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 10.00 Opgelegde belasting Versnelling Constructie: Se [m/s2] 8.00 6.00 4.00 Loppersum 2.00 0.00 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 Periode: T [s] 180 160 Opgelegde verplaatsing Verplaatsing construcite: Su [mm] 140 120 100 80 60 40 Loppersum 20 0 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 Periode: T [s]
Representatie aardbeving op gebouw 12.00 10.00 1. Krachten Versnelling Constructie: Se [m/s2] 8.00 6.00 4.00 Loppersum Triltijd woning = 0,4 s Maximale belasting! 2.00 0.00 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 Periode: T [s] 180 160 2. Verplaatsing Verplaatsing construcite: Su [mm] 140 120 100 80 60 40 Loppersum Triltijd woning = 0,4 s Slechts 50 mm verplaatsing 20 0 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 Periode: T [s]
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 Pushover (3Muri) NLTH (Diana / LS Dyna) 50 40 Base Shear (KN) 30 20 10 0 Trial 1 Trial 2 Trial 3 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. Zijdelingse belastingmethode 2. Modale spectrum responsanalyse 3. Push-over analyse 4. 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 Loppersum 250 Groningen stad 200 200 Verplaatsing [mm] 150 100 Normaal (klei) Verplaatsing [mm] 150 100 Normaal (klei) Speciaal (stijf / zand) Organisch / veen Speciaal (stijf / zand) 50 Organisch / veen 50 0 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 Periode, T [s] 0 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 Periode, T [s]
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???