Berekening en detaillering van staalvezelbeton

PRINCIPES VEZELS BEREKENING SPECIFICATIES & DETAILLERING
Innovatieve en speciale technieken :
berekening en detaillering van staalvezelbeton
ir. B. Parmentier
Hoofd Afd. Structuren

Is this 21th century ?

We need GØØgle® rebars

Inhoud
1
2
3
4
Algemene principes VezelVersterktBeton (VVB)
Vezeltypes
Ontwerp en berekening
Specificaties en detaillering
4/42

Inhoud
1
2
3
4
Algemene principes VVB
Vezeltypes
5/42

Gewapend beton (GB)
 Plannen GB langdradig (versies herwerken)
 Tijd nodig voor het vlechtwerk
 Arbeidsintensief
 Stockage van de wapeningen
 Transport van de wapeningen
 Mogelijke snijwonden
 Potentiële vergissingen (dekking, positie, …)
Waarom vezelbeton kiezen ?
Oplossing (?) : Ter plaatse gestort gewapend beton…
Vezelversterktbeton (VVB)
6/42

Herneming van trekkrachten
 Vervanging van (partiële) tradit. wapeningen (UGT)
 Beperking van scheuropeningen-afstanden (BGT)
 Duurzaamheid verbetering
Eigenschappen van vezelbeton
 Brandweerstand (vuurvaste eigenschappen of porositeit)
 Beheersing van scheurvorming op jonge leeftijd
Energie absorptie
 Schokweerstand
 Taaiheid
 Vermoeiingsweerstand
Na scheur-
gedrag
Vóór scheur-
gedrag
7/42

Doel van de versterking
[FEBELCEM , 2003]
8/42

Scheuren « naaien »
De vezels werken enkel na
scheurvorming (niet vroeger)
(buiging/dwarskrachten)
9/42

Inhoud
1
2
3
4
Vezeltypes
10/42

Enkele voorbeelden van vezels…
Aard
 Natuurlijke vezels
 Minerale vezels
 Kunststofvezels
 Staalvezels
 Mix
11/42

(macro)Kunststofvezels (PE-PP-…)
Monofilament/Multifilament
Dosering : [3-15] kg/m³
Compact vezelnetwerk
Verwerkbaarheid ?
Kruipfenomenen ?
12/42

Staalvezels
Productieproces
Staal/gegalv./roestvrij staal
Kwaliteit
Vorm
Verankering
13/42

Welke staalvezels (courante toepassingen) ?
Geometrische eigenschappen macro (L – Ø – λ)
L : 30 à 60 mm
Ø : 0,40 à 1,00 mm
Verankering
14/42

Structurele staalvezel ?
Definitie in EN 14889-1
15/42

Eigenschappen van de vezels
Samenvatting
16/42

Sommige « blends » werken beter
Micro + Macro > Macro (Micro)
17/42

Hy-SVVB :
Hybride staalvezelbeton : Trad. wapeningen + Vezels
18/42

Inhoud
1
2
3
4
Vezeltypes
19/42

Normatief kader
PRODUCT
Produit
Essais
Calcul
PROEF ONTWERP
20/42

Vezelbeton berekening …
 Discontinue versterking
 3D
 Homogeen
Basisveronderstellingen :
21/42

Oriëntatie/Verdeling in de matrix
sterk afhankelijk van volume/geometrie
Oriëntatie & aantal vezels / cm²
[ Löfgren, 2003 ]
22/42

Dosering vs.
Prestatie
23/42

Invloed op de verwerkbaarheid
Afhankelijk van type vezel
Afhankelijk van dosering
Verwerkbaarheid Prestatie
Aangepaste betonsamenstelling :
 Meer zand of fijn materiaal
 Afstemming dmax en vezels ( L>2xdmax)
 Stabiel mengsel
 Voldoende mengen
24/42

Waarom een relatief kleine VVB markt ?
Technologisch (Delicate verwerkbaarheid boven 60 kg/m³ slanke vezels)
25/42

Prestatieklassen
Karakterisering op basis van 3-pt buigproeven
FR,1
FR,3
0,5 1,5 3,52,5
Crack opening [mm]
Load
hsp = 125mm
L = 500 mm
(EN 14651)
26/42

Prestatieklassen
Waargenomen belasting => residuele spanning
𝒇 𝑹𝑹 =
𝟑𝑭 𝑹,𝒊 𝑳
𝟐𝟐𝒉 𝒔𝒔
𝟐
Reële spanningen Equivalente elastische spanningen
27/42
hsp = 125mm
L = 500 mm

Prestatieklassen
MC2010 voorstel voor klassificatie
Klasse 2a
 a : 0.5 < fR3,k/fR1,k < 0.7
 b : 0.7 ≤ fR3,k/fR1,k < 0.9
 c : 0.9 ≤ fR3,k/fR1,k < 1.1
 d : 1.1 ≤ fR3,k/fR1,k < 1.3
 e : 1.3 ≤ fR3,k/fR1,k
2.0 ≤ fR1,k ≤ 2.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
…
fR1,k [MPa]
28/42

Berekening van een VVB doorsnede
Herhaling traditionele GB + vezels
+
_
druk
trek
Vervormingen
MR
Fs
Spanningen
Fc
Ff
29/42

Constitutieve wet in uni-axiale trek
Aanpak fib MC 2010 : 1) Rigid-plastic model
𝒇 𝑹𝑹 𝒇 𝑭𝑭𝑭
𝒇 𝑭𝑭𝑭 =
𝒇 𝑹𝑹
𝟑
𝝈 − 𝒘
30/42

Constitutieve wet in uni-axiale trek
Aanpak fib MC 2010 : 1) Linear model
𝒇 𝑭𝑭𝑭 = 𝒇 𝑭𝑭𝒔 −
𝒘 𝒖
𝑪𝑪𝑪𝑪 𝟑
𝒇 𝑭𝑭𝑭 − 𝟎. 𝟓𝒇 𝑹𝑹 + 𝟎. 𝟐𝒇 𝑹𝑹
𝒇 𝑭𝑭𝑭 =
𝒇 𝑹𝑹
𝟑 𝒇 𝑭𝑭𝑭 = 𝟎. 𝟒𝟒𝒇 𝑹𝟏
OF
31/42

Wapeningen vs. vezels
Voor een doorsnede :
Ø12-150 Tb x kg/m³ vezelsMRd
Niet echt interessant voor isostatische structuren !
33/42

Inhoud
1
2
3
4
Vezeltypes
34/42

Hoe VVB specifiëren ?
Twee methodes (conform NBN EN 206-1 (2014) en NBN B15-001) :
 Via vermelding van type vezels, hoeveelheid vezels en
functie van de vezels
 Via vermelding van de gewaarborgde prestatie, uitgedrukt in
een buigtaaiheidsklasse :
[fR1, klasse fR1/fR3] (volgens MC’10)
35/42

Detaillering: functie van de toepassing
Vloeren op volle grond Vloeren op kolommen Verbinding vloer/wand
Prefab
Prefab
Druklaag op welfsels
Typisch Ø6-100
(krimpnet)
36/42

Vloeren op volle grond
 Grote panelen (L>50m) ⇒ Wapeningsnet boven
 Panelen met specif. vormen (a/b > 1,5) ⇒ Wapeningsnet boven
 Zware verhindering : ⇒ Wapeningsnet boven
 Verbinding met kaaimuren/wanden
 Meerdere variaties van dikte
 Zware belasting
 Vloeistofdichtheid (klasse ≥ 1) ⇒ Wapeningsnet boven
 Grote waterdrukken : ⇒ Dubbel net
Detaillering – Vloeren op volle grond
37/42

A-A’
38/42

A-A’
Ø6 @150
39/42

A-A’
Ø6 @150
50cm
40/42

Vloeren op kolommen
 Structurele integriteit
 CSA A-23-13-94
 fib MC’10
Detaillering – Vloeren op kolommen
3Ø16 doorlopend
41/42

Detaillering – Vloeren op kolommen
4.5m
7.8m
8.0m
Ø10 @150
bottom
Ø10 @150
bottom
Ø10 @150
bottom
Ø10 @150
bottom
3Ø25 APC
Ø10 @150
bottom
Staalvezels @100kg/m³
42/42

BBRI - Lab. Structures
bp@bbri.be
Thanks to ArcelorMittal (S. Wolf) & Bekaert
(P. Camiola, S. Pouillon) for some input…

Berekening en detaillering van staalvezelbeton

Empfohlen

Empfohlen

Weitere ähnliche Inhalte

Andere mochten auch

Andere mochten auch (20)

Mehr von Benoit Parmentier

Mehr von Benoit Parmentier (12)

Berekening en detaillering van staalvezelbeton