Structural Concrete Vol. 24/1 (februari 2023) bevat een variatie aan papers, met als speciaal thema onderzoek naar wapeningscorrosie. Van een selectie van de voor Cement-lezers meest interessante papers uit dit nummer staat in dit artikel een Nederlandstalige samenvatting.
CEMENT 3 2023 ?47
Paper Long-term shear strength of RC beams based on a mechanical model that considers
reinforcing steel corrosion (SC24/1, p. 25 ? 40)
Door: Alejandro Frontera, Antoni Cladera
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202200428
VOORSPELLING VAN DE LANGEDUUR AFSCHUIFSTERKTE
BIJ WAPENINGSCORROSIE
Corrosie van beugels, met
meestal kleine diameters en een
beperkte betondekking, heeft
veel invloed op de afschuifsterkte
van gewapend beton. Omdat
afschuifbreuk kan leiden tot bros
bezwijken moet die corrosie ge -
durende de hele levensduur
w
orden voorkomen.
In een Spaanse studie is het zo -
genoemde C
ompression Chord
Capacity Model (CCCM) ? een
mechanisch afschuifmodel
waarmee de sterkte van balken
met door corrosie aangetaste
wapening kan worden voorspeld
? gecombineerd met twee mo -
dellen voor materiaalaantasting
uit de nieuw
e Spaanse norm
voor betonconstructies. Hierbij
wordt de invloed van carbona -
tatie en chloride-indringing op
de af
schuifsterkte op lange ter -
mijn beschouwd.
Het blijkt mogelijk r
edelijke voor-
spellingen te doen afhankelijk
v
an de milieuklasse. De corro -sie-initiatietijd kan worden be-
rekend en de snelheid van de
t
oename van de corrosie kan
worden vastgest eld. Het verlies
van de wapeningsdoorsnede
kan zo op elk willekeurig moment
worden bepaald. Dit ondanks
enkele vereenvoudigingen in
het model, zoals het buiten be-
schouwing laten van de afname
v
an de hechteigenschappen
van het gecorrodeerde staal en
de v
ermindering van de beton -
druksterkte van het gescheurde
bet
on in de drukschoren.
Het is nog niet mogelijk alle
combinaties van milieuklassen
te beschouwen. Daarom moeten
bepaalde parameters experi -
menteel worden bepaald. Bo-
vendien is het voor de prakti-
sche toepasbaarheid nodig, om
de v
oorspellingen van de af -
schuifsterkte op lange termijn te
combiner
en met voorspellingen
van de buigsterkte op lange
termijn.
Structural Concrete Vol. 24/1 (februari 2023)
bevat een variatie aan papers, met als speciaal
thema onderzoek naar wapeningscorrosie. Van
een selectie van de voor Cement-lezers meest
interessante papers uit dit nummer staat in dit
artikel een Nederlandstalige samenvatting.
Gelezen in
Structural
Concrete
RUBRIEK STRUCTURAL CONCRETE
Één van de meest toonaangevende internationale
vakbladen over betonconstructies is Structural Concrete
(SC). SC is het officiële, peer reviewed journal van fib
(The international federation for Structural Concrete). Cement
plaatst een korte Nederlandstalige samenvatting van een
selectie van voor Cement-lezers interessante papers uit
ieder nummer van SC (verschijnt 6x per jaar). De volledige
papers zijn beschikbaar op onlinelibrary.wiley.com (gratis
voor leden van fib). fig. 1 Resterende doorsnede van een wapeningstaaf bij homogene corrosie (a) en
putcorrosie (b)
structural concrete
48? CEMENT 3 20 23
GEBRUIK VAN DRONES EN ROBOTS VOOR SCHADE-INSPECTIE
Paper A review study on unmanned aerial vehicle and mobile robot technologies on damage inspection of reinforced concrete structures (SC24/1, p. 536 ? 562)
Door: Jiehui Wang, Tamon Ueda
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202200846
Paper Detailed crack-based assessment of a 4-m deep beam test specimen (SC24/1, p. 756 ? 770)
Door: Alexandru N. Trandafi r, Giorgio T. Proestos, Boyan I. Mihaylov
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202200149 fig. 2 Voorbeeld van met drones verkregen informatie
fig. 3 Voorspelde scheurverplaatsingen en aggregate
interlock-spanningen rond de kritieke scheur
Conventionele inspectiemethoden van door aardbevingen be-
schadigde gebouwen zijn zeer tijdrovend, kostbaar en riskant. In
een Chinese studie zijn nieuwe methoden voor schade-inspecties
verkend: technologieën met drones (unmanned aerial vehicles,
UAV's) en toepassing van mobiele robots. Bij deze methoden wordt
onder meer gebruikgemaakt van fotomateriaal en beeldherken-
ningstechnologieën. Om de voordelen en beperkingen goed in
beeld te krijgen, zijn deze methoden vergeleken met de conventio-
OP SCHEURVORMING GEBASEERDE BEOORDELING 4 M HOGE BALK
Dwarskrachtscheuren kunnen leiden tot hoge spanningen in de dwarswapening en uit-
eindelijk tot bezwijken. Het voorspellen van de veiligheid van elementen met dwars-
krachtscheuren is echter een grote uitdaging. In een Belgische/Amerikaanse studie is
een op scheurv
orming gebaseerde benadering ontwikkeld, die gebruikmaakt van de
zogenoemde Two-Parameter Kinematic Theory (2PKT). Er zijn drie benaderingen gegeven
met toenemende complexiteit en nauwkeurigheid (levels of approximation, LoAs). Alle
benaderingen zijn vergeleken met experimentele resultaten van de beproeving van een
4 m hoge balk bij de universiteit van Toronto.
Het eerste niveau (LoA I) betreft het gebruik van de 2PKT voor situaties waarin de vorm
van de scheurvorming onbekend is. LoA I leidt tot een conservatieve benadering, met
een verhouding tussen experimentele en voorspelde sterkte van 1,34. LoA II gaat uit van
een meer gedetailleerde modellering van de rek in de dwarswapening ter plaatse van
de kritieke scheuren. De genoemde verhouding bedraagt voor deze benadering 1,18.
LoA III gebruikt bovenop de input die in LoA II wordt gebruikt, ook de gedetailleerde
scheurgeometrie als input. In LoA III is bovendien het size effect in afschuiving voor
de hoge balken meegenomen, inclusief de positieve invloed van aggregate interlock.
LoA III bleek de kritische scheur goed te kunnen voorspellen, net als de verticale
scheurverplaatsingen, scheurwijdtes en spanningen in de buig- en dwarswapening.
De genoemde verhouding bedraagt 1,02. nele aanpak. Hierbij zijn aanbevelingen, uitdagingen en ontwikkel-
richtingen genoemd die de praktische toepasbaarheid moeten
vergroten. Hoewel de methodieken grote voordelen kunnen bieden,
zijn er nog verschillende beperkingen bij het toepassen in de prak-
tijk, onder meer vanwege de apparatuur zelf. Betere beeldverwer-
king en schadedetectie moeten leiden tot een slimmere en volledig
geautomatiseerde aanpak van schade-inspectie.
CEMENT 3 2023 ?49
INVLOED VAN SPARINGEN OP WEERSTAND STABILITEITSWANDEN
Paper Prediction of capacity of reinforced concrete shear wall with multiple openings by using nonlinear finite element analysis (SC24/1, p. 680 ? 702)
Door: Ya?ar Erba?, Özgür An?l, An?l Özdemir, Ya?mur Kopraman
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202100923
Paper Optimization design on the section of curved composite box beam bridges (SC24/1, p. 1035 ? 1052)
Door: Pengzhen Lu, Qingtian Shi, Dengguo Li, Ying Wu
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.202100911 fig. 4 Schadepatronen van onderzochte configuraties
fig. 5 Schematisering van gebogen staal-betonnen kokerligger
Stabiliteitswanden van gewapend beton spelen een grote rol bij het opnemen van seismi -
sche belastingen. De aanwezigheid van sparingen in deze wanden is van grote invloed. In
een T
urks onderzoek is met een niet-lineaire eindige-elementenanalyse de invloed van spa -
ringen bepaald op de maximale dwarskrachtweerstand, initiële stijfheid, ductiliteit en ener -
giedissipatie van de wanden. De toegepaste variabelen waren: de grootte van de sparingen,
de locat
ie, het aantal sparingen en de druksterkte van het beton.
In het eerste deel van de studie is een niet-lineair eindige-elementenmodel in ABAQUS ge -
maakt en geverifieerd aan de hand van experimentele data van drie elementen: een wand
z
onder sparingen en twee met sparingen. Deze elementen zijn blootgesteld aan cyclische be -
lastingen evenwijdig aan het vlak. In een tweede deel zijn op basis van dit geverifieerde model,
44 modellen gemaakt, om de eer
der genoemde variabelen te onderzoeken. Op basis van de
uitkomsten is een voorstel gedaan voor een reductiecoëfficiënt op de dwarskrachtweerstand.
Een van de belangrijkste bevindingen was dat sparingen de weerstand tegen seismische be -
lasting aanzienlijk verminderen. De positie, grootte, aantallen sparingen en de positie van de
w
apening hebben een duidelijk effect, net als de afname van de druksterkte. Naarmate de
sparingen verder verwijderd zijn van het hart van de wand neemt de weerstand verder af.
Uit het onderzoek blijkt dat sparingen in verstijvingswanden zo veel mogelijk moeten wor-
den vermeden. Zijn ze toch noodzakelijk, dan moet veel aandacht worden besteed aan
de betonsterkte en detaillering van de wapening, de grootte moet tot een minimum wor-
den beperkt en ze moeten zo dicht mogelijk bij het hart van de wand worden geplaatst.
OPTIMALISEREN DOORSNEDE GEBOGEN HYBRIDE KOKERLIGGERBRUGEN
Gebogen staal-betonnen kokerliggerbruggen worden belast op buiging en torsie. Belangrijk in het gedrag van dit type liggers is de slip
ter plaatse van de interface tussen staal en beton. Deze slip vermindert de stijfheid en veroorzaakt extra doorbuiging. Het is extra com-
plex doordat de slip en de overdracht van schuifspanningen in deze interfaces een asymmetrische verdeling laten zien.
In een Chinees onderzoek is een gebogen staal-betonnen kokerligger
numeriek gesimuleerd met een 3D-FEM-model in ANSYS en geverifieerd
op basis van een testopstelling.
Met de juiste constitutieve relatie tussen beton en verbindingselementen,
kan de zogenoemde 'm-methode', een lineair elastische methode voor
paalfunderingsanalyses, worden gebruikt om het mechanisch gedrag te
bepalen. Deze methode is geverifieerd met het FEM-model. Hieruit blijkt
onder meer dat de slip en de vervorming worden beïnvloed door de kromte-
straal: beide nemen toe naarmate de kromtestraal afneemt.
Met een wiskundig model en optimalisatie-algoritme kan de dwarsdoor-
snede worden geoptimaliseerd
De onderzoeksresultaten kunnen een theoretische basis vormen voor het
optimaal ontwerpen van gebogen kokerliggerbruggen.
structural concrete
Rubriek Structural Concrete
Één van de meest toonaangevende internationale vakbladen over betonconstructies is Structural Concrete (SC). SC is het officiële, peer reviewed journal van fib (The international federation for Structural Concrete). Cement plaatst een korte Nederlandstalige samenvatting van een selectie van voor Cement-lezers interessante papers uit ieder nummer van SC (verschijnt 6x per jaar). De volledige papers zijn beschikbaar op onlinelibrary.wiley.com (gratis voor leden van fib).
Corrosie van beugels, met meestal kleine diameters en een beperkte betondekking, heeft veel invloed op de afschuifsterkte van gewapend beton. Omdat afschuifbreuk kan leiden tot bros bezwijken moet die corrosie gedurende de hele levensduur worden voorkomen.
In een Spaanse studie is het zogenoemde Compression Chord Capacity Model (CCCM) – een mechanisch afschuifmodel waarmee de sterkte van balken met door corrosie aangetaste wapening kan worden voorspeld – gecombineerd met twee modellen voor materiaalaantasting uit de nieuwe Spaanse norm voor betonconstructies. Hierbij wordt de invloed van carbonatatie en chloride-indringing op de afschuifsterkte op lange termijn beschouwd.
Het blijkt mogelijk redelijke voorspellingen te doen afhankelijk van de milieuklasse. De corrosie-initiatietijd kan worden berekend en de snelheid van de toename van de corrosie kan worden vastgesteld. Het verlies van de wapeningsdoorsnede kan zo op elk willekeurig moment worden bepaald. Dit ondanks enkele vereenvoudigingen in het model, zoals het buiten beschouwing laten van de afname van de hechteigenschappen van het gecorrodeerde staal en de vermindering van de betondruksterkte van het gescheurde beton in de drukschoren.
Het is nog niet mogelijk alle combinaties van milieuklassen te beschouwen. Daarom moeten bepaalde parameters experimenteel worden bepaald. Bovendien is het voor de praktische toepasbaarheid nodig, om de voorspellingen van de afschuifsterkte op lange termijn te combineren met voorspellingen van de buigsterkte op lange termijn.
Reacties