4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning€¦ · hoe de beschadigde en nieuwe gebouwen...

31
4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning-v8-1 (februari 2018) 4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning Met betrekking tot de aardbevingsproblematiek in de provincie Groningen Door: Sjoerd Nienhuys Seismisch, bouwkundig ingenieur Februari 2018

Transcript of 4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning€¦ · hoe de beschadigde en nieuwe gebouwen...

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning-v8-1 (februari 2018)

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning

Met betrekking tot de aardbevingsproblematiek in de provincie Groningen

Door: Sjoerd Nienhuys Seismisch, bouwkundig ingenieur Februari 2018

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning-v8-1 (februari 2018) Page 1

Voorwoord Dit document is een onderdeel van een serie van een 40-tal documenten met adviezen die de auteur sinds het najaar 2012 heeft ontwikkeld voor de afdeling bouwkundig herstel van de Nederlandse Aardolie Maatschappij (NAM). De NAM (Overheid en Shell) was volgens de Nederlandse wet juridisch en financieel verantwoordelijk voor het herstel van de woningen die aardbevingsschade hadden opgelopen. In 2012 bestond bij de NAM nog maar weinig bouwkundige kennis omtrent de effecten van de aardschokken op de Nederlandse woningbouw, die hoofdzakelijk in baksteen is uitgevoerd, en hoe deze woningen te herstellen. De in 2012 nieuw opgerichte afdeling bouwkundig versterken van de NAM wilde seismische kennis opdoen over hoe de beschadigde en nieuwe gebouwen versterkt en verduurzaamd moesten worden. Het moest voorkomen worden dat er slachtoffers onder de bevolking zouden vallen ten gevolge van grotere aardschokken. Die grotere schokken zouden zich op de duur kunnen voordoen bij het voortdurend en met grote hoeveelheden (centraal) aan de bodem onttrekken van het aardgas. De kosten van het herstel van de gebouwen liepen sinds 2012 snel op, terwijl de geraamde kosten van het seismisch versterken voor alle gebouwen in de provincie, volgens de toen berekende NPR 2013 Normwaarde, tot in de 20 miljard Euro’s zou komen te liggen. Efficiënte reparatie, verbouw en nieuwbouw methodes waren noodzakelijk, die pasten binnen de Nederlandse bouwstijlen. De training van vaklieden van laag tot hoog was een urgente aangelegenheid geworden. Deze serie geïllustreerde documenten is gebaseerd op research en jarenlange internationale ervaring met aardbevingsbestendige bouw en reconstructie. Deze samenvattingen zijn in vrij eenvoudig Nederlands opgesteld om de kennis inzake te verspreiden, en zijn gedurende 2013 en 2014 eerst binnen de NAM ter informatie en kennisgeving ter beschikking gesteld, en daarna aan de onderwijsinstellingen in de provincie zoals het Alfa College, de Hanze Hoogeschool, ingenieursbureaus zoals Arup en Arcadis, en verschillende aannemers en vakspecialisten in de Groningse regio en daarbuiten. Er is gebruik gemaakt van Groningse praktijkvoorbeelden ter illustratie. Echter, niet alle suggesties in deze documenten zijn overgenomen, omdat er sowieso geen enkelvoudige oplossingen bestaan. Problemen kunnen op verschillende manieren worden voorkomen, verwijderd of opgelost. In veel situaties speelden economische, politieke, emotionele, financiële en persoonlijke redenen een rol in de besluitvorming over welke methode waar werd toegepast. Zo werden er in de beginfase dure structurele versterkingen uitgevoerd met kennisvergaring als belangrijke doelstelling. Indien naar de letter van de Wet wordt gekeken, in combinatie met de intentie van de seismische Norm (conservatief hoog ingezet), is het merendeel van de dure versterkingen niet nodig, omdat er slechts in beperkte mate instortingsgevaar bestaat, ook bij de destijds hoge vastgestelde maximale Norm-aardbeving. Van dit instortingsgevaar is meestal slechts sprake bij oude (van vóór 1970) en/of slecht onderhouden gebouwen, of wanneer er bouwfouten zijn gemaakt. Aan de andere kant willen de bewoners van de provincie Groningen een veilig woongevoel hebben en helemaal geen scheuren of overlast van taxateurs en bouwvakkers, die de scheuren elke keer weer komen dichtsmeren. Sjoerd Nienhuys (februari 2018) E-mail: [email protected]

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 2

4.0 Introductie De invloed van een aardbeving op gebouwen is groter naarmate de aardbeving sterker is. In het epicentrum zal de mate van gebouwschade groter zijn dan in de randgebieden van de provincie. Daarom zal in het epicentrum ook de mate van seismisch versterken groter zijn dan tientallen km’s daarbuiten. In de provincie Groningen komen de geïnduceerde trillingen en aardbevingen voort uit het daar onderliggend aardgas houdend zandsteen. Het is de verwachting dat de sterkste epicentra in en rond de gemeente Loppersum gelokaliseerd blijven. De noodzaak van de seismische versterkingen zijn hierdoor verschillend, niet alleen vanwege de afstand tot het epicentrum, maar ook vanwege de verschillende gebouwtypes, en de belangrijkheid van de gebouwen.

Dit document geeft globaal de volgorde aan van aanpak en uitvoering om de mogelijke risico’s voor de bevolking te minimaliseren, en in overeenstemming met de Eurocode 8 en de NPR 9998 zoals: I. De sterkte van de maximale aardbeving (PGAg). II. De belangrijkheid of functie van het gebouw. III. De kwetsbaarheid van het gebouw; structurele sterkte. Op basis van de bovenstaande 3 aspecten wordt het beschadigingsrisico van het gebouw ingeschat. Voor het bepalen van het uitvoeringsprogramma voor seismische versterking gaat men uit van een bepaalde theoretische ‘maximale aardbeving’ en het criterium dat een gebouw van een bepaalde typologie niet mag instorten; de zogenaamde “No Collapse” (NC) situatie. Bij een verandering van de theoretische maximale aardbeving door een veranderd aardgas exploitatie niveau, zullen de contourlijnen van de mogelijke sterkte van de aardbevingen ook worden aangepast, doch het principe van de organisatie van het gehele versterkingsprogramma blijft echter gelijk. Per gebouw of woningtype bestaat een voorkeursvolgorde om de versterking te realiseren. Eerst de belangrijkste publieke gebouwen en essentiële infrastructuur. Er wordt vanuit gegaan dat de theoretische maximale aardbeving zich slechts voor gaat doen bij een lage interne gasdruk in het aardgas houdende zandsteen. Hierdoor ontstaat een schokkend verlopende compactie (crushing). Omdat bij continue gas exploitatie de interne druk steeds lager wordt, zullen ook de schokken in aantal en sterkte toenemen, tenzij men de gas extractie steeds langzamer en verspreid toepast. Bij een sterk verlaagde gasproductie kan men tijdig een groot aantal gebouwen die risico lopen preventief versterken. Dit is momenteel de situatie. Sinds 2012 zijn er jaren gebruikt om studies van de ondergrond te maken en omtrent de feitelijke gebouwsterkte in de provincie. Dit zal in meer nauwkeurigheid resulteren van de uiteindelijke theoretische maximale aardbevingssterkte, berekeningen en de meest efficiënte versterkingsmethoden. Het is daarom waarschijnlijk dat de huidige maximale PGAg 0,36 in de toekomst naar beneden wordt bijgesteld. Abstract: Volgorde van planning en uitvoering van seismische gebouwversterking in de provincie Groningen, rekening houdend met seismische zonering, belangrijkheid van gebouwen, gebouw typologie met verschillende gebouwsterktes of fragiliteit, de volgorde van interventie overeenkomstig de Eurocode 8 en de praktische uitvoering van de verschillende veiligheids- en versterkingsmaatregels.

Kernwoorden: Seismisch, bouwkundig, versterken, Eurocode 8, belangrijkheidsfactor, fragiliteit, planning,

Groningen, aardbeving, woning typologie, risico, PGAg.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 3

4.1 Vanuit het epicentrum naar buiten De zwaarste aardbeving trillingen (grootste gele cirkels) ontstaan in en rondom het epicentrum omdat hier de meeste breuklijnen zitten en de compactie het grootste zal zijn. De precieze locatie van elke trilling is niet van tevoren bekend want in de zandsteenlaag bevinden zich vele scheuren waarlangs kennelijk de bevingen ontstaan. Kaartje NAM. Het lichtgroene gedeelte is de locatie van het gasveld. De gele cirkels zijn de grootste trillingen tot 2015. De oranje vlek links van het midden is de stad Groningen. De blauwe driehoekjes zijn de eerste meetpunten (eind 2014). Het samenvoegen van de sterkte contouren die het gevolg zijn van deze aardbevingen geven nieuwe concentrische en ovale contouren aan die boven het gehele gasveld liggen. Het centrum van deze contourenkaart is de gemeente Loppersum, zijnde het globale epicentrum, van waaruit de PGAg intensiteit met de vergroting van de afstand steeds minder wordt. Ook indien na uitgebreide studie de maximale theoretische sterkte van de aardbevingsintensiteit zou dalen naar PGAg < 0,2 in het epicentrum, zal de contouren kaart er gelijksoortig blijven uitzien, zij het met lagere waarden. Bij een hypocentrum van ongeveer 3 km diep zal over een horizontale afstand van ongeveer 9-10 km de aardbevingssterkte aan het oppervlakte ten opzichte van het epicentrum halveren. Het epicentrum van een beving kan zich echter in het gehele centrumgebied A voordoen, vandaar de ovale vorm. De gebouwen zullen in het epicentrum gebied (A+B) meer en zwaardere trillingen ondervinden dan in de randgebieden (C+D), en zullen dus ook seismisch meer versterkt moeten worden indien dit structureel gezien nodig is. Echter, niet alle gebouwen hebben dezelfde mate van versterking nodig; want sommige typologieën zoals oude gebouwen met steens muren zijn kwetsbaarder dan moderne gebouwen die volgens de bouwverordeningen van na 1995 zijn gerealiseerd. In Nederland zijn de gebouwtypes sterk gelijksoortig per bouwperiode, vooral bij de woningbouw. Op basis van jaar-2015 studies kan men de seismische versterkingen globaal onderverdelen in vijf zoneringen: Sterke aardbevingen, zone A (rood) met PGAg < 0,35; Matige aardbevingen, zone B (groen) met PGAg < 0,30; Lichte aardbevingen, zone C (geel) met PGAg < 0,25; Zeer lichte aardbevingen, Zone D (blauw) PGAg < 0,20; en daarbuiten met PGAg < 0,15. Deze vier zones zijn in 2017 allemaal naar linksboven ~10 km opgerekt vanwege de grondsoorten in de bovenste 30 meter, waardoor de schokgolven verder aan het oppervlak doorzetten. Het gebied met een theoretische maximale PGAg > 0,15 omvat ongeveer 110,000 woningen van verschillende aard en belangrijkheid.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 4

Voor de algemene plan van aanpak voor het versterken van de gebouwen werd een inventarisatie gedaan van de locatie en sterkte typologie van de gebouwen ten opzichte van de aardbevingen.1 Het onderstaande lijstje is een inventarisatie van de meest voorkomende types woningen in de centrumzones A, B en C. De zone A is het epicentrum waar de preventieve versterking het meest noodzakelijk is. Een groot gedeelte van de stad Groningen valt in zone D. De legende onder de kaart op de vorige pagina geeft de volgende hoeveelheden aan:

Tabel 1. Type (jaar 2012) A=PGAg >0,30

B=PGAg >0,25 C=PGAg >0,2 D=PGAg >0,15 Totaal %

Particulier Vrijstaand 3.658 8.763 7.450 8.367 28.238 28

2 onder 1 kap 841 3.289 4.140 4.275 12.545 13

Rijtje + doorzonwoning 1.076 5.340 12.248 14.093 32.757 32

Appartement 21 159 232 1.900 2.312 2

Woning- corporatie

Vrijstaand 122 444 370 720 1.656 2

2 onder 1 kap 539 982 776 797 3.094 3

Rijtje + doorzonwoning 934 4.160 6.030 4.976 16.100 16

Appartement 39 329 989 2.783 4.140 4

Totaal 7.230 23.466 32.235 37.911 100.842 100

De bijzondere gebouwen zoals scholen, ziekenhuizen, politie, brandweer, etc. zitten niet in deze telling. De bedrijfsgebouwen, winkels en agrarische gebouwen zitten ook niet in deze telling. De telling laat zien dat het aantal gebouwen toeneemt naarmate de sterkte zonering afneemt. De volgende kleurcodes zijn toegevoegd.

1 Weinig risicovolle constructies Draagmuren in twee richtingen en meestal niet meer dan 2,5 etages.

2 Matig risicovolle constructies Symmetrische bouw met grote ramen in voor en achtergevels; aanbouw.

3 Middel risicovolle constructies Dwarsstabiliteit gebouwblok gering door grote voor- en achtergevel ramen

4 Hoog risicovolle constructies Stapelbouw met zeer weinig dwarsstabiliteit door volledige raam puien.

5 Zeer hoog risicovolle constructies Zoals groep 4, maar met hoogbouw van meer dan 4 etages.

De vrijstaande woningen hebben over het algemeen niet meer dan twee volle etages en hebben de ramen en deuren verspreid in de vier gevels van het gebouw. Binnen het gebouw bevinden zich meestal dragende muren in twee richtingen, waardoor ze beter bestand zijn tegen aardbevingen dan gebouwen die slechts in een richting dragende muren hebben. Binnen deze categorie zijn echter grote verschillen aanwezig, gerelateerd aan hun ouderdom. Vooral oude gebouwen die ‘op staal’ zijn gefundeerd zijn het meest kwetsbaar.

Oude woningen van voor 1920 (foto’s links) hebben meestal steens muren, terwijl woningen van na 1930 (twee laatste rechts) spouwmuren hebben. Sommige oude woningen hebben veel aanbouwen naar achteren en vallen in de categorie onregelmatige gebouwen (foto midden). Op basis van de noemer ‘vrijstaand’ kan dus niet onmiddellijk het risiconiveau van een woning worden bepaald. Het instortingsrisico en daarmee de schade of het aantal gewonden wordt bepaald door de formule:

Risico = (Gevaar of PGAg) x (Exposure of belangrijkheid) x (Kwetsbaarheid of sterkte/zwakheid).

1 Deze werd in 2012 uitgevoerd door Arup in opdracht van de NAM en is gebaseerd op de gemeentelijke basisadministratie (GBA) die publiekelijk toegankelijk is en data over alle gebouwen in de provincie omvat zoals ouderdom en locatie.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 5

De twee-onder-een-kap woningen zijn als categorie apart vermeld omdat deze twee woningen tezamen moeten worden aangepakt. De woningen zijn altijd symmetrisch gebouwd en hebben daarom gespiegelde oplossingen. In veel gevallen zijn veel van dezelfde 2-onder-1- kap in dezelfde straat gebouwd en/of zijn ze verhuurd als eigendom van woningcorporaties. Deze woningen zijn meestal van na 1960, maar hebben een verhoogd risiconiveau omdat ze grote ramen in de voor- en achtergevel hebben en weinig draagmuren in de voorgevel. De rijtjeswoningen en doorzonwoningen zijn als aparte categorie vermeld omdat deze onderdeel vormen van een groter huizenblok van vier tot zeven wooneenheden. Huizenblokken moeten structureel als één gebouw tegelijkertijd worden aangepakt voor seismisch versterken. Deze woningen zijn gelijksoortig, en hebben zoals 2-onder-1-kap weinig dwarsmuren in de gevel of in de woning, waardoor ze een hoger aardbevingsrisico hebben; de stabiliteit in de lengterichting van het gehele gebouw is erg beperkt. Bij het type doorzonwoningen (foto rechts) is dit nog minder het geval, terwijl de muur-vloer verbindingen zelden moment-vast zijn, maar meestal gerealiseerd in stapelbouw. In de telling is ook een onderscheid gemaakt tussen particulier en woningcorporatie bezit omdat de methode van communicatie omtrent de aanpak van deze gebouwen aanzienlijk verschillend is. Bij particulieren dient met elke woningeigenaar onderhandeld te worden, vooral als er door de gebouw-eigenaar aanzienlijke interieur aanpassingen zijn gemaakt, zoals keukens en badkamers. Bij een woningcorporatie kan per huizenblok of zelfs per straat onderhandeld worden over de aanpak, en deze woningen worden verhuurd. De interieur aanpassingen kunnen hier minder zijn. Appartementen in flatgebouwen zijn ook als aparte categorie vermeld omdat hier vaak sprake is van niet aardbevingsresistente stapelbouw en van één enkel gebouw dat in haar geheel moet worden behandeld wanneer seismisch versterken nodig zou zijn. Laagbouw appartementen vallen hier niet onder. Vooral de doorzonwoningen en de flatgebouwen behoren vanwege de Nederlandse stapelbouw methode tot de constructies die het meest kwetsbaar zijn tijdens aardbevingen. Tevens zijn het ook de rijtjeswoningen, steens stadswoningen van vóór 1920, monumenten en andere steens woningen. Het meest kwetsbaar zijn waarschijnlijk de erg oude herenboerderijen (vóór 1800) die nog met klei en leemmortel zijn opgemetseld. De gebouwentelling van tabel 1 laat twee zaken tegelijkertijd zien:

• Het aantal woningen in het epicentrum, en in de zone daarbuiten met de aantallen woningen.

• Een eerste onderverdeling in de het risiconiveau van de gebouwen typologie. Uit deze tabel blijkt dat de rijtjeswoningen de grootste groep woningen is, en tevens een van de zwakste. Het hebben van goede en snelle versterkingsoplossingen is hier het meest belangrijk. Dezelfde technische maatregels kunnen dienen voor 2-onder-1-kap woningen. Vanwege de grote variëteit van vrijstaande woningen moet voor deze categorie aanvullend individueel onderzoek gedaan worden.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 6

4.2 Van belangrijke naar minder belangrijke gebouwen Seismische code: Belangrijke gebouwen moeten operationeel blijven tijdens en na een maximale aardbeving.2 Belangrijke gebouwen worden gedefinieerd overeenkomstig hun belangrijkheid voor de bevolking als geheel, en de noodzaak dat deze gebouwen of voorzieningen hun functie kunnen behouden bij en na een calamiteit zoals een maximale aardbeving. Ziekenhuizen, klinieken, veiligheidsinstellingen, communicatie en energievoorziening vallen hieronder. Politie en brandweer vallen onder veiligheidsinstellingen. Alle categorieën hebben communicatie nodig, waarvoor energie nodig is. Drinkwater voorziening is eveneens een essentiële behoefte. Deze categorieën moeten daarom beter bestand zijn tegen aardbevingen. (Dit zijn de ‘Consequence Category’ = consequentie-categorie CC3 gebouwen met belangrijkheidsfactor ϒ1 = 1,7 en 1,6). De ϒ1 is de vermenigvuldigingsfactor voor de sterkteberekening. Bij een CC3 gebouw is het eerste getal 1,7 de ontwerpwaarde voor nieuwbouw, de tweede waarde 1,6 is de rekenwaarde voor verbouwen en seismisch versterken. Indien de feitelijke gebouwsterkte lager wordt uitgerekend dan deze tweede waarde (ϒ1 < 1,6), kan het een reden zijn om het gebouw af te keuren. Indien een gebouw wordt afgekeurd moet het aangemerkt worden voor seismisch versterken of slopen. Zo’n gebouw kan ook van vorm of functie veranderen waardoor de belastingschema’s kunnen veranderen, of het in een andere (lagere) categorie valt. Gebouwen of installaties die een groot bevolkingsgevaar kunnen opleveren bij beschadiging moeten ook een verhoogde waarde hebben voor aardbevingssterkte. Chemische installaties waar gevaarlijke gassen uit kunnen vrijkomen is een voorbeeld. Wanneer dijken doorbreken kunnen grote gebieden onder water komen te staan. Per gebouw, infrastructuur of installatie dient daarom beoordeeld te worden wat de risico’s voor het publiek zijn indien deze onherstelbaar beschadigd worden. Foto links: Energiecentrale Eemsmond. Foto rechts: Beschadigde dijk na aardbeving in Roermond 1992. Het aantal mensen of levende wezens dat in een gebouw kan samenkomen is ook een factor van belang. Hoe meer mensen, hoe hoger de belangrijkheidsfactor. Voor stadions en grote publieke gebouwen waar meer dan 300 mensen kunnen samenkomen wordt een hoge belangrijkheidsfactor toegekend (CC3), terwijl voor kantoren en woongebouwen een iets lagere belangrijkheidsfactor wordt toegekend. (CC2 met belangrijkheidsfactor ϒ1 = 1,5 en 1,4). Gebouwen met veel vee kunnen ook in een hogere categorie CC2 vastgesteld worden. Voor vrijstaande woonhuizen, waar slechts een enkele familie woont wordt de laagste belangrijkheidsfactor toegekend. (CC1B met belangrijkheidsfactor ϒ1 = 1,3 en 1,2). Ook voor veestallen waar een groot aantal vee wordt gehouden wordt deze belangrijkheidsfactor CC1B meestal toegepast. Er zijn echter geen aantallen gegeven per type vee. Gebouwen die economisch belangrijk zijn kunnen ook een in hogere categorie vallen. Voor gebouwen waar geen permanente menselijke bewoning aanwezig is wordt geen belangrijkheidsfactor toegepast. Volgens de tabel kunnen deze waarden ook verlaagd worden. Veestallen hebben tegenwoordig vaak stalen constructies en hebben daardoor een betere veiligheid/gedragsfactor vanwege de ductiliteit.

2 “Earthquakes do not kill people, buildings do”. Aardbevingen veroorzaken geen doden, instortende gebouwen doen dat.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 7

Belangrijkheidsfactor {1.4.2.11} (Importance factor) Building classification. Het getal tussen de { } is de paragraaf nummering van de Basis for Design 2014 en de NPR 9998-2015. Aangegeven door factor ϒ1 (gamma), waarmee de belasting wordt vermenigvuldigd bij hogere of lagere belangrijkheid van de bouwconstructie ten opzichte van de standaard. Deze classificatie komt ongeveer overeen met de belangrijkheid klassen van de NEN-EN 1998-1, en de NPR 9998-2015/2017 Hoe belangrijker een gebouw is, hoe groter de vermenigvuldigingsfactor voor de berekening.

Gevolgklasse3 Consequence classes (=CC)

Belangrijkheidsfactor ϒ1 Importance factor

Nieuwbouw Verbouw en afkeuren CC1A. Geringe kans en kleine of verwaarloosbare gevolgen zoals bij agrarische gebouwen, geen menselijke bewoning.4

a b

CC1B: Als boven met menselijke bewoning. 1,3 1,2

CC2. Gemiddelde kans of aanzienlijke gevolgen, woningen of kantoorgebouwen.

1,5 1,4

CC3. Grote kans of grote gevolgen, belangrijke gebouwen, stadions, publieke gebouwen.

1,7 1,6

a. Voor CC1A worden aardbevingsbelastingen verondersteld niet maatgevend te zijn. Desgewenst kan echter voor nieuwbouw een belangrijkheidsfactor van ϒ1 = 0,8 worden aangehouden. b. Voor CC1A worden aardbevingsbelastingen verondersteld niet maatgevend te zijn. Desgewenst kan echter voor nieuwbouw een belangrijkheidsfactor van ϒ1 = 0,6 worden aangehouden.

De tweede priorisering voor de aanpak van seismisch versterken is overeenkomstig de belangrijkheid of gevolgklasse die hier boven zijn aangegeven. Een inventarisatie van de gehele regio dient daarom gemaakt te worden voor de gebouwklassen CC3, CC2 en CC1. 4.3 Versterken van de meest kwetsbare gebouwen naar de minder kwetsbare gebouwen Zoals bij tabel 1 (pagina 3) reeds werd aangegeven moet bepaald worden welke gebouwen het meest kwetsbaar zijn en in welke PGAg aardbevingszone deze liggen. Een zwak gebouw in een buitenzone met een lage PGAg kan hetzelfde instortrisico lopen als een sterker gebouw in een hogere PGAg zone. Het instortingsrisico en daarmee de schade of het aantal gewonden wordt bepaald door de formule:

Risico = (Gevaar of PGAg) x ( Exposure of belangrijkheid) x (Kwetsbaarheid of sterkte/zwakheid).

De kwetsbaarheid van de gebouwen kan worden vastgelegd in typologieën, die in Nederland sterk zijn verwant aan de bouwperiode van de gebouwen. Voor de provincie Groningen zijn de volgende vier hoofdindelingen gemaakt. Bouw van vóór 1920, van 1920-1970, van 1970 tot 1980 en ná 1980 zijn de belangrijkste groepen waartussen aanpassingen zijn geweest van de bouwwetgeving; hierdoor werd het ontwerp en de sterkteberekening van de gebouwen ook aangepast. Na het jaar 2000 zijn ook de windbelastingen aangepast. De gebouwsterkte tegen aardbevingen wordt verder bepaald aan de hand van het algemene structurele systeem met de gedragsfactor (q- factor) van het gebouw, de massa en de gebouwhoogte. De methode van fundering (‘op staal’, op palen, op de gewapend beton stroken/balken of uitgetand metselwerk) is eveneens van belang.

3 Zie: http://www.stufib.nl/images/bestanden/presentaties/verg%2070%20-%2011-003-2009%20(TU%20Delft)/stufib_11_maart_2009_EC0_Braam.pdf

en http://www.stichtingibk.nl/wp-content/uploads/2013/12/iBK-2014-04-Definitie-Risicoklasse-1.pdf 4 Bij ‘veel’ vee kan men beargumenteren dat een agrarisch gebouw gevolgklasse CC1B heeft met als gevolg de belangrijkheidsklassen van respectievelijk ϒ1 =1,3 en ϒ1 =1,4. De definitie van ‘veel’ is echter niet gegeven.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 8

De meeste gebouwen in Nederland zijn woningen met een doosvorm (linker schets) met dragende muren. De verticale belastingen van het dak en de vloeren komen via de muren naar de fundering. Met een flexibele vloerconstructie is de q factor 1,5. Dit is een getal onder de breuklijn (1/q). Hoe hoger de q-factor is, hoe lager de rekenbelastingen zijn.5 Wanneer de vloeren stijf zijn en door het hele gebouw goed aan de omliggende muren zijn verbonden, heeft het een q-factor van 2,0. Deze verbindingen zijn dan nog niet momentsterk. Een nadeel van gewapend betonnen vloeren is de veel grotere massa dan

bij een houten vloer. Deze verhoogde massa zal een verhoging opleveren van de aardbevingsbelasting. Dit is daarom een andere typologie gebouwen.6 Doosvormige gebouwen waarvan alle dragende muren van gewapend metselwerk zijn en hieraan rondom goed verbonden flexibele houten vloeren hebben, hebben een q-factor van 2,5. Deze categorie komt echter niet voor in de provincie Groningen. Door het seismisch versterken kan dit wel gerealiseerd worden. Een gebouw met een gewapend betonnen frame heeft een q-factor van 2,5 wanneer het stijve invulmuren heeft. Een stijf stalen frame gebouw heeft een q-factor van 3,0 met stijve invulmuren. Schoolgebouwen en grote schuren met stalen portaal frames vallen hier ook onder. Een enigszins buigzame en vervormbare ruimtelijke constructie, zonder strak daaraan verbonden invulmuren kan berekend worden met een q-factor van 4,0 (Ductile space frame).

Een verdere verhoging van de q-factor is mogelijk door het toepassen van fundering-isolatie (base-isolation). Hierbij wordt het gehele gebouw met verende schokbrekers op een lagere fundering gezet. De vermindering van de aardbeving krachten kan tot 50% of 80% zijn, afhankelijk van het ontwerp en de constructie, en de q-factor hoger dan 5. Deze methode wordt sinds 2014 toegepast bij sommige belangrijke gebouwen in Groningen. De inventarisatie van gebouwen moet dus rekening houden met de gebouwtypologie en

belangrijkheid. Voor de gehele provincie Groningen werden in 2012 de volgende percentage aantallen gevonden binnen het totaal van omstreeks 250.000 gebouwen (uit de GBA van de provincie Groningen):

5 Wanneer de vloeren niet rondom aan de buitenmuren zijn verbonden en door het gebouw zijn gekoppeld, of slechts aan de koppen van de balken zijn verbonden (dus niet aan de parallelle zijde), dan moet de q factor verder verlaagd worden naar 1. 6 Veel betonnen vloeren zijn opgebouwd uit losse elementen (platen, of balkjes en broodjes). Wanneer deze slechts in een richting goed met de muren zijn verbonden, dient het gebouw in twee richtingen verschillend worden berekend.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 9

Tabel 2. Afgeronde percentages. Epicentrum in % Provincie in %

Materiaal Typologie omschrijving Kode Bouwperiode Etages Subtotaal Totaal Subtotaal Totaal

Ongewapend Metselwerk = OM. Doosvormig en stapelbouw. q factor = 1,5

Vrijstaande woning of villa met flexibele houten vloerschijven. Fundering van uitgebouwd metselwerk

OM1 Voor 1920 Een - 2 5,4 2,4

OM2 Drie - 4 2,4 2.1

OM3 1920 - 1970 Een - 2 12,6 9,3

OM4 Drie - 4 3,6 3,0

Vrijstaande woning of villa met stijve betonnen vloerschijven.

OM5 Na 1970 Een - 2 11,9 9,3

OM6 Drie - 4 3,7 2,5

Rijtjeswoningen met flexibele houten vloerschijven.

OM7 Voor 1920 Een - 2 0,3 1,3

OM8 Drie - 4 0,6 3,4

OM9 1920 - 1970 Een - 2 4,0 6,1

OM10 Drie - 4 10,2 13,0

Rijtjes woningen met stijve betonnen vloerschijven

OM11 Na 1970 Een - 2 14,8 11,0

OM 12 Drie - 4 18,0 12,0

OM 87,5 77,0

Gewapend beton q = 3

Gewapend betonnen draagmuren en vloerschijven

RC1 Na 1980 Een - 3 3,6 3,0

RC2 Na 1970 Vier - hoger 1,8 1,0

5,4 4,0

Hout q = 4 Gebinten boerderijen met niet dragende metselwerk gevels

Hout Alle jaren Elke hoogte 1,3 0,2

1,3 0,2

Staalframe q = 3,5

Lichtgewicht stalen frame constructies. Industrieel met plan oppervlak > 200 m2.

S1 Na 1960 Lager 15m 0,1 0,6

Kantoren, scholen, residenties S2 Hoger 15m 0,2 0,1

0,3 0,7

Vaag en andere

Gebouwen zonder duidelijke functie of in aanbouw zijnde.

?? Alle jaren Elke hoogte 5,6 18,0

5,6 18,0

Alle gebouwen Totaal 100 % 100 %

Deze inventarisatie geeft een beeld van de percentage verdeling van de woningtypes. Binnen elke zonering A, B, C en D van aardbevingssterktes gelden bij benadering ook deze percentages.7 De lage woningen zijn minder fragiel dan de hoge, en de vrijstaande minder fragiel dan de rijtjeswoningen. Echter bij nadere beschouwing blijken de rijtjeswoningen onder te verdelen in rijtjeswoningen met metselwerk in de voor- en achtergevel, en doorzonwoningen zonder metselwerk in de gevels (nog zwakker).

Het zijn vooral deze doorzonwoningen (foto links) met zeer weinig interne dwarsmuren en met zware betonnen systeemvloeren die een nog hogere fragiliteit hebben dan 2-onder-1-kap of rijtjeswoningen met gevel metselwerk (foto rechts).

De bovenstaande verdeling kan verder gespecificeerd worden in gebouwen met verschillende funderingen (‘op staal’ met uitgetand metselwerk bij pre-1920 woningen, gewapend betonnen stroken of palen). Vooral de gebouwen die op vaste grondslag zijn gebouwd (‘op staal’) kunnen extra verzakkingen ondervinden ten gevolge van de verticale aardbevingstrillingen, terwijl gebouwen op palen een meer directe trilling en belasting vanuit de ondergrond kunnen ondervinden. Bij betonnen palen zijn er ook gewapend betonnen balken in de fundering.

7 Zoals eerder aangegeven zijn in 2017 de zones naar linksboven in het kaartje ~ 10 km uitgebreid.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 10

Bij de eerste categorie OM1 is de staat van onderhoud een belangrijke factor; dit kan slechts per gebouw worden vastgesteld. De foto’s zijn van oude gebouwschades die al van lang voor de aardbevingen dateren (pre 1980). Een andere verdere onderverdeling is mogelijk met het soort vloeren per etage. Sommige gebouwen of rijtjeswoningen hebben betonnen begane grond vloeren en houten etage vloeren, en soms ook een houten begane grond vloer, een betonnen etage vloer en houten zolder. Ook kan niet eenvoudig worden bepaald of het vloer- of dak diafragma wel, dan niet aan de muren is verbonden. Indien de bovenstaande 12 metselwerk woning typologieën (OM1 – OM12) verder gespecialiseerd worden, kunnen een 100-tal variaties worden aangedragen. Indien men na aanvullend onderzoek voor elke variatie in typologie de sterkte van het gebouw zou kunnen uitrekenen, zou men op de duur per gebouw typologie een kwetsbaarheidscurve kunnen bepalen.8 Kwetsbaarheidsdiagram {1.4.2.15} (Fragility curve) Diagram of schema (curve) die de kans weergeeft op een bepaalde mate van fysieke schade (scheuren, bezwijken, verzakken, vastlopen) als functie van de sterkte van de aardbeving (PGAg). DS= damage state.

Geschatte curves uit 1993 van gebouwschades en aardbevingen in het Verenigd Koningrijk (UK) door Arup. Op de duur zou voor de Groningse gebouwen eveneens verschillende kwetsbaarheidscurves kunnen worden samengesteld wanneer voor elk type de gebouwsterkte berekend is. Door verschillende gebouwen van hetzelfde type met oplopende PGAg waarden door te rekenen kunnen deze curves worden vastgesteld. Ook in de bovenstaande situatie van de UK zijn er verschillen in gebouwsterkte die gerelateerd zijn aan de bouwperiode. Metselwerk in bouwperiodes van vóór 1920 tot na 1960. URM (Unreinfoced Masonry) De verticale schaal is het schadeniveau aan de gebouwen. 1 is 100% of geheel bezweken (collapsed). De horizontale schaal is de zwaarte van de aardbeving in PGAg. Huizinge 16 augustus 2012 was < 0,1. De DS = Damage State is de mate van schade aan een gebouw. DS1 = zeer licht, DS5 = Near Collapse

8 Indien er een urgentie is van seismisch versterken kan niet op dergelijke curves gewacht worden. Door het feitelijk versterken van veel verschillende typologieën komt op termijn eventueel voldoende data beschikbaar voor het maken van betere curven.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 11

Voor elke materiaal van de draagconstructie (beton, staal, hout) bestaat een aparte curve, maar ook voor elke gebouwvorm (doosvorm, frame of portaal, elastisch, ductiel, etc.), en voor elke typologie zoals doorzonwoning, rijtjeswoning, stapelbouw, vrijstaande woning, meer-etage flat, enz. De mate van versterking van de gebouwen wordt bepaald door de DS5 = Near Collapse sterkte. Dit betekent dat bij een lichtere dan een maximale aardbeving wel schade kan ontstaan, maar het gebouw niet zal instorten en eventueel economisch te repareren valt. Eind 2015 werd de maximale aardbeving in de NPR gesteld op PGAg 0,36 Of een gebouw al dan niet versterkt moet worden hangt af van de maximale aardbeving in combinatie met de gerelateerde PGAg zone, en het verschil tussen de bestaande (economische) waarde van het gebouw en de kosten om het gebouw seismisch te versterken. Bij de economische waarde komen ook andere aspecten kijken zoals onder andere:

• De eventuele kosten voor het tijdelijk verhuizen van de bewoners;

• De vervanging van installaties en inrichting afhankelijk van de technische aanpak;

• De mogelijkheid van grootschalige aanpak in hele straten of kleine dorpen;

• De demografische situatie in de regio (krimp) en of bewoners al dan niet naar een andere woningsituatie willen overstappen of willen verkopen.

• De verduurzamingskosten en isolatie van een gebouw zodat het nog minstens 50 of meer jaren mee kan;

• De mogelijke herhaalde reparatiekosten ten gevolge van vele kleine aardbevingen met schade;

• De algemene management kosten van het programma; een seismisch versterken aanpak van veel individuele gebouwen eist veel meer werk dan enkele nieuwbouwprojecten;

• De culturele waarde van de gebouwen. Bij een monument dat behouden moet blijven, kunnen de kosten van het onzichtbaar versterken van muren en vloeren zeer hoog worden. Ook kan het zijn dat het niet wenselijk is om aanpassingen aan de muren en vloeren te maken. De mogelijkheid bestaat dan wel om het gehele gebouw op een base-Isolation te zetten. In dat geval moet er een nieuwe dubbele fundering gemaakt worden.

4.4 Werkstroom organisatie in gespecialiseerde teams Om de gebouwen in een uitgestrekt gebied te beoordelen is het belangrijk om de technische staf die de beoordelingen doet per typologie te organiseren. De volgende groeperingen geven de hoofdverdelingen aan. Werkstroom 1 - Belangrijke Gebouwen: Scholen: er zijn in de provincie Groningen ruim 1200 scholen aanwezig van verschillende ouderdom en bouwwijze. Voor een technisch onderzoek is overleg noodzakelijk met de schooldirectie. Indien deze scholen tevens gerenoveerd moeten worden of samengevoegd met andere scholengemeenschappen, is een meer brede planning noodzakelijk.9 Scholen moeten zoveel mogelijk in gebruik blijven tijdens de periode van inspectie en bouwkundige versterking. Voor inspectie is het vaak noodzakelijk dat de plafonds opengemaakt worden om de dakconstructie en de verbindingen met de draagmuren te bekijken. Sommige scholen kunnen worden samengevoegd, anderen die al op de nominatie staan om te sluiten kunnen gesloopt worden of een andere bestemming krijgen die een lagere CC-klasse heeft. Weer anderen of nieuwe gebouwen worden op base-isolation geplaatst; dit is relatief goedkoop voor nieuwe gebouwen.

9 De provincie Groningen is buiten de stad Groningen zelf een krimpregio. Dit betekent dat veel lagere scholen onvoldoende leerlingen hebben of in de nabije toekomst. Samenvoeging van scholen is dan een belangrijke optie.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 12

Kerken en monumenten: Dit zijn meestal grotere gebouwen die speciale zorg nodig hebben en geen grote wijziging van de gevels of interieur mogen ondergaan. Een aantal van de kerken is reeds jaren geleden scheefgezakt en lopen een extra risico bij een toenemende sterkte van de aardbevingen. Een mogelijkheid bestaat hier om deze gebouwen geheel op base-Isolation te zetten.

De Wilfriduskerk in Bedum (epicentrum) heeft de scheefste toren van Nederland. Ziekenhuizen en klinieken: De organisatorische problemen gerelateerd aan de seismische versterking van gebouwen voor de gezondheidszorg zijn zeer complex wanneer deze gebouwen in gebruik moeten blijven. Het breek en sloopwerk levert immers veel stof op. Hier zal vaak tegelijktijdig sprake zijn van renovatie en moet in nauw overleg met verschillende instanties gerealiseerd worden. In de situatie van Groningen hebben de grote ziekenhuizen plannen om de gehele activiteit zelf te coördineren en uit te voeren. Politie, Brandweer en Communicatie. Overeenkomstig de bovenstaande groepen houdt een gespecialiseerd team zich bezig om deze gebouw categorieën te analyseren. Werkstroom 2 - Woningen en Winkels: Woningen. Een gespecialiseerd inspectieteam beoordeelt vanuit het epicentrum systematisch alle gebouwen vanaf de openbare weg, en maakt aantekeningen waaruit de kwetsbaarheid van deze gebouwen kan worden opgemaakt. Deze eerste fase is het Straat Onderzoek Risicovolle Gebouwen (SORG).10 Met behulp van de SORG wordt elk gebouw geanalyseerd op onregelmatige vorm of stijfheid, relatief zwakke gevels door meting van de penanten, en de aanwezigheid van Hoog Risico Gebouw Elementen (HRGE)11 zoals topgevels, hoge schoorstenen, balkons en dergelijke. Op basis van de snelle en van buitenaf opgenomen SORG analyse wordt bepaald of een Uitgebreid Veiligheid Onderzoek (UVO) noodzakelijk is.12 Bij de UVO wordt ook de binnenkant van het gebouw bekeken; dit vergt overleg met de bewoner(s). De procedures van deze twee onderzoeken worden in een ander document behandeld.13 Met 78,5% woningen in het epicentrum (de gemeente Loppersum en omstreken) is dit de grootste werkstroom.

Enkele voorbeelden van risicovolle gebouwen voor verder onderzoek. Van links naar rechts; Hoge ramen met smalle penanten, gemetselde erker en zware schoorsteen; soms monumentstatus. Winkelpui zonder dwarssterkte met kans op torsie. Gemodificeerde gebouwen. Halfronde erkers met hoge ramen; onregelmatige gebouwvormen. Gebouw met hoge ramen en smalle penanten; soms ook monumentstatus.

10 Een aanpassing van de Amerikaanse ATC-20 en FEMA 154 procedures. De Amerikaanse werknaam voor het straat onderzoek risicovolle gebouwen is Rapid Visual Screening (RVS). De Nederlandse vertaling is SORG en wordt eigenlijk niet gebruikt. 11 In het Engels is dit High Risk Building Elements (HRBE). De Nederlandse vertaling wordt eigenlijk niet gebruikt. 12 De Engels-Amerikaanse werknaam voor de uitgebreide gebouw analyse is Extended Visueel Screening (EVS). 13 De gehele screening procedure is opnieuw opgezet/verbeterd met een 2017/2018 nieuw schade protocol.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 13

In de praktijk van de SORG onderzoeken zijn de hoge gemetselde schoorstenen markante elementen, vooral bij oude gebouwdaken met wolfseinden (onderstaand middelste foto). Hieruit kan men opmaken dat binnen in het gebouw een zware versleepte gemetselde schoorsteen staat (vaak van slechte kwaliteit) die tijdens een aardbeving nadelige belastingen zal opleveren. De houten kapconstructie is namelijk flexibel, terwijl de schoorsteen van stijf metselwerk is gemaakt dat geen vervorming kan ondergaan zonder te breken.

Door de hooggeplaatste en zware massa en hun smalle basis vanwege de ingemetselde loodslabben, vormen gemetselde schoorstenen een risico van omvallen. Het risico van persoonlijke ongelukken is hoger indien de schoorsteen op de openbare weg kan vallen. De beste maatregel is om deze gemetselde schoorstenen te vervangen vanaf de etagevloer met dubbel geïsoleerde pijpen en buiten door lichtgewicht units. Voor topgevel en centrale schoorstenen van 2-onder-1-kap en rijtjeswoningen is het plaatsen van een geïsoleerde lichtgewicht pijp een afdoende oplossing en esthetisch verantwoord. Winkels. 14 Indien zich overdag mensen op straat bevinden, hebben deze tijdens een aardbeving een verhoogd risico door vallende gebouwonderdelen. Daarom worden vanuit het epicentrum alle dorpskernen in de tijd voorgetrokken om daar een SORG uit te voeren. Indien er tijdens deze onderzoeken Hoge Risico Gebouw Elementen (HRGE) worden ontdekt, worden deze direct nader onderzocht en zo nodig veiliggesteld. De

De verhoogde voorgevels (foto links) zijn slechts plaatselijk aan de kapconstructie verbonden. Bovendien is zo’n oude houten kapconstructie flexibel, waardoor veel beweging mogelijk is en de vrijstaande constructie eerst aan de basis breekt en dan makkelijk op straat kan vallen. Werkstroom 3 - Agrarische Gebouwen. Ofschoon deze categorie vanwege de mindere belangrijkheid dan woningen, en een hogere q-factor vanwege de constructiemethode, niet de hoogste risico factor heeft, is de agrarische sector in haar geheel wel een belangrijke economische factor die voor de meeste werkgelegenheid zorgt in de regio. Binnen deze categorie vallen veel zeer oude gebintenschuren (vóór 1800), die regelmatig al grote muurverzakkingen hebben.

14 De BECA analyse van de grote aardbeving in Christchurch, Nieuw Zeeland, gaf aan dat veel dodelijke ongelukken hadden plaats gevonden door de topgevels van winkels die op straat en op het publiek vielen. De aardbeving vond hier overdag plaats.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 14

Als gevolg van oude verzakkingen, schades en omvalrisico zijn een aantal van deze schuurmuren van buiten duidelijk zichtbaar ondersteund en krijgen hierdoor speciale media-aandacht. Ofschoon de aardbevingen zelden als enige oorzaak zijn aan te wijzen, blijken het economische probleemgevallen te zijn. Vanwege de ouderdom van deze gebouwen zijn het ook soms monumenten. De grote omvang van het gebouw maakt het noodzakelijk om dit tussen de kop en de hals, en tussen de hals en de grote schuur van dilataties te voorzien. Als de grote schuur slechts voor opslag wordt gebruikt, zal het woonhuis en de schuur elk een ander CC factor hebben. Veehouderijen zoals grote melkveebedrijven met grote stallen waaronder mestkelders zitten zijn een andere categorie. De oudere mestkelders kunnen makkelijk gaan scheuren en lekken door aardbevingen. Hierdoor loopt er grondwater naar binnen en vermindert het de mestopslag capaciteit. Hierdoor levert dit economische problemen voor de veehouder op. Werkstroom 4 - Industrie. Binnen deze categorie vallen diverse betonnen en stalen frame gebouwen, en gebouwen die in een hogere belangrijkheidsfactor vallen vanwege het type industrie zoals de verwerking of behandeling van gevaarlijke stoffen. Een hierin gespecialiseerde categorie professionals is hierbij betrokken. Werkstroom 5 - Infrastructuur. Onder de infrastructuur vallen ook wegen, dijken, kanalen, spoorwegen, rioleringen. etc. Omdat tegelijkertijd met de aardbevingen ook al jaren van bodemdaling sprake is, is dit een apart en gespecialiseerd team. Zo zullen de damwanden van het lange Groningen-Delfzijl kanaal met tenminste 60 cm moeten worden opgehoogd en eventuele sluizen en bodembemaling worden aangepast. 4.5 Straat Onderzoek Risicovolle Gebouwen, SORG. (Engels = RVS) Om te beoordelen of per aardbevingszone de gebouwen wel of geen bijzonder risico vormen, wordt per dorp een Straat Onderzoek Risicovolle Gebouwen uitgevoerd (SORG). Met de SORG wordt gecontroleerd of de gebouwen voldoen aan de hoofdvoorwaarden van de Eurocode 8 ten aanzien van gebouw regelmatigheid en stijfheid. Deze worden omschreven in de volgende paragrafen van de Eurocode 8. Structurele eenvoud {4.2.1.1}. Er moeten duidelijke lijnen zijn waarlangs de krachten van en naar de fundering kunnen komen. Onderbrekingen door grote ramen kan een risico betekenen. Onregelmatige gebouwvormen met grote onderbrekingen, bijvoorbeeld in de dakconstructie hebben geen structurele eenvoud (foto rechts, internetfoto).

Uniformiteit en symmetrie {4.2.1.2}. Wanneer er geen symmetrie is kunnen er torsie krachten optreden die nadelig zijn voor de gehele constructie. Omdat bij het gebouw links de ene helft van de gevel glas is (niet dragend), heeft het een ongelijke stijfheid en massa tussen links en rechts, waardoor het in een aardbeving kan gaan draaien. (Internetfoto)

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 15

Stijfheid en weerstand in twee horizontale richtingen {4.2.1.3}. Door de vele grote raamopeningen in de gevel hebben doorzonwoningen en veel rijtjeswoningen alleen voldoende stijfheid in de diepte van de woning en niet in het vlak van de gevel. De gevel bestaat uit glas en binnen in het gebouw zijn weinig structurele dwarsmuren. Achter de borstweringen zitten geen structurele of moment-sterke balken die in de lengterichting van het gebouw sterkte geeft. Verder is de verbinding van de etagevloer met de tussen draagmuren niet momentsterk. (Foto rechts, internetfoto).

Weerstand en stijfheid tegen torsie {4.2.1.4}. Door een grote raampartij over de hele hoek en twee zijkanten van deze woning (foto links, internetfoto) is de buitenhoek onvoldoende stijf en sterk. Aan de achterkant kunnen zich verschillende kleinere ruimtes bevinden, waardoor dat wel een stijve hoek wordt. De verdiepingsvloer kan hierdoor horizontaal gaan draaien en daardoor torsie opleveren met ongewenste krachten loodrecht op de draagmuren. Wanneer op de begane grondvloer rechts naast het grote raam ook nog andere ramen zitten is dit een risicovol gebouw.

Regelmatigheid van de plattegrond {4.2.3.2}. De lengte/breedte verhouding van het gebouw mag niet groter zijn dan 4/1. Veel lange rijtjeswoningen zullen kunnen hier niet aan voldoen en zullen extra krachten ondervinden door hun lengte. Deze gebouwen moeten vanaf de fundering tot en met het dak gedilateerd worden, waarbij de breedte van de dilatatie de golfbeweging van een aardbeving kan absorberen. Alle plattegronden met langgerekte T, L en U vormige vleugels moeten bij voorkeur gedilateerd worden. (Foto internet) De plattegrond mag ook geen inhammen of uitbouwen hebben die groter zijn dan 20% van het hoofdoppervlak. Indien dit het geval is moet bestudeerd worden of het gebouw in onderdelen kan worden gedilateerd. Vooral bij aan elkaar gebouwde kop-hals-romp boerderijen is sprake van een grote gebouw onregelmatigheid in vorm en materiaal. Bij kleine inhammen in het gebouw is het mogelijk dat de fundering als een geheel recht doorloopt. (Foto internet) Verticale regelmatigheid {4.2.3.3}. Dit is niet alleen in de gebouwvorm en gebouw massa, maar ook in de gebouw stijfheid. Veel winkelpanden hebben door het aanbrengen van grote etalageramen een zogenaamde zachte verdieping gecreëerd (pag. 13). Ook woon- en kantoorgebouwen die veel ramen op de begane grond hebben, of hoge kolommen die over twee etages lopen zoals op de bijgaande foto kunnen grote stijfheidsverschillen in het gebouw hebben. (Foto internet)

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 16

4.6 Uitgebreid Veiligheid Onderzoek, UVO (Engels = EVS) Tijdens het Straat Onderzoek Risicovolle Gebouwen (SORG) kunnen een aantal elementen niet (voldoende) geconstateerd worden omdat ze van buitenaf niet zichtbaar zijn. Echter, indien het om een bepaalde typologie gebouw gaat uit een gegeven periode zijn de inwendige constructie details bekend. Indien er toch twijfel bestaat over de constructie details, zal het project een Uitgebreid Veiligheid Onderzoek (UVO) moeten doen. Hierbij wordt ook binnen in het gebouw gekeken naar de plaats van de dragende binnenmuren, de waarschijnlijke vloerconstructies en verbindingen en opgetreden scheurvorming. Aan de scheurvorming kan gezien worden welke bewegingen de constructie heeft ondergaan. De gedetailleerde informatie over de onderzoekmethode wordt in een ander document vermeld. Speciale punten van de UVO zijn:

• Eventueel opvragen van de originele bouwtekeningen en veranderingen als de eigenaar die niet heeft.

• Aanwezigheid van gebouwschade die kan duiden op structurele problemen in het gebouw.

• Latere aanpassingen in het gebouw ten opzichte van de goedgekeurde tekeningen en berekeningen.

• Aanwezigheid van grote openingen of inhammen in de vloerdiafragma’s die negatief kunnen zijn in de overdracht van de krachten in de twee horizontale richtingen. {4.2.1.3}. De stijfheid en sterkte van de vloerschijven of diafragma’s.

• Aanwezigheid van stijve en minder stijve zones in de plattegrond van het gebouw die bij een aardbeving zouden kunnen resulteren in torsie. {4.2.1.4}.

• Aanwezigheid van goede verbindingen tussen de vloerschijven en de muren, en de verbindingen van de dakvlakken met de ondersteunende muren.

• De dikte en de hoogte-breedte verhoudingen van de dragende (binnen)muren.

• Type fundering onder het gebouw, aan de hand van bouwtekeningen of bewoner informatie. Tijdens het UVO-onderzoek worden zonder toestemming van de gebouweigenaar geen destructieve kijk activiteiten gedaan, zoals het openmaken van de binnenbekleding, plafonds of vloeren.15 Aan de hand van de SORG en de UVO zijn de volgende maatregels mogelijk afhankelijk van de situatie: A. Onmiddellijk uit de woning plaatsen van de bewoners omdat de veiligheidssituatie niet gegarandeerd kan

worden.16 Dit gebeurt in samenwerking met de gemeente die deze autoriteit heeft. B. Onmiddellijke uitvoering van ondersteunende maatregels ter voorkoming van schade. Dit zijn voor kleine

gebouwen meestal houten steunconstructies waaraan de buitenmuren worden verankerd. In sommige gevallen zijn het stempels die de vloeren omhoog moeten houden.

C. Het meer gedetailleerd onderzoeken van het gebouw zoals sonderings- en funderings- onderzoek, het openen van constructies om de verbindingen te verifiëren. Omdat gebouwschade van bevingen meestal voortkomt uit zwakke funderingen en verzakkingen zijn dit de meest voorkomende maatregels.

D. Het plannen en uitvoeren van urgente verwijdering van het seismische gevaar. In veel gevallen zijn dit het verwijderen van zware bakstenen schoorstenen die op houten kapconstructies staan en het vastzetten/schoren van topgevels.17

E. Het plannen van het seismisch versterkende maar blijvende maatregels voor het hele gebouw. F. Het opnemen van het gebouw in de reguliere uitvoering van bouwkundig versterken.

15 Bij het UVO-onderzoek van de scholen in het gebied is dit met toestemming van de gebouweigenaar wel gebeurd 16 Na een flinke schok in Groningen zal het maanden tot jaren duren voordat er op dezelfde locatie weer een dergelijke schok kan plaatsvinden, maar vele kleine schokken en trillingen kunnen een beschadigde constructie verder verzwakken. 17 Ook bij andere maatregels moet dit gebeuren, dus schoorsteen vervangen wordt bij voorkeur meteen uitgevoerd.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 17

De belangrijke gebouwen zoals scholen en ziekenhuizen worden vanuit het epicentrum allemaal systematisch onderworpen aan een UVO. Dit is zo omdat hier met een verhoogde versterkingsfactor rekening gehouden moet worden. Gedetailleerde gebouwinformatie is hier nodig om gedetailleerde voorstellen voor seismisch versterken te kunnen maken. Na de gedetailleerde planning worden de versterkingsopties begroot en kan er besluitvorming gemaakt worden of het economisch rendabel is om de voorgestelde versterkingen toe te passen. In de krimpregio wordt tevens overleg gepleegd om sommige lagere scholen samen te voegen. Bij nieuwbouw kunnen de oude scholen na renovatie en verduurzaming een andere bestemming krijgen die in een lagere risicofactor valt. In deze school werd de hoge schoorsteen (HRGE) van het gebouw naast de speelplaats eerst vervangen door een lichtgewicht exemplaar, terwijl het hele gebouw verder een UVO onderging met onderzoek van constructies en verbindingen. Als directe maatregel werd het gebiedje beneden onder de schoorsteen afgezet, zodat daar geen kinderen meer konden spelen.

Bij het plannen van de mogelijke seismische versterkingen wordt uitgegaan van de dan geldende NPR-norm waarde van de ‘maximale aardbeving’ in de betreffende zone waar het gebouw staat. In 2017 is dat voor het epicentrum PGAg 0,36. Meestal vereist seismische versterking een aanzienlijke structurele ingreep op muren en vloeren. Wanneer de NPR-norm na 2017 naar beneden wordt bijgesteld vanwege continu verminderde gasextractie (bijvoorbeeld naar PGAg 0,25 zijnde ongeveer de helft van de sterkte), zal dat technisch in sterkte wel wat uitmaken, maar in uitvoering en kosten weinig. Immers, de constructies moeten toch worden opengemaakt en nieuwe verbindingen aangelegd of portalen worden ingebouwd. Daarna moet alles weer worden afgewerkt en de decoratie hersteld. De bijkomende kosten bestaan ook uit het verduurzamen van het gebouw zoals het verbeteren van de thermische isolatie, ventilatie en soms aangepaste ruimteverwarming en verlichting. Bij het aanbrengen van isolatie aan de binnenzijde van de muren, moeten vaak de sanitaire installaties en trappenhuizen worden aangepast. Lang gebouwen of gebouwen in L en U vorm moeten worden gedilateerd. In de situatie van oude schoolgebouwen, die geen monumentale waarde hebben, is het maar de vraag of het bovenstaande economisch rendabel is. In sommige situaties kan het voordeliger zijn om een nieuw schoolgebouw neer te zetten en het oude gebouw een andere bestemming te geven. Het nieuwe schoolgebouw kan dan op base-isolation geplaats worden waardoor het weinig structurele versterking nodig heeft. Dit is een in 2014 reeds toegepaste oplossing voor een tijdelijk schoolgebouw in Loppersum.18

18 In 2015 werden reeds een aantal woningen in De Aalscholver in Bedum op base-isolation geplaatst. Ook de oude pelmolen Zeldenrust in Westerwijtwerd werd op een stalen frame en base-isolation gezet.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 18

4.7 Verschillende fasen in het seismisch versterken De volgorde van aanpak van het seismisch versterken van gebouwen wordt grotendeels bepaald door de gebouwtypologie, de verschillende aspecten die voortkomen uit het UVO-onderzoek, de geldende norm sterkte van de maximale aardbeving en de geschatte kosten van de hele operatie. Ofschoon de NAM (Overheid en Shell) aansprakelijk is voor het herstel van het gebouw in de oude vorm, houdt dit niet zonder meer in dat elk gebouw ook seismisch wordt versterkt. Dit document gaat verder niet in op de regels van het nieuwe schadeprotocol (februari 2018) of de financiële verantwoordelijkheid van seismisch versterken. Tijdelijke maatregels. Indien het niet duidelijk is wat de maximale aardbevingssterkte zal zijn, is het ook niet bekend wat de maximale versterking van het gebouw zal moeten zijn. Wanneer deze maximale aardbevingssterkte zich pas over een groot aantal jaren voor kan doen, is het mogelijk om tijdelijk lichtere versterkingsmaatregels te realiseren, zolang die straks niet in de weg zitten als er verdergaande maatregels genomen moeten worden 19 Deze versterkingsmaatregels zouden dan relatief goedkoop moeten zijn in vergelijking met een volledige seismische versterking, en in combinatie met de toekomstige aanvullende maatregels economisch nog wel rendabel zijn. In deze situatie is het van belang dat per gebouwtypologie de technische maatregels bekend zijn, en de gerelateerde uitvoeringskosten. Onbekendheid van versterkingsmethoden. De Nederlandse woningbouw is niet ontworpen op hogere horizontale belastingen dan de maximale stormbelasting. De zogenoemde stapelbouw of montagebouw is hier een voorbeeld van. Elke woning is hetzelfde uitgevoerd en heeft geen momentsterke muur-vloer verbindingen. De rood omlijste dwarsmuur op de eerste etage, levert op deze etage de sterkte in de lengterichting van het gebouw. De tekening geeft niet aan of deze woning dwarsmuren ook op de begane grond of de tweede etage zitten. Op de begane grond zijn het slechts de rood omlijnde smalle penanten tussen de twee woningdeuren die de gebouwsterkte in de lengterichting bepalen. De gezamenlijke dwarsmuren leveren voldoende sterkte tegen windbelasting op het hele blok, maar zijn niet voldoende om de aardbeving belasting op te vangen. Uit de tekening is niet duidelijk of deze penanten ook in de achtergevel zitten. Voor de zolderetage is de stijfheid van het dakbeschot bepalend. (Afbeelding uit Thieme Meulenhoff). Internettekening van Joost de Vrede bouwinformatie.

19 In dit scenario is het ook mogelijk dat binnen deze periode maatregels worden getroffen zodat de maximale aardbeving zich niet voor kan doen; immers het zijn geïnduceerde aardbevingen dus beïnvloedbaar. Het is ook mogelijk dat de maximale aardbeving na verloop van tijd door meer kennis over de oorzaak en het effect op de PGAg lager gedefinieerd kan worden.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 19

Deze sterktes van de gezamenlijke rood omlijnde muursegmenten zijn berekend op de maximale windbelasting op de kop van het lange gebouw. Voor een vrijstaande woning of een 2-onder-1-kap is deze belasting ongeveer hetzelfde als voor een heel blok rijtjeswoningen (schets). Dit is ook hetzelfde voor tegen elkaar aangebouwde stadswoningen (foto beneden, midden). Dit is de onderliggende oorzaak dat de rijtjeswoningen en doorzonwoningen de seismisch zwakste categorieën zijn.

De woningbouw in de provincie Groningen is gekenmerkt door zeven aspecten die niet voorkomen in landen met tektonische aardbevingen:

1. De ondergrond is op vele locaties slap, vaak tot op een diepte van 10 meter en meer. Veel funderingen van oude gebouwen (van vóór 1920) hebben een balans- of evenwichts-draagvermogen en zijn hooguit een meter diep op de ongeroerde grond gefundeerd. Normaliter zullen deze funderingen direct na het voltooien van de bouw enige algemene zetting van een paar mm ondervinden. Indien deze gebouwen regelmatig trillingen van verkeer of andere oorzaken ondergaan, kan deze zetting doorgaan, wat tot scheuren in de muren kan leiden. Een ongelijke zetting van 1 mm levert ook een 1 mm scheur op.

2. De draagmuren in de woningbouw zijn van ongewapend metselwerk; dit is het geval voor oude steens muren, voor nieuwe spouwmuren én voor binnenmuren. Dat wil zeggen dat deze geen trekkrachten kunnen opnemen. Hierdoor zullen de meeste muren bij een extra zetting van de fundering scheuren. Wanneer smalle muurpenanten in het vlak van de muur zijwaarts worden belast kunnen deze kantelen en daarmee losscheuren van de onder- en bovenkant.

3. Sinds ongeveer 1930 worden de meeste buitenmuren als spouwmuur uitgevoerd, waarbij het dunne binnen spouwblad een dragende functie heeft voor de vloeren. De draadverbinding tussen het binnen- en buitenspouwblad is zo flexibel dat er in het vlak van de muur of loodrecht op het vlak van de muur nauwelijks enige sterkte overdracht is.

4. Binnenmuren in veel woningen zijn slechts halfsteens (11 cm), maar dragen wel vaak de houten vloerbalken. Bij enige belasting loodrecht op het vlak van de muur zullen deze muren vervormen, waarbij ze aan de onder- en bovenkant gaan scharnieren. In combinatie met een verhoogde verticale belasting kan dan ook knik optreden.

5. Geprefabriceerde betonnen vloerelementen dragen in één richting en zijn meestal niet opgelegd in de gevels van de gebouwen; deze gevels hebben meestal veel ramen. Hierdoor draagt het vloerdiafragma de belasting niet naar de gevels over; alleen naar de binnenmuren die dwars in de woningen staan. Indien dit wél het geval zou zijn, is het noodzakelijk dat deze gevels de aardbevingskrachten in het vlak van de muur kunnen weerstaan. Dit laatste is niet het geval wanneer er veel raam- en deuropeningen in deze gevels zitten, zoals in veel doorzonwoningen voorkomt.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 20

6. De Nederlandse woningbouw wordt gecontroleerd door een algemene bouwregelgeving. Deze is gekenmerkt door minimum sterkte- en ruimtevereisten voor goedkope woningwetwoningen. Dit leidde tot de snelle realisatie van deze woningwetwoningen en een minimalistisch ontwerp. Hierdoor is de sterkte kwaliteit van veel woningen tot aan 1970 aan de magere kant.

7. Er zijn in 2012 geen uitgeteste seismische versterkingsmethoden aanwezig voor de Nederlandse bouw- typologieën voor het achteraf aanbrengen in de bestaande bouw (retrofit methoden). Echter, seismisch versterken wordt veelvuldig toegepast in landen waar tektonische aardbevingen voorkomen. Wereldwijd is er voldoende informatie aanwezig, maar die is niet aangepast aan de Nederlandse woningbouw. Een gedeelte van de onderzoeken die sinds 2012 door de NAM gefinancierd werden, hebben onder andere het doel om nieuwe seismische versterkingsmethoden te ontwikkelen voor Nederlandse bouw.

Naar aanleiding van de hiervoor geschetste problematiek was het noodzakelijk om gebouw versterkings-methoden te ontwikkelen voor de verschillende typologieën. Nederland heeft uitgebreide kennis omtrent het versterken van funderingen of het tegengaan van verzakkingen, de aannemingswereld is echter niet bekend met de verschillende methoden om de bovenbouw seismisch te versterken. Om dit probleem op te lossen werden de volgende hoofdfasen ontwikkeld:20 Testfase 1. Ontwerpen21 en deze ontwerpen uitvoeren in de verschillende gebouwtypologieën, samen met lokale aannemingsmaatschappijen. De ontwerpen werden ontwikkeld voor verschillende zones of aardbevingssterktes, omdat de maatregels zowel in de A, B, C en D zones toegepast moeten worden. Testfase 2. Het analyseren en begroten van de verschillende methoden.

• De feitelijke versterking verschilt per aardbevingszone, A = sterk, B = middel en C = licht. Volgens de norm richtlijn van No-Collapse, hoeven de meeste gebouwen in zone D niet versterkt te worden.

• De feitelijke versterking zal veranderen wanneer de NPR-norm weer naar beneden wordt bijgesteld.

• Wat is het materiaalgebruik? Lichte constructies en materialen hebben de voorkeur. Staalconstructies hebben ook het voordeel van een goede ductiliteit.

• Zijn er voldoende leveranciers? Het gaat om grote aantallen woningen.

• Hoe lang is de bouwtijd? Hoe korter hoe goedkoper, immers de bewoners moeten ergens anders tijdelijk onderdak hebben. Snelle prefab constructies hebben dan de voorkeur.

• Hoeveel hinder is er voor de bewoners? Verplichtte tijdelijke verhuizing per heel woningblok of per straat heeft de voorkeur met betrekking tot de efficiëntie van de aannemer.

• Wat zijn de korte en lange milieu en thermische aspecten zoals isolatie en ventilatie? Wat is de duurzaamheid. Gaat het nieuwe gebouw minstens 50 tot 100 jaar mee? Of moet het gebouw ook aangepast worden voor senioren bewoning? Oude, kleine woningwetwoningen zijn niet economisch te versterken en renoveren. In deze gevallen is er meestal sprake van sloop en nieuwbouw. Bij goede woningwetwoningen is het thermisch isoleren en versterken aan de buitenkant een optie omdat er aan de binnenkant onvoldoende ruimte is.

• Hoe is de esthetica? Wordt het geaccepteerd door de bewoner/eigenaar? Vooral bij karakteristieke oude gebouwen wil de eigenaar het karakter van het gebouw behouden en moet de seismische versterking aan de binnenkant plaatsvinden.

20 Voor de testfase werden Nederlandse deskundigen aangetrokken met buitenlandse aardbeving ervaring, en buitenlandse deskundigen en consultant maatschappijen die in Nederland de problematiek bestudeerden. 21 Voor de verschillende oplossingen werd uitgebreid de internationaal beschikbare informatie geraadpleegd.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 21

• Wat zijn de kostenaspecten per gebouwtypologie? Deze moeten tussen de verschillende opties vergeleken worden. Op basis van deze analyse wordt duidelijk of bepaalde methoden economisch haalbaar zijn, of dat er eerder sprake zal zijn van sloop en nieuwbouw.

Voorbeeld 1 Voorbeeld 2 Voorbeeld 3 Voorbeeld 4 Voorbeelden 1 en 2 geven versterkte kolommen aan de buitenkant van het gebouw en langs de entree weer, alsmede een versterkte strook onder de dakgoot, waar het vloerdiafragma is verbonden. Deze speciale ontwerpen zijn geïntegreerd in de architectuur van de periode. Bij deze optie zal er binnenruimte verloren gaan omdat de thermische isolatie aan de binnenmuren moet worden aangebracht. Voorbeeld 3 geeft een modern gebouw weer waarbij de raamkozijnen van sterke gewapend betonnen frames zijn gemaakt. Hierdoor kunnen de gevels grotere horizontale krachten in het vlak van de muur weerstaan. Bij sommige gebouwen kan ook alleen een versterkt frame om de voordeur worden gemaakt. De foto rechts geeft het architectonische ontwerp aan. In dit geval is het slechts een natuursteen omlijsting. Voorbeeld 4 is een woning waarbij het grote beneden raam geheel is dichtgemetseld, waardoor de begane grond etage aanzienlijk versterkt is. Een dergelijke versterking heeft invloed op het interieur en gebruik. De versterkingsmethoden verschillen aanzienlijk en kunnen het aanzicht van het gebouw veranderen. Dit kan een verbetering zijn zoals bijvoorbeeld bij oude woningwetwoningen. Versterken aan de buitenkant heeft zowel voordelen als nadelen die moeten worden afgewogen met alleen een binnen versterking. Bij een versterking aan de binnenkant, en met thermische isolatie, zal ruimteverlies optreden wat tot problemen kan leiden bij kleine kamers (bed past niet meer). Dit is vooral een punt bij woningwetwoningen. Uitvoeringsfase: Deze fase begint al tijdens de Testfase 2 met de proefwoningen waarin de voorgestelde technieken worden uitgetest. Omdat de versterkingsmethoden verschillen per gebouwtypologie, zal per typologie de uitvoeringsfase in tijd verschillen. Voor de hierop volgende capaciteitsgroei zal praktijkgerichte training nodig zijn op de verschillende aspecten van het maken van de berekeningen en begrotingen, fundering- en bouwtechnologie, communicatie en veiligheid. In deze fase moet duidelijkheid gevonden worden over hoe men met de monumenten en arbitrage gevallen omgaat. Opschalingsfase: De bouw en verbouw capaciteit zal sterk moeten vergroten om de ongeveer 100,000 gebouwen seismisch te versterken volgens de NPR 2015 norm met een PGAg van 0,36. Deze uitvoering zal vanuit het epicentrum naar buiten toe toenemen met steeds iets lichtere ingrepen of constructies vanwege een kleinere PGAg. Het verlengen van de duur van de test en eerste uitvoeringsfase geeft ook de tijd om meer onderzoek te doen naar de bewegingen in de diepe ondergrond en de bovengrondse effecten van de plaatselijke vermindering van de gasproductie uit het Groningse gasveld. Extra tijd vóór de opschaling fase kan dus leiden tot een verdere verlaging van de PGAg, waardoor ook het aantal noodzakelijk te versterken woningen aanzienlijk zal verminderen.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 22

4.8 Kosten van seismisch versterken De diverse versterkingsmethoden per gebouwtypologie en per aardbevingszone moeten geëvalueerd worden op technische uitvoerbaarheid en de kosten. Hierbij moet een inschatting gemaakt worden hoeveel de kostendaling zal zijn bij grootschalige uitvoering. Uit de industrie is bekend dat bij een 100-voudige uitvoering de kosten per eenheid ongeveer zullen halveren door toegenomen efficiëntie, ervaring, bulk aanschaf, transport en verkoop, verminderde kosten voor contracteren en administratie, etc. Als het dus mogelijk is om in een keer een honderdtal gelijksoortige woningen aan te pakken, zullen de kosten per woning ongeveer de helft zijn van het individueel aanpakken van een enkele woning. Dit was ook het geval in de Nederlandse woningbouw sinds 1950, onder andere door een verhoogd niveau van prefabricage en mechanisatie op de bouwplaats. Sinds 1950 is de bouwtijd per woningwetwoning gedaald van meer dan 700 werkuren naar minder dan 350 werkuren per woning. Een groot gedeelte van de bouwkosten zitten in de arbeidskosten. Of dat ook het geval kan worden bij het seismisch versterken hangt af van de mate van werkvoorbereiding. Mogelijk kunnen woningcorporaties hier een rol spelen. Het aan de buitenkant van een klein gebouw versterken door de toepassing van een nieuwe fundering rondom en een combinatie van isolatie en een nieuwe vliesgevel is goedkoper dan een gebouw van binnenuit versterken. Bij de analyse van monumenten kan het zijn dat het maken van een nieuwe dubbele fundering onder het gebouw voor de toepassing van base-isolation het goedkoopste is.

De grafiek geeft in de hoogte het kostenniveau aan per versterkingsmethode. De hoogte van de rode lijn zal bij grootschalige uitvoering dalen vanwege het opdoen van ervaring en het repetitieve effect. Het verschil tussen de rode lijn en de blauwe lijn zal kleiner worden met het uitkristalliseren van de meest efficiënte methodes per gebouw typologie. Het verschil tussen de blauwe en groene lijn hangt vaak af van de kwaliteit van de bestaande woning en de wensen van de gebouweigenaar.

Aan de hand van de alle verbouwkosten (seismisch en verduurzamen) per gebouwtypologie kan worden bepaald of het economisch rendabel is om het gebouw te versterken of dat men moet overgaan tot slopen en nieuwbouw. Deze kostenanalyse heeft de volgende componenten: A. De administratieve kosten van de schademelding, inspecties, rapportages, begroting, offerte, arbitrage en

verdere proceskosten wanneer er geen akkoord is bereikt. B. De planning van de architect, aannemer(s), inspectie en de feitelijke verbouwkosten inclusief de

verduurzamingskosten. C. De eventuele verhuiskosten en tijdelijk onderdak van de bewoner(s) gedurende de verbouw. D. De kosten van ABC, plus de kosten van het muurherstel ten gevolge van scheuren die in de toekomst gaan

weer optreden wanneer er lagere aardbevingen zijn dan de maximale aardbeving.22 Om dit te voorkomen zou men een hogere maximale aardbeving kunnen aanhouden dan de werkelijk.

22 De seismische versterking is gebaseerd op een Near-Collapse situatie (NC). Dan zal bij een maximale aardbeving het gebouw zwaar beschadigd zijn en vaak Total Loss. Vóórdat er een maximale aardbeving komt zullen er minder zware aardbevingen zijn, met flinke gebouw beschadigingen. Elke keer zal dan het gebouw moeten worden gerepareerd (muurherstel).

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 23

Het verlagen van de NPR-norm levert dus een lager kostenpakket voor seismisch versterken (aantallen en mate van versterking), maar kan op de duur een hogere kostenpost opleveren voor het herhaaldelijk muurherstel.

E. De vergelijking tussen de huidige marktwaarde van het gebouw, en die van het versterkte en verduurzaamde gebouw.23

F. De vergelijking tussen de vroegere woon/huur kosten van de bewoner met de lagere woonkosten in het versterkte gebouw en het verschil in wooncomfort voor de eigenaar en de bewoner. In hoeverre wil de huidige bewoner een hogere huur betalen of de woningcorporatie een meer waardevol gebouw?

De zwarte lijn is het gemiddeld ingeschatte risico dat een gebouw bezwijkt bij de gegeven sterkte ten opzichte van de NPR-norm maximale aardbeving. Bij een 60% risico (linkerzijde) heeft het gebouw 33% van de vereiste sterkte volgens de NPR. De streepjes lijn = geschatte bouwkosten. Gebouwen die volgens de norm minder dan 40% van de vereiste sterkte hebben worden over het algemeen niet versterkt. Voor het versterken van bestaande bouw kan in eerste instantie worden volstaan om tot 67% van de maximale NPR-normwaarde te versterken.24 De grafiek geeft aan dat het waarschijnlijk is dat de versterkingskosten gaan oplopen tot de waarde van het gebouw als het gebouw slechts ongeveer 30% sterkte van de NPR-normwaarde heeft, en tot 100% van die NPR-waarde versterkt moet worden. Dat wil zeggen, als er geen verduurzaming van het gebouw noodzakelijk is, want dan zijn de gezamenlijke kosten van versterken en verduurzamen veel hoger. Indien de verwachting is dat de kans op een maximale aardbeving slechts 10% is in de komende 500 jaar, en de gerepareerde woning wordt in de volgende 50 jaar al volledig afgeschreven of het aardgas in die 50 jaar op is, dan is het niet economisch om zo’n gebouw tot 100% van de NPR-norm te versterken. Wanneer de gasproductie continu lager zal zijn, en de feitelijke maximale PGAg lager blijft, kan ook het versterkingsniveau vergelijkenderwijs lager blijven. Indien het de verwachting is dat na een of twee jaar de NPR-norm naar beneden wordt bijgesteld indien men beter kan berekenen wat de effecten zijn van het verminderen van de aardgas exploitatie, is het ook niet economisch om tot 67% van de huidige NPR-norm te versterken. Op basis van een verlaagd aardbevingsrisico bij een continue verlaging van de gas exploitatie kan gesteld worden dat sinds 2017 het versterken van bestaande gebouwen tot 50% van de ontwerpwaarde van de NPR 9998-2015/2017 ruim voldoende is. Of het seismisch versterken economisch relevant is hangt af van de noodzaak van een aanvullende verduurzamingsactie, immers alle woningen van vóór het jaar 2000 moeten waarschijnlijk extra thermische isolatie hebben, terwijl een omschakeling van aardgas naar elektriciteit van toepassing kan zijn.25

23 Voor oude en kleine woningwetwoningen ligt de waarde in 2103 onder de Euro 100,000, terwijl een goed geïsoleerde nieuwbouwwoning die in serie gebouwd kan worden rond de Euro 120,000 ligt. Echter, het seismisch versterken en verduurzamen van een jaren 1970 woningwetwoning zal in 2018 aanzienlijk meer kosten dan Euro 150,000. 24 Dit hangt af van de geschatte periode tussen de verbouw en het optreden van die maximale aardbeving. 25 Bij een sterke vermindering van de aardgasproductie zal de nationale aardgasconsumptie moeten verminderen.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 24

In de grafiek van de vorige pagina zijn de blokjes X, Y en Z de verschillende nieuwbouwkosten voor typen woningen die voor 100% aan de ontwerpkosten van de NPR voldoen. De prijsverschillen zitten in de bouwtechniek en de afwerking, zonder de duurzaamheidselementen. Een Hout Skelet Bouw (HSB) woning heeft weinig massa en ondervindt daarom weinig aardbeving belastingen, is snel gebouwd en zal dus goedkoop zijn. Hetzelfde geldt voor een lichtgewicht Staal Skelet Bouw woning (SSB).

Houtskeletbouw (HSB)26 Staalskeletbouw (SSB) SSB met HSB invul structuur Voor een aantal gebouwen zoals monumenten zal base-Isolation de meest wenselijke optie zijn, omdat in deze optie minder aardbeving belastingen op het bovenstaande gebouw komen. Indien voor nieuwbouw base-Isolation wordt toegepast zal het nieuwe gebouw ook minder versterkt hoeven te worden en zullen de bouwkosten lager uitvallen dan voor nieuwbouw zonder base-Isolation. Het toepassen van base-Isolation in nieuwbouw is aanzienlijk eenvoudiger dan voor bestaande bouw. Bij de bestaande bouw moeten eerst de mogelijke funderingsproblemen worden opgelost zodat het gebouw niet alsnog gaat zetten ten gevolge van de aardbeving trillingen. Deze opties moeten in de kosten-, voordelen- en nadelenstudies worden meegenomen. De provinciale aanpak van de gevolgen van de aardbeving hebben verschillende stromen aan activiteiten tot gevolg, waaronder de volgende groepen te onderscheiden zijn. ➢ Schademelding, inspectie, muurherstel (met of zonder versterking)27 en arbitrage gevallen. ➢ Uitbreiding van onderzoek naar de diepe ondergrond naar gedragingen en effecten exploitatie. ➢ Onderzoek naar de bovenste 30 meter van de grondlagen in de provincie en hun invloed op de PGAg. ➢ Uitbreiding onderzoek naar kwaliteit van gebouwen en materialen in de regio. ➢ SORG inspecties met aanvullende UVO en maatregelen ter voorkoming van HRGE. ➢ UVO inspecties met planmatige aanpak van rijtjeswoningen, meestal met woningcorporaties. ➢ UVO inspecties van openbare gebouwen zoals scholen en ziekenhuizen met planning ingrepen. ➢ Planmatige aanpak van provinciale water en riolering infrastructuur. ➢ UVO inspecties van industrieën, inclusief boerderijen en planning van ingrepen. ➢ UVO inspecties en overleg omtrent monumentale gebouwen en planning van ingrepen. ➢ Testen en ontwikkelen van versterkingsmethoden die geschikt zijn voor de Nederlandse bouw. ➢ Ontwikkelen van trainingsmateriaal en on-the-job trainen van vaklieden en uitvoerders. ➢ Calibreren van de rekenmethoden voor de berekening van Groningse woningbouw. ➢ Training in rekenmethoden, seismische versterking en bouwmethoden in de regio. ➢ Aanpassing van de NPR normstelling met meer realistische waarden, gebaseerd op exploitatie.

26 Foto: http://www.petermueller.be/houtbouw/houten-huizen/houtskeletbouw/ andere foto’s van het internet. 27 In de beginperiode van het muurherstel werd er nauwelijks seismische versterking aangebracht of de funderingen onder de gebouwen verbeterd. Het resultaat was dat er elke keer weer nieuwe scheuren ontstaan en muurherstel nodig was.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 25

4.9 Volgorde van aanpak seismisch versterken Overeenkomstig de zeven probleempunten van de Nederlandse woningbouw (pagina 18-19) moeten de gebouwen worden geanalyseerd en de versterkingsmethoden worden toegepast.28 Niveau 0. Stutten. Naar aanleiding van een schademelding, SORG of UVO, het plaatsen van stutten en het nemen van andere tijdelijke maatregels om verdere schade of ongelukken te voorkomen. Het kan zijn dat de gemelde schade niet het resultaat is van aardbevingen, maar dat er andere oorzaken aan ten grondslag liggen. Omdat alle resultaten van een UVO niet direct beschikbaar zijn, zoals een diepte sondering of grond onderzoek, is het veiliger om tijdelijke maatregels te nemen en dan verder te onderzoeken. Ook het uit tijdelijk de woning plaatsen van de bewoner kan hieronder vallen, of het onbewoonbaar verklaren van het gebouw (door de gemeente). Niveau I. Gevaar vermindering van HRGE. Op basis van een SORG kunnen HRGE worden geïdentificeerd die bij aardbeving van een gebouw kunnen vallen of in de publieke ruimte. In de provincie Groningen zijn dit in eerste instantie de hoge gemetselde schoorstenen op de zijkanten van de daken of in de nok. Hoe hoger de elementen zich bevinden, hoe meer risico. Bij de meeste woningen kunnen gemetselde schoorstenen vervangen worden door lichte geïsoleerde RVS pijpen. Dit is tegelijkertijd een vermindering van massa. Niveau II. Massa verminderen. De massa van een gebouw is direct evenredig aan de kracht van een aardbeving. Door het verminderen van de massa zal de gebouwbelasting verminderen, waarmee de relatieve sterkte van een gebouw wordt vergroot. Een goed voorbeeld is het vervangen van de gemetselde topgevel door een lichtgewicht constructie zoals hout of kunststof panelen. Omdat door een te flexibele kapconstructie de zware en stijve bakstenen topgevel snel beschadigt, zal een lichtere en flexibele topgevel constructie geen schade meer opleveren. Bovendien wordt de belasting via de gevel op de fundering hierdoor verminderd. Niveau III. Gebouw onregelmatigheden opheffen. Gebouw onregelmatigheden in vorm en stijfheid, zoals vermeld in de Eurocode 8 en de NPR, veroorzaken extra belastingen in een gebouw ten opzichte van compacte en regelmatige gebouwen met een uniforme stijfheid. De doorzonwoning met ‘zachte’ begane grond etage is veruit de belangrijkste onregelmatige gebouwsoort in de provincie. Daarna komen de oude woningen met veel aanbouwen. Bij lange aanbouwen is het dilateren van bouwdelen een van de belangrijkste maatregels. Foto: de verschillen in bouwstijl en massa zijn bij een kop-hals-staart boerderij zo groot dat hier altijd van dilateren sprake moet zijn.

28 Deze zijn afwijkend van de Amerikaanse methode van de FEMA 154 en ASCE 41-13 en de afgeleide Arup levels 1-7.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 26

Niveau IV. Funderingen verbeteren. De verticale amplitude van de aardbevingen in Groningen is in het epicentrum minstens even groot als de horizontale. Bij funderingen die op de vaste bovengrond zijn gebouwd kan hierdoor zetting plaatsvinden. Bij oude in baksteen gemetselde bouwen waarin al scheuren aanwezig zijn, kunnen deze door de kleine en grote trillingen van aardbevingen groter worden. Het versterken van het bovenliggende gebouw heeft zonder het verbeteren van de fundering weinig zin, omdat bij nieuwe trillingen de zettingen zich verder zullen ontwikkelen. Verbreding van de fundering, een platform fundering onder het hele gebouw, injecteren en verdichten van de grond onder de fundering en/of een palenfundering zijn enkele van de opties. Bij base-Isolation moet ook de fundering voldoende draagkracht hebben. Bij een horizontale aardbeving belasting op een voldoende sterk gebouw zal aan de lijzijde de druk op de fundering toenemen ten gevolge van het kantel effect. In de situatie dat er palen onder het gebouw staan, zullen de buitenste palen extra belasting ondervinden (computer analyse tekening Arcadis). Indien de buitenste funderingen, langs de voor- en achtergevels slechts een cm wordt ingedrukt zal het gebouw verticaal vanuit de top gaan splijten, met een scheur van een cm. Te beginnen in de rode zone. Niveau V. Draagmuren versterken en de daaraan verbonden vloerdiafragma’s. Van kleine woningen zijn het hoofdzakelijk de gevels met de raam- en deuropeningen die de sterkte van het gebouw bepalen. Dit is de situatie bij de grootse categorie woningen in de provincie Groningen zoals de rijtjeswoningen en de doorzonwoningen. Bij vrijstaande woningen zijn de halfsteens binnen (draag)muren zwakke elementen; vloeren zijn hier vaak in opgelegd. Door alle muren in twee loodrecht op elkaar staande horizontale richtingen aan de vloerdiafragma’s te verbinden, worden de krachten loodrecht op deze muren overgedragen naar het vlak van de zijmuren. Dit werkt alleen indien: A. De vloer en dak diafragma’s (vloer- en dak-schijven)

voldoende stijf zijn en niet vervormen. B. De verbindingen tussen de vloerschijven en de muren

voldoende sterk zijn, en de muren vasthouden; C. De muren met openingen voldoende sterk zijn om

krachten van en naar de fundering te brengen. Verdikking is vaak noodzakelijk.

De tekening geeft de vervorming van muren weer bij belasting loodrecht op het vlak van de muur. Bij belasting in het vlak van een dunne muur kan deze knikken, wat tot instorting leidt. De drie sub-versterkingen A, B en C kunnen technisch afzonderlijk ontwikkeld worden, maar moeten integraal in het gebouw worden toegepast (holistisch). Bijvoorbeeld, het maken van een goede vloer-muur verbinding, zonder dat vervolgens de muur de krachten kan opnemen is niet zinvol.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 27

Niveau VI. Portalen of muren inbouwen of om het gebouw zetten. In een aantal gevallen is het niet mogelijk om de muren te versterken, zoals in de situatie van doorzonwoningen die in een richting geen binnen- of buitenmuren hebben. In deze situaties moeten er sterke portalen in of buiten het gebouw worden gemaakt waaraan de vloerdiafragma’s verbonden worden. o Portalen vanuit de (nieuwe) fundering rondom de entree of ramen, en twee etages hoog. Het toevoegen van

extra woonruimte bij de entree is hierbij mogelijk. Zie schets beneden. o Portalen in het centrum van het gebouw vanaf de fundering tot aan de bovenste etage. Schets o Versterkte gebouwuitbreidingen aan beide uit einden van het hele gebouw en verbonden aan de

vloerdiafragma’s. Dit kan bijvoorbeeld in combinatie met een trappenhuis, lift of uitbouw. Schets o Dichtzetten en versterken van verticale zones in het gebouw, met functieverandering. o Nieuwe gevels buitenom het gebouw die aan de vloerdiafragma’s zijn verbonden. Dit is een goede optie

wanneer er ook isolatie aan de buitenkant wordt toegepast en er extra ruimte nodig is.

Schetsen van bovenstaande opties. Bij verschillende soorten funderingen (op staal en palen) zijn deze opties niet mogelijk.

Niveau VII. Base-isolation realiseren. Deze optie wordt al snel mogelijk indien de voorgaande opties te duur zijn of niet mogelijk zoals bij gebouwen die een monumentale status hebben en van buiten niet veranderd mogen worden. Dit zijn meestal oude gebouwen die ‘op staal’ zijn gebouwd. Eerst zal de oude fundering geheel versterkt moeten worden, inclusief het vloerdiafragma van de begane grond (en kelder of de kelder verwijderen). Dit kan door de fundering zelf te versterken zoals het omstorten van een gewapend beton balk. Onder het hele gebouw moet dan een plaatfundering worden aangelegd, waarop de versterkte oude fundering of een nieuwe balken structuur komt, met het gehele gebouw erboven. Aanvullend zullen dan ook vaak verschillende inpandige versterkingen nodig zijn om de resterende PGAg waarde te kunnen weerstaan. Internet afbeelding (Gert van Hofslot, september 2015) van de voorgestelde staalconstructie en bak onder de pelmolen Zeldenrust in Westerwijtwerd die op rubberen schokdempers wordt gezet.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 28

Het aanbrengen van base-isolation onder bestaande gebouwen is een uitgebreide en meestal kostbare aangelegenheid die eigenlijk alleen bij monumenten wordt toegepast. De hierin gereproduceerde foto’s van een base-isolation constructie onder de monumentale boerderij Maarlandhoeve te Uithuizen29 geven een indruk van de werkzaamheden. De complexiteit is ook afhankelijk van de bestaande fundering, en de onder het gebouw liggende kelders. Bij nieuwe constructies is het aanbrengen van base-isolation veel minder kostbaar. Met de vrij lichte aardbevingen die zich in de provincie Groningen zich voordoen, kan ook wat sterker gebouwd worden.

Links: Boerderij voor de ingreep wordt losgekoppeld van de grote schuur. Type rubber schijven base-isolation. Midden: Een stalen frame wordt onder de fundering bevestig en opgevijzeld, steunend op schroefpalen. Rechts: Rondom de schroefpalen wordt een doorlopende plaatfundering aangelegd waarop de nieuwe ondersteuningsconstructie wordt geplaats met de base-isolation elementen. Daarna gebouw laten zakken. De afbeeldingen rechts zijn van een grote boerderij en rijksmonument Gaykemaheerd te Usquert30, en Pendulum base-isolation. Hier bevond zich een kelder onder het gebouw, het hoofdgebouw moest 10 cm losgekoppeld worden van de grote schuur en moesten de raamopeningen tijdelijk versterkt worden. Niveau VIII. Slopen en nieuwbouw. Na het bestuderen van de verschillende opties van niveau I t/m VII en de kostenberekeningen van de versterkingsopties kan worden bepaald of het gebouw versterkt kan worden, base-Isolation kan krijgen met marginale versterking, of een andere functie kan krijgen met een lagere CC-klasse, of dat het gesloopt moet worden omdat de versterkingskosten tezamen met de verduurzamingskosten en andere kosten zoals de tijdelijke voorzieningen aanzienlijk meer bedragen dan de economische waarde. Bij een functieverandering van een schoolgebouw (CC3 met belangrijkheidsfactor ϒ1 = 1,6 voor versterken) naar een opslagruimte voor goederen (CC1A met belangrijkheidsfactor ϒ1 = 0,8), wordt de vereiste sterkte gehalveerd, en is seismisch versterken misschien niet nodig. De beslissing voor slopen of nieuwbouw hangt vooral af van het totale kostenaspect en of het gebouw al dan niet een monumentenstatus heeft.

29 Op internet gepubliceerde foto’s van het Centrum Veilig Wonen die door de lokale nieuwsbladen werden gereproduceerd. 30 Foto’s van Bouwgroep Dijkstra Draaisma, Antea Group, Walinco en Adema Architecten.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 29

4.10 Uitvoering van de seismische versterking Naarmate er meer projecten worden uitgevoerd zal er meer gedetailleerde kennis ontstaan betreffende de kosten van de verschillende methodes van seismisch versterken. Op basis van deze kennis, én meer kennis over de bouwkundige sterkte eigenschappen van elke gebouwtypologie, kan per aardbevingszone en gebouwtype worden geschat wat de kosten zullen zijn van seismisch versterken. Door het uitvoeren van een SORG kunnen de verschillende gebouwtypologieën worden vastgesteld. Bij niet standaard gebouwen, zoals vrijstaande woningen en oude gebouwen van voor 1930 kan een uitgebreid gebouw onderzoek noodzakelijk zijn om de plattegrond, funderingen, muursterktes en verbindingen in kaart te brengen. Bij gebouwen die dateren van vóór 1900 moeten vaak nieuwe bouwtekeningen worden gemaakt op basis van de huidige constructie, en de gebruikte bouwmaterialen en verbindingen op sterkte getest. De volgende fasering is een mogelijkheid voor de uitvoering (naar Arcadis): Fase 1. Onderzoek 1.1 Snelle analyse op basis van de Gemeentelijke Basis Administratie (GBA) van gebouwen. Een voorbeeld is

het verzamelen van gegevens betreffende bepaalde types woningen en hun bouwjaar en het aantal etages, met of zonder betonnen vloeren en de lokale grondsoorten.

1.2 SORG analyse vanuit het epicentrum. Op basis van deze snelle analyse kan worden bepaald of er sprake is van hoog-risico gebouw elementen (HRGE) die verder bestudeerd moeten worden of dat onmiddellijk dat risico moet worden opgeheven (bijvoorbeeld zware schoorstenen op houten spanten). Tevens wordt dan bepaald of het seismisch versterken van een gebouw wellicht nodig is.

1.3 Het uitvoeren van een UVO van gebouwen die als mogelijk risico werden geïdentificeerd, inclusief het opvragen of maken van gebouwtekeningen en het blootleggen van delen van de binnen en buiten funderingen. Afhankelijk van de complexiteit van de constructie worden ook enigszins destructieve onderzoeken gedaan zoals het openmaken van constructies en het uittesten van verbindingen.

1.4 Het maken van de berekeningen op basis van de beschikbare informatie. Verschillende rekenmethoden kunnen worden toegepast, afhankelijk van de noodzaak van precisie.

1.5 Indien versterken nodig is: in welke maand of jaar deze activiteit kan worden ingepland? Door de reeds verlaagde gasproductie kan de versterkingsactiviteit tot enkele jaren worden uitgesteld. Slechts gebouwen die een verhoogd risico hebben worden eerst uitgevoerd.

1.6 Het maken van plaatselijke sonderingen. Bij voortgang van de uitvoering in dezelfde locatie zullen steeds minder extra sonderingen nodig zijn. Op basis van de combinatie van de resultaten uit de UVO en de sonderingen kan worden bepaald of alleen seismisch versterken van de bovenstaande constructie mogelijk is, of de fundering moet worden aangepakt, of dat base-Isolation een optie is.

1.7 Kostenraming van de verschillende maatregelen en eventuele tijdelijke verhuizing van de bewoners. Na het afronden van meerdere uitvoeringen kunnen misschien standaardprijzen worden vastgesteld van de soorten ingrepen per gebouw typologie en per aardbevingszone.

Fase 2. Voorontwerp. 2.1 Er dient een inschatting gemaakt te worden over het verschil in totaal kosten tussen het af-en-toe

uitvoeren van muurherstel na een nieuwe aardbeving, of seismisch versterken. Ook na het seismisch versterken kunnen er zware scheuren optreden bij de maximale aardbeving zoals in de norm NPR 2015 (PGAg 0,36) wordt aangegeven. Bij de huidige blijvende en periodiek vermindering van de aardgas exploitatie zullen de schokken onder de PGAg 0,15 tot <0,2 blijven. Bij een seismische versterking voor de PGAg 0,36 zullen er dan slechts kleine scheuren kunnen optreden, of zelfs geen schade.

Document voor Informatie en Lering omtrent Aardbevingsbestendig Bouwen en Versterken Februari 2018 Door: Sjoerd Nienhuys, bouwkundig - seismisch ingenieur. www.nienhuys.info

4. Seismisch Versterken, van Provincie tot Woning –V8 Page 30

2.2 Presentatie van de bevindingen aan Bouw en Woning Toezicht (BoWoTo) en eventueel monumentenzorg om mogelijke toekomstige conflicten te voorkomen.

2.3 Presentatie van het ontwerp opties voor seismisch versterken en de overwogen alternatieven aan de financieringsorganisatie (vroeger de NAM). Omdat de besluitvorming over de aanpak nu direct bij de overheid ligt hoeft de gebouweigenaar niet meer met de NAM te onderhandelen.

2.4 Het voorontwerp wordt aan de gebouweigenaar gepresenteerd, inclusief de mogelijke consequenties die met de uitvoering te maken hebben. Deze houden over het algemeen tijdelijke huisvesting elders in, want anders is het extra moeilijk en kostbaar om de uitvoering te realiseren.

2.5 De gebouweigenaar heeft in deze fase bedenktijd. Dit zal tijd vergen indien elementen zijn opgenomen van gebouwaanpassingen als resultaat van een gevonden gebreken in het gebouw, de noodzaak van verduurzamen met thermische isolatie en aangepaste verwarming systemen, en eventuele aanpassingen aan sanitair, trappenhuizen en indeling.

Fase 3. Definitief bouwontwerp. 3.1 Vaststellen van de te volgen procedures samen met de gemeentelijke instellingen en monumentenzorg.

Planning voor het afsluiten of omleiding van wegen ter bevordering van minder storing van de bouw door publiek verkeer. Hoe groter het aantal woningen dat tegelijkertijd wordt aangepakt, hoe belangrijker het bouwtransport zal zijn.

3.2 Bij aanbouw of uitbreiding van rijtjeswoningen kan het nodig zijn dat de rooilijnen moeten worden aangepast, en daarmee ook het bestemmingsplan. Rijtjeswoningen zijn meestal eigendom van woningcorporaties die de verbeterde woningen weer willen verhuren tegen aangepaste tarieven. Dit laatste kan betekenen dat een aantal bewoners definitief verhuisd naar een andere regio.

3.3 Overleg over het definitieve ontwerp. Hierbij kunnen speciale wensen van de gebouweigenaar een rol spelen. Bij aanpassingen van huurwoningen kan zowel de gebouweigenaar als de bewoner een rol spelen. Bij en beeldbepalend gebouw zal de gevelafwerking meespelen (schoonheidscommissie).

3.4 Onderzoek en analyse. Aan de hand van de speciale eisen aan het definitief ontwerp en de onderhandelingen met de eigenaar kan aanvullend onderzoek nodig zijn.

3.5 Technisch, bouwkundig ontwerp. Inclusief dilataties, gebouwvorm aanpassingen en isolatie. 3.6 Technisch, constructief ontwerp. Inclusief de berekeningen van stijfheid en sterkte. 3.7 Technisch, installatie ontwerp. Inclusief de duurzaamheidaspecten. 3.8 Prijsvorming en Standaard Bestek Uitvoering (STABU) begroting. De te gebruiken materialen, specificaties,

verwerkingsmethoden en garantievoorwaarden. De prijsvorming via elementenbegroting. 3.9 Verkrijgen van een bouw- of verbouwvergunning van BoWoTo indien er structurele aanpassingen in het

gebouw zijn; sloop vergunning en eventueel een omgevingsvergunning (overwerk, lawaai). 3.10 Aanbesteding. Deze kan verschillende vormen hebben, afhankelijk van het ontwerp, en of er speciale

materialen en/of patenten van toepassing zijn zoals voor base-isolation. Fase 4. Uitvoering. 4.1 Project en werkvoorbereiding. Inclusief het tijdelijk huisvesten van de bewoner indien nodig. 4.2 Uitvoering van het werk met hoofdaannemer en eventueel onderaannemers. 4.3 Projectmanagement met kwaliteitscontrole en oplevering. Bezoekers en externe communicatie. 4.4 Project evaluatie en eventuele nazorg. Het bijwerken van de elementen begroting, standaard ontwerpen

en werkprocedures die door de aannemer(s) zijn toegepast.

*************