BYGNINGSKOLLAPS ÅRSAGER, ANSVAR OG KONSEKVENSER IDA SYN- OG SKØNSMANDSFORENING 25. JANUAR 2017 JØRGEN NIELSEN
Program Fire aktuelle bygningskollaps: For meget sne / Projektfejl? Hovsa Hvad skete lige der? Ændringer undervejs hvordan følger vi op på det? Tiden går og hvad så? Hvorfor gik det galt teknisk set? Hvilke perspektiver rejser det - Hvad kan vi lære? Er der grund til bekymring for sikkerhedsniveauet i dansk byggeri? SBi 26.01.2017 2
FOR MEGET SNE / PROJEKTFEJL? CLUB DANMARK HALLEN, DECEMBER 2010 SBi 26.01.2017 3
Club Danmark Hallen, 177 m lang, 78 m bred Limtræ Apsishaller: Limtræshalvbuer på langs Hovedhallen: 3-charniers buer på tværs
Kollapset Illustration: EBST
Observationer af svigt 3 buer flækker ind fra vederlag - overflange bliver oppe, - underflange falder ned Overflangerne bryder derefter sammen
Projektering Projekteret i 1997 regnet i høj sikkerhedsklasse Bygherrerådgiveren har ikke haft til opgave at vurdere de bærende konstruktioner Den projekterende ingeniør har udarbejdet dimensioneringsforudsætninger, herunder, at der skal tages hensyn til, at tagfladen er dobbeltkrum Statiske beregninger af limtræskonstruktionerne er overdraget til limtræsproducenten. For snelasten benyttes formfaktor 0,8, terrænværdi 1,0 kn/m 2 og partialkoefficient 1,3. Dvs. en regningsmæssig last på 1,04 kn/m 2. Der er ikke taget hensyn til, at taget er dobbeltkrumt, og der er ikke regnet med skæv last. Max formfaktor skulle være 2,3 (cylindertage) SBi 26.01.2017 7
Observationer vedrørende snelast Fra sidst i november til kollaps den 24. december var der frostvejr bortset fra 10. til 12. december I perioden faldt sammenlagt ½ m sne I dagene op til kollapset blæste en relativt kraftig vind på langs af bygningen Baseret på fotografier vurderes snelaget på den stående del af den kollapsede ende at have været op til 1 m tykt. På den kollapsede del kan det have været tykkere På en nærliggende boldbane blev målt en ensartet snedybde på 0,12 m Fygesne har høj densitet SBi målte for sne fra en bakke nær Allerød en densitet på 250 kg/m 3 Dvs. max last ca. 2,5 kn/m 2 SBi 26.01.2017 8
Konstruktionens styrke Formelt (projektet) Buer og åse regnes som bjælker, og randbjælken har kun sekundær betydning Reelt Under belastning deformeres hovedbjælkerne. Der kommer tryk i åsene og træk i randbjælken. Så længe randbjælken holder, er bæreevnen for denne virkemåde (buevirkning) større end ved den formelle Der savnes eftervisning af bæreevnen af afskæringen af buer ved vederlaget, dels for forskydningsstyrke dels for flækning (Det er senere eftervist, at forskydningsstyrken er OK) Konstruktionen er regnet for en snelast på 1,04 kn/m 2. Efter daværende regler burde lasten have været sat væsentlig højere i nærheden af de 2,5 kn/m 2 SBi 26.01.2017 9
Svigtforløb Konstruktionen bærer lasten svarende til den reelle virkemåde Randbjælken trækkes ud af sit vederlag pkt. 1 Ved en dynamisk omlejring af kræfterne til den formelle bæremåde opnås ikke nogen ligevægt Kollaps med flækning ind fra understøtningerne og bøjningsbrud SBi 26.01.2017 10
For meget sne eller projektfejl? Der var for meget sne normændring De statiske beregninger indeholdt fejl og en problematisk modellering af konstruktionen men styrken var nær det krævede Læring Pas på sne på store flade tage Selv en fejlagtig beregning kan føre til en tilstrækkelig bæreevne, men det kan man ikke forlade sig på det kunne have været omvendt Måske ville de nugældende regler for brug af anerkendte statikere og specifikation af kontrolomfang og kontrolniveau for bærende konstruktioner have sikret et projekt uden grove fejl SBi 26.01.2017 11
Om flækning og sne Normændring, men der tages stadig ikke hensyn til størrelsen SBi 26.01.2017 12
HOVSA HVAD SKETE LIGE DER? LEJLIGHEDER, PROVST DRESLERSVEJ, FREDERIKSHAVN SBi 26.01.2017 13
http://vesterport.org/brochure/moellerparken-renovering/index.html#5/z N
Under renovering
Kollaps, søndag, den 9. november 2014 En gavl og tre etagedæk styrter ned på et tidspunkt, hvor der ikke har været arbejdet på renoveringen i flere dage To personer må reddes ud af ruinerne Begge overlever SBi 26.01.2017 16
Lidt senere
I stuelejligheden er gulvdæk og indre vægge fjernet Skalmur er fjernet Murpille, som har understøttet altaner og afstivet muren, er under nedrivning
Dækplader fjernet
Principskitse Last i forhold til styrke Krav til styrke Styrke i dagene op til kollaps Last i dagene op til kollaps Kollaps Tid
Håndtering af sikkerheden I forhold til myndighederne håndteres byggesagen som et byggeri af begrænset kompleksitet Der er ikke udført statiske beregninger for tilstande under udførelse. Sådanne beregninger ville have vist, at sikkerheden var lang fra det krævede Der er ikke tilsyn af statiker under udførelsen Dvs., at nødvendige informationer og kompetencer ikke kommer i spil i forbindelse med byggesagens gennemførelse Renoveringen er gennemført på en måde, som har udsat beboere og bygningsarbejdere for fare
Læring Hvem kunne have forhindret kollapset? Entreprenøren gennemfører byggesagen på et mangelfuldt og forkert grundlag Kommunen har forhåndsdialog, men gør ikke indsigelse. Kunne have forlangt dokumentation for sikkerheden i alle faser af byggeriet specielt i betragtning af, at der ikke sker fraflytning Bygherren, dennes rådgiver samt entreprenørens rådgiver kunne have stillet spørgsmålstegn ved fremgangsmåden, igen begrundet i at der ikke sker fraflytning Tilsynet kunne have reageret Bygningsarbejderne kunne have reageret især i forbindelse med fjernelse af etagedækket Tilsyneladende kommer kollapset bag på alle Hovsa, hvad skete der Kultur?
Sagen viste i øvrigt Der mangler en - blot nogenlunde nøjagtig - model til beregning af styrken af en muret væg for den situation, der var aktuel for gavlen lige før kollaps SBi 26.01.2017 24
ÆNDRINGER UNDERVEJS HVORDAN FØLGER VI OP PÅ DET? BUTIKSBYGNING I DRONNINGMØLLE SBi 26.01.2017 25
SBi 26.01.2017 26
Grundareal 43,2 m x 21,6 m Afvalmet tag i begge ender Bemærk gitter for tværafstivning - ligger i spærhovedet SBi 26.01.2017 27
Træspær, 22 m spændvidde, taghældning 25 grader Spærdele er 45 mm tykke Bemærk virkemåden af hanebåndet - Trykkræfterne føres ikke til kip SBi 26.01.2017 28
Kollapset 2. april 2016, kl. 16.51 Ingen sne, maks. vindstød i ugen 14,9 m/s Kunder hører lyde som om nogen går på loftet Efter nogle sekunder falder hele taget ned i butikken, hvor det opfanges af reoler og kølediske SBi 26.01.2017 29
Tagsten ligger velordnet gruppesvigt Facader er hverken skubbet ud eller trukket ind SBi 26.01.2017 30
Alle hanebånd er svigtet i stabilitetsbrud SBi 26.01.2017 31
Sømplader i underflangen er revet over Væggene er ikke trukket ind SBi 26.01.2017 32
Stød og befæstigelser af afstivningsstrengene er af tvivlsom styrke SBi 26.01.2017 33
SBi 26.01.2017 34
Kollapset Tværafstivningerne overfører kræfter ikke til en gitterkonstruktion, men til valmkonstruktionerne (bøjning), som ikke er beregnet for disse kræfter Trækbrud i en tværafstivning fører ekstra store kræfter ud i valmkonstruktionen, og efter bøjningsbrud sker gruppesvigt i alle hanebånd Trykkræfterne flytter op i spærhovedet, som ikke kan tage kræfterne, og al last føres til spærfoden, hvor der sker et bøjningsbrud (adskillelse) i stødene Kollapset sker først 1 år efter at bygningen tages i brug Der har været en marginal bæreevnereserve til optagelse af andet end permanent last Mindre snefald og stormen i november 2015 kan have startet deformationer, som har øget belastningerne på tværafstivningerne så langtidsstyrken er overskredet SBi 26.01.2017 35
Ændringer undervejs - Inkonsistent projektmateriale Bygherrens rådgivende ingeniør har baseret projektet på et almindeligt trekantspær med afstivning svarende til TRÆ 58 (Træinformation) Beregninger er udført af spær-leverandøren baseret på løs top og vandret trykhoved (hanebånd). Spær-leverandøren anviser, hvor trykhovedet skal afstives, men angiver ingen størrelse af fastholdende kræfter eller anvisninger for deres optagelse i konstruktionen Der foreligger således ikke et projekt for styrke og stivhed af den afstivende konstruktion Et hanebåndsgitter i kombination med gitterbjælkerne i tagfladen kunne have løst problemet SBi 26.01.2017 36
Læring og perspektivering Inkonsistent projektmateriale opdages ikke, fordi der ikke er ingeniørfaglig viden knyttet til opførelsen heller ikke tilsyn Der er manglende kendskab til indholdet i TRÆ 58 Det er en stor og stærkt optimeret konstruktion, som under projektering og udførelse kræver betydelig omhu Hvis styrken havde været marginalt større, langtidsstyrke lidt større end for permanent last, var den formentlig kollapset en vinter for en snedrive af beskeden størrelse Samme problem er konstateret i to andre bygninger, og man kan frygte, at der står flere, som blot er marginalt stærkere. SBi 26.01.2017 37
TIDEN GÅR OG HVAD SÅ? ALTAN, NYKØBING FALSTER SBi 26.01.2017 38
SBi 26.01.2017 39
Bygningen 6 lejligheder 1 opgang, 2 normale etager og en udnyttet tagetage Bygningen er opført i 1946 Murværk (hulmur) med træbjælkelag 4 betonaltaner - 2,15 m x 1 m Altanerne bæres af 2 udliggerjern (INP100), som hviler på murværket og boltet til træbjælkelaget Rækværk er opbygget i vinkelprofiler fastgjort til muren og udfyldt med korrugerede tyndplader i stål SBi 26.01.2017 40
En meget udbredt konstruktion - Her tegninger fra en vejledning fra 1948 SBi 26.01.2017 41
Hændelsen Altanen kollapser 31. juli 2016 kl 0.45 6 unge mennesker falder ned Altanen bliver hængende (drejet 90 grader) Ydermuren skades da pladen vipper ned SBi 26.01.2017 42
Undersøgelsen Hovedspørgsmål: hvorfor? og havde der været tegn på svigt? Hvorfor? Overflange og krop er korroderet helt væk ca. 10 cm bag facaden Den kollapsede altan hænger i underflangerne SBi 26.01.2017 43
Tegn på svigt? Den nedfaldne altanplade undersøges på laboratorium Der kunne ikke påvises betonreparationer Der var ikke synlige rustudfældninger på overfladen Betonkvaliteten er som forventet efter datidens byggeskik SBi 26.01.2017 44
De andre altaner Profilet i betonen er stort set intakt SBi 26.01.2017 45
De andre altaner Ophugning afslører fatal korrosion SBi 26.01.2017 46
Fra varslet til uvarslet brud Oprindeligt har stålprofilerne sikret et varslet brud Når stålprofilets overflange og krop er korroderet bort, er styrken helt baseret på indspænding i murværket (en kvart sten ind) og rækværkets befæstigelse i muren Når et svigt starter i den situation, vil det fortsætte som et uvarslet brud SBi 26.01.2017 47
Principiel fordeling af styrker Nye altaner 0 Styrke
Principiel fordeling af styrker når tiden går Flere svigt Gamle altaner Nye altaner 0 styrke
Stor indsats omkring 1980 - og tidligere SBi 26.01.2017 50
NB SBi 26.01.2017 51
Læring Der er mange af den type af altaner Vi har ikke fastholdt eksisterende viden om deres behov for renovering Der er gået galt før og vil gå galt igen, hvis vi ikke er opmærksomme Almindeligt eftersyn kan ikke sikre, at altanerne er i forsvarlig stand Det er især vigtigt, at ejere er deres ansvar bevidst Projekterende og udførende kan også opfordre til opmærksomhed, fx ved at påpege muligheden for inspektion, når altandøren skal udskiftes SBi 26.01.2017 52
På tværs af de fire sager Vi er måske ikke tilstrækkelig opmærksomme på, at alting bliver ældre, og at sikkerheden alene af den grund forringes, hvis ikke der hele tiden holdes øje og vedligeholdes Fragmenteret organisation i byggeriet får ting til at falde mellem stolene Der savnes måske i alle led en respekt for at bærende konstruktioners sikkerhed er et område hvor den accepterede svigtrisiko er særdeles lav og at det bør give anledning til særlig omhu SBi 26.01.2017 53
Er der grund til bekymring for sikkerhedsniveauet i dansk byggeri? Det korte svar er: ja Vi har ikke analyser, der viser det, men det er min fornemmelse, at der er for mange grove fejl. Kun rent held er årsagen til, at ingen er omkommet ved de omtalte kollapser Måske tror vi for meget på slagkraftige analyseværktøjer. Vi behøver ikke kontrol og konstruerer mere indviklede konstruktioner, hvor det er vanskeligere at lave en uafhængig kontrol af beregningerne? Måske sparer vi i mange tilfælde statikeren væk, fordi vi har erfaring for at det går alligevel? Måske er vi ofre for falsk læring det plejer at gå godt. Men vi taler om liv og død, hvor den accepterede svigtfrekvens er så lav, at 100 gange, hvor det går godt, slet ikke rækker som erfaringsgrundlag Der er behov for respekt for, at det drejer sig om liv og død. Det gælder myndigheder, ejere, projekterende og udførende SBi 26.01.2017 54
Rønbæk Idrætscenter 6. november 2016 SBi 26.01.2017 55
Fra Tjekkiet, 80 personer i hallen Ca. 12 sekunder mellem første og sidste foto! SBi 26.01.2017 56
Tak for opmærksomheden SBi 26.01.2017 57