BOUWKUNDE GEBOUW NR. 08 BOLIDT VLOER TU DELFT FACULTEIT BOUWKUNDE, BAANCODE: AFD 459 15 februari 2012 076226513:A - Definitief E01032.000163.0100
Inhoud Samenvatting en conclusie 2 1 Inleiding 3 2 Uitgangspunten 5 2.1 Documenten 5 2.2 Normen en richtlijnen 5 2.3 Tekeningen 5 2.4 Referentieperiode en veiligheidsklasse 5 2.5 Belasting 5 2.6 Materiaalgegevens 6 2.7 Programmatuur 6 3 Constructief onderzoek 7 3.1 Constructie 7 3.2 Belasting 7 3.3 Liggerberekening 8 3.4 Capaciteit doorsnede 11 3.5 Resultaten 11 4 Bouwkundige beschouwing 13 4.1 Inspectie en destructief onderzoek 13 4.2 Mogelijke oorzaken 14 4.3 Mogelijke oplossingen 14 4.4 Conclusie 15 Bijlage 1 Overzicht beganegrond met scheurvorming 16 Bijlage 2 Foto's destructief onderzoek 18 Bijlage 3 Oorspronkelijke constructieve tekeningen 23 Colofon 24 076226513:A - Definitief ARCADIS 1
Samenvatting en conclusie In de hal op de begane grondvloer van Bouwkunde gebouw 8 ook wel bekend als BK City vertoont de vloerafwerking een craquelé uiterlijk. Arcadis is door de TU Delft gevraagd onderzoek te doen naar deze vloerafwerking. In augustus 2010 is al een eerder onderzoek geweest waarna ook een rapport is opgesteld (kenmerk: 075040386:0.2; d.d. 1-09-2010). Omdat er plannen zijn om het gebouw definitief voor langere tijd als onderwijsgebouw te gebruiken is nu uitgebreider onderzoek gedaan, waarbij ook archiefonderzoek naar de constructieve vloer is gedaan en de capaciteit van deze vloer is berekend. De vloeropbouw van onder naar boven is als volgt: 90 a 100 mm constructief beton, daarop een naar alle waarschijnlijkheid oorspronkelijke zand-cement afwerkvloer van ca. 30 mm met daarop meerdere egalisatielagen en als toplaag de bolidt afwerking. De conclusie is dat de oorzaak van het craquelé uiterlijk ligt in de gebrekkige staat van de oorspronkelijke afwerkvloer. Deze ligt los van de constructievloer en de egalisatielaag en vertoont scheuren en holtes. Bij intensief gebruik wordt hierdoor de toplaag kapot gelopen. Verder wordt uit de berekening geconludeerd dat de capaciteit van de constructieve vloer voldoende is voor het huidige gebruik. Hierbij wordt wel opgemerkt dat door stapeling van belasting (kabels en leidingen en afwerklagen) de constructievloer wel volledig uitgenut is. Conclusie De problemen met de vloer hebben te maken met de kwaliteit van de afwerkvloer. De indruk bestaat dat de afwerkvloer over het oppervlak wisseld is van kwaliteit. De slechte kwaliteit uit zich door het los liggen op de constructievloer. Uit voorliggend onderzoek is gebleken dat het losliggen van de afwerkvloer geen constructieve oorzaak heeft. Aannemelijker is dat de afwerkvloer al loslag voordat de Bolidt vloer is aangebracht. Geadviseerd wordt om door middel van het systematisch afkloppen van de vloer te onderzoeken welk deel van het vloeroppervlak een losliggende afwerklaag heeft. Het onderhoud cq. de reparatie van de vloer kan hierop worden afgestemd in combinatie met de intensiteit van het gebruik van het vloeroppervlak. Afhankelijk van de omvang van de losliggende afwerklaag kan besloten worden om de vloer al dan niet in zijn geheel te vervangen. 076226513:A - Definitief ARCADIS 2
HOOFDSTUK 1Inleiding Het voormalige hoofdgebouw van de TU Delft stamt uit 1920 en is destijds gebouwd als gebouw voor Scheikunde. Momenteel vormt het het tijdelijke onderkomen voor de faculteit bouwkunde en staat het ook wel bekend als BKCity. Er zijn plannen om het gebouw permanent in gebruik te nemen als onderwijsgebouw. In de hal op de begane grondvloer het gebouw vloerafwerking een craquelé uiterlijk. In bijlage 1 is een overzicht hiervan aangegeven. De meeste scheurvorming is zichtbaar in de hal van de entree naar de zuidvleugel. Arcadis is door de TU Delft gevraagd onderzoek te doen naar deze vloerafwerking. In augustus 2010 is al een eerder onderzoek geweest waarna ook een rapport is opgesteld (kenmerk: 075040386:0.2; d.d. 1-09-2010). Omdat er plannen zijn om het gebouw definitief voor langere tijd als onderwijsgebouw te gebruiken is nu uitgebreider onderzoek gedaan, waarbij ook archiefonderzoek naar de constructieve vloer is gedaan en de capaciteit van deze vloer is berekend. De vloeropbouw is weergegeven in Afbeelding 1 en bestaat uit een constructieve vloer met daarop een naar alle waarschijnlijkheid oorspronkelijke zand-cement afwerkvloer. Hierop zitten een aantal egalisatielagen met ten slotte de bolidt toplaag. Afbeelding 1 vloeropbouw 076226513:A - Definitief ARCADIS 3
In 2010 is destructief onderzoek gedaan door cylinders te boren. In bijlage 2 zijn hiervan foto s toegevoegd. Uit dit onderzoek blijkt dat ter plaatse van de scheurvorming de oorspronkelijke afwerkvloer los ligt van de constructie vloer en de afwerklagen. De oorspronkelijke afwerkvloer vertoont grotere scheuren en holtes. De constructievloer is daarentegen in goede staat zij het dat er wel krimscheuren aanwezig zijn. Onder de begane grondvloer zit een geconditioneerde kelder. Ter plaatse van de gang waar de meeste scheurvorming zichtbaar is hangen er een zestal waterleidingen onder de begane grond vloer. In voorliggend rapport is de huidige vloer zowel constructief (hoofdstuk 3) als bouwkundig (hoofdstuk 4) beoordeeld. In het volgende hoofdstuk zijn eerst de gehanteerde uitgangspunten weergegeven. 076226513:A - Definitief ARCADIS 4
2Uitgangspunten 2.1 DOCUMENTEN Rapport Arcadis Bouwkunde gebouw nr. 08; craquelé vloeren d.d. 1-9-2010; kenmerk: 075040386:0.2 Rapport ABT Aanpassing TU Hoofdgebouw; Algemene gegevens en overzicht belastingen d.d. 6-8-2008; kenmerk: 09753-501 Rapport ABT Hoofdgebouw/ nieuwe faculteit Bouwkunde TU Delft; Draagkracht bestaande vloeren d.d. 11-7-2008; kenmer: 09753-501 Rapport RGD Constructieverbeteringen gebouw Julianalaan 134 d.d. 30-11-1957 2.2 NORMEN EN RICHTLIJNEN NEN 6702:2007 C1:2007 belastingen en vervormingen NEN 6720:1995 A4:2007 voorschriften beton 2.3 TEKENINGEN Oorspronkelijke tekeningen constructie begane grondvloer (zie bijlage 3) C-A Technische Hoogeschool te Delft; Gebouw voor Scheikunde; Begane grond vakken B(ged), D, E, F; Werken in gewapend beton C-A1 Technische Hoogeschool te Delft; Gebouw voor Scheikunde; Werken in gewapend beton No. 2b; Vakken A, B(ged.), C-beganegrond. 2.4 REFERENTIEPERIODE EN VEILIGHEIDSKLASSE Referentieperiode: 50 jaar Veiligheidsklasse: 3 2.5 BELASTING Permanent: Eigen gewicht beton: 24 kn/m 3 50 mm afwerlagen: 0,050 m x 20 kn/m 3 = 1 kn/m 2 kabels en leidingen: 0,5 kn/m 2 Veranderlijk: gebruiksbelasting: 2,5 kn/m 2 hoogwerker: 780 kg + personen (100kg) 076226513:A - Definitief ARCADIS 5
2.6 MATERIAALGEGEVENS De betonkwaliteit is onbekend, gezien de leeftijd wordt deze geschat op vergelijkbaar met B25 De staalkwaliteit is onbekend, uit een rapport van de RGD uit 1957 blijkt dat uit proeven destijds een staalkwaliteit QR24 is afgeleid. Gerekend wordt daarom met een Equivalente staalkwaliteit (representatieve waarde treksterkte: 240 N/mm 2 ; rekenwaarde treksterkte: 209 N/mm 2 ) 2.7 PROGRAMMATUUR Technosoft Liggers V5 076226513:A - Definitief ARCADIS 6
HOOFDSTUK 3Constructief onderzoek In dit hoofdstuk wordt berekend of de capaciteit van de constructieve vloer in de hal van veleugel F voldoende is en of de vloer niet teveel doorbuigt. Hiervoor zijn de constructiegegevens van de oorspronkelijke tekeningen geraadpleegd en is de vloer berekend met Technosoft liggers. 3.1 CONSTRUCTIE Afbeelding 2 doorsnede constructievloer De vloer is aan weerszijden opgelegd op metselwerk. Volgens tekening is de constructieve dikte van de overige gangen met een vergelijkbare overspanning 120 mm. Uit de proefboring bleek de vloer ter plaatse echter maar 90 mm dik. Omdat dit waarschijnlijk een lokale afwijking is is voor de berekening uitgegaan van een dikte van 100 mm. De dagmaat is 3110 mm. Hoewel op de oorspronkelijke tekeningen geen doorsnede is gemaakt ter plaatse van de hal waar de meeste scheurvorming aanwezig is is uit de doorsneden op tekening C-A geconcludeerd wat de wapening is. Er wordt van uitgegaan dat de wapening 2x rond 12-330 mm = 6 staven rond 12 per meter. Conform doorsnede 8 op tekening CA-1 zoals hieronder weergegeven. 3.2 BELASTING De belasting is ingevoerd conform de uitgangspunten in paragraaf 2.5. De hoogwerker weegt volgens opgave van de TU Delft ca. 780 kg. De belasting uit de hoogwerker is ingevoerd als puntlasten van: 7,8 kn (eg) + 1 kn (persoon) / 4 (wielen) = 2,2 kn. 076226513:A - Definitief ARCADIS 7
3.3 LIGGERBEREKENING TS/Liggers Rel: 5.01 23 jan 2012 Dimensies...: kn/m/rad Bestand...: c:\users\smithm\desktop\mappen\bolidtvloer bkcity\ vloer.dlw Veiligheidsklasse: 3 Referentieperiode : 50 Toevallige inklemmingen begin: geen Toevallige inklemming eind:geen Herverdelen van momenten : nee Maximale deellengte :0.000 Ouderdom bij belasten : 180 Relatieve vochtigheid : 50% Doorbuigingen(beton) zijn dmv gecorrigeerde stijfheden berekend. Fysisch lineair : Er is gerekend met de e-modulus uit de materiaaltabel. Fysisch niet lineair: Er is gerekend met een gecorrigeerde e- modulus. Deze e-mod. is berekend mbv de krachten uit de fysisch lineair berekening. Toegepaste normen volgens TGB 1990 Belastingen NEN 6702:2007 C1:2007 Beton NEN 6720:1995 A4:2007 GEOMETRIE ref. 3.110 3.110 1:B*H 1000*100 BELASTINGGEVALLEN B.G. Omschrijving Belast/onbelast Momentaan e.g. 1 Permanent 4:NEN6702 permanent 1.00-1.00 2 Veranderlijk personen 3:NEN6702 art:6.3.3.3 0.40 0.00 3 Veranderlijk hoogwerker 3:NEN6702 art:6.3.3.3 0.40 0.00 VELDBELASTINGEN B.G:1 Permanent 1.5 VELDBELASTINGEN B.G:1 Permanent Last Type Omschrijving q1/p/m q2 psi Afstand Lengte 1 1:q-last -1.500-1.500 0.000 3.110 VELDBELASTINGEN B.G:2 Veranderlijk personen 076226513:A - Definitief ARCADIS 8
2.5 VELDBELASTINGEN B.G:2 Veranderlijk personen Last Ref. Type Omschrijving q1/p/m q2 psi Afstand Lengte 1 1:q-last -2.500-2.500 0.000 3.110 VELDBELASTINGEN B.G:3 Veranderlijk hoogwerker 2.2 2.2 VELDBELASTINGEN B.G:3 Veranderlijk hoogwerker Last Ref. Type Omschrijving q1/p/m q2 psi Afstand Lengte 1 8:Puntlast -2.200 1.055 2 8:Puntlast -2.200 2.055 BELASTINGCOMBINATIES BC Type BG Factor BG Factor BG Factor BG Factor BG Factor 1 Fund. 1 1.20 2 1.50 2 Fund. 1 1.35 3 Inc. 1 1.00 2 1.00 4 Mom. 1 1.00 2 0.60 5 Perm. 1 1.00 6 Fund. 1 1.20 3 1.50 7 Inc. 1 1.00 3 1.00 GUNSTIGE WERKING PERMANENTE BELASTINGEN BC Velden met gunstige werking 1 Geen 2 Geen 6 Geen MOMENTEN Fysisch lineair B.C:1 UGT personen etc -10.2 076226513:A - Definitief ARCADIS 9
DWARSKRACHTEN Fysisch lineair B.C:1 UGT personen etc 13.1-13.1 Fmin:7.3 Fmax:13.1 MOMENTEN Fysisch lineair 7.3 13.1 B.C:2 UGT permanent -6.4 DWARSKRACHTEN Fysisch lineair B.C:2 UGT permanent 8.2-8.2 F:8.2 8.2 MOMENTEN Fysisch lineair B.C:6 UGT hoogwerker -9.1 DWARSKRACHTEN Fysisch lineair B.C:6 UGT hoogwerker 10.6-10.6 Fmin:7.3 Fmax:10.6 7.3 10.6 076226513:A - Definitief ARCADIS 10
OMHULLENDE VAN DE INCIDENTELE COMBINATIES VERPLAATSINGEN [mm] Fysisch niet lineair Incidentele combinatie -7.1 OMHULLENDE VAN DE PERMANENTE BELASTINGEN VERPLAATSINGEN [mm] Fysisch niet lineair Permanente belasting -1.91 3.4 CAPACITEIT DOORSNEDE Wapeningcapaciteit is berekend conform VBC met B25 en een equivalent van QR24. Buigwapening b h A Afm. 1000 100 100000 mm 2 Beton f' b Staal f y max Materiaal B25 15 FeB240 208,8 1,38 (glad) min 0,15 % A s min 118,5 mm 2 MK c k 1 k 2 langsw Details XC1 15 mm 5000 1000 0,5 0 mm basisnet bijleg s s s d A s 0 M/bd2 M u UGT max M u BGT [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm 2 /m] [%] [-] [knm] [N/mm 2 ] [knm] 330 f12 330 165 79 685 0,868 1698 10,6 208 10,6 3.5 RESULTATEN Uit de berekening blijkt dat de vloer volgens de huidige normen normen voldoet voor sterkte: U.C. = Md/Mu = 10.2/10.6 = 0.96. De totale doorbuiging in de bruikbaarheidsgrenstoetsnd is 7,1 mm. Dit voldoet aan de gebruikelijke eis van 0,004 x 3110 = 12,4 mm voor de totale doorbuiging en 0,003 x 3110 = 9.3 mm. 076226513:A - Definitief ARCADIS 11
De vloer voldoet in de huidige situatie voor de functie als onderwijsgebouw en dus ook voor de toekomstige situatie. De vloer is constructief uitgenut, dus mochten er in de toekomst zaken aangepast worden qua functie of bijvoorbeeld een zwaardere afwerkvloer dan dienen er constructieve maatregelen genomen te worden. Dit willen wij te meer benadrukken omdat o.i. in eerdere rapporten ten onrechte met een te kleine rustende vloerbelasting is gerekend (geen rekening gehouden met leidingen onder de vloer en gerekend met een dunnere vloerafwerking). Hierdoor zou de indruk kunnen ontstaan dat er nog reservecapaciteit in de vloer aanwezig is. Daarbij kan het ook een overweging zijn om indien besloten wordt om de en losliggende afwerklaag te verwijderen, deze afwerklaag meteen te vervangen door een constructieve druklaag (zoals destijds op de verdiepingen is gedaan). Hiermee kan geanticipeerd worden op een evt. intensiever gebruik in de toekomst. 076226513:A - Definitief ARCADIS 12
HOOFDSTUK 4Bouwkundige beschouwing 4.1 INSPECTIE EN DESTRUCTIEF ONDERZOEK Uit inspectie ter plaatse en de proefboringen is het volgende geconstateerd: De Bolidtvloer vertoont op bepaalde plaatsen een craquelé uiterlijk, welke bij een bepaalde lichtinval goed zichtbaar is. Er is geen sprake van doorgaande scheuren in de Bolidtvloer. Het craquelé tekent zich alleen af in de vloerafwerking. Op een plek is de beschadigingen dusdanig dat ook de Bolidtvloer beschadigd is. Tijdens het kloppen op het craquelé klinkt er lokaal een hol geluid. Tijdens een rondgang in de kelder onder de begane grondvloer is de craquelé niet zichtbaar. Wel zijn er hier en daar andere scheuren geconstateerd. Deze scheuren bevinden zich in de overspannigsrichting van de vloer en volgen niet het patroon van het craquelé uiterlijk. Uit de proefboring blijkt (zie ook foto s bijlage 2 en Afbeelding 3) dat ter plaatse van de scheuren in de de oorspronkelijke afwerkvloer los ligt van de constructieve vloer en van de egalisatielagen onder de Bolidt afwerking. De oorspronkelijke afwerkvloer vertoont scheuren en is plaatselijk afgebrokkeld waardoor holtes ontstaan zijn. De constructie vloer is in een goede staat. Afbeelding 3 foto boorkern proefboring 076226513:A - Definitief ARCADIS 13
4.2 MOGELIJKE OORZAKEN Het craquelé patroon in de bolidt vloer kan ontstaan zijn door: scheurvorming in de afwerklaag die al aanwezig was bij het aanbrengen van de Bolidtvloer, waardoor de Bolidt laag in deze scheuren is gelopen en er een licht kleurverschil ontstaat scheurvorming in de afwerklaag als gevolg van gebruiksbelasting, nadat de Bolidtvloer aangebracht was, welke zich aftekent in de Bolidtvloer. Beide oorzaken zijn het gevolg van de slechte staat van de oorspronkelijke afwerkvloer van 30 mm, waarbij de eerste oorzaak het meest waarschijnlijk wordt geacht. Dit wordt ook bevestigd door een rapport van de RGD van 1957 waarin geconstateerd wordt dat voor verdieping 1 en 2 de afwerkvloer zeer gemakkelijk te verwijderen was en vrijwel los op de vloer lag Het is dus niet een op een vast te stellen dat overal waar craquele is, de afwerkvloer losligt. De afwerkvloer kan ook op plaatsen gescheurd zijn zonder dat deze is los komen te liggen. Maar ook het omgekeerde kan voorkomen, de vloer kan ook losliggen op plaatsen waar geen craquele uiterlijk te vinden is, dit zou dan in de toekomst nog tot scheurvorming kunnen leiden. De slechte staat van de oorspronkelijke afwerkvloer kan meerdere oorzaken hebben: de aanhechting op de constructievloer hangt nauw samen met het klimaat (met name vochtigheid) ten tijde van aanbrengen daarnaast komt voor een goede aanhechting de zand-cement verhouding vrij precies, wellicht is er tijdens de bouw rond 1920 gebrek geweest aan cement, waardoor er te veel zand en te weinig cement is gebruikt. ook een wisselend klimaat en vochthuishouding in het gebouw zelf bijvoorbeeld door tijdelijke leegstand kan een negatieve invloed hebben op de staat van de afwerkvloer. Uit de inspectie blijkt dat gezien het craquele patroon niet overal voorkomt en ook de intensiteit varieerd het heel aannemelijk is dat ook de zand-cement afwerkvloer van wisselende kwaliteit is. Door in de loop van de tijd veranderende gebruiksbelasting, met name door nylon wielen zal de afwerkvloer op sommige plaatsen zwaarder belast kunnen worden dan deze kan hebben, waardoor de samenhang steeds minder wordt. 4.3 MOGELIJKE OPLOSSINGEN Allereerst is het zaak om door systematisch kloponderzoek te constateren welk deel welk deel van het vloeroppervlak een losliggende afwerklaag heeft. De bedoeling hiervan is om een gedetailleerder beeld te krijgen van de omvang van het probleem (in m2). Op basis hiervan kan een weloverwogen keuze gemaakt kan worden om de vloer in zijn geheel te vervangen, dan wel intensiever regulier onderhoud te plegen en alles wat daartussen zit. Het onderhoud kan vervolgens hierop afgestemd worden. Bij ruimtes met intensief gebruik en relatief grote delen losliggende afwerklaag wordt geadviseerd de afwerklaag te verwijderen, direct op de constructievloer een nieuwe egalisatielaag aan te brengen en hierop een nieuwe Bolidtvloer aan te brengen. Bij ruimtes met minder intensief gebruik en relatief kleine delen losliggende afwerklaag kan de vloer lokaal gerepareerd worden. 076226513:A - Definitief ARCADIS 14
Bij ruimtes met minder intensief gebruik en geen losliggende afwerkvloer is direct onderhoud niet noodzakelijk. De enige manier om de afwerklaag te repareren zonder de bolidt vloer te verwijderen is door middel van injecte, maar dit is zeer kostbaar, uitvoeringstechisch is het heel lastig om alle holtes te vullen en de aanhechting te herstellen en bovendien zal van bovenaf geinjecteerd moeten worden, waarbij de geperforeerd wordt. Deze oplossing is dan ook niet te adviseren. 4.4 CONCLUSIE Op basis van ons bureau onderzoek is uitgesloten dat het losliggen van de vloer een constructieve oorzaak heeft en aannemelijk gemaakt dat de vloer al los lag voor de Bolidt vloer is aangebracht. 076226513:A - Definitief ARCADIS 15
BIJLAGE 1 Overzicht begane grond met scheurvorming (deze bijlage bevat 1 pagina A3) 076226513:A - Definitief ARCADIS 16
BIJLAGE 2 Foto's destructief onderzoek (deze bijlage bevat 4 pagina s A4) 076226513:A - Definitief ARCADIS 18
BIJLAGE 3 Oorspronkelijke constructieve tekeningen (deze bijlage bevat 2 pagina s A0) 076226513:A - Definitief ARCADIS 23
Colofon BOUWKUNDE GEBOUW NR. 08 OPDRACHTGEVER: TU Delft Faculteit bouwkunde, baancode: afd 459 STATUS: Definitief AUTEUR: ir. M. Smith GECONTROLEERD DOOR: ing. T.C. Borst VRIJGEGEVEN DOOR: ing. T.C. Borst 15 februari 2012 076226513:A ARCADIS NEDERLAND BV Lichtenauerlaan 100 Postbus 4205 3006 AE Rotterdam Tel 010 2532 222 Fax 010 2532 194 www.arcadis.nl Handelsregister 9036504 ARCADIS. Alle rechten voorbehouden. Behoudens uitzonderingen door de wet gesteld, mag zonder schriftelijke toestemming van de rechthebbenden niets uit dit document worden verveelvoudigd en/of openbaar worden gemaakt door middel van druk, fotokopie, digitale reproductie of anderszins. 076226513:A - Definitief ARCADIS 26