themaRobuustheid is geen unity check420154themaRobuustheid isgeen unity checkRobuustheid is een begrip dat veel constructeurs aanspreekt. Het heeft namelijk met stevigheid enveiligheid te maken. In de praktijk blijkt alleen dat we het er nog niet altijd over eens zijn wanneereen bouwwerk aantoonbaar het predicaat `robuust' kan dragen. Duidelijk is dat oorzaken vanschade door onder andere weersinvloeden en menselijke fouten, hierbij een belangrijke rol spelen.Het waarborgen van de robuustheid van bouwwerken voor de toekomst is een enorme uitdaging.1Borging robuustheid van bouwwerken leidt tot grote uitdagingenRobuustheid is geen unity check 42015 51 Ravage na een gasexplosie in een flat in Heerlen, veroorzaakt door diefstal vaneen gasleidingfoto: Heerlen.Nieuws.nl2 Strategie?n voor buitengewone ontwerpsituaties (aanpassing van figuur 3.1 uitNEN-EN1991-1-7 zoals aangehouden voor convenant Hoogbouw)Robuustheid is volgens Eurocode 1 (NEN-EN 1991-1-7, 1.5.14)het vermogen van een constructie om weerstand te bieden aangebeurtenissen als brand, ontploffingen, stootbelastingen of degevolgen van een menselijke fout, zonder te zijn beschadigd ineen mate die niet in verhouding staat tot de oorspronkelijkeoorzaak. Bij deze gebeurtenissen kan worden gedacht aanzowel bekende oorzaken (met name buitengewone belastingenals brand, aardbevingen, aanrijdingen en explosies), als onbe-kende (bijvoorbeeld een menselijke fout). In figuur 2 is defilosofie weergegeven vanuit de Eurocode hoe om te gaan metbuitengewone ontwerpsituaties.Vreemd is het dat een menselijke fout hier meestal als belastingwordt gezien, terwijl dat eerder een verminderde weerstandoplevert. Het is opvallend dat je enerzijds bij de bekende belas-tingen kunt rekenen aan dergelijke belastingen, maar datanderzijds onbekende belastingen vaak een aparte ontwerpfilo-sofie vragen. Robuustheid is dan niet automatisch een unitycheck.Dat ? zoals gesteld in de definitie van robuustheid in de norm? de omvang van de schade in verhouding moet staan tot deoorzaak, betekent dat bijvoorbeeld door de impact van eenatoombom een gemiddelde eengezinswoning mag bezwijken.Het verdient aanbeveling om in het ontwerp vast te leggenwelke belastingen, buiten de reguliere normbelastingen, alsonrealistisch of buitengewoon groot worden aangenomen.Robuustheid van Nederlandse bouwwerkenIn `Tevreden met de status quo' in Cement 2014/7 [1] is gestelddat het individuele risico (de jaarlijkse kans om te overlijdendoor een gebeurtenis gerelateerd aan constructief falen) heelklein is en binnen de arbitraire grenzen blijft van 1:100 000.Hieruit zou kunnen worden geconcludeerd dat de gebouwen-voorraad in Nederland veilig en mogelijk zelfs robuust is.Echter op een aantal momenten hebben we behoorlijk gelukgehad. Het instorten van de toneeltoren in Hoorn in 2001gebeurde 's nachts, terwijl er overdag tientallen bouwvakkersaan het werk waren. En het instorten van het parkeerdek in Tielin 2002 gebeurde kort nadat in de ruimte eronder een bijeen-komst was afgelopen (foto 6). Dergelijke gebeurtenissenhadden heel anders kunnen aflopen. Wanneer meer slachtof-fers zouden zijn gevallen, zou dit invloed hebben gehad op deachteraf berekende overlijdenskans in deze periode.Het relatief lage individuele risico betekent nog niet dat het metde robuustheid wel goed is gesteld. Het is goed mogelijk dat erdiverse gebouwen zijn met een onvoldoende niveau van veilig-heid of robuustheid, die gedurende hun hele levensduur nooitecht op de proef worden gesteld. Dit omdat de werkelijkeoptredende belastingen veel lager blijken te zijn dan de aange-houden normbelastingen.Daarnaast kunnen de elementen van een bouwwerk aan alleeisen met betrekking tot uiterste grenstoestand voldoen, zonderdat het bouwwerk echt robuust is.Verder blijkt dat robuustheid in de norm is geformuleerd inkwalitatieve termen: `beschadigd in een mate die niet inverhouding staat tot de oorspronkelijke oorzaak'. Dit is nietzonder meer meetbaar en behoeft momenteel nog voor elkesituatie het oordeel van een deskundige. De beschikbare infor-matie schiet daarom op dit moment tekort om een algemene,finale conclusie te kunnen trekken over de robuustheid vanNederlandse bouwwerken.Oorzaken schadesVan groot belang voor robuustheid zijn de gebeurtenissen diekunnen leiden tot schade. Aan de TU Delft is onderzoekgedaan naar het belastinggeval waarbij de schade ontstond bij401 schadegevallen zoals gemeld in Cobouw [2] (fig. 3). Hierbleek dat slechts in 5% van de gevallen een buitengewone belas-ting als aanrijding of explosie de oorzaak was van het falen(brandgevallen werden niet meegenomen in het onderzoek,een menselijke fout werd niet als belastinggeval beschouwd).Daarnaast bleek bij 4% een combinatie met regen of sneeuw hetmaatgevende belastinggeval (waarbij voor een enkele gebeurte-nis werd geclaimd dat de optredende belasting groter was dande normbelasting) en bij 16% een combinatie met wind(waarbij ook in een enkel geval werd geclaimd dat de optre-dende belasting groter was dan de windbelasting). Enige kerendr.ir. Karel TerwelTU Delft, fac. CiTG / Coenraedt b.v.bijvoorbeeld:- ontploffingen- stootbelastingen- ontwerp de constructie metvoldoende minimale robuustheid- voorkomen of reduceren van de belasting- ontwerp de constructie om debelasting te weerstaan- verbeterd redun-datievermogen- kritisch element- voorgeschrevenregelsin convenanthoogbouwbijvoorbeeld:verplichte secondopinionbijvoorbeeld:- ontwerpfouten- uitvoeringsfouten- materiaalfouten- terroristische aanslagen- vandalismestrategie?n gebaseerd op bekendebuitengewone belastingenmaatregelen constructievemaatregelenniet-constructievemaatregelenstrategie?n gebaseerd op beperking vande mate van lokaal bezwijken/onbekendebuitengewone belastingenbuitengewone ontwerpsituaties2themaRobuustheid is geen unity check4201563 Belasting bij constructieve schadegevallen [2]maatregelen bedoeld om ontwerp- en uitvoeringsfouten tereduceren (art. 2.2.5d van EN1990:2002). Robuustheid vanprocessen houdt in dat een fout of afwijking in het proces nietdirect leidt tot falen van het product. Om robuuste processen tewaarborgen, moeten gemaakte fouten worden opgespoord enhersteld.In Nederland zijn diverse initiatieven geweest om de robuust-heid van processen en constructieve veiligheid in het algemeente verbeteren. De VROM-inspectie schreef een analyse van deproblematiek in de publicatie `Kasteel of Kaartenhuis' en steldeeen actieagenda op om deze aan te pakken. NEPROM (branche-vereniging projectontwikkelaars) publiceerde een `Gedragscodeconstructieve veiligheid' met aandachtspunten als het aanstel-len van een hoofdconstructeur bij projecten. Het `Compen-dium Aanpak Constructieve Veiligheid' is opgesteld, waarbij deverschillende stappen in het bouwproces werden geanalyseerden aanbevelingen gedaan om constructieve veiligheid teborgen. Ook werd het Constructeursregister opgericht om dekwaliteit van constructeurs aantoonbaar te maken en de gover-nance code `Veiligheid in de bouw' werd getekend door diversegrote opdrachtgevers en bouwers, met de intentie veiligheidbeter te borgen. Vanuit het Instituut voor Bouwrecht werd eenpreadvies opgesteld over het essenti?le belang van goedecommunicatie in de borging van constructieve veiligheid. Enook het proefschrift op basis van het genoemde promotieon-derzoek resulteerde in negen regels om constructieve veiligheidte borgen (zie kader `Negen regels').was er sprake van overmacht; men kon bijvoorbeeld bij hetontwerpen van bruggen in de jaren zestig niet altijd voorzienwelke zware vrachtbelastingen in de 21e eeuw zouden optre-den. In de onderzochte periode kreeg schade door aardbevin-gen in Groningen nog vrijwel geen aandacht.Menselijke foutenUit promotieonderzoek [3] blijkt dat 80 tot 90% van de schade-gevallen wordt veroorzaakt door menselijke fouten. Daarbijmanifesteerde de schade zich vaak bij een normale permanentebelasting of belasting door regen of sneeuw. Menselijke foutenzijn dus minder exceptioneel dan buitengewone belastingen.Gebleken is dat het voor constructieve veiligheid niet alleengaat om het voorkomen van fouten door individuen, maar datde relaties tussen partijen essentieel zijn. Kritieke factoren, defactoren die het verschil maken tussen een veilig en niet-veiligproject, liggen niet zozeer bij individuen of individuele bedrij-ven, maar in de relatie tussen de projectpartners. De in hetonderzoek gevonden zes kritieke factoren zijn: veiligheids-cultuur, allocatie van verantwoordelijkheden, risicomanage-ment, kennisinfrastructuur, communicatie en samenwerkingen controle. Door de aandacht met name te focussen op dezeaspecten, bestaat de verwachting dat constructieve veiligheidzal verbeteren.OplossingsrichtingenHoe kunnen we nu zorgen voor meer robuuste bouwwerken?Aan de ene kant door te kijken naar meer robuustheid vanconstructies zelf. Aan de andere kant door het verbeteren vande robuustheid van de processen die leiden tot een bouwwerk.Robuustheid constructiesDe aanpak van robuustheid van constructies voor belastingenmet een onbekende oorzaak zoals in NEN-EN 1991-1-7vermeld, behoeft nadere overdenking en uitwerking. Maatrege-len van doorgaande trekbanden, tweede draagweg en kritischeof sleutelelementen, blijken namelijk de robuustheid vaak welte vergroten, maar tegelijkertijd ook hun beperkingen tehebben. In rondetafelgesprekken georganiseerd door VNcon-structeurs en het COBc, bleek dat hoofdconstructeurs meeralgemene richtlijnen willen terwijl deelconstructeurs graag metgedetailleerde reken- en detailleringsregels werken. Voorrobuustheid van de constructie is dus meer duidelijkheidnodig. In het artikel `Eisen aan robuustheid' van Simon Wijte,elders in deze uitgave, wordt hier verder op ingegaan.Robuustheid processenVoor wat betreft robuustheid van processen geeft de Eurocodeweinig houvast en spreekt in algemene bewoordingen, zoals5%26%4%16%10%2%0%32%4%1%buitengewone belastingcombi met personen- of verkeersbelastingcombi met regen of sneeuwcombi met windhorizontale grond- of waterdrukonbekendopwaarts waterpermanente belastingtemperatuurbelastingtijdsafhankelijke belasting3Robuustheid is geen unity check 42015 74 Aardbevingsschade aan een woning in Groningenfoto: NAMplatform Gaswining en Aardbevingen5 In 2006 bezweek het dak van de kunstijsbaan in Bad Reichenhall onder hetgewicht van een laag sneeuwfoto: AP Photo / Dieter EndlicherExtreme weersinvloeden of aardbevingenNaast menselijke fouten kunnen extreme weersinvloeden of aard-bevingen oorzaak zijn van schades. Dat geldt vooral in het buiten-land en in veel mindere mate in Nederland. Zo is de overstro-mingsschade na de watersnoodramp in 1953 beperkt gebleven totlokale doorbraken zoals bij Wilnis. Ook is de kans op tsunami's inNederland zeer gering. Toch blijft het, omdat een groot en dicht-bevolkt deel van ons land zich onder zeeniveau bevindt, noodza-kelijk veel aandacht en geld te besteden aan overstromingsveilig-heid. Een kleine dijkdoorbraak kan namelijk tot disproportioneleschade aan bouwwerken leiden. Buitenlanders vinden het vaaknogal bijzonder dat wij relaxed onder zeeniveau wonen en dat ishet misschien ook wel.Maar ons land kent niet de tornado's en tropische stormen meteen heftigheid zoals die in de VS of Taiwan voorkomen. In onzenormen wordt rekening gehouden met enorme windsnelhedendie in de praktijk slechts zelden voorkomen. Wij vinden windkracht 8al groot, hoewel de windbelasting dan al snel een factor 4 kleineris dan bij windkracht 12, waar de norm vaak al rekening meehoudt. Een enkele keer bezwijkt een bouwwerk door extremewindkrachten, bijvoorbeeld bij een windhoos. Soms is er enormeschade, zoals in 1967 in Tricht waar 500 personen dakloos raakten,maar meestal is er vooral lokale schade.Daar ligt nog een punt van aandacht. Lokaal vliegen er nog weleens dakpannen door de lucht of waaien er gevelelementen los.Het is de vraag of het niveau van veiligheid voor deze elementenvoldoende is. Daarnaast is een onderbelicht fenomeen het feit dathet bouwen van bouwwerken in een dichtbevolkt gebied invloedkan hebben op de lokale windbelasting van omringende bebou-wing, waardoor ongewenste piekbelastingen kunnen optreden.Dat is niet alleen hinderlijk voor voetgangers, maar ook voor gevel-panelen en dakbedekking in de buurt die te maken kunnenkrijgen met hogere piekbelastingen.Schade door aardbevingen of ongelijkmatige bodembewegingenbetrof tot voor kort meestal alleen een lokale schade door bijvoor-beeld een instortende mijngang in Limburg. Al leidde de aardbe-ving in Roermond in 1992 met een waarde van 5,8 op de schaalvan Richter tot grote schade. Echter door de aardbevingsschade inGroningen, waar sinds 2013 veel aandacht voor is, zijn aardbevin-gen een factor van betekenis geworden. Vergeleken met de hogejaarlijkse faalkosten in de bouw, die op 1 miljard worden geschat,zijn de ingeschatte schadebedragen voor versterking en herbouwals gevolg van aardbevingen groot. In januari 2015 werd de schadeop 6,5 miljard ingeschat, al worden er ook hogere bedragengenoemd.De aardbevingsmaterie in Groningen is niet eenvoudig. Met dekennis van nu hadden we in het noordoosten van Nederland delaatste decennia de bouwwerken soms anders gebouwd. In hetbuitenland kijken ze met verbazing naar onze 100 mm dikkemetselwerkbladen, die soms alleen via wrijving zijn gekoppeldmet betonnen vloeren of via beperkte verankering met houtenvloeren. Met man en macht wordt er gewerkt om de onzekerheidover deze situatie te verkleinen. De onzekerheid over welk veilig-heidsniveau en welke vorm van schade we met elkaar willenaccepteren, over welke aardbevingsbelasting nu moet wordenaangehouden, over wat de werkelijke capaciteit is van de huidigegebouwvoorraad en onzekerheid over welke maatregelen werke-lijk adequaat zijn om het gewenste niveau van veiligheid te halen.De eerste twee themanummers van Cement van dit jaar gingenhier uitgebreid op in.Ook na de komst van de NPR is het laatste woord hier nog nietover gesproken. Op korte termijn zijn de schadekosten door aard-bevingen mogelijk hoger dan de jaarlijkse kosten door construc-tieve schade door toedoen van menselijke fouten. Maar op langeretermijn is het waarschijnlijk dat deze kosten door menselijk falende schadekosten door aardbevingen en ander natuurgeweld weerzullen overstijgen.54Robuustheid is geen unity check420158thema6 In 2002 stortte het parkeerdek vanVan der Valk in Tiel infoto: VidiPhotoNEN-EN 1991-1-7 wordt behandeld (fig. 2). Diverse benade-ringen zoals tweede draagweg en sleutelelement kennen eenaantal beperkingen. Met elkaar moeten we tot een eenduidigeaanpak zien te komen.Dan is er de uitdaging van de adequate borging bij een nieuwstelsel van bouwplantoetsing en de bijbehorende robuustheidvan processen. Er gaat een nieuwe situatie ontstaan waarin veel(opnieuw) moet worden uitgevonden. Tenslotte is het eengeweldige uitdaging om alle goede idee?n voor veiligheid enrobuustheid te implementeren in processen en regelgeving.Welke maatregelen zijn nu echt effectief en hoe brengen we eenverandering in denken tot stand? Op diverse van deze uitdagin-gen wordt in dit nummer nader ingegaan.Tot besluitOndanks grote uitdagingen met betrekking tot de borging vanconstructieve veiligheid en robuustheid, mogen we ook blij zijnmet een actieve beroepsgroep die zich vaak belangeloos inzetom problemen op te lossen. Het oordeel van ingenieurs enandere betrokkenen uit de praktijk is voor borging vanrobuustheid essentieel. Voor robuustheid van de constructiekunnen we deels wel een unity check opstellen, maar deminstens zo belangrijke robuustheid van het proces is niet ineen unity check te vangen. L LITERATUUR1 Terwel, K.C., Tevreden met de status quo. Cement 2014/7.2 Terwel, K.C., Constructieve incidenten in Cobouw 1993-2009, Analysevan constructieve schadegevallen. TU Delft, 17 december 2012.3 Terwel, K.C., Structural safety: Study into critical factors in the designand construction process. TU Delft, 2014.Een aantal uitdagingenEr zijn dus diverse initiatieven geweest om constructieve veilig-heid en daarmee vaak ook robuustheid te borgen. Maar waarliggen de grote uitdagingen voor de komende termijn? Zondervolledig te zijn, wordt een aantal uitdagingen opgesomd.Om te beginnen is er een enorme uitdaging om de veiligheiden robuustheid van de gebouwvoorraad in Groningen te verbe-teren. Geschat is dat er 30 000 ? 90 000 woningen moetenworden versterkt (schatting uit januari 2015). Het verminderenvan onzekerheden over de aardbevingsbelasting, het bepalenvan de werkelijke capaciteit van constructies bij een belastingdoor aardbevingen en de effectiviteit van maatregelen, is eengrote uitdaging (zie ook eerdere themanummers van Cementover aardbevingen).Daarnaast is de uitdaging de robuustheidsaanpak zoals deze inNegen regels1.Houd het simpel2.Stel voldoende middelen en geschikte mensen beschikbaar inrelatie tot de moeilijkheid van het project3.Maak een volledige lijst van taken en verantwoordelijkhedenen beleg die allemaal4.Zorg voor een kundige hoofdconstructeur en maak dezebevoegd en verantwoordelijk5.Streef repeterende vormen van samenwerking na6.Ontwikkel veiligheidsbewustzijn7.Zorg voor effectieve uitwisseling van informatie en kennis8.Implementeer effectief risicomanagement van proces enproduct en baseer daar je controle op9.Ondersteun nationale initiatieven op het gebied van construc-tieve veiligheid en neem die waar mogelijk contractueel op6