De meest gebruikte oplossing door constructeurs voor het huidige model is een staafmodel gecombineerd met normtoetsing conform de van toepassing zijnde normen. De opzet van het rekenmodel is consistent over alle niveaus van modelcomplexiteit en stelt een kolom voor met een vierkante doorsnede van 500 x 500 mm en een lengte van 1.000 mm, een funderingsstrook met een eenheidsbreedte van 1.000 mm en een lengte van 6.000 mm. De hoogte van de funderingsstrook is een variabele parameter. Voor de huidige verificatie wordt een hoogte van 250 mm gebruikt.
Het ondervlak van de funderingsstrook wordt ondersteund door druk-enkel veren met ofwel een lage bodemstijfheid van 16.000 kN/m³ of een hoge bodemstijfheid van 128.000 kN/m³. Symmetrische randvoorwaarden begrenzen de linker- en rechtereinden van de funderingsstrook.
Het is essentieel op te merken dat alle modellen rekenmodellen zijn. Voor simulatie en normtoetsing zijn de partiële materiaalfactoren toegepast.
11) Afmetingen en analytisch model
Lineair staafmodel – Lage Bodemstijfheid (LSS)
Zodra de simulatie op het staafmodel is uitgevoerd, kunnen de standaard normtoetsingen worden toegepast. De ontworpen wapening voldoet aan de minimale detailleringseisen zoals vastgelegd in EN 1992-1-1 [1]. Een minimale wapeningsverhouding wordt toegepast op zowel de langswapening als de beugels. De simulatie wordt uitgevoerd met een elasticiteitsmodulus van 10 GPa, die de secansmodulus van het betreffende betonmateriaal vertegenwoordigt. Vanwege het hyperstatische karakter van de constructie beïnvloedt de modulus de herverdeling van inwendige krachten.
12) Lineair staafmodel – maatgevende belasting voor het doorstaan van UGT-toetsingen
Het buigend moment direct onder de kolom bereikt de uiterste waarde van 60,1 kNm onder een normaalkracht in de kolom van -245 kN. Het tweede kritieke punt bevindt zich in de zone van maximale afschuiving, waar de interactie van een dwarskracht van -86,4 kN en een bijbehorend buigend moment van 44,8 kNm resulteert in een interactietoetsing, die eveneens binnen aanvaardbare grenzen blijft met een benuttingsgraad van 96,6%. De meest kritieke locatie op de constructie bevindt zich direct onder de kolom, en het bezwijkmechanisme betreft het beton op druk en de langswapeningsstaven op trek. De afschuifcapaciteit geeft aan dat deze niet maatgevend is voor dit geval.
13) Lineair staafmodel – normtoetsing voor lage bodemstijfheid
Lineair staafmodel – Hoge Bodemstijfheid (HSS)
De hoge bodemstijfheid in dit scenario, dicht zand met een beddingsconstante van 128.000 kN/m³, wijzigt het gedrag van de constructie aanzienlijk. De belasting concentreert zich direct onder het kolomgebied. Het contactoppervlak vertoont een hogere spanningsgradiënt en -grootte. De uiterste weerstand in de kolom van -540 kN is met een factor 2,2 toegenomen ten opzichte van lage bodemstijfheid. Het dwarskrachtverloop is steiler en het buigend moment is meer gelokaliseerd. Dit leidt tot een constructie die gevoeliger is voor doorstemfalen.
14) Lineair staafmodel – maatgevende belasting voor het doorstaan van UGT-toetsingen
Het maximale buigend moment geconcentreerd onder de kolom bedraagt 60,7 kNm, toe te schrijven aan de maximale draagcapaciteit van de doorsnede op buiging. De extreme dwarskracht is verplaatst naar het kolomgebied en bereikt een grootte van -132 kN, waarbij het bijbehorende moment 38,1 kNm bedraagt. Bij de interactienormtoetsing is de theta-hoek voor de drukdiagonaal aangepast van 21,5 graden naar 23 graden. De Eurocode staat aanpassing van de drukdiagonaalhoek toe binnen het bereik van 21,5 tot 45 graden. Er is vastgesteld dat een hoek van 21,5 graden leidt tot overbenutting van de capaciteit, voornamelijk toe te schrijven aan buiging. Door de variabiliteit die door de normeisen is voorgeschreven te benutten, is de niet-geslaagde toetsing succesvol opgelost door toepassing van een alternatieve drukdiagonaalhoek.
Het kritieke bezwijkmechanisme betreft het beton op druk en de langswapeningsstaven op trek.
15) Lineair staafmodel – normtoetsing voor hoge bodemstijfheid