themaBrand in parkeergarage720094themaBrand inparkeergarageSchade aan betonconstructie nader onderzochtBrand in parkeergarage 72009 51 Het twaalf verdiepingen hoge woongebouwHarbour Edge aan de Rotterdamse Lloydstraatfoto: WFABij de brand en de daarbij uitgevoerde bluswerkzaamheden zijnvan enkele kanaalplaatvloeren onderschillen of delen daarvanjuist boven de vuurhaard na een relatief korte tijd naar benedengekomen (foto 3). Plaatselijk bleken de lijven van de kanaal-plaatvloeren horizontaal te zijn doorgescheurd. Benadruktwordt dat de vloer als geheel niet is bezweken (foto 4).De rapportages van dit onderzoek bevatten een aantal aanbeve-lingen, over mogelijke normaanpassingen, betere protectiesys-temen, arboveiligheid enz. Daarnaast zijn ook de nodige vragengeformuleerd. Een belangrijke daarvan is hoe deze onderschil-len zijn losgekomen, of meer specifiek: hoe de horizontalescheurvorming heeft kunnen plaatsvinden. En was het eenincident of was de waargenomen scheurvorming meer structu-reel van aard? Nader onderzoek leek gewenst.Nader onderzoekDe betonindustrie nam haar verantwoordelijkheid. In opdrachtvan BFBN (Bond van Fabrikanten van Betonproducten inNederland) en AB-FAB (de sectorvereniging voor construc-tieve betonproducten) werd medio 2008 door TNO Bouw enOndergrond, Efectis Nederland BV en Expertise CentrumRegelgeving Bouw, het `Onderzoeksplan brandwerendheidkanaalplaatvloeren' opgesteld. De begeleidingsgroep werdgevormd door bovengenoemde partijen, aangevuld met eenvertegenwoordiging van VROM-inspectie, COBc en enkeleexterne deskundigen.Het eerste deel van het onderzoek bevatte de volgende onder-delen:1 Nader onderzoek van de toepassing van de kanaalplaatvloerin de parkeergarage aan de Lloydstraat.2 Nader onderzoek van het schadebeeld bij de brand.3 Inventarisatie van de toepassing van kanaalplaatvloeren in depraktijk.4 Quick-scan van onderzoek en schades waarbij voortijdigbezwijken is opgetreden.5 Vaststellen mogelijke bezwijkmechanismen en bijbehorenderelevante parameters.Belangrijkste vraag was of het hier om een incident ging of niet.Kon het gedrag van de constructie worden verklaard? Waren eroplossingsrichtingen denkbaar? Moest de wijze van beoordelenen testen mogelijk worden aangepast?Inmiddels is het eerste deel van het onderzoek afgerond. Hieroveris door de onderzoekers gerapporteerd. In dit artikel staat eensamenvatting van de conclusies en aanbevelingen uit dit rapporten wordt weergegeven hoe het onderzoek verder wordt voortge-zet. Tevens is door de BFBN een begeleidende brief uitgegaan,ondersteund door de aangegeven begeleidingscommissie. Dezebrief geeft aan welke maatregelen genomen kunnen worden omOp 1 oktober 2007, in de vroege ochtend, ontstaateen brand in de parkeergarage van het twaalf verdie-pingen hoge woonggebouw Harbour Edge aan deRotterdamse Lloydstraat. Zes auto's branden uit, debetonconstructie raakt zwaar beschadigd. Naaraanleiding van deze brand hebben TNO en Efectis inopdracht van de Veiligheidsregio Rotterdam-Rijn-mond onderzoek verricht naar de oorzaken.1ir. Wim Welling enir. Aad van PaassenBFBN/AB-FABthemaBrand in parkeergarage720096der is er gekeken naar het schadepatroon van de brand inRotterdam. De hiervoor beschikbare informatie bleek echterbeperkt. Wel is horizontale scheurvorming in kanalen ook bijenkele andere brandschades geconstateerd. Bij deze brandscha-des is in een enkel geval slechts een deel van de onderschil aande rand van de plaat naar beneden gekomen, zonder dat devloer is bezweken. Niet duidelijk is geworden onder welkeomstandigheden dit fenomeen ontstaat: zijn het de internespanningen bij verhitting, is het de geometrie van de plaat zelf,de verhinderde vervorming of de dikte van de druklaag?Ook is geconstateerd dat het analyseren van brandproevenmoeilijk is. In ieder geval zijn 32 proeven redelijk gedocumen-teerd. Bij een aantal brandproeven trad het bezwijken opdwarskracht eerder op dan volgens de rekenregels van NEN6071, waarbij alleen gerekend wordt op bezwijken op momentbij brand. Verder is er nadrukkelijk gezocht naar de parametersdie het schadebeeld van `Rotterdam' mogelijk hebben veroor-zaakt. De studie heeft parameters in beeld gebracht, maar noggeen definitief oordeel kunnen vellen over de positieve dan welnegatieve invloed hiervan op het uiteindelijke schadebeeld.VervolgonderzoekOmdat in het rapport nog niet op alle vragen een afdoendeantwoord is te geven, wordt aanbevolen vervolgonderzoek tede kans op horizontale scheurvorming in de dammen ten gevolgevan mogelijk verhinderde vervorming bij brand te verkleinen.Conclusies van het onderzoekDe vloerconstructie van de parkeergarage was op de gebruike-lijke manier berekend, volgens NEN 6071 (Rekenkundigebepaling van de brandwerendheid van bouwdelen - Betoncon-structies). Hij voldeed aan de eis van het Bouwbesluit 2003,namelijk 120 minuten brandwerendheid met betrekking totbezwijken van de hoofddraagconstructie. Bij de in de praktijkgebruikelijke manier van toetsen op buigend moment volgensNEN 6071, wordt geen rekening gehouden met de effecten vanbijvoorbeeld verhinderde vervormingen. Deze effecten kunnenzowel een positieve als een negatieve invloed hebben. Maarpraktisch hanteerbare berekeningsmethoden hiervoor zijn nietbeschikbaar.Bij nader onderzoek van de schade werd vastgesteld dat hori-zontale scheurvorming in de dammen al na 30 ? 45 minutenoptrad, bij een brandkromme die redelijk overeenkomt met deISO-brandcurve. Mogelijk hebben de lokale verschillen intemperatuur als gevolg van ongelijke verhitting, invloed gehadop de spanningen in de kanaalplaatvloeren.Bij de beoordeling van de vraag of de situatie in Rotterdamuniek was, is een conclusie dat vloerdetailleringen in het alge-meen niet kenmerkend zijn voor een bepaald type gebouw. Dedetaillering was echter wel redelijk bijzonder: de gekozen druk-laag, afschotlaag en asfaltlaag van in totaal 200 mm was aan dehoge kant. Bovendien was er een zware koppelwapening van?12-250 aanwezig boven het steunpunt als verbinding tussenwand en druklaag (fig. 6).Om na te gaan of er vergelijkbare schadegevallen zijn, is er bijde quick-scan uitgebreid gezocht naar kennis van brandschadesen naar resultaten van internationaal onderzoek. In het bijzon-23Brand in parkeergarage 72009 72 Woongebouw gefotografeerd direct na de brand. Roetaanslag is nog tezien boven de tweede rij raamopeningen aan de linker zijgevel3 Van enkele kanaalplaatvloeren zijn onderschillen of delen daarvan naeen relatief korte tijd naar beneden gekomen4 Aan de bovenzijde van de vloer, waaronder de brand heeft gewoed, isgoed te zien dat de vloer niet is bezwekenOp basis van de huidige kennis worden de volgende maatrege-len genomen:? detailleringsvoorstellen;? berekening van dwarskracht bij brand.DetailleringsvoorstellenGeconstateerd is dat bij de brand in de Lloydstraat en bijenkele andere praktijkbranden de onderschil of gedeelten vande onderschil vroegtijdig bezweken zijn, echter zonder dat devloer in zijn totaliteit bezweken was. De fenomenen die leidentot dit gedrag zijn weliswaar kwantitatief nog niet volledigbekend. Maar bij de constructies waar de schade is waargeno-men, mag worden verwacht dat de (te) hoge drukspanningenin de onderschil een belangrijke rol hebben gespeeld. Dezehoge drukspanningen worden mede veroorzaakt door eengrote mate van opsluiting in de vorm van verhinderde rotatieen verplaatsing bij de oplegging. De schades zijn waargeno-men bij een over het steunpunt doorgaande gewapende druk-laag. Inwendige spanningen in de kanaalplaat kunnen be?n-vloed worden door een dikkere druklaag, die stijf en koud isten opzichte van de uitzetting (opgelegde vervorming) van deonderzijde van de kanaalplaat door brand.De volgende aanvullende detailleringsmaatregelen kunnenvoorlopig worden aangehouden:1 Bij de oplegging van de kanaalplaten:doen. Het doel van het vervolgonderzoek is het bepalen van deeffecten van de ge?dentificeerde invloedsfactoren (lees: parame-ters) op de horizontale scheurvorming. Op grond daarvan kanworden nagegaan onder welke omstandigheden de problema-tiek speelt en welke oplossingsrichtingen denkbaar zijn.Ook moet worden nagegaan of de gangbare manier van toet-sing op buiging volgens NEN 6071 ? waarbij in feite de wape-ningsafstand wordt getoetst ? toereikend is. Bij de 32 gedocu-menteerde proeven bleek dat een significant deel van de proef-resultaten niet gedekt werd door deze controlemethode opbuiging volgens de NEN 6071. Dit vraagt dus om een beterebepalingsmethode. Ook al is de brand aan de Lloydstraat rede-lijk uniek, toch kan er lering getrokken worden uit de opgedaneervaring.BFBN / AB-FAB heeft al opdracht gegeven om de invloed vande parameters voor horizontale scheurvorming te onderzoe-ken, waarbij het spanningsbeeld van de constructie met kanaal-plaatvloeren nog beter inzichtelijk wordt. Wat zijn maatregelendie de te hoge piekspanningen voldoende reduceren?Daarnaast is er een Europese studie over `dwarskracht en brand'in afronding. De Franse onderzoeksinstelling CERIB is inopdracht van de Europese regelgevingorganisatie CEN bezig meteen aanpassing van de productnorm voor kanaalplaatvloerenNEN-EN 1168 en dan met name van Annex G (Resistance tofire) (zie artikel `Brandveiligheid kanaalplaatvloeren' op p. 10).4Brand in parkeergarage7200985 Horizontale scheurvorming in de dam vaneen kanaalplaat6 Vloer-/wanddetail bij de gevel.De ? 120 mm dikke afschotlaag/asfaltlaag isniet getekendHoe verder?In overleg met de betrokken voorschriftencommissies zalworden vastgesteld op welke termijn de bijgestelde Annex Gofficieel voorschrift kan worden. In ieder geval wordt deaanpassing verwerkt in de Beoordelingsrichtlijn Systeemvloe-ren (BRL 0203) en zal het Attest-met?productCertificaat(AmpC) voor kanaalplaatvloeren worden aangepast.In de afstemming tussen hoofdconstructeur en leverancier kannatuurlijk worden afgesproken dat de rekenregels volgensAnnex G en de detailleringsregels voor de oplegconstructies aldirect worden toegepast. ? toepassen van een oplegmateriaal (elastomeer centreer-strip van 3 mm x 40 mm (b x h), waarmee een vrijeruimte tussen de kanaalplaat en de oplegging wordtverkregen, waardoor enige rotatievrijheid ontstaat;? toepassen van een dun indrukbaar materiaal aan de kopsekant van het kanaalplaatvloerelement ter plaatse van deonderschil.2 Toepassen van koppelwapening in het midden van dekanaalplaat (in de voegen of in sleufsparingen ter plaatse vande kanalen).3 Voor een aan te brengen druklaag geen grotere dikte toepas-sen dan 50 mm in het midden van de overspanning (vanwegetoog zal de dikte bij de oplegging iets groter kunnen zijn).4 In de druklaag bij de opleggingen in lengterichting maximaal?6-150 mm toepassen.Berekening van dwarskracht bij brandBij een aantal brandproeven blijkt bezwijken op te treden alsgevolg van dwarskracht en/of verankeringsbreuk, bij eenbrandduur die korter is dan verwacht mag worden op basis vande gebruikelijke berekening van de brandwerendheid opbezwijken op buiging. Dit blijkt uit het TNO-rapport waarin deresultaten van in het verleden in het laboratorium uitgevoerdebrandproeven zijn beschreven. In de praktijk is dit fenomeenniet of nauwelijks waargenomen.In de ontwerp-Annex G van EN 1168 van 11 juli 2009 is eenmethode opgenomen voor de berekening van dwarskracht bijbrand. Deze berekeningsmethode is gekalibreerd met eenaantal laboratoriumproefresultaten. Herberekening van deproefresultaten uit het TNO-rapport geeft aan dat dezemethodiek effectief is. De methode gaat uit van een construc-tie waar-bij de kanaalplaat verankerd is met de oplegconstruc-tie, door middel van verankeringstaven in de voeg- of sleuf-sparingen.thema65