SBR Trillingsrichtlijn Visiebijeenkomst Actualisatie
20 november 2012
Introductie Ton Vrouwenvelder
TNO Bouw
2
Kernvragen: Wanneer kan het kwaad voor de constructie ? Wanneer is het hinder voor personen en processen ? TNO Bouw
3
Tot 1993: - DIN 4150 en - CUR-rapport 57 A Instorten B Schade C Scheurvorming D Lichte scheuren E Voelbaar F Nauwelijks voelbaar
1993: SBR Meet- en beoordelingsrichtlijnen
Richtlijn 1: Schade aan bouwerken door trillingen Richtlijn 2: Hinder voor personen Richtlijn 3: Storing aan gevoelige apparatuur
Doel SBR/cur Richtlijn 1993: (1) Uniformering zaken als: meetbereik, nauwkeurigheid calibratie keuze meetpunten, bevestigingswijze meetduur, verwerking (2) Vastleggen grenswaarden afhankelijk van: gebouwtype en conditie schadedefinitie (licht constructief) tijdstip, aard, duur, frequentie, (gemiddelde) topwaarde of effectieve waarde uitgebreidheid meting onderscheid bestaande/nieuwe situaties.
Richtlijn Schade gebruikt snelheid als basiscriterium: - Sluit aan bij hinder - Sluit aan bij ervaring (betere correlatie dan u of a) - Bij trilling in eigenfrequentie: u d / L2 e2 d2 / L4 E/ρ
} u e (E/ρ)
Bij excitatie onder de laagste eigenfrequentie kan meer Bij hoge frequenties is meer demping
Grenswaarden ordegrootte
Trillingen: SBR- richtlijnen / ISO-normen • hinder voor personen 0.1 mm/s • storing apparatuur 1 mm/s • licht constructieve schade 10 mm/s • constructieve schade 100 mm/s
Tweede uitgave 2002 Mooiere kaft Redactionele en technische verbeteringen Toevoeging indicatieve (eenvoudige) meting Aandacht bestaand/nieuw bij hinder Kans op schade vermeld (orde 1%)
Spreiding in opslingering van fundering naar vloer
Middelingseffect korte golf en stijve fundering
Waarts, TNO, 1997 Berekende kans op scheuren in metselwerk bij gegeven snelheid op de fundeirng
Waarts, TNO, 1997 Berekende kans op scheuren in metselwerk bij gegeven snelheid op de fundeirng SBR-waarden (claim 1% kans)
Nu mogelijk derde uitgave Wat zijn de ervaringen in de afgelopen tijd? Kunnen we wat leren van aardbevingen in Nederland?
Aardbevingen in Nederland
Attenuation M (magnitude)
aˆ g f ( M , R ) site
R source area j
aˆg
M R ε âg
= = = =
Magnitude (Richter) Distance to hypocentre Model uncertainty factor Local Peak ground acceleration
Tabel 13 — Optredende horizontale versnellingen en de daarmee gepaard gaande verschijnselen tijdens aardbevingen van verschillende intensiteiten volgens de Modified Mercalli Scale (1931) Intensiteit
Omschrijving
Versnelling 2 m/s
Snelheid mm/s
VIII
vernielend; paniek; algemeen schade aan gebouwen; zwakke bouwwerken gedeeltelijk vernield
2
160
VII
zeer sterk; schade aan vele gebouwen; schoorstenen breken af; golven in vijvers; kerkklokken geven geluid
1
80
VI
sterk; schrikreacties; voorwerpen in huis vallen om; bomen bewegen; weinig-solide huizen worden beschadigd
0,5
40
V
vrij sterk; algemeen gevoeld; opgehangen voorwerpen slingeren; klokken blijven stilstaan
0,2
15
IV
matig; door velen gevoeld; trilling als van zwaar verkeer; rammelen van ramen en deuren
0,1
7
III
licht; door enkele personen gevoeld; trilling als van voorbijgaand verkeer
0,05
Natuurlijke beving
II
zeer licht; slechts onder gunstige omstandigheden gevoeld
0,02
I
alleen door seismografen geregistreerd
0,01
NEN 6702
NEN 6702
Figuur 15 — Aardbevingsgevoelige gebieden in Nederland en de omliggende gebieden. De vermelde intensiteit heeft een herhalingstijd van ca. 5000 jaar
Roermond 1992
Se(T) / ag 5 % damping
Fstat eq = m ag Se Examples of pseudo response spectra (Eurocode 8)
Aardbevingen Noord Nederland KNMI: T=475 jr
âg =2.4
m/s2
Roswinkel 1997
Responsie:
Een-massa-veer-systeem bij enkele sinus au
1.5
1
0.5
0
au 0
0.5
1
1.5
-0.5
-1
-1.5
Opgelegde versnellling: piekwaarde 1 m/s2
topwaarde 3 m/s2 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 -0.5 0 -1 -1.5 -2
a
0.5
1
1.5
a
Aardgasbevingen: minder schade bij zelfde apiek 8
Ondiep
7
Diep
6
AH[m/s2]
NEN 6702 5 4 3 2 1 0 0
1
2
3
4
Intensiteit
Bij a = 2 m/s2 en v = 70 mm/s schade 2 klassen lager Bij ondiep een factor 10 hoger
5
6
7
8
Aardgasbevingen: minder schade bij zelfde vpiek 1E+3
Ondiep Diep
VH[m/s]
1E+2
10
1
0.1 0
1
2
3
4
Intensiteit
5
6
7
8
Eurocode 8
Laagbouw (10 m), vloeren hoogbouw 30 m -100m (laagste f e)
S e /a g 3 .5 3 2 .5 2 1 .5 1
TNO-berekening voor Noord Nederland
0 .5 0 0
0 .5
1
1 .5
2
2 .5
T [s ]
Vergelijking aardbeving en empirische modellen verkeerstrilling (vloeren) fe 76
H fv 0 .4
met =0.05
Se/ag 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0
0.5
1
1.5
2
2.5
T [s ]
Vergelijking met Empirische modellen (verkeer, vloeren) fe 76
H fv 0 .4
met =0.05
Se/ag 3.5 3 2.5
SBR
2 1.5 1 0.5 0 0
0.5
1
1.5
2
2.5
T [s ]
Ervaringen met aardbevindschade (TNO-Rapport Waarts / Roos, 2009 ) M=3.4 Roswinkel 1997 M=3,2 Roswinkel 1998 M=3,0 Hoeksmeer 2003 M=3,2 Stedum 2003 M=3,5 Westeremden 2006 M=3,5 Alkmaar 2001
Waarts, TNO, 1997 Berekende kans op scheuren in metselwerk bij gegeven snelheid op de fundeirng
Metingen laagbouw oud en laagbouw nieuw Hoogbouw geen schade Maar… Alkmaar: slechts 1% bij 15 mm/s
Aardgasbevingen: minder schade dan gewone beving, maar waarom? Algemeen: • Klein gebied met schade • Smal spectrum, relatief minder constructies in opslingering • Lage frequentie • Kortere golf (L=cT=200*0.1=20 m ipv 200 m) • Uitmiddelen bij stijve fundering in lengterichting (zwakke richting) • Snel afvallende S(Te), gunstig bij scheurvorming • Korte duur (geen tijd om om te vallen, geen schadeaccumulatie) Boerderij: • scheuren, niet instorten bij voldoende opleglengten • cellenstructuur • lagere stijfheid en Te dan modern betonnen gebouw
Aardgasbevingen: conclusies
Lage Magnitudes Bij gelijke Magnitude, hogere apiek (factor 10) Veel bevingen Hoge apiek bij herhalingstijd 500 jaar Minder schade bij gelijke apiek Lage frequentie, smal spectrum Kortere golf, uitmiddelingseffecten Snel afvallend spectrum bij toename Te Korte duur, geen accumulatie, weinig impuls
