Log in
inloggen bij Cement
Hulp bij wachtwoord
Geen account?
shop word lid
Home / Alle kennis / Artikelen

Stijf aardbevingsbestendig bouwen

Afstemming aardbevingsbestendig bouwen op de Nederlandse bouwpraktijk Matthijs Kleiker, Theo van Wageningen - 10 december 2021

Na de beving in Huizinge op 16 augustus 2012 is in Nederland aardbevingsbestendig bouwen in beeld gekomen. Hiervoor zijn normen vanuit het buitenland zoals de Eurocode 8 aangehaald, waarop de NPR 9998 vanaf december 2015 (eerste definitieve versie) als een soort van Nationale bijlage op is aangesloten. Recentelijk is er een nieuwe versie van de NPR 9998 (december 2020) uitgekomen, met daarin de toevoeging van bijlage L: ontwerpen voor nieuwbouw. In deze bijlage zijn handvaten gegeven om aardbevingsbestendig bouwen in nieuwbouw meer aan te laten sluiten op de Nederlandse bouwpraktijk. Het is de bedoeling dat met eenvoudige constructieve benadering aardbevingsbestendige constructies kunnen worden gerealiseerd.

In het kort

  • De originele ontwerpbenadering in Eurocode 8 is het bouwen van een ductiele constructie, een benadering die (nog) niet gebruikelijk is in Nederland.
  • Een nadeel van flexibele constructies die ductiel worden uitgevoerd, is dat de windbelasting en de vervormingseis voor windeffecten maatgevend kan worden, zeker bij lagere aardbevingsbelastingen. 
  • In de Nederlandse bouwpraktijk worden appartementengebouwen opgebouwd uit steenachtige wanden en vloeren waardoor ze stijf gedrag en brosse bezwijkmechanismen vertonen.
  • Met de toevoeging van bijlage L in NPR 9998 is een ontwerpbenadering toegevoegd die meer is afgestemd met de Nederlandse bouwpraktijk.
  • Aan de hand van een casus wordt een betonnen appartementengebouw beschouwd op aardbevingsbelasting.
  • Voor stijve constructies volstaat over het algemeen een de seismische berekening met de Lateral Force Methode (LFM) of de Modale Respons Analyse (MRA).
  • Als er in de detaillering aandacht wordt geschonken aan het opnemen en doornemen van de seismische belastingen, is er met de traditionele methoden aardbevingsbestendig te bouwen.

Ductiele constructie

In de Eurocode 8 (EN 1998-1), voornamelijk opgesteld voor landen die met tektonische aardbevingen te maken hebben, is de originele ontwerpbenadering het bouwen van een ductiele constructie. Deze constructies hebben een groot vermogen om te kunnen vervormen. Deze ontwwerpgedachte is (nog) niet gebruikelijk in Nederland. Hier worden gebouwen met name ontworpen om windbelasting op te kunnen nemen. Zeer beknopt beschreven, bestaat de ontwerpgedachte van ductiel bouwen uit de volgende uitgangspunten:

  • gebruik van een q-factor, een gedragsfactor die het vermogen van een constructie vertegenwoordigt om energie te absorberen door middel van ductiel gedrag;
  • flexibel bouwen, zodat de trillingstijd van een gebouw buiten het plateau van het responsspectrum valt, het spectrum dat de seismische versnelling weergeeft bij verschillende trillingstijden.

 

Om hiervan een korte achtergrond te geven, zullen eerst de begrippen flexibel en ductiel bouwen worden toegelicht. Beide eigenschappen hebben over het algemeen een gunstige invloed op de optredende seismische belastingen op een gebouw.

Bij een flexibele bouwmethode wordt de aardbevingsbelasting gereduceerd dankzij een hogere trillingstijd. Dit volgt uit het responsspectrum (fig. 2 ). De maximale grondversnelling, of het plateau, wordt begrensd door de waarden TB en TC. Wanneer de trillingstijd of eigenfrequentie van een gebouw hoger is dan de waarde TC, dan valt deze buiten het plateau. Er kan dus gesteld worden dat hoe flexibeler de constructie en dus hoe groter de trillingstijd, des te lager over het algemeen de horizontale versnelling.

Bij ductiel bouwen wordt gebruik gemaakt van een plastisch bezwijkmechanisme, waardoor er energiedissipatie kan optreden in de constructie. In de bepaling van de optredende aardbevingsbelasting wordt dit meegenomen in de vorm van de zogeheten q-factor. Deze q-factor duidt de verhouding tussen de plastische en elastische vervormingscapaciteit aan. Een voorbeeld van ductiele constructie is een stalen windverband waarin de strip plastisch kan vervormen. De omliggende constructie moet met een oversterkte worden uitgevoerd zodat hier geen bezwijkmechanisme in optreedt. Hiervoor worden in de norm detailleringseisen voorgeschreven.

Flexibele constructies kunnen met het toepassen van de detailleringsregels ook ductiel worden uitgevoerd. Een nadeel van flexibele constructies die ductiel worden uitgevoerd, is dat de windbelasting en de vervormingseis voor windeffecten maatgevend kunnen worden, zeker bij lagere aardbevingsbelastingen. Een ductiele constructie moet immers niet gaan vloeien met windbelasting.

Stijve constructie

In de Nederlandse bouwpraktijk worden appartementengebouwen veelal opgebouwd uit steenachtige wanden en vloeren. Deze constructies vertonen over het algemeen stijf gedrag en brosse bezwijkmechanismen. Met de toevoeging van bijlage L in NPR 9998, is een ontwerpbenadering toegevoegd die meer is afgestemd op de Nederlandse bouwpraktijk. 

Gezien de hoge stijfheid van de wanden, hebben dit soort constructies een beperkt vermogen om te vervormen. Het is hierdoor praktisch niet mogelijk om energiedissipatie te realiseren in de constructie, waardoor een lage q-factor moet worden aangehouden. Daarnaast is de trillingstijd van dergelijke gebouwen relatief laag, vanwege het stijve gedrag. Uit de lage trillingstijd volgt een hoge waarde uit het responsspectrum, wat een hoge aardbevingsbelasting als gevolg heeft.

De capaciteit van dergelijke stijve constructies is over het algemeen aanzienlijk hoger dan van ductiele constructies. Daarnaast zullen de constructies zich al gauw gedrongen en elastisch blijven gedragen. In tegenstelling tot de ductiele ontwerpgedachte, zijn er geen detailleringsregels nodig om de constructie aardbevingsbestendig te maken. Nadat de aardbevingsbelastingen zijn bepaald met de NPR 9998, kan de constructie worden gecontroleerd door de bijbehorende materiaalnorm, zoals Eurocode 2 (EN 1992) voor beton.

Volledige bericht lezen?

Het volledige item is gratis beschikbaar voor onze leden.
Nog geen lid? meld u aan bij ons netwerk.

Reacties

x Met het invullen van dit formulier geef je Cement en relaties toestemming om je informatie toe te sturen over zijn producten, dienstverlening en gerelateerde zaken. Akkoord
Renda ©2022. All rights reserved.

Deze website maakt gebruik van cookies. Meer informatie AccepterenWeigeren