De theorie die wordt gebruikt in de niet-lineaire oplossing wordt 3D CSFM genoemd en is beschreven in de theoretische achtergrond [3]. Alle aannames voor de ontworpen berekeningsprocedure worden daar in detail uitgelegd.
Aannames en kenmerken van het model:
- Materieel Niet-lineaire Analyse (MNA)
- 3D-oplossing – volume-elementen.
- Mohr-Coulomb plasticiteitstheorie - nul interne wrijvingshoek voor betongedrag.
- Druk-enkel oppervlakteondersteuningen (lage/hoge stijfheid).
- Symmetrierandvoorwaarden zijn geplaatst op de linker- en rechterrand van de funderingsstrook.
- Een dikke plaat van 100 mm bovenop de kolom om lokale spanningsconcentratie onder de puntlast te beperken.
- Aanhechtingsmodel en tension stiffening worden in beschouwing genomen.
- Spanning-drieassigheid en opsluiting effect.
- Compression softening maakt geen deel uit van de geïmplementeerde oplossing.
- Mesh factor 1 - aanbevolen berekeningsinstellingen.
23) 3D-model + indeling van de wapeningsstaven
3D CSFM – Low-Stiffness-Soil (LSS)
De maximale normaalkracht in het model bedroeg -980 kN als gevolg van bezwijkmechanismen waarbij trekbreuk optrad in de langswapening in het omsluitende gebied van de kolom. Dwarse drukkrachten worden opgenomen door de beugels, die in de kolomzone bezwijken door vloeien en bijdragen aan een aanvullend bezwijkmechanisme van de horizontale beugelschenkels veroorzaakt door dwarse trekspanningsontwikkelingen die niet kunnen worden vastgelegd in de vlakke-spanningsoplossing. Overdruk en verbrijzelen van het beton treden op in het grensvlak tussen de kolom en de fundering. Het opsluiting effect is gelokaliseerd in dit gebied, gebaseerd op het waperingseffect en de stijfheid van de funderingsstrook. Het bezwijkmechanisme omvat verbrijzelen van het beton, trekbreuk van de langswapening en de horizontale beugelschenkels op trek.
24) Maximale aangebrachte kracht, bezwijkmechanismen en dwarse spanningsverdeling
25) Minimale hoofdspanning Sigma 3, opsluiting effect – verhouding tussen drieassige versus eenassige spanning
26) Drukplastische rek en spanning in de wapening
27) Gedetailleerde detectie van kritische spanning op de langsstaven en beugels
28) Niet-lineaire doorbuigingen
3D CSFM – High-Stiffness-Soil (HSS)
De kracht opgenomen door de funderingsstrook bedroeg -2.116 kN, wat ongeveer 215% hogere draagcapaciteit is dan bij LSS. Het bezwijkmechanisme omvat verbrijzelen van het beton, trekbreuk van de langswapening en de horizontale beugelschenkels op trek.
29) Maximale aangebrachte kracht, bezwijkmechanismen en dwarse spanningsverdeling
30) Minimale hoofdspanning Sigma 3, opsluiting effect – verhouding tussen drieassige versus eenassige spanning
31) Drukplastische rek in beton en spanning in de wapening
De maximale afschuifspanning op de binnenste gesloten beugels heeft een waarde van 298 MPa bereikt, wat binnen het elastische bereik blijft zoals gedefinieerd door het materiaal. Deze observatie leidt tot de conclusie dat doorstempling niet het overheersende bezwijkmechanisme was in dit specifieke geval.
32) Gedetailleerde detectie van kritische spanning op de langsstaven en beugels
33) Niet-lineaire doorbuigingen