Beoordelingskader voor herstel en versterking bij aardbevingen
Samenvatting project
In 2014 is door Deltares een QuickScan1
uitgevoerd naar de risico's van geïnduceerde aardbevingen voor de kritische infrastructuur in Groningen, waaronder waterkeringen en kunstwerken. Voor de waterbouwkundige kunstwerken, richtte de QuickScan zich op het falen van de betonconstructie en het optreden van verschilzakkingen wat effect heeft op de betrouwbaarheid van sluiten. Voor vier
constructies is aangegeven of preventieve of herstelmaatregelen nodig zijn. Vanwege de variatie in type constructies, grondslag en funderingen zijn geen algemene conclusies gegeven. De bedieningsgebouwen van de waterbouwkundige constructies zijn niet beschouwd, al wordt in een geval nader onderzoek naar het operationeel beheer van het gemaal aanbevolen. Uit de QuickScan van andere kritische infrastructuur, de hoogspanningsmasten en het gasnetwerk, komt naar voren dat de bedieningsfuncties in gevaar komen als de behuizing bezwijkt. Dit geeft aanleiding om te
veronderstellen dat ook de metselwerk bedieningsgebouwen bij gemalen en sluizen kwetsbaar zijn. Deze zijn immers niet ontworpen op seismische belasting. Sinds juni 2015 is de NCG actief om de veiligheid en leefbaarheid en economie te verbeteren in Groningen2. Als onderdeel van het meerjarenprogramma worden er concrete maatregelen getroffen
om woningen, monumenten en andere gebouwen in de provincie Groningen bouwkundig en preventief te versterken. Door marktpartijen zijn inmiddels allerlei maatregelen bedacht om de veiligheid van gebouwen bij aardbevingsbelastingen te verhogen en de kans op schade te verkleinen. Het meest voor de hand liggende toepassingsgebied voor dergelijke maatregelen wordt gevormd door de gemetselde woningen, omdat die als meest kwetsbaar zijn geïdentificeerd. Veel van deze maatregelen zijn breder toepasbaar en zouden ook ingezet kunnen worden in de bedieningsgebouwen bij gemalen en sluizen.
Een aantal van deze maatregelen wordt (internationaal gezien) reeds toegepast. Echter, er zijn ook tal van nieuwe, innovatieve, maatregelen die nog niet eerder toegepast zijn om de gevolgen van aardbevingen voor bouwconstructies te beheersen. Daarnaast zijn ook zijn het type bevingen en de bodemopbouw in Groningen dermate specifiek dat het niet evident is dat bestaande maatregelen ook in de Groningse situatie effectief zijn. Daarom is er behoefte om de effectiviteit van maatregelen in termen van de vergroting van de veiligheid van en de kans op schade te kunnen kwantificeren en beoordelen, zie ook paragraaf 3.4 van de kennis- en innovatieagenda Deltatechnologie3
Doel van het project
Dit TKI onderzoek richt zich op de ontwikkeling van een experimentele beoordelingsmethodiek voor het kwantificeren van de effecten van innovatieve maatregelen op het beheersen van de effecten van aardbevingen op (metselwerk) gebouwen
Motivatie
In 2014 is door Deltares een QuickScan uitgevoerd naar de risico's van geïnduceerde aardbevingen voor de kritische infrastructuur in Groningen waaronder waterkeringen en kunstwerken. Voor de waterbouwkundige kunstwerken richtte de QuickScan zich op het falen van de betonconstructie en het optreden van verschilzakkingen wat effect heeft op de betrouwbaarheid van sluiten. Voor vier constructies is aangegeven of preventieve of herstelmaatregelen nodig zijn. Vanwege de variatie in type constructies grondslag en funderingen zijn geen algemene conclusies gegeven. De bedieningsgebouwen van de waterbouwkundige constructies zijn niet beschouwd al wordt in een geval nader onderzoek naar het operationeel beheer van het gemaal aanbevolen. Uit de QuickScan van andere kritische infrastructuur de hoogspanningsmasten en het gasnetwerk komt naar voren dat de bedieningsfuncties in gevaar komen als de behuizing bezwijkt. Dit geeft aanleiding om te veronderstellen dat ook de metselwerk bedieningsgebouwen bij gemalen en sluizen kwetsbaar zijn. Deze zijn immers niet ontworpen op seismische belasting. Sinds juni 2015 is de NCG actief om de veiligheid en leefbaarheid en economie te verbeteren in Groningen . Als onderdeel van het meerjarenprogramma worden er concrete maatregelen getroffen om woningen monumenten en andere gebouwen in de provincie Groningen bouwkundig en preventief te versterken. Door marktpartijen zijn inmiddels allerlei maatregelen bedacht om de veiligheid van gebouwen bij aardbevingsbelastingen te verhogen en de kans op schade te verkleinen. Het meest voor de hand liggende toepassingsgebied voor dergelijke maatregelen wordt gevormd door de gemetselde woningen omdat die als meest kwetsbaar zijn geïdentificeerd. Veel van deze maatregelen zijn breder toepasbaar en zouden ook ingezet kunnen worden in de bedieningsgebouwen bij gemalen en sluizen.
Uitgevoerde acties
TNO heeft een triltafel ontwikkeld voor dynamische aardbevingstesten aan gebouwcomponenten en onderdelen in gebouwen. Een cruciaal onderdeel van het project is de opbouw en karakterisering van de triltafel bij BuildinG in Groningen. Bij de karakterisering van de triltafel is de tafel zodanig aangepast dat de signalen die op de tafel worden gegenereerd overeenkomen met het gewenste testsignaal.TNO heeft een procedure ontwikkeld om op de triltafel bij BuildinG in Groningen een gebouwdeel te testen. Met behulp van de meetgegevens uit zo’n aardbevingstest bepalen we de sterkte van het gebouwdeel. Deze eigenschappen zijn nodig om aan de hand van berekeningen te kunnen voorspellen hoe een volledig gebouw zich gedraagt bij een aardbeving in Groningen. Deze procedure is geschikt om te bepalen welke Het bepalen van het effect van de maatregelen op het uit-het-vlak falen van een gevel door middel van testen op de triltafel vormt de kern van het project. Daarom zijn stukken gevel in een frame geplaatst dat de randvoorwaarden van het gebouw kan overbrengen op het te beproeven geveldeel. Dit frame is vervaardigd in het project en kan gebruikt worden om verschillende ‘typen’ maatregelen te testen.Er zijn twee typen gemetselde muurtjes in het frame beproefd alsreferentie. Daarnaast zijn verschillende typen maatregelen/bouwwijzen beproefd:TYPE 1: verankering binnenblad-buitenblad (Fischer)TYPE 2: demontabel metselwerk (Daas ClickBrick)TYPE 3: alternatieve mortel met geperforeerde steen (Remix + Strating)TYPE 4: alternatieve materialen (Straw Blocks Systems)Daarnaast is onderzocht wat de spreiding is in testresultaten als meerdere muurtjes van dezelfde samenstelling worden getest.
Innovativiteit
Tot op heden bestaat nog geen algemeen geaccepteerd kader voor het beoordelen van de effectiviteit van (innovatieve) maatregelen voor het herstellen en versterken van gebouwen in aardbevingsgevoelige gebieden. Door dit project is er nu een testopstelling beschikbaar in Groningen met daarbij een testmethode om de aardbevingbestendigheid van gevels/muren te onderzoeken Met de resultaten van dit project is een belangrijke stap gezet in de richting van een generiek toepasbare methodiek voor de beoordeling van de effectiviteit van maatregelen en schade- en veiligheidsrisico’s
Valorisatie
Bij de ontwikkeling van de generiek toepasbare beoordelingsmethodiek wordt rekening gehouden
met opname ervan in een norm of richtlijn. Dit kan betekenen aansluiten bij een bestaande norm of
richtlijn of het opzetten van een zelfstandige richtlijn.
Om zorg te dragen voor een goede toepasbaarheid van de resultaten worden projectpartners uit de
hele keten betrokken. Dit zijn de (mede-)probleemeigenaren, de leveranciers van producten,
beheerders van de testfaciliteiten en certificerende instanties. Door hun participatie in het project
raken zij direct en actief betrokken.
De resultaten van het onderzoek zijn verder toegankelijk voor de gehele bouwsector. Dit wordt
gerealiseerd door publicaties in vakbladen, een website en presentaties op symposia.
Intellectueel eigendom
De resultaten van het onderzoek zijn verder toegankelijk voor de gehele bouwsector
Informatievoorziening project
Dit wordt gerealiseerd door publicaties in vakbladen, een website en presentaties op symposia.
Projectvoorwaarden
Via de website van TKI Deltatechnologie:
https://www.tkideltatechnologie.nl/projecten/
Via de website van TNO over proecten:
https://www.tno.nl/nl/aandachtsgebieden/leefomgeving/buildings-infrastructures/infrastructuur-asset-management-veilig-en-duurzaam/
Via de website van Deltares over TKI proecten:
https://publicwiki.deltares.nl/display/TKIP/TKI+Projects+Home