MSc Engineering, uw leverancier van Dlubal software

Niet-lineaire betonberekeningen in RFEM 6

Vanaf begin 2025 kunt u met de addons 'Concrete Design for RFEM 6' en 'Nonlinear Material Behavior for RFEM 6' fysisch niet-lineaire betonberekeningen voor staven (liggers en kolommen) en vloeren uitvoeren. De betonberekeningen worden in de praktijk veelal gebruikt om bijvoorbeeld een realistischer beeld van de daadwerkelijke vervormingen te modelleren. Voor een fysisch niet-lineaire betonberekening moeten wij een aantal zaken voorbereiden, zodat de berekening fysisch niet-lineair wordt uitgevoerd. Het gekozen betonmateriaal moet het materiaalmodel 'Anisotroop | Schade' zijn.

Op het tabblad 'Anisotroop | Schade' kun je de gegevens van het type spanning-rek diagram selecteren, dat gebruikt wordt in de fysisch niet-lineair berekening. 

Op het tabblad 'Spanning/rek Diagram' kun je in een tabel en grafiek precies de gegevens van het toegepaste spanning/rek diagram van het betonmateriaal controleren. 

Voor de wapening dient u ook de plastische eigenschappen in te stellen. 

Op het tabblad 'Isotroop | Plastisch (Staven)' kunt u het gekozen spanning/rek diagram voor het wapeningsmateriaal controleren of wijzigen. 

Om de eigenschappen van de gewapende staaf of vlak mee te nemen, dient er voor elke belastinggeval of -combinatie een constructiewijziging te worden toegepast. 

Voor elke staaf en vlak dient vervolgens de beugel- en langswapening te worden ingegeven. De gekozen beugelwapening zal geen invloed hebben op het eindresultaat van de fysisch niet-lineaire betonberekening. De gekozen langswapening heeft een grote invloed op het eindresultaat van de berekening. Voldoende wapening in de gehele constructie zorgt voor een stabiele berekening. Wordt er te weinig langswapening gekozen dan is de berekening instabiel, omdat de weerstand te laag is van de gehele staaf of vlak. Het belangrijk om te realiseren dat op sommige plekken in de constructie de weerstand lager mag zijn, dan de in eerste instantie optredende snedekrachten. Door de mogelijkheid van herverdeling zullen de nabijgelegen gebieden de extra last weerstaan, waardoor de totale constructie stabiel is. 

Voorbeeld: Betonnen Ligger, C20/25, f_cd, overspanning is 10 [m]. Afmeting van de doorsnede 200×500 [mm²]. Belasting q = 2.7 [kN/m¹], exclusief eigen gewicht. 

In RFEM 6 is het voorbeeld gemodelleerd als staaf en als vlak (met resultaatstaaf). Na de statische iteratieve niet-lineaire berekening én de betoncontrole kan de snedekracht M_y, de vervorming en bijvoorbeeld de hoogte van de betondrukzone x_ed. In onderstaande afbeelding is de vervorming in U_x-richting getoond. Het resultaat is een positieve vervorming van 5.0 [mm]. Deze vervorming is het resultaat van alle positieve rekken ter hoogte van de neutrale lijn/referentielijn van de staaf. Omdat de betondrukzone kleiner is dan de helft van de hoogte van de doorsnede, is er positieve rek ter hoogte van de neutrale lijn, die resulteert in een positieve vervorming in x-richting. 

Het resultaat van de snedekracht M_y is als volgt: 

Ook kunnen gedetailleerde resultaten bekeken worden als de betoncontrole is uitgevoerd: 

Zo is in de bovenstaande afbeelding het verloop van de betondrukzonehoogte in langsrichting te controle. Tussen 40% en 60^% van de overspanning wordt de maximale vloeispanning van de wapening bereikt en neemt de hoogte van de betondrukzone af. Ook is te zien dat er een kleine normaalkracht wordt ontwikkeld nabij de opleggingen. Deze normaaltrekkracht is het gevolg van positieve rek ter hoogte van de neutrale lijn/referentielijn van de staaf.

Wilt u de bruikbaarheidsgrenstoestand met een ander diagram rekenen, dan kan dit door in de Ontwerpsituatie verschillende materialen AAN te vinken en een materiaal met het spanning/rek diagram voor de BGT te selecteren.