seïsme in belgië

DE REKENREGELS VOOR AARDBEVINGSBEREKENINGEN
ZIJN OPGENOMEN IN EEN APARTE EUROCODE-NORM:
EUROCODE 8. DEZE NORM IS, SAMEN MET HET
NATIONAAL TOEPASSINGSDOCUMENT, VAN KRACHT IN
BELGIË SINDS OKTOBER 2011. OP BEPAALDE PLAATSEN
IN BELGIË, EN VOOR BEPAALDE TYPES GEBOUWEN, ZIJN
AARDBEVINGSKRACHTEN NIET MEER
VERWAARLOOSBAAR. HIERBIJ EEN VEREENVOUDIGDE
WEERGAVE VAN WAT DEZE KRACHTEN BETEKENEN EN
γI
= belangrijkheidsfactor van het gebouw. In België: 0,8
voor klasse I (bvb stallen) tot 1,4 voor klasse IV (bvb
ziekenhuizen).
S = bodemfactor, afhankelijk van het bodemtype. In België:
1,0 voor bodemtype A (rots) tot 1,8 voor bodemtype D
(losse, onsamenhangende grond).
In België onderscheidt men:
zeer lage seismiciteit (agR x γI x S < 0,06g): geen
HOE ERMEE REKENING MOET GEHOUDEN WORDEN.
regels
lage seismiciteit (agR x γI x S < 0,10g):
SEÏSME IN BELGIË
eenvoudige regels
zodra agR x γI x S > 0,10g: eurocode 8 is van
toepassing
Aardbevingen
Effect op gebouwen
Een aardbeving is een natuurlijke trilling van de
ondergrond. De grond waarin de fundering van een
Het effect van een aardbeving op een gebouw kan in
gebouw is aangezet krijgt een plotse horizontale
zijn meest eenvoudige vorm gezien worden als een
verplaatsing, met een zekere snelheid en versnelling
horizontale kracht F. De excitatie van de grond ten
(figuur 2).
gevolge van een aardbeving zal het gebouw in meer
of mindere mate doen meebewegen. We zijn vooral
De intensiteit van een aardbeving kan beoordeeld
geïnteresseerd in de maximum versnelling die het
worden aan de hand van het product:
gebouw
ondergaan.
Deze
versnelling,
vermenigvuldigd met de massa, geeft de horizontale
agR x γI x S
agR
zal
kracht waaraan de structuur moet weerstaan.
= de referentieversnelling, op bodemniveau,
Kracht =massa x versnelling (F=m.a)
afhankelijk van de locatie. In België: zone 0 (a gR=0) tot
zone
4
(agR=0.10g)
(figuur
1).
Wereldwijd:
tot
agR=0.60g. Deze versnelling doet zich statistisch 1 keer
in de 475 jaar voor.
Figuur 2
De massa is het gewicht van de constructie zelf + de
belastingen op de constructie. Hoe groter de massa,
hoe groter de horizontale kracht F. In
aardbevingsgevoelige gebieden is het dus
interessanter om met lichte dakconstructies te werken
dan met betonnen daken, en is het aangewezen de
zware massa vooral onderaan het gebouw te
plaatsen.
Figuur 1: seismische zones België
De versnelling (= respons van het gebouw) die moet in
rekening gebracht worden voor het bepalen van de
horizontale kracht F is hoofdzakelijk afhankelijk van de
grondversnelling, de eigenfrequentie van het gebouw
en de aard van de grond, en wordt voorgesteld als
een responsspectrum (figuur3). Dit spectrum geeft de
verhouding van de versnelling van het gebouw Se tov
de grondversnelling ag, in functie van de eerste
Ontwerpregels voor gebouwen
De eurocode geeft een aantal richtlijnen voor het
ontwerpen van aardbevingsbestendige gebouwen.
1) Structurele eenvoud: het krachtenverloop in de
eigenperiode T van de constructie, en voor elk
structuur is duidelijk en bevat weinig
grondtype (A tot E).
onzekerheden.
2) Uniformiteit en symmetrie: rechthoekige
plattegronden, complexe plattegronden
opgesplitst in rechthoeken, gelijke verdeling
van massa’s en stijfheden.
3) Stijfheid in 2 orthogonale richtingen: seismische
krachten kunnen in alle richtingen optreden.
4) Torsiestijfheid: door de weerstandbiedende
elementen langs de buitenkanten van de
rechthoek te plaatsen.
5) Schijfwerking van de vloeren: om de
horizontale krachten uniform te verdelen over
de weerstandbiedende elementen (bvb
Figuur 3: responsspectrum
kolommen)
6) Samenhang in fundering: om overal dezelfde
In werkelijkheid zal de eigenperiode van een structuur
zich jammer genoeg meestal in de omgeving van de
bovenste trap bevinden. Een zeer stijf gebouw (T~0) is
economisch niet interessant en bij toenemende
periode zullen de verplaatsingen dan weer te groot
worden.
Finaal
moet
verschaald
dit
elastisch
responsspectrum
(gereduceerd)
rekenresponsspectrum,
gebruik
worden
makend
tot
van
nog
het
seismische actie te hebben.
Het voordeel van het volgen van die regels is dat de
eenvoudigste
berekeningsmethode
(laterale
krachtmethode) toegelaten is en dat het resultaat van
de studie gunstiger wordt.
SEÏSME IN BELGIË
de
gedragsfactor q. Deze factor houdt rekening met de
AFHANKELIJK VAN DE LOCATIE, HET BODEMTYPE EN DE
mogelijkheid
BELANGRIJKHEID VAN HET GEBOUW IS DE SEISMISCHE
van
de
structuur
om
belangrijke
plastische vervormingen te ondergaan zonder te
ACTIE IN BELGIË NIET ALTIJD VERWAARLOOSBAAR.
bezwijken en wordt in eurocode gegeven per type
INDIEN DE SEISMISCHE ACTIE GROTER WORDT DAN DE
structuur.
WINDBELASTING, DAN KAN DE BEREKENING TOCH
MEESTAL MET DE EENVOUDIGE LATERALE
Naast eventuele horizontale belasting ten gevolge
KRACHTMETHODE UITGEVOERD WORDEN, OP
van een aardbeving, worden alle gebouwen ook
VOORWAARDE DAT EEN AANTAL ONTWERPREGELS
onderworpen aan een andere horizontale belasting,
GERESPECTEERD WORDEN.
nl. de windlast. Beide moeten niet samengeteld
worden. Daarom moet altijd eerst worden nagezien of
de windlast niet groter is dan de seismische last. In dat
geval moet geen seismische berekening gebeuren.
Om die reden kan seïsme in België vaak verwaarloosd
worden. Pas wel op met constructies die geen
windlast moeten opnemen (bvb magazijnstellingen in
een gebouw).
auteur: Bart Maerten
[email protected]
www.establis.eu