C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gDet ailleringcement 2005 324De overheid moet de maatschap-pelijke belangen waarborgen.Maar diezelfde overheid lijkt, om-wille van de publieke opinie, insommige situaties de normtekstmeer en meer naar de letter tecontroleren, terwijl deze regelsjuist ontworpen zijn `in de geestvan'.Dit lijkt, gezien de verschillendeproblemen, een boude uitspraak.Wij ontwerpers constateren echterin de dagelijkse praktijk telkensweer dat er voldoende redenenzijn om de zaak zo scherp te stel-len. Sommige controlerendeinstanties interpreteren de regel-geving zodanig, dat er, onbewustof onbedoeld, sprake is van risico-mijdend gedrag. Daarvoor is ech-ter geen concrete aanleiding.Bovendien wordt hierdoor tijdenshet bouwproces onnodig veel gelden tijd verspild. Omdat de marktonvoldoende bij machte is omtegengas te bieden, wordt uitein-delijk toegegeven aan de eisen vande overheid en worden aanpassin-gen aangebracht.De oplossing voor het veiligheids-probleem ligt niet in intensievercontroleren. Het is eerder eenkwestie van `mindsetting' in dehele bouwketen. Hebben op-drachtgevers voldoende geld overvoor veiligheid? Willen architec-ten vorm geven aan de veilig-heidseisen en zijn ingenieurs instaat ze te onderbouwen? En lastbut not least: k?n de huidigegefragmenteerde bouwwereldnog wel volgens die eisen bou-wen?B a s i s v o o r d e h u i d i g eo p v a t t i n g o v e r v e i l i g h e i d"Een juiste interpretatie van de hui-dige opvatting over veiligheid voorconstructief ontwerpen leidt totmaatschappelijk verantwoord veiligeconstructies!"De hier geciteerde opvattinghoudt in dat een gebouw afdoen-de betrouwbaar is en is bovendiengebaseerd op statistische bereke-ningen. Je kunt ook zeggen:afdoende betrouwbaar is een ver-antwoord risico, afhankelijk vande kans op schade.Risico = Kans x Schade (altijd > 0!)De opvatting over veiligheid dieals norm wordt gehanteerd,maakt onderscheid tussen `con-crete' en `niet-gespecificeerde'situaties.Concreet wil zeggen: weerstandbieden tegen de concrete belastin-gen. Als een ontwerp met de toe-gepaste materialen voldoet aan deconcrete belastingcombinaties, ishet ontwerp afdoende betrouw-baar en daarmee veilig.Met niet-gespecificeerd wordt be-doeld: weerstand bieden tegenvoortschrijdende instorting. Eengebouw moet tevens een zeker in-casseringsvermogen hebben omvoortschrijdende instorting tevoorkomen.Welke veiligheidsgraad tegen voortschrijdende instorting is acceptabel?Risicobeheersing bijontwerpen van gebouwenir. A. Engels, DHV Bouw en IndustrieDe maatschappij verwacht van ontwerpers en bouwers afdoende veilige con-structies. In onderlinge samenhang moeten ontwerp, uitvoering en materia-len ervoor zorgen dat gebouwen ten volle berekend zijn op de te verwachtenbelasting. Door verschillende recente, soms dramatische gebeurtenissen (o.a.Maastricht, Leeuwarden, Tiel, Hoorn) is het vertrouwen van de maatschappijin de veiligheid helaas fors gedaald. De discussie ligt het gevoeligst bij hetfenomeen `voortschrijdende instorting'.1 |In het bovenste geval isde constructieve samen-hang gewaarborgd; inhet onderste geval nietC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gDet ailler ingcement 2005 3 25Figuur 1 toont expliciet een voor-beeld waar geen sprake is van zoeen waarborg. Als een element vaneen gebouw wegvalt, moet de restvan het gebouw blijven staan. Denorm geeft in de toelichting tevensaan dat er twee preventieve moge-lijkheden zijn om ervoor te zorgendat bij gedeeltelijk bezwijken, geenvoortschrijdende instorting plaats-heeft. Een ontwerper moet dus zor-gen voor een tweede draagweg ofervoor zorgen dat onderdelen vanhet gebouw niet kunnen wordenuitgeschakeld door een ongeval.De ontwerpers van een gebouwmoeten er tevens rekening meehouden dat essenti?le elementenuit kunnen vallen. Deze essenti?leelementen kunnen ze dan eventu-eel preventief beschermen.Wanneer zo'n essentieel elementpreventief beschermd is, kan hetdus niet meer uitgeschakeld wor-den en is er geen tweede draagwegnodig.Toepassing van deze opvattingAls je wilt gaan bouwen, moet jeverschillende fases doorlopen: vanvoorlopig tot definitief ontwerp, envervolgens het ontwerp van hetbestek. In deze fases wordt de con-structie ontworpen. Ook worden erberekeningen gemaakt op basisvan de mechanica. De toegepastematerialen moeten voldoendesterkte, stijfheid, stabiliteit ensamenhang (de vier S-en) hebbenom te voldoen aan de belasting-combinaties van de norm. Vooreen veilig gebouw moet aan allevier voorwaarden zijn voldaan.Voortschrijdende instorting valtonder samenhang.Daarnaast moet een ontwerperrekening houden met bijzonderebelastingen, zoals brand, botsingendoor voertuigen en gasexplosies.Als bijvoorbeeld een gasketel bui-ten of bovenop het gebouw wordtgeplaatst, wordt een gasexplosiebinnen het gebouw voorkomen endaarmee tevens de kans op voort-schrijdende instorting sterk ver-kleind. Een ander voorbeeld is eenkolom zo sterk maken dat deze dete verwachten botsbelasting vaneen vrachtwagen kan opvangen.Deze aanpak is zowel door dewetenschap als de overheid en deontwerpers geaccepteerd en heeftzijn waarde de laatste decenniaruimschoots bewezen.T e n d e n s"Absolute veiligheid bestaat niet enhet nastreven ervan is onrealistisch,onwerkbaar en onbetaalbaar."De laatste tijd ervaren wij dat eenabsolute interpretatie wordt gege-ven aan het incasseringsvermogen? secundaire veiligheid ? vangebouwen. Normaal gesprokenwordt gezorgd voor een tweededraagweg ?f voor een preventieveextra bescherming van specifiekeonderdelen. Nu suggereert de over-heid dat elk essentieel onderdeelvan een gebouw een tweede draag-weg noodzakelijk maakt. Dit is eenformeel juridische, absolute uitlegvan de normtekst, die voorbijgaat2 |Kantoorgebouw Ernst &Young aan de Boompjeste Rotterdam720072007200720072007200? 700typeRtypeLtypeRtypeLvloerdikte = 200mmtypeFtypeFi.h.w. betontypeBtypeBtype Ftype Atype F7200type HtypeRtypeRtypeJtype Jprefabplaat dik 200mmtypeDtypeD? 800typeLtypeLtypeC? 700typeDtype Atype AtypeJtypeJtype Gtype LtypeJtypeJtot 7e verdiepingt.p.v. 7e verdiepingt.p.v. 7e verdieping7200type Dtype DtypeDtypeH7200straal kolommenstraal kolommen? 700 ? 700 ? 550A'A66'5X'BY'C DE'E4322'1A B C D ER37557R37962?700? 500? 500?700?5003 |Kantoorgebouw Ernst &Young; de kans dat ookeen van de inpandiggelegen kolommen zalworden aangereden isniet re?elC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gDet ailleringcement 2005 326aan de vraag of het wel logisch isdat een onderdeel kan wegvallen.Een direct gevolg van deze absolu-te uitleg is dat de overheid hetbeschermen of versterken van eenkolom, zoals wij dat gewoon wa-ren, niet meer accepteert. Deopstellers van de normen hebbenhet nooit nodig gevonden zo verte gaan. En deze interpretatieblokkeert in ??n keer alle anderenormen en daarmee het completeontwerp.In feite vormt dit de kern vanmijn betoog.Voorbeeld 1Het op foto 2 getoonde ontwerpvan 75 m hoog betreft een beton-nen kern, omringd met prefabbetonnen kolommen, stalenhoedliggers en hoogwaardigekanaalplaatvloeren. Dit is een inNederland veel toegepaste stapel-bouwconstructie. Het ontwerpvoldoet aan alle concrete ont-werpregels en is daardoor for-meel ook afdoende betrouwbaar.De buitenkolommen zijn zo ont-worpen dat ze bestand zijn tegeneen mogelijke aanrijding dooreen zware vrachtauto. De inpan-dige kolommen zijn niet op aan-rijdbelasting berekend, maar bie-den alleen al door hun afmetin-gen afdoende weerstand (fig. 3).De conclusie zou dus moeten lui-den: het ontwerp is afdoendebetrouwbaar. Dit geldt eveneensvoor het incasseringsvermogen.De toetsende instantie hanteerdeechter de absolute invulling vande norm: een situatie waarbijvoortschrijdende instorting zelfsniet zou mogen optreden indienalle kolommen volledig verwij-derd zouden worden.Een wellicht enigszins vergezoch-te vergelijking is die van een tafelmet vier poten. Als er ??n pootafbreekt, kan de tafel niet meerstaan. Hiervoor zul je echter welheel veel geweld moeten gebrui-ken en er zou zelfs een zaag aante pas moeten komen. Wat moeter nu volgens de absolute juridi-sche uitleg van de huidige nor-men gebeuren? Een oplossingzou kunnen zijn de vier potenvan de tafel te beveiligen door depoten over de lengte in twee?n tezagen, zodat, als er ??n deelkapot gaat, het andere deel detafel nog kan opvangen. Dit gaatheel ver, maar is wel een voor-beeld bij rigide toepassen vanregels.Het ontwerp van het kantoorge-bouw is nochtans aangepast, zon-der instemming van de ontwerper.Voorbeeld 2De opvallende vorm van het ont-werp van het gebouw op foto 4wordt grotendeels bepaald dooreen uitkraging van ruim 20 m. Deuitkraging wordt gedragen dooreen betonnen stabiliteitsframe inde vorm van een dubbele X (fig.5). Deze vierkante kolommen heb-ben elk een zijde van 1,60 m; deafmeting is bepaald door de hogekolomlasten.Ook hier voldoet het ontwerp aanalle concrete ontwerpregels, waar-door het formeel afdoendebetrouwbaar is. De ontwerperskonden bovendien geen realis-tisch scenario bedenken datafbreuk zou doen aan het incasse-ringsvermogen van de immenszware kolom. Desalniettemin ishet ontwerp uiteindelijk tochonder druk van de regelgevingaangaande voortschrijdendeinstorting integraal aangepast.Het moge duidelijk zijn dat devereiste aanpassingen niet alleenafbreuk doen aan het concept,maar bovendien bijzonder kost-baar zijn.C o n s e q u e n t i e sAls de actuele invulling voor hetvoortschrijdend instorten verderenavolging zou krijgen, heeft datvooral consequenties voor de pre-fab stalen en/of betonnen stapel-bouw en zo ook voor door de over-heid gewenste recente ontwikke-lingen op het gebied van IFD-bou-wen. Nog erger is dat er rechtson-gelijkheid ontstaat. Bij gebouwendie politiek zeer gewenst zijn, zouvan de rigide toepassing van denormtekst kunnen worden afge-weken, terwijl deze bij anderegebouwen strak wordt aangehou-den.Het voldoen aan verscherpteregelgeving houdt voor deze veelvoorkomende wijze van bouwenin, dat kapitaalintensieve voorzie-4 |Woongebouw aan deBoompjesbron rendering: OCGraphics, AmsterdamC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gDet ailler ingcement 2005 3 27ningen moeten worden getroffen.Het gevolg hiervan is datNederland zich in een zwakkereconcurrentiepositie manoeuvreert.Voor een aantal zaken bestaatbovendien nog geen offici?leregelgeving. Er is bijvoorbeeld noggeen definitie van wat onder een`element' moet worden verstaan.Het voork?men van voortschrij-dende instorting is een veilig-heidsaspect. Een gebouw maggrote verplaatsingen ondergaan,mits het niet instort. Maar welkeverplaatsing acceptabel is, kan opdit moment niet worden gedefi-nieerd, omdat de ontwerpregelsontbreken.Gelukkig houden speciale com-missies en een afstudeerprogram-ma van de Technische UniversiteitDelft zich bezig met een betereinvulling van dit hiaat. In het hier-navolgende artikel doet Stufib-stu-diecel "Incasseringsvermogen vanBouwconstructies" een poging derisico's van voortschrijdendeinstortingen verder te beperken.Grotere veiligheid?Eigenlijk heeft het pas zin omover al deze zaken te discussi?renals de veiligheid van de gebouwenermee zou toenemen. En dat isprecies hetgeen wij als ontwerpersbetwisten: de ontwerpen van dehuidige stapelbouw zijn over hetgeheel genomen afdoende veilig.De vier aspecten waarom het inde bouw draait, zijn: ontwerp, uit-voering, materiaal en overbelas-ting. In de praktijk gebeurt eenongeluk als gevolg van fouten bijeen of meer van de genoemdeaspecten. De Twin Towers bijvoor-beeld zijn ingestort door een bij-zonder extreme (belasting)situatie.In het ontwerp was rekeninggehouden met veel kleinere vlieg-tuigen die bewust op de torenszouden invliegen. Paradoxaalgenoeg hadden deze torens juisteen buitengewoon groot incasse-ringsvermogen tegen voortschrij-dende instorting. Tegen het bij deTwin Towers gebruikte geweld isechter geen enkel gebouwbestand.O n t w i k k e l i n g e nConstructieve veiligheid speeltniet alleen in Nederland. Ook inEuropees verband is er op dit ter-rein een ontwikkeling gaande. DeEurocode 1 geeft op strategischniveau aan hoe constructieve vei-ligheid moet worden beschouwd.De opvatting over veiligheidmaakt onderscheid tussen `identi-ficeerbare' situaties ?n `ongespeci-ficeerde' scenario's. Gebouwenzullen worden onderverdeeld inklassen.De Europese aanpak die op ter-mijn onze nationale norm gaatvervangen, is een stap in de goederichting. In feite is de Eurocodeuitgebreider en daardoor veel een-duidiger dan de huidige nationaleregels. Waar het ons echter vooralom gaat is inzicht in de problema-tiek en het continue streven omhiaten in de regelgeving aan tepakken en te verbeteren. Doorkennisontwikkeling moet hetmogelijk zijn de grenzen blijvendna te streven zonder dat de veilig-heid in het gedrang raakt.Wij moeten in Nederland toe naareen situatie waarin de regelgevinguniform wordt toegepast. Hetmoet niet zo zijn dat in de enegemeente bijvoorbeeld geen boommeer kan worden geplant - omdatdie boom immers kan omvallenen er bovendien geen tweededraagweg is - en dat in anderegemeentes de bomen de gronduitschieten. Of dat `bomen' alleenmaar geplant mogen worden alsdit politiek wenselijk is.Veiliger bouwen bereik je nietdoor het rigide toepassen vanvoorschriften, maar door voor elkproject mogelijke calamiteitssce-nario's (conform Eurocode) op testellen, waarmee je op mogelijkerampen dus al in het ontwerpanticipeert. Vervolgens zal ook tij-dens de bouw een bewaking vande ontwerpuitgangspunten moe-ten plaatshebben om calamiteitenzoals in Maastricht te voorkomen.Wij kunnen pas gaan sprekenover verbeterde veiligheid als ereen gezamenlijke inspanningkomt van politiek, ontwerpers enbouwers. Deze zou te beschouwenzijn als een strategische vernieu-wing, ofwel een paradigmaver-schuiving. 5 |ConstructievoorstelWoongebouw Boompjes.In het geval van de zwarekolom wordt voorbijge-gaan aan de wetmatig-heid van risico = kans xschade. De schade magdan groot zijn, maar dekans dat deze kolom omwat voor reden dan ookwegvalt, is nihil