Een éénrichtingsplaat modelleren
Een éénrichtingsplaat is een plaat die voornamelijk de lasten afdraagt in één richting. De éénrichtingsplaat wordt meestal ondersteund op twee randen, waarbij de grootste overspanning Ly minstens tweemaal groter is dan de overspanning Lx. Het ontwerp van een éénrichtingsplaat leidt vooral tot wapening in de draagrichting.
In een Eindige Elementen software, zoals SCIA Engineer, wordt een plaat opgelegd op vier randen standaard beschouwd als afdragend in twee richtingen. Aangezien er geen vooraf gedefinieerde hoofdrichting is voor het afdragen van de belastingen, geldt de buigstijfheid van de plaat in zowel x-en y-richting. In SCIA Engineer kan je eenvoudig een éénrichtingsplaat definiëren. Onderstaande afbeeldingen tonen de buigmomenten in een tweerichtingsplaat (links) en in een éénrichtingsplaat (rechts).
In SCIA Engineer kan je een éénrichtingsplaat invoeren aan de hand van orthotrope parameters. Hiervoor gebruik je twee types orthotrope parameters, zoals toegelicht hieronder.
Eenrichtingsplaat volgens het orthotrope type “Twee hoogtes”
Dit voorbeeld bestaat uit een plaat, ondersteund door balken en kolommen. Ten eerste wijzig je het EEM model naar “Orthotroop”, bij de eigenschappen van de plaat. Vervolgens bewerk je de orthtropie eigenschappen en selecteer je het type “Twee hoogtes”. De invoergegevens zijn de dikte van de plaat voor de berekening van de buigstijfheid in de x-richting, d1 en in de y-richting, d2. Voor een plaat die voornamelijk afdraagt in de x-richting (kleinste overspanning in dit voorbeeld), hou je d1 gelijk aan de werkelijke plaatdikte (180 mm) en d2 (dikte in de y-richting) moet je verminderen.
Er is geen specifieke regel met betrekking tot de waarde van d2. Bij kleinere waarden, liggen de resultaten dicht bij de volgende verdeling van de belasting:
Het resulterende moment mx in de plaat ligt dan in de buurt van een 1 meter brede, eenvoudig ondersteunde ligger:
Eenrichtingsplaat volgens het orthotrope type “Plaat in één richting”
Dit type orthotropie vereist drie invoerparameters en kan ook gebruikt worden voor het modelleren van holle platen (kanaalplaten, welfsels). Je gebruikt de equivalente balk doorsnede CSS, de tussenafstand L voor de berekening van buigstijfheid in richting 1 (of x) en de betonnen druklaag met hoogte h voor de berekening van de buigstijfheid in richting 2 (of y). Om een éénrichtingsplaat te modelleren, gebruik je dus een kleine waarde van h. Hou er rekening mee dat h ook gebruikt wordt voor de berekening van het eigengewicht van de plaat.
Voor de equivalente doorsnede, wordt een plaatvormige balk gebruikt: “dikte van de plaat” x “ breedte van de balk” (180 x 1000 mm). Voor de tussenafstand gebruik je, vermits de plaat vlak is dezelfde waarde als voor de breedte van de balk, zoals 1000 mm.
Voor kleine waarden van d2 en h, geven beide types dezelfde resultaten voor het moment in de afdraagrichting en de belasting, overgebracht naar de ondersteunende liggers.
Er zijn nog steeds enkele verschillen tussen beide types orthotropie. Ten eerste leidt het gebruik van het type “één richting” tot hogere waardes van het buigmoment in de secundaire liggers (parallel aan de draagrichting). Dit komt door de component voor het torsie moment van de plaat (D33) die verschillend is voor beide types. Ten tweede wordt bij het orthotrope type “één richting”, het eigengewicht van de plaat berekend op basis van enkel de dikte van de druklaag h. De totale hoogte van de plaat wordt dus niet weergegeven. De gebruiker moet het ontbrekende deel van het eigengewicht handmatig toevoegen in een permanent belastingsgeval.
Wil je meer te weten komen over orthotropie? Lees het volgende artikel