Bouwen met Staal | Veelzijdig, flexibel, duurzaam Bouwen met Staal

Master eerste prijs

« terug naar StudentenSTAALprijs 2014 Meld je aan voor dit evenement
Master eerste prijs Master eerste prijs

In 2014 won Jurriaan Floor de eerste prijs in de categorie Master als ook de van-Bentumprijs met zijn project:

“Structural Adhesive Bonded Steel-to-Steel Connections. An Introduction for Structural Engineering”

Constructief gelijmde staal-op-staalverbindingen zijn weinig voorkomend. Er is onderzoek gedaan naar de aandachtspunten voor constructief gelijmde bouwtechnische toepassingen. Met FEM- berekeningen en praktijktesten van een elementaire verbinding is onderzocht of het constructief toepassen van gelijmde staal-op-staalverbindingen haalbaar is. De resultaten van de praktijktesten tonen de potentie van lijmverbindingen aan.

Centraal in het onderzoek staan de potenties van constructieve gelijmde verbindingen voor de bouw, in het bijzonder van staal op staal verbindingen. Over deze toepassing is nog weinig kennis beschikbaar. Het mechanische gedrag van de meeste constructieve lijmen wordt beschreven door het Drucker Prager model. In het algemeen zijn lijmverbindingen sterk in afschuiving en druk, en zwak in trek.

De mechanische eigenschappen van lijmen van staal op staal, bieden mogelijkheden voor onder meer het verlengen van stalen liggers en constructies met dunne elementen. Diverse verbindingen zijn onderzocht, waarbij het gedrag van lapverbindingen uitgebreider is getest in een proefopstelling en vergeleken met een computermodel. Lapverbindingen zijn gevoelig voor shear lag (lage effectiviteit van het middendeel) en afpellen (het omhoog komen van uiteinden). Om pieken te verkleinen in de afschuif- en afpelspanningsdistributies kunnen getrapte platen worden gebruikt. Van een getrapte dubbele strapverbinding zijn zowel FEM berekeningen (DIANA) als praktijktesten uitgevoerd. De verbinding bestaat uit twee 15 mm dikke staalplaten (S235) welke verbonden zijn door twee gelijmde stalen getrapte straps. De straps bestaan uit 3 mm dikke stalen platen van 200mm, 400mm en 600mm lengte. Er zijn vijf korte duur trektesten uitgevoerd om de FEM berekeningen te controleren. FEM voorspelt een bijna lineaire last-verplaatsingscurve en een bezwijkbelasting van tenminste 400kN. De last-verplaatsingscurve van de praktijktest is gelijk aan de FEM curve tot 300kN, daarna vlakt deze af. Een gemiddelde bezwijkbelasting van 561 kN en een 5 percentiel bezwijkbelasting van 549 kN zijn behaald. De conclusie van het onderzoek is dat constructieve lijmverbindingen van staal op staal potentieel volwaardige constructieve verbindingen zijn. Wel is meer onderzoek nodig, bijvoorbeeld naar het effect van tijd en omgevingsinvloeden.

Dit originele, interessante onderzoek is zeer enthousiast ontvangen door de jury. Vol lof is de jury over de volledigheid en hoge kwaliteit. Temeer omdat het onderzoek een deel van het vakgebied betreft waarover nog maar weinig kennis bestaat. De computermodellen, ondersteund door praktijktesten, bewijzen dat er toekomstperspectief is voor constructieve lijmverbindingen van staal op staal. Dit onderzoek dat is vastgelegd in een helder rapport kan dienen als onderbouwing van het principe. Daarmee is het van grote waarde voor de praktijk. ‘Overtuigend onderzoek, interessant voor de ontwikkeling van het vakgebied, opent nieuwe mogelijkheden voor de vormgeving van verbindingen’, kortom een overtuigend winnaar van de eerste prijs.

De van-Bentumprijs is specifiek bedoeld voor innovatieve toepassingen van staalplaat. De jury heeft de prijs toegekend aan het onderzoek naar constructieve lijmverbindingen van staal op staal omdat deze verbindingsmethode bij uitstek geschikt is voor dunne staalplaat. Het onderzoek draagt bij aan de ontwikkeling van de toepassingsmogelijkheden van dunne staalplaat.