Leeswijzer achtergronden NPR 9998:2020

Achtergrondrapporten, rekenvoorbeelden en aanvullende rapportages behorende bij NPR 9998:2020

Foto: Kees van der Veen

Januari 2021

Leeswijzer achtergronden NPR 9998:2020

Inhoudsopgave

1 Inleiding ..................................................................................................................... 1

2 Verschillende typen documenten ..................................................................... 2

3 Omschrijving van de inhoud van de modules en onderwerpen ............ 3 3.1 Module 1 - Uit het vlak gedrag wanden ...................................................................... 3 3.2 Module 2 – Versterkingsmaatregelen, beoordelingscriteria ............................. 4 3.3 Module 3 - Harmonisatie NLPO berekeningsmethodes ....................................... 5 3.4 Module 4 – Vergelijking NPR - HRA ............................................................................. 5 3.5 Module 5 - Funderingen .................................................................................................... 6 3.6 Module 6 - Detaillering nieuwbouw ............................................................................. 6 3.7 Module 7 - Webtool ............................................................................................................. 7 3.8 Module 8 – Algemeen onderhoud ................................................................................. 7

Leeswijzer achtergronden NPR 9998:2020

1

1 Inleiding

In 2020 is door de NEN Werkgroep Aardbevingen en een aantal onderliggende taakgroepen gewerkt aan een aantal onderwerpen binnen de NPR of gerelateerd aan de NPR die nog uitwerking behoefden t.o.v. de versie uit 2018. Dit heeft resultaten opgeleverd die verwerkt zijn in NPR 9998:2020 als ook in achterliggende of aanvullende documenten.

NPR 9998 “Beoordeling van de constructieve veiligheid van een gebouw bij nieuwbouw, verbouw en afkeuren - Geïnduceerde aardbevingen - Grondslagen, belastingen en weerstanden” is eind 2020 in herziene vorm door NEN gepubliceerd. Tegelijkertijd zijn een aantal aanvullende documenten geplaatst op de website van NEN: Aardbevingsbestendig bouwen.

Er is gekozen voor aanvullende documenten, omdat niet alle resultaten bedoeld of geschikt waren om in NPR 9998:2020 op te nemen. Deze informatie is waardevol bij gebruik van de NPR of om meer begrip te krijgen voor de achtergronden van de ontwerpregels in de herziene NPR.

De onderwerpen waren ondergebracht in modules, waar door de verschillende taakgroepen en de werkgroep aan is gewerkt.

Taakgroep 1 ‘Berekeningsmethoden’: Module 1 - Uit het vlak gedrag wanden

Module 2 – Versterkingsmaatregelen, beoordelingscriteria

Module 3 - Harmonisatie NLPO berekeningsmethoden

Taakgroep 8 ‘Vergelijking NPR-HRA’: Module 4 - Vergelijking HRA en NPR

Taakgroep 2 ‘Funderingen’: Module 5 - Funderingen

Taakgroep 9 ‘Nieuwbouw’: Module 6 - Detailleringsregels voor nieuwbouw

Taakgroep 6 ‘Seismische krachten’: Module 7 - Update webtool seismische belastingen

Werkgroep Aardbevingen: Module 8 - Algemene aanpassingen

Leeswijzer achtergronden NPR 9998:2020

2

2 Verschillende typen documenten

Er zijn, naast de NPR zelf, verschillende soorten documenten:

— Deze leeswijzer, opgesteld door NEN.

— Inhoudelijke documenten, opgesteld door de leden van de taakgroepen, te downloaden van de website van NEN:

— Achtergronddocumenten: Hoe zijn de wijzigingen in de NPR tot stand gekomen?

— Voorbeeldberekeningen: Hoe kan men de NPR toepassen?

— Aanvullende documenten: Aanvullende informatie die niet past in het NPR format.

— Berekeningen en gedetailleerde beschouwingen waar in de bovengenoemde documenten naar verwezen wordt. Deze zijn op aanvraag beschikbaar.

— Literatuur waarnaar wordt verwezen vanuit de NPR 9998 in de bibliografie. Deze documenten zijn niet altijd vrij verkrijgbaar i.v.m. auteursrechten. Deze literatuur zal bij de betreffende uitgever opgevraagd c.q. aangekocht moeten worden.

Figuur 1 Structuur achtergronden bij NPR 9998:2020

Leeswijzer achtergronden NPR 9998:2020

3

3 Omschrijving van de inhoud van de modules en onderwerpen

3.1 Module 1 - Uit het vlak gedrag wanden

Het doel van deze module was de, in NPR 9998:2018 opgenomen, methodes voor het beoordelen van wanden uit het vlak nader te beschouwen en zo mogelijk aan te vullen met andere rekenmethodes en verbeteringen door te voeren op basis van virtueel en gedaan experimenteel onderzoek naar dit soort wanden.

In het Plan van Aanpak (PvA) van deze module waren een aantal onderwerpen geformuleerd:

— Two-way bending resistance of three- and four-side restrained walls: Weerstand uit het vlak van wanden die niet alleen horizontaal onder en boven gesteund zijn maar ook verticaal aan één of twee kanten;

— Definition of the secondary spectra: Het definiëren van secundaire / lokale spectra voor wanden op verdiepingen boven de begane grondvloer;

— Interaction between in-plane and out-of-plane behavior of the walls: Wanden worden veelal separaat getoetst op in het vlak en uit in het vlak belastingen maar beide belastingen komen tegelijk voor en daarom is een gecombineerde toets wenselijk;

— Calibration of NLKA for one-way bending walls against experimental shake table tests: De berekeningsmethode voor de alleen onder en boven gesteunde wanden kan worden gekalibreerd op bekende testresultaten van dit soort wanden.

Onderzoek naar de weerstand van de zogenaamde topgevels van woningen is, vanwege onvoldoende beschikbare capaciteit in tijd van de betrokken leden, niet in de definitieve versie van het PvA opgenomen.

Een eerste gedeelte van de resultaten is gepubliceerd in een apart wijzigingsblad voor bijlage H in augustus 2020, dat eind 2020 weer geïntegreerd is in de NPR zelf. Een tweede deel van de resultaten van de tweede helft van 2020 is direct opgenomen in de NPR.

De resultaten in de vorm van wijzigingen van bijlage H betreffen:

— Verduidelijking dat bij het beoordelen van bestaande gebouwen een gelaagde, stapsgewijze aanpak kan worden gebruikt -de zogenaamde tiered approach- met steeds meer geavanceerde beoordelingsmethoden;

— Voor de seismische weerstand een toevoeging voor het rekenen met drie- en vierzijdig gesteunde wanden;

— Voor de seismische belastingen een berekeningsmethode met een ‘algemeen spectrum’ (Tier 1) en een berekeningsmethode met een ‘gebouwspecifiek spectrum’ (Tier 2).

Leeswijzer achtergronden NPR 9998:2020

4

In de volgende documenten zijn de achtergronden en rekenvoorbeelden terug te vinden:

— Achtergronddocument bij Annex H_2way bending capacity of OOP walls (module 1)_2021-01.pdf;

— Achtergronddocument bij Annex H_Secondary spectra (module 1)_2021-01.pdf;

— Achtergronddocument bij Annex H_Tier2 Development (module 1, doc. 1)_2021-01.pdf;

— Achtergronddocument bij Annex H_Tier2 DAF sensitivity study (module 1, doc. 2)_2021-01.pdf;

— Achtergronddocument 3 bij Annex H_Tier2 Validation and conclusion (module 1, doc. 3)_2021-01.pdf;

— Voorbeeldberekening bij Annex H_barn building (module 1)_2021-01.pdf;

— Voorbeeldberekening bij Annex H_detached house (module 1)_2021-01.pdf;

— Voorbeeldberekening bij Annex H_terraced house (module 1)_2021-01.pdf;

— Voorbeeldberekening bij bijlage H_one-storey building (module 1)_2021-01.pdf.

3.2 Module 2 – Versterkingsmaatregelen, beoordelingscriteria

Het doel van deze module was aanvullende voorwaarden voor beoordelingscriteria van versterkte metselwerk wanden te bepalen, voor de in de NPR opgenomen methodes. Mogelijk zouden ook aanvullende rekenmethodes kunnen worden toegevoegd. Dit op basis van al uitgevoerde seismische assessments voor versterkingsmaatregelen en aanvullend virtueel en, al dan niet gedaan, experimenteel onderzoek naar wanden met versterkingsmaatregelen.

Het PvA van deze module voorzag in een eerste fase waarin een methode zou worden voorgesteld om voor versterkte metselwerk wanden tot aangepaste limieten en acceptatie criteria te komen, voor seismische assessments op zowel lokaal als gebouwniveau. Daarnaast een voorstel voor een cyclic loading protocol, belastingcyclus voor de wanden, specifiek voor Groningen, dat in de NPR opgenomen zou kunnen worden. Een tweede fase zou o.a. het toepassen van het cyclic loading protocol voor specifieke versterkingsmaatregelen betreffen en zo mogelijk het bepalen van aangepaste limieten in de NPR

Het resultaat van de eerste fase van deze module is een protocol voor belasten en beoordelen van versterkte constructies, met een eerste voorstel voor een nieuwe bijlage in de NPR. In de taakgroep is halverwege 2020 besloten deze bijlage niet verder uit te werken en niet op te nemen in de NPR 9998:2020. Vanwege de daarvoor, binnen de planning, te weinig beschikbare capaciteit bij de experts en de hogere prioritering van andere modules, is besloten de eerste fase af te ronden en geen tweede fase te starten.

Leeswijzer achtergronden NPR 9998:2020

5

3.3 Module 3 - Harmonisatie NLPO berekeningsmethodes

Het doel van deze module was om een betere correlatie te vinden tussen de verschillende niveaus van NLPO berekeningsmethodes en tussen NLPO en NLTH berekeningsmethodes. Dit zou de nauwkeurigheid kunnen verbeteren en het conservatisme kunnen verminderen bij het gebruik van relatief eenvoudiger analyses.

Gaande weg is toegevoegd dat het meer richting kunnen geven aan engineers in de keuze van de meest geschikte berekeningsmethode en hoe deze te gebruiken en interpreteren, eventueel in een gelaagde aanpak van eenvoudig naar meer geavanceerd, van grote waarde zou zijn.

Het PvA van deze module voorzag in een samenwerking en uitwisseling met het werk dat voor module 4 zou moeten worden gedaan. Voor een aantal gebouwtypen zijn berekeningen gemaakt conform alle in de NPR genoemde methoden. Daarin is o.a. een verfijnde en minder verfijnde schematisering aangegeven. De resultaten zijn, samen met die uit module 4, geanalyseerd en conclusies en aanbevelingen voor berekeningsmethoden per gebouwtype zijn bepaald. Behoudens de nieuwe analyses zijn door de experts ook resultaten uit eerder gedane externe onderzoeken ingebracht.

De resultaten van deze module zijn gevat in een rapportage -niet in de NPR zelf- met conclusies, aanwijzingen en aanbevelingen voor een juist gebruik en de interpretatie van de in de NPR beschreven berekeningsmethoden, al dan niet gerelateerd aan bepaalde gebouwtypen:

— Rapportage resultaten en toepassing verschillende berekeningsmethoden NPR 9998 (module 3)_2021-01.pdf.

3.4 Module 4 – Vergelijking NPR - HRA

Het primaire doel van deze module was het beantwoorden van de vraag waarom uit de analyses van het HRA Risk Model andere conclusies en resultaten volgen dan in de praktijk blijkt bij het beoordelen van gebouwen waarbij de NPR 9998 wordt gebruikt. Bij de HRA zijn er lagere aantallen en mogelijk ook andere adressen van te versterken gebouwen dan bij de NPR . Dit zou ook kansen kunnen bieden om de berekeningsmethoden van de NPR 9998 zelf aan te passen of het juiste gebruik daarvan aan te geven.

Het PvA van deze module voorzag in een eerste fase in het beschrijven van de oorzaken van de verschillen, met een overzicht van deze verschillende oorzaken en de impact daarvan. Daarin ook een aanduiding en prioritering welke oorzaken wel of geen verdere verklaring en uitwerking zouden behoeven. Daarin is ook afstemming gezocht met soortgelijke studies van het ACVG en SodM. Vervolgens zouden in meerdere fases de oorzaken van de verschillen voor meerdere gebouwtypen meer kwantitatief worden geanalyseerd en gerepresenteerd. Het PvA van deze module voorzag in een samenwerking en uitwisseling met het werk dat voor module 3 zou moeten worden gedaan.

Ook de resultaten van deze module zijn gevat in enkele aanvullende documenten -niet in de NPR zelf- met conclusies en aanbevelingen voor het gebruik en toepassen van de NPR, waarbij een verband is met de rapportages van module 3.

Leeswijzer achtergronden NPR 9998:2020

6

In de volgende documenten zijn de resultaten van gedane werkzaamheden, met conclusies en aanbevelingen, gegeven:

— Position paper Verklaring verschillen NPR-HRA_Resultaten en conclusies (module 4)_2021-01.pdf;

— Rapportage Vergelijking NPR-HRA resultaten en conclusies (module 4)_2021-01.pdf.

3.5 Module 5 - Funderingen

Het doel van deze module werd mede bepaald vanuit de resultaten van een in oktober 2019 bij CVW in Appingedam gehouden workshop en betrof de volgende onderwerpen:

— Algemene verbeteringen, met daarin o.a. een nadere duiding van het moeten toetsen aan NEN 8700, de aandacht voor laag en hoog seismisch gebied, onderscheid fundering op staal en op palen, nieuwbouw en bestaande bouw;

— Grondonderzoek, verweking en funderingen op staal, aanvullend op bovengenoemde punten met de focus op het benodigde grondonderzoek en hoe om te gaan met verweking;

— Paalfunderingen: een specifiek onderzoek naar de optredende faalmechanismen bij het toetsen van paalfunderingen, met als doel het ontwikkelen en beschrijven van een methode voor het beoordelen en toetsen van paalfunderingen. Mogelijk met verschillende niveaus van het toetsen o.a. afhankelijk van het type gebouw, de locatie en de interactie tussen de fundering en het opgaande gebouw.

Het resultaat van deze module is een aantal wijzigingen in NPR 9998:2020 als ook een achtergronddocument met aanvullende informatie en nadere duiding. De taakgroep vond de onderbouwing van de ontwikkelde methode voor het beoordelen van paalfunderingen nog niet voldoende en breed genoeg om deze in de NPR op te nemen. Deze door de taakgroep wel waardevolle geachte methode is wel in het achtergronddocument opgenomen en kan worden gebruikt voor bepaalde gebouwtypologieën.

In het volgend document zijn achtergronden en de methode voor de paalfunderingen beschreven:

— Achtergronddocument bij H3 en H10_Funderingen van NPR 9998:2020 (module 5)_2021-01.pdf.

3.6 Module 6 - Detaillering nieuwbouw

Het doel van deze module was een bijlage op te stellen die specifiek bedoeld is voor het ontwerpen van constructies bij nieuwbouw. Daarin een overzichtelijke samenvatting van de geldende regels en grenswaarden voor de constructeur met ook aanwijzingen hoe aardbevingsbestendige constructies in Noordoost Nederland op een economische wijze kunnen worden ontworpen, zodat gebruik kan worden gemaakt van in Nederland gebruikelijke bouwwijzen én de schade aan gebouwen bij relatief lichte bevingen beperkt blijft.

Leeswijzer achtergronden NPR 9998:2020

7

Het resultaat van deze module is een aantal tekstuele aanpassingen in de hoofdtekst van de NPR en een nieuwe bijlage L ‘Ontwerpen van nieuwbouw’.

In het volgende document zijn achtergronden van bijlage L hoofdstuk 11 beschreven:

— Achtergronddocument bij bijlage L_Nieuwbouw van NPR 9998:2020 (module 6)_2021-01.pdf.

3.7 Module 7 - Webtool

Het doel van deze module was een om de bij de NPR 9998 behorende webtool, waarmee per locatie en per tijdvak de seismische belastingen kunnen worden bepaald, up-to-date te maken. Het genomen besluit de gaswinning af te bouwen, de jaarlijks vast te stellen winningsplannen en de zich continu ontwikkelende technische inzichten voor wat betreft de grondopbouw etc. vroegen om een update van de webtool en de seismische belastingen. Aanvullend zijn tijdsignalen voor verschillende tijdvakken aangevuld.

Het resultaat van deze module is toegankelijk via de website van NEN: Webtool NPR 9998.

In de volgende achtergronddocumenten zijn de resultaten van gedane werkzaamheden, met conclusies en aanbevelingen, gegeven:

— Achtergronddocument NPR 9998 webtool (module 7)_2020-07_update_2021-01.pdf;

— Addendum achtergronddocument NPR 9998 webtool_liquefaction (module 7)_2020-07.pdf.

3.8 Module 8 – Algemeen onderhoud

Behoudens de werkzaamheden zoals omschreven in de PVA’s van module 1 t/m 7 zijn er vanuit het gebruik in de praktijk een aantal andere onderwerpen onder de aandacht gebracht bij de werkgroep en verder uitgewerkt. De in de NPR 9998:2020 doorgevoerde aanpassingen betreffen:

— een aanpassing van tabel 9.2;

— een aanpassing van G.5.3.2; de methode voor het beoordelen van de conditie van houten vloerschijven;

— diverse kleinere correcties en aanpassingen.