedrag QSC+ Metselwerk f cm = 7 MPa f xm = 0,15 MPa E m = 2000 MPa Cement-matrix met CFRP net f ct1 = 3 MPa e ct1 = 0,004 f ct2 = 5 MPa e ct2 = 0,016

10 Krommingsgedrag QSC+ Verloop van spanningen bij toenemend moment M = 1,0 knm M = 2,4 knm M = 3,4 knm M = 4,7 knm

11 Benadering gedrag QSC+ F ct = b t c f ct x = 2F ct /(b f m ) z = t m x/3 + t c /2 M R = F ct z stress and forces F m strain F = 4 M R /L k R = e ct /(t t x) = d = k R L 2 /12 gecorrigeerd: d = k R L2/15 L F d tc tt tm z x F c e ct.2 = 0,016 0,25 FL

12 QSC met normaalkracht F N x 0,5 F N t m strain e ct.2 = 0,016 F d 0,25 FL F m z stresses and forces L F N F c 0,5 t m 0,5 t m t m t t t c 0,5 F N t m vanwege kleine vervormingen worden tweede orde effecten verwaarloosd

13 Spring force [N] Dynamisch gedrag QSC De stijfheid van de QSC wand is verschillend in twee richtingen QSC- QSC Displacement [m]

14 displacement [m] force [N] acceleration [m/s²] Dynamisch gedrag QSC NLTH berekening ag Spring force [N] Displacement [m] time [s} Fs(t) time [s] us time [s]

15 Spring force [N] Dynamisch gedrag QSC Dit wordt benaderd door twee berekeningen uit te voeren QSC- QSC Displacement [m] stijf voor QSC+ minder stijf voor QSC-

16 Voorbeeldberekening Uitgangspunten hoogte l = 2500 mm breedte b = 1000 mm dikte metselw t m = 100 mm dikte cemlaag t c = 15 mm aantal strippen n s = 1,5 effectieve diepte d s = 50 mm normaalkracht F N = 8 kn metselwerk soortelijke massa g mas =1800 kg/m³ druksterkte f m = 7 MPa cement-matrix soortelijke massa g cem =2400 kg/m³ treksterkte f ct = 5 MPa uiterste rek e ct = 0,016 piekgrondversnel a g,ref = 0,25 g k ag = 1,4 g M = 1,1

17 Voorbeeldberekening Maximale trekkracht in cement-matrix F ct = b t c f ct = = N Hoogte van de drukzone: x = 2(F ct + F N )/(b f m ) = 2(75 + 8)/(7) = 23,7 mm Inwendige hefboomsarmen: z c = t m x/3 + t c /2 = ,7/3 + 15/2 = 99,6 mm z N = t m /2 x/3 = 100/2 23,7/2 = 38,1 mm Momentweerstand M R = F ct z c + F N z N = 75 0, ,0381 = 7,47 + 0,30 = 7,77 knm Opneembare kracht F = 4/L(M R + F N t m /2) = 13,0 kn F F N 8 kn 8 kn 2500 F De uiterste kromming k R = e ct.u /(t t x) = 0,016/(0,115 0,0237) = 0,175 m -1 Afstand tussen momenten nulpunten L m 2,38 De verplaatsing wordt benaderd met d = k R L L m /15 d 0,5 F N t m 0,25 FL 0,5 F N t m = 0,175 2,5 2,38/15 = 0,069 m -1 F m 7 MPa x z F N strain e ct.2 = 0,016 stresses and forces F c 15 5 MPa

18 Voorbeeldberekening Bij een lineaire relatie tussen kracht en vervorming volgt: k e = F/d = /0,069 = N/m Bepaling statisch equivalente last: De massa volgt uit p mas = t m g mas + t c g cem = 216 kg/m² mass = 0,5 b l p mas = 270 kg De eigenperiode volgt uit T 1 = 2 (mass/k e ) 0,5 = 0,24 s Vanwege het brosse gedrag wordt aangenomen dat de gedragsfactor gelijk aan 1,0 is. S d = 0,91 g p Ed = b p mas S d = ,91 10 = 2520 N/m

19 Voorbeeldberekening Momentverdeling over de hoogte: M top = F N t m /2 = 8 0,05 = 0,4 knm F N 8 kn 8 kn -0,4 knm M voet = M top d M mid = 0,125 p Ed L² - M top = 0,125 2,52 2,5² - 0,4 = 1,57 knm p Ed ,57 knm Toets van de capaciteit De rekenwaarde van de weerstand is gelijk aan: M Rd = M R /(g m g M ) = 7,77/(1,5 1,1) = 4,71 knm -0,4 knm De wand is in de stijve richting voldoende sterk. De CEM laag zal niet scheuren.

20 Voorbeeldberekening De berekening in de zwakke richting gaat zoals eerder reeds in diverse presentaties en eerdere revisies van het rapport is beschreven. De wand is in de zwakke richting bij de toepassing van 1,5 strip per meter breedte voldoende sterk.

21 Afsluiting Als de weerstand van een QSC wordt beschouwd bij het honoreren van de eerste piek, blijkt dat de CEM laag in het algemeen niet zal scheuren. Een beschrijving van het rekenmodel voorbij is opgenomen in rapport

Vergelijkbare documenten

QuakeShield Modellering constructief gedrag bij belasting in het vlak 17 November 2017

QuakeShield Modellering constructief gedrag bij belasting in het vlak 17 November 2017 Advisering op het gebied van constructies voor gebouwen en civiele werken QuakeShield Systeem Het QuakeShield Systeem