Inleiding
In Diamonds kan je metselwerk modelleren. Hiervoor moet je niet enkel een nieuw materiaal toevoegen aan de bibliotheek, maar ook het juiste gedrag definiëren.
Het doel van dit artikel is om meer inzicht te geven in de opties die Diamonds heeft om dat metselwerkgedrag te modelleren. We zullen ook enkele valkuilen van dit gedrag aankaarten.
Opmerkingen:
- Hier kan je vinden hoe je een nieuw materiaal toevoegt aan de bibliotheek. Je kan de mechanisch eigenschappen van EEN metselwerk kwaliteit terugvinden in BuildSoft documentatie, maar kopieer-en-plak deze eigenschappen niet blindelings in je eigen Diamonds – project!
Metselwerk is een combinatie van stenen en mortel. De stenen komen in verschillende kwaliteiten en afmetingen. Dat geldt ook voor de mortel. Bijgevolg bestaat er niets zo iets als ‘DE’ metselwerk. Enkel ‘EEN’ metselwerk kwaliteit bestaat. Zorg ervoor dat de mechanische eigenschappen die je ingeeft in Diamonds effectief overeenstemmen met de stenen en mortel die je gaat gebruiken. Instructies over hoe je deze mechanische eigenschappen moet berekenen, kan je vinden in Eurocode 6. - Hoewel Diamonds de modellering van metselwerk(gedrag) ondersteund, is Diamonds niet in staat om een ontwerpberekening volgens Eurocode 6 uit te voeren. Dus, ja, je kan Diamonds gebruiken om de interne krachten in metselwerk te bepalen. Maar, nee, Diamonds kan je niet vertellen of die wanden in metselwerk in staat zijn om deze krachtswerking op te vangen.
Opties voor het gedrag
Eens een metselwerk kwaliteit is toegekend aan een wand, moet je het gedrag van die wand bepalen via de knop 
. De inhoud van dit venster is als volgt:
- In de onderste helft kan je elke vrijheidsgraad afzonderlijk instellen op vrij/ vast of een waarde. Standaard zijn alle vrijheidsgraden vast zodat alle interne krachten kunnen uitgewisseld worden over de randen van de wand.
- De bovenste helft bevat een aantal voorinstellingen voor metselwerk. Vanaf dat je één van deze opties kiest, zal je merken dat de opties in de onderste helft van dit venster mee aanpassen.
De volgende paragrafen focussen op de bovenste helft van dit venster en bekijken deze verschillende voorinstellingen voor metselwerk meer in detail:
Invloed ‘Op bovenrand: geen trek’
Deze optie wordt gebruikt om te voorkomen dat de platen bij belasten aan de wanden trekken. Het aanvinken van deze optie resulteert in een iteratieve berekening.
 |  | |
| Vervorming δy |  |  |
| Normaalkracht Nzz |  |  |
Opmerkingen:
- Door de optie “op bovenrand: geen trek” aan te vinken, wordt de elastische berekening een iteratieve berekening Gevolgen:
- Toenemende rekentijd (als er geen andere elementen met niet-lineaire gedrag aanwezig zijn).
- Een iteratieve berekening resulteert niet noodzakelijk in een oplossing. Met andere woorden, is het niet gegarandeerd dat Diamonds een manier zal vinden om de lasten af te dragen naar de fundering en tegelijkertijd aan alle door jouw opgelegde randvoorwaarden te voldoen. Als er geen convergentie wordt gevonden, zal Diamonds een waarschuwing geven.
Omdat deze optie de berekeningen complexer maakt, is het aanbevolen deze optie pas in een later stadium van het ontwerp toe te passen.
- Door de optie “op bovenrand: geen trek” aan te vinken, verhinder je dat er trek ontstaat in de bovenrand van de wand. Maar deze optie zal eventuele trek in het veld van de wand niet verhinderen
Invloed ‘Geen boogwerking’
Deze optie beschrijft hoe de lasten naar beneden worden doorgegeven.
Conclusie: wanneer de optie 
is aangevinkt, dan draagt de wand de belasting onmiddellijk over naar de balk alsof de balk onmiddellijk wordt belast met de verdeelde belasting q zonder dat de wand aanwezig is.
Opmerkingen:
- In gewapend beton kan de boogwerking ontstaan. In metselwerk kan je daarover discussiëren. Als veilige aanname wordt vaak verondersteld dat de boogwerking niet kan optreden in metselwerk.
- De optie zal alle componenten voor de membraanwerking in de stijfheidsmatrix deactiveren, behalve de component die bepalend is voor Nxx. Mocht je doorsnede van de wand aanpassen naar een plaat dragend in één richting (
> 
), dan geeft dat hetzelfde effect als .
De optie en een membraan ( > 
) geven niet hetzelfde resultaat omdat voor een membraan alle componenten van de membraanwerking actief zijn.
Invloed ‘Geen moment in het vlak’
We willen de invloed van de optie “geen moment in het vlak” testen. De vorige paragraaf toonde aan dat de optie ” geen boogwerking” aanvinken een veilige aanname was voor het gedrag van metselwerk. Dus die optie hebben we hier opnieuw aangevinkt.
In een wand zonder openingen
Om het effect van de optie ‘In vlak een geen moment’, gebruiken we onderstaand model.
Als de wanden de belasting perfect naar beneden afdragen, dan moet het buigend moment in punt A van de balk B200/400 gelijk zijn aan:
![\[M_{y .a="" \cdot \left( a^3 + b^3 \right)}{8 \cdot \left( a^3 + b^3 \text{kN/m} \cdot \left( 4^3 + 2^3 \right)}{8 \cdot \left( 4^3 + 2^3 \text{kNm}\]](https://support.buildsoft.eu/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-7984ae195873cc99a62950361bd06217_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Laten we kijken of we die 9kNm kunnen benaderen door de optie ‘geen moment in het vlak’ in/ uit te schakelen.
 |  | |
| Geometrie | |  |
| Buigend moment in balk |  |  |
De vorm van het buigend moment sluit beter aan bij de verwachtingen wanneer de optie is aangevinkt. Maar het is (nog) niet van dezelfde grootorde als in de geïsoleerde balk. Dit komt doordat de meshdriehoeken boven punt A zich stijf gedragen. D at ‘stijf gedrag’ kan je omzeilen door de wand boven ieder tussensteunpunt (in dit specifieke geval punt A) door de snijden. ‘Boven ieder tussensteunpunt’ wil zeggen: boven elke overspanning- /balkeinde (we gaan verder met het model waarin de optie is aangevinkt).
| Geen opdeling | Wel opdeling | |
| Geometrie |  |  |
| Mesh (wanden langs de andere zijden werden onzichtbaar gezet om de leesbaarheid te verbeteren) |  |  |
| Buigend moment My |
|
|
De opdeling van de wand verbetert de resultaten aanzienlijk. De afwijking werd gereduceerd van 15% naar 3%.
In een wand met openingen
Om het effect van de optie ‘In vlak een geen moment’, gebruiken we onderstaand model.
Als de wanden de belasting perfect naar beneden afdragen, dan moet het buigend moment in het midden van de balk boven de raamopening gelijk zijn aan:
*** QuickLaTeX cannot compile formula:
\[M_y=\frac{q \cdot l="" \text{kN/m} \cdot \left( 2.5m \text{kNm}\]
*** Error message:
File ended while scanning use of \frac .
Emergency stop.
Laten we kijken of we die 4.69kNm kunnen benaderen (mesh afmetingen: max = 0,8m; min = 0,4m). In deze paragraaf werd aangetoond dat de optie “geen moment in het vlak” aangevinkt moet zijn en dat een opdeling boven punt A noodzakelijk is. Dus die optie hebben we hier opnieuw aangevinkt. Resultaat:
Dit is een goede benadering (minder dan 1% afwijking).
Opmerking: Zonder de opdeling, heeft het buigend moment in de balken de vorm van een ingeklemde balk. Je zou verwachten dat als je scharnieren op de balk zet, dit probleem verholpen wordt, maar opnieuw zit het probleem in de stijfheid van de meshdriehoeken.
 Geen onderverdeling, geen scharnieren |  Geen onderverdeling, wel scharnieren |
Conclusie: werkwijze metselwerk definiëren in Diamonds
- Bereken de mechanische eigenschappen van het metselwerk volgens Eurocode 6. Maak met deze mechanische eigenschappen een nieuw materiaal aan in Diamonds. Ken dit materiaal toe aan de metselwerk wanden.
- Voor een lastendalingsfunctie van het metselwerk:
- Selecteer de opties “geen boogwerking” en ” geen moment in het vlak”.
Let op de horizontale stabiliteit van het gebouw. - Verdeel de wand boven ieder overspannings- / balkuiteinde.
- Selecteer de opties “geen boogwerking” en ” geen moment in het vlak”.
- Vink de optie enkel aan op wanden die effectief trek op de bovenrand hebben.
- Met de opties en aangevinkt, verliezen de desbetreffende wanden hun stabiliserende functie. Een structuur die enkel wanden bevat met deze opties aangevinkt, zal gevoelig zijn voor horizontale verplaatsingen (bijvoorbeeld ten gevolge van windbelasting).
 Horizontale windbelasting |  Horizontale vervorming [mm] |
