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.’

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.