Modelleren van jong staalvezelversterkt onderwaterbeton met DIANA

Transcriptie

1 Modelleren van jong staalvezelversterkt onderwaterbeton met DIANA ir. Kris Riemens - ABT

2 Inhoud Introductie Aanpak Beschrijving van het DIANA model - geometrie en mesh - materiaaleigenschappen - thermische randvoorwaarden - mechanische randvoorwaarden Analyse setup Resultaten Conclusie ir. Kris Riemens - ABT 2

3 Introductie Traditionele bouwwijze keldervloeren: ongewapend onderwaterbeton (OWB) als tijdelijke afdichting Betonkwaliteit onzeker, materiaal gedraagt zich bros Lekkage problemen door thermische krimpspanningen veelvoorkomend Toepassing traditionele wapening kan maar is duur en complex ir. Kris Riemens - ABT 3

4 Introductie Rabobank Utrecht Ongewapend OWB, watervoerende scheur ir. Kris Riemens - ABT 4

5 Introductie Rabobank Utrecht Ongewapend OWB, reparatie doorgaande scheur ir. Kris Riemens - ABT 5

6 Introductie Groninger Forum Traditionele bouwwijze met SVOWB Hans Roggen ir. Kris Riemens - ABT 6

7 Introductie Nieuwe mogelijkheden met SVOWB ir. Kris Riemens - ABT 7

8 Introductie Albert Cuypgarage, Amsterdam Geïntegreerde keldervloer ir. Kris Riemens - ABT 8

9 Introductie Albert Cuypgarage, Amsterdam ir. Kris Riemens - ABT 9

10 Introductie Droogdok Royal van Lent, Amsterdam ir. Kris Riemens - ABT 10

11 Introductie Invloedsfactoren spanningsontwikkeling en scheurvorming verhardend beton Temperatuurverloop Ontwikkeling van de thermische eigenschappen Verhardingskrimp Ontwikkeling mechanische eigenschappen (sterkte en stijfheid) Rheologische eigenschappen (kruip/relaxatie) Mechanische randvoorwaarden (graad van verhindering) ir. Kris Riemens - ABT 11

12 Aanpak Adequaat numeriek gereedschap essentieel keuze voor: DIANA 2D FEM model (plane stress) van de SVOWB vloer aanname: constante dikte van de vloer warmte berekening + structurele niet-lineaire berekening stap voor stap toevoegen van relevante effecten in het model : - scheurmodel (smeared cracking) - staalvezel beton - stochastisch materiaalgedrag etc. gevoeligheidsanalyse van toegepaste parameters (nog lopend) ir. Kris Riemens - ABT 12

13 Beschrijving van het DIANA model Geometrie en mesh Plane stress elementen (CQ16M quadrilateral, 8 knoops) Element grootte: 50 x 85 mm (LxH) ir. Kris Riemens - ABT 13

14 Beschrijving van het DIANA model Mechanische randvoorwaarden Liijn interface elementen (CL12I straight boundary, 6 knoops) ir. Kris Riemens - ABT 14

15 Beschrijving van het DIANA model Thermische randvoorwaarden Heatflow boundary elements (B2HT straight boundary, 2nodes) ir. Kris Riemens - ABT 15

16 Beschrijving van het DIANA model Thermische randvoorwaarden Heatflow boundary elements (B2HT straight boundary, 2nodes) ir. Kris Riemens - ABT 16

17 Beschrijving van het DIANA model Materiaal eigenschappen - algemeen ir. Kris Riemens - ABT 17

18 Beschrijving van het DIANA model Materiaal eigenschappen warmteontwikkeling ir. Kris Riemens - ABT 18

19 Beschrijving van het DIANA model Materiaal eigenschappen ongewapend beton Beton klasse: C30/37 Ontwikkeling eigenschappen volgens EC ir. Kris Riemens - ABT 19

20 Beschrijving van het DIANA model Materiaal eigenschappen nascheur gedrag SVB ir. Kris Riemens - ABT 20

21 Beschrijving van het DIANA model Materiaal eigenschappen nascheur gedrag SVB classificatie: 3c ir. Kris Riemens - ABT 21

22 Beschrijving van het DIANA model Materiaal eigenschappen nascheur gedrag SVB jonge fase C.Q.Fu, Ye Tian, Fracture property of steel fiber reinforced concrete at early age, Jan 2014, Computers and Concrete ir. Kris Riemens - ABT 22

23 Beschrijving van het DIANA model Materiaal eigenschappen nascheur gedrag SVB ir. Kris Riemens - ABT 23

24 Beschrijving van het DIANA model Materiaal eigenschappen stochastische variatie Variërende spatial factor in x- en y-richting volgens normale verdeling met een gemiddelde en standaardafwijking gebaseerd op f ctm, f ctk0,05, f ctk0,95 gedeeld door f ctm => f ct_in_model (x,y,t) = vermenigvuldigings factor (x,y) * f ct (t) ir. Kris Riemens - ABT 24

25 Analyse setup Gefaseerd analyse met warmte- en structurele berekening ir. Kris Riemens - ABT 25

26 Resultaten Temperatuurverloop CEM I CEM I + CEM III CEM III ir. Kris Riemens - ABT 26

27 Resultaten Ontwikkeling gecorrigeerde ouderdom (equivalent age) ir. Kris Riemens - ABT 27

28 Resultaten Ontwikkeling treksterkte CEM I CEM I + CEM III CEM III ir. Kris Riemens - ABT 28

29 Resultaten Spanningsontwikkeling en scheurvorming - ongewapend OWB ir. Kris Riemens - ABT 29

30 Resultaten Spanningsontwikkeling en scheurvorming SVOWB (CEM I + CEM III variant) ir. Kris Riemens - ABT 30

31 Resultaten Spanningsontwikkeling en scheurvorming SVOWB (CEM I variant) ir. Kris Riemens - ABT 31

32 Conclusie Door geavanceerd te rekenen met DIANA en de juiste effecten met elkaar te combineren is het mogelijk het constructieve gedrag van SVOWB in de jonge fase tot een redelijke graad te modelleren De DIANA modellen bevestigen dat het gebruik van staalvezels in het OWB kan helpen de scheurvorming in het OWB te reduceren of voorkomen toepassing definitieve SVOWB vloer stap dichterbij ir. Kris Riemens - ABT 32

33 Conclusie Verder lopend onderzoek - gevoeligheidsanalyse waarbij gevarieerd wordt in: nascheur gedrag staalvezel beton thermische randvoorwaarden mechanische randvoorwaarden dikte van de vloer i.p.v. constante gemiddelde dikte etc. ir. Kris Riemens - ABT 33

34 Modelleren van jong staalvezelversterkt onderwaterbeton met DIANA ir. Kris Riemens - ABT