B-gebieden, D-gebieden, limieten van S&T
Het ontwerp en de beoordeling van beton-elementen worden normaal gesproken uitgevoerd op het niveau van de sectionele (1D-element) of punt (2D-element). Deze procedure wordt beschreven in alle normen voor constructief ontwerp, bijvoorbeeld in (EN 1992-1-1), en wordt gebruikt in de dagelijkse praktijk van constructie van beton.
Het is echter niet altijd bekend of gerespecteerd dat de procedure alleen aanvaardbaar is in gebieden waar de Bernoulli-Navier-hypothese van vlakke rekverdeling van toepassing is (zogenaamde B-gebieden). De plaatsen waar deze hypothese niet van toepassing is, worden discontinuïteit of verstoorde regio's (D-gebieden) genoemd. Dit zijn bijvoorbeeld draagvlakken, onderdelen waar geconcentreerde belastingen worden uitgeoefend, locaties waar een abrupte verandering in de doorsnede optreedt, openingen etc. Bij het ontwerpen van betonconstructies komen we veel andere D-gebieden tegen zoals muren, bruggen diafragma's, enz.
Ondanks de evolutie van rekentools in de afgelopen decennia, wordt de Strut-and-Tie-methode nog steeds veel gebruikt in handberekeningen. De toepassing ervan voor real-world constructies is tijdrovend omdat er verschillende iteraties nodig zijn en er rekening moet worden gehouden met verschillende belastingsgevallen. Verder is deze methode niet geschikt voor het verifiëren van bruikbaarheidscriteria (vervormingen, scheurbreedtes, etc.).
De interesse van bouwkundig ingenieurs in een betrouwbare en snelle tool om D-gebieden's te ontwerpen, leidde tot de beslissing om een geheel nieuwe methode te ontwikkelen die het automatisch ontwerpen en beoordelen van structurele betonelementen die in het vlak worden belast mogelijk maakt. Alles verpakt in een gebruiksvriendelijke applicatie.
In nauwe samenwerking met de universiteit ETH Zürich hebben we een methode ontwikkeld en grondig getest met de naam Compatible Stress Field Method (CSFM) voor het ontwerp van discontinuïteitsregio's en deze geïmplementeerd in de IDEA StatiCa Concrete-toepassing. De methode is gebaseerd op Finite Element Analysis en gebruikt alleen basismateriaalparameters die worden gebruikt in standaard constructief betonontwerp. CSFM overwint de beperkingen van klassieke ontwerptools terwijl de voordelen van spanningsvelden en strut-and-tie-modellen behouden blijven.
Lees meer over de vergelijing van de Strut-and-Tie method en CSFM.
