sterkte en stijfheid van kolommen bij wisselbelasting

Transcriptie

1 sterkte en stijfheid van kolommen bij wisselbelasting kolommen met rechthoekige doorsnede STICHTING C O M M I S S I E VOOR U I T V O E R I N G V A N R E S E A R C H INGESTELD DOOR DE BETO N VE R EN I Gl N G

2 ONDERZOEKINGSCOMMISSIES (1976) COMMISSIE A 7 Onderzoek naar het plastische gedrag van constructies. A 13 Onderzoek naar de krachtsverdeling in scheve platen. A16 Veiligheid. A 19 Statisch onbepaalde constructies voor skeletten en doorgaande balken. A21 Onderzoek naar de oplegreacties van vierzijdig ondersteunde platen. A 23 Sterkte en stijfheid van kolommen. A 24 Plastische scharnieren. A 25 Pons. A 26 Betonmechanica. COMMISSIE B 4 Onderzoek van betonstaal. B 7 Onderzoek van technologische invloeden op scheurvorming in beton. B 14 Kwaliteitscontrole van beton. B 16 Reparaties aan betonconstructies. B 17 Ontkistingsmiddelen B 18 Nieuwe betonsoorten. B 20 Beton bij afvalwaterzuiveringsinstallaties. B 21 Transporteren van betonspecie. B 22 Verontreiniging toeslagmaterialen. B 23 Duurzaamheid maritieme constructies. COMMISSIE C 15 Staal-beton liggers. C 15A Staal-beton kolommen. C 16 Lasverbindingen. C 18 Toleranties voor betonwerk. C 19 Samenwerking prefab liggers met ter plaatse gestort beton. C 20 Vermijden van hinderlijke scheurvorming ten gevolge van krimp en temperat wisselingen. C 22 Gedeeltelijk voorgespannen beton. C 24 Doorbuigingen. C 26 Voorspankabels zonder aanhechting. C 26A Corrosiebescherming voorspankabels zonder aanhechting. C 27 Voegmortels. C 28 Constructiedetails. C 29 Invloed van spatten op de brandwerendheid van beton. PC 30 Triaxiaal voorgespannen beton. C31 Constructief onderwaterbeton. C 32 Aanvangsspanningen bij voorgespannen lichtbeton C 33 Wisselbelasting. C 34 Betondekking. C 35 Beton onder stootbelasting. PC 36 Sterkte van buizen. COMMISSIE E 2 Rationalisatie van de wapening.

3 sterkte en stijfheid van kolommen bij wisselbelasting kolommen met rechthoekige doorsnede ONDERZOEK UITGEVOERD DOOR HET INSTITUUT TNO VOOR BOUWMATERIALEN EN BOUWCONSTRUCTIES

4 ISBN

5 VOORWOORD In 1970 werd commissie A 23 ingesteld met als taakomschrijving:,,te onderzoeken wat de invloed is van wisselende belastingen en langdurige belastingen op de sterkte en de stijfheid van constructies, voorlopig beperkt tot kolommen". Het thans gereedgekomen rapport heeft betrekking op een deel van deze omschrijving, te weten de invloed van wisselende belastingen bij gewapende kolommen van grindbeton. Bij de aanvang van de studie bleek dat nagenoeg geen literatuurgegevens omtrent deze problemen beschikbaar waren en dat ook elders geen onderzoekingen op dit gebied gaande waren. Als gevolg hiervan werd een proevenprogramma opgesteld waarbij als beperking werd uitgegaan van gewapend betonnen kolommen met rechthoekige doorsneden. De dimensionering van de proefstukken werd gebaseerd op de GBV Hierbij werd de aan te brengen extreme belastingtoestand, dat wil zeggen een normaaldrukkracht met de grootste optredende excentriciteit, als een statische belasting opgevat. Het bleek reeds bij de eerste proeven dat een dusdanige dimensionering niet steeds tot veilige constructies leidde. Het proevenprogramma, uiteindelijk 23 proefstukken omvattende, werd aan de hand van de gedurende de uitvoering toenemende kennis van de gedragingen voortdurend aangepast. Dit was van belang omdat elke proef circa 5 weken in beslag nam en daardoor bijzonder kostbaar was. De commissie is ervan overtuigd dat de kosten gerechtvaardigd zijn door de resultaten die de proeven hebben opgeleverd. Voor de praktische toepassing zijn rekenregels opgesteld, die zijn bedoeld als aanvulling op art. E-304 van de VB Deze rekenregels vormen in hoofdzaak de inhoud van dit rapport. Om de toegankelijkheid van de materie voor de constructeur te verhogen, is er namelijk van afgezien de volledige rapportage van het experimentele onderzoek op te nemen; deze rapportage zal afzonderlijk beschikbaar zijn als IBBC- TNO rapport Bl De samenstelling van de commissie bij het beëindigen van dit deel van het onderzoek was: ir. J. W. B. ENSERINK, voorzitter ir. J. VAN LEEUWEN, secretaris ir. W. A. FABER ir. H. HAGENZIEKER ir. J. H. PESTMAN ir. P. J. VAN STEKELENBURG ir. A. W. G. THIJSSE ir. J. G. HAGEMAN, mentor

6 In 1972 trok ir. B. VAN DER WOERD zich terug uit de commissie. Zijn plaats werd ingenomen door ir. W. A. FABER. Het onderzoek werd uitgevoerd bij het 1BBC-TNO onder leiding van de secretaris ir. J. VAN LEEUWEN met medewerking van ing. A. A. KIP. De CUR spreekt haar dank uit aan de Rijkswaterstaat, Directie Bruggen, aan de Dienst van Publieke Werken Amsterdam en aan Gemeentewerken Rotterdam voor hun financiële bijdragen die dit onderzoek mede hebben mogelijk gemaakt. De commissie, in iets gewijzigde samenstelling, onderzoekt momenteel de invloed van wisselende belastingen op gewapend betonnen kolommen met cirkelvormige doorsnede. De resultaten van dit onderzoek zullen worden vermeld in CUR-rapport 82B. Naar verwachting zal dit rapport in de tweede helft van 1977 verschijnen. november 1976 De Stichting Commissie voor Uitvoering van Research

7 INHOUD Hoofdstuk 1 INLEIDING 7 Hoofdstuk 2 WISSELENDE SPANNINGEN 10 Hoofdstuk 3 INVLOED VAN WISSELENDE SPANNINGEN OP DE STERKTE EN DE STIJFHEID 12 Hoofdstuk 4 BEOORDELING VAN DE DRAAGKRACHT BIJ EEN CONSTANTE AMPLI TUDEBELASTING MET EEN GROOT AANTAL WISSELINGEN Algemeen Beoordeling van de draagkracht als het beton bepalend is Beoordeling van de draagkracht als de wapening bepalend is. 19 Hoofdstuk 5 BEOORDELING VAN DE DRAAGKRACHT BIJ KLEINERE WAARDEN VAN n max EN BIJ WISSELBELASTINGEN MET VARIABELE AMPLITUDE Hoofdstuk 6 BEOORDELING VAN DE STIJFHEID 23 Hoofdstuk 7 EXPERIMENTEEL ONDERZOEK Proefopzet Resultaten 27 Hoofdstuk 8 REKENVOORBEELDEN Rekenvoorbeeld A - controle draagkracht Rekenvoorbeeld B - bepaling hoeveelheid wapening Rekenvoorbeeld C - bepaling stijfheid 43 Hoofdstuk 9 SAMENVATTING 45 LIJST VAN GERAADPLEEGDE LITERATUUR 46 Zusammenfassung 47 Résumé 49 Summary 51