1 naam Pim van der Aa leeftijd 28 jaar opleiding TU/e Bouwkunde ? Structural Design afstudeerproject Biaxial Stresses in SFRC ? Modelling the Pull-Out Behaviour of a single Steel Fibre using FEM werkgever DIANA FEA BV functie Structural Engineer werkzaam sinds juni 2014 baan gekregen via afstudeerbegeleider prof. Theo Salet belangrijk in ontwikkeling leergierig zijn en innovatief denken eerste project Optimalisatie constructie regeninfiltratiebekkens (A2) rol bij eerste project constructief adviseur Pim van der Aa Mijn mening Blijf onderzoek doen Een constructeur ontwerpt, berekent en toetst constructies. Sommige constructeurs hebben een passie voor conceptueel ontwerpen en werken nauw samen met de architect, vanaf het begin van het ontwerpproces. Anderen hebben meer affiniteit met rekenen en het werken met geavanceerde rekenmodellen om de optimale constructie te bepalen. Eén onderdeel wordt echter vaak niet benoemd of vergeten: onderzoek. Uiteraard zijn er verschillende vormen van onderzoek. In prin - cipe doet iedere constructeur onderzoek naar het vinden van de 'optimale' constructie, waarbij optimaal betekent: de beste balans tussen alle onderdelen die invloed hebben op de draag - constructie. Denk hierbij aan veiligheid, duurzaamheid, mate - riaaloptimalisatie, maakbaarheid enz. De diverse codes geven hierbij belangrijke handvatten. Deze codes geven echter niet overal een antwoord op en in sommige gevallen is innovatief denken of extra onderzoek nodig. Dit is bijvoorbeeld het geval bij het ontwerpen van een constructie met relatief nieuwe materialen, zoals composieten of vezelbeton; hiervoor zijn nog beperkte richtlijnen beschikbaar. Wanneer men dit materiaal wil toepassen, zal men zelf moeten aantonen dat de constructie veilig is. Een voorbeeld waarmee ik zelf veel te maken heb, is het ontwerpen met behulp van een niet-lineaire eindig-elementen - analyse (NLFEA). De Eurocode is op dit moment nog niet bruikbaar voor dit soort berekeningen, waardoor het lastiger is de klant te overtuigen dat de constructie toch veilig geanalyseerd is. Voor de bouwsector is het belangrijk onderzoek te blijven doen naar nieuwe rekenmethodes, nieuwe materialen en innovatieve oplossingen, om op die manier de richtlijnen en codes te blijven verbeteren. Dit zorgt ervoor dat de kwaliteit en veiligheid van onze constructies omhoog gaat. Mijn project PTC Groningen Het protonentherapiecentrum (PTC) is onderdeel van het Universitair Medisch Centrum Groningen (UMCG). In dit centrum worden kankerpatiënten behandeld met behulp van protonenbestraling. Bij bestraling komen neutronen vrij. Om te voorkomen dat deze neutronen ontsnappen, zijn betonnen wanden en vloeren benodigd met een dikte variërend tussen 1 en 4 m. Het berekenen van de draagkracht en stabiliteit bij deze diktes is één ding, maar maatgevend in dit geval is het krimpen van beton. DIANA FEA BV heeft in opdracht van aannemer Visser & Smit Bouw krimpberekeningen uitgevoerd ter optimalisatie van de wapening. Daarbij is met behulp van het eindige- elementenpakket DIANA 9.6 gekeken naar het krimpproces van beton over een periode van 50 jaar. De jonge constructeur de jonge constructeur 5 2017 ik ben 79 Twee types krimp zijn hierin belangrijk: thermische krimp/ expansie, veroorzaakt door het hydratatieproces van het beton (Young Hardening Concrete), en uitdrogingskrimp. Thermische krimp ontstaat gedurende het hydratatieproces van beton, waarbij warmte vrijkomt die wordt veroorzaakt door de chemische reactie tussen water en cement. In hele dikke betonwanden kan de temperatuur behoorlijk oplopen, omdat het beton zijn warmte niet goed kwijt kan. De warmteontwikkeling (opwarmen en afkoelen) in combinatie met het uitharden van het beton kan leiden tot significante scheuren. Dit is te voorkomen door het toevoegen van koelingspijpen. Uitdrogingskrimp wordt veroorzaakt door de uitwisseling van water in het beton met zijn omgeving en is een lange termijn proces (50 jaar). Het krimpproces (thermische krimp en uitdrogingskrimp) is voor zowel één wand als voor de totale constructie gedetailleerd gemodelleerd in DIANA. In dit model is goed te zien dat de scheuren aan de buitenkant van de betonwand ontstaan. Overi - gens blijkt uit deze analyse dat de binnenkant na 50 jaar nog niet eens volledig is uitgekrompen! Het model van de totale constructie neemt de stortvolgorde mee en geeft informatie over de interactie tussen de verschillende onderdelen. De vloeren laten hierin de meeste scheuren zien. Dit wordt veroor - zaakt doordat de vloeren aanzienlijk dunner zijn dan de wanden en worden belemmerd door de wanden eromheen. Met behulp van beide analyses is de wapening geoptimaliseerd. Bovendien is het betonmengsel zorgvuldig gekozen (lage adiabaat). Uitein - delijk is aangetoond dat koelingspijpen overbodig waren. Mijn rol Numeriek onderzoek In dit project ben ik verantwoordelijk geweest voor het uitvoeren van de krimpberekeningen met DIANA. In eerste instantie heb ik gekeken naar de thermische krimp. Hierbij heb ik onderzoek gedaan naar de ontwikkeling van de temperatuur in een enkele wand voor verschillende diktes, met én zonder koelpijpen. Vervolgens heb ik gekeken naar de scheurontwikkeling, waarbij de warmteontwikkeling en de sterkteontwikkeling van het beton mee zijn genomen. Hierna heb ik uitgezocht hoe uitdrogingskrimp van dikwandige betonconstructies het beste gemodelleerd kan worden met behulp van FEM. Hiervoor is een DIANA-model opgezet. De resultaten van het model zijn vergeleken met een analytisch model. De resultaten waren in goede overeenstemming, waar - door het model gevalideerd kon worden. Met behulp van de resultaten van beide onderzoeken zijn uiteindelijke berekeningen uitgevoerd voor het model van één wand en het model van de volledige constructie. Dit project toont aan dat onderzoek een belangrijk deel van het vak is en niet alles is beschikbaar in de codes. Beide zaken maken het constructeursvak voor mij uitdagend. ? ? PROJECTGEGEVENS project Protonentherapiecentrum Groningen (PTCG), UMC Groningen opdrachtgever PTCG bv architect Adviesburo Van der Plas / AAS Architecten constructeur abtWassenaar aannemer Visser & Smit Bouw FEM-berekeningen DIANA FEA BV (voorheen TNO DIANA BV ) Rubriek 'De jonge constructeur' In deze rubriek maken we kennis met een jonge constructeur. Hij of zij deelt zijn/haar mening over het vak en belicht een van zijn/haar eerste projecten. De rubriek is tot stand gekomen in samenwerking met YouCon, de vereniging van en voor jonge constructeurs. 2 1 Scheurenpatroon in 4 m dikke wand2 Spanningen in de wapening na stort 2 De jonge constructeur 5 2017