‘Nait soezen moar broezen’
In het Groningse Hellum werd in september jl. als gevolg van gaswinning de zwaarste aardbeving van het jaar gemeten. Gebouwen liepen schade op. En dat was niet de eerste keer. In dit artikel bespreken we het gedrag van een gebouw bij een aardbeving en geven we handreikingen voor aardbevingproof bouwen.
De Nederlandse Aardolie Maatschappij (NAM) wint onder andere aardgas uit het Groningerveld. De gaswinning veroorzaakt tegenwoordig zo’n 50 aardbevingen per jaar. Tot 1986 kwamen er in Noord-Nederland geen aardbevingen voor. De eerste aardbeving was in Assen op 26 december 1986. Daarna registreerde het KNMI meer dan 1000 aardbevingen in dit gebied met als gevolg veel schade aan gebouwen en woningen. Rudi Roijakkers is senior adviseur bij ABT|Wassenaar Seismisch Advies en houdt zich sinds 2013 bezig met aardbevingsprojecten. Hij zegt: “Voorheen keken we niet of nauwelijks naar het aardbevingproof zijn of bouwen van gebouwen. Regelgeving kenden we niet. Ook hadden we geen goede rekenmethodes voor het rekenen aan sterktes van gebouwen bij aardbevingen. Met de aardbevingen in Noord-Nederland van de laatste jaren, wordt er nu steeds meer kennis opgedaan.”
Eigen frequentie en brosheid
Wat bepaalt de weerbaarheid van een gebouw bij een aardbeving? Roijakkers: “Het begint bij de kennis over de Eigenfrequentie van een gebouw. Breng je een element in trilling, bijvoorbeeld een stemvork, dan trilt het met zijn Eigenfrequentie mee. Een gebouw kent ook een Eigenfrequentie. Komt die frequentie overeen met de frequentie van een aardbeving, dan krijgt het gebouw te maken met ‘opslingering’. Deze Eigenfrequentie is niet te vergelijken met bijvoorbeeld de windbelasting van een gebouw. Is een woning tien bij tien meter, dan weten we wat de belasting is: oppervlakte maal windbelasting. Bij een aardbeving trekken de verschillende typen gebouwen – met een slappe, gemiddelde, stijve structuur – verschillende belastingen naar zich toe
Stijf of slap
Metselwerk bijvoorbeeld behoort tot een ‘stijve’ structuur. Een gemetseld gebouw trekt hierdoor hoge belastingen naar zich toe. Daarnaast is het metselwerk ‘bros’ te noemen. Het breekt of de muren scheuren bij de geringste vervorming. Dit in tegenstelling tot een stalen, betonnen gebouw, dat tot een ‘slappe’ structuur behoort. Of de fundering een rol speelt? Niet zo zeer. Alhoewel een paalfundering kwetsbaarder is dan een stalen fundering. Stopt de grond met trillen, dan zwiept een gebouw vaak nog na. De schade zien we in de muren, minder in de fundering.”
Aandachtspunten
Uitgangspunt is dus kennis over de Eigenfrequentie en de structuur van een gebouw. Kijkende naar in eerste instantie bestaande bouw, dan zijn er ook andere aandachtpunten te noemen. Rudi Roijkakkers: “Denk aan het gebruik van bijvoorbeeld stalen spanten of het aanbrengen van koppelingen, waarmee houten balklagen verbonden kunnen worden met gemetselde wanden.
Op gebouwniveau is het raadzaam onderdelen met een verhoogd risico te verwijderen, zoals hoge stoorstenen en specifieke borstweringen. Hebben we te maken met een gemetseld gebouw, dan is versterking ook mogelijk met het aanbrengen van een soort ‘behang’, oftewel wapening. Rijtjeswoningen zijn in de regel eenvoudig aan te passen. Deze bouw kent een zekere regelmaat. Met een paar standaardoplossingen kunnen we veel woningen versterken. Praten we over niet-standaard gebouwen, dan is versterken lastiger. Per gebouw zal bekeken moeten worden wat wel of niet nodig is.”
Magnitude zegt iets over hoeveel energie er vrij komt.
Echter, hoe dichter de aardbeving bij de grond zit,
des te groter de trillingen zijn en daarmee de impact.
Maar er vindt natuurlijk ook nieuwbouw plaats. Waar moeten we dan op letten? Roijakkers: “Een goed aardbevingbestendig gebouw kent veel regelmaat en symmetrie. Maak dus geen vreemde overstekken. Een licht gebouw – in constructie en afwerking – heeft ook zo zijn voordelen: kracht is massa maal versnelling. De versnelling wordt gegeven door de aardbeving. Die weten we. Minder massa zorgt voor minder kracht. En dat is wat we willen. Verder is het aan te raden gevaarlijke elementen in of op een gebouw te vermijden, zoals individuele glazen panelen of eerder genoemde specifieke borstweringen en hoge schoorstenen.”
Regelgeving
Gezien de actualiteit wordt er steeds meer gekeken naar de weerbaarheid van gebouwen in geval van een aardbeving. Echter, regelgeving die van toepassing is op het ontwerpen en toetsen van aardbevingsbestendige gebouwen bij bevingen, is er nog niet. Maar die zit er volgens Rudi Roijkakkers wel aan te komen. Hij zegt: “Op verzoek van het Ministerie van Economische Zaken werkt NEN samen met betrokken experts aan het opstellen van de Nederlandse Praktijkrichtlijn (NPR)9998.”
Norm
Nederland kent sinds drie jaar zogenaamde Eurocodes, als vervanger van de Nederlandse normen. De NPR voor aardbevingsbestendige gebouwen sluit aan op Eurocode 8 (NEN-EN 1998-serie): ‘Ontwerp en berekening van aardbevingsbestendige constructies’. Nederland heeft deze code echter nooit bekrachtigd. Simpel om het feit dat in Nederland het risico op letsel door aardbevingen te klein werd geacht. Roijakkers verduidelijkt: “De Eurocode is een algemene Europese norm. Normaal gesproken wordt iedere norm aangevuld met een nationale bijlage. Het opstellen hiervan vergt nogal wat tijd, vier tot zeven jaar. In plaats van het schrijven van de nationale bijlage, kiest men er nu voor alle kennis te bundelen in de NPR9998, gericht op de regio Groningen. Met het uiteindelijke doel dat deze NPR in de toekomst als nationale bijdrage kan dienen. Concreet gezien, is de NPR9998 een technische richtlijn. Deze omschrijft onder andere rekenmethodes: hoe zijn aardbevingen te meten? Ook geeft de richtlijn informatie over hoe het beste een stalen, betonnen en gemetseld gebouw te ontwerpen, rekening houdend met aardbevingen. Uiteindelijk hopen we dat de NPR ook in het Bouwbesluit verankerd wordt. Pas dan is de richtlijn – die volgens de laatste berichten alleen zal gaan gelden voor nieuwbouwprojecten in Noord-Nederland – echt te gebruiken.”
Verschil per provincie
De NPR9998 is dus gericht op de Groningse situatie. Maar stel dat er in Limburg een aardbeving plaats vindt – denk aan de aardbeving in Roermond in 1992 – moeten dan geen andere risicoprofielen opgesteld worden? Roijakkers knikt. “Dat is een terechte vraag. Is er een aardbeving, dat kijken we altijd naar de grootte op de magnitudeschaal. In 1992 was de magnitude in Roermond 5,1. Dat lijkt zwaar. Maar een aardbeving van 3,6 in Groningen kan meer schade berokkenen. Hoe dat komt? Die in Limburg zat op 20 km diepte, in Groningen op 3 km. Magnitude zegt iets over hoeveel energie er vrij komt. Echter, hoe dichter de aardbeving bij de grond zit, des te groter de trillingen zijn en daarmee de impact. Dus inderdaad, voor Limburg zouden we eigenlijk aparte normartikelen moeten maken.”
Bundeling
De kunst voor de komende jaren is, de kennis over aardbevingproof bouwen te versterken, zegt Rudi Roijakkers tot slot. “Veel valt er te leren van voorbeelden uit het buitenland. Essentieel is, dat alle personen en bedrijven – van aannemers, constructeurs tot architecten – die hieraan werken, samen optrekken en de kennis bundelen.”
Geen woorden maar daden, of zoals de Groningers zeggen: ‘Nait soezen moar broezen’.
