Ontwikkeling van een Python-tool voor het snel analyseren en ontwerpen van balken

Abstract

Deze masterproef bouwt voort op een bachelorproef uit het academiejaar 2022-2023 geschreven door P. Gielkens, J. Jans en J. Sanen, waarin een gebruiksvriendelijk programma voor het analyseren en dimensioneren van betonnen balken werd ontwikkeld. Het doel van de huidige masterproef was het optimaliseren en uitbreiden van dat programma naar stalen en houten balken, met de nadruk op het creëren van een waardevol hulpmiddel voor studenten bouwkunde.

Het programma moest aan drie eisen voldoen. Ten eerste moest het nauwkeuriger zijn, aangezien het bestaande programma vereenvoudigde formules toepaste. Ten tweede moest het gebruikers de mogelijkheid bieden om berekeningen op te vragen voor beter begrip. Ten derde moest de gebruikersinterface eenvoudig en intuïtief zijn.

Het programma werd ontwikkeld in Python en gebruikt de eindige-elementenmethode~(EEM) voor de analyse van balken onder verschillende belastingscombinaties en grenstoestanden. De ontwerpprincipes, formules en controles zijn gebaseerd op de relevante Eurocodes voor elk materiaal.

Het programma controleert gewapende betonnen balken op sterkte, toelaatbare spanningen, scheurwijdte en doorbuiging. Daarnaast kan het de wapening en afmetingen van de balk optimaliseren. Voor stalen en houten balken controleert het programma op sterkte, stabiliteit en doorbuiging en kan het ook de doorsnede optimaliseren. Deze studie biedt een basis voor verder onderzoek waarbij de gebruikersinterface verder kan worden verbeterd en het aantal mogelijke berekeningen kan worden uitgebreid.