Bezwijken is bij constructies in de bouw het verliezen van het draagvermogen, het falen van de draagkracht, het overschrijden van de uiterste grenstoestand (UGT), het instorten van (een deel van) een constructie.
Elk materiaal of bouwdeel kan in een bepaalde vorm een bepaalde maximale belasting aan waarin het (zonder te vervormen) weer terugkeert als de belasting wordt opgeheven. Die maximale belasting is de uiterste grenstoestand.
Bij overschrijden van die uiterste grenstoestand bezwijkt dat onderdeel van de bouwconstructie, waardoor een deel van het bouwwerk draagvermogen verliest en de constructie kan instorten of in ieder geval onveilig is geworden.
Bezwijken kan onder meer het gevolg zijn van (een combinatie van):
- fouten in ontwerp of uitvoering (te weinig sterkte, stijfheid, stabiliteit)
- het materiaal zelf (onvoldoende afmetingen, corrosie, metaalmoeheid, knik, kip, scheurvorming, slijtage)
- onvoldoende constructieve samenhang (ondersteuningen, koppelingen tussen bouwdelen, spatkrachten bij een dak)
- onvoldoende rekening houden met de omgeving (extra belasting van sneeuw, wind, water, trillingen)
- brand (bijvoorbeeld staal wordt "weker", hout verbrandt, beton spat kapot)
- onjuiste aanpassingen / verbouwingen.
"Constructieve veiligheid speelt met name tijdens de ruwbouwfase. Maar tijdens de afbouwfase moeten alle voorzieningen ook constructief veilig worden uitgevoerd. Bouwkundige gevels, traphekken, leuningen, balkons, doorvalbeveiligingen en dergelijke moeten ook voldoen aan constructieve veiligheidseisen (...)" (Kennisportaal Constructieve Veiligheid KPCV)
Waardoor storten er toch nog steeds delen van gebouwen in en is het belangrijk te weten in welke situaties een constructie kan bezwijken?
Het is belangrijk welke oorzaken er zijn bij het instorten van delen van een gebouw en welke onderdelen in het verdomhoekje staan als er bezuinigd moet worden op het ontwerp en vooral de uitvoering van een bouwwerk.
Een aantal oorzaken van het bezwijken van een constructie:
- Opdrachtgevers willen dat het goedkoop is.
Door de steeds economischer (lees: goedkoper) eisen van opdrachtgevers worden bij het berekenen de specificaties zó opgesteld dat nog nét voldaan wordt aan de minimale eisen. Gevolg is dat er al snel iets bezwijkt (dak, balkon o.d.) als er even iets niet helemaal correct is ontworpen of uitgevoerd.
Vooral bij bedrijfsgebouwen speelt dat (minder kolommen, minder dik staal), maar het probleem is overal.
- De regelgeving blijkt toch onvolledig.
De regels hebben vaak ook erosie ondervonden van de economische kaasschaaf. Bijvoorbeeld bij de regel dat een dak 70 kg per m2 moet kunnen dragen, betekent eigenlijk dat er geen mens op het dak kan staan of dat een ophoping van sneeuw of ijs-geworden-sneeuw voor het bezwijken (instorten) van het dak zorgt. Welke ontwerper houdt er rekening mee dat ijs in de hemelwaterafvoer (regenpijp) de afvoer van gesmolten sneeuw blokkeert waardoor bij nieuwe sneeuw en regen het dak steeds verder belast wordt?
- Architecten en aannemers, voor een deel onkunde en onwil.
Architecten hebben vaak niet voldoende bouwkundige kennis om de gevolgen van hun ontwerp te overzien.
In de bouw zijn nog steeds veel aannemers gewend de eisen uit het ontwerp naar beneden aan te passen, vooral als het bouwdeel niet zichtbaar is. Voor een goede hemelwaterafvoer van het dak moet bijvoorbeeld het afschot minimaal 5 graden zijn, maar welke aannemer houdt zich daar aan?
- Gezond verstand is zoek.
Door verregaande digitalisering en programmering bij de berekeningen in de bouwwereld lijkt het alsof het gezonde verstand verdwenen is: "men" vaart blind op de eindresultaten van de berekeningen, zonder zelf na te denken. Denk bijvoorbeeld aan het gebruik van brandgevaarlijke materialen (zeer veel doden vielen bij de branden met isolatiemateriaal in de gevel de Grenfell Tower flat in Londen, plafond kelderbar in Crans-Montana Zwitserland, plafond van 't Hemeltje in Volendam), het instorten van parkeergarages bij bollenvloeren die geen of volstrekt onvoldoende koppelwapening werd toegepast (tijdens bouw parkeergarage Eindhoven Airport) of waarbij de ophanging / bevestiging van de hellingbanen bezweek (een tijd na de bouw, parkeergarage Ziekenhuis Nieuwegein).
- Controle ontbreekt?
Wordt er nog wel eens iets nagerekend? In opa's tijd bestond er een soort "collegiale toetsing" en als klap op de vuurpijl bekeek de "man van de gemeente" de berekeningen en gaf hierop commentaar.
- Steeds meer nadruk op software.
Door veel bijkomende kosten van toegevoegde, noodzakelijke software / firmware ligt de nadruk niet meer uitsluitend op de bouwconstructie zelf maar op het samenspel van software en materiaal. Vooral bij tunnels en bruggen wordt er zoveel geëist van de software dat het werkelijke testen (aan het einde van het bouwtraject) enorm veel tijd en geld kost. Ondanks die zogenaamde gedegen tests zijn er zeer vaak storingen, soms jarenlang.
- We wennen snel aan een bepaalde situatie.
Bijvoorbeeld nauwelijks meer sneeuw op een plat dak, waardoor de eis van een werkelijk degelijke dakconstructie "vergeten" wordt.
- Gevolgklasse speelt een rol.
De gevolgklasse geeft aan wat de gevolgen zijn bezien vanuit menselijk standpunt. Het bezwijken van een tuinbouwkas is minder ernstig dan van een hoge woontoren. Daarmee wordt bij de constructieve veiligheid rekenign mee gehouden. Begrijpelijk, maar bedenk wel dat er grenzen zijn.
- De beoogde levensduur van een gebouw.
De beoogde levensduur weegt in het algemeen toch mee in de constructieve veiligheid. Zeer discutabel. De kans op bezwijken is kleiner maar die kans blijft wel degelijk aanwezig.
- Innovaties vereist maar gevolgen onbekend.
Door de vele innovaties in de bouwwereld komen de werkelijke gevolgen ervan pas na vele jaren aan het licht. Vaak worden innovaties geëist door opdrachtgevers omdat het bouwwerk daardoor goedkoper of interessanter wordt.
Oplossingen tegen bezwijken
- De eenvoudigste manier om het instorten van gebouwen te vermijden is te letten op de adviezen en fouten genoemd in bovenstaande punten.
- Grasduin op Kennisportaal Constructieve Veiligheid KPCV.
- Wellicht biedt de Wet kwaliteitsborging voor het bouwen (Wkb) ooit voldoende zekerheid tegen het bezwijken van bouwwerken.
- Andere eenvoudige manieren om het bezwijken van de constructie (iets) te verkleinen zijn onder meer:
Tweede draagweg.
"Een tweede draagweg is een constructieve ontwerpmaatregel die instorting voorkomt in geval van een calamiteit."
Om meer zekerheid te hebben dat een bouwwerk als geheel niet bezwijkt, is het zinvol te voorzien in een tweede draagweg.
Overdimensionering.
In het verleden werden belangrijke onderdelen van een gebouw overgedimensioneerd, dat wil zeggen groter / zwaarder uitgevoerd waardoor er minder kans is dat het gebouw of een deel ervan bezwijkt.
een deels ingestort dak (kiwa bda dak- en geveladvies):
Met dank aan o.m. Bouwwereld, Rob Nijsse (TU Delft).
Zie ook brandwerendheid, brandcompartiment, dijkbewaking, faalkosten, gevolgklasse, grenstoestand, knik, kwel, noodafvoer, oplegging, piping, spatten (spatkrachten), stabiliteit, sterkte, stijfheid, afschuiven.
