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 HORDIJK Adviesbureau Hageman IR. SANDER VAN DER VOSSEN Adviesbureau Hageman auteurs Minder bouwfouten door krimp- en knoopbeschouwing? Als je eenmaal een fout hebt gemaakt, dan maak je die niet zo snel nog een keer. Niet voor niets is er het spreekwoord 'Een ezel stoot zich geen tweemaal aan dezelfde steen'. Maar we moeten natuurlijk niet allemaal eerst een fout maken om het vervolgens niet meer te doen. Oftewel: we moeten ook leren van fouten die door anderen zijn gemaakt. Helaas echter zien we bij Adviesbureau Hageman nog te vaak dezelfde bouwfouten telkens opnieuw langskomen. Hoe kunnen we het aantal bouwfouten verminderen, vooral de fouten die leiden tot schade? Voorbeelden van veel voorkomende schades 24? CEMENT 1 20 24 eerdere analyse van schadegevallen nog precies hetzelfde. In de introductie van de artikelenserie in 1992 wees De Jong op het gebrek aan communicatie over gemaakte fouten (zie kader). De redactie van Cement schreef toen "blij te zijn met de informatie over de bouw- schades, want daarmee zou het taboe dat op het onderwerp ligt, worden doorbroken". Te - genwoordig lijkt er niet echt een taboe meer te zijn. Het over fouten publiceren zit mis- schien minder in het bloed bij bouwpartijen. Daar ligt wellicht ook meer een taak bij onderzoeksbureaus en vakbladen, zoals Cement, waar goed invulling aan wordt gege- ven. Als voorbeelden kan worden gewezen op de rubriek VARCE en de enkele jaren te- rug verschenen artikelen onder de titel 'Dick voor Mekaar'. Door meerdere bureaus wordt regelmatig gerapporteerd over zaken die fout zijn gegaan. Het is veel meer de vraag hoe we de diverse aandachtspunten goed bij de jonge, maar toch ook bij de ervaren constructeurs tussen de oren krijgen. In de hoop daar weer een steentje aan bij te dragen, worden navol - gend enkele voorbeelden besproken. Daarbij w ordt niet zozeer ingegaan op individuele bouwschades, maar wordt geschetst dat er min of meer sprake is van groepen van bouwschades. In bijlage A van de recent door NEN uitgebrachte NTA 8790 [4] is ook een opsomming opgenomen van eerder aange - troffen schades die de constructieve betrouw - baarheid negatief kunnen beïnvloeden. Scheurvorming door verhinderde krimpverkorting Dé eigenschap van beton die zonder enige twijfel leidt tot de meeste bouwschades is krimp. Dat was in 1992 al zo, toen scheur- vorming door krimpbelemmering de abso- lute nummer één was in een opgestelde schade top 10 voor beton [3]. Kelderwanden? Een veelvoorkomend schade- geval is scheurvorming in, en daardoor lek- k age door, kelderwanden. Doordat de wand wordt gestort op een vloer die enige tijd eer - der is aangebracht, wordt de wand door de v loer verhinderd te verkorten en ontstaan er verticale scheuren (fig. 1). Door voldoende horizontale wapening aan te brengen, kan de scheurwijdte voldoende klein worden gehou - den. Er is veelal alleen sprake van krachtsaf - dracht in verticale richting naar de kelder- vloer en de begane grondvloer, waardoor in horizontale richting vaak een laag wape- ningspercentage is toegepast met lekkende scheur en tot gevolg. Uit economische over - wegingen kan ervoor worden gekozen die scheur en op te laten treden en later te injec - teren. Een probleem is het als de construc- teur het risico bij het ontwerp niet onderkent en er met de opdrachtgever, die een water - dichte kelder verwacht, niet over communi - ceert. In nummer vijf van de serie over bou wfouten in 1992 [5] is dit behandeld en is gesteld dat met een wapeningspercentage van 0,5% à 0,7% de scheurwijdte in de meeste gevallen voldoende kan worden beperkt. Bedrijfsvloeren? Scheurvorming in bijvoor- beeld kelder- en bedrijfsvloeren zit in de- zelfde categorie als de kelderwanden. De verhindering van de krimp is nu door de ondergrond, door funderingspalen en/of door aansluitende gebouwdelen. Problemen doen zich vooral voor bij lange, ongedila- teerde vloervelden. Geprefabriceerde betonelementen? Een andere categorie betreft geprefabriceerde betonelementen. Hierbij heeft een deel van de krimp al vrij op kunnen treden als een element op de bouw wordt geplaatst. Maar ook dan nog zal krimpverkorting op willen treden en als dat niet vrij kan, kan dat tot schade leiden. Overigens speelt hierbij 1 1 Scheurvorming ten gevolge van belemmerde krimp in een wand gestort op een eerder gestorte vloer [5] Dé eigenschap van beton die zonder enige twijfel leidt tot de meeste bouwschades is krimp CEMENT 1 2024 ?25 vervorming door temperatuurverandering vaak ook een belangrijke rol. Een relatief veel voorkomende schade is het afscheuren van een hoek beton voor een stek, als die stek, door bijvoorbeeld aan- gegoten te zijn, iedere onderlinge verplaat- sing tussen het prefab element en het onder- liggend constructiedeel verhindert. Een voorbeeld van een dergelijke schade, waar- bij overigens kruipvervorming door de voor- spanning in de ligger ook een rol zal hebben gespeeld, is behandeld in de rubriek Dick voor Mekaar [6] (fig. 2). Ook al treedt verkorting ook op door tempe- ratuurverandering, het aantal bouwschades bij betonconstructies zou zeer sterk vermin- deren als het beton niet meer door uitdro- ging in de tijd zou verkorten (krimpen). H elaas bestaat dat beton nog niet. En het voorschrijven van een krimparme beton - soort en g oede nabehandeling, zoals in som - mige bestekken staat, zal bij een laag wape- ningspercentage lekkende scheuren niet k unnen voorkomen. Voor alle duidelijkheid: door het krimpgedrag is beton zeker niet een minder geschikt bouwmateriaal. Er moet alleen rekening mee worden gehouden en dat gebeurt helaas nog steeds te vaak niet. Onjuiste wapeningsdetaillering Eén van de colleges Forensic Structural Engineering aan de TU Delft, met als titel 'The devil is in the detail', betrof fouten bij wapeningsdetaillering. Twee bekende voor- beelden hiervan uit het recente verleden met significante consequenties op nationaal niveau betroffen de breedplaatvloeren en nokken en tanden. Over de breedplaatvloe- renkwestie is de afgelopen jaren veelvuldig gepubliceerd in Cement en onder de titel 'Nokken met die tanden' zijn in de periode 2006-2009 diverse artikelen van onder an- dere prof. Kleinman in Cement verschenen. Zoals in de fib Model Code [7] is aange- geven, kan in betonconstructies voor het di- mensioneren onderscheid worden gemaakt in B- en D-gebieden. In B-gebieden (B van Bernoulli) variëren de krachten en buigende momenten geleidelijk. Op basis van bereken - de buigende momenten en dwarskrachten- lijnen wordt veelal de benodigde wapening wel goed aangebracht. Bij de D-gebieden (D van Discontinuity) varieert dit veel abrupter. Er wordt ook wel gesproken over de B van 'Bekend' en de D van 'Denken'. In D-gebieden met een niet-lineaire rekverdeling over de hoogte van de doorsne- de, zoals bij opleggingen en dichtbij gecon- centreerde belastingen, mogen volgens Euro- code 2 [8] (artikel 6.5) staafwerkmodellen worden toegepast. Staafwerkmodellen be- staan uit drukstaven, trekstaven en knopen. Problemen doen zich vaak voor als de krachtswerking in een knoop niet goed is verzorgd. De tandverbinding zoals die in- dertijd veelvuldig in de praktijk voorkwam en die prof. Kleinman in zijn eerste Cement - artikel in 2006 gebruikte om op de onjuiste 2 Afdrukken van een schol beton in kolom en/of prefab balk ter plaatse van stekeind door belemmerde krimp: (a) praktijkvoorbeeld en (b) schematische weergave [6] CITAAT UIT ARTIKEL 'BOUWSCHADE TER LERING (I)' 1992 [3]: Wie al lang meeloopt in de bouw twij- felt aan het waarheidsgehalte van het spreekwoord 'door schade en schande wordt men wijs'. Schade blijkt het gevolg van voor de hand liggende fou- ten. Dezelfde fouten worden wellicht steeds opnieuw door anderen gemaakt. Men mag aannemen dat iemand zichzelf confronteert met de eigen fouten en daaruit lering trekt. Maar de mededeelzaamheid daarover naar collega's toe ontbreekt dikwijls. Bedrijven houden uit commerciële belangen hun fouten intern. Macro-economisch gezien is schade een zeer nadelig verschijnsel, maar elke bouwbranche verdedigt uiteraard zijn eigen economische belangen. 2a 2b 26? CEMENT 1 20 24 A A doorsnede A-A kolom balk balk ophangwapening hsp be\fgels 3a 3b 4 detaillering te wijzen, is weergegeven in figuur 3a [9]. In figuur 3b is het staafwerk- model getekend, waarbij is ingezoomd op twee knopen. Bij knoop 2 kan de drukstaaf zich goed afzetten in de knoop, doordat de ophangwapening door de knoop direct door- loopt in de trekbandwapening onderin de balk. Oftewel, beide trekstaven, de onder- en ophangwapening, zijn goed in de knoop verankerd. Bij knoop 1 daarentegen is de trekstaaf (ophangwapening) niet goed in de knoop verankerd en kan er een scheur ontstaan. Dit beperkt in sterke mate de capaciteit van de schuine drukstaaf. De ophangwapening is wel goed in de knoop verankerd als deze aan de bovenzijde de tand in is gebogen, of als voor de ophangwa - pening beugels zijn toegepast die de knoop omsluiten. In de bouwschadereeks in 1992 [10] wees Peter de Jong op een detailleringsfout bij keerwanden (fig. 4). In dat geval kwamen twee trekstaven bij elkaar in een knoop en ontbrak de derde trekstaaf. Nadien zijn er bij keerwanden ook detailleringsfouten 3 Detaillering van de tandverbinding waarvoor Kleinman [9] in 2006 aandacht vroeg (a) en analyse van twee knopen in het staafwerkmodel voor deze tandverbinding (b) 4 Bezwijken L-vormige keerwand door verkeerde detaillering van de wapening [10] CEMENT 1 2024 ?27 4000 220 2500 waargenomen, die vergelijkbaar zijn met fouten die bij de tandenkwestie speelde. Bij één van de schadegevallen was een keer- wand met wapening toegepast zoals is ge- toond in figuur 5a. Er was een keerwand bezweken en er waren keerwanden waarin scheurvorming was opgetreden. In figuur 5b is te zien dat ook hier op basis van een staafwerkmodelbenadering de knoop aan de onderzijde van de voetplaat, waar twee drukstaven en een trekstaaf samenkomen, niet goed is verzorgd. De trekstaaf is niet in de knoop verankerd, zodat een scheur kan optreden, die in figuur 5b met een gele streeplijn is getekend. Bij een verwijderde keerwand met scheurvorming is ook precies die scheur opgetreden (fig. 5c). De wijze waarop wandwapening in de onderliggende vloerplaat moet zijn veran - kerd om de wand voldoende bestand te la - ten zijn tegen een horizontale belasting, is besproken in VARCE 11 [11]. Daarin is erop gewezen dat de naar buiten gebogen wape- ning fout is en de naar binnen gebogen wa - pening goed is (fig. 6). Maar ook dat er een CUR-rapport 147 uit 1991 is [12], waarin over resultaten van onderzoek naar het effect van de detaillering van de wapening op de capaciteit van hoekaansluitingen is gerap- porteerd. 5a 5b 5c 6b 6a Problemen doen zich vaak voor als de krachts- werking in een knoop van staaf - werkmodellen niet goed is verzorgd 5 Bezwijken L-vormige keerwand door verkeerde detaillering van de wapening 6 Naar buiten (fout) en naar binnen (goed) gebogen wapening bij de aansluiting van een wand aan een vloerplaat en belast op buiging [11] grond- belasting fout goed 28? CEMENT 1 20 24 Wellicht is het een idee om standaard een krimp - beschouwing en een knoop- beschouwing te laten uitvoeren door een collega- constructeur Moraal en suggestie Ondanks vele initiatieven in het verleden om van instortingen en fouten te leren, is de moraal van het verhaal dat dit tot op heden nog onvoldoende succesvol is geweest. Tel- kens weer worden dezelfde fouten opnieuw gemaakt. Wat kan worden gedaan om daar een structurele verbetering in aan te bren- gen? Zou er misschien iets moeten zijn ver- gelijkbaar met de 'vergeetmenietjes' bij de mechanica? Wellicht is het een idee om voortaan als een constructief ontwerp af is, standaard apart nog een krimpbeschouwing en een knoopbeschouwing te laten uitvoe- ren door een collega-constructeur. In de krimpbeschouwing zou de collega de gehele constructie, zonder te rekenen, dan nog eens na moeten lopen op de consequenties van krimpvervormingen. Kunnen die optre- den? En zo niet, wat kunnen de gevolgen zijn van een verhinderde vervorming? Bij de knoopbeschouwing zou dan voor de gehele constructie nog eens moeten worden geke- ken naar de detaillering van de wapening bij alle discontinuïteiten (krachtsinleidingen, opleggingen, verbindingen, enz.). Ook hierbij hoeft dan niet direct te worden gerekend. Met het eenvoudigweg beoordelen van loca- ties waar zich knopen bevinden, uitgaande van staafwerkmodellen, kunnen waar- schijnlijk al fouten eruit worden gehaald. Tot besluit Voor alle duidelijkheid: in principe zou er tijdens het ontwerpproces al goed naar krimp en wapeningsdetaillering moeten zijn gekeken. Wellicht echter dat het helpt als een collega-constructeur met een speciale focus voor respectievelijk krimpvervormin- gen en wapeningsdetaillering het ontwerp nog eens controleert op fouten. Een voor- deel daarvan is ook dat de constructie inte- graal wordt beschouwd, zodat mogelijke fouten bij aansluitingen van constructies en/ of disciplines (staal- en betonconstructeur) kunnen worden onderkend. Wellicht dat dit doet denken aan de taken van de vroegere hoofdconstructeur. Zo is het niet bedoeld. Het is puur ingegeven vanwege het feit dat het op deze twee onderwerpen nog te vaak fout gaat. Misschien dat het ook helpt als er voor beide onderwerpen een overzicht beschikbaar is van wat er veelal fout gaat en waarom, vergelijkbaar met het blaadje met vergeetmenietjes. Daarbij zouden dan even- tueel ook andere onderwerpen kunnen wor- den opgenomen, zoals vorstschade. Oftewel: pas op met water in de constructie in het geval van vorst. LITERATUUR 1?Mans, D.G., Leren van instortingen. Cement 2007/4, p. 24-27. 2?Van Herwijnen, F., Leren van instortingen; Waarom bruggen en gebouwen soms instorten en hoe dat is te voorkomen! Bouwen met Staal, 2009. 3?De Jong, P., Bouwschade ter lering (I); Een oriëntatie. Cement 1992/2, p. 26-28. 4?NTA 8790, Periodieke beoordeling betrouwbaarheid van constructieve veiligheid van bestaande bouwwerken. NEN, oktober 2023. 5?Stoffers, H., Wubs, A.J., Bouwschade ter lering (V); Scheurvorming in kelderwanden. Cement 1992/12, p. 29-31. 6?Hordijk, D.A., Dick voor Mekaar (3); Verbinden: vast, los of tussenvorm? Cement 2018/2, p. 62-64. 7?fib Model Code for Concrete Structures 2020 (MC2020). Verschijnt binnenkort. 8?NEN-EN 1992-1-1+C2, Eurocode 2: Ontwerp en berekening van betonconstructies - Deel 1-1: Algemene regels en regels voor gebouwen. November 2011. 9?Kleinman, C.S., Nokken met die tanden! Cement 2006/7, p. 56-59. 10?De Jong, P., Bouwschade ter lering (IV). Cement 1992/6, p. 15-19. 11?VARCE 11. Cement 2017/4, blz. 54-57. 12?CUR-rapport 147, Kolom- balkverbindingen in gewapend betonconstructies. SBRCURnet, 1991. CEMENT 1 2024 ?29