4.2 Krachtwerking in een ronde bouwkuip
Een ongestempelde damwand keert de grond doordat de damwand middels buigstijfheid de belasting overbrengt naar de grond aan de lage zijde.
Bij dikwandige cirkels die van de buitenzijde gelijkmatig worden belast, worden alle uitwendige krachten omgezet in drukkrachten in de wand van de cirkel. Door dit ringeffect zal de cirkel enigszins verkleinen, afhankelijk van de stijfheid van de wand.
[ link ]
Figuur 4.3. Grafische uiteenzetting ringeffect en damwandeffect
Bij een ronde bouwkuip, welke aan de binnenzijde niet volledig is ontgraven, treden het damwandeffect en het ringeffect allebei op (zie figuur 4.3). De verhouding waarmee deze effecten optreden hangt af van:
- De stijfheid van de grond aan de passieve zijde
- De buigstijfheid van het beton
- De drukstijfheid van de het beton
- Eventuele afwijkingen van de zuivere ringvorm
De vervorming van de wand is klein bij een ronde bouwkuip. Dit heeft als nadeel dat de gronddruk niet volledig actief zal worden. Maar uiteindelijk heeft dat niet veel impact op het ontwerp aangezien een stijve ondergrondse constructie in de eindfase volgens de normen toch al met neutrale gronddruk doorgerekend moet worden.
Rekenmodel
In het ontwerpstadium zijn voor dit project meerdere modellen gebruikt: Zowel 3D en 2D axiaal symmetrische eindige elementenmodellen (Plaxis) als een verenmodel (D-sheet). Ten opzichte van het 3D model heeft het 2D-axiaal symmetrisch model als beperkingen dat een perfecte ringvorm wordt verondersteld, en dat een eventuele asymmetrische belastingsituatie (bijvoorbeeld ten gevolge van niet gelijkmatig ontgraven van de bouwput, of wisselende maaiveldbelastingen) niet kan worden meegenomen.
Met dezelfde beperkingen kan ook een verend-ondersteund liggermodel worden toegepast. Uiteraard wordt in zo’n model het damwandeffect vanzelfsprekend beschouwd. Maar aangezien het model een 2D modellering van de werkelijkheid is, beschrijft het automatisch een oneindig doorgaande wand. Het ringeffect kan middels een truc ook prima worden meegenomen in dit model. Het ringeffect geeft namelijk een extra ondersteuning aan de wand. Dit is te modelleren door extra veren aan de binnenzijde van de wand te plaatsen. De bepaling van de stijfheid van deze veren is aangegeven in figuur 4.4.
[ link ]
Figuur 4.4. Bepaling van de veerstijfheid door het ringeffect ten behoeve van de ontwerpberekening met een verenmodel, uitgaande van ondersteuningsveren h.o.h. 1 m.