dr.ir.J.Stratingvoorzitter NEN-subcommissie 351 01 01'TGB Algemeen gedeelte en belastingen'Veiligheid nader beschouwdCommentaar op het artikel 'Veiligheid' van ir.W.R. deSitter, gepubliceerd in Cement 1981 nr.4, bl.262-266In Cement (1981) nr. 4 heeft ir.W.R. de Sitter een artikel gepubliceerd onderde titel 'Veilig-heid', waarbij hij in de vorm van een subtitel de vraag stelt of wij metonze veiligheidsbeschou-wingen en de daarmee in verband staande kwaliteitscontroles op de goede weg zijn. In detekst van het artikel wordt deze vraag vervolgens ontken nend beantwoord. De Sitter komt totdeze conclusie door de ontwikkelingen op het gebied van de probabilistische veiligheidsbe-schouwingen, zoals die onder andere door het werk van de Joint Committee on StructuralSafety (JCSS) zijn (worden) gestimuleerd, te confronteren met analyses van bouwschade-statistieken. Dergelijke analyses hebben zonder enige twijfel aangetoond dat menselijkefouten de belangrijkste oorzaak vormen van schadegevallen in de bouw. Het artikel refereertaan het onderzoek van het Franse bureau Securitas; hieraan kan worden toegevoegd hetonderzoek van Matousek en Schneider [1]. Beide publikaties komen tot de conclusie datongeveer 90 procent van alle schadegevallen worden veroorzaakt door ??n of meerderemenselijke fouten. Het argument dat De Sitter in zijn publikatie naar voren brengt, is dat ditaspect van het abstracte beg rip'veiligheid'te weinig aandacht krijgt in de huidige (probabilis-tische) veiligheidsbeschouwingen. Hij stelt, mijns inziens terecht, dat de veiligheid vanbouwconstructies het meest gediend is met kwaliteitsbewakingprocedures die erop gerichtzijn menselijke fouten bij ontwerp, uitvoering en gebruik van een bouwwerk te voorkomen enop te sporen. Dit betekent echter niet dat de beschikbare probabilistische modellen hunwaarde en bruikbaarheid verliezen.De aanduiding 'probabilistische veiligheidsbeschouwingen'wordt hieroverigensgebruikt inde meest ruime zin en bestrijkt het hele gebied van eenvoudige Niveau 0 tot en met volledigprobabilistische Niveau III beschouwingen. Het is voor de ge?nteresseerde lezer van belang teweten dat, naast het doordeSittergenoemdeStuPOC rapport'Veiligheidsbeschouwing voorOffshore Constructies', door CUR-VB onderzoekcommissie A-16 'Veiligheid' een State-of-the-Art rapport wordt samengesteld waarin een overzicht wordt gegeven van de toegepastetheorie; het concept van dit rapport is nagenoeg gereed.De menselijke factorBij de bekende toepassingen van probabilistische modellen voor de veiligheidsbeschouwingvan bouwconstructies wordt veel aandacht geschonken aan de (continue) spreiding inverwachte belastingen en sterkte. Dit is onder andere het gevolg van de geobserveerdevariaties in dezeontwerpvariabelen, hetgeen ??n van de belangrijkstestimulansen isgeweestvoor het tot ontwikkeling komen van dergelijke modellen in de afgelopen 30 jaar.Het ontbreken van een algemeen, probabilistisch model waarin ook de menselijke fout(en)zijn plaats vindt, wordt door alle betrokkenen als een grote tekortkoming ervaren. Men gaat erevenwel vanuit dat, met enige inspanning, zo'n model in de nabije toekomst operationeel zalzijn; of hierbij de door De Sitter aangehaalde wollige verzamelingen een rol zullen spelen valtnog te bezien. Over de betekenis daarvan zijn internationaal de meningen verdeeld. Van mijnkant merk ik slechts op dat ervaring en intu?tie een onzekere factor kunnen vormen bij hetbeoordelen van de veiligheid (of risico's); tevens dient men hierbij te bedenken dat deVervolg van blz. 668 (Aandacht voor het ma-teriaal beton)gelijkheden voor ontwikkelingslanden. Erworden ook steeds meer zeewaardige jach-ten in gebouwd, omdat ferrocement daar-voor een ideaal materiaal blijkt te zijn.Een andere interessante ontwikkeling maghier nietonvermeld blijven, namelijkdat mengeleerd heeft dat het niet noodzakelijk is omlange vezels in stukjes te knippen om daar-mee vezelbeton te maken; ook de lange on-verkorte vezels kunnen als wapenings- ofvoorspanelementen in betonconstructiesworden gebruikt! Daarvan vormen dearami-devezels een interessant voorbeeld met wel-licht grote toekomstmogelijkheden.De ontwikkeling van nieuwe betonsoortenlijkt zeer langzaam te gaan. Het wordt echtersteeds duidelijker dat deze wel doorgaat enleidt tot nieuwe mogelijkheden. Dit betekentniet dat in de nabije toekomst op de veeltoegepaste betonconstructies grote invloe-den van deze ontwikkeling moet worden ver-wacht, maar w?l dat andere mogelijkhedenworden geopend voor het constructiemate-riaal beton.Geraadpleegde literatuur1. VDI-Berichte 384, Kunststoffe im Beton-bau; Ulm 19802 Bakker, R.F.M. en K?hne, J.H..Afvalstof-fen - vervangende grondstoffen voor be-ton?; Cement 1981 nr. 3Cement XXXIII (1981) nr. 10 669ontwerper zelf zijn constructie anders zal beoordelen dan bijvoorbeeld de opdrachtgever.Voorts is er een belangrijk verschil te verwachten tussen de beoordeling van een deskundigeen een niet-deskundige. De problemen die zich voordoen bij de subjectieve beoordeling vanrisico's zijn uitvoerig beschreven door de onderzoekers Vlek en Stallen [2].Vooralsnog zullen wij moeten werken met probabilistische modellen waarin de menselijkefactor als basisvariabele ontbreekt. Hiertegen bestaat mijns inziens helemaal geen bezwaar,integendeel zelfs, daar ons andere methoden ter beschikking staan om dit bijzondere facetvan de veiligheid te kunnen beheersen. Een dergelijk aanpak bezit nog zoveel voordelen tenopzichte van elke andere, dat ik van mening ben dat de door De Sitter gestelde vraagbevestigend beantwoord dient te worden.Uitgangspunten voor modellenDe beschikbare modellen zijn nu zover ontwikkeld dat zij op zinvolle wijze gebruikt kunnenworden voor het modelleren van deelgebieden van het bouwproces. Hierbij wordt alsuitgangspunt gekozen dat bouwconstructies zodanig ontworpen en gebouwd moeten wor-den dat zij gedurende de geplande levensduur met voldoende mate aan betrouwbaarheid(lees: veiligheid) in staat zijn om:- optredende belastingen over te brengen, zowel tijdens de bouwfase als tijdens normaalgebruik;- lokale schade te verdragen zonder dat dit tot algeheel bezwijken leidt;- weerstand te bieden tegen bijzondere invloeden zoals brand, explosies e.d.Daarnaast dient de duurzaamheid van de bouwconstructie verzekerd te zijn. Meestal zal menernaar streven deze functies zo te vervullen dat een economisch gebruik van materialen,energie, manuren, ruimteen tijd gewaarborgd is.De keuze van het betrouwbaarheidsniveau (lees: bezwijkkans) hangt af van de gevolgen diehet bezwijken zal hebben voor de direct betrokkenen. Hierbij moet rekening gehoudenworden met het verlies van mensenlevens en met economische verliezen. Het kan dan zinvolzijn een aantal constructieklassen in te voeren die elk dit aspect in rekening brengen. Eenonderscheid wordt gemaakt tussen normale gebruikssituaties en bijzondere gebruikssitua-ties. Voor deze laatste wordt ook wel de Engelse term hazard scenario gebezigd. De normalegebruikssituaties beschrijven de voorspelbare belastingen gedurende de verschillendefasen waarin een bouwconstructie zich kan bevinden. We hebben hier doorgaans te makenmet functionele grenstoestanden. Hazard scenario's beschrijven situaties die, eventueel incombinaties met de normale belastingen, tot bezwijken van een bouwconstructie kunnenleiden. Tot deze laatste groep behoren de menselijke fouten, maar ook de extreme belastin-gen. De volgende maatregelen kunnen worden genomen om aan dergelijke gevaren, waaraaneen constructie bloot staat, het hoofd te bieden:- de oorzaak van deze gevaren uitschakelen;- ermee rekening houden bij het ontwerp;- de kans dat zoiets optreedt aanvaarden en pogen de gevolgen ervan te verkleinen.KwaliteitsbewakingZoals reeds eerder is opgemerkt, is het vooralsnog niet mogelijk om menselijke fouten in hetontwerpproces te verdisconteren op dezelfde wijze waarop een ontwerper dit doet metopgegeven belastingen. Bovendien dient men zich af te vragen of het wel mogelijk is teontwerpen tegen menselijke fouten door middel van een veiligheidsfactor. Deze zou danwaarschijnlijk zo groot gekozen moeten worden dat onverantwoord materiaalverbruik hetgevolg is. In ontwerpberekeningen zal daarom alleen rekening gehouden worden metextreme belastingen die redelijke waarden aannemen. Daarnaast zullen procedures moetenworden ontwikkeld die de kans van optreden van een menselijke fout zodanig verklei nene.q.uitschakelen dat zij aanvaardbaar wordt. Een dergelijke procedure wordt aangeduid met deEngelse term 'quality assurance'. Een goede Nederlandse term zou kwaliteitsbewakingkunnen zijn. Hierbij krijgen alle faceten van het bouwen aandacht: ontwerp, uitvoering engebruik. Kwaliteitsbewaking is veel omvattender dan kwaliteitscontrole, daar het laastste erslechts op gericht is om te controleren of bepaalde, van te voren vastgestelde, kwaliteitseisenin werkelijkheid ook gerealiseerd zijn. Om dit te bewerkstelligen worden procedures ontwik-keld voor het verzamelen van informatie, de interpretatie ervan en de op basis daarvan tenemen beslissingen. Het doel van kwaliteitsbewaking is evenwel ervoor te zorgen dat alleactiviteiten die de uiteindelijke kwaliteit van een bouwconstructie bepalen, worden uitge-voerd volgens een vooraf opgesteld plan en in overeenstemming met vastgelegde richtlijnen.Aangetoond moet worden door middel van een objectieve bewijsvoering dat deze activiteitenop de juiste wijze zijn uitgevoerd. Van het prille begin af wordt dan dus de kwaliteit bewaakt.Dit kan zich manifesteren door bijvoorbeeld reeds de voorontwerpen van een bouwwerkkritisch te (laten) bekijken om zodoende menselijke foutenbronnen en/of foutgevoeligeconstructievormen vroegtijdig te elimineren. Ook zal de nodige aandacht geschonkenmoeten worden aan het onderhoudsaspect van bouwconstructies. Een andere mogelijkebron voor schadegevallen treedt op wanneer de verantwoordelijkheden gedurende hetbouwproject niet ??nduidig zijn vastgesteld; dit aspect krijgt de nodige aandacht bij eenquality assurance procedure. Tenslotte zij nog eens opgemerkt dat veel fouten voorkomenkunnen worden indien men de beschikking heeft over goed opgeleid en getraind personeel,als de uitwisseling van gegevens goed geregeld is en als de werkomstandigheden optimaalzijn. Ik ben ervan overtuigd dat het invoeren van een dergelijke aanpak het aandeel vanmenselijke fouten in de schadestatistieken sterk zal terugdringen.Cement XXXIII (1981) nr. 10 670Welke bezwijkkans is aanvaardbaarIn het artikel van De Sitter wordt opgemerkt dat de ter beschikking staande probabilistischeveiligheldsbeschouwingen slechts werkelijke betekenis hebben voor het tot stand brengenvan een evenwichtige materiaalverdeling overeen constructie. Dit gaat voorbij aan het feit datdiezelfde modellen in vergelijkende berekeningen kunnen worden gebruikt om op eenverantwoorde wijze te extrapoleren vanuit ons ervaringsgebied, om nieuwe materialen op??nduidige wijze in te passen in onze bouwvoorschriften. Tevens kunnen de nu bekendemodellen inzicht verschaffen in degrijze vlekken van onze kennisalsmededieonderdelen vaneen constructie eruit lichten die extra aandacht behoeven omdat zij op onevenredige wijzebijdragen tot de (on)veiligheid.De vraag welke kans op bezwijken aanvaardbaar is, kan in zijn volledigheid nog niet wordenbeantwoord. Dit vormt echter geen belemmering voor het toepassen van de genoemdemethoden. De behoefte om bezwijkkansen en de daaruit volgende risico's voor gebruikersvan bouwconstructies te vergelijken met soortgelijke risico's, afgeleid uit verkeersongeval-statistieken en/of beroepsrisico 's is dan ooknieterg groot. Ervan uitgaandedat het 'menselij-ke fout'-aandeel in de bezwijkkans wordt gedekt door goede kwaliteitsbewakingsprocedu-res, kan inzicht in de sociaal en economisch aanvaardbare bezwijkkans worden verkregendooreen ijking uit te voeren op de bestaande bouwvoorschriften. Hierbij wordt veronderstelddat door de jaren heen in deze voorschriften een betrouwbaarheidsniveau is ingebouwd datvoor onze maatschappij aanvaardbaar is. De ijking kan worden gedaan aan de hand van eenaantal representatieve constructievormen, zoals een trekstaaf, een ligger op twee steunpun-ten, een eenvoudig spant, etc. Uit het bovenstaande valt tevens op te maken dat het niet in deeerste plaats te doen is om lichter te kunnen construeren; w?l om tot een consistent ensamenhangend geheel te komen zodat bepaalde onderdelen niet te zwaar en andere niet telicht worden uitgevoerd.De opmerking dat 'uit het oogpunt van veiligheid van constructies, de drie kubussen uit deG BV 1962 vermoedel i jk even effectief waren als de geavanceerde keuringsstatistieken die nusoms worden gebruikt' is tendentieus en alleen te rechtvaardigen als het erom gaat tecontroleren of geen grote menselijke fout is gemaakt bijdesamenstelling van het mengsel. Ditis evenwel, dacht ik, niet het enige doel van het beproeven van kubussen. Bij het materiaalbeton moet de rek?nwaarde voor de sterkte a priori worden gekozen. Het spreekt dan vanzelfdat een controle achteraf nodig is om aan te tonen dat de aangenomen waarde inderdaadverantwoord was; of de procedures uit de VB'74 voordit doel effectief zijn is een andere zaak.De prijs die betaald moet worden voor een eenvoudiger kwaliteitscontrole is een lagererek?nwaarde voor de sterkte, dat geldt voor alle materialen (staal zonder certificaat). Dat dit inveel gevallen slechts een gering effect heeft op de stichtingskosten van een bouwconstructieben ik met De Sitter eens.Nieuwe TGB Algemeen gedeelte en belastingenDeNEN-subcommissie351 01 01 TGB Algemeen gedeelte en belastingen' heeft ten aanzienvan probabilistische veiligheldsbeschouwingen een duidelijke positie ingenomen. Doordeze su bcom missie wordt gewerkt aan een nieuw voorschrift dat kan w?rden geclassificeerdalseen 'Niveau l'-voorschrift. Inditvoorschriftzullen de belastingen worden vastgelegd doormiddel van hun karakteristieke waarde en een aantal parti?le veiligheidsfactoren zullenworden ge?ntroduceerd. De parti?le veiligheidsfactoren kunnen worden verdeeld in belas-tingfactoren en materiaalfactoren. De belastingfactoren worden gedifferentieerd als functievan het type belasting terwijl tevens reductiefactoren zullen worden vastgesteld die dekleinere kans van het gelijktijdig optreden van meerdere belastingen met een hoge, ongunsti-ge waarde in rekening brengen. De grootte van al deze factoren zullen worden bepaald metberekeningen die op Niveau II worden uitgevoerd. De belastingsfactoren zullen voor allematerialen dezelfde zijn. Materiaalfactoren worden niet vastgesteld door de subcommissie;wel zal de procedure hiervoor (dwingend) worden voorgeschreven. Het kiezen van derelevante materiaalfactor blijft ten dele voorbehouden aan de betreffende normcommissie.De subcommissie overweegt wel het invoeren van een drietal constructie-categorie?n,afhankelijk van de omvang en ernst van het bezwijken van een constructie. Het werk van desubcommissie 351 01 01 is voor een belangrijk gedeelte ge?nspireerd door soortgelijkeactiviteiten die zich op Europees niveau afspelen, namelijk het opstellen van Eurocode nr. 1'Common Unified Rules for different types of Construction and Material'. Deze Eurocodegeeft de uitgangspunten aan voor alle materiaalgebonden voorschriften.BesluitHet was de bedoeling van deze reactie aan te tonen dat probabilistische veiligheidsbeschou-wingen wel degelijk zinvol toegepast kunnen worden, mits zij deel uitmaken van eenkwaliteitsbewakingsprocedure. In Nederland wordt hiermee een begin gemaakt in de nieuweTGB Algemeen gedeelte en belastingen.Literatuur1. Matousek, M. und J.Schneider, Untersuchungen zur Struktur des Sicherheitsproblems vonBauwerken; Institut f?r Baustatik und Konstruktion, Eidgenossiche Technische Hochschule,Z?rich, Februar 19762. Vlek, C.A.J, en P.J.M.Stallen, Persoonlijke Beoordeling van Risiko's; Instituut voor Experi-mentele Psychologie, Rijksuniversiteit Groningen, September 1979Cement XXXIII (1981) nr. 10 671ir.W.R. de SitterHollandsche Beton Groep NV,afdeling Speurwerk en Ontwikkeling,RilswiikWeerwoordGraag maak ik van de door de redactie gebo-den gelegenheid gebruikom enige kantteke-ningen te plaatsen bij de waardevolleaanvul-ling op de voorgaande bladzijden van dehand van dr.ir.J.Strating op mijn betoog.Uit de reactie van Strating blijkt dat hij mijnbetoog op twee belangrijke uitgangspuntenonderschrijft:1. het optreden van bezwijken of onevenre-dig grote schade is in het merendeel van degevallen te wijten aan menselijke fouten;2. de probabilistische modellen die thansgebruikt worden houden geen rekening metde invloed van deze menselijke fouten.Ik denk dat Strating het met mij eens kan zijndat wij, althans in het kader van deze gedach-tenwisseling, het optreden van bezwijken inbijvoorbeeld 95% van de gevallen zoudenkunnen wijten'aan menselijke fouten en in5% aan de invloeden die w?l verwerkt zijn inde thans gangbare probabilistische model-len.Het onderscheid dat Strating maakt tussen'kwaliteitscontrole' en 'kwaliteitsbewaking'is bijzonder zinvol. Uitgaande van dit onder-scheid is de kwaliteitscontrole in deze bete-kenis alleen van belang voor 5% van hetaantal gevallen waarin bezwijken of oneven-redig grote schade optreedt. En eigenlijknog minder, want de kwaliteitscontrole be?n-vloedt slechts dat deel van de 5% dat door despreiding in de materiaaleigenschappenende dimensies van de constructie wordt be-paald. In meer dan 95% van de gevallenwordt dus de veiligheid bepaald door hetniveau van de kwaliteitsbewaking, voorzo-ver dat andere aspecten dan de kwaliteits-controle betreft, menselijke fouten bij hetgebruik van de constructie en het niveau vaninspectie en onderhoud.Ik vind daarom dat verdere verfijning en ont-wikkeling van probabilistische methodesgeen wezenlijke bijdrage meer kan leverenaan het inzicht in-en de verbetering van-deveiligheid van onze constructies. Gelukkigstaan ons, in beginsel naast de kwaliteits-controle zoals Strating aangeeft, goede an-dere methoden ter beschikking waarmeemiddels kwaliteitsbewakingsprocedures hetoptreden van menselijke fouten bij ontwerp,uitvoering en gebruik kunnen worden voor-komen en opgespoord. Een goed gebruikenverdere invoering van dergelijke procedureszou zeker een bijdrage leveren aan de be-heersing van de veiligheid. Dit is nu juist watik destijds in het laatste punt van de samen-vatting van mijn artikel heb bepleit.Strating stelt dat probabilistische modellenzinvol gebruikt kunnen worden om middelsvergelijkende berekeningen te extrapolerenvanuit ons ervaringsgebied en nieuwe mate-rialen op ??nduidige wijze in onze bouw-voorschriften in te passen. We zouden bij-voorbeeld kunnen denken aan een extrapo-latie vanuit onze kennis en ervaring van ge-wapend beton naar vezelversterkt cement.Wanneer men een dergelijke extrapolatiebaseert op de gangbare probabilistischemodellen gaat men voorbij aan de mogelijkeverschillen met betrekking tot het optredenvan menselijke fouten bij het ontwerp, fabri-cage, uitvoering en gebruik van een con-structie in het nieuwe materiaal in vergelij-king met het bekende ervaringsgebied. Menveronderstelt dan impliciet dat de invloedendie van wezenlijk (95%) belang zijn voor deveiligheid voor beide materialen, gelijk zijnen baseert de extrapolatie op een rekenkun-dige behandeling van factoren die in praktijkde veiligheid nauwelijks (minder dan 5%)be?nvloeden.Dit voorbeeld illustreert de beperkte waardevan probabilistische modellen en de voor-zichtigheid die bij het gebruiken de interpre-tatiedaarvan in acht moetworden genomen.Voor wat betreft de kubussen uit de beton-voorschriften ben ik het met Strating eensdat controle achteraf op de sterkte noodza-kelijk is. Echter naar mijn mening zou eengroot deel van de inspanning die nu wordtbesteed aan geavanceerde statistische kwa-liteitscontrole met meer betekenis voor deveiligheid kunnen worden aangewend in hetkader van de kwaliteitsbewaking in de meeralgemene zin. Een dergelijke verschuivingvan de aandachtzou bij gelijkblijvende totaleinspanning daarom moeten kunnen wordengehonoreerd met een hogere rekenwaardevan de sterkte in plaats van bestraft meteenlagere waarde.Ervaring en intu?tie vormen inderdaad eenonzekere factor bij het beoordelen van deveiligheid. Onzeker in die zin, dat deze sub-jectief zijn en zich slechts moeilijk lenen vooreen absolute, getalsmatige benadering.Wanneer echter voor het merendeel (95%)van het aandachtsgebied van de veiligheidde gangbare probabilistische modellen onsniet helpen, dan heeft het wel degelijkzin omandere benaderingen mede in beschouwingte nemen. Dat heeft meer zin dan verdereontwikkeling van probabilistische modellen.Het zou kortzichtig zijn om methoden diezich baseren op ervaring en intu?tie en daar-om (nog) niet goed getalsmatig kunnen wor-den ge?nterpreteerd, alleen om die reden teverwerpen en ons te concentreren op werk-wijzen die weliswaar numeriek goed zijn tehanteren, maar die ons niet wezenlijk verderbrengen. In deze tijd van computers doet ditprobleem zich overigens niet alleen voor bijbeschouwingen over veiligheid. Ook op an-dere terreinen ziet men dat bij voorkeur dieoplossingsmethoden worden gekozen diezich lenen voor een numerieke behandeling,ook al zijn dergelijke methoden voor de on-derhavige problematiek soms nauwelijks re-levant.Het verschil van mening tussen Strating enmij is minder groot dan men op het eerstegezicht zou denken. Over de uitgangspuntenen de beperkingen van degangbareprobabi-listische modellen zijn we het in grote lijneneens. Strating ziet geloof ik goede mogelijk-heden in de toekomst voor het praktisch ge-bruik van verdere ontwikkeling en uitbouwvan deze modellen.Naar mijn mening brengt een dergelijke ver-dere ontwikkeling ons geen beter inzicht inde veiligheid en is het daarom beter ons tebezinnen op andere methoden. Ik gaer daar-bij vanuit dat wij in tijd, geld en ontwikke-lingspotentieel over begrensde middelenbeschikken en dat het er om gaat om dierichting in te slaan waarvan men verwachtdat bij gelijkblijvende inspanning het meesteeffect wordt bereikt.Het zou aardig zijn om over5 of 10 jaareens tekijken hoe de stand van zaken d?n is.Cement XXXIII (1981) nr. 10 672