Er is een trend op te merken dat bij ondersteuningsconstructies voor kunstwerken steeds vaker wordt gekozen voor een zogenoemde semi-gestapelde onderslagbalk. Dit betekent dat een oplegbalk deels wordt geïntegreerd in het kunstwerkdek, waardoor er indirecte opleggingen ontstaan (foto 1 en fig. 2). Het gevolg is dat de belasting via krachtswerking in de console en ophangwapening moet worden afgedragen aan de oplegbalk. Het dimensioneren van een dergelijke oplegging vereist veel aandacht. Dit wordt toegelicht aan de hand van een uitgewerkt voorbeeld.
84? CEMENT 04 2019
RUBRIEK REKENEN
IN DE PRAKTIJK
Dit is de achtste aflevering in
de Cement-rubriek 'Rekenen in
de praktijk'. In deze rubriek
staat telkens één rekenopgave
uit de praktijk centraal. De
rubriek wordt samengesteld
door een werkgroep, bestaande
uit: Mustapha Attahiri (Ingeni-
eursbureau Gemeente Rotter-
dam), Gökhan Dilsiz (Nobleo),
Maartje Dijk (Witteveen+Bos),
Lonneke van Haalen (ABT),
Jorrit van Ingen (Lievense),
Jacques Linssen (redactie
Cement) en Bart Vosslamber
(Heijmans).
De artikelen in deze rubriek
worden telkens opgesteld door
één van de leden van deze
werkgroep. Het wordt vervol-
gens gereviewd door de andere
leden en door minimaal één
senior adviseur binnen het
bedrijf van de opsteller.
Ondanks deze zorgvuldigheid,
is de gepresenteerde rekenme-
thode de visie van een aantal
individuen. Er kan nooit volledig
worden gegarandeerd dat wat
er is geschreven waar is.
Er is een trend op te merken dat bij onder
steunings constructies voor kunstwerken
steeds vaker wordt gekozen voor een
zogenoemde semigestapelde onder
slagbalk. Dit betekent dat een oplegbalk
deels wordt geïntegreerd in het kunstwerk -
dek, waardoor er indirecte opleggingen
ontstaan (foto 1 en fig. 2). Het gevolg is dat de belasting via krachtswerking in de
console en ophangwapening moet worden afgedragen aan de oplegbalk. Het
dimensioneren van een dergelijke oplegging vereist veel aandacht. Dit wordt toegelicht
aan de hand van een uitgewerkt voorbeeld.
INDIRECTE
OPLEGGINGEN IN KUNSTWERKEN
CASE In deze case wordt een indirecte oplegging beschouwd zoals weergegeven in figuur 3. Het betreft een console met een opstort, nodig om voldoende
inbouwhoogte te creëren om inspectie en eventuele vervanging van de oplegblokken mogelijk te maken. Op de opstort bevindt zich een een
(gewapende) rubber oplegging.
CEMENT 04 2019 ?85
Een indirecte oplegging moet zorgvuldig worden vorm-
gegeven. Dat begint met zorgvuldig dimensioneren.
Daarbij zijn met name twee aspecten relevant:
1?Het horizontale vlak van de console moet voldoende
ruimte bieden voor de opstort van de (prefab) bruglig-
gers én er moet voldoende 'vlees' voor de oplegging
aanwezig zijn om de wapening in de console mee te
laten werken in de krachtswerking.
2 ?De hoogte van de console moet voldoende zijn om de
noodzakelijke dwarskrachtcapaciteit te bieden, al dan
niet door het toepassen van dwarskrachtwapening.
Benodigde ruimte console (horizontaal)
Ten aanzien van de horizontale afmetingen van de
console kunnen de volgende opmerkingen worden
geplaatst:
UITGANGS- PUNTEN
afmetingen rubberblok
b x l = 350 x 200 mm
2
afmeting opstort
b x l = 450 x 300 mm 2
dekking
c
toeg = 60 mm
wapening
staafdiameter
trekbandwapening Ø
tb = 25 mm
rekenen in de praktijk (8)
VERVOLG
Dit artikel is een vervolg op een
eerdere aflevering 'Indirecte
opleggingen bij consoles' in de
rubriek Rekenen in de praktijk.
Dat artikel betrof een gestileerd
voorbeeld, waarbij de focus lag
op het gebruik van de factor ?.
Uit een aantal reacties die op
dat artikel binnen kwamen,
bleek dat een extra toelichting
op het onderwerp wenselijk
was.
foto 1 Knooppunt Holendrecht A9 A2, een voorbeeld van een
geïntegreerde ligger, foto: Haitsma Beton / Concrete Bouw
Fotografie
breedt e oplegvlak:
t + opleglengt e + ½ · op\ftort + ruimte voor op\ft ort
op\bangw apening: Ø
o\bw
inbouw\boogt e
con\fole\boogt e
t
100
50
opleglengt
e
tr ekbandw apening: Ø
tb
oplegrubber
op\ftort
ruimt e voor op\ft ort:
2 · (c
t oeg + Ø tb) + (5/2) · Ø tb
opst ort
2 · c toeg + 2 · Ø tb + ½ · 5 · Ø tb trekbandw apen\fng
doornd\famet er (5 · Ø
tb)
86? CEMENT 04 2019
kan worden ingezet voor de krachtswerking in de
oplegging.
Achter de hellingslijn die de trekbandwapening
doorsnijdt, is een halve doorndiameter aanwezig, in
combinatie met de dekking op deze wapening. In dit
rekenvoorbeeld is conform NEN-EN 1992-1-1 tabel
8.1Na een doorndiameter Ø
m = 5 · Ø toegepast.
(Omdat voor de trekbandwapening eisen ten aanzien
van bruikbaarheid (scheurwijdte) over het algemeen
maatgevend zijn, kan de doorndiameter soms wat
kleiner worden genomen conform NEN-EN 1992-1-1 art.
De opstort onder het rubberblok is in de praktijk
rondom circa 50 mm ruimer dan het blok zelf. De
afmetingen van het rubberblok zijn afhankelijk van de
belasting uit de prefab ligger. In het onderhavige voor-
beeld is een afmeting van het rubberblok gelijk aan
350 x 200 mm
2 verondersteld, waarmee de afmeting
van de opstort circa 450 mm (breedte) x 300 mm
(lengte) wordt.
Vanaf de voorkant van de opstort is een hellingslijn
onder 45° naar de buitenkant getekend. Het is belan-
grijk dat deze lijn de trekbandwapening voor de
ombuiging doorsnijdt, zodat deze wapening optimaal
fig. 2 3Dmodel geïntegreerde ligger
fig. 3 Doorsnede over indirecte oplegging fig. 4 Benodigde ruimte voor de opstort
CEMENT 04 2019 ?87
8.3 (3).)
Uitgaande van een staafdiameter Ø25 mm (toch al
snel aanwezig in dergelijke opleggingen) en een
dekking gelijk aan c
toeg = 60 mm (milieuklasse XC2/
XD3/XF4, levensduur 100 jaar), moet voor de opstort
minimaal 232,5 mm ruimte worden toegepast
(2 · c toeg + 2 · Ø tb + ½ · 5 · Ø tb, fig. 4)
Vanaf het hart van de oplegging van het brugdek
naar de binnenzijde van de indirecte oplegging moet
voldoende ruimte aanwezig zijn, zodat het prefab
brugdek voldoende oplegging heeft. Bovendien
moeten eventuele maatafwijkingen in de prefab liggers
voldoende kunnen worden opgevangen. In de praktijk
wordt tussen ligger en binnenzijde oplegging circa
100 mm ruimte gereserveerd. De benodigde opleg-
lengte voor de (prefab) liggers is van diverse zaken
afhankelijk, voor dit voorbeeld wordt een gangbare
maat gelijk aan 325 mm gekozen.
Met de genoemde afwegingen moet de lengte van
het horizontale vlak ten minste een waarde hebben
gelijk aan 807,5 mm (t + opleglengte + ½ · opstort +
ruimte achter opstort = 232,5 + ½ · 300 + 325 + 100).
Vanuit praktische overwegingen wordt 850 mm
gekozen.
Benodigde hoogte console
De benodigde hoogte van de indirecte oplegging is
gekoppeld aan de benodigde dwarskrachtcapaciteit,
en is dus afhankelijk van de oplegreactie. Er kunnen echter in algemene zin wel wat aanwijzingen worden
gegeven over de hoogte:
In NEN-EN 1992-1-1 artikel J.3 (2) wordt aangegeven
dat gesloten horizontale beugels moeten worden
toegepast als de nokhoogte h
c kleiner is dan 0,5 · a c,
waarbij a
c gedefinieerd is als de afstand zwaartepunt
belasting naar binnenzijde console.
In NEN-EN 1992-1-1 artikel 6.2.2 (6) wordt aange-
geven dat de in rekening te brengen dwarskracht mag
worden gereduceerd met een factor
b, waarvoor geldt
dat 0,25 ? (a
v / 2d) ? 1,0. In het deel 'constructief
ontwerp' in dit artikel zijn enkele opmerkingen ten
aanzien van de afstand a
v gemaakt.
Met bovenstaande opmerkingen kan snel inzichtelijk
worden gemaakt dat de hoogte van een console al
snel 1,5 à 2,0 maal de uitkraging moet bedragen. Het
verhogen van de console leidt echter ook tot een
minder slank uiterlijk van de geïntegreerde ligger, in de
praktijk wordt daarom het uiterste gevraagd van de
nokhoogte. In de onderhavige case is voor een
nokhoogte h = 850 mm gekozen.
Constructief ontwerp
Het constructief ontwerp van de indirecte oplegging
spitst zich toe op de volgende onderdelen:
De buig(trek)capaciteit van de console, waarbij met
name de trekbandwapening wordt gedimensioneerd.
De trekbandwapening wordt in de grenstoestanden
ULS en SLS gedimensioneerd. Indien er sprake is van
dynamische belastingen is de grenstoestand FAT
(vermoeiing) vaak ook van toepassing (zie kader
'Spanningsbereik').
De dwarskrachtcapaciteit van de console, waarbij
met name eventuele dwarskrachtwapening in de
console en de dimensionering van de ophangwapen-
ing van belang zijn. Dwarskracht wordt beschouwd in
de grenstoestand ULS, terwijl de ophangwapening
tevens wordt beschouwd in de grenstoestand SLS.
Detaillering van de console, met aandacht voor
minimale wapening, horizontale beugels, verankerin-
gen e.d.
discussie? De buig(trek)capaciteit en de dwars-
krachtcapaciteit zijn afhankelijk van o.a. de lengte van
de uitkraging van de console. Deze lengte wordt in
verschillende parameters in NEN-EN 1992-1-1 tot
uitdrukking gebracht. In figuur 5 zijn deze verschillende
parameters toegelicht.
Het is niet strikt voorgeschreven welke parameter voor
SPANNINGSBEREIK
Gebogen wapeningstaven (doorndiameter
5Ø) hebben conform NEN-EN 1992-1-1 art.
6.8.4 bij N* = 10
6 wisselingen een opneem-
baar spanningsbereik gelijk aan
??
Rsk = (0,35 + 0,026 · 5) · 162,5 = 78 N/mm 2.
In dynamisch belaste infrawerken is er
uitgaande van 2,25 x 10
6 wisselingen per
jaar gedurende 100 jaar sprake van een
totaal aan 2,25 x 10
8 wisselingen. Het span-
ningsbereik dat daarbij hoort is gelijk aan
??
s,rep ? 48 N/mm 2. Dat is ruwweg 25% van
het spanningsbereik dat in de grens-
toestand SLS opneembaar is.
rekenen in de praktijk (8)
result ante van belast ing
ophangw apening
NEN\fEN 199 2\f1\f1 \b iguur J .5 a
v (1)
NEN\fEN 1992\f1\f1 art . 6.1 (10) a
NEN\fEN 1992\f1\f1 \b iguur 6.4b a v (2)
NEN\fEN 1992\f1\f1 art . 6.2.2 (6) a v (3)
88? CEMENT 04 2019
de uitkraging moet worden gehanteerd. Dit leidt soms
tot discussie over de validiteit van verschillende berek -
eningsmethodieken.
Voor het bepalen van de inwendige hefboomsarm z
inw
wordt de parameter 'a' (conform NEN-EN 1992-1-1 art.
6.1(10)) gebruikt. Voor een console geldt daarbij z
inw =
0,4 · a + 0,4 · h ? 1,6 · a, waarbij de afstand a voor de
beschreven situatie wordt gedefinieerd door de
afstand tussen de resultante van de belasting en de
resultante van de ophangwapening.
De formulering van de inwendige hefboomsarm z
inw is
helder. Ook de toepassing ervan in het bepalen van de
krachtswerking in het wapeningsstaal ten behoeve van
buiging in de nok is duidelijk. Men kan de inwendige
hefboomsarm z
inw echter ook gebruiken in een bereken-
ing van de nuttige hoogte d , hetgeen leidt tot een
kritischer dwarskrachtontwerp van de console. Onder de kop 'Dwarskrachtcapaciteit' wordt dit nader toegelicht.
Voor het bepalen van de dwarskrachtcapaciteit van
de console is de uitkraging belangrijk om te bepalen in
hoeverre er sprake is van directe belastingafdracht,
e.e.a. geregeld met de factor
b (beschreven in NEN-EN
1992-1-1 6.2.2 (6)). Over de aan te houden uitkraging is
discussie mogelijk. Er zijn drie mogelijke interpretaties
van de aan te houden afstand a
v mogelijk (a v (1), a v (2)
en a
v (3) in fig. 5). In de onderhavige case wordt
gekozen voor de afstand a
v (3), gebaseerd op de
onderstaande argumentatie:
De eerste interpretatie van de aan te houden afstand
a
v (1) wordt gedefinieerd door de binnenzijde van de
console naar de resultante van de belasting. De inter-
pretatie is gebaseerd op NEN-EN 1992-1-1 figuur J.5.
Aangezien de figuur in de norm bijlage J wordt
gegeven en niet in de betreffende artikelen over
dwarskrachtcapaciteit in relatie tot de factor
b, wordt
de interpretatie conform a
v (1) terzijde geschoven.
De tweede interpretatie van de aan te houden
afstand a
v (2) wordt in de toelichtende figuur bij norm-
artikel NEN-EN 1992-1-1 6.2.2 (6) gegeven. Aangezien
de normtekst aanvullende opmerkingen maakt in het
geval van 'flexibel oplegmateriaal' wordt de interpre-
tatie conform a
v (2) terzijde geschoven.
De derde interpretatie van de aan te houden afstand
a
v (3) volgt uit de bijgevoegde tekst bij normartikel
NEN-EN 1992-1-1 6.2.2 (6) waar staat dat het 'midden
van het oplegmateriaal bij gebruik van flexibel mate-
riaal' moet worden gebruikt. Het betreft hier feitelijk
gezien geen flexibele oplegging, echter door aansluit -
ing te zoeken bij normartikel NEN-EN 1992-1-1 6.1(10)
wordt de oplegging als het hart van de ophangwapen-
ing geïnterpreteerd.
Krachtswerking
In het nu volgende deel van dit artikel wordt het
constructief ontwerp van de indirecte oplegging aan
de hand van een rekenvoorbeeld geanalyseerd.
Daarbij worden de volgende belastingen gebruikt
(fig. 6).
verticale belasting (F y) ULS 950 kN
verticale belasting (F y) SLS 650 kN
horizontale belasting (F x) ULS 100 kN
horizontale belasting (F x) SLS 50 kN
Buig(trek)capaciteit
De buig(trek)capaciteit van de console is afhankelijk
van de toegepaste trekbandwapening. De trekkracht
in deze wapening (F
tb) wordt bepaald door de optre-
dende buiging M te delen door de inwendige hefboom-
Tabel 1: getallenvoorbeeld bij figuur 5
toegepaste dekking c
toeg 60 mm
staafdiameter wapening
Ø 25 mm
lengte opstort L.O.300 mm
tussenwapening t100 mm
opleglengte
prefab L opleg 325 mm
uitkraging
a = 325 + 100 + 60 + ½ · 60 = 497,5 mm
uitkraging
av (1) = 325 + 100 = 425 mm
uitkraging
av (2) = 325 + 100 ? ½ · 300 = 275 mm
uitkraging av (3) = 325 + 100 + 60 + ½ · 60 ? ½ · 300 = 347,5 mm
fig. 5 Uitkraging uitgedrukt in verschillende parameter
Fy
Fx
bw;dw = O.B + 2 · (t + opleglengt e p\fefab + c toeg + Ø tb \b ½ · O .L)
O.B
opleg\fubbe\f / opst o\ft
b
w;th = O .B + 2 · (c toeg + Ø tb) O
.L
CEMENT 04 2019 ?89
sarm z inw, en daarbij de optredende horizontale belast -
ing op te tellen. Vervolgens kan de benodigde
wapening worden bepaald door de trekkracht te delen
door de toelaatbare staalspanning:
F
tb = (M / z inw) + ½ · F x As;ben = F tb / sR
waarin:
M = buigende moment = F
y · a + F x · ½ · h [Nmm]
?
R = toelaatbare staalspanning in de diverse
grens toestanden (ULS / SLS) [N/mm 2]
Bij de formule kunnen de volgende overwegingen
worden gemaakt:
De inwendige hefboomsarm geldt z inw = 0,4 · a + 0,4 ·
h ? 1,6 · a, waarbij h de hoogte van de console is en a
voor de beschreven situatie wordt gedefinieerd door
de afstand tussen de resultante van de belasting en de
resultante van de ophangwapening (fig. 3 en 5). Met de
getallen bij figuur 4 wordt de inwendige hefboomsarm
berekend met z
inw = 0,4 · 850 + 497,5 = 539 mm.
De toelaatbare staalspanning sR is voor de uiterste
grenstoestand ULS anders dan voor de bruikbaarhe-
idgrenstoestand SLS. Voor de ULS wordt ?
Rd = 435 N/
mm
2 gebruikt, terwijl voor de SLS de staalspanning
?Rk = 174 N/mm 2 wordt gebruikt. De toelaatbare staal-
spanning in de bruikbaarheidgrenstoestand SLS is
gebaseerd op een effectieve hoogte h
c;eff = 2,5 · (h ? d)
= 2,5 · (c
toeg + Ø sec + ½ · Ø tb) = 194 mm. We gaan uit van
een scheurwijdte w
max = 0,20 mm en een betonsterk -teklasse C45/55.
Dit leidt tot:
F
tb;Ed = (950 · 497,5 + 100 · ½ · 850) / 539 + ½ · 100
= 1006 kN
F
tb;Ek = (650 · 497,5 + 50 · ½ · 850) / 539 + ½ · 50
= 665 kN
A
s;ben;tb = max[F tb;Ed / ? Rd ; F tb;Ek / ? Rk]
= max[2312;3818] = 3818 mm 2
Vanwege de beperkte afmetingen van de opstort, waar
de belasting wordt geïntroduceerd, wordt slechts een
beperkte breedte gemobiliseerd om de berekende
trekkracht op te nemen. In figuur 7 is de te mobiliseren
breedte schematisch weergegeven.
De in figuur 7 beschreven breedte b
w;tb, de zone die
gemobiliseerd wordt door de opstort, is 641 mm (zie
tevens fig. 4). In de trekzone van de console moeten n =
(A
s;ben;tb / ¼ · ? · ftb 2) = (3818 / ¼ · ? · 25 2) = 7,78 staven
fig. 7 Bovenaanzicht oplegging in relatie tot te mobiliseren breedtes
fig. 6 Belastingen op console
rekenen in de praktijk (8)
Tabel 2: getallenvoorbeeld bij figuur 7
toegepaste dekking c
toeg 60 mm
staafdiameter wapening
Ø 25 mm
breedte opstort B.O.450 mm
lengte opstort L.O.300 mm
tussenwapening t50 mm
opleglengte prefab L
opleg 325 mm
effectieve breedte trekband b
w;tb 450 + 2 · (60 + 25) = 641 mm
effectieve breedte dwarskracht b
w;dw 450 + 2 · [100 + 325 + 60 + 25 ? ½ · 300] = 1170 mm
90? CEMENT 04 2019
worden toegepast. Dit resulteert in een onderlinge
afstand gelijk aan b
w;tb / n = 82 mm.
Om een uitvoeringstechnisch maakbaar ontwerp te
krijgen wordt gekozen de staven te bundelen, zodat
een trekbandwapening gelijk aan 2 · Ø25 ? 150 wordt
verkregen. Uit de berekening blijkt dat deze trekband-
wapening voldoet aan de eisen ten aanzien van veil-
igheid en bruikbaarheid.
Dwarskrachtcapaciteit
De dwarskrachtcapaciteit van de indirecte oplegging
wordt in twee stappen bepaald. In eerste plaats de
benodigde ophangwapening, vervolgens de dwarsk -
rachtcapaciteit van de nok.
Er zijn eerst nog wat inleidende opmerkingen te
plaatsen:
Bij het berekenen van de dwarskrachteigenschappen
wordt gebruikgemaakt van de nuttige hoogte d. Er zijn
verschillende manieren mogelijk om deze nuttige
hoogte te berekenen. Dit is reeds genoemd in de
discussie bij figuur 5.
Een mogelijke methode gaat uit van de berekende
inwendige hefboomsarm z
inw (conform NEN-EN 1992-1-1
art. 6.1 (1)) en de hoogte van de drukzone (berekend
met de knooptheorie conform NEN-EN 1992-1-1 art.
6.5.4), en rekent met deze twee waarden terug naar
een nuttige hoogte.
Een andere mogelijke methode sluit aan bij NEN-EN
1992-1-1 figuur 6.4 en rekent de nuttige hoogte uit als
h ? c toeg ? Ø sec ? ½ · Ø = 772, ondanks dat het een
gedrongen constructie betreft.
De tweede methode levert een grotere waarde voor de
nuttige hoogte d, en levert daarom een minder
kritische beschouwing van de dwarskracht op.
Aangezien beide methoden op één of andere manier
te verdedigen zijn op grond van de norm wordt in dit
artikel gekozen voor de tweede methode.
De breedte van het dwarskrachtoppervlak wordt
bepaald door vanuit de dagmaat van de opstort onder
45° horizontaal te spreiden naar de ophangwapening
(zie tevens fig. 4). De dwarskrachtbreedte b
w;dw wordt
daarmee bepaald op 1170 mm.
OPHANGWAPENING ?De theorie over inwendige
krachtswerking in gewapende betonconstructies gaat
uit van het gegeven dat de belasting boven aan de
doorsnede aangrijpt. In het onderhavige geval van de
indirecte oplegging is dat duidelijk niet het geval.
Daarom moet er ophangwapening worden toegepast. De benodigde ophangwapening wordt bepaald door
de op te hangen kracht te delen op de toelaatbare
staalspanning. In het onderhavige geval wordt aange-
nomen dat de toelaatbare staalspanning in de
ophangwapening gelijk is aan de toelaatbare span-
ning in de trekband (?
Rk).
A
s;ben = F y;Ek / ? Rk = 650 / 174 = 3736 mm 2
De ophangwapening kan worden gespreid over de
breedte van het dwarskrachtoppervlak
(bw;dw = 1170 mm). Als ophangwapening worden staven
Ø25 ? 150.
Dwarskrachtcapaciteit nok
De dwarskrachtweerstand voor de console wordt bere-
kend met formule (6.2a) volgens NEN-EN 1992-1-1:
v
Rd;c = C Rd;c × k × (100 × ? l × f ck)(1/3) ? k 1 · scp
waarin:
C
Rd;c = 0,12
k = schaalfactor = 1 + ?(200/772) = 1,51
?
l = wapeningsverhouding, waarbij enkel de gemo-
biliseerde wapening in de trekzone in rekening
wordt gebracht = (4193 / (1170 × 772) = 0,0046
f
ck = cilinderdruksterkte = 45 N/mm 2
k1 = 0,15
?
cp = normaalspanning in het op dwarskracht belaste
onderdeel = 100 / (1170 · 850) = 0,10 N/mm 2
dit leidt tot:
v
Rd;c = 0,12 × 1,51 × (100 × 0,0046 × 45) (1/3) ? 0,15 · 0,10 =
0,48 N/mm 2
De wapeningsverhouding is bepaald door alleen de
gemobiliseerde wapening voor de trekband te
beschouwen. Eventuele wapening buiten de trekzone
direct onder het oplegblok wordt niet meegenomen.
Dit levert een conservatieve waarde voor de dwarsk -
rachtcapaciteit op, aangezien een hogere wapen-
ingsverhouding zal leiden tot een hogere capaciteit.
De optredende dwarskrachtspanning v
Ed wordt berek -
end door de optredende dwarskracht V
Ed (= 950 kN) te
delen op het dwarskrachtoppervlak b
w;dw · d (= 1170 ·
772 mm 2). Daarbij mag de optredende dwarskracht V Ed
CEMENT 04 2019 ?91
worden gereduceerd met een reductiefactor b
(beschreven in NEN-EN 1992-1-1 6.2.2 (6)).
v
Ed = b · V Ed / (b w;dw · d)
b = a v / (2 × d)
waarin:
av = a ? ½ · L
opstort = 347,5 mm (zie fig. 4)
d = nuttige hoogte = 772 mm
b = 347,5 / (2 × 772) = 0,275
v
Ed = 0,275 · 950 / (1170 · 772) = 0,29 N/mm 2
Aanvullend moet worden gecontroleerd of de totale
dwarskracht (zonder reductie door
b) niet resulteert in
het bezwijken van drukdiagonalen, conform NEN-EN
1992-1-1 (6.5):
V
Ed ? 0,3 × b w × d × (1 ? f ck / 250) × f ck / gc
waarin:
b
w;dw = 1170 mm
d = 772 mm
f
ck = cilinderdruksterkte = 45 N/mm 2
gc = 1,5
dit leidt tot:
V
Ed = 0,3 × 1170 × 772 × (1 ? 45 / 250) × 45 / 1,5 =
6669 kN
Aangezien de optredende dwarskrachtspanning v
Ed
kleiner is dan het betonaandeel v
Rd;c, en aangezien de
totale dwarskracht V
Ed kleiner is dan de toelaatbare
waarde V
Rd;max , geldt dat de dwarskrachtcapaciteit van
de console voldoende is, en dat er geen beugels
hoeven te worden toegepast.
DETAILLERING? In NEN-EN 1992-1-1 artikel J.3 (2)
wordt aangegeven dat gesloten horizontale beugels
moeten worden toegepast als de nokhoogte h
c kleiner
is dan 0,5 · a
c, waarbij a c gedefinieerd is als de afstand
zwaartepunt belasting naar binnenzijde console.
In het rekenvoorbeeld wordt de afstand a
c berekend
met (100 + 325) = 425 mm. De hoogte h = 850 mm. Dat
betekent dat er horizontale (gesloten) beugels moeten
worden toegepast. De oppervlakte wapening die als
(gesloten) horizontale beugels moet worden toegepast
is gelijk aan ¼ · A
s;ben;tb = ¼ · 3818 mm 2.
Tot slot
Het blijkt goed mogelijk om indirecte opleggingen in
kunstwerken met behulp van een standaard buiglig-
gertheorie te dimensioneren en te toetsen. Daarbij is er
een bepaalde interpretatievrijheid in de norm
aanwezig bij het aannemen van parameters die de
buig(trek)capaciteit en de dwarskrachtcapaciteit
bepalen.
Daarnaast is het goed om op te merken dat de berek -
eningen die zijn uitgevoerd in dit artikel alleen iets
zeggen over de krachtsinleiding in de ondersteunings-
constructie. De krachtswerking om de belastingen in
de ondersteuningsconstructie naar de ondergrond te
brengen is niet beschouwd. Toch is er al een forse
wapening bepaald in de vorm van trekbandwapening,
ophangwapening en detailleringswapening. Een geïn-
tegreerde oplegbalk (dus een onderslagbalk met indi-
recte opleggingen) levert een slanker aanzicht van de
ondersteuningsconstructies op, maar de prijs die wordt
betaald is forse extra wapening. Recente projecten
hebben het inzicht geleverd dat een 'standaard' onder-
slagbalk met circa 70 kg/m
3 voorspanwapening en 125
kg /m 3 zachtstaalwapening qua kostprijs, rekeninspan-
ning en uitvoering niet te vergelijken is met een geïnte-
greerde oplegbalk (met indirecte opleggingen) waar al
snel 125 kg/m
3 extra wapening nodig is. Het is goed om
dit als overweging mee te nemen wanneer een
constructie wordt ontworpen.
rekenen in de praktijk (8)
foto 8 Indirecte oplegging bij het station Lansingerland Zoetermeer
Rubriek Rekenen in de praktijk
Dit is de achtste aflevering in de Cement-rubriek ‘Rekenen in de praktijk’. In deze rubriek staat telkens één rekenopgave uit de praktijk centraal. De rubriek wordt samengesteld door een werkgroep, bestaande uit: Mustapha Attahiri (Ingenieursbureau Gemeente Rotterdam), Gökhan Dilsiz (Nobleo), Maartje Dijk (Witteveen+Bos), Lonneke van Haalen (ABT), Jorrit van Ingen (Lievense), Jacques Linssen (redactie Cement) en Bart Vosslamber (Heijmans).
De artikelen in deze rubriek worden telkens opgesteld door één van de leden van deze werkgroep. Het wordt vervolgens gereviewd door de andere leden en door minimaal één senior adviseur binnen het bedrijf van de opsteller. Ondanks deze zorgvuldigheid, is de gepresenteerde rekenmethode de visie van een aantal individuen. Er kan nooit volledig worden gegarandeerd dat wat er is geschreven waar is.
Reacties