\037\036\035\034\033 \037 \026\033\025\031\033\034\034\035\031\033\025 \032 \037 \037\036\037 \037\036\035\034\033\032\031 \016\025\033\032\027\r\f\032\013\031\n\032 \037\037\036\035\034\034\033\035\032 \020\033\035\021 \037\036\035\034\037\033\032\031\034\030 \032\035\024\034\037\023\013 \034 \007\025\037\n\035 \035\022\037\006\035\034\037\f\035\032\031\022\024\037\035\026\017 \035\035\022\037\f\035\n\026\021\004\030\037\033\031\026\034\022\035\026\ \037\003 \024\035\022\021\035\034\037\035\035\022\037\031\031\022\034\013 \032\035\022\005\037\t \032\021\n\025\031\031\034\020\016\006\031\033\033\035\022\005\037\024\026\ \017 \033\026 \036\035\f\037\004\035\037\027\027\023\037\021\022\034\013 \n\035\022\005\037\022\035\035\025\037\n\031\022\037\016\027\022\034 \025\035\034\020\005\037\037\036\035\034\033\032\035\031\030\033\027\033\030\035 \037 \037\036\035\034 \032\031\030\027\036\034\030\026 \037\036\035\036\034\033 \037 \036\035\035\034\037\033\032\035\032\037\030 \037\013\013\013 I met passie v \037\037 \037 partners CEMENT 1 2024 ?1 2? CEMENT 1 20 24 30 Onderz oekstechnieken betonconstructies D rie cases waarin onderzoekstech- niek en zijn gebruikt om benodigde informatie t e achterhalen. 42 Af sluiting Rozenoordbrug- Z uid voorkomen door monitoring I nspecties en monitoring spelen een belangrijk e rol bij instandhouding van bet onnen kunstwerken. 50 Onderz oek naar falen funde- ring Prinses Mar griettunnel Ee n onderzoek naar de oorzaak op basis van for ensic engineering, om tunnelvisie t e voorkomen. 60 Inst orting voetgangersbrug Miami H oe een opeenstapeling van fouten heeft geleid t ot het bezwijken van ee n voetgangersbrug in aanbouw. Artikelen 6 F orensic engineering voor de le zer van Cement E en vakgebied dat in de construc- t eurswereld steeds belangrijker en in het onde rwijs populairder wordt. 8 W at is forensic engineering? M et forensic engineering kan betr ouwbaar de oorzaak van falen wor den bepaald en herhaling worden voorkomen. 18 Schade of f out ontdekt, en dan ? Spe uren naar de oorzaak van een inst orting is interessant, maar de vr aag wat te doen met de informatie, is soms ee n veel grotere uitdaging. 24 M inder bouwfouten door krimp- en knoopbeschouwing ? W e moeten lering trekken uit ge maakte fouten. Voorbeelden van veel voork omende schades. 8 30 Foto voorpagina: ?Ingestorte FIU pedestrian bridge in Miami, bron: Storms Media Group / Alamy Stock Photo COLOFON Cement, vakblad over betonconstructies, is hét vakblad van en voor constructeurs en verschijnt 8 keer per jaar. Het vakblad is een onderdeel van het kennisplatform Cement, een uitgave van Aeneas Media bv in opdracht van het Cement&BetonCentrum. Uitgave Aeneas Media bv, Veemarktkade 8, Ruimte 4121, 5222 AE 's-Hertogenbosch T 073 205 10 10, www.aeneas.nl Redactie prof.dr.ir. Max Hendriks (hoofd- redacteur), ir. Maartje Dijk, ir. Paul Lagendijk, ir. Jacques Linssen, ir. René Sterken, ir. Cindy Vissering, ing. Henk Wapperom, dr.ir. Rob Wolfs Redactieraad ir. Edwin Vermeulen (voorzitter), ir. Paul Berendsen, ing. Dick Bezemer, prof.dr.ir. Jos Brouwers, ir. Henco Burggraaf, ir. Maikel Jagroep, ir. Hans Kooijman, ir. Ad van Leest, ing. Michael van Nielen PMSE, ir. Paul Oomen, ir. Dirk Peters, ir. Kees Quartel, ir. Ruud van der Rakt, ir. Hans Ramler, ir. Paul Rijpstra, ir. Dick Schaafsma, ing. Roel Schop, dr.ir. Raphaël Steenbergen, prof.dr.ir. Kim van Tittelboom, dr.ir. Rutger Vrijdaghs, prof.ir. Simon Wijte Uitgever/vakredacteur ir. Jacques Linssen j.linssen@aeneas.nl, T 073 205 10 22 Planning en coördinatie Hanneke Schaap h.schaap@aeneas.nl, T 073 205 10 19 Eindredactie Hanneke Schaap Ontwerp Twin Media bv, Miranda van Agthoven Vormgeving Twin Media bv, Maarten Bosch Media/advies Leo Nijs, l.nijs@aeneas.nl, T 073 205 10 23 Klantenservice klantenservice@aeneas.nl T 073 205 10 10 Website www.cementonline.nl Overname artikelen Overname van artikelen en illustraties is alleen toegestaan na schriftelijke toestemming. Lidmaatschappen 2024  Kijk voor meer informatie over onze lidmaatschappen op www.cementonline.nl/lidworden of neem contact op via klantenserice@aeneas.nl of 073 205 10 10. Voorwaarden Je vindt onze algemene voor- waarden op www.cementonline.nl/algemene- publicatievoorwaarden Hoewel de grootst mogelijke zorg wordt besteed aan de inhoud van het blad, zijn redactie en uitgever van Cement niet aansprakelijk voor de gevolgen, van welke aard ook, van handelingen en/of beslissingen gebaseerd op de informatie in deze uitgave. Niet altijd kunnen rechthebbenden van gebruikt beeldmateriaal worden achterhaald. Belang - hebbenden kunnen cont act opnemen met de uitgever. ISSN 0008-8811 Inhoud Vakblad over betonconstructies CEMENT 1 2024 ?3 Ik thematiseer, jij thematiseer- de, gij zult thematiseren, wij hebben gethematiseerd. Was het je opgevallen? In heel 2023 hadden we geen enkel thema- nummer. We eindigden in 2022 met het themanummer 'Twee- de-levenbruggen'. Nu in 2024 starten we met het themanum- mer 'Forensic Engineering' en voor later dit jaar hebben we nog meerdere interessante themanummers op de rol staan. Leuk weetje: tot 2011 was elk nummer een themanummer. De titel van het huidige thema- nummer is Engelstalig; de inhoud is in vertrouwd Neder- lands. In een ten geleide op pagina 6-7 legt de redactie dit gebruik van het Engels uit. Er is de laatste tijd sowieso veel te doen over het gebruik van de Engelse taal. Als ik in mijn woonplaats Rotterdam naar een restaurant of café ga, wordt ik steeds vaker door de bediening in het Engels aan- gesproken en kost de Engelse vertaling van bijvoorbeeld een Thematiseren en thematizing gemberthee mij meer dan een split second. Voor de universi- taire wereld zijn de regels aan- gescherpt. Als een universiteit een bacheloropleiding in een vreemde (lees: Engelse) taal wil aanbieden, dan moet per medio 2025 bewezen zijn dat dit een toegevoegde waarde heeft. In de betonwereld hebben we gelukkig www.betontranslate.nl. Ook op onze Cement-redactie komt het onderwerp Engels zo nu en dan voorbij. Voorlopig nog zonder conclusie. Mijn Engelstalige collega's pro- beer ik wel eens uit te leggen hoe veranderend overheidsbe- leid invloed kan hebben op het wetenschappelijke onderwijs en onderzoek, en wat ons met een mogelijke nieuwe regering te wachten staat. Ook leg ik hun dan uit dat de in de politiek veel besproken spreidingswet niets te maken heeft met de wet van Guyon-Massonnet- Bares over spreiding in balk- roosters en orthotrope platen. Max Hendriks Voor reacties: cement@aeneas.nl 60 En verder 72 Eur opa helpt ons onze 'inner en Schweinehund' te overwinnen Column M aya Sule. 74 Bouwspel I n het havengebied van Kopenhagen staat ee n gebouw dat oogt alsof een r eus met een betonnen Kapla-spel heeft zit ten bouwen. 80 De jonge const ructeur M aarten Meek vertelt over het construct eursvak en zijn ervaringen bij ee n van zijn eerste projecten, Clubhouse Boompjes . 82 De par adox van duurzaamheid Column van Hans de W it, Construct eur van het Jaar 2023. 4? CEMENT 1 20 24 auteurs ir. Huibert Borsje TNO p. 42 - 49, p. 50 - 59 ir. Jan Meester Adviesbureau Hageman p. 18 - 23 dr.ir. Dick Hordijk Adviesbureau Hageman p. 8 - 16, p. 18 - 23, p. 24 - 29 ing. Remco van Osch Nebest p. 30 - 40 ir. Paul Litjens Rijkswaterstaat p. 50 - 59 dr.ir. Paul Hölscher Deltares p. 50 - 59 ing. Erik Slis TNO p. 42 - 49 ir. Maya Sule Rijkswaterstaat GPO p. 72 - 73 ir. Hans de Wit Royal HaskoningDHV / Tunnel Engineering Consultants (TEC) p. 82 - 84 ir. Sander van der Vossen Adviesbureau Hageman p. 24 - 29 Edward Ermens Nebest p. 30 - 40 ing. Arne Middeldorp pmse Aronsohn Raadgevende Ingenieurs p. 60 - 70 ir. Kirsten Hannema Freelance architectuurjournalist p. 74 - 79 Paul Schouten Rijkswaterstaat p. 42 - 49 ir. Maarten Meek Van Rossum Raadgevende Ingenieurs p. 80 - 81 ir. Ivo Huiskes Rijkswaterstaat p. 50 - 59 dr.ir. Arthur Slobbe TNO p. 42 - 49 dr.ir Karel Terwel IMd Raadgevende Ingenieurs / TU Delft p. 8 - 16 ir. Kees Jan van der Wilt Rijkswaterstaat p. 42 - 49 Aan dit nummer van Cement werkten mee: HRC Europe NL BV 8211 AD Lelystad +31 (0) 320 727030 info@hrc-europe.com www.hrc-europe.nl HRC wapeningsproducten lokaal geproduceerd robuust en flexibel ontwerp ultieme capaciteit BIM tools CB-reeks Meer informatie of direct bestellen? Ga naar de shop op boekenbeton.nl Wil jij je kennis verbreden over beton? Wil jij je kennis verbreden over beton, van het materiaal tot aan de betonconstructie? Dan is de CB-reeks iets voor jou! De boeken gaan in op constructie, uitvoering, betontechnologie en duurzaamheid. De CB-reeks bestaat uit: Basiskennis Beton (CB1) Constructieleer Gewapend Beton (CB2) Constructieleer Voorgespannen Beton (CB3) Ontwerpen in Gewapend Beton (CB4) Praktische Betonkennis (CB5) 1 2 3 4 5 Forensisch onderzoek kennen we vooral van de politie. Feitelijk is het een gerechtelijk onderzoek, als voorberei- ding op een rechtszaak. Daarbij draait alles om sporen. Die kunnen namelijk meer ver- tellen over de toedracht bij bijvoorbeeld een misdrijf, brand of verkeersongeluk. De term forensic engineering is wellicht minder bekend. Met forensic engineering wordt bedoeld het onderzoek naar het falen van een constructie. Ook daarbij spelen sporen een belangrijke rol; die kunnen essentiële informatie geven over wat er is misgegaan. Overigens zou voor dit type onderzoek de term forensic structural engineering eigen - lijk beter op zijn plaats zijn. Forensic engi - neering wordt namelijk bij meerdere werk- gebieden van ingenieurs toegepast. Maar in de praktijk wordt in de constructiewereld vaak eenvoudigweg forensic engineering ge- bruikt, dus zonder structural (constructief ). 1 Ingestorte FIU pedestrian bridge in Miami, foto: Storms Media Group / Alamy Stock Photo Forensic engineering voor de lezer van Cement We doen er in Nederland veel aan om constructief veilige bouwwerken te maken. Toch gaat het wel eens mis: er treedt een schade op of erger nog, er stort iets in. Voorbeelden zijn er legio. In al die gevallen is het belangrijk te achterhalen wat de oorzaak is. Forensic engineering kan daarbij een bruikbare aanpak zijn. 1 Populair vakgebied Het achterhalen van schadeoorzaken is van groot belang. Onder meer om te weten of en hoe de schade kan worden hersteld, om mogelijk schuldigen aan te wijzen, maar ook om ervan te leren en zo te voorkomen dat het op andere plekken of in de toekomst fout gaat. Het is een vakgebied dat in de con- structeurswereld steeds belangrijker wordt en op steeds meer interesse kan rekenen. Ook in het onderwijs. Colleges over het vak- gebied trekken steevast volle zalen.Het toenemende belang van het on- derwerp is de reden dat we er met Cement een heel themanummer aan wijden. In dit nummer gaan we dieper in op het principe, onder meer aan de hand van enkele prak- tijkvoorbeelden. Forensic engineering in Cement Bij schadeonderzoek is tunnelvisie een groot risico, zo stellen Huibert Borsje en Karel Terwel in het artikel 'Wat is forensic engi- neering?'. Een gestructureerd en zorgvuldig proces is daarom essentieel. Daar zijn ver- schillende methodes voor, zo laten zij in hun artikel zien. Dat je er na het vinden van een oor- zaak nog niet bent, betoogt Dick Hordijk. Hoe erg is een schade nou eigenlijk en wat is het risico ervan in relatie tot de mogelijke 6? CEMENT 1 20 24 ingrepen? En wat betekent het voor verge- lijkbare constructies? Die afweging is lang niet altijd makkelijk en leidt soms tot lastige dilemma's. Om tot de beste resultaten te komen, is niet alleen het proces belangrijk, ook de toegepaste techniek kan het verschil maken tussen wel en geen antwoord. Edward Ermens en Remco van Osch beschrijven een aantal interessante onderzoekstechnieken aan de hand verschillende cases. Die cases laten zien dat het zeker niet alleen om theorie gaat. Er zijn steeds meer goede voorbeelden dat forensic engineering in de praktijk daadwerkelijk kan leiden tot het achterhalen van de precieze oorzaken. Een aantal artikelen in dit nummer gaat in op enkele van die voorbeelden: schade bij de Rozenoordbrug in Amsterdam, schade bij de Prinses Margriettunnel tussen Sneek en Joure en de instorting van de FIU pedestrian bridge in Miami. Het is overigens niet voor het eerst dat Cement aandacht besteed aan forensic engi- neering. Het onderwerp kwam al aan bod bij de instorting van de parkeergarage bij Eindhoven Airport en het bezweken tribune- element in het Goffertstadion in Nijmegen. INTERNATIONAAL Forensic engineering, is daar geen Nederlandse term voor? Forensisch constructief onderzoek? Dat bekt toch een stuk minder lekker. En bovendien: het is een vakgebied dat over de hele wereld aandacht krijgt. Zo maar wat voorbeelden: Binnen IABSE is Task Group 5.1, Forensic Structural Engineering actief (onder voorzitterschap van Karel Terwel van TU Delft/IMd). Van SEI, de journal van IABSE, komt later dit jaar een special issue uit over het onder- werp. fib kent Task Groep G 3.5, Forensic enginee- ring (lid is onder meer Ab van den Bos van NLyse). Dan is er Working Group 2 van TC 4.2 Bridges van PIARC (World Road Association), die recent het rapport Forensic engineering for structiural failure heeft uitgebracht. ASCE (American Society of Civil Engineers) heeft een afdeling Forensic engineering, waarbij je zelfs beëdigd kunt worden tot forensic engineer. Later dit jaar zullen we ook ingaan op problemen bij de Nelson Mandelabrug in Zoetermeer. Het is kortom een vakgebied waar heel veel over te vertellen is en nog heel veel over te vertellen zal zijn. Veel meer dan we in één themanummer kwijt kunnen. Met deze spe- cial hopen we jou als Cement-lezer iets bij te brengen over dit belangrijke en interessante vakgebied. De redactie van Cement 2 Ingestorte parkeergarage P1 Eindhoven Airport, foto: SQ Vision Mediaprodukties 3 Versterking Rozenoordbrug, foto: Gerrit Serne / Rijkswaterstaat 4 Duizenden zandzakken stabiliseren de tunnelelementen in de Prinses Margriettunnel tussen Sneek en Joure, foto: Rijkswaterstaat 2 3 4 CEMENT 1 2024 ?7 Wat is forensic engineering? Met forensic engineering betrouwbaar de oorzaak van falen bepalen 1 Prinses Margriettunnel, foto: Rijkswaterstaat 1 8? CEMENT 1 20 24 Forensic engineering moet leiden tot betrouwbare uitkomsten met betrekking tot de oorzaak van falen van een constructie. Forensic engineering heeft ook nog een hoger doel: het leren van wat is misgegaan, om ervoor te zorgen dat het niet nog een keer kan gebeu- ren. Daarmee kunnen toekomstige faalkos- ten, (nieuw) persoonlijk letsel of zelfs het vallen van dodelijke slachtoffers worden voorkomen. Een sprekend voorbeeld hier- van is het onderzoek naar de oorzaak van het gedeeltelijk instorten van een parkeer- garage in Eindhoven in 2017 [1] (foto 2). Uit het onderzoek bleek dat de oorzaak lag in een onjuist detail in het vloersysteem. Dat detail bleek ook in veel andere gebouwen met hetzelfde vloersysteem aanwezig te zijn, waardoor die constructies niet voldeden aan het in Nederland vereiste veiligheidsniveau. Toen dit bekend werd, konden bij die con- structies preventieve maatregelen worden getroffen om eventueel toekomstig falen te voorkomen. Bij zaken met slachtoffers blijkt het daarnaast heel belangrijk dat er op een be- grijpelijke manier wordt gereconstrueerd wat er precies is gebeurd. Dat is voor nabe- staanden zeer belangrijk in het verwerkings- proces (zie kader 'Didcot'). Doel van het onderzoek Bij de start van een onderzoek naar de oor- zaak van het falen van een constructie moet duidelijk worden afgesproken wat het doel is van het onderzoek en tot welke diepgang het onderzoek moet worden uitgevoerd. Dit arti- kel gaat over onderzoeken met als doel het achterhalen van de technische oorzaak van het falen. Dat kan dan vervolgens weer de basis zijn voor een onderzoek naar bijvoor- beeld degene die verantwoordelijk is voor het falen, wat weer een heel andere expertise van de onderzoekers vereist. De gewenste diepgang van een onder- zoek wordt bepaald door het doel van het onderzoek en de wens van de opdrachtgever. Een voorbeeld hiervan is het falen van een moot van de toerit van de Prinses Margriet- tunnel in december 2022 (foto 1) (Meer over de schade in de Prinses Margriettunnel staat in het artikel 'Onderzoek naar falen fundering Prinses Margriettunnel', in dit nummer). Die moot is omhoog gekomen doordat de opwaartse belasting, de water- druk tegen de onderzijde van de moot, gro- ter was dan de sterkte van de paalfundering. Uit het onderzoek bleek dat er in de periode voorafgaand aan het falen geen sprake is ge- weest van een significante verhoging van de waterdruk. Dat betekent dat de sterkte IR. HUIBERT BORSJE Forensisch Ingenieur TNO DR.IR KAREL TERWEL Projectleider / Raadgevend Ingenieur / Universitair DocentIMd Raadgevende Ingenieurs / TU Delft auteurs Ontstaat er een schade aan een constructie of stort een constructie (gedeeltelijk) in, dan kan 'forensic engineering' een rol gaan spelen. Forensic engineering wordt in de praktijk gebruikt als aanduiding voor onderzoek naar de oorzaak van dergelijk falen. Het proces van het onderzoek is van groot belang; het moet leiden tot betrouwbare uitkomsten. Bij een onbetrouwbaar proces is het immers mogelijk dat niet de juiste oorzaak wordt gevonden of niet de juiste partijen verantwoordelijk worden gehouden. CEMENT 1 2024 ?9 van de paalfundering in de tijd is afgenomen, totdat die sterkte onvoldoende werd om de opwaartse belasting op te nemen. In feite is daarmee de oorzaak van het falen vastge- steld. Rijkswaterstaat had echter belang bij een diepgaander onderzoek, om zo ook de oorzaak van de afname van de sterkte van de fundering te kunnen vaststellen.Een dergelijk stapsgewijs onderzoek naar de oorzaak van falen, waarbij steeds een niveau dieper onderzoek wordt uitgevoerd, wordt ook wel aangeduid als een multi-level onderzoek. Opzet van het onderzoek Er zijn meerdere methoden voor het uitvoe- ren van een onderzoek naar de oorzaak van het f alen van een constructie. Op hoofdlijnen heeft elke degelijke methode een vergelijk - bare structuur (fig. 4). De kern is dat eerst een o verzicht moet worden opgesteld van mogelijke oorzaken (hypothesen; scenario's). Vervolgens moet van elke mogelijke oorzaak 2 Gedeeltelijke instorting parkeergarage Eindhoven Airport [1] DIDCOT In 2016 werd in Engeland een kolencentrale (Didcot Power Station) ontmanteld. Toen een sloopbedrijf bezig was met de voorbereidingen voor het opblazen van het ovenhuis, is dat gedeeltelijk ingestort (foto 3). Daarbij zijn vier arbeiders omgekomen. Meer dan vijf jaar na het ongeval stonden er op de nieuwssite van de BBC enkele artikelen over dit ongeval. De politie had hun onderzoek toen nog steeds niet afgerond, zodat nog niet bekend was wat de oorzaak was. In die artikelen stonden twee quotes die het belang van forensic engineering heel treffend weergaven: - Het belang van het onderzoek voor de sloopbedrijven werd ver- woord met: "Experts around the world need to know why the Didcot Power Station collapse happened so fatal errors are not repeated, specialists have said." [2] - Het belang van het onderzoek voor de nabestaanden werd ver- woord met een uitspraak van de weduwe van een arbeider die was omgekomen: "She said a lack of progress in the Thames Valley Police-led probe has been "shocking" and "really hard" to endure." [3] 2 10? CEMENT 1 20 24 worden onderzocht of die kan zijn opgetre- den (verificatie) of juist niet (falsificatie). Met nadruk wordt er hierbij op gewezen dat niet moet worden gestopt als een mogelijke oor - zaak is gevonden. Bij een betrouwbaar onder - zoek moeten idealiter alle mogelijke oorza- ken worden onderzocht. Enerzijds omdat er soms meerdere oorzaken een rol gespeeld kunnen hebben. Anderzijds omdat een vast - gestelde oorzaak pas echt waarde krijgt, als w ordt aangetoond dat andere mogelijke oorzaken niet zijn opgetreden. Naast de vergelijkbare structuur moet elk onderzoek ook enkele standaard onderdelen bevatten. Belasting én sterkte. Falen van een con- structie betekent altijd: - de actuele belasting > de actuele sterkte, of - de actuele sterkte < de actuele belasting. In feite staat hier twee keer hetzelfde, maar in de beeldvorming gaat het in het eer - ste geval om een te hoge belasting en in het tw eede geval over onvoldoende sterkte. Om te voorkomen dat in de praktijk te snel een (mogelijk verkeerde) conclusie wordt getrok - ken, is het noodzakelijk om in ieder onder- zoek zowel de belasting als de sterkte te beschouwen. Historische informatie. In veel gevallen is het falen van een constructie het 'eindstation' van een reeks gebeurtenissen. Om dan de daadwerkelijke oorzaak te achterhalen, is het noodzakelijk om die reeks gebeurtenissen te reconstrueren en daarbij is historisch infor- matie een belangrijk onderdeel. Verder kan het moment van ontstaan van schade van belang zijn. Want bij het waarnemen van een schade geldt niet per definitie dat die schade 'recent' is. Er zijn meerdere voorbeelden van scheuren waar- van werd aangenomen dat ze nieuw waren, waarna werd besloten om rigoureuze maat- regelen voor de constructie te treffen. Maar bij een gerichte detailinspectie kon later worden vastgesteld dat het toch oude scheu- ren waren. Foto 5 geeft een voorbeeld van een scheur die al aanwezig was vóór het aan- brengen van een cementgebonden mortel op het betonoppervlak. De mortel is namelijk naar buiten gedrukt, wat alleen kan worden verklaard door een drukspanning in de mortel. En een drukspanning in de mortel betekent dat de wijdte van de scheur kleiner is geworden nadat de mortel was uitgehard. De verschillen tussen de methoden van onderzoek zitten in de wijze waarop het overzicht van mogelijke oorzaken tot stand komt. De twee meest gangbare methoden zijn de top-down methode en de bottom-up methode, genoemd naar de wijze waarop het overzicht van mogelijke oorzaken tot stand komt. Bij de top-down methode wordt syste- matisch de levenscyclus van een constructie geanalyseerd en wordt op basis daarvan een 3 Gedeeltelijk ingestort ovenhuis [2], bron: Thames Valley Police 4 The six steps of a forensic investigation [4] Een hoger doel van forensic engineering is het leren van wat is misgegaan 3 4 CEMENT 1 2024 ?11 overzicht opgesteld met mogelijke oorzaken. Bij de bottom-up methode wordt de schade in detail geanalyseerd en wordt van daaruit onderzocht welke mechanismen de betref- fende schade veroorzaakt zouden kunnen hebben. Na bepaling van de technische oor- zaak kan vervolgens, indien gewenst, wor- den nagegaan welke (proces)oorzaken in ontwerp, uitvoering of gebruik/onderhoud hieraan ten grondslag lagen.Bij beide van deze methoden kan gebruik worden gemaakt van de 'Delft approach' ([4]; zie kader 'Delftse aanpak'). 5 5 Voorbeeld van een scheur die al aanwezig was voor het aanbrengen van een cementgebonden mortel op het betonoppervlak DELFTSE AANPAK In 2017 ontwikkelden drie onderzoekers van verschillende TU Delft-faculteiten, op basis van literatuuronderzoek en praktijkervaring, de Delft Approach for foren - sic investigations, nadat zij hadden geconstateerd dat forensische onderzoeken in de luchtv aart, de bouw en de medische sector veel overeenkomsten hadden. Deze aanpak, die bestaat uit een standaard stappenplan (fig. 4), een overzicht van levenscycli, een categorisatie van mogelijke oorzaken (Tree House of Failure) en een overzicht van criteria om tot een betrouwbaar onderzoek te komen (Ring of trustworthiness). Deze aanpak is geschikt voor onderzoek in verschil - lende vakgebieden, en kan zowel 'top-down' als 'bottom-up' worden gebruikt. Het prijswinnende artikel over deze aanpak (Improving reliability in forensic engi- neering: the Delft approach [4]) is vrij toegankelijk. Daarnaast is het mogelijk de bij behor ende online cursus Forensic Engineering: learning from failures te volgen, die al door duizenden deelnemers is afgerond. mortel is naar buiten gedrukt scheur in ondergrond Top-down methode Bij de top-down methode wordt de gehele levenscyclus van een constructie geanaly- seerd, van het ontwerp tot aan de schade. Per fase van die levenscyclus wordt gecon- troleerd of daar mogelijke oorzaken liggen voor het falen (fig. 6). Dit resulteert in een zo compleet mogelijke lijst met potentiële oorzaken, waarna per oorzaak wordt gecon- troleerd of die wel of niet kan zijn opgetre- den (verificatie en falsificatie). Het uitgangspunt bij de top-down methode is dat ten tijde van het falen van de constructie sprake was van een actuele belasting en een actuele sterkte, die geza - menlijk hebben geresulteerd in het falen van de constructie. Er zullen echter varia - ties zijn geweest in zowel de belasting als de sterkte gedurende de levenscyclus van de constructie. Daarom moet eerst worden gekeken naar de belasting en de sterkte die in het ontwerp zijn aangehouden. Ver- volgens moet voor de overige fasen van de levenscyclus worden nagegaan of daarin gebeurtenissen zijn opgetreden die geresul - teerd kunnen hebben in een verandering van de belasting en/of de sterkte. Alle nega - tieve veranderingen zijn dan mogelijke oorzaken voor het falen van de constructie. 12? CEMENT 1 20 24 voering gerealiseerde sterkte van het beton is onvoldoende. Als dat daadwerkelijk een oor- zaak blijkt te zijn, kan worden besloten om in een tweede fase tweede-orde-oorzaken mee te nemen. Bijvoorbeeld de oorzaak voor de eerder genoemde onvoldoende sterkte. Daarmee wordt het onderzoek een multi- level onderzoek. Die tweede fase kan op een- zelfde wijze worden uitgevoerd, aan de hand van een nieuwe lijst met mogelijke oorzaken. De top-down methode kan geschikt zijn wanneer er ruimte is voor een uitgebreid onderzoek en waarbij er behoefte is om per fase van de levenscyclus na te gaan wat mo- gelijke en meest waarschijnlijke oorzaken zijn geweest. Daarnaast kan het geschikt zijn voor gevallen waarbij er het vermoeden is dat het veel vaker voorkomt dan alleen bij de geconstateerde schade.Het nadeel van de top-down methode is dat vaak onvoldoende zekerheid wordt verkregen over de compleetheid van de lijst met mogelijke oorzaken. Na afloop blijft er dan twijfel bestaan of er niet toch een moge- lijke oorzaak is gemist. Een belangrijke reden hiervoor is dat uitvoeringsfouten heel divers kunnen zijn en soms moeilijk van te voren zijn te bedenken, waardoor ze snel kunnen worden gemist. Een andere reden is dat bij complexe gevallen het aantal mogelijke oor- zaken zo groot is, dat de kans reëel is dat mogelijke oorzaken worden gemist. Bottom-up methode De bottom-up methode legt de focus van het onderzoek op de 'plaats delict', waarmee de forensisch ingenieur het denkproces in principe in omgekeerde volgorde doorloopt. De schade wordt in detail geanalyseerd 6 Er moet niet direct worden gestopt met onderzoeken als een mogelijke oorzaak is gevonden 6 Levenscyclus van een constructie Mogelijke oorzaken die meestal worden beoordeeld zijn: Ontwerp: De aangehouden belasting en/of de sterkte is onjuist. Er zijn fouten gemaakt in de berekening. De resultaten van de berekening zijn niet goed op tekening verwerkt. Er is geen rekening gehouden met opge- legde dan wel verhinderde vervormingen. Uitvoering: De gerealiseerde constructie is niet ge- bouwd conform het ontwerp. De gerealiseerde sterkte van de toegepaste materialen is onvoldoende. Gebruik: De belastingen zijn in het gebruik hoger dan de ontwerpbelasting. Verbouwingen hebben geresulteerd in een afname van de sterkte van de constructie. De sterkte van constructieonderdelen is af- genomen als gevolg van materiaaldegradatie. Daarnaast moet per fase worden ge- controleerd welke projectspecifieke mogelij- ke oorzaken er nog meer zijn. Bij het opstellen van het overzicht met moge- lijke oorzaken moeten geen irreële oorzaken worden meegenomen, waarvan op voorhand al kan worden gesteld dat dat geen mogelijke oorzaken kunnen zijn. Dat zou een indruk - wekkend aantal mogelijke oorzaken geven, maar in werkelijkheid wordt het onderzoek daardoor vertroebeld. Ook moet duidelijk onderscheid wor- den gemaakt tussen eerste-orde-oorzaken en tweede/derde-orde-oorzaken. In eerste instantie moeten alleen eerste-orde-oorza- ken worden opgenomen. Dit zijn directe oorzaken voor het falen, zoals: de bij de uit- CEMENT 1 2024 ?13 en van daaruit wordt, in eerste instantie kwalitatief, onderzocht welke mechanismen de betreffende schade veroorzaakt zouden kunnen hebben. In feite wordt daarbij gere- construeerd wat er in de tijd is gebeurd, maar dan vanaf de schade, terug in de tijd. Deze methode sluit het meest aan bij foren - sisch onderzoek zoals de politie dat uitvoert ( zie kader 'De forensisch ingenieur'). Bij deze methode start het onderzoek met een visuele inspectie van de constructie die heeft gefaald. Die visuele inspectie omvat dan de volgende hoofdonderdelen: Beoordelen van de constructie. Dit dient om inzicht te verkrijgen in de opbouw en in het constructief gedrag van de constructie, en in het gedrag bij opgelegde dan wel verhinderde vervormingen. Beoordelen van de omgeving. Dit dient om inzicht te krijgen in de belastingen op de constructie, met name welke belastingen op welke wijze zijn opgetreden. Belangrijk is dat daarbij ook opgelegde en verhinderde vervormingen door temperatuurs- en vocht- invloeden worden betrokken. Beoordelen van de schade. Hierbij wordt de schade in detail opgenomen, teneinde inzicht te verkrijgen in de wijze waarop de schade is ontstaan. Dit omvat tevens een opname van de verdeling van de schade over de construc - tie. Voor een forensisch ingenieur vertellen de details van de schade vrijwel altijd heel veel over de oorzaak van het falen. Bij deze methode is het grondig analyseren van de verschijningsvorm van de schade het startpunt. Om dit nader te duiden, wordt als voorbeeld een gescheurde betonconstructie genomen. Voor de meeste mensen is het ge- woon een scheur. Een forensisch ingenieur kijkt echter direct naar de locaties waar wel en waar geen scheuren aanwezig zijn, naar het start- en eindpunt van de scheur, naar het verloop van de wijdte over de lengte en de diepte van de scheur, en naar de kenmer- ken van de scheurranden. Op basis van die gezamenlijke informatie kan vrijwel altijd worden vastgesteld welke vervormingen in de constructie hebben geresulteerd in de scheuren. Daarna kan dan worden afgeleid welke faalmechanismen ten grondslag heb- ben gelegen aan die vervormingen, met in het meest eenvoudige geval maar één faal- mechanisme. Wat echter minstens zo be- langrijk is, is dat op basis van een dergelijke, kwalitatieve, analyse van de detailinformatie bepaalde faalmechanismen al direct kun- nen worden uitgesloten, waardoor die dus niet verder hoeven te worden onderzocht. Als deze wijze van analyseren stapsgewijs wordt uitgevoerd, door op verschillende niveaus faalmechanismen te verifiëren en te falsificeren, blijven er in de praktijk veelal maar één of enkele mogelijke faalmechanis- men over. Vervolgens kan dan heel gericht diepgaander onderzoek worden uitgevoerd naar die faalmechanismen, zoals het uitvoe- ren van een controleberekening van een specifiek detail of het uitvoeren van een boorkernonderzoek. Het grote voordeel van de bottom-up methode is dat je het onderzoek in een vroeg stadium al onderbouwd kan inperken tot wat noodzakelijk is voor het achterhalen van de oorzaak, zonder het gevaar voor tunnel- visie. Het nadeel van deze methode is dat er niet altijd voldoende (historische) informatie over de schade beschikbaar is om deze me- thode te kunnen inzetten. Case: loswal? Een voorbeeld van een derge- lijke stapsgewijze aanpak is een loswal, die bestond uit een boven water gesitueerde be- tonplaat van circa 11 m breed en 250 m lang, gefundeerd op palen. Ter plaatse van de aansluiting van die palen aan de betonplaat werden bij een duikinspectie scheuren ge- constateerd (foto 7). Om de oorzaak van die scheuren te achterhalen is eerst gekeken naar het verloop van de scheuren in de pa- len en naar de verdeling van de gescheurde palen over de lengte van de loswal. Op basis van die informatie kon worden vastgesteld dat de scheuren waren veroorzaakt door buigende momenten, in lengterichting van de loswal. Vervolgens is op basis van een analyse van de belastingen (laden en lossen van schepen) vastgesteld dat er geen belas- tingen waren die de betreffende buigscheu- ren zouden kunnen verklaren en daardoor was het voor het vaststellen van de schade- oorzaak niet nodig om een controlebereke- ning te maken. Er bleek sprake te zijn van De twee meest gangbare onderzoeks- methoden zijn de top-down methode en de bottom-up methode 14? CEMENT 1 20 24 opgelegde vervormingen door temperatuurs- invloeden, wat via een analyse van de optre- dende temperatuursbelasting kon worden geverifieerd. Rapportage Bij het rapporteren van een gedegen en volledig onderzoek naar de oorzaak van het falen van een constructie is het uiteraard van belang om alle ondernomen onder- zoeksstappen eenduidig vast te leggen. Voor een goede begripsvorming wordt aanbevolen de rapportage af te sluiten met een volledige reconstructie van wat er volgordelijk heeft plaatsgevonden. Het is het beste om de ver- schillende levensfasen van de constructie te doorlopen en per levensfase aan te geven of er aspecten hebben gespeeld die uiteindelijk invloed hebben gehad op het ontstaan van de schade. In deze reconstructie moet dan ook de historische informatie over de schade worden opgenomen, zoals die lopende het onderzoek beschikbaar is gekomen. Instorting Een (gedeeltelijke) instorting van een con- structie kan ook met de bovengenoemde methoden worden onderzocht, mits het ingestorte deel overzichtelijk is en er niet teveel constructieonderdelen bij betrokken zijn. Bij meer complexe instortingen moet een andere aanpak worden gekozen, omdat de bovengenoemde methoden vrijwel zeker teveel onzekerheid geven ten aanzien van de eventueel gevonden oorzaak. De beste manier om een complexe instorting te onderzoeken, is om eerst te zoeken naar het beginpunt van de instorting. Zodra dat is gevonden, kunnen de bovenge- noemde methoden weer worden toegepast. Om het beginpunt van een instorting te ach- terhalen, moet eerst worden onderzocht of er camerabeelden zijn, op basis waarvan het beginpunt kan worden vastgesteld of een volgorde van bezwijken. Bij de instorting van een deel van het dak van het stadion De Grolsch Veste waren beelden van een bevei - ligingscamera beschikbaar, waarop te zien was bij welk hoofdspant de instorting was begonnen (foto 8). Vervolgens moet worden nagegaan of er ooggetuigen zijn. Daarbij moet men voor- zichtig zijn bij het interpreteren van wat ooggetuigen hebben waargenomen, omdat die zelden een volledig overzicht van de con- structie hebben gehad. Indien deze informatie onvoldoende is, moet een onderzoek worden uitgevoerd met de volgende stappen: Vaststellen van de opbouw van de con- structie voor de instorting. Daarbij moet zoveel mogelijk specifieke informatie DE FORENSISCH INGENIEUR In de dagelijkse praktijk wordt er vaak vanuit gegaan dat een forensisch ingenieur in staat is om zelfstandig het falen van een con- structie te onderzoeken. Dat is niet altijd het geval. In feite is het werk van een forensisch ingenieur ver- gelijkbaar met het werk van de forensische opsporing bij de politie (vroeger de Technische Recherche), die haar werk vaak ook niet zelf- standig uitvoert. De forensische opsporing van de politie houdt zich bezig met waar- heidsvinding door middel van spo- renonderzoek op de plaats delict (PD). Het werk omvat het zoeken naar sporen, het veiligstellen en onderzoeken van deze sporen en het interpreteren van de resultaten die hieruit volgen. De afdeling Forensische Opsporing heeft des- kundigen tot haar beschikking die zich toeleggen op verschillende soorten van onderzoek, variërend van vingersporenonderzoek tot onderzoek aan werktuigsporen en schoensporen. Afhankelijk van de complexiteit van het onderzoek wordt samengewerkt met externe partners zoals het Nederlands Forensisch Instituut. Parallel hieraan houdt de foren- sisch ingenieur zich in hoofdzaak bezig met het onderzoeken van de schade, het veilig stellen van mon- stermateriaal en het interpreteren van wat ter plaatse is waargeno- men. Zijn hoofdtaak is om te reconstrueren wat er volgordelijk in de tijd is gebeurd, een zoge- noemde scenario-analyse. Daar- voor heeft hij vaak wel specifieke materiaal- en/of constructiekennis nodig en die kennis moet dan wor- den ingebracht door deskundigen. De in te schakelen deskundigen zullen daardoor per project ver- schillen, een en ander afhankelijk van het probleem. 7 Buigscheur in funderingspaal van loswal ter plaatse van aansluiting aan betondek 7 CEMENT 1 2024 ?15 over de verschillende constructieonderdelen worden verzameld, om die onderdelen later in het onderzoek te kunnen identificeren. Onderzoeken van het ingestorte deel van de constructie, waarbij de locatie, de positie en de onderlinge positie van zoveel mogelijk con - structieonderdelen moet worden vastgelegd. Hierbij moet gebruik worden gemaakt van de bij het vorige punt genoemde identificatie. Vastleggen van de schade aan de verschil- lende onderdelen van de constructie. Hier- bij moet waar mogelijk worden bepaald of die schade oorzaak of gevolg is van de in- storting. Vervolgens moet aan de hand van deze in- formatie worden gereconstrueerd in welke volgorde de instorting heeft plaatsgevonden. Veelal is het daarvoor nodig om meerdere mogelijke scenario's te onderzoeken. Per scenario moet dan worden onderzocht of de locatie en de positie van alle constructieon- derdelen bij dat scenario passen. Daarnaast is het belangrijk om te bepalen of de schade aan de verschillende constructieonderdelen past bij het scenario. Bij het onderzoek naar de oorzaak van de gedeeltelijke instorting van de parkeergarage van Eindhoven Airport is met deze wijze van onderzoek eenduidig vastgesteld waar de instorting was begonnen (foto 2; [1]). Kwaliteitscontrole Een betrouwbaar onderzoek moet objectief, reproduceerbaar en verifieerbaar, compleet en correct zijn. Dit kan onder andere worden bereikt door een gestructureerd onderzoeks- proces en het hanteren van het vierogen- principe. De betrouwbaarheid van de uitkomst van een onderzoek kan worden gecontroleerd aan de hand van de tijdens het onderzoek verkregen informatie over de constructie en de schade. Als de oorzaak van het falen be- kend is, moet worden gecontroleerd of alle verkregen informatie past in het gevonden faalscenario. Als dat niet het geval is, is het faalscenario niet juist of niet compleet. Indien sprake is van constructief falen van een constructie, wordt geadviseerd om aan de hand van een controleberekeningen na te gaan of het gereconstrueerde faal- scenario daadwerkelijk heeft kunnen plaatsvinden. Een dergelijke berekening moet dan worden uitgevoerd met de werke- lijke waarden voor de sterkte van de materi - alen en de werkelijk opgetreden belastingen, zonder partiële factoren. Dat is daarmee een geheel andere berekening dan een ont- werpberekening. Sherlock Holmes Bij het falen van een constructie en zeker bij een instorting is iedereen altijd gefocust op de oorzaak. Bij forensic engineering is het echter minstens zo belangrijk om naast het bepalen van de meest waarschijnlijke oorzaak, ook andere mogelijke oorzaken ge- motiveerd uit te sluiten. Als dat niet wordt gedaan, blijft er altijd ruimte voor twijfel, of er toch niet nog een andere oorzaak kan zijn die over het hoofd is gezien. Zeker bij rechtszaken is zoiets zeer onwenselijk. Sherlock Holmes heeft dit al vroeg ingezien met zijn beroemde uitspraak "When you have eliminated all which is impossible then whatever remains, however improbable, must be the truth." LITERATUUR 1?Borsje, H., Dieteren, G., Forensic engineering instorting parkeergarage ? Praktijkvoorbeeld schade-onderzoek parkeergarage P1 Eindhoven Airport. Cement 2019/1. 2?https://www.bbc.com/news/ uk-england-oxfordshire-57946382; juli 2021. 3?https://www.bbc.com/news/ uk-england-oxfordshire-60467854; februari 2022. 4?Terwel, K., Schuurman, M., Loeve, A., Improving reliability in forensic engineering: the Delft approach. Forensic Engineering Volume 171 Issue FE3. 5?Borsje, H., Renier, B., Burggraaf, H., Collapse of the roof of a football stadium. IABSE symposium 2014. 8 Camerabeeld van instorting dak van De Grolsch Veste [5] 8 16? CEMENT 1 20 24 Is jouw bedrijf al\? partner bij Cement? Heb jij belang bij\c het vastleggen en delen\c van kennis over betonconstr\fcties? Als partner van Cement onderste\fn je de \fit\bisseli\cng en borging van onze vakkennis. Een partnerschap biedt bovendien veel andere interessante voordelen. Interesse? Neem contact op met Coen Smet\cs via c.smets@aeneas.\cnl of via 06-10 70 57 80. Actuele en bekende voorbeelden Dat een door een schade, instorting of an- derszins ontdekte fout grote gevolgen kan hebben, is bekend. Bekende voorbeelden zijn terugroepacties bij auto's en andere produc- ten. Ten tijde van het schrijven van dit artikel ( januari 2024) doen zich twee van dergelijke situaties voor. Zo staan er in Amerika vele vliegtuigen van het type Boeing 737 Max 9 aan de grond, nadat op 6 januari een toestel van dit type een deel van de wand verloor. En ProRail besloot om de maximum snel- heid van HSL-treinen tussen Rotterdam en Amsterdam tot 120 km/u te verlagen, nadat een eerder bij het viaduct Zuidweg (Rijpwe- tering) ontdekt probleem (o.a. scheuren in lassen volgens berichten in het nieuws) bij nog negen viaducten blijkt voor te komen.Vaak is een meerdere keren voorko- mende fout, ook wel systeemfout genoemd, aan het licht gekomen bij een schadeonder- zoek naar aanleiding van een incident. Zo bracht een brand in de Lloydstraat in Rotter- dam in 2007 de focus op de brandwerend- heid van kanaalplaatvloeren met druklaag [1]. Een onderzoek naar aanleiding van een brand in een woning in Heerhugowaard in datzelfde jaar vestigde de aandacht op cor- rosieschade bij VZA-vloeren (voorspanning zonder aanhechting) [2,3]. En na de gedeel- telijke instorting van een parkeergarage in Eindhoven in 2017 zijn onderzoeken uitge- voerd naar, en maatregelen genomen bij, de detaillering van breedplaatvloeren (hierover is diverse malen gerapporteerd in Cement (o.a. [4])). Ook door bijvoorbeeld een opletten - de constructeur/hoogleraar en experimen- teel onderzoek kan een fout aan het licht komen, zo blijkt. Prof. Kleinman bracht in 2006 de tandenproblematiek [5] in beeld en naar aanleiding van brandproeven in 2015 [6] speelt nu de vraag wat te doen met een aan- tal landtunnels waarin beton is toegepast dat, anders dan eerst gedacht, spatgevoelig is [7]. Ook bij ontdekte, minder ingrijpende fouten speelt vaak de vraag wat met de eruit voortkomende informatie moet worden gedaan. Constructieve veiligheid Voordat wordt ingegaan op enkele situaties waarbij de vraag speelde wat te doen met DR.IR. DICK HORDIJK Adviesbureau Hageman IR. JAN MEESTER Adviesbureau Hageman auteurs Schade of fout ontdekt, en dan? Forensic Structural Engineering is in, zo blijkt ook uit de colleges onder deze titel die door de auteurs aan de TU Delft zijn verzorgd. Speuren naar de oorzaak van een instorting is interessant, maar veelal is dat nog niet eens zo heel moeilijk. De vraag wat te doen met de informatie die uit de instorting of een ontdekte fout volgt, is soms een veel grotere uitdaging. In veel gevallen doet zich namelijk een vergelijkbare situatie voor bij meer constructies. 18? CEMENT 1 20 24 4 Rm R k E m E k E k F = E d ? R d = R k /M belastingse?ect E en sterkte R verdeling R E: belastingse?ect R: sterkte m : gemiddelde waarde k : karakteristieke waarde d : rekenwaarde : standaardafwijking F: belastingsfactor M: materiaalfactor een aan het licht gekomen constructief gebrek, eerst aandacht voor constructieve veiligheid bij het ontwerp (zie ook [4]). Voor een constructie is de maximale belasting tijdens de ontwerplevensduur niet exact bekend en dat geldt ook voor de sterkte. Voor beide, belastingeffect en sterkte, geldt een kansverdeling met een gemiddelde waarde en een standaardafwijking. Een con- structie of onderdeel ervan bezwijkt als het belastingeffect gelijk is aan de sterkte en bij een goed ontwerp is de kans dat dit optreedt extreem klein. Dat wordt, eenvoudig gezegd, bereikt door te rekenen met een hoge reken- waarde voor de belasting en een lage reken- waarde voor de sterkte. Meer wetenschap- pelijk gezegd construeren we zo dat de rekenwaarde voor de sterkte, R d, minimaal gelijk is aan de rekenwaarde van het belas- tingeffect, E d (fig. 1). De rekenwaarde van het belasting- effect wordt bepaald op basis van de karak - teristieke bovengrens van de belasting (de belasting met een kleine kans dat die wordt overschreden), die is verhoogd door deze te vermenigvuldigen met een belastingfactor. Voor de rekenwaarde van de sterkte wordt uitgegaan van de karakteristieke sterkte (de sterkte met een kleine kans dat die wordt onderschreden), die wordt verlaagd door deze te delen door een materiaalfactor. De partiële factoren, zoals de belasting- en ma- teriaalfactor worden genoemd, zijn zodanig gekalibreerd, dat rekenkundig in grote lijnen aan het gewenste betrouwbaarheidsniveau (zie NEN-EN-1990 [8]) wordt voldaan. In het algemeen is voor een ontwerplevensduur van 50 jaar de kans op bezwijken van een constructie kleiner dan 1 op de 10.000. Marge Gegeven de aanpak van constructieve veilig - heid bij het ontwerp, zal duidelijk zijn dat er geen scherpe overgang is tussen een veilige en onveilige constructie. Om toch een indi - catie te geven voor het verschil tussen veilig en onveilig, zijn in figuur 2 drie verschillen - de situaties geschetst. Als de constructie aan de bouwvoorschriften voldoet (fig. 2a), is sprake van een voldoende veilige situatie. In de situatie zoals geschetst in figuur 2c is er duidelijk sprake van een onveilige situatie. In de situatie van figuur 2b is er weliswaar onvoldoende constructieve veiligheid, waar- door er wel iets moet gebeuren, maar de kans op bezwijken is nog steeds erg klein. Er is in dat geval niet direct sprake van een onveilige situatie. De marge tussen de belasting die een con- structie moet kunnen weerstaan bij een goed ontwerp en de belasting waarbij be- zwijken kan optreden, is erg groot. Voor een aantal door Adviesbureau Hageman geana- lyseerde instortingen is gevonden dat de constructie een sterkte had van ongeveer een derde van de sterkte die het volgens het ontwerp had moeten hebben. Oftewel, als 1 Kansverdeling van belastingeffect en sterkte, en eis m.b.t. constructieve veiligheid, E d < R d [4] 2 Voorbeelden van de verdeling van sterkte R ten opzichte van het belastingeffect E getoond met de gemiddelde, karakteristieke en ontwerpwaarden 2c 2b 2a 1 CEMENT 1 2024 ?19 een constructie slechts de helft van de vol- gens het ontwerp benodigde sterkte heeft, zal die mogelijk nog steeds, en wellicht ook nog zonder schade, kunnen functioneren. Dat is overigens geen wenselijke situatie. Onvoldoende constructieve veiligheid De voorgaande informatie over constructieve veiligheid is belangrijk bij het beoordelen van een constructief gebrek als gevolg van een fout. Met 'gebrek' wordt hierbij bedoeld dat volgens de gangbare berekeningswijze voor de constructie een rekenwaarde voor de sterkte R d geldt, die lager is dan de reken- waarde voor het belastingeffect E d. In dat geval geldt voor de constructie dat er sprake is van een niet aangetoonde gewenste con- structieve veiligheid. Dat is wat in dit artikel wordt bedoeld met 'onvoldoende constructieve veiligheid'. Daarbij kan worden opgemerkt dat het gewenste niveau van de constructieve veiligheid bij nieuwbouw (ontwerp) anders is dan bij een bestaand bouwwerk [9]. En ver- der geldt dat als de gewenste constructieve veiligheid niet kan worden aangetoond met de gangbare rekenregels, dat niet altijd hoeft te betekenen dat de werkelijk aanwezige constructieve veiligheid onvoldoende is. Het kan eventueel nog zo zijn dat op een andere wijze kan worden aangetoond dat toch sprake is van voldoende constructieve veiligheid. De oorzaak van een gebrek kan liggen bij een of meerdere fouten in het ontwerp (aan de sterktekant en/of de belastingkant) en in de uitvoering, maar ook bij een onge- oorloofde aanpassing in de constructie. En hoewel er dan niet noodzakelijkerwijs sprake is van een fout, kan er ook sprake zijn van onvoldoende constructieve veiligheid door degradatie van de constructie en/of construc- tieve materialen. Fout bekend, dan moet er iets Dit artikel gaat vooral over wat een ontdek- king van een gebrek bij één constructie kan betekenen voor andere constructies. Maar ook de vraag wat te doen na ontdekking van de fout bij die ene constructie is interessant. Anders dan bij een instorting speelt bij een ontdekte fout allereerst de vraag hoe ernstig de fout is. Is het nodig om direct maatrege- len te treffen in de vorm van bijvoorbeeld het afzetten van een bepaald gebied of het ontruimen van een gebouw? Of is er tijd om eerst de consequenties van de ontdekte fout nader te onderzoeken? Bij de beantwoording van deze vraag kunnen diverse overwegingen een rol spelen. Dat geldt bijvoorbeeld voor de impact van de maatregel. Het stempelen van balkons in de tuinen van een rij wonin- gen heeft vanzelfsprekend een andere im- pact dan het ontruimen van een gebouw of afsluiten van een drukke snelweg. Waarbij het overigens niet is te zeggen of de grotere impact moet betekenen dat eerder moet worden overgegaan tot maatregelen, of juist niet. Als er geen tekenen van schade of be- zwijken zijn en de situatie is al vele jaren hetzelfde, terwijl er (eventueel door tijdelijke lastbeperking) geen hogere belasting zal op- treden dan in het verleden, dan kan wellicht de conclusie worden getrokken dat de kans op het bezwijken van de constructie binnen een korte (afzienbare) termijn voldoende klein is. Omgekeerd kan er ook sprake zijn van onzekerheden, waardoor direct maatre- gelen moeten worden getroffen ('better safe than sorry'). Het beoordelen van de acute veiligheid is geen exacte wetenschap. Veelal moet met beperkte informatie een belangrijke beslis- sing worden genomen. Het is belangrijk om daarbij een deskundige, ervaren adviseur in te schakelen. Onterecht een onveilige situatie handhaven is onverantwoord, maar direct onnodig zware maatregelen treffen is ook onwenselijk en vanuit een economisch per- spectief ook onverantwoord. Los van het kostenaspect bij onnodige maatregelen, speelt soms ook een psychologisch effect een rol. Bij de inzet van onnodige directe zware maatregelen zullen betrokkenen zich moge- lijk minder veilig voelen als die zonder ver- dere acties later weer worden weggenomen. Als eenmaal bekend is dat bij een construc- tieonderdeel (mogelijk) sprake is van onvol- doende constructieve veiligheid, dan moet daar iets mee worden gedaan. Dat kan zijn dat alsnog, wellicht via het gelijkwaardig- heidsprincipe, wordt aangetoond dat er, hoewel er wellicht niet geheel wordt voldaan Vanwege de aanpak van constructieve veiligheid, is er geen scherpe overgang tussen een veilige en onveilige constructie 20? CEMENT 1 20 24 aan de gangbare rekenregels, nog steeds sprake is van voldoende constructieve veilig- heid. Maar het kan ook zijn dat versterkings- maatregelen moeten worden uitgevoerd. Als blijkt dat dezelfde situatie van onvoldoende constructieve veiligheid een systeemfout is en bij veel meer constructies voorkomt, kan het zijn dat het Ministerie van Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties (BZK) een on- derzoeksplicht oplegt aan gebouweigenaren. Dit was bijvoorbeeld aan de orde bij galerijen, rvs in zwembaden en breedplaatvloeren. Samenvattend kunnen bij een, voor een be- paald onderdeel van de constructie ontdekte fout, de volgende stappen in chronologische volgorde aan de orde zijn: 1 De situatie van het betreffende constructie- onderdeel beoordelen en beslissen of direct maatregelen moeten worden getroffen in verband met de veiligheid of niet. 2 N agaan of vergelijkbare situaties zich voor- doen bij andere onderdelen van dezelfde constructie of hetzelfde gebouw en ook daarvoor de acute veiligheid beoordelen. 3 Beoordelen of er sprake is van een moge- lijke systeemfout, waarbij vergelijkbare situ- aties zich voordoen bij andere constructies van ook andere eigenaren. 4 N ationale actie in de vorm van een onder- zoeksplicht, opgelegd door BZK. De derde stap nodigt uit om overleg over het gebrek te voeren met andere deskundigen. Bijvoorbeeld in een relevante normcommis- sie. Gebreken die zo worden besproken, kunnen ook worden toegevoegd aan de lijst met gebreken die beschreven zijn in bijlage A van NTA 8790 [10]. Het is evident dat de vierde stap niet tot de taak van een afzonder- lijk adviesbureau behoort. Wie beslist? Als bekend is dat de constructieve veiligheid van een constructie onvoldoende is, of zelfs alleen nog maar dat die mogelijk onvoldoen- de is, zullen verantwoordelijke partijen, zoals gebouweigenaren en bevoegd gezag, willen weten wat dit betekent. De primaire vraag is dan "Is de constructie veilig?". Met een uitspraak "Dat is onbekend" of "De con- structieve veiligheid is onvoldoende", kan men dan niet zoveel. Het komt er feitelijk op neer dat de constructief adviseur voor zich- zelf moet beslissen of de situatie veilig is en/ of maatregelen nodig zijn. Het advies is om dan alle op dat moment beschikbare infor- matie te wegen en duidelijk te beargumente- ren waarom (in ieder geval voor de korte termijn) de constructie veilig wordt geacht, dan wel dat (direct) maatregelen moeten worden getroffen. Het kan natuurlijk altijd zo zijn dat la- ter aanvullende informatie naar boven komt die maak t dat wellicht een andere beslissing toch beter was geweest. Dat maakt niet dat de op dat moment, met de wel beschikbare informatie genomen beslissing, verkeerd was. Onbekend Omdat een fout zich pas manifesteert door schade, of een instorting als het echt goed mis is, kunnen er mogelijk veel constructies met onvoldoende constructieve veiligheid zijn zonder dat dit bekend is. Zo kunnen fouten pas aan het licht komen als de belas- ting een keer significant meer is dan ooit tevoren. Een voorbeeld daarvan is de zware sneeuwval in onder andere de omgeving van Enschede in november 2005. Hoewel die belasting nog aanzienlijk geringer was dan waar bij het ontwerp op moest worden gere- kend, bleek bij ruim 100 gebouwen sprake van grote bouwkundige schade. Van de 22 gebouwen die vervolgens nader waren onder- zocht, was bij 21 de instorting veroorzaakt door fouten in ontwerp en/of uitvoering [11]. Verder komt het ook regelmatig voor dat vanwege één probleem bij een constructie er 'met een vergrootglas' nog eens naar de gehele constructie wordt gekeken, waarbij ook nog andere plaatsen met onvoldoende constructieve veiligheid worden ontdekt. Na- volgend is daarvan een voorbeeld getoond. Vorstschade legt onjuiste detaillering bloot Bij een schoolgebouw waren tijdens de bouw stalen hoedliggers volgelopen met water. Door bevriezing van het water tijdens een vorstperiode werden bovenflenzen eraf gedrukt en werden de lijven naar buiten ge- drukt. Hoewel de opgelegde verplaatsing, die werd veroorzaakt door de bolvorm van Het beoordelen van de acute veiligheid is geen exacte weten - schap. Veelal moet met beperkte informatie een belangrijke beslissing worden genomen CEMENT 1 2024 ?21 de flens beperkt was, werd een grote druk- kracht op de kanaalplaatvloer uitgeoefend. Dat resulteerde op één plaats in een trek- kracht in een randbalk en scheurvorming bij een oplegging op een kolom onder die randbalk (foto 3a). Nadat de balken waren onderstempeld en de losgescheurde delen beton waren verwijderd, werd de situatie aangetroffen zoals getoond in foto 3b. In figuur 4 is het wapeningsdetail volgens het ontwerp weergegeven, waarbij is te zien dat twee staven Ø20 in de balk buiten het oplegvlak van de balk op de kolom zijn gepo- sitioneerd. Bij een staafwerkbenadering voor de krachtswerking in de balk zou bij een 'gezonde knoop' sprake zijn van een situatie zoals geschetst met A in figuur 5. Bij de situatie zoals waargenomen (foto 3b), is moeilijk te onderbouwen dat de trekband voldoende is verankerd in de knoop en kan potentieel een scheur optreden, zoals gete- kend voor situatie B in figuur 5. Op basis van de bevindingen is besloten om bij alle vergelijkbare opleggingen een ver- sterking aan te brengen. Dat bleek relatief eenvoudig mogelijk met ankers en een sta- len strip (fig. 6). Naar verwachting zou de toegepaste uitvoeringswijze nooit tot schade of erger hebben geleid en was het zonder de vorstschade niet aan het licht gekomen. Nu het echter bekend was, moest er iets aan worden gedaan. Potentieel onveilige situaties opzoeken of niet? Het is niet altijd mogelijk en ook niet altijd nodig om naar aanleiding van een ontdek- king van een fout of verminderde capaciteit door degradatie, potentieel onveilige situa- ties op te sporen. Als blijkt dat in een deel van een groot complex de aannemer, om wat voor reden dan ook, wapening anders heeft aangebracht dan volgens het ontwerp, moet dan het gehele complex worden gecon- troleerd? En zo ja, hoe doe je dat? Dit speel- de bij het Bos en Lommerplein in 2006. Daar was besloten om het gehele complex te controleren. Adviesbureau Hageman was niet betrokken bij die beslissing, maar wel bij het vervolgens uitgevoerde onderzoek. 3a 3b 4 3 Scheurvorming in balkuiteinden en kolom (a) en situatie na verwijderen van losse delen beton en het, voor het beoogde herstel, weghalen van de bovenzijde van de kolom (b)?4 Wapeningsdetail bij oplegging volgens het ontwerp 5 Krachten (blauw is druk en rood is trek) in de knoop van een staafwerkmodel bij de oplegging in het geval van een juiste detaillering (A) en (bij benadering) een detaillering zoals toegepast bij het betreffende schoolgebouw (B) 5 De constructief adviseur moet voor zichzelf beslissen of de situatie veilig is en/of maatre- gelen nodig zijn 22? CEMENT 1 20 24 Fase B Herstel einde start constructie onderdeel akkoord onderdeel akkoord? onderdeel akkoord? nee nee ja ja Fase A (10% controle) Fase B (extra onderzoek) (analyses) 6 Toegepaste versterking met ankers en stalen strip: krachtswerking (a), ankers en strip aan de bovenkant (b) en aanspannen ankermoer (c) 7 Schematische weergave van de opzet van het onderzoek en herstel bij het Bos en Lommerplein in 2006-2007 6a 6b 6c Nadat op 1 februari 2006 het parkeerdek was verzakt door een afgebroken oplegtand, en op 1 juli 2006 het hele complex per direct was ontruimd vanwege waargenomen afwijkingen van een aantal aangetroffen wapeningsconfiguraties, is vervolgonderzoek uitgevoerd. Daarbij zijn uitgebreide studies verricht en ook vele constructieonderdelen destructief (weghakken en/of wegspuiten van het beton) gecontroleerd op de toege- paste wapening. De aanpak daarbij was dat voor ieder type constructieonderdeel 10% is gecontroleerd en als daarbij afwijkingen werden gevonden, werd aanvullend onder- zoek uitgevoerd (fig. 7). Na een brand in een woning uit de zeventiger jaren in Heerhugowaard, werd ontdekt dat door corrosie veel van de toegepaste VZA- kabels waren gebroken. Hierover is eerder in Cement gerapporteerd [2, 3]. Naar aanlei- ding hiervan zijn alle circa 200 woningen in de betreffende wijk beoordeeld en waar nodig maatregelen getroffen. Gegeven de vele woningen in Nederland met eenzelfde bouwmethode uit dezelfde periode en het feit dat de corrosie het gevolg was van hoe de VZA-kabels bij de bouw waren aange- bracht, zullen er ongetwijfeld meerdere vloeren zijn met gebroken VZA-kabels. Het is echter niet mogelijk om daar actief naar te gaan zoeken. En Adviesbureau Hageman heeft de toenmalige VROM-inspectie geadvi- seerd [12] dat het ook niet nodig is. Dit laat onverlet dat het goed is om bij verbouwin- gen of veranderd gebruik met dit gegeven rekening te houden. Tot besluit Doordat bij het construeren wordt gewerkt met grote veiligheidsmarges, zullen veel fou- ten of gebreken (situaties met onvoldoende constructieve veiligheid) niet aan het licht komen. De moraal van het verhaal is dat als, op welke wijze dan ook, voor een bepaald type constructie of constructieonderdeel wel bekend is dat er sprake is van onvol- doende constructieve veiligheid, er iets moet worden gedaan. En dat geldt dan niet alleen voor die ene constructie waar dat is ontdekt, maar ook voor alle andere constructies waar zich eenzelfde situatie voordoet. LITERATUUR 1?Hordijk, D.A., e.a., Nieuwe maatregelen kanaalplaatvloeren (1). Cement 2011/5, p. 20-31. 2?Hordijk, D.A., Meester, J., Koenis, N. en Commandeur, L., VZA-vloeren met corrosieschade. Cement 2011/8, p. 40-46. 3?Hordijk, D.A. en Meester, J., Handreiking voor VZA. Cement 2011/8, p. 47-51. 4?Vambersky, J., e.a., De breedplaatvloerenproblematiek uitgelicht. Cement 2020/4, p. 42-51. 5?Kleinman, C.S., Nokken met die tanden! Cement 2006/7, p. 56-59. 6?Van der Waart, T.G., e.a., Spalling behaviour of a non-spalling qualified concrete, 4th International Workshop on Concrete Spalling due to Fire Exposure. Leipzig, 2015. 7?Hageman Rapport 10503-1-4 / Ugent rapport p20-110- RVC-05 ? Brand- werendheid Tunnels ? Verkenning van mogelijke alternatieven voor het aan- brengen van hittewerende bekleding in drie landtunnels. 30 november 2020. 8?NEN-EN 1990+A1+A1/C2, incl. NB, (Eurocode 0) Eurocode: Grondslagen voor het constructief ontwerp, NEN, november 2019. 9?NEN 8702, Beoordeling van de constructieve veiligheid van een bestaand bouwwerk bij verbouw en afkeur ? Betonconstructies. NEN, december 2022. 10?NTA 8790, Periodieke beoordeling betrouwbaarheid van constructieve veiligheid van bestaande bouwwerken. NEN, oktober 2023. 11?VROM-Inspectie, Bouwkundige schades t.g.v. sneeuwval; Onderzoek naar de gebeurtenissen in het weekend van 26/27 november 2005. Mei 2006. 12?Hordijk, D.A., Corrosieproblematiek bij VZA-kabels; Advies aan VROM ten aanzien van landelijke problematiek. Hageman Notitie 4-11-2008. 7 CEMENT 1 2024 ?23 Constructieve veiligheid heeft al decennia lang de aandacht en in de loop der tijd zijn er door partijen, zoals CUR, Betonvereniging en VNconstructeurs, initia- tieven genomen om die beter te borgen. Een aantal instortingen aan het begin van deze eeuw, zoals een in aanbouw zijnde toneel- toren in Hoorn (2001), een parkeerdek van een Van der Valk hotel in Tiel (2002) en bal- kons van Patio Sevilla in Maastricht (2003), alsmede een verzakking bij het Bos en Lom- merplein in 2006, gaven hieraan een sterke impuls. Deze en andere instortingen zijn ge- analyseerd om ervan te leren. CUR had een project 'Leren van instortingen' [1] en onder dezelfde titel schreef prof. Van Herwijnen een boek [2]. In die studies is er aandacht voor alle aspecten die kunnen hebben bijge- dragen aan de instorting. Naast uitvoering en ontwerp zijn dat bijvoorbeeld ook ver- gunningverlening, communicatie, controles en verantwoordelijkheden. Minder ernstig dan instortingen, maar zeker ook onwense- lijk, zijn bouwschades. Die komen veel meer voor en in verschillende verschijningsvor- men. Bouwschade ter lering In de jaren 90 (1992) was er in Cement een artikelenserie onder de titel 'Bouwschade ter lering' [3]. In vier artikelen besprak de toenmalige directeur van Adviesbureau Hageman, ir. Peter de Jong, bouwschades met een constructieve achtergrond. Op ba- sis van ervaringen met 650 schadegevallen over een periode van circa 30 jaar, conclu- deerde hij dat schades veelal het gevolg zijn van fouten die steeds opnieuw worden gemaakt. Inmiddels, circa 30 jaar en vele schadegevallen verder, is de conclusie uit de DR.IR. DICK