NEN8702 Bestaande betonbouw Rondetafel gesprekken VN Constructeurs ir. G.G.A. Dieteren

Transcriptie

1 Rondetafel gesprekken VN Constructeurs

2 2 Inhoud Inleiding NEN8700 / 8701 Wanneer herbeoordelen? NEN 8702 Alternatieven voor NEN8702

3 3 24 november 2014 NEN serie NEN Grondslagen December 2011 NEN Belastingen NEN Beton medio 2015? NEN ? NEN NEN 8707 Funderingen medio 2014?

4 4 24 november 2014 NEN 8700 en NEN 8701 Beoordeling van de constructieve veiligheid van een bestaand bouwwerk bij verbouw en afkeuren NEN 8700 Grondslagen NEN 8701 Belastingen Toepassingsgebied Gebruik in samenhang met NEN-EN 1990 t/m 1999 bij beoordelen van constructieve veiligheid van bestaande bouwwerken.

5 5 24 november 2014 NEN 8700 Afwijkingen van nieuwbouw waarom? Verhoging veiligheid is duurder Lager veiligheidsniveau is acceptabel (ondergrens pers. veiligheid) Referentieperiode is vaak korter Mogelijkheid van inspectie (update info minder onzekerheid) Reeds gedeeltelijk verouderd Mogelijke schades waarneembaar

6 6 Wanneer een beoordeling uitvoeren? Aanleidingen voor herbeoordeling Geconstateerde schade; Vermoedelijke schade of onveilige situatie; Herontwerp; Verandering van gebruik; Bereiken van einde geplande levensduur; Routine inspectie.

7 7 Wanneer een beoordeling uitvoeren? Veranderd gebruik van een bouwwerk: Duidelijk - Plaatsing van verdieping op een gebouw - Wijziging functie (kantoorvloer wordt archief) - Liftschacht in/op een vloer Minder duidelijk veranderd gebruik - Wijziging van kantoorruimte naar bijeenkomst ruimte

8 8 Waarop beoordelen? Bestaande bouw beoordelen op: draagkracht en stabiliteit; Bouwbesluit 2012, afdeling bestaande bouw Duurzaamheid; Bruikbaarheid / beschikbaarheid.

9 9 Waarop beoordelen? Draagkracht / veiligheid tegen bezwijken Betrouwbaarheid Definitie NEN-EN 1990: Geschiktheid van een constructie of een constructief element om te voldoen aan de voorgeschreven eisen, met inbegrip van de ontwerplevensduur, waarvoor zij is ontworpen. Betrouwbaarheid wordt meestal uitgedrukt in probabilistische termen Weergegeven via betrouwbaarheidsindex β > Praktisch: karakteristieke waarden en partiële factoren

10 10 Waarop beoordelen? Draagkracht / veiligheid tegen bezwijken Betrouwbaarheid Definitie NEN-EN 1990 / NEN 8700 aanpassing: Geschiktheid van een constructie of een constructief element om te voldoen aan de voorgeschreven eisen, met inbegrip van de ontwerprestlevensduur, welke is beoogd. Betrouwbaarheid wordt meestal uitgedrukt in probabilistische termen Weergegeven via betrouwbaarheidsindex β > Praktisch: karakteristieke waarden en partiële factoren

11 11 Waarop beoordelen? Duurzaamheid / referentieperiode Voldoende bestand zijn tegen: Mechanische / chemische / fysische / biologische invloeden, waardoor veiligheid gedurende referentieperiode is gegarandeerd. Nieuwbouw: - materiaalkwaliteit, dekking, coating, periodiek onderhoud Bestaande bouw: - Reactie constructie beoordelen (indringing chloriden, carbonatatie, scheurvorming) - Degradatie in de tijd inschatten / bepalen - Referentieperiode te sturen

12 13 Waarop beoordelen? Bruikbaarheid / beschikbaarheid Nieuwbouw eisen indirect gesteld Bestaande bouw Feitelijk gedrag beoordelen Aanpassing / verwacht gedrag (bijv. Zetting) vaak wel weer indirecte nieuwbouw eisen hanteren

13 14 Herberekenen versus ontwerpen Herberekenen ontwerpen Constructie bestaat al Constructieopbouw ligt al vast Constructie gegevens niet altijd allemaal bekend (grotere onzekerheid) Constructie gegevens (deels) in situ vast te stellen (kleinere onzekerheid) Constructie ontworpen volgens andere norm Andere belastingen? Andere toegestane optredende spanningen? Ander betrouwbaarheidsniveau?

14 15 24 november 2014 Herberekenen versus ontwerpen Herberekenen ontwerpen Werkelijke constructiegedrag zo goed mogelijk benaderen - inzicht in fysiek gedrag van belang Constructie vertoond mogelijk gebreken Specifieke kennis over oude constructies en ervaring met herberekeningen is een voorwaarde voor een goed resultaat. Onderschatten sterkte leidt bij ontwerp tot iets andere constructies maar bij beoordelen tot onnodig versterken. Het is geen invuloefening

15 16 Noodzaak voor NEN 8702 Waarom een NEN 8702 voor bestaande betonconstructies? Grote spreiding in adviezen Kennis van oude normen niet altijd aanwezig -> verkeerde interpretatie ontwerpgegevens Ontwerpnormen niet gericht op oude materialen en bouwmethoden Toepassen huidige normen leidt tot (onnodig) afkeuren Bestaande bouw eisen nieuwbouw eisen: Aanpassing rekenwaarden o.b.v.: Extra informatie (inspecties, metingen) Beperking toepassingsgebied Detailleringseisen afwijkend voor oude materialen / toepassingswijze

16 17 24 november 2014 Organisatie van NEN 8702 Werkgroep onder TGB Betonconstructies Lijst van aan te passen artikelen in NEN-EN opgesteld door werkgroep. Besproken in TGB Betonconstructies Lijst met minimaal uit te werken onderwerpen voor NEN 8702 hieruit herleid (uitgangspunt vastleggen huidige kennis in NEN8702) Opdracht door NEN in delen aan TNO/Hageman voor opstellen tekst 1 e versie NEN8702. TGB Betonconstructies bepaald of groene versie uitgebracht kan worden.

17 18 24 november 2014 Leden WG NEN8702 Dick Schaafsma (RWS) financiering Arend Kremer (ProRail) Willem Klaverveld (ABT -vertegenwoordiging VN Constructeurs) Dick Bezemer (gem. R dam vertegenwoordiging BoWoTo) Rolf Dalmeijer (ing.buro R dam) Cor van der Veen (TU Delft) Sander van der Vossen (Hageman) rapporteurs Gerrie Dieteren (TNO) Rolph Holthuijsen (NEN)

18 19 Historie betonvoorschriften Betonvoorschriften: GBV 1912 GBV 1918 GBV 1930 GBV 1940 GBV 1950 GBV 1962 RVB 1962 Richtlijn voor voorgespannen beton RVB 1967 VB 74 VB 74/84 VBC 1990 VBC 1995

19 20 24 november 2014 Inhoud NEN Algemeen 2. Grondslagen van de verificatie of het ontwerp en de berekening 3. Materialen 4. Duurzaamheid en dekking op de wapening 5. Constructieve berekening 6. Uiterste grenstoestand 7. Bruikbaarheidsgrenstoestand 8. Detailleren van de wapening en voorspanelementen algemeen 9. Detailleren specifieke regels Overige hoofdstukken geen uitgebreide invulling voorzien in 1 e versie - Achtergrondrapport apart opgesteld.

20 21 24 november 2014 NEN Algemeen Toepassingsgebied: Bestaande gebouwen en civieltechnische constructies in ongewapend, gewapend en voorgespannen beton Schades vallen (vooralsnog) buiten toepassingsgebied Levensduurvoorspelling geen onderdeel van de norm Gebruik in samenhang met NEN-EN en NEN Uitwerking van voorschriften in NEN 8700 Alleen afwijkingen t.o.v. NEN-EN en NEN-EN gegeven Let op: Voor beoordeling op afkeur moet in NEN-EN en ontwerp worden gelezen als verificatie. Indien dit niet hoeft is dit in NEN8702 expliciet gegeven.

21 22 24 november 2014 NEN Grondslagen Aansluiting bij NEN 8700 en 8701 geregeld. Zichtbare verschijnselen Aanwezige schade die de krachtsafdracht / sterkte beïnvloedt moet worden meegenomen. LET OP: Aanpassing materiaalfactoren niet toegestaan! - was uitgangspunt bij vaststellen belastingfactoren in NEN 8700

22 23 24 november 2014 NEN Materialen Karakteristieke waarde materiaaleigenschappen o.b.v.: a) Ontwerpwaarde uit aanwezige bouwwerkdossier b) Bepaling aan de constructie niet destructief c) Bepaling a.h.v. monsters uit de constructie (destructief) d) Combinatie van a) b) en/of c) Zichtbare schade dan altijd in-situ testen

23 24 NEN Materialen NEN 8700: Art 4.2 (4) P Opmerking 3 De representatieve waarden van de eigenschappen van materialen of producten die niet zijn opgenomen in de nieuwbouwvoorschriften, mogen, met een beroep op het gelijkwaardigheidsbeginsel, zijn ontleend aan de destijds tijdens de bouw gehanteerde voorschriften, bouwtekeningen of andere documentatie. Rekening behoort dan te zijn gehouden met de destijds van toepassing zijnde veiligheidsmarges, die vaak in de representatieve waarden van de materiaaleigenschappen waren verwerkt (bijvoorbeeld indien werd gewerkt met toelaatbare spanningen). Dergelijke waarden behoren dan te zijn omgerekend naar representatieve waarden bedoeld voor toepassing voor nieuwbouw zoals die thans in de normen worden gehanteerd. Indien nieuwe normen om expliciete redenen nadrukkelijk afwijken van oude normen, behoort de nieuwe norm te worden aangehouden.

24 25 NEN Materialen Beton Vertalen oude waarden naar Eurocode Minimumsterkte is de oorspronkelijke ontwerpwaarde Wat is een K250 volgens de Eurocode? Straks in NEN 8702

25 26 NEN Materialen Beton onderzoek insitu In de regel sterkte nog toegenomen Betononderzoek geeft update naar huidige sterkte Meting druksterkte in de regel voldoende, overige parameters volgens relaties uit Eurocode te bepalen Het gebruik van terugslaghamerproeven biedt nauwelijks meerwaarde Hoe vanuit meetwaarden te komen tot rekenwaarden? karakteristieke (kubus)druksterkte

26 27 24 november 2014 NEN Materialen Karakteristieke waarde van de kubusdruksterkte Definitie f ck,cube : 95% ondergrens van de kubusdruksterkte Op basis van een lognormale verdeling (altijd gunstig) Rekening houdend met statistische onzekerheid Rekening houdend met een minimale waarde van de standaardafwijking 1,64. σ EN niet toepasbaar voor constructieve beoordeling EN 1990 annex D CEMENT : σ P = 5% Betonsterkte bestaande constructies, dr. Ir. A. Vervuurt e.a..

27 29 NEN Materialen Betonstaal Let op staalsoorten per normperiode In oude GBV-normen lagere rekenwaarden toegestaan bij hogere staalsoorten Verankeringslengte gladstaal groter maar haken reduceren benodigde verankeringslengte Trekband aanwezig en voldoende verankerd?

28 30 NEN Materialen Betonstaal Vertalen oude waarden naar Eurocode Veel gebruikte betonstaalsoorten gegeven in tabellen. Maar let op rekenwaarde niet altijd gelijk aan Eurocode eisen. Dit door lagere toegestane spanningen in oude normen t.o.v. huidige werkwijze. Komt vermoedelijk door verborgen duurzaamheidseisen -> onderzoeksvraag voor komende jaren?

29 37 NEN Materialen Voorspanstaal Oude normen bepalend voor aangebrachte/aanwezige voorspanning Relaxatie oude materialen niet gelijk aan EC waarden -> oude normen leidend Oude systemen, informatie hierover gegeven in - RBK / RBBK - Cement-online archief? - Compendium van het voorgespannen beton, J. van Zutphen

30 38 24 november 2014 NEN Duurzaamheid en dekking op de wapening Duurzaamheidseisen Beoordelen huidige staat (inspectie, metingen?) Doorvertaling naar restlevensduur (modellen niet gegeven) Dekking in relatie tot aanhechtkrachten Dekkingseisen gesteld i.v.m.: overdracht van aanhechtkrachten -> c min,b bescherming van het staal tegen corrosie -> via inspectie voldoende brandwerendheid -> BB2012 en NEN-EN Dekking in verband met aanhechtkrachten (c min,b ) in NEN 8702 effect van lagere dekking meegenomen in bepaling verankeringslengte

31 39 24 november 2014 NEN Constructieve berekening Modelleren Effect van opgetreden zettingen, schade, aanpassing e.d. meenemen in model Geometrische imperfecties werkelijk of rekenwaarden uit norm? afwijkingen hebben betrekking op onder meer afmetingen, ligging wapening, scheefstand, etc.; meten alleen noodzakelijk als daar, bijvoorbeeld op basis van een visuele inspectie, aanleiding voor is;

32 40 24 november 2014 NEN Constructieve berekening Plastisch rekenen Ductiliteitseigenschappen betonstaal moeten met voldoende zekerheid bekend zijn en geschikt voor plastisch gedrag Effect van herverdeling voor sneden welke niet voldoen aan minimum wapeningseisen moet worden nagegaan Let op BGT in verband met lagere partiële factoren

33 41 24 november 2014 NEN Constructieve berekening Voorspanning: Aanvangsvoorspanning bepalen met beschikbare ontwerpgegevens of oude voorschriften en/of richtlijnen; Direct optredende verliezen bepalen met informatie over oude voorspansystemen (verlies door wigzetting, wrijvingsverliezen); Tijdsafhankelijke verliezen bepalen volgens NEN-EN ; Informatie over oude voorspansystemen en oude voorschriften/richtlijnen beschikbaar in bijlage/achtergrondrapport

34 42 Herberekening Geometrie Zo realistisch mogelijk meenemen (controleren bij inspectie) Indien in dwarsrichting gescheurd, dan een schematisatie tot een orthotroop plaatveld direct overwegen Belasting Bestaand mogelijk anders t.o.v nieuwbouw door: Representatieve waarden aan te passen Referentieperiode korter Belasting door meting aan te passen zie NEN8701

35 43 24 november 2014 NEN UGT Invulling in 2015 voorzien! Buiging: weinig aanvullingen/wijzigingen voorzien Dwarskracht: discussie loopt nog, beoogde aanpassing v min formule aanpassen voor alle betonstaalsoorten huidige eis is ingevulde formule voor B500 => lagere staalsoorten hogere waarde van v min -> buiging dan eerder maatgevend Combinatie van V Rd,c en V Rd,s onder voorwaarden toestaan Gunstiger gedrag platen t.o.v. liggers meenemen met plaatfactor Vermoeiing: aanpassen voor oude materiaalsoorten

36 44 24 november 2014 NEN BGT Invulling loopt! Scheurwijdte: Consequenties van aanwezige scheuren voor constructieve veiligheid bepalen. Rekenkundige controle alleen als daar aanleiding voor is (wijziging constructie, verhoging belasting, etc.); Voor glad staal geldt een aanhechting x = 0,5 Doorbuiging: Doorbuigingscontrole alleen als daar aanleiding c.q. noodzaak voor is (wijziging constructie, verhoging belasting, etc.) Eventueel informatie over werkelijke doorbuigingen betrekken in de berekening.

37 45 24 november 2014 NEN Detailleren Rekenregels aangepast voor glad betonstaal Minimum staafafstand e.d. uitgesloten op voorwaarde dat geen hieraan gerelateerde schade zichtbaar is Toelaatbare doorndiameters aangepast Lagere staalsoorten kleine diameter geen probleem -> toegepaste haken dan weer mee te nemen in verankeringslengte Minimaal benodigde dekking voor aanhechting naar 0,5*diameter -> aanhechtspanning lager, verankeringslengte groter maar staaf nog wel in rekening te brengen

38 46 24 november 2014 NEN 8702 Hfst 9 Detailleren Algemene aanpak bij niet voldoen aan gegeven regels Achtergrond eis BGT -> inspectie vaak de oplossing Achtergrond eis UGT -> rekenen i.h.a. de oplossing Hfst 10 Prefab Algemene aanpak bij niet voldoen aan gegeven regels Hfst 11 Lichte toeslagmaterialen Algemene aanpak Indien financiering dan verdere invulling voor vaker toegepaste oude lichtbeton soorten in NL Hfst 12 Ongewapende en lichtgewapende betonconstructies Algemene aanpak

39 47 Stroomschema beoordeling Inventarisatie gegevens (ontwerp / inspectiehistorie /etc.) Inspectie (huidige toestand) Lineair elastische herberekening - isotroop - orthotroop Niet lineaire herberekening Probabilistische herberekening Proefbelasten Interventies bepalen Versterkingsberekening / lastbeperkende maatregelen Sloop

40 48 Alternatief voor NEN 8702 Tussenoplossing voor betonconstructies RBK v. 1.1 Rijkswaterstaat Technisch Document RTD 1006 Maar let op: Opgesteld voor bruggen en viaducten ontworpen en uitgevoerd volgens de bij Rijkswaterstaat in het verleden gehanteerde werkwijze: In de regel toezicht op de bouw GBV-serie andere toegestane spanningen In bestek voorgeschreven betonsamenstelling Interne voorschriften (ROBK 1 vanaf 1988) van toepassing Gegeven alternatieve rekenmethoden keuze van RWS

41 49 Alternatief voor NEN 8702 Zwitserland SIA 269/2: 2011: Erhaltung von Tragwerken Betonbau Duitsland Richtlinie zur Nachrechnung von Straßenbrücken im Bestand (Nachrechnungsrichtlinie) Engeland Design Manual for Roads and Bridges Europees Eurocode revisie inclusief assessment (2020?) Internationaal ISO 13822: Bases for design - Assessment of existing structures FIB COM3: Existing concrete structures aanpassing op ModelCode 2010