Versterken van rijwoningen

Versterken van
rijwoningen
Ir. Mark Spanenburg RC
Even kennismaken
 Ir. M.M.J. Spanenburg, seismisch adviseur BAM A&E
 Binnen BAM A&E kenniscentrum aardbevingen:
- BAM Advies & Engineering
- BAM Infraconsult
- Holmes Consulting Group (NZ)
 En speciaal samenwerkingsverband, BORG
- BAM Bouw en Techniek, regio Noord
- ABT/Wassenaar
- BAM Advies & Engineering
Doel presentatie
 Globaal inzicht in de belangrijke parameters voor het
seismisch versterken van gebouwen / constructies.
 Korte toelichting rekenmethoden.
 Relatie met de geotechniek.
Versterken (en verduurzamen) van woningen:
Pilot versterken woningen
 Aardbevingsbestendig maken woning.
 Uitgangspunt: woning zelf nauwelijks capaciteit.
 Verduurzamen woning (NOM). Nieuwe geïsoleerde huid en
installaties.
 In totaal 7 aannemers en constructeurs.
 Na de pilot hebben BAM A&E en ABT/Wassenaar deze
geëvalueerd en aanbevelingen gedaan.
 Extensie pilot gaat nu van start, met BAM A&E en
ABT/Wassenaar in de lead.
Pilot versterken woningen
1. Versterken
2. Verduurzamen (NOM-jas)
Versterken rijwoningen?
 Moet deze woningen versterkt worden?
 Zo ja, welke onderdelen?
 Hoe bereken je dat?
 Wat is de invloed van de ondergrond?
Criterium: Near Collapse
Representatie aardbeving op gebouw
Representatie aardbeving op gebouw
 Bepalen belasting op constructie met responsspectrum.
Representatie aardbeving op gebouw
 Aardbevingssignaal op 1-massa-veersysteem
 Uitlezen respons (spectrale versnelling) massa bij
verschillende eigenfrequenties.
 Plotten in responsspectra
Representatie aardbeving op gebouw
12.00
 Opgelegde belasting
Versnelling Constructie: Se [m/s2]
10.00
Loppersum
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
Periode: T [s]
2.50
3.00
2.50
3.00
3.50
180
 Opgelegde verplaatsing
Verplaatsing construcite: Su [mm]
160
140
Loppersum
120
100
80
60
40
20
0
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
Periode: T [s]
3.50
Representatie aardbeving op gebouw
12.00
1. Krachten
Versnelling Constructie: Se [m/s2]
10.00
Loppersum
8.00
Triltijd woning = 0,4 s
Maximale belasting!
6.00
4.00
2.00
0.00
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
Periode: T [s]
2.50
3.00
3.50
180
2. Verplaatsing
Verplaatsing construcite: Su [mm]
160
140
Loppersum
120
100
Triltijd woning = 0,4 s
“Slechts” 50 mm verplaatsing
80
60
40
20
0
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
Periode: T [s]
2.50
3.00
3.50
Krachten versus verplaatsingen
Conclusie
 Aardbeving is opgelegde verplaatsing.
 Constructie heeft voldoende (inelastische) verplaatsingscapaciteit nodig!
Overzicht rekenmethoden
Toenemende complexe analyse, toenemende tijdsbesteding, afnemende impact maatregelen
Modale Respons Analyse
NLTH (Diana / LS Dyna)
Pushover (3Muri)
50
Base Shear (KN)
40
30
20
Trial 1
Trial 2
Trial 3
10
0
0
10
20
30
Displacement at second floor level (mm)
Overzicht rekenmethoden
 NLTH levert de minste versterking, maar rekenkosten zijn zeer hoog.
 Pushover met EF-methode heeft veel potentie.
 Modale analyse niet zinvol voor onversterkte woning, wel voor
versterking.
1.
2.
3.
4.
Zijdelingse belastingmethode
Modale spectrum responsanalyse
Push-over analyse
Niet-lineaire Time-History analyse
Rol geotechneut
 Opgelegde verplaatsing is maatgevende parameter.
 Grootte opgelegde verplaatsing wordt bepaald door spectrum!
 Vorm spectrum wordt bepaald door ondergrond.
Direct in NPR
 Locatie specifiek spectrum
 NLTH

 Hier komt de rol van de geotechnisch adviseur naar voren.
Invloed ondergrond bij NPR
Spectra afhankelijk van
grondopbouw: zand, klei of veen.
250
250
Loppersum
200
Verplaatsing [mm]
Verplaatsing [mm]
200
Groningen stad
150
100
Normaal (klei)
Normaal (klei)
150
Speciaal (stijf / zand)
Organisch / veen
100
Speciaal (stijf / zand)
Organisch / veen
50
50
0
0
0.00
0.50
1.00
1.50
Periode, T [s]
2.00
2.50
3.00
0.00
0.50
1.00
1.50
Periode, T [s]
2.00
2.50
3.00
Locatie Specifiek Spectrum
 Modelleren grondkolom volgens (seismische) sondering.
 Invoer signalen op 30 m diepte.
 Uitlezen en vertalen naar spectrum op maaiveld.
Invloed grond bij NLTH
Invloed grond bij NLTH
Invloed grond bij NLTH
 Demping soft soils  energie dissipatie
 Periode verschuiving signaal  opslingering door slappe
grond
Rol geotechneut
 In overleg met de geotechneut kunnen spectra gereduceerd
worden.
 Bij NLTH maakt de grond direct onderdeel uit van het model.
 Dit heeft direct gevolgen voor de benodigde
versterkingsmaatregelen van de bovenbouw.
Dit zijn maatregelen aan de bron……
Nu de weerstandskant nog….
Toetsen fundering
 NPR en Eurocode toetsen krachten en gronddrukken.
 Overschrijding capaciteit geeft verplaatsing.
 Verplaatsing leidt niet direct tot instorten constructie.
 Sliding block van Newmark
Toetsen fundering
 Grootte verplaatsing is te bepalen met Newmark.
 Welke verplaatsing is acceptabel??????
 Criterium: Near Collapse
Toetsen fundering
Vragen???