Samenvatting

In de civiele techniek zijn ronde doorsnedes een veel terugkomende verschijning in betonnen constructies.
Vaak is dit terug te zien in de vele ronde pijlers onder een brug of de vele funderingspalen onder een
constructie. Het laatste is ook een aanleiding geweest tot dit onderzoek. Specifieker, Heijmans heeft het
project “Wintrack II TenneT” aangenomen. Dit betreft een tracé van een aantal kilometer voor
hoogspanningsmasten. Deze dienen onderheid te worden met in het werk gestorte funderingspalen. Over het
tracé kan de krachtsverdeling per paal variëren, om dus tot een economisch verantwoord en duurzaam
resultaat te komen dienen deze palen hierop geoptimaliseerd te worden.
Het doel van dit onderzoek is dus ook een om een programma te ontwikkelen om het ontwerp van dergelijke
doorsneden te optimaliseren. Hierbij wordt het ontwerp beperkt tot doorsneden belast op buiging in
combinatie met een normaalkracht. De toetsingen in de uiterste grenstoestand betreffen: toetsing aan het
bezwijkmoment, dwarskracht en vermoeiing. Voor de bruikbaarheidsgrenstoestand dient er aandacht besteed
te worden aan spanningsbeperking en scheurbeheersing in de doorsnede. Het verzoek vanuit Heijmans was om
dit rekenprogramma expliciet in Microsoft Excel te realiseren.
Om dit te bewerkstelligen dient dus onderzocht te worden hoe dit ontwerpproces geoptimaliseerd kan
worden. Deze hoofdvraag kan onderverdeeld worden in een aantal deelvragen. Als eerst dient er achterhaald
te worden wat de geldende eisen en normen zijn voor de constructies. Hierbij dient ook onderzocht te worden
of er verschillen zijn tussen kolommen en funderingspalen. Ook moet onderzocht worden hoe de huidige
ontwerpmethodes binnen Heijmans eruit zien. Om vervolgens het rekenprogramma te ontwikkelen dient
vastgesteld te worden wat de voornaamste invoerparameters zijn. Nadat het programma ontwikkeld is, dient
deze gevalideerd te worden en vastgesteld te worden wat het gebruiksbereik van het programma is.
Om de bovenstaande vragen te beantwoorden zijn er literatuurstudies uitgevoerd. De eurocode in combinatie
met de “richtlijnen ontwerp kunstwerken” zijn geraadpleegd voor de eisen van de constructies en welke
toetsen en modellen gehanteerd moeten worden. Vervolgens zijn voor bestaande Heijmans projecten de
ontwerpmethoden geanalyseerd. Door deze stappen eerst te doen werd in een vroeg stadium bekend waar de
uitdagingen liggen. Voordat het rekenprogramma opgesteld is in Excel, is eerst een handmatig rekenhart
opgesteld. Dit is gedaan aan de hand van de mechanica theorie uit verschillende dictaten. Met dit theoretische
kader is vervolgens het rekenprogramma opgesteld met Excel. Dit is tot slot gevalideerd middels
handberekeningen en andere erkende software.
Uiteindelijk is er een rekenprogramma opgesteld dat voldoet aan de eerdergenoemde eisen. Wel is gebleken
dat de verschillende onderdelen een beperkte geldigheid voor gebruik hebben. Voor de uiterste grenstoestand
en bruikbaarheidsgrenstoestand zijn een aantal combinaties niet te berekenen.
Aangeraden wordt om dan ook dit rekenprogramma te verbeteren door nader onderzoek uit te voeren naar
het berekenen van doorsneden die volledig stuik ondergaan in de uiterste grenstoestand. Voor de
bruikbaarheidsgrenstoestand dient er een model opgenomen te worden in het rekenprogramma die pure
trekstaven kan verwerken. Daarnaast is gebleken dat de eurocode op het moment niet voldoende richtlijnen
geeft voor ronde doorsneden. Een aantal definities kunnen niet eenvoudig vertaald worden naar ronde
doorsneden.