Betonconstructies worden in computerprogramma’s meestal gemodelleerd als staaf – of vlakke elementen. Het voordeel hiervan is dat de aanvullende detailberekening van de wapening eenvoudig volgens de theorie kan worden berekend. De wapening wordt immers niet gemodelleerd zijnde bestaand in de betonconstructie. De berekende wapening wordt dan meestal in een berekeningsrapport uitgevoerd per element voor balk, kolom, wand of vloer.
Volume elementen bieden de betonconstructeur niet een soortgelijke aanpak m.b.t. gewapend betonconstructies. Volume elementen hebben immers een ruimtelijke component (dikte), waardoor de theorie niet meer aansluit bij het model. Tevens kunnen volume elementen meestal slechts lineair elastisch berekend worden. Betonconstructies bestaand uit volume elementen geven betonconstructeurs dus ogenschijnlijk maar weinig voordeel. Maar is dit wel zo?
In de huidige bruggenbouw worden verankeringen van voorspankabels in sommige gevallen berekend met volume elementen. De kabels worden dan separaat gemodelleerd liggend in de betonconstructie. Hoewel beton geen trek kan opnemen, is een model bestaand uit lineair elastische volume elementen dan toch toereikend, omdat de voorspanning de eindige elementen blijvend onder druk brengen. Met name bij de spankoppen krijgt de constructeur aanvullende informatie omtrent de optredende trekspanningen / splijtspanningen.
In de utiliteitsbouw worden volume elementen zelden of nooit toegepast. Toch is dit naar mijn mening een rare zaak. Veel fundaties worden in de huidige praktijk gemodelleerd als plaatmodellen, hoewel de dikte/lengte verhouding aangeeft dat deze constructies veelal gedrongen of half gedrongen zijn. Deze modellen zijn dus in principe onjuist. De interne hefboomsarm van de wapening kan zich niet volledig ontwikkelen. Ook is door de herverdelingscapaciteit van een plaatelementensysteem het model m.b.t. bijvoorbeeld de spreiding van de belasting naar de funderingspalen onjuist.
Beter is het mijns inziens om dan bij fundaties volume elementen toe te passen. Ik pas deze elementen nu standaard toe, omdat het ook heel eenvoudig is om ze te modelleren, onder mijn liftkernen, stabiliteitswanden, e.d. bij mijn grotere rekenmodellen. Ik heb dan in ieder geval het juiste model m.b.t. de paalbelastingen en de kopmomenten in de paal. De wapening in de fundatie rekenen wij uit met spreadsheet of toch weer als plaatmodel. In de toekomst zou je de wapening kunnen modelleren door een inwendige eindig elementen aan te brengen met de stijfheid van (wapenings)staal. Op dit moment zie ik daar de noodzaak nog niet van.
