Het trillingsgedrag van hoogbouw wordt niet goed voorspeld met de huidige rekenmethoden. De invloed van de ondergrond in de Nederlandse Delta speelt hierbij een belangrijke rol. Een consortium genaamd HIVIBE bouwt daarom kennis op over het trillingsgedrag van hoogbouw in Nederland door metingen uit te voeren aan acht hoge gebouwen, waaronder De Zalmhaven. Het doel van deze kennisontwikkeling is een betrouwbare voorspelling van windtrillingen in de ontwerpfase van hoogbouw. Het is de ambitie van het consortium om te komen tot een Nationaal Programma Hoogbouwmonitoring.
Hoogbouw is aan een sterke groei bezig, zowel wereldwijd [1] als in Nederland [2]. Alle grote steden in Nederland omarmen hoogbouw in hun visie op stadsontwikkeling. Er is niet alleen een trend naar hoger maar ook naar slanker en tegelijk naar toepassing van andere materialen (zoals hout of hogesterktestaal en -beton). Duurzaamheidseisen vragen om lichtere gebouwen met minder materiaalgebruik. Het steeds hoger, lichter en slanker bouwen maakt gebouwen gevoeliger voor wind. De wind veroorzaakt trillingen in het gebouw die gevolgen kunnen hebben voor de constructieve veiligheid (in de uiterste grenstoestand, UGT) en voor de beleving van gebruikers (in de bruikbaarheidsgrenstoestand, BGT).
Inmiddels is met De Zalmhaven (foto 1) de grens van 200 m hoogte gepasseerd in Nederland. Rond deze hoogte wordt de beleving van de trillingen door gebruikers bepalend voor de dimensionering van de constructie. Het wordt dus steeds belangrijker dit gedrag goed te voorspellen [3], om enerzijds te voorkomen dat achteraf problemen ontstaan die kostbare ingrepen vergen en anderzijds in het ontwerp niet te conservatief te zijn en onnodig veel materiaal te gebruiken.
Het trillingsgedrag van hoge gebouwen wordt al onderzocht sinds de jaren 30 van de vorige eeuw. De eerste experimenten werden gedaan aan het Empire State Building. Een beschrijving van die eerste experimenten is bijvoorbeeld te vinden in Holmes en Bekele [4]. In de jaren 60, 70 en 80 is dit onderzoek verder ontwikkeld door onder andere Davenport [5], Ellis [6] en Jeary [7] om tot generieke regels voor het trillingsgedrag te komen. In Nederland zijn toen ook de eerste trillingsmetingen uitgevoerd door Van Koten [8] aan diverse gebouwen (tabel 1). Deze metingen stonden aan de basis van de eerste vuistregels voor demping en eigenfrequenties van gebouwen (zie kader Vuistregels), die ook nu nog worden gebruikt in de normen.
Reacties
Gerard Jol 03 februari 2022 17:02
Dit is een belangrijk onderwerp. Vereenvoudiging en metingen zijn altijd belangrijk, parallel aan diepgaander wetenschappelijke benadering. Mijn afstudeerwerk (en Stevinrapport TUDelft, 1988) was a.h.v. diverse literatuur van V.Koten, toegepast op windspectra (windvlagen) op offshore affakkelconstructies, dynamica en opslingering, en vereenvoudiging van formules voor eigenfrequenties.