52
thema
Rekenen aan
onderwaterbeton
met vezels
Op steenworp afstand van de Martinitoren wordt gebouwd aan het Groninger
Forum, een indrukwekkend gebouw dat ruimte moet bieden aan diverse culturele
activiteiten. Ondergronds komt een vijflaagse parkeergarage met een aantal
interessante innovaties in de betonconstructie.
1
Rekenvoorbeeld van de staalvezelversterkte
onderwaterbetonvloer in het Groninger Forum
thema
Rekenen aan onderwaterbeton met vezels 2 2014
53
100 m44 m
diepwand
Tubex-paal
Gewi-paal 45 m
diepwand
Tubex
Gewi
17 m
OWB-vloer
diepwand
Het Groninger Forum wordt gekenmerkt door onder meer de
toepassing van staalvezelversterkt onderwaterbeton (SVOWB),
funderingspoeren die 3D zijn berekend omwille van de nood-
zakelijke slankheid en hybride gewapende parkeervloeren. Aan
deze onderwerpen wordt aandacht besteed in een drieluik, te
beginnen met het onderwaterbeton. SVOWB-vloer
De onderwaterbetonvloer bevindt zich circa 17 m onder maai-
veld en wordt door 10 m waterdruk opwaarts belast. De vloer
sluit aan op diepwanden, Gewi-palen en Tubexpalen (fig. 2 en
3)
. Doordat de diepwanden en de Tubexpaalgroepen ter plaatse
van kernen een relatief hoge stijfheid hebben ten opzichte van
de ankerpalen, zijn de te verwachten vervormingsverschillen
uitzonderlijk groot. Bovendien is de aanwezigheid van
normaaldrukkracht in de vloer onzeker, vooral ter plaatse van
de ronde zijde. Onder de gegeven omstandigheden is ongewa-
pend onderwaterbeton minder geschikt in verband met het
brosse scheurgedrag. Gekozen is daarom voor staalvezelbeton
om scheurvorming tijdens hydratatie, leegpompen en de bouw-
kuipfase te beheersen.
De achtergronden van het rekenen aan staalvezelversterkte
onderwaterbetonvloeren en het combineren van rekenregels
zijn eerder beschreven in Cement 2013/3 'Staalvezelversterkt
onderwaterbeton' [1]. Hierin is het project Groninger Forum
globaal beschouwd. In het onderhavige artikel wordt de onder -
waterbetonvloer als rekenvoorbeeld verder uitgewerkt. Tevens
wordt een vergelijking gemaakt met ongewapend onderwater -
beton.
ir. Ruud Arkesteijn
ABT
1
Impressie van het Groninger Forum
2, 3 Doorsnede Groninger Forum met parkeergarage en plattegrond palenplan
Artikelenserie Groninger Forum
Dit artikel is de eerste in een serie van drie over het Groninger
Forum. In dit eerste deel gaat het over de staalvezelgewapende
onderwaterbetonvloer. In de volgende twee delen komen
respectievelijk de poeren en de hybride gewapende parkeervloe -
ren aan bod.
CA77:2001 versus CA77:2014
Het werkelijke ontwerp van de onderwaterbetonvloer van het
Groninger Forum is in 2011 uitgevoerd. Hierbij vormde CUR-
Aanbeveling 77:2001 (CA77) een belangrijke richtlijn. Om de
laatste stand van zaken te beschrijven, is het rekenvoorbeeld
in dit artikel uitgewerkt op basis van de herziene versie:
CA77:2014. De voornaamste verschillen tussen deze versies
zijn de toegevoegde dwarskrachttoets, de strengere ponstoets
voor schotelverankeringen en de mogelijkheid om in de UGT
te rekenen met membraanwerking. Toetsing van de water -
dichtheid (BGT ) is niet langer een vereiste.
Meer over CA77 staat in het artikel 'Herziening CUR-Aanbevling
77 (1). Dit artikel is te raadplegen op www.cementonline.nl.
2
3
Rekenen aan onderwaterbeton met vezels 2 2014
54
grote Tubex-paalgroepensteunpunten
waterdruk
q
w,k = 99 kN/m 2
verloop in
waterdruk
89 kN/m
2
rondom lijnondersteuning t.p.v. diepwandsituatie 1 + 2
4 Schaalmodel incl. steunpunten en verloop in waterdruk
5 Vervorming SVOWB-vloer voor BGT situatie 1 (a), verplaatsing BGT situatie 2 (b),
verplaatsing UGT situatie met schuiven (c)
de palen in grote palengroepen betekent dit dat de trekcapaci-
teit bijna halveert.
In verband met tijd- en temperatuureffecten (krimp van beton
en hoge ongedraineerde stijfheid van de Potklei) en schijfwer -
king, is gerekend met een gehalveerde normaaldrukkracht in
de vloer. Voor het ronde deel is de normaaldrukkracht nage-
noeg verwaarloosd omdat een groot deel van de stempeldruk
niet de vloer ingaat, maar via de ringvormige diepwand wordt
rondgeleid (ringwerking).
De axiale veerstijfheden van verschillende typen trekelementen
zijn conform CA77 gevarieerd door deze te reduceren (slap),
ofwel te vermenigvuldigen (stijf ) met een variatiefactor 1,4.
Drie situaties zijn beschouwd (tabel 1).
In de berekeningen wordt gebruikgemaakt van CUR-Aanbeve-
ling 77:2014 ('Rekenregels voor ongewapende onderwaterbe-
tonvloeren, herziene versie, hierna CA77), CUR-Aanbeveling
111 ('Staalvezelbeton bedrijfsvloeren op palen', hierna CA111)
en Model Code 2010 ([2], hierna MC2010).
Rekenmodel en invoerparameters
De SVOWB-vloer is gemodelleerd als een schaalmodel (fig. 4).
Hiermee is zowel plaat- als schijfwerking te beschouwen. De
Tubexpalen zijn primair ontworpen als drukpalen voor de defi-
nitieve fase, maar fungeren in de bouwputfase als trekelement.
Voor de opname van opwaartse waterdruk zijn, voor de bouw-
putfase en de definitieve fase, ankerpalen voorzien in een over -
wegend regelmatig grid van 2,7 × 2,7 m
2.
De verticale steunpunten van de Tubexpalen zijn als trekpalen
bilineair gemodelleerd met een begrensd trekdraagvermogen
dat mede gebaseerd is op het kluitgewicht van de palen. Voor
Ontwerpparameters rekenvoorbeeld SVOWB
? vloerdikte en toleranties: h gem = 1000 mm, tol onder = 200 mm,
tol
boven = 75 mm, tol verankering = 100 mm;
? beton: C25/30 + 35 kg/m
3 staalvezels van het type
MPZ-HT-50/1.0;
? waterdruk met verloop wegens helling in middenstuk:
q
w,k = 86 ? 99 kN/m 2 van oost naar west;
? stramienafstanden: L
x = L y = 2,7 m; L x,max = 3,0
? axiale veerstijfheden trekelementen: k
diepwand = 200 MN/m/m 1,
k
Tubex = 100 MN/m, k Gewi = 58 MN/m;
? stempeldruk en normaaldrukkracht: F
stempel,k = 550 kN/m 1,
?N' = 275 kN/m
1.
4
5a
5b
5c
thema
Rekenen aan onderwaterbeton met vezels 2 2014
55
6
7
6 Normaaldrukkracht BGT
7 Momentverloop UGT situatie 2
Buiging
Voor het berekenen van de momentcapaciteit M Rd met rest-
treksterkte zijn rekenregels gegeven in CA111. In figuur 8 is
het M-N-?-diagram weergegeven voor h
min = 786 mm en
N
d = 275 ? 0,9 = 247,5 kN/m 1. Voor beton C25/30 zonder staal-
vezels volgt dat de momentcapaciteit na scheurvorming dras-
tisch afneemt; om deze reden dient voor ongewapend beton
conform Eurocode 2 (verder EC2) te worden gerekend met de
waarde van f
ctd,pl en een ongescheurde elasticiteitsmodulus. De
resttreksterkte van SVB is duidelijk zichtbaar. De 'gescheurde
E-modulus' is berekend op basis van een maximaal toelaatbare
buigtrekrek van 0,1%. Volgens de grafiek in [1] behoudt de
constructie hiermee een rekenkundige veiligheid van ongeveer
een factor 2 in relatie tot mogelijke 'pull-out' en een factor 4 ten
opzichte van de breukrek. De bijbehorende momentcapaciteit
is 380 kNm/m
1.
De maximaal optredende momentbelasting treedt op langs de
oostzijde van de bouwkuip: voor SVB volgt M
Ed = 350 kNm/m 1,
zo blijkt in figuur 4. De momentcapaciteit voldoet. Aan de
ronde zijde bevat de vloer voldoende momentcapaciteit zonder
normaaldrukkracht.
Buiging is kritisch voor het rekenvoorbeeld. Conform
CA77:2014 zou een ongewapende vloer van 1000 mm ook
voldoen op drukboogwerking voor een normaaldrukkracht
van N = 275 kN/m
1 mits de afstand tussen trekpalen maximaal
3,0 m is. Het UGT-principe van drukboogwerking geldt logi-
scherwijze ook voor staalvezelbeton. Ter plaatse van de ronde
Doordat de diepwand stijf reageert ten opzichte van het trekpa-
lenveld, is de reactiekracht van de diepwand in situatie 1 en 2
groter gebleken dan de maximale rekenkundige schuifcapaci-
teit. Om speciale verbindingsmaatregelen (tandverbinding) te
voorkomen, moet aanvullend het verticale evenwicht van de
vloer worden getoetst in geval van schuiven langs de diepwan-
den. Voor deze UGT-situatie is de lijnvormige ondersteuning
ter plaatse van de diepwand vervangen door een verticale neer
-
waartse reactiekracht ter grootte van de maximaal toelaatbare
schuifkracht van 0,3F
stempel,d .
Voor de stijfheid van de vloer is conform CA77 gerekend met
de nominale vloerdikte van 1000 mm. De elasticiteitsmodulus
van het beton na scheurvorming is iteratief bepaald; in de UGT
is gerekend met een E-modulus van 5000 MPa. Met schuiven is
het beton ongescheurd verondersteld.
Berekeningsresultaten
Figuur 5 geeft de resulterende vervormingen weer. Het verschil in
krachtsverdeling tussen de drie situaties is duidelijk waarneem-
b a a r.
In de weergave voor normaaldrukkracht in figuur 6 en 7 is het
effect van schijf- en ringwerking zichtbaar; krimp zou de
normaaldrukkracht verder kunnen reduceren. Voor buigende
momenten in de vloer is de situatie met de grootste krommingen
maatgevend; dit is het geval voor situatie 2.
Reactiekrachten in trekelementen zijn niet gepresenteerd. Logi-
scherwijze is situatie 1 maatgevend voor de reactiekracht in de
diepwand en daarmee ook voor dwarskracht in de vloer
( F
Ed = 370 kN/m 1). De maximale reactiekracht in de Tubexpalen
volgt uit situatie 2 en is lager dan het begrensde paaldraagvermo-
gen ( F
Ed = 1118 kN). De maximale reactiekracht op de ankerpalen
treedt op in de situatie met schuiven; F
Ed = 717 kN.
Doorsnedecapaciteiten en toetsing
Binnen het rekenvoorbeeld wordt een vergelijking gemaakt
tussen:
? C25/30: onderwaterbeton zonder staalvezels:
f
ctd,pl = 0,96 N/mm 2;
? SVB: onderwaterbeton C25/30 met 35 kg/m
3 staalvezels:
f
eqm = 3,5 N/mm 2.
Tabel 1 Maatgevende situaties
diepwand TubexGewi
situatie 1 stijfslap slap
situatie 2 stijfstijfslap
situatie met schuiven (UGT ) schuifkrachtslapstijf
Rekenen aan onderwaterbeton met vezels 2 2014
56
00,0 2,0 4,06,0 8,010,0
100 200 300 400
kromming [mrad] *10-6
momentcapaciteit M
Rd [kNm/m']
UGT = 0,1%:
M
Rd = 380 [kNm/m']
E
gescheurd = 4.664 [MPa]
SVB (UGT)
C25/30 (UGT)
fctd,pl
OWB
h
gem = 1000 OWB
h gem = 1000
d min = 500 d min = 600
tol
boven
tol
onder
tol
verankering = 100
200
200
75
tol
boven
tol
onder
tol
nokken = 200
200
75
200
8
Last-vervormingsdiagram onderwaterbeton zonder en met staalvezels incl.
materiaalfactoren (UGT )
9 Detaillering verbindingen met Gewi en Tubex
VRd,c = v min · d min · u 1
met:
v
min = 0,37 N/mm 2
dmin = 500 mm
u
1 = 7380 mm
volgt:
V
Rd,c = 1347 kN
Volgens CA77 volgt voor schotelverankeringen vanuit [3] een
aanvullende reductiefactor k
r = 0,87. Hierdoor reduceert de
ponscapaciteit tot 1168 kN.
Indien staalvezels worden toegepast kan de toetsing plaatsvin-
den conform CA111. De verhoging van de toelaatbare pons-
spanning door staalvezels conform CA111 is hierin conserva-
tief ingestoken; ook zonder toepassing van buigwapening is
het veilig om de verhoging van vmin met ?
1,f in rekening te
brengen. Hieruit volgt:
V
Rd,c+f = k r · (v min + ? 1,f) · d min · u 1
met:
Nieuwe
formules
onder
tussenkop
'Pons:'
()
eqk,3
1,f f,d
ft
2
1,f 0,18
1, 4
0,18 0, 7 3, 5
0, 25 N / mm
1, 4 1, 2 5 f
y ??
? == ??
==
?
Correctie
formules:
2
Ed
cp
cc min
22
cvd ctd,pl cp ctd,pl 0, 9
0, 315 N / mm
1,10N/mm
N
N
Ah
ff f ?
? == =
=+ =
Nieuwe
formules
onder
tussenkop
'Pons:'
()
eqk,3
1,f f,d
ft
2
1,f 0,18
1, 4
0,18 0, 7 3, 5
0, 25 N / mm
1, 4 1, 2 5 f
y ??
? == ??
==
?
Correctie
formules:
2
Ed
cp
cc min
22
cvd ctd,pl cp ctd,pl 0, 9
0, 315 N / mm
1,10N/mm
N
N
Ah
ff f ?
? == =
=+ =
Vo o r y ft geldt een waarde van 1,25. f eqk,3 is te berekenen met
0,7 f
eqm,3 . Dit resulteert voor het rekenvoorbeeld SVB in:
Nieuwe
formules
onder
tussenkop
'Pons:'
()
eqk,3
1,f f,d
ft
2
1,f 0,18
1, 4
0,18 0, 7 3, 5
0, 25 N / mm
1, 4 1, 2 5 f
y ??
? == ??
==
?
Correctie
formules:
2
Ed
cp
cc min
22
cvd ctd,pl cp ctd,pl 0, 9
0, 315 N / mm
1,10N/mm
N
N
Ah
ff f ?
? == =
=+ =
Nieuwe
formules
onder
tussenkop
'Pons:'
()
eqk,3
1,f f,d
ft
2
1,f 0,18
1, 4
0,18 0, 7 3, 5
0, 25 N / mm
1, 4 1, 2 5 f
y ??
? == ??
==
?
Correctie
formules:
2
Ed
cp
cc min
22
cvd ctd,pl cp ctd,pl 0, 9
0, 315 N / mm
1,10N/mm
N
N
Ah
ff f ?
? == =
=+ =
VRd,c+f = k r · (v min + ? 1,f) · d min · u 1 = 1974 kN
zijde kan het drukbogensysteem alleen uitkomst bieden mits
wordt gerekend met normaaldrukkracht uit membraanwer
-
king. Voor het rekenvoorbeeld is deze bijdrage conform
CA77:2014 zeer klein omdat membraandrukkracht voor diepe
bouwkuipen moet worden gereduceerd met de factor ?
rN.
Pons
Pons wordt geïnitieerd door buiging. Dit bezwijkmechanisme
is uitvoerig toegelicht in het artikel in Cement 2013/3 [1]. Staal-
vezelbeton vertoont, wanneer deze puntvormig wordt belast of
ondersteund, buigtaai gedrag (zie B-III in figuur 2 in [1]). De
ponscapaciteit wordt hierdoor verhoogd.
Voor het rekenvoorbeeld wordt de schotelverbinding doorgere-
kend. Een diepteligging van de schotelverankering van 200 mm
resulteert in een rekenhoogte van de ponskegel d
min van 500
mm (fig. 6)
. Met een schoteldiameter 350 mm volgt op basis
van EC2:
8
9a 9b
thema
Rekenen aan onderwaterbeton met vezels 2 2014
57
0,00 0,50
1,00
1,50
2,00
2,50 toets Atoets B1 toets B2toets B3 toets C
dwarskracht
buiging verbindingtrekpalen
toets D1.b
C25/30: CA77:2001C25/30: CA77:2014SVB
10 Overzicht unity checks voor rekenvoorbeeld (belasting/capaciteit)
rekenregels vanuit CA77:2001 is de betondrukspanning onder
de schotels/nokken niet maatgevend boven pons.
Dwarskracht
Toetsing op dwarskracht in CA77:2014 is gebaseerd op EC2.
Voor ongewapende en lichtgewapende constructies gelden
artikel 6.2 (afschuifbuigbreuk) en hoofdstuk 12 (afschuiftrek-
breuk) uit EC2. Voor het rekenvoorbeeld met C25/30 volgt
voor een ongescheurde doorsnede met hoofdtrekspanning
< f
ctd,pl :
Nieuwe
formules
onder
tussenkop
'Pons:'
()
eqk,3
1,f f,d
ft
2
1,f 0,18
1, 4
0,18 0, 7 3, 5
0, 25 N / mm
1, 4 1, 2 5 f
y ??
? == ??
==
?
Correctie
formules:
2
Ed
cp
cc min
22
cvd ctd,pl cp ctd,pl 0, 9
0, 315 N / mm
1,10N/mm
N
N
Ah
ff f ?
? == =
=+ =
Nieuwe
formules
onder
tussenkop
'Pons:'
()
eqk,3
1,f f,d
ft
2
1,f 0,18
1, 4
0,18 0, 7 3, 5
0, 25 N / mm
1, 4 1, 2 5 f
y ??
? == ??
==
?
Correctie
formules:
2
Ed
cp
cc min
22
cvd ctd,pl cp ctd,pl 0, 9
0, 315 N / mm
1,10N/mm
N
N
Ah
ff f ?
? == =
=+ =
Nieuwe
formules
onder
tussenkop
'Pons:'
()
eqk,3
1,f f,d
ft
2
1,f 0,18
1, 4
0,18 0, 7 3, 5
0, 25 N / mm
1, 4 1, 2 5 f
y ??
? == ??
==
?
Correctie
formules:
2
Ed
cp
cc min
22
cvd ctd,pl cp ctd,pl 0, 9
0, 315 N / mm
1,10N/mm
N
N
Ah
ff f ?
? == =
=+ =
Nieuwe
formules
onder
tussenkop
'Pons:'
()
eqk,3
1,f f,d
ft
2
1,f 0,18
1, 4
0,18 0, 7 3, 5
0, 25 N / mm
1, 4 1, 2 5 f
y ??
? == ??
==
?
Correctie
formules:
2
Ed
cp
cc min
22
cvd ctd,pl cp ctd,pl 0, 9
0, 315 N / mm
1,10N/mm
N
N
Ah
ff f ?
? == =
=+ =
VRd,c = f cvd ? h min = 868 kN/m 1
Vanwege bros bezwijkgedrag van ongewapende constructies
moet conform hoofdstuk 12 van EC2 worden gerekend met een
factor k van 1,5 op de optredende dwarskracht.
Voor SVB wordt ook zonder toepassing van wapeningsstaven
de verhoging van de maximaal opneembare schuifspanning
(f
cvd = ? 1) met ? 1,f volgens CA111 voldoende veilig geacht voor
onderwaterbetonvloeren. Uit CA111 volgt:
?
1,f = k h ? ? f,d
waarin:
k
h = 1,6 ? h ? 1
?
f,d is gelijk aan de waarde voor pons. Voor onderwaterbeton-
vloeren met h
min > 600 mm geldt per definitie k h= 1,0. Dit
resulteert voor het rekenvoorbeeld SVB in:
?
1,f = 1,0 · 0,25 = 0,25 N/mm 2
?u = ? 1 + ?1,f = 1,10 + 0,25 = 1,35 N/mm 2
VRd,c+f
= ? u · h min = 1061 kN/m 1
Bij een berekening op basis van een gereduceerde elasticiteits-
modulus wordt, ook met staalvezels, aanbevolen de waarde
voor de factor k voor dwarskracht op 1,5 te handhaven. Toet-
sing van de dwarskracht is niet kritisch voor het rekenvoor -
beeld.
Vergelijking rekenregels
In tabel 2 is een vergelijking gemaakt van de doorsnedecapaci-
teiten van onderwaterbeton zonder en met staalvezels op basis
van voorgaande berekeningen. In figuur 10 zijn ter vergelijking
de resulterende unity checks weergegeven voor de diverse toet-
MC2010 biedt de mogelijkheid zowel ongewapende als vezelge-
wapende constructies te beoordelen. Bovendien is de ponsca
-
paciteit in MC2010 een functie van de rotatie/buiging in het
ponsgebied. Hierdoor wordt het werkelijke bezwijkmecha-
nisme beter gemodelleerd, omdat een ongescheurde doorsnede
namelijk meer ponscapaciteit heeft dan een sterk geroteerde
doorsnede. Dit principe wordt bevestigd door het ponsonder -
zoek uitgevoerd aan de TU Delft. Berekeningen volgens
MC2010 zijn niet gepresenteerd, maar voor het rekenvoorbeeld
volgt dat een halvering van de lokale rotatie in de UGT resul-
teert in een verhoging van de ponscapaciteit met circa 50%.
Indien aanvullend de verhoging met V
Rd,f in rekening wordt
gebracht, neemt de ponscapaciteit toe met meer dan 100%.
De 'full scale' bezwijkproeven aan de TU Delft [3] geven echter
ook aan dat, specifiek voor het toepassingsgebied van onderwa-
terbetonvloeren, de ponscapaciteit voor relatief dikke ongewa-
pende vloeren met een schotelverbinding te gunstig wordt bena-
derd door EC2. In hoeverre de waarde voor V
Rd,f hierdoor wordt
beïnvloed is vooralsnog in onvoldoende mate bekend. Veilig-
heidshalve wordt door de auteur aanbevolen om, naast handha-
ving van k
r en de aanvullende belastingfactor van 1,25 voor bros
bezwijken, de waarde van ?
1,f te begrenzen op 50%. Dit geeft:
V
Rd,f = k r · (v min + 0,5 ? 1,f) · d min · u 1 = 1571 kN
Pons is voor het rekenvoorbeeld enigszins kritisch voor
C25/30; SVB voldoet met enige marge. De nokverbinding met
Tubexpalen is minder kritisch omdat hiervoor de factor k
r niet
in rekening hoeft te worden gebracht. In tegenstelling tot de
Tabel 2 Overzichtstabel capaciteit rekenvoorbeeld zonder en met staalvezels (UGT )
C25/30 SVB
momentcapaciteit M
Rd 131 kNm/m 1 380 kNm/m 1
elasticiteitsmodulus E 29 000 MPa 4664 MPa
ponscapaciteit V
Rd,c(+f ) EC2: 1347 kN
CA77: 1168 kN CA77+CA111: 1974 kN
Veilig: 1571 kN
dwarskrachtcapaciteit V
Rd,c(+f ) 868 kN/m 1 1061 kN/m 1
10
Rekenen aan onderwaterbeton met vezels 2 2014
58
11 BIM-model Groninger Forum
economisch ontwerp. Met de publicatie van CA77:2014 kan
voor dergelijke complexe bouwputten een ongewapende vloer
ook technisch en economisch haalbaar zijn.
Het na-scheurgedrag heeft in het ontwerp een significant effect
op de toetsing van momentcapaciteit, pons en dwarskracht.
Van groot belang is dat staalvezels ook de robuustheid vergro-
ten met betrekking tot waterdichtheid en belastingswisselingen
in de bouwkuipfase. Paalmisstanden en belastingen uit bouw-
kranen in de uitvoering zijn hierdoor minder kritisch. Boven-
dien is het risico op lekkages en watervoerende krimpscheuren
geminimaliseerd en is het mogelijk gemaakt om hybride gewa-
pende poerconstructies te integreren. Met betrekking tot laatst-
genoemde aspecten heeft staalvezelbeton zijn meerwaarde
aangetoond voor Groninger Forum.
?
?
LiteRA tuuR
1 Arkesteijn, R., Menting, M., Staalvezelversterkt onderwaterbeton.
Cement 2013/3.
2 CEB-FIB Model Code 2010 ? 2013 ISBN 978-3-433-03061-5.
3 Braam, R., Veen, C., van der, Boer, A., de, Trekelementen in
onderwaterbetonvloeren. Cement 2013/3.
4 Arkesteijn, R., Dimensionering van onderwaterbetonvloeren.
Afstudeerrapport, maart 2012.
5 Hagenaars, P., Galjaard, J., Veen, C., van der, Herziening CUR-
Aanbeveling 77 (1). Cement 2013/3.
? PRojectgegevens
opdrachtgever Gemeente Groningen
architect NL Architects
projectmanagement Twynstra Gudde
bouwkunde ABT
constructie ABT
civiele techniek ABT
installaties Huisman & Van Muijen
bouwfysica DGMR
hoofdaannemer BAM Utiliteitsbouw
directievoering ABT
onderaannemer civiel BAM Speciale Projecten
singen. Noot dat toets B2 en/of B3 alleen voldoen voor het
rekenvoorbeeld; voor het ronde deel (met normaaldrukkracht
kleiner dan 200 kN/m
1) is dit niet het geval.
Voor Groninger Forum zou een ontwerp van een ongewapende
onderwaterbetonvloer conform CA77:2001 praktisch niet moge-
lijk zijn als de normaaldrukkracht wordt verwaarloosd in de
ronde zijde. Voor een gehalveerde normaaldrukkracht volgt een
vloerdikte van minimaal 1500 mm [4]; indien de oude water -
dichtheidstoets (BGT) buiten beschouwing wordt gelaten zou een
vloerdikte van minimaal 1200 mm nodig zijn. Boogwerking is
kritisch waardoor de afstand tussen trekelementen niet groter
mag zijn dan 2,7 m; dit resulteert in meer palen. Bovendien zou
een kostbare en uitvoeringsgevoelige tandverbinding benodigd
zijn om de verbinding met de diepwand te garanderen.
Op basis van de rekenregels in de herziene CA77:2014 wordt
een traditionele ongewapende onderwaterbetonvloer econo -
misch haalbaar geacht voor het rekenvoorbeeld. Pons is kritisch
waardoor voor een ongewapende vloer een dikte van minimaal
1000 mm nodig is; voor het ronde deel circa 1100 mm.
Het ontwerp met staalvezelbeton heeft geleid tot een geoptima-
liseerde vloerdikte en een efficiënt palenplan. Met een dikte
van 1000 mm is de onderwaterbetonvloer te beschouwen als
robuust. Met lokale aanpassing van het palenplan of door te
rekenen met membraanwerking wordt een uniforme vloerdikte
van circa 900 mm mogelijk geacht.
Conclusie
Het rekenen aan staalvezelversterkt onderwaterbeton is geen
´rocket-science´. Het vraagt wel kennis en bundeling van diverse
rekenregels. CA77, CA111 en voorliggend artikel vormen
gezamenlijk een goede leidraad voor een voorlopig ontwerp.
De keuze voor een staalvezelversterkte onderwaterbeton voor
Groninger Forum heeft indertijd geleid tot een maakbaar en
11
Meer informatie
Bij het artikel op www.cementonline.nl
staat een link naar een video over de
stort van het SVOWB van het Groninger Forum.
Meer weten over dit onderwerp? Lees dan ook het
artikel 'Staalvezelversterkt onderwaterbeton'. Dit
artikel is te raadplegen op Cementonline.
thema
Rekenen aan onderwaterbeton met vezels 2 2014
Reacties