nieuws

Nieuwe toepassingen voor eindige elementen analyse

bouwbreed

Het computerprogramma ‘Diana’ voor de analyse van constructies volgens de eindige elementen methode, krijgt steeds meer nieuwe toepassingen. Er zijn afgeleide programma’s in ontwikkeling, die ook bruikbaar zijn voor ingenieursbureaus uit het middensegment. Bovendien wordt Diana steeds vaker gebruikt voor de analyse van de ondergrond.

Dat bleek tijdens het tweede internationale congres over het gebruik van de eindige elementen methode in de ingenieurspraktijk en -wetenschap, georganiseerd door Diana Analysis BV te Delft. Het congres wordt tot en met vandaag gehouden in het Renaissance Amsterdam Hotel te Amsterdam, in de stijlvolle zaal van de Koepelkerk.

Er is een toenemende aandacht voor Diana in het buitenland. Dat geldt in het bijzonder voor Japan, waar het programma wordt gebruikt voor het simuleren van het gedrag van constructies bij een aardbeving. Er staat een groot project op stapel over ‘liquefaction’, het verweken van de ondergrond door bijvoorbeeld een aardbeving of de trillingen van een hogesnelheidstrein. Een bodem die rijk is aan vocht kan zich onder invloed van trillingen gaan gedragen als een vloeistof. Dat kan ernstige gevolgen hebben voor bijvoorbeeld een spoorlijn of een opslagtank.

Boren in zachte bodem

Het onderwerp is ook van belang bij het boren van tunnels in een zachte bodem, zoals in Nederland. Diana is onder andere toegepast bij het bepalen van de vervorming van woongebouwen in Amsterdam, als onder die woningen een tunnel geboord zou worden. Waarschijnlijk gaat het om een studie met betrekking tot de Noord-Zuidlijn. Een tweede ontwikkeling is, dat er programma’s worden gemaakt op basis van Diana, die goedkoper zijn en eenvoudiger te gebruiken. Het is de bedoeling dat ook ingenieursbureaus uit het ‘middensegment’ hiermee uit de voeten ke. Een voorbeeld van zo’n programma is het reeds ontwikkelde ‘Pipelines’, voor de analyse van buizen die onder een dijklichaam door lopen. Tot nu toe wordt Diana vooral gebruikt in bijzondere gevallen, bij innovaties of speciale poen, door instellingen uit het ‘topsegment’, zoals universiteiten, TNO en andere onderzoeksinstituten.

Gelijmd metselwerk

Met behulp van Diana wordt ook bepaald op welke afstanden dilataties in metselwerk moeten worden aangebracht. Dr.ir. J.G. Rots van de Technische Universiteit Delft: “Meestal wordt uitgegaan van 8 meter, maar vaak blijkt dat het meer mag zijn. Bij gelijmd metselwerk ligt dat anders. Daar zijn juist meer dilataties nodig, om scheurvorming te voorkomen.” Het is een voorbeeld van een toepassing van Diana, die het ontwerpen van constructies ondersteunt. Een ander voorbeeld is een onderzoek van het Magnel Laboratorium van de Universiteit Gent in Belgie. Daaruit blijkt dat de dekking van vezelversterkte kunststof voorspanwapening in beton 3,5 tot 5 maal de diameter van de wapening moet zijn. Is de dekking minder, dan is de kans op scheurvorming in het beton groot, omdat de wapening onder invloed van warmte meer uitzet dan het beton. Helaas is dit onderzoek pas gedaan nadat er scheuren waren ontstaan in een aantal voorgespannen kolommen voor geluidsschermen.

Schematische weergave van de vervorming van woningen in Amsterdam, als daaronder een tunnel wordt geboord. Deze met Diana vervaardigde tekeningen werden tijdens het congres te Amsterdam gepresenteerd door dr.ir. P.B. Lourenco, dr.ir. J.G. Rots en prof.dr.ir. J. Blaauwendraad van de Technische Universiteit te Delft. De voorspelde zakking van de woningen is 12,9 millimeter, de verhoudingen zijn dus sterk overdreven.

Reageer op dit artikel
Lees voordat u gaat reageren de spelregels