Onderwerp Risicoanalyse nummer AN11212 Documentnummer AN11212-C-DO-002-TBR Status Definitief Datum 17-07-2015 Auteur ir. A.J. Börger RC Versie 1.3 Vrijgave ing. R. Mink
Opdrachtgever Amsterdam RAI B.V. Contactpersoon W. van den Born Adres Postbus 77777 Plaats 1070 MS Amsterdam Opdrachtnever Aan de Stegge Contactpersoon J. Pasop Adres Hietweideweg 14, Plaats 7391 XX Twello Telefoon 0571 277 331 E-mail jpa@adst.nl Architect Benthem en Crouwel architecten Contactpersoon N. ter Heege Adres Generaal Vetterstraat 61 Plaats Amsterdam Telefoon 020-6420105 E-mail n.terheege@benthemcrouwel.nl Opsteller rapport Bartels Ingenieursbureau B.V. Adviestaak Hoofdconstructeur Unit / Vestiging Constructie / vestiging Apeldoorm nummer AN11212 Contactpersoon R. Mink Adres Linie 524 Plaats 7325 DZ Apeldoorn Telefoon 055-3680540 E-mail rmink@bartels.nl team Adviseur leider Constructeur ir. A.J.W. de Witte ing. R. Mink ir. A.J. Börger RC Rapporthistorie Versie Datum Omschrijving v1.0 03-07-2015 Eerste uitgave v1.1 13-07-2015 Flexibiliteit gewijzigd v1.2 15-07-2015 Flexibiliteit gewijzigd v1.3 17-07-2015 Definitief Documentnummer AN11212-C-DO-002-TBR Pagina: 1
Verantwoording Datum Naam paraaf auteur paraaf controle paraaf vrijgave Auteur 17-07-2015 ir. A.J. Börger RC Controle 17-07-2015 ir. A.J.W. de Witte Vrijgave 17-07-2015 ing. R. Mink Documentnummer AN11212-C-DO-002-TBR Pagina: 2
INHOUDSOPGAVE 1 Inleiding 4 1.1 Omschrijving 4 2 Risicoanalyse 6 2.1 Conclusie risicoanalyse 13 3 Voorzieningen constructieve samenhang 14 3.1.1 Trekbanden langs de omtrek 14 3.1.2 Verticale trekbanden 16 3.1.3 Sleutelelementen 16 Documentnummer AN11212-C-DO-002-TBR Pagina: 3
1 Inleiding Het constructieontwerp voor het multifunctionele parkeergebouw van de RAI is in de voorontwerpfase verzorgd door Van Rossum Raadgevende Ingenieurs Amsterdam bv. Tijdens de aanbestedingsprocedure heeft Bartels ingenieursbureau het bouwbedrijf Aan de Stegge met ontwerpalternatieven en constructieadviezen ondersteund. Bartels Ingenieursbureau zal het project verder als hoofdconstructeur begeleiden. Dit document behoort bij het definitieve ontwerp voor het project Multifunctioneel Parkeergebouw langs de Ventweg op het RAI-terrein nabij de Rijksweg A10 te Amsterdam. Het bevat de opstelling van de risicoanalyse die vanwege de indeling in gevolgklasse CC3 vereist is bij dit gebouw. Als tweede onderwerp worden de eisen aan de constructieve samenhang ingevuld in de vorm van de toepassing van trekbanden en sleutelelementen. Het voorliggende document moet in samenhang worden gelezen met het constructieve uitgangspuntendocument dat voor de omgevingsvergunning is opgesteld: AN11212-C-BA-001-RMK-v1.0 Uitgangspuntenrapport d.d. 13-05- 2015. 1.1 Omschrijving Het project omvat een acht-laags parkeergebouw tussen de bestaande expositiehallen 8 en 10. Situatie projectlocatie Documentnummer AN11212-C-DO-002-TBR Pagina: 4
Globaal kent het gebouw de volgende afmetingen: - Lengte ca. 74 meter. (excl. wokkels in- en uitrit) - Breedte ca. 49 meter. - Hoogte ca. 30 meter. (trappenhuis 34 meter) - Wokkels kerndiameter 10,00 meter. uitwendige diameter 20,6 meter. De verdiepingshoogte van de standaardverdiepingen is 3,60 meter. De 1 e verdieping heeft een hoogte van 7,20 meter. Deze verdieping kan naast parkeerruimte ook gebruikt worden voor als tentoonstellings- of bijeenkomstruimte. De eerste verdieping wordt ook wel aangeduid als "extensieruimte". Figuur: constructieve basisdoorsnede van het gebouw. Documentnummer AN11212-C-DO-002-TBR Pagina: 5
2 Risicoanalyse Dit hoofdstuk behandelt de risicoanalyse waarmee de risico's in kaart worden gebracht voor de constructieve veiligheid van het multifunctionele parkeergebouw RAI. Een risicoanalyse bestaat uit het beschrijven van de relevante risico's en hoe die tot een aanvaardbaar niveau worden beperkt. De analyse is volgens de norm NEN- EN 1991-1-7 vereist bij een gebouw dat in gevolgklasse CC3 is ingedeeld. Uit de risicoanalyse volgen eisen die gesteld moeten worden aan de constructieve samenhang van het gebouw. Ook wordt beschreven op welke wijze de kwaliteit van het bouwproces wordt bewaakt. Gevolgklasse van het gebouw Vanuit het bouwbesluit wordt de normenreeks van de Eurocode aangestuurd. De eerste norm uit de reeks, de NEN-EN 1990 (grondslagen van het constructief ontwerp) bepaald in welke gevolgklasse het gebouw dient te worden ingedeeld. De keuze is afhankelijk van de aard van het gebouw en het gebruik ervan, zoals de naam gevolgklasse aangeeft. Uit de keuze voor een bepaalde gevolgklasse volgt onder andere de grootte van de belastingsfactoren. Hiernaast zijn er ook nog andere zaken die gekoppeld zijn aan de gevolgklasse. Dit zijn bijvoorbeeld eisen die gesteld worden aan de mate waarin controle en inspectie bij de uitvoering en ontwerp plaatsvindt. In de normatieve Bijlage B "Regeling van de constructieve betrouwbaarheid van bouwwerken" van EN1990 is keuzetabel opgenomen waarmee het gebouw kan worden ingedeeld. Tabel NB.20-B1 geeft de definitie van de drie gevolgklassen: CC3 CC2 CC1 Grote gevolgen ten aanzien van het verlies van mensenlevens, en/of zeer grote economische of sociale gevolgen of gevolgen voor de omgeving. Middelmatige gevolgen ten aanzien van het verlies van mensenlevens, en/of aanzienlijke economische of sociale gevolgen of gevolgen voor de omgeving; Geringe gevolgen ten aanzien van het verlies van mensenlevens, en/of kleine of verwaarloosbare economische of sociale gevolgen of gevolgen voor de omgeving. Om dit meer concreet te maken geeft tabel NB.21-B1 voorbeelden. CC3 Hoge gebouwen, die reiken tot meer dan 70 meter boven het aangrenzende maaiveld. Bouwwerken, waarvan de overspanning van de constructie in een draagrichting groter is dan 50 meter en waarbij in geval van bezwijken van die overspanning meer dan 500 personen gelijktijdig gevaar lopen (zoals bij grote tentoonstellings- en stationshallen). Bouwwerken met de bestemming publieksfunctie (bijv. onderwijsgebouwen stadions, concerthallen, tribunes), waarbij in geval van bezwijken meer dan 500 personen gelijktijdig gevaar lopen. Gebouwen met verminderd zelfredzame personen zoals ziekenhuizen, celgebouwen, verpleegtehuizen met 4 of meer bouwlagen. Gebouwen waar zeer vitale processen worden bestuurd, bijv. verkeerstoren Schiphol, verkeersleidingsgebouw. Industriegebouwen voor gevaarlijke stoffen en/of processen waarvoor een omgevingsvergunning voor het milieu noodzakelijk is. CC2 Voor zover niet opgenomen in CC1 of CC3: Eengezinswoningen met 3 met 4 of meer bouwlagen Woongebouwen hotels en kantoorgebouwen Onderwijsgebouwen Winkels Ziekenhuizen Documentnummer AN11212-C-DO-002-TBR Pagina: 6
Openbare gebouwen Industriegebouwen waarvoor noot a niet geldt of met 3 of meer bouwlagen Parkeergarages CC1 Eengezinswoningen met 1, 2 of 3 bouwlagen Landbouwbedrijfsgebouwen Tuinbouwkassen Industriegebouwen met 1 of 2 bouwlagen Vanwege een openbaar gebouw is in ieder geval sprake van CC2. Op basis van de derde alinea in de tabel moet geconcludeerd worden dat het parkeergebouw moet worden ingedeeld in gevolgklasse CC3. Immers is vanwege de stapeling van parkeren en een openbaar toegankelijke expositieruimte op de eerste verdieping sprake van meer dan 500 mensen. Bij het multifunctionele parkeergebouw RAI diende tijdens het aanbestedingstraject de gevolgklasse CC2 op uitdrukkelijk verzoek van de opdrachtgever aangehouden te worden, zonder uitleg waarom men dat standpunt in nam. Uit mededelingen van de opdrachtgever na de contractering, bleek dat de gevolgklasse is vastgesteld in een gesprek tussen Van Rossum, Res en Smit en de omgevingsdienst. Gesteld is dat de eerste verdieping slechts tijdelijk als extensie ruimte zou worden gebruikt. Vanwege het tijdelijke karakter mocht de opgelegde belasting worden gereduceerd, zodat dit hetzelfde zou betekenen als het toepassen van CC2. Een dergelijke benadering is op basis van het bouwbesluit echter niet toegestaan. Zoals hierboven te zien is, staat de keuze voor een gevolgklasse los van de vraag of een gebouw een tijdelijke aard heeft of een normale gebruiksduur. Aannemer is er daardoor vanuit het bouwbesluit aan gehouden CC3 van toepassing te verklaren als grondslag voor het ontwerp. Na de aanbestedingsfase is gebleken dat er 2500 mensen binnen het gebouw konden verblijven, zodat de constructie alsnog in CC3 moest worden ingedeeld. De keuze voor CC3 betekent een verzwaring van het ontwerp en brengt meerkosten met zich mee. Het feit dat in de DO-fase geen rekening hoeft worden gehouden met twee extra lagen in staal met staalplaat-betonvloeren betekent geen reductie omdat de extra laag in beton gelijkwaardig is aan gewicht ten opzichte van de "staalvariant". Mogelijke reductie voor tijdelijkheid is alleen van toepassing op opgelegde belasting, niet op de permanente belasting van het gebouw (dat het grootste belastingseffect heeft op de constructie). Naast de hogere belastingen gelden nog aanvullende eisen, waaronder de risicoanalyse, traceerbaarheid van constructie-elementen, externe en interne controle en aan de vastlegging. De conclusie luidt dat op basis van de door het bouwbesluit voorgeschreven norm EN1990 "grondslagen van het constructief ontwerp", het gebouw moet worden ingedeeld in CC3. Buitengewone belastingen Een van de consequenties van de indeling in CC3 is dat aanvullende eisen gelden voor bijzondere ontwerpsituaties. Hiervoor bestaat uit de eurocode normenreeks de belastingennorm NEN-EN 1991-1-7. Wat zijn bijzondere belastingen: ze komen zelden voor, het effect ervan is moeilijk voorspelbaar en de herkomst is onduidelijk. Ten aanzien van het bepalen van buitengewone ontwerpsituaties wordt in NEN-EN 1991-1-7 onderscheid gemaakt naar de aard van het gebouw of naar het gebruiksdoel. In bijlage A van NEN-EN 1991-1-7 is de uitwerking van de ontwerpeisen in de norm gegeven. Deze bijlage heeft op dit moment een informatieve status, dat wil zeggen dat het niet door het bouwbesluit is voorgeschreven. In tabel A.1 is een indeling van soorten gebouwen en het gebruiksdoel naar gevolgklasse opgenomen. Deze indeling heeft betrekking op de lage, gemiddelde en hoge gevolgklassen volgens 3.4 (1): CC1 (woningen, agrarische gebouwen, industrieloodsen) CC2a (risicogroep laag): woongebouwen, kantoren en hotels met max. vier bouwlagen, industriegebouwen met maximaal drie lagen) CC2b (risicogroep hoog): scholen met meer dan twee bouwlagen, ziekenhuizen, woongebouwen, hotels en kantoren met meer dan vijf bouwlagen); CC3: Hoogbouw meer dan 70 meter, bouwwerken met grote overspanningen, bouwwerken met de bestemming publieksfunctie (bijv. onderwijsgebouwen, stadions, concerthallen, tribunes), waarbij in geval van bezwijken meer dan 500 personen gelijktijdig gevaar lopen. Documentnummer AN11212-C-DO-002-TBR Pagina: 7
De conclusie is dat op basis van de norm voor bijzondere belastingen het multifunctionele parkeergebouw RAI tot gevolgklasse CC3 moet worden gerekend vanwege: "Bouwwerken met de bestemming publieksfunctie (bijv. onderwijsgebouwen, stadions, concerthallen, tribunes), waarbij in geval van bezwijken meer dan 500 personen gelijktijdig gevaar lopen". De aanbevelingen die gesteld worden in bijlage A van NEN-EN 1991-1-7 a) Voor gebouwen in gevolgklasse 1: Op voorwaarde dat een gebouw is ontworpen, berekend en gebouwd overeenkomstig de regels opgenomen in EN 1990 t/m EN 1999 voor een voldoende stabiliteit bij normaal gebruik, is geen verdere specifieke beschouwing noodzakelijk voor buitengewone belastingen door onbekende oorzaken. b) Voor gebouwen in gevolgklasse 2a (risicogroep laag): In aanvulling op de aanbevolen strategieën voor gevolgklasse 1, behoren effectieve horizontale trekbanden of effectieve verankering van verhoogde vloeren aan wanden te zijn toegepast, zoals gedefinieerd in A.5.1 en A.5.2 voor constructies met respectievelijk kolommen en dragende wanden. c) Voor gebouwen in gevolgklasse 2b (risicogroep hoog): In aanvulling op de aanbevolen strategieën voor gevolgklasse 1: behoren horizontale trekbanden, zoals gedefinieerd in A.5.1 en A.5.2 voor constructies met respectievelijk kolommen en dragende wanden (zie 1.5.11), in combinatie met verticale trekbanden, zoals gedefinieerd in A.6, te zijn toegepast in alle dragende kolommen en wanden, of als alternatief, behoort voor het gebouw te zijn gecontroleerd of bij de denkbeeldige verwijdering van iedere dragende kolom en iedere ligger die een kolom ondersteunt, of een willekeurig deel van een dragende wand zoals gedefinieerd in A.7 (telkens één deel per verdieping van het gebouw) de stabiliteit van het gebouw is verzekerd en of lokale schade een bepaalde grens niet overschrijdt. Waar de denkbeeldige verwijdering van dergelijke kolommen en delen van wanden zou resulteren in een schade groter dan de afgesproken grens, of dan een andere als zodanig voorgeschreven grens, behoren dergelijke elementen te zijn ontworpen als kritisch element (zie A.8). In het geval van gebouwen met een constructie van dragende wanden is de denkbeeldige verwijdering van een wanddeel, één voor één, waarschijnlijk de meest praktische strategie. d) Voor gebouwen in gevolgklasse 3: Er behoort een systematische risicoanalyse van het gebouw te zijn uitgevoerd, waarbij met zowel voorziene als onvoorziene dreigingen rekening is gehouden. De conclusie uit het bovenstaande is dat voor het multifunctioneel parkeergebouw er een risicoanalyse dient te worden opgesteld. In feite betekent het dat er bij CC3 normatief geen concrete eisen zijn, maar dat het aan de bij het ontwerp betrokken partijen is om de eisen vast te stellen. Het kan zijn dat uit de risicoanalyse volgt dat de eisen van CC2b passend zijn, maar het kan ook zijn dat er zwaardere of lichtere eisen noodzakelijk zijn. In de volgende paragraaf wordt de risicoanalyse uitgevoerd. Beschrijving van de risicoanalyse We nemen als handleiding voor de opzet van de risicoanalyse de beschrijving die in het stufib-rapport 8 is opgenomen. Daarin staat: de eerste stap in een risicoanalyse is de technische en organisatorische beschrijving van het beschouwde object. Voor een bouwwerk zijn bijvoorbeeld van belang de aard van het bouwwerk, de activiteiten die in en om het bouwwerk voorzien worden, alsmede de aantallen mensen die daarbij verwacht worden. Uit deze beschrijving volgt aan welke aspecten en met welke diepgang aandacht hoort te worden gegeven. Aan de orde dienen te komen: De strategische rol van een bouwwerk in de samenleving zoals energievoorziening, drinkwatervoorziening, transport, economisch leven, bestuursactiviteiten, gezondheidszorg, voedselvoorziening. De mogelijkheid van grote aantallen slachtoffers: theaters, winkelcentra, stadions, stations. Het innovatieve karakter van de bouwconstructie (constructievormen, hoogte en overspanningen) en de gebruikte materialen. De mogelijkheid van bijzondere risico's door industriële activiteiten, verkeer, water, en dergelijke. Documentnummer AN11212-C-DO-002-TBR Pagina: 8
De waarschijnlijkheid van terroristische of andere aanslagen (monumenten, ambassades, regeringsgebouwen, bankgebouwen). Risicoscenario's Op basis van de beschrijving moet een lijst van risicoscenario's worden opgesteld. In kwalitatieve zin bestaan deze uit: (1) een oorzaak (bedreiging) (2) een mechanisme (de fysieke opeenvolging van gebeurtenissen) (3) de gevolgen (doden, gewonden, kosten, milieuaantasting en dergelijke) Voor ieder bouwwerk zullen deze risico's voor een groot deel vergelijkbare componenten bevatten, al zijn er natuurlijk ook bouwwerkspecifieke risico's te benoemen. In grote lijnen kunnen de volgende bedreigingen worden onderscheiden: o o o o o o hoge waarden van normale belastingen; lage weerstand, mogelijk door fouten of onvoorziene achteruitgang; grond- en andere omgevingsomstandigheden die afwijken van de aannamen bij het ontwerp; buitengewone belastingen zoals brand, ontploffing, overstroming (inclusief uitspoeling van grond), stootbelastingen of aardbevingen; onbekende buitengewone belastingen Per risicoscenario moet men zich afvragen of het belangrijk is in termen van waarschijnlijkheid en gevolgen te denken. De schattingen zijn meestal in hoge mate intuïtief. De risicoscenario's die als hoog worden ingeschat, komen in aanmerking voor nader onderzoek of specifieke maatregelen. Maatregelen kunnen zowel constructief als niet constructief van aard zijn. Constructief kunnen constructies verzwaard worden of er kan een tweede draagweg worden toegevoegd. Als niet constructieve maatregel kan worden gedacht aan extra kwaliteitsborging of het beperken van verkeersstromen indien stootbelastingen een risico vormen. Risicoanalyse voor parkeergebouw Hierna worden de aandachtspunten bij het gebouw en de risicoscenario's behandeld. Ten eerste de meer algemene karakterisering van het gebouw, daarna de meer concrete ongevalsscenario's. - De strategische rol van een bouwwerk in de samenleving zoals energievoorziening, drinkwatervoorziening, transport, economisch leven, bestuursactiviteiten, gezondheidszorg, voedselvoorziening. Zonder het belang voor de opdrachtgever teniet te willen doen wordt de rol van het gebouw op dit punt als laag ingeschat. - de mogelijkheid van grote aantallen slachtoffers: theaters, winkelcentra, stadions, stations. Dit is een reëel risico en vormt in zekere zin de reden dat het gebouw in CC3 is ingedeeld. De omvang en de verticale stapeling in de constructie zorgt ervoor dat het bezwijken van de constructie of een onderdeel ervan tot grote aantallen slachtoffers kan vallen. Het innovatieve karakter van de bouwconstructie (constructievormen, hoogte en overspanningen) en de gebruikte materialen. De gebouwconstructie bestaande uit een prefab-betonconstructie met vloeren van kanaalplaten is een in Nederland veel voorkomend type constructie waar veel ervaring mee is opgedaan. Er komen geen bijzonder grote overspanningen in voor en de hoogte is met circa 30 meter ook niet extreem te noemen. Vanuit dit oogpunt wordt het risico derhalve als laag gekwalificeerd. De mogelijkheid van bijzondere risico's door industriële activiteiten, verkeer, water, en dergelijke. - Er vinden geen industriële activiteiten plaats. Documentnummer AN11212-C-DO-002-TBR Pagina: 9
De waarschijnlijkheid van terroristische of andere aanslagen (monumenten, ambassades, regeringsgebouwen, bankgebouwen). Het parkeergebouw wordt niet als een gebouw aangemerkt dat vanuit zijn gebruik een verhoogde kans op een terroristische aanslag oproept. Het risico vanuit deze hoek wordt klein geacht. Overige risicoscenario's: 1. Hogere waarde van normale belastingen. Dit punt behandelt het risico dat ontstaat dat gerekende belastingen niet de werkelijk optredende belastingen afdekken. Bij een parkeergarage is de voorgeschreven vloerbelasting door personenauto's 2,0 kn/m 2. In dit project wordt echter vanwege flexibiliteit een vloerbelasting van 4,0 kn/m 2 aangehouden voor alle parkeerlagen. Dat betekent dat een aanzienlijke extra veiligheid wordt gecreëerd. De veiligheid wordt verder vergroot door de indeling van het gebouw in gevolgklasse 3. Er geldt dan een 10% hogere belastingsfactor op zowel de permanente belasting als opgelegde belasting. Met een klein rekenvoorbeeld wordt het gevolg van de hogere belasting duidelijk: De rekenwaarde van de belasting van een parkeerlaag, uitgangspunt CC2 in combinatie met 4kN/m 2 vloerbelasting: p Ed = 1,2 x 7,75 kn/m 2 + 1,5 x 4,0 kn/m 2 = 15,3 kn/m 2 Als CC3 met de minimale voorgeschreven opgelegde belasting van 2 kn/m2 zou worden gehanteerd: p Ed = 1,32 x 7,75 kn/m 2 + 1,65 x 2,0 kn/m 2 = 13,5 kn/m 2 De rekenwaarde van de vloerlast is in het eerste geval 13% hoger dan vereist op basis van het huidige gebruik als parkeerlaag in gevolgklasse CC3. Met andere woorden: op basis van CC2 is reeds een met CC3 vergelijkbare veiligheid aanwezig vanuit de grootte van de opgelegde belastingen. Bij de eerste verdiepingsvloer als extensieruimte geldt een zeer hoge opgelegde belasting van 30 kn/m 2. Deze belasting is overduidelijk bedoeld voor het optreden van vrachtverkeer. Tijdens het in gebruik zijn van voor publiek is de belasting veel lager, beneden de 10 kn/m 2, maar eerder in de richting van 5 kn/m 2 ("bijeenkomstfunctie"). De reden om CC3 aan te houden, het aanwezig zijn van een grote mensenmassa, geeft op deze bouwlaag met name een verhoogde vloerbelasting door vrachtverkeer, niet voor de belasting door personen. Zie onderstaande vergelijking: Belasting door gewicht van de vloer en voertuigen, uitgaande van CC2: p Ed = 1,2 x 18,1 kn/m 2 + 1,5 x 30,0 kn/m 2 = 66,7 kn/m 2 Als CC3 met een minimale voorgeschreven opgelegde belasting van personen van 5 kn/m 2 zou worden gehanteerd: p Ed = 1,32 x 18,1 kn/m 2 + 1,65 x 5,0 kn/m 2 = 32,1 kn/m 2 of p Ed = 1,49 x 18,1 kn/m 2 + 1,5 x 5,0 kn/m 2 = 34,5 kn/m 2 (maatgevend). Evident is de belasting door voertuigen met CC2 aanzienlijk (93%) hoger dan CC3 met "personen". Uit bovenstaande beschouwing blijkt duidelijk dat er een bijzonder klein risico aanwezig is bij het multifunctionele parkeergebouw RAI dat belastingaannames te laag zijn. Maatregelen om belastingen te verhogen zijn duidelijk niet aan de orde, het is eerder te vraag of de indeling van dit gebouw in CC3 niet te zwaar is in relatie tot de in rekening gebrachte opgelegde belastingen. 2. Lage weerstand. Hieronder valt een lagere sterkte van constructieonderdelen dan beoogd. Vanuit de voorschriften wordt gewerkt met materiaalfactoren die rekentechnisch een vermindering van de sterkte van materialen leveren. Daarnaast is er via productnormen en certificeringen borging aanwezig dat materialen voldoen aan de geëiste kwaliteit. Een mogelijke fout kan ontstaan door de toepassing van een lagere materiaalkwaliteit dan voorgeschreven: bij staal bijvoorbeeld S235 in plaats van S355, Door een eenduidige keuze in de toepassing van een materiaalkwaliteit wordt de kans op deze fout klein gehouden. Spanten zullen geheel uit S355 worden samengesteld en niet uit een combinatie van S235 en S355. Hetzelfde geldt voor betonconstructies, slechts tussen prefab en in het werk gestort komt een verschil voor in betonsterkteklasse. Een lage weerstand kan ook ontstaan door ontwerpfouten, of verkeerde inschattingen van het krachtenspel. Hierbij moet gedacht worden aan onjuiste positionering van wapening in tanden of nokken en excentriciteiten in verbindingen. Documentnummer AN11212-C-DO-002-TBR Pagina: 10
In de uitvoering is een voorbeeld van lage weerstand het bereiken van onvoldoende kwaliteit van voegverbindingen tussen betonconstructies. Betrokken op de uitvoering van de trekbanden is er een risico dat detaillering en positionering van de wapening onjuist plaatsvindt omdat dit grotendeels in het werk moet plaatsvinden in tegenstelling tot de uitvoering van prefab-betonelementen. Als gevolg van de genoemde onvolkomenheden kan de effectiviteit van de wapening sterk worden verminderd of teniet worden gedaan. Het is met name vanwege deze uitvoeringsrisico's dat een hoge mate van kwaliteitsborging waaronder 100% controles wordt toegepast, zodat de kans op fouten van de genoemde aard klein is. De kans op achteruitgang van materiaalsterkte in de tijd is door de keuze van een juiste conservering bij staal of voldoende dekking bij beton voldoende klein dat geen speciale maatregelen vereist zijn. Het risico op lagere weerstand wordt ten aanzien van dat aspect als klein beoordeeld. 3. Grond- en andere omstandigheden. Bij het parkeergebouw blijkt uit sonderingen dat de paalfundering wordt geplaatst in een homogeen goed draagkrachtig zandpakket zonder noemenswaardige variatie in dikte en vastheid. Het risico op grote afwijkingen van beoogde draagkracht is daardoor klein. De kans op optreden van horizontale belastingen op paalkoppen door terreinophogingen of belastingen door bouwmachines is gering, er komt geen grote ophoging voor en door de bouwrouting zal de zware boorstelling niet door een veld met palen bewegen. Ongelijke zettingen kunnen een gewijzigde krachtsverdeling in de bovenbouw oproepen. Het kan ondervangen worden door tijdens het ontwerp variatie van parameters te onderzoeken. Bij het huidige ontwerp werkt gunstig dat er statisch bepaalde constructies voorkomen die ongevoelig zijn voor steunpuntszettingen. 4. Buitengewone belastingen als brand, ontploffing of overstroming De brandwerendheid van de constructie van 90 minus 30 minuten reductie is 60 minuten, geeft een hoge waarborg tegen bezwijken van de constructie. Betonconstructies hebben door voldoende dekking voldoende brandwerendheid. Staalconstructies worden beschermd tegen brand via een bekleding of een brandwerende coating. Kanaalplaatvloeren kunnen bij brand zodanig uitzetten dat de onderschil los komt van de plaat. Dit bezwijkgedrag is aanleiding geweest om nadere richtlijnen op te stellen voor de toepassing van kanaalplaatvloeren in gebouwen. In de BFBN-brief van juni 2011 worden afhankelijk van de gevolgklasse en de dikte van de toplaag maatregelen voorgesteld. Bij het parkeergebouw wordt de dikte van de toplaag in het midden van de overspanning tot 50 mm beperkt, zodat geen aanvullende eisen gelden. Als er wordt gekeken naar ontploffingsgevaar is vooral de gasexplosie een denkbaar geval. Bij dit gebouw is geen gasaansluiting aanwezig, zodat de kans op een gasexplosie klein is. Verder is vanwege de open constructie van de parkeergarage de opeenhoping van gas door voldoende ventilatie minder onaannemelijk. Op de parkeerdekken bestaat echter de mogelijkheid dat een auto met LPG-tank kan ontploffen, door een brand of andere oorzaak. De conclusie is daarom dat een gasexplosie op het parkeerdek een reëel gevaar vormt. Vanwege het risico dat constructiedelen door een explosie weggeslagen kunnen worden zal worden onderzocht in hoeverre met name de kolommen tegen explosiedrukken bestand zijn. Zogenaamde sleutelelementen in de constructie, waarvoor geen tweede draagweg kan worden gevonden, worden gedimensioneerd op een druk van tenminste 34 kn/m 2. 5. Aardbevingen Amsterdam bevindt zich in een zone waar de kans op natuurlijke aardbevingen van substantiële schaal zeer klein is. Het risico wordt als laag beoordeeld. 6. Stootbelasting door wegverkeer Een meer denkbare belasting die een risico vormt is het optreden van een stootbelasting. De oorzaak is aanwezig verkeer. De aanrijdbelasting die ontstaat door het botsen van een auto tegen een dragend element is een reëel gevaar, waar vanuit de voorschriften ook rekening mee moet worden gehouden. Op de parkeerlagen is de belasting die geldt voor personenauto's aangehouden, immers zware voertuigen kunnen hier niet komen. Het optreden van hogere belastingen als gevolg van een hogere botssnelheid dan voorgeschreven is een denkbaar ongevalscenario. Bijzonder aandachtspunt bij RAI wordt wel gevormd door de vrachtwagencorridor tussen as E en F, hoewel vrachtverkeer op de gehele eerste verdieping kan komen. Een aanrijdbelasting door een Documentnummer AN11212-C-DO-002-TBR Pagina: 11
vrachtwagen is van grotere orde dan een personenauto. Aan de gunstige kant staat bij het parkeergebouw dat de kolommen op de parkeerlagen behoorlijk forse dimensies hebben. Hetzelfde geldt voor het vakwerkspant, de staven zijn dermate fors en uitgevoerd als koker, dat de schade door een aanrijding van een auto relatief gering zal zijn. Mocht zich toch bezwijken voordoen dan is er voor reguliere kolommen via de horizontale en verticale trekbanden een tweede draagweg aanwezig waardoor een voortschrijdende instorting voorkomen wordt. Constructie-elementen waar bij wegvallen zich geen tweede draagweg kan vormen worden als sleutelelement aangemerkt. Deze worden om nog meer bezwijkveiligheid te krijgen ontworpen op een extra horizontale drukbelasting. Sleutelelementen betreft veelal hoekkolommen en de stabiliteitselementen. Bijzondere aandacht gaat uit naar de vakwerkligger. Deze is als overdrachtsconstructie essentieel in het gebouw en bevindt zich op een parkeerlaag. Concluderend kan gesteld worden dat het risico volgend uit schade door aanrijdingen aanwezig is. Onderzocht moet worden of er voldoende veiligheid is tegen disproportionele schade als gevolg van een aanrijding en of de maatregel van een tweede draagweg of sleutelelement voldoende veiligheid biedt. 7. Stootbelasting door vliegtuig Gezien de nabijheid tot een grote luchthaven en de omvang van het gebouw is een impact door een vliegtuig niet uit te sluiten. Het gevaar door botsingen met kleine vliegtuigen zal voornamelijk bestaan uit brand, bij grotere vliegtuigen bestaat het gevaar dat kolommen kunnen wegvallen. Hoewel de kans erg klein is op een botsing met een groot verkeersvliegtuig, is het gevolg ervan en de maatschappelijke onrust wel zeer groot zodat dit een risico vormt dat benoemd dient te worden. Vanwege het gestelde bij aanrijdbelastingen en de geldende 90-30 minuten eis aan de constructie wordt het risico door deze oorzaak echter als voldoende klein geschat. Opsomming risico's Hier volgt een korte weergave van bovenstaande punten ten aanzien van de risicoscenario's voor de constructieve samenhang van het gebouw. Uit de analyse blijkt dat aan de volgende punten aandacht moet worden geschonken: - aanrijdbelastingen door auto's en vrachtwagens. Bepaald moet worden of de in de voorschriften benoemde horizontale belastingen voldoende waarborg bieden; - de gevolgen van het bezwijken van de constructie of een onderdeel kunnen potentieel tot een groot aantal slachtoffers leiden; - explosiebelastingen vanuit een LPG-tank van een voertuig zijn niet geheel uit te sluiten. - vanuit de aard van de constructie komt een aantal "sleutelelementen" van groot belang voor. De vakwerkligger is als overdrachtsconstructie essentieel in de constructie. Onderzocht moet worden of de aanpak met trekbanden en sleutelelementen als bij CC2b, voldoende veiligheid biedt voor dit gebouw in CC3. Aan de gunstige kant ten aanzien van risico's voor het gebouw kan worden gesteld: - Het ontwerp dat gebaseerd is op de eurocode normenreeks en gevolgklasse CC3 vormt een gedegen basis waarmee een aantal risico's zoals bijvoorbeeld als grootte van de belasting, tekortschietende draagkracht is afgedekt. - Er is zowel op de parkeerlagen als op de eerste verdieping een verhoogde opgelegde belasting gerekend. Dit biedt meer extra veiligheid dan het verschil in belastingsfactor tussen CC2 en CC3. - De kolommen van het gebouw zijn op alle bouwlagen door relatief grote afmetingen robuust van aard. - De toepassing van trekbanden in horizontale richting in vloeren en verticaal in kolommen biedt de mogelijkheid om een tweede draagweg te vormen, daar waar dit niet mogelijk is, zijn sleutelelementen aangewezen. - Er wordt zorg gedragen voor een extra kwaliteitsborging in alle fases van ontwerp tot en met uitvoering. Hieronder wordt onder andere verstaan de interne en externe controle, een 100% controle van tekeningen en berekeningen van leveranciers, de vastlegging van verslagen en inspecties, de traceerbaarheid van constructieonderdelen en een externe toezichthouder in de uitvoering. Documentnummer AN11212-C-DO-002-TBR Pagina: 12
2.1 Conclusie risicoanalyse Op basis van de uitgevoerde risicoanalyse, acht Bartels het verantwoord om voor het multifunctionele gebouw RAI de belastingsfactoren te hanteren die horen bij gevolgklasse CC2 in plaats van CC3. De factor K FI die wordt toegepast in de berekeningen bedraagt derhalve 1,0 in plaats van 1,1 bij CC3. Het feit dat met verhoogde vloerbelastingen is gerekend bij alle lagen is doorslaggevend bij de keuze voor dit standpunt. Ten aanzien van de constructieve samenhang wordt geconcludeerd dat de oplossing met trekbanden en sleutelelementen zoals aanbevolen bij risico-gevolgklasse CC2b afdoende is. Voor alle overige bepalingen als verhoogd toezicht, scherpere inspecties, 100% controle, bewaken en beheren van risico-analyses blijft CC3 voor dit gebouw gelden. Documentnummer AN11212-C-DO-002-TBR Pagina: 13
3 Voorzieningen constructieve samenhang In het voorgaande hoofdstuk is beschreven dat de toepassing van trekbanden en sleutelelementen is gekozen om de constructieve samenhang en het incasseringsvermogen van de constructie te vergroten. Met deze voorzieningen wordt een mogelijkheid tot een tweede draagweg gecreëerd bij het wegvallen van een constructieelement (kolom) of zijn kritische constructie-elementen (sleutelelementen) voldoende gewaarborgd tegen onvoorziene belastingen. De trekbanden worden gedimensioneerd volgens artikel 9.10 van NEN 1992-1-1 en bijlage A van NEN1991-1-7. Sleutelelementen worden met NEN 1991-1-7 bijlage A berekend. 3.1.1 Trekbanden langs de omtrek In de vloervelden worden (NEN-EN 1-1-7 art A.5) horizontale trekbanden langs de omtrek van ieder vloerveld aangebracht en in twee onderling loodrechte richtingen. Interne trekbanden: Trekbanden omtrek: T i=0,8 (g k + Ψ 1q k)sl T p=0,4 (g k + Ψ 1q k)sl Voor de kanaalplaatoverspanningen in de bovenbouw zijn deze trekbanden als volgt bepaald: Trekbanden evenwijdig aan dragende balken tevens gedimensioneerd op balk- en gevelgewicht; Trekbanden evenwijdig aan vloeroverspanning enkel gedimensioneerd op vloerbelasting Belastingen : G Q Tussenbalken: B eff = ca. 15,85 m 1 148 kn/m 1 63 kn/m 1 Gevelbalken B eff = ca. 8,25 m 1 78 kn/m 1 33 kn/m 1 Evenwijdig tussenbalken: T i = 0,8 (148 + 0,5 x 63) = 1077 kn Trekband 2x 3 Ø 25 = 1279 kn Evenwijdig randbalken: T p = 0,4 (78 + 0,5 x 33) = 567 kn Trekband 3 Ø 25 = 639 kn Documentnummer AN11212-C-DO-002-TBR Pagina: 14
Evenwijdig kanaalplaten g k = 7,75 kn/m 2 q k = 4,00 kn/m 2 T i = 0,8 (7,75 + 0,5 x 4,00)7,5 x 15,85 = 927 kn Trekband 2x4 Ø 20 ** = 1092 kn ** trekband verankerd in kopsleuven van kanaalplaat, belastingsafdracht aan voorspanstrengen kanaalplaat en wapening druklaag. Aandachtspunten verankering trekbanden. A = overdrachtslengte trekband 2 x 4 Ø 20 naar druklaagwapening en voorspanstrengen bijvoorbeeld d.m.v. verbindingswapening (afschuifwapening) B = verankering( met verticale trekbanden) Documentnummer AN11212-C-DO-002-TBR Pagina: 15
3.1.2 Verticale trekbanden De verticale trekbanden in kolommen worden gedimensioneerd op de maximale rekenwaarde van de verticale reactie door permanente en opgelegde belasting door iedere willekeurige bouwlaag Belastingen : Tussenkolommen A eff = ca. 15,85 x 7,50 m 2 1198 kn 510 kn Gevelkolommen A eff = ca. 8,25 x 7,50 m 2 631 kn 267 kn Tussenkolommen: G Q T i = 1198 + 0,5 x 510 Trekband 8 Ø 25 = 1453 kn = 1705 kn Gevelkolommen: T p = 631 + 0,5 x 267 Trekband 4 Ø 25 = 765 kn = 852 kn 3.1.3 Sleutelelementen Op sleutelelementen waar het aanwijzen van een 2 e draagweg niet mogelijk of niet reëel is wordt: Conform NEN-EN 1991-1-7 bijlage A.8 een denkbeeldige belasting (A d ) van 34,0 kn/m 2 geplaatst, op het element en alle aangesloten constructieonderdelen, rekening houdend met de uiterste sterkte en hun aansluitingen; In onderstaande overzichten zijn de sleutelelementen aangegeven 4 e t/m 7 e verdieping = sleutelelement 34,0 kn/m 2 Documentnummer AN11212-C-DO-002-TBR Pagina: 16
3 e verdieping = sleutelelement 34,0 kn/m 2 1 e verdieping = sleutelelement 34,0 kn/m 2 Documentnummer AN11212-C-DO-002-TBR Pagina: 17
Begane grond = sleutelelement 34,0 kn/m 2 Documentnummer AN11212-C-DO-002-TBR Pagina: 18