Samenvatting

Elke jonge afgestudeerde constructeur, die net van de hogeschool of universiteit afkomt, staat aan het begin van het leertraject dat hij gedurende zijn carrière zal afleggen. Door de automatisering van berekeningen in allerlei complexe programma’s, is de noodzaak van het inzicht in de krachtswerking op de achtergrond geraakt. De automatisering brengt vele voordelen met zich mee, maar kent ook valkuilen en dat moet niet ten koste gaan van het inzicht. Het inzicht kan alsnog verkregen worden door uitgebreide berekeningen te versimpelen aan de hand van klassieke mechanica. De constructeur moet namelijk aan de hand van zijn kennis en inzicht snel kunnen beredeneren of de resultaten van complexe softwareprogramma’s kloppen.
Dit probleem doet zich voor in het ontwerp van alle soorten constructies, maar dit onderzoek is gericht op dekconstructies van verkeersviaducten. Om te onderzoeken of dit mogelijk is, is de volgende vraag tot stand gekomen: “Hoe kunnen klassieke mechanica-methoden worden toegepast op de berekening van een
betonnen statisch-onbepaalde dek-constructie van een verkeersviaduct, om inzicht te verkrijgen in de krachtswerking en benodigde dimensies?” Er is een grote hoeveelheid aan theorie beschikbaar over krachtswerking, daarom is onderzocht welke
methoden de krachtswerking zo eenvoudig mogelijk inzichtelijk maken. Op basis van het type belasting en constructie zijn drie verschillende methoden onderzocht: de methode invloedslijnen, de method Clapeyron en de methode Guyon-Massonnet. Elke methode achterhaalt een deel van het inzicht dat nodig is om de maatgevende krachten voor het dekontwerp te bepalen. Naderhand zijn met deze drie methoden
verschillende vraagstukken behandeld. Denk hierbij aan het definiëren van vuistregels voor het bepalen van de constructiehoogte, invloed van de verschillende overspanningsverhoudingen en het bepalen van de meest ongunstige belastingposities van mobiele verkeersbelasting. De berekeningen van de drie verschillende methoden zijn uiteindelijk gezamenlijk toegepast op een casus. Alle drie de methoden zijn onderzocht met gebruik van Mathcad en Excel. De rekensheets zijn dusdanig
opgesteld, dat na het wijzigen van de parameters, direct de uitwerking kan worden gezien in de rekenstappen en resultaten. In de rekensheets zijn met verschillende belangrijke factoren rekening gehouden. Als eerste zijn de belangrijkste toetsingen voor het bepalen van constructiehoogtes meegenomen, zoals scheurwijdte, stijfheid en maximale wapeningspercentage. Ten tweede is rekening gehouden met bijzondere situaties zoals een afwijkende overspanningshoek of een in breedte verlopende
constructiehoogte. Als laatste zijn controles in de berekeningen verwerkt om veelgemaakte fouten te voorkomen. Denk hierbij aan controle van verticaal-, horizontaal- en momentevenwicht. Uit de resultaten van de casus is gebleken, dat voor een afwijkende situatie het resultaat voor een groot gedeelte klopt. Dit geldt niet voor constructies met voorspanning, dit dient nog verder uitgezocht te worden. Met dit onderzoek is hiermee aangetoond dat elke constructeur, door versimpelde berekeningen uit de klassieke mechanica toe te passen, op een eenvoudige wijze de resultaten kan beoordelen. Een belangrijke aanbeveling op basis van dit onderzoek is het uitbreiden van het aantal methoden, zodat verschillende type constructies berekend kunnen worden zoals de onderbouw van viaducten, tunnels en liggers met voorspanning.