Proefbelasting toont veiligheid dakvloer ASR-gebouw aan
08 februari 2021
Afbeelding: Frank en Kris - ABT magazine
Frank van Gerven, Kris Riemens - © Herman Zonderland

Een proefbelasting op een buitendek van het gebouw van verzekeraar ASR in Utrecht heeft aangetoond dat de constructie veilig kan worden gebruikt voor evenementen met veel publiek. Versterking van deze breedplaatvloer, tevens dakconstructie van een vergadercentrum, bleek niet noodzakelijk.

ABT begeleidde de proefbelasting vanaf een eerste computersimulatie tot en met de tweedaagse uitvoering. Eind augustus 2020 werd in totaal bijna 58.000 liter water, verdeeld over 64 tanks, geplaatst op een kritisch vloerveld van zo’n 1700 m2.

Bollenplaatvloer

De proefbelasting kwam er omdat voor het buitendek een zogenaamde bollenplaatvloer is toegepast. Dat is een onderschil van prefab beton met daarop gewichtbesparende kunststof bollen en daar weer bovenop een in het werk gestorte betonvloer. Dit type vloeren zaten ook in de in 2017 ingestorte parkeergarage van Eindhoven Airport. De rijksoverheid heeft in 2019 een stappenplan vastgesteld om de constructieve veiligheid van breedplaatvloeren, waaronder deze bollenplaatvloeren. Uit eerder, niet door ABT uitgevoerd, onderzoek kwam naar voren dat de dakvloer van het vergadercentrum constructief mogelijk niet het vereiste veiligheidsniveau had. Het dek van het vergadercentrum vormt een deel van de buitenruimte rond het ASR-gebouw. De plek wordt onder meer gebruikt voor concerten en de jaarlijkse barbecue met het personeel. 

Alternatieve aanpak

Om zekerheid voor alles te hebben, vroeg de verzekeraar ABT om advies. Kris Riemens en Frank van Gerven gingen met een team collega’s aan de slag. Zij vertellen: ‘In een dergelijke situatie heb je diverse keuzes. Je kunt de vloer preventief gaan versterken of restricties opleggen aan de toegestane belasting en dus aan het gebruik ervan. De eerste optie is een kostbare, de tweede niet erg praktisch. In deze specifieke situatie leende de constructie zich echter ook voor een alternatieve aanpak. Wij kwamen uiteindelijk uit op een proefbelasting. Bij een theoretische benadering heb je altijd te maken met onzekerheden in de rekenmodellen en materiaalsterktes. Hierdoor is een theoretische benadering noodgedwongen conservatief. Bij een proefbelasting test je de daadwerkelijke constructie en zijn er veel minder onzekerheden. Bij een goed uitgevoerde proefbelasting is het mogelijk om een hogere draagkracht toe te kennen waardoor de vloer wel kan voldoen aan het vereiste veiligheidsniveau. Een proefbelasting is niet in alle gevallen mogelijk en vergt de noodzakelijke voorbereidingen.’

Afbeelding: Diana-model - ABT magazine

Geavanceerde rekenmodellen

Het begon zoals altijd met slim rekenen. Om inzicht te krijgen in het constructieve gedrag van de dakvloer zijn eerst geavanceerde rekenmodellen in DIANA opgezet. De proefbelasting is er stap voor stap in aangebracht. Kris Riemens: ‘Bij elke stap wordt de vervorming van de elementen berekend. Het DIANA-model is dus te zien als een virtuele proefbelasting. Het toepassen van dit soort geavanceerde berekeningen vergt wat meer tijd, maar heeft als voordeel dat het werkelijke gedrag van de constructie nauwkeuriger in kaart is te brengen.’ Daarbij konden de constructeurs ook met enkele gunstige omstandigheden rekening houden. De dakvloer heeft bijvoorbeeld een dikkere breedplaatvloer dan normaal, waardoor de belastingen op de vloer relatief klein zijn ten opzichte van het eigen gewicht. De enkele bouwlaag betekende, dat relatief weinig stempelwerk hoefde te worden aangebracht. Uit de geavanceerde analyse kwam naar voren dat de daadwerkelijke draagkracht van de vloer zeer waarschijnlijk hoger was dan oorspronkelijk aangenomen en dat een proefbelasting een grote kans van slagen zou hebben.

Afbeelding: DIANA-model: boven een bovenaanzicht van de geometrie van het model en de locatie van de watertanks, onder een resultaat van de doorbuigingen.

Veiligheidscomponent

Frank van Gerven: ‘Er werd uiteraard niets aan het toeval overgelaten. We hebben stapsgewijs gewerkt en na iedere stap is gekeken of we de proefbelasting verantwoord en veilig konden doen. Klopt de informatie waarover je beschikt Komen de tekeningen overeen met de werkelijkheid? Daarom hebben we ook lokaal destructief onderzoek gedaan, zoals controle op mogelijke delaminatie van de vloer, controle van de wapening en het nemen van boorkernen van het beton. Daarna hebben we het uitvoeringsplan voor de proefbelasting tot in detail uitgewerkt.’ Naast het puur technische deel had de proefbelasting ook een belangrijke veiligheidscomponent. ABT ging daarbij niet over één nacht ijs. Er is het nodige gedaan aan omgevingsmanagement en afstemming van ieders verwachtingen. De werkzaamheden hadden uiteraard ook nogal wat invloed op de operationele werkzaamheden van ASR. Daarbij was de inbreng en medewerking van Jos Ruijter, facilitair manager bouw en techniek van ASR, even belangrijk als onmisbaar. Ook de gemeente Utrecht werd voortdurend op de hoogte gehouden en moest de plannen vooraf goedkeuren. 

Weer volledig in gebruik

Kris Riemens: ‘Na het plaatsen van de tanks zijn we diverse metingen gaan doen. Er is gekeken naar mogelijke doorbuigingen, scheurvorming, toenames in voegwijdtes en de onthechting van de schil. We hebben de tanks in badges van 300 liter gevuld tot 900 liter per tank. Elke situatie werd daarna opnieuw gemonitord, verdeeld over twee dagen. We hebben de tanks een nacht laten staan om te bekijken hoe de constructie zich hield. Daarbij zijn geen significante tekenen van vervormen waargenomen. De vloer heeft de proefbelasting succesvol doorstaan. Na goedkeuring door de gemeente mochten vergadercentrum en dek weer volledig in gebruik worden genomen.’ 

ABT verricht momenteel tientallen onderzoeken naar dit type vloerconstructies en eventuele versterkingsmaatregelen.

Voor meer informatie:

f.v.gerven@abt.eu | +31622203735
k.riemens@abt.eu | +31152703671 

Dit artikel is gepubliceerd in het ABT Magazine, december 2020.

Foto header: © ABT

Deel dit bericht