voorkomen van voortschrijdende instorting bij accidentele

HEEL WAT GEBOUWEN OVER DE HELE WERELD WORDEN
Bij accidentele belastingen is er meer risico op schade
GETROFFEN DOOR GASEXPLOSIES, TERRORISTISCHE
in geprefabriceerde constructies dan bij ter plaatse
AANSLAGEN OF ANDERE ACCIDENTELE ACTIES. IN VEEL
gestorte constructies.
VAN DEZE GEVALLEN ZORGT DE IMPACT ERVOOR DAT
HET GEBOUW DEELS OF VOLLEDIG INSTORT. OM DIT TE
De Eurocode EN1991-1-7 beschrijft een minimum aan
VOORKOMEN ZIJN IN DE EUROCODE 1, DEEL 1-7
beschermingsgraad
HIERVOOR ENKELE RICHTLIJNEN EN BIJHORENDE EISEN
accidentele belastingen, opgedeeld in 3 klassen
OPGESTELD. BIJ ACCIDENTELE BELASTINGEN IS ER
(gevolgklasse 1, 2a, 2b en 3). Deze opdeling van
NAMELIJK MEER RISICO OP SCHADE IN
gebouwen is afhankelijk van de grootte (hoogte) en
GEPREFABRICEERDE CONSTRUCTIES DAN BIJ TER
bestemming van het gebouw. Voor iedere klasse zijn
PLAATSE GESTORTE CONSTRUCTIES.
er afzonderlijke maatregelen. Hoe hoger het gebouw
MET EEN LOGISCH STABILITEIT TECHNISCH CONCEPT
en hoe belangrijker het doelgebruik, hoe hoger de
HOEVEN DEZE EISEN GEEN EXTREME MEERKOST TE
gevolgklasse zal zijn en hoe meer maatregelen er
BETEKENEN. HIERONDER EEN VEREENVOUDIGDE
genomen moeten worden om de voortschrijdende
WEERGAVEN VAN DE AANPAK VAN DEZE
instorting tegen te gaan.
voor
gebouwen
tegen
PROBLEMATIEK.
VOORKOMEN VAN
VOORTSCHRIJDENDE INSTORTING
BIJ ACCIDENTELE ACTIES
Voortschrijdende instorting
Een voortschrijdende instorting is een fenomeen
veroorzaakt
door
accidentele
Figuur 2: definitie van de wapeningskettingen in prefab structuren
belastingen
(gasontploffingen, explosieven, schokbelasting door
aanrijding, …) waardoor één of meerdere belangrijke
Bij
constructie-elementen bezwijken. Dit geeft aanleiding
appartementen en kantoorgebouwen met meer dan
tot
elementen
4 bouwlagen en max 15 bouwlagen ingedeeld. Ook
waardoor een kettingreactie van instortingen in gang
winkels van meer dan 3 bouwlagen en ziekenhuizen
wordt gezet.
van maximaal 3 bouwlagen worden hier ingedeeld. Bij
het
instorten
van
aanpalende
bv
gevolgsklasse
2b
worden
de
hotels,
de gebouwen in deze gevolgsklasse moeten er
horizontale en verticale wapeningskettingen voorzien
worden volgens de Eurocode. Er kan hier ook gekozen
worden
voor
de
methode
van
de
alternatie
draagweg.
Ontwerpmethodes om voortschrijdende
instorting te voorkomen
Er
zijn
drie
ontwerpmethodes
waarmee
een
constructie zo gedimensioneerd wordt dat er zich
geen voortschrijdende instorting voordoet wanneer er
een kritisch element begeeft onder accidentele
Figuur 1: verloop van instorting na een gasontploffing
belasting.
Het
gebruik
van
afhankelijk van de gevolgklassen.
deze
methodes
is
1. De
indirecte
methode:
om
voortschrijdende
instorting te voorkomen moet men aan de
3. Specifieke
dimensionering
van
een
‘kritisch’
constructie voldoende samenhang, sterkte en
element: deze methode wordt enkel toegepast bij
ductiliteit
elementen die bij verwijdering een instorting van
geven
door
kettingwapeningen.
wapening
De
middel
dimensie
(omtrekwapening,
vloerkettingen
en
verticale
van
van
deze
inwendige
kettingen)
moet
onacceptabele
omvang
zouden
veroorzaken.
Deze elementen zouden een accidentele uiterste
ontwerpbelasting Ad moeten kunnen weerstaan.
voldoen aan de minimale vereisten opgesteld in
Volgens
de Eurocode EN1991-1-7. Hierbij wordt geen
aanbevolen waarde Ad= 34kN/m². Een betere
rekening
strategie
gehouden
met
de
specifieke
karakteristieken van de constructie.
de
Eurocode
dan
het
EN1991-1-7
is
dimensioneren
de
van
sleutelelementen is om de structuur van het
gebouw
aan
te
passen
zodat
er
geen
sleutelelementen meer aanwezig zijn en zodat één
van
bovenstaande
methodes toegepast
kan
worden.
Wanneer we de indirecte methode vergelijken met de
alternatieve belastingsoverdracht merken we op dat
de waardes van de nodige kettingwapening heel wat
van elkaar verschillen. Aangezien er met de indirecte
methode (volgens de Eurocode) geen rekening wordt
gehouden met de kenmerken van het gebouw
kunnen de dimensies van deze wapening zowel zwaar
onder
Figuur 3: Kabelwerking van een ter plaatse gestorte constructie bij
wegvallen gevelkolom
2. Alternatieve
draagweg
belastingsoverdracht
methode
of
(beschreven
gedimensioneerd
maar
ook
over
gedimensioneerd zijn.
tweede
in
de
ontwerpgids van de fib commissie): deze methode
bekijkt het bezwijken van de meest kritische
elementen in het volledige gebouw. Dit element
wordt verwijderd uit de structuur waardoor wordt
nagegaan welke wapeningskettingen nodig zijn
om
de
bestaande
belastingen
te
kunnen
herverdelen.
Enkele werkwijzen die gebruikt kunnen worden om
een tweede draagweg te creëren:
o
overbrugging van het beschadigde deel
door kabelwerking in de vloerbalken
BESLUIT
OM REALISTISCHE AFMETINGEN VAN
KETTINGWAPENING TE BEKOMEN ZODAT
VOORTSCHRIJDENDE INSTORTING VOORKOMEN
WORDT, ZONDER DE ELEMENTEN OVER TE
DIMENSIONEREN, WORDT DUS BEST DE METHODE VAN
DE ALTERNATIEVE BELASTINGSOVERDRACHT
TOEGEPAST.
(horizontale kettingwapening)
o
ophanging van verticale elementen aan
de bovenliggende structuur
(verticale kettingwapening)
o
membraanwerking van vloeren en daken
(omtrekwapening)
auteur: Marilynn Franck
[email protected]
www.establis.eu