Beoordelingskader voor herstel en versterking bij aardbevingen

Samenvatting project

In 2014 is door Deltares een QuickScan1
uitgevoerd naar de risico's van geïnduceerde aardbevingen voor de kritische infrastructuur in Groningen, waaronder waterkeringen en kunstwerken. Voor de waterbouwkundige kunstwerken, richtte de QuickScan zich op het falen van de betonconstructie en het optreden van verschilzakkingen wat effect heeft op de betrouwbaarheid van sluiten. Voor vier
constructies is aangegeven of preventieve of herstelmaatregelen nodig zijn. Vanwege de variatie in type constructies, grondslag en funderingen zijn geen algemene conclusies gegeven. De bedieningsgebouwen van de waterbouwkundige constructies zijn niet beschouwd, al wordt in een geval nader onderzoek naar het operationeel beheer van het gemaal aanbevolen. Uit de QuickScan van andere kritische infrastructuur, de hoogspanningsmasten en het gasnetwerk, komt naar voren dat de bedieningsfuncties in gevaar komen als de behuizing bezwijkt. Dit geeft aanleiding om te
veronderstellen dat ook de metselwerk bedieningsgebouwen bij gemalen en sluizen kwetsbaar zijn. Deze zijn immers niet ontworpen op seismische belasting. Sinds juni 2015 is de NCG actief om de veiligheid en leefbaarheid en economie te verbeteren in Groningen2. Als onderdeel van het meerjarenprogramma worden er concrete maatregelen getroffen
om woningen, monumenten en andere gebouwen in de provincie Groningen bouwkundig en preventief te versterken. Door marktpartijen zijn inmiddels allerlei maatregelen bedacht om de veiligheid van gebouwen bij aardbevingsbelastingen te verhogen en de kans op schade te verkleinen. Het meest voor de hand liggende toepassingsgebied voor dergelijke maatregelen wordt gevormd door de gemetselde woningen, omdat die als meest kwetsbaar zijn geïdentificeerd. Veel van deze maatregelen zijn breder toepasbaar en zouden ook ingezet kunnen worden in de bedieningsgebouwen bij gemalen en sluizen.
Een aantal van deze maatregelen wordt (internationaal gezien) reeds toegepast. Echter, er zijn ook tal van nieuwe, innovatieve, maatregelen die nog niet eerder toegepast zijn om de gevolgen van aardbevingen voor bouwconstructies te beheersen. Daarnaast zijn ook zijn het type bevingen en de bodemopbouw in Groningen dermate specifiek dat het niet evident is dat bestaande maatregelen ook in de Groningse situatie effectief zijn. Daarom is er behoefte om de effectiviteit van maatregelen in termen van de vergroting van de veiligheid van en de kans op schade te kunnen kwantificeren en beoordelen, zie ook paragraaf 3.4 van de kennis- en innovatieagenda Deltatechnologie3

Doel van het project

Dit TKI onderzoek richt zich op de ontwikkeling van een experimentele beoordelingsmethodiek voor het kwantificeren van de effecten van innovatieve maatregelen op het beheersen van de effecten van aardbevingen op (metselwerk) gebouwen

Motivatie

In 2014 is door Deltares een QuickScan uitgevoerd naar de risico's van geïnduceerde aardbevingen voor de kritische infrastructuur in Groningen waaronder waterkeringen en kunstwerken. Voor de waterbouwkundige kunstwerken richtte de QuickScan zich op het falen van de betonconstructie en het optreden van verschilzakkingen wat effect heeft op de betrouwbaarheid van sluiten. Voor vier constructies is aangegeven of preventieve of herstelmaatregelen nodig zijn. Vanwege de variatie in type constructies grondslag en funderingen zijn geen algemene conclusies gegeven. De bedieningsgebouwen van de waterbouwkundige constructies zijn niet beschouwd al wordt in een geval nader onderzoek naar het operationeel beheer van het gemaal aanbevolen. Uit de QuickScan van andere kritische infrastructuur de hoogspanningsmasten en het gasnetwerk komt naar voren dat de bedieningsfuncties in gevaar komen als de behuizing bezwijkt. Dit geeft aanleiding om te veronderstellen dat ook de metselwerk bedieningsgebouwen bij gemalen en sluizen kwetsbaar zijn. Deze zijn immers niet ontworpen op seismische belasting. Sinds juni 2015 is de NCG actief om de veiligheid en leefbaarheid en economie te verbeteren in Groningen . Als onderdeel van het meerjarenprogramma worden er concrete maatregelen getroffen om woningen monumenten en andere gebouwen in de provincie Groningen bouwkundig en preventief te versterken. Door marktpartijen zijn inmiddels allerlei maatregelen bedacht om de veiligheid van gebouwen bij aardbevingsbelastingen te verhogen en de kans op schade te verkleinen. Het meest voor de hand liggende toepassingsgebied voor dergelijke maatregelen wordt gevormd door de gemetselde woningen omdat die als meest kwetsbaar zijn geïdentificeerd. Veel van deze maatregelen zijn breder toepasbaar en zouden ook ingezet kunnen worden in de bedieningsgebouwen bij gemalen en sluizen.

Locatie

Delft

Uitgevoerde acties

TNO heeft een triltafel ontwikkeld voor dynamische aardbevingstesten aan gebouwcomponenten en onderdelen in gebouwen. Een cruciaal onderdeel van het project is de opbouw en karakterisering van de triltafel bij BuildinG in Groningen. Bij de karakterisering van de triltafel is de tafel zodanig aangepast dat de signalen die op de tafel worden gegenereerd overeenkomen met het gewenste testsignaal.TNO heeft een procedure ontwikkeld om op de triltafel bij BuildinG in Groningen een gebouwdeel te testen. Met behulp van de meetgegevens uit zo’n aardbevingstest bepalen we de sterkte van het gebouwdeel. Deze eigenschappen zijn nodig om aan de hand van berekeningen te kunnen voorspellen hoe een volledig gebouw zich gedraagt bij een aardbeving in Groningen. Deze procedure is geschikt om te bepalen welke Het bepalen van het effect van de maatregelen op het uit-het-vlak falen van een gevel door middel van testen op de triltafel vormt de kern van het project. Daarom zijn stukken gevel in een frame geplaatst dat de randvoorwaarden van het gebouw kan overbrengen op het te beproeven geveldeel. Dit frame is vervaardigd in het project en kan gebruikt worden om verschillende ‘typen’ maatregelen te testen.Er zijn twee typen gemetselde muurtjes in het frame beproefd alsreferentie. Daarnaast zijn verschillende typen maatregelen/bouwwijzen beproefd:TYPE 1: verankering binnenblad-buitenblad (Fischer)TYPE 2: demontabel metselwerk (Daas ClickBrick)TYPE 3: alternatieve mortel met geperforeerde steen (Remix + Strating)TYPE 4: alternatieve materialen (Straw Blocks Systems)Daarnaast is onderzocht wat de spreiding is in testresultaten als meerdere muurtjes van dezelfde samenstelling worden getest.

Verwachtte resultaten

De resultaten van het project zijn:– Een gekalibreerde testopstelling– Een gevalideerde testprotocol dat inzetbaar is voor een breed bereik aan innovatieve maatregelen– Testresultaten van vier producten en referentiemuren:o Inzicht in principe (doet het product wat het beoogt)o Inzicht in kwetsbaarste onderdeel van het systeem (wat faalt het eerste)o Het scheurpatroon tot falen van het testobjecto Vergelijking faalgedrag met referentiecase (ander faalmoment/ander faalmechanisme)o Testresultaten zoals verplaatsings – versnellingsdiagrammen en verplaatsings –krachtdiagrammen– Resultaten van onderzoek naar spreiding in testresultaten– Voorstel voor een volgende stap: We kunnen nu met behulp van proeven op de triltafel nauwkeurig de eigenschappen van een constructiewijze van een gebouwdeel bepalen. We kunnen de proef nabootsen in een computersimulatie en daarmee het rekenmodel kalibreren. Met dat gekalibreerde rekenmodel kan het gehele gebouw worden doorgerekend. Aan de hand van deze gekalibreerde rekenmodellen kunnen bestaande en in ontwikkeling zijnde rekenmethodes en richtlijnen (NPR 9998) voor constructieve veiligheid verder worden verbeterd.- publicaties:o presentatie op GTL Congres 7 november 2018 https://www.gtlcongres-beurs.nl/bestanden/programma/programma2018.pdfo publieke bijeenkomst 12 maart 2018 bij BuildinG (ca. 60 deelnemers) https://www.building.nl/nieuws/bijeenkomst-over-versterken-en-maatregelen-bij-buildingo publieke bijeenkomst 30 oktober 2018 bij BuildinG (ca. 50 deelnemers)https://www.building.nl/nieuws/belangrijke-stap-voor-beoordeling-van-versterkende-maatregelen-in-aardbevingsregioo rapportages zijn als download beschikbaar:https://www.tno.nl/nl/over-tno/nieuws/2019/7/testmethode-voor-aardbevingsbestendig-bouwen/

Innovativiteit

Tot op heden bestaat nog geen algemeen geaccepteerd kader voor het beoordelen van de effectiviteit van (innovatieve) maatregelen voor het herstellen en versterken van gebouwen in aardbevingsgevoelige gebieden. Door dit project is er nu een testopstelling beschikbaar in Groningen met daarbij een testmethode om de aardbevingbestendigheid van gevels/muren te onderzoeken Met de resultaten van dit project is een belangrijke stap gezet in de richting van een generiek toepasbare methodiek voor de beoordeling van de effectiviteit van maatregelen en schade- en veiligheidsrisico’s

Valorisatie

Bij de ontwikkeling van de generiek toepasbare beoordelingsmethodiek wordt rekening gehouden
met opname ervan in een norm of richtlijn. Dit kan betekenen aansluiten bij een bestaande norm of
richtlijn of het opzetten van een zelfstandige richtlijn.
Om zorg te dragen voor een goede toepasbaarheid van de resultaten worden projectpartners uit de
hele keten betrokken. Dit zijn de (mede-)probleemeigenaren, de leveranciers van producten,
beheerders van de testfaciliteiten en certificerende instanties. Door hun participatie in het project
raken zij direct en actief betrokken.
De resultaten van het onderzoek zijn verder toegankelijk voor de gehele bouwsector. Dit wordt
gerealiseerd door publicaties in vakbladen, een website en presentaties op symposia.

Hoe gaan de participanten van het project om met intellectueel eigendom dat voorkomt uit deze projecten?

De resultaten van het onderzoek zijn verder toegankelijk voor de gehele bouwsector

Op welke wijze wordt de informatie over dit project op eenvoudige wijze voor het algemene publiek kenbaar gemaakt (beschrijving van het onderzoek, deelnemers en de planning en voortgang)?

Dit wordt gerealiseerd door publicaties in vakbladen, een website en presentaties op symposia.

Projectvoorwaarden

Via de website van TKI Deltatechnologie:
http://www.tkideltatechnologie.nl/projecten/
Via de website van TNO over proecten:
https://www.tno.nl/nl/aandachtsgebieden/leefomgeving/buildings-infrastructures/infrastructuur-asset-management-veilig-en-duurzaam/
Via de website van Deltares over TKI proecten:
https://publicwiki.deltares.nl/display/TKIP/TKI+Projects+Home

Projecteigenaar en projectleider(s)

Projecteigenaar:
Adri Vervuurt
Projectleider(s):
Tim Dijkmans

Partners

  • Daas Baksteen Zeddam B.V.
  • FeNB2 Staalframebouw B.V.
  • Fischer Benelux B.V.
  • Remix Droge Mortel B.V.
  • Steenindustrie Strating B.V.
  • Stichting BuildinG
  • Stichting EPI-kenniscentrum
  • Straw Blocks Systems B.V.
  • TKI Deltatechnologie
  • TNO
  • TOTAL WALL

Resultaten

Beoordelingskader voor herstel en versterking bij aardbevingen-2019-3

Wetenschappelijke publicatie?