De weg naar een aardbevingsbestendig Groninger Forum

11 december 2015 10:36

Na het voelen van een lichte aardbeving in stad Groningen kwamen er vragen in de Gemeenteraad over de aardbevingsbestendigheid van het Groninger Forum. Onderzoek van BAM Advies & Engineering en partner ABT wees uit dat dit niet voldoende het geval was. De bouw werd stilgelegd, onderzoek is gedaan en een oplossing ontwikkeld. Nu wordt een herstart gemaakt. Hoe maak je een gebouw dat al in aanbouw is aardbevingsbestendig en wat betekenen die aardbevingen in Groningen nu eigenlijk? Mischa Falger en Mark Spanenburg van het BAM-kenniscentrum aardbevingen bij A&E blikken terug en vertellen met veel plezier over seismisch upgraden.

Drie jaar geleden is de bouw van het Forum gestart. Een multifunctioneel gebouw dat nabij de Grote Markt de functie krijgt van bibliotheek, filmzalen, museumzalen, horeca, parkeergarage en fietsenkelder. Bijna een jaar heeft de bouw stil gelegen. We hervatten nu de werkzaamheden door eerst te beginnen met slopen. De nieuwe opleverdatum wordt eind november 2018.

Statisch ontwerp

Mischa FalgerProjectleider Mischa Falger, legt uit: ‘Het Groninger Forum is een gebouw dat statisch is ontworpen. Ineens kwamen die aardbevingen als thema om de hoek. Alles wat je seismisch niet moet doen, hebben ze in het Forum wel gedaan. Richtlijnen voor seismisch goed ontwerpen zijn bijvoorbeeld regelmatige vormen, centrale positie voor trapopgangen en liften en het gebruik van lichte materialen. Op al deze punten zondigt het Forum. Het is daarom geen slecht gebouwontwerp. Er was simpelweg geen noodzaak om hier rekening mee te houden.’

Geen nieuw ontwerp

De Gemeente had als uitgangspunt dat zij het complete ontwerp in tact wilden houden, maar dat het bestaande ontwerp aardbevingsbestendig wordt. Zij wilde dat de reeds betrokken ingenieurs van ABT en BAM dit zou gaan realiseren. Opdracht was om zo snel mogelijk te kunnen doorpakken.

Versterkingsvarianten beoordelen

Mark Spanenburg‘Je kunt zo’n gebouw op allerlei manieren aardbevingsveilig maken. In de eerste maanden hebben we verschillende versterkingsvarianten op een rijtje gezet’, aldus Mark Spanenburg, Adviseur constructie. ‘Het makkelijkste zou zijn om alles te negeren en gewoon met een nieuw gebouw te beginnen. Maar dat was geen optie. Een variant was om de bovenbouw en onderbouw van elkaar los te knippen en er rubberen blokken tussen te plaatsen, zogenaamde “base isolation”. Deze zorgen ervoor dat aardbevingen vanuit de grond niet worden doorgegeven aan het gebouw daarboven. Deze optie had te grote impact op de kelderverdiepingen.

Een tweede variant was om de betonnen kernen in het gebouw te vervangen door een lichtere, stalen kern. Een lichte constructie ondervindt kleine krachten tijdens een beving. Dus als je op zoek bent naar een reductie van je krachten, ligt het voor de hand om je constructie lichter te maken. Staal is bovendien heel flexibel is en beweegt gemakkelijker mee met de aardbeving. Beton is veel stijver dan staal, dus wij dachten het mes snijdt aan twee kanten; lichter en flexibeler. Hiervoor zou in het ontwerp zo ontzettend veel overhoop gehaald worden, dat het niet haalbaar was.’

Sterker en zwaarder

‘Uiteindelijk hebben we besloten om geen grote wijzigingen door te voeren in de constructie. Beton blijft beton, staal blijft staal en de kernen blijven waar ze zijn. De manieren waarop het gebouw aan elkaar verbonden is, blijft ook gelijk. We versterken de plekken waar de krachten te groot zijn voor de huidige constructie. Dit heeft geresulteerd in het dichtzetten van een aantal openingen in de betonnen wanden. In het Groninger Forum zijn juist de onderste lagen een soort “Zwitserse gatenkaas”. De architect koos bijvoorbeeld voor de entree en het nieuwscafé mooie grote openingen. Dus zit er een minimale hoeveelheid beton en wanden in die onderste lagen, terwijl dat juist de sterkste lagen zouden moeten zijn van het gebouw. We hebben in overleg met de architect een aantal van die gaten dichtgemaakt. Ook is de betonkwaliteit verhoogd. Er zit meer bewapening in. Op deze wijze zijn we het hele gebouw doorgegaan om te kijken of we –ten aanzien van aardbevingen- zwakke onderdelen kunnen versterken. Ook in het staal doen we allemaal aanpassingen. Met de oplossing voor de gevel zijn we op dit moment nog druk’, besluit Mark.

Ander soort aardbeving

‘Als je de aardbevingen in Groningen vergelijkt met natuurgeweld in bijvoorbeeld Noord-Amerika, dan is het anders’, legt Mischa uit. ‘Die schaal van Richter zegt iets over de hoeveelheid energie die bij zo’n aardbeving vrijkomt. Het maakt veel uit of die aardbeving 3 km (bij gaswinning) of 30 km diep plaatsvindt, zoals bij twee verschuivende aardkorsten het geval is. Bij gaswinning is die schaal van Richter wellicht kleiner, maar de energie is wel eerder bij de oppervlakte. Het is intenser en op een kleiner oppervlak verspreid, waardoor meer schade kan ontstaan. Ook het soort gesteente heeft invloed. Gaat de energie door zand of door rots of door klei? Dat verandert de manier waarop je de beving aan het oppervlak voelt. En dit laatste is belangrijk voor een gebouw. Hoe manifesteert die trilling zich aan het aardoppervlak? Voor seismologen is de Schaal van Richter interessant, maar niet voor ingenieurs die op het aardoppervlak werken. Als ingenieurs gebruiken wij versnellingen. Dat is een gevolg van de energie die vrijkomt. En die versnellingen zijn voor ons wel interessant in combinatie met of het een hele langdurige, langzame trilling is of een hele korte, snelle. In Groningen zijn het veelal scherpe, korte klappen. Het duurt maar een paar seconden, terwijl in Italië die laatste grote aardbeving wel tientallen seconden duurde.’

Kennis uit Nieuw-Zeeland

Voordat deze Forum-problematiek begon, was natuurlijk het NAM-verhaal al een reden om ons te verdiepen in aardbevingen’, legt Mischa uit. ‘Regio’s kwamen met vragen. Vanuit onze opleiding in Nederland krijgen we wel wat les, maar het is geen uitgebreide input zoals bijvoorbeeld in Nieuw-Zeeland waar mensen op een breuklijn wonen. Onze eigen mensen worden in een heel rap tempo bijgeschoold. Dit is om onze club bagage te geven om dit soort seismische projecten te kunnen doen. Mark pakt vanuit zijn expertise alle trillingsvraagstukken binnen BAM A&E op, waardoor de seismische vraagstukken logischerwijs door hem opgepakt worden. Daarnaast hebben wij op de achtergrond een ingenieursbureau uit Nieuw-Zeeland dat ons helpt om allerlei aardbevingsgerelateerde vragen te beantwoorden. Ik heb toevalligerwijs al zeker zo’n 10 jaar contact met hen. Meestal is het over de projecten waar je mee bezig bent, gewoon kennisuitwisseling en vragen stellen. Afgelopen acht weken is een ingenieur overgekomen om te ondersteunen bij diverse projecten.’

Wakker liggen van bakstenen

Het is leuk om met mensen uit Nieuw-Zeeland in Groningen rond te lopen. Sommige zaken waar wij ons druk om maken, halen zij hun schouders over op. Dit komt door hun ervaring met aardbevingsbestendig bouwen. Andere dingen die wij heel normaal vinden, die baren hun vervolgens weer zorgen. Zoals onze huizen in baksteen en de dakpannen op het dak. Maar het wonen onder zeeniveau dat was toch echt de klapper! Wij denken hier niet eens meer over na! We voelen ons daar vertrouwd mee net als zij dat hebben met aardbevingen. Het is gaaf om dit werk te doen en het Groninger Forum is hier eigenlijk de aanstichter van’, besluit Mischa.

Zie voor meer informatie: www.groningerforum.nl/bouw