Driedimensionale modellering van de eindzones van voorgespannen betonnen elementen ter voorspelling van spanningsverdeling en scheurpropagatie (R-4146)

Het inleiden van de voorspankracht in betonnen constructie-elementen gaat gepaard met een specifieke spanningsverdeling in de zone van de overdrachtslengte en de eindzone van deze elementen. Op dit vlak is er een ruim aanbod aan theoretische kennis, die echter niet altijd overeenstemt met de praktijkervaring, het productengamma en de gehanteerde procedures. De aangewende modellen zijn doorgaans van tweedimensionale en lineaire aard [1, 2]. De op te stellen driedimensionale modellen moeten in staat zijn om fenomenen zoals splijt-, oppervlakte- en flensspanningen weer te geven en de invloed van ontwerpparameters (bijv. geometrie, onthechting, voorspanning,...)correct in te schatten met betrekking tot de zone van de overdrachtslengte en eindzone. Er wordt gestart met een uitgebreide literatuurstudie waarbij de bestaande ontwerpmethoden worden onderzocht en gerapporteerde schadegevallen in voorgespannen betonelementen worden in kaart gebracht. Vervolgens wordt gefocusseerd op de modellering van de inleiding van de voorspankracht. De spanningsverdeling, scheurinitiatie, -propagatie en het bezwijken van het materiaal worden gesimuleerd aan de hand van de eXtended Finite Element Method (XFEM) [3, 4]. Deze methode laat toe scheuren in te brengen onafhankelijk van de gekozen discretisatie. De aan proeven en schadegevallen gevalideerde eindige elementenmodellen zullen leiden tot ontwerpregels die aangewend kunnen worden bij het ontwerp van voorgespannen elementen die tot economisch voordeel kunnen leiden met betrekking tot minder gebruik van wapening.

Trefwoorden:bouwkunde

Disciplines:Keramische en glasmaterialen, Materialenwetenschappen en -techniek, Halfgeleidermaterialen