8 Meetmethode
8 Meetmethode
8.1 Te meten grootheid en meetprocedure
Te meten grootheid
De te beoordelen grootheid is de trillingssnelheid.
De te beoordelen grootheid is de trillingssnelheid.
Opmerking:
bij de beoordeling van schade aan gebouwen is de toetsingsgrootheid in eerste instantie de trillingssnelheid van de constructie.
In de praktijk wordt vaak met versnellingsopnemers gewerkt. Het bovenstaande houdt in dat het meetsignaal door middel van integratie moet worden bewerkt.
In de praktijk wordt vaak met versnellingsopnemers gewerkt. Het bovenstaande houdt in dat het meetsignaal door middel van integratie moet worden bewerkt.
Meetprocedure
Onderscheid moet worden gemaakt tussen een indicatieve meting, een beperkte meting en een uitgebreide meting.
Onderscheid moet worden gemaakt tussen een indicatieve meting, een beperkte meting en een uitgebreide meting.
Opmerking:
de indicatieve en beperkte meting zijn alleen van toepassing op trillingen die uit de fundering van het gebouw voortkomen.
De uitgebreide meting is van toepassing op alle trillingen, ook trillingen veroorzaakt door bijvoorbeeld sterk laagfrequent geluid.
De uitgebreide meting is van toepassing op alle trillingen, ook trillingen veroorzaakt door bijvoorbeeld sterk laagfrequent geluid.
Meetomstandigheden
Er moet gemeten worden onder omstandigheden die aantoonbaar representatief zijn voor de trillingsbelasting waaraan een bouwwerk wordt onderworpen.
Er moet gemeten worden onder omstandigheden die aantoonbaar representatief zijn voor de trillingsbelasting waaraan een bouwwerk wordt onderworpen.
Als er een oorzakelijke relatie tussen trillingen en een bepaalde bron moet worden aangetoond, dienen zowel de trillingen tijdens het in werking zijn van de bron als de achtergrondtrillingen te worden gemeten.
De achtergrondtrillingen moeten worden gemeten voorafgaand aan en na afloop van de metingen waarbij de trillingsbron in werking is.
De achtergrondtrillingen moeten worden gemeten voorafgaand aan en na afloop van de metingen waarbij de trillingsbron in werking is.
8.2 Toestellen en hulpmiddelen
De apparatuur voor het bepalen van de trillingssterkte moet voldoen aan de in hoofdstuk 7 aangegeven voorwaarden.
8.3 Controle op goede werking van de meetapparatuur
Voorafgaand aan de meting en na beëindiging van de meting dient het meetsysteem gecontroleerd te worden op de goede werking door middel van een niveau-kalibratie. Het verdient hierbij de voorkeur het hele meetsysteem van opnemer tot uitlees-registratie-apparatuur in één keer te controleren.
8.4 Meetpunten en meetrichtingen
8.4.1 Algemeen
Ten aanzien van de keuze van de meetpunten en meetrichtingen moet onderscheid worden gemaakt in trillingen afkomstig van de bodem (8.4.2) en trillingen met een andere oorsprong (zie 8.4.3).
8.4.2 Meetpunten en meetrichtingen bij trillingen afkomstig van de bodem
Er zijn bij trillingen afkomstig van de bodem drie soorten metingen mogelijk: indicatieve meting, beperkte meting en uitgebreide meting. Bij de indicatieve en beperkte meting worden minder trillingsopnemers gebruikt dan bij de uitgebreide meting. Hierdoor is het minder zeker dat op de plaats wordt gemeten waar de grootste trillingssterkten optreden. Deze onzekerheid leidt ertoe dat een grotere veiligheidsfactor op de meetresultaten wordt gezet voordat deze beoordeeld kunnen worden (zie hoofdstuk 9).
8.4.2.1 Indicatieve meting
Bij een indicatieve meting wordt slechts in één meetpunt gemeten. Dit meetpunt komt overeen met het meetpunt op het beganegrondniveau in een stijf punt van de draagconstructie. Het meetpunt wordt bovendien op de kortste afstand tot de bron gekozen. In het meetpunt wordt in verticale en in twee onderling loodrechte horizontale richtingen gemeten. De gekozen horizontale richtingen stemmen zoveel mogelijk overeen met de hoofdassen van het gebouw (zie figuur 1).
Toelichting:
door middel van een indicatieve meting kan men op een relatief eenvoudige wijze de trillingssterkte van de hoofddraagconstructie van een bouwwerk vaststellen en inzicht krijgen in de ernst van de situatie. Vanwege de beperkte omvang van de meting wordt hierbij een toeslag op de meetwaarden ten opzichte van de uitgebreide meting gehanteerd.
8.4.2.2 Beperkte meting
Bij een beperkte meting wordt ten minste in één meetpunt op het beganegrondniveau en ten minste in één meetpunt op de hoogste verdieping van het gebouw gemeten, beide in een stijf punt van de draagconstructie. De meetpunten worden bovendien op de kortste afstand tot de bron gekozen. In het meetpunt op de begane grond wordt in verticale en in twee onderling loodrechte horizontale richtingen gemeten. In het meetpunt op de hoogste verdieping wordt in twee onderling loodrechte horizontale richtingen gemeten (het meetpunt op beganegrondniveau komt overeen met het meetpunt voor de indicatieve meting). De gekozen horizontale richtingen stemmen zoveel mogelijk overeen met de hoofdassen van het gebouw (zie figuur 1).
Toelichting:
door middel van een beperkte meting kan op een relatief eenvoudige wijze de trillingssterkte van de hoofddraagconstructie van een bouwwerk worden vastgesteld. Vanwege de beperkte omvang van de meting wordt hierbij een toeslag op de meetwaarden ten opzichte van de uitgebreide meting gehanteerd. Vanwege het extra meetpunt is deze toeslag echter kleiner dan bij de indicatieve meting.
Figuur 1
Meetposities en richtingen.
Meetposities en richtingen.
8.4.2.3 Uitgebreide meting
Bij een uitgebreide meting dient in een groter aantal meetpunten te worden gemeten, dit in aanvulling op de meetpunten volgens de beperkte meting. Op welke plaatsen gemeten wordt, hangt af van het doel van de meting en van de situatie ter plaatse. Hieronder zijn enige richtlijnen gegeven.
1 Voor de beoordeling van de schade aan de draagconstructie
De meetpunten moeten op het beganegrondniveau gekozen worden in stijve punten van de draagconstructie van het gebouw, uitgaande van het meetpunt op de kortste afstand tot de bron, met onderlinge afstanden van circa 10 m. In deze meetpunten wordt in verticale richting en in twee onderling loodrechte horizontale richtingen gemeten. De horizontale richtingen stemmen zoveel mogelijk overeen met de hoofdassen van het gebouw.
De meetpunten moeten op het beganegrondniveau gekozen worden in stijve punten van de draagconstructie van het gebouw, uitgaande van het meetpunt op de kortste afstand tot de bron, met onderlinge afstanden van circa 10 m. In deze meetpunten wordt in verticale richting en in twee onderling loodrechte horizontale richtingen gemeten. De horizontale richtingen stemmen zoveel mogelijk overeen met de hoofdassen van het gebouw.
Op het niveau van de hoogste verdiepingsvloer dienen meetpunten gekozen te worden in een stijf punt van de draagconstructie. Deze meetpunten liggen loodrecht boven de meetpunten op beganegrondniveau. Als het gebouw hoger is dan circa 10 m worden ook op tussengelegen niveaus meetpunten gekozen, zodanig dat de verticale afstand tussen de meetpunten kleiner is dan circa 10 m. In deze punten wordt in twee onderling loodrechte horizontale richtingen gemeten. Deze richtingen stemmen overeen met de horizontale richtingen op de begane grond.
Bij gebouwen met een draagconstructie bestaande uit metselwerk, ongewapend beton en andere brosse bouwmaterialen komen bovendien meetpunten in aanmerking in het midden van de overspanning van vlakken, muren en kolommen die tot de draagconstructie behoren. Hier wordt in één richting loodrecht op het vlak of loodrecht op de as van het desbetreffende element gemeten.
2 Voor de beoordeling van de schade aan overige onderdelen
Meetpunten worden gekozen in het midden van de overspanning van vlakken, muren en kolommen, al dan niet behorend tot de draagconstructie, en in het midden van de overspanning van liggers, vloervelden, plafonds of vlakken van scheidingsconstructies die niet tot de draagconstructie behoren. De meetrichting moet steeds loodrecht op het vlak of loodrecht op de as van het desbetreffende element zijn gekozen.
Meetpunten worden gekozen in het midden van de overspanning van vlakken, muren en kolommen, al dan niet behorend tot de draagconstructie, en in het midden van de overspanning van liggers, vloervelden, plafonds of vlakken van scheidingsconstructies die niet tot de draagconstructie behoren. De meetrichting moet steeds loodrecht op het vlak of loodrecht op de as van het desbetreffende element zijn gekozen.
Opmerking:
op horizontale dragende elementen die tot de draagconstructie behoren en zijn ontworpen om verticale belastingen op te nemen zoals vloeren, hoeven in het algemeen geen meetposities te worden gekozen.
Het aantal gedefinieerde meetpunten voor een uitgebreide meting kan de capaciteit van de beschikbare meetapparatuur overschrijden. Een selectieve keuze uit de mogelijke meetpunten is vaak noodzakelijk; de keuze moet echter worden gemotiveerd. Met een dergelijke motivering mogen de resultaten van de metingen beoordeeld worden als een uitgebreide meting. Gekozen moet worden voor meetpunten op die elementen die door hun eigenfrequentie en positie in het gebouw en door hun constructie-eigenschappen gevoelig zullen zijn voor trillingen ten gevolge van de betreffende trillingsbron. Bij de motivering van de keuze van de meetpunten moet onder meer rekening zijn gehouden met:
- het constructief systeem van het bouwwerk;
- de ligging van de eigenfrequenties van het bouwwerk en onderdelen daarvan in relatie tot de frequentie-inhoud van de bron;
- de mogelijkheid van opslingeringen;
- de gevoeligheid van onderdelen van het bouwwerk voor trillingen, rekening houdend met de onder 10.2.1 geformuleerde relevante aspecten van het bouwwerk;
- de afstand van het onderdeel tot de bron.
Bij een uitgebreide meting wordt geadviseerd in ieder geval met tweemaal zoveel meetopnemers te werken als bij een beperkte meting. Voor bouwwerken met een complexe vorm moeten de meetpunten eveneens op basis van de hier genoemde relevante aspecten bepaald worden.
Als leidraad voor de keuze van een geringer aantal meetpunten kan aangehouden worden:
Niveau beganegrondvloer
Enkele meetpunten worden in ieder geval gekozen in stijve punten van de draagconstructie van het gebouw op het niveau van de beganegrondvloer. Bij voorkeur wordt gekozen voor:
Enkele meetpunten worden in ieder geval gekozen in stijve punten van de draagconstructie van het gebouw op het niveau van de beganegrondvloer. Bij voorkeur wordt gekozen voor:
- het punt van het gebouw dat zich op de kortste afstand van de trillingsbron bevindt.
De meetrichtingen zijn verticaal, en horizontaal evenwijdig aan en loodrecht op de desbetreffende gevel; - één of twee punten, uitgaande van het eerst gekozen punt, in de richting van de langsgevel van het gebouw op een karakteristieke maat van de hoofddraagconstructie (orde 10 m) van het eerst gekozen punt. De meetrichtingen zijn verticaal, en horizontaal evenwijdig aan en loodrecht op de desbetreffende gevel;
- een punt van het gebouw, uitgaande van het eerst gekozen punt, in de richting loodrecht op desbetreffende gevel op een karakteristieke maat van de hoofddraagconstructie (orde 10 m) van het eerst gekozen punt. De meetrichtingen zijn verticaal, en horizontaal evenwijdig aan en loodrecht op de desbetreffende gevel.
Niveau hoogste verdiepingsvloer
Op de hoogste verdieping worden enkele stijve punten van de draagconstructie gekozen. De meetposities liggen bij voorkeur boven de meetposities zoals gekozen op het niveau van de beganegrondvloer. De meetrichtingen zijn horizontaal loodrecht op de desbetreffende gevel en bijvoorkeur ook evenwijdig aan de desbetreffende gevel.
Op de hoogste verdieping worden enkele stijve punten van de draagconstructie gekozen. De meetposities liggen bij voorkeur boven de meetposities zoals gekozen op het niveau van de beganegrondvloer. De meetrichtingen zijn horizontaal loodrecht op de desbetreffende gevel en bijvoorkeur ook evenwijdig aan de desbetreffende gevel.
Overige verdiepingen
Op de hoogste verdiepingsvloer worden enkele stijve punten van de draagconstructie gekozen. De meetposities liggen bij voorkeur boven de meetposities zoals gekozen op het niveau van de beganegrondvloer. De meetrichtingen zijn horizontaal loodrecht op de desbetreffende gevel en bijvoorkeur ook evenwijdig aan de desbetreffende gevel.
Op de hoogste verdiepingsvloer worden enkele stijve punten van de draagconstructie gekozen. De meetposities liggen bij voorkeur boven de meetposities zoals gekozen op het niveau van de beganegrondvloer. De meetrichtingen zijn horizontaal loodrecht op de desbetreffende gevel en bijvoorkeur ook evenwijdig aan de desbetreffende gevel.
Kolommen en wanden (met name bij gebouwen met een draagconstructie bestaande uit metselwerk, ongewapend beton en andere brosse materialen)
Enkele meetpunten worden zodanig gekozen in het midden van de overspanning van vlakken, muren en kolommen die tot de draagconstructie behoren, dat loodrecht op de desbetreffende overspanning of vlakken wordt gemeten.
Enkele meetpunten worden zodanig gekozen in het midden van de overspanning van vlakken, muren en kolommen die tot de draagconstructie behoren, dat loodrecht op de desbetreffende overspanning of vlakken wordt gemeten.
Overige onderdelen (niet behorend tot de draagconstructie)
Enkele meetpunten worden zodanig gekozen in het midden van de overspanning van vlakken, muren en kolommen die niet tot de draagconstructie behoren, dat loodrecht op de desbetreffende overspanning of vlakken wordt gemeten.
Enkele meetpunten worden zodanig gekozen in het midden van de overspanning van vlakken, muren en kolommen die niet tot de draagconstructie behoren, dat loodrecht op de desbetreffende overspanning of vlakken wordt gemeten.
8.4.3 Meetpunten en meetrichtingen voor trillingen niet afkomstig van de bodem
De meetpunten dienen te worden gekozen volgens 8.4.2.3 (uitgebreide meting).
8.5 Bevestiging trillingsopnemers
Trillingsopnemers moeten zo worden bevestigd dat de trillingen in de constructie in het van belang zijnde frequentiegebied ter plaatse van de opnemers nauwkeurig worden gemeten. Door de aanwezigheid van de opnemer mag het dynamisch gedrag van het onderdeel waaraan gemeten wordt in het genoemde frequentiegebied niet worden beïnvloed.
Men kan hieraan voldoen door de volgende voorwaarden in acht te nemen:
- De massa van opnemer en bevestigingshulpmiddelen dient verwaarloosbaar klein te zijn ten opzichte van de dynamische massa van het te meten onderdeel.
- De ondergrond waarop de trillingsopnemer bevestigd wordt, dient schoon en vlak te zijn.
- De opnemer moet vast bevestigd worden op de gebouwconstructie door middel van bijvoorbeeld:
- een schroefverbinding; - bijenwas; - een magneet; - lijm; - zwaartekracht. - Als er op vloeren moet worden gemeten waarop een zachte afdeklaag (vloerbedekking) is aangebracht, dient deze laag bij voorkeur verwijderd te worden. Is dit niet mogelijk, dan kan in afwijking van het voorgaande gebruikgemaakt worden van de in bijlage 3 aangegeven hulpconstructie. Op deze constructie wordt de trillingsopnemer bevestigd, waarna de punten door de vloerbedekking op de ondergrond worden gedrukt. Binnen het frequentiegebied van 1 tot 100 Hz is het meetresultaat betrouwbaar als de versnellingscomponent van de trilling kleiner is dan 3 m/s².
- De aansluitkabels van de trillingsopnemer dienen zo vastgezet te worden dat deze de opnemer niet belasten en opslingering van de kabels wordt voorkomen.
8.6 Meetduur
8.6.1 Algemeen
De meetduur omvat de tijdsduur waarin de trillingsbron of -bronnen, waarvan de invloed op het bouwwerk wordt beoordeeld, in werking zijn. Dit mag minder zijn als de stationariteit en representativiteit van de trillingen gedurende deze kortere meetduur kunnen worden aangetoond, bijvoorbeeld aan de hand van statistische technieken. Afhankelijk van het type trilling zijn in 8.6.2 en 8.6.3 aanwijzingen gegeven voor de meetduur.
Tijdens de meetduur mogen (met dezelfde configuratie van de meetposities) meerdere metingen worden verricht, die in beginsel op elkaar dienen aan te sluiten. Er mag worden volstaan met het op gezette tijden verrichten van een meting als de trilling aantoonbaar stationair is over de tussenliggende tijd.
8.6.2 Harmonische, periodieke en stochastische trillingen
Aanbevolen wordt een meetduur van ten minste 1000 T aan te houden, waarin T de trillingstijd is bij de laagste van belang zijnde frequentie van de trilling.
Bij stochastische trillingen, maar ook bijvoorbeeld bij weg- en railverkeer en bij min of meer continue trillingen, is de kans op een hogere trillingssterkte groter naar mate gedurende langere tijd gemeten wordt. Daarom moet er minimaal gedurende een voor de trillingsbron representatieve periode gemeten worden. In het geval van rail- en wegverkeer gaat de voorkeur uit naar een periode van een week. Er zijn immers fluctuaties per uur maar ook per dag. Als deze meetperiode niet haalbaar is, zijn er twee mogelijkheden:
- inzicht in de worst case:
bijvoorbeeld zwaar wegtransport met hoge snelheid of goederentreinen met een plaatselijke afvlakking van het loopvlak van een wielband. Hierna volgt verwerking volgens 9.2.1. - kortere meetduur:
het meten gedurende kortere tijd leidt tot statistische onzekerheid. Om deze reden worden de meetresultaten statistisch verwerkt. Deze verwerking is omschreven in hoofdstuk 9.2.2.
Bij een relatief korte meetduur kan het bovendien zijn dat niet alle optredende gebeurtenissen binnen de meetperiode vallen. Bij trillingsmetingen aan bijvoorbeeld treinverkeer kan twee uur meten voldoende zijn om alle voorkomende personentreinen met verschillende snelheden te meten. Maar het kan ook zijn dat binnen de meetduur geen passages van goederentreinen zijn gemeten terwijl die wel van het betreffende tracé gebruikmaken en dus tot de normale omstandigheden behoren. Om te voorkomen dat bronnen worden gemist, moet men zich ervan vergewissen dat alle denkbare gebeurtenissen in voldoende mate binnen de meetduur vallen. De gekozen meetduur moet dus representatief zijn voor de normale omstandigheden. Om dit aan te tonen kunnen verkeerstellingen worden uitgevoerd tijdens de trillingsmetingen. Hierbij dient onderscheid te worden gemaakt naar het soort verkeer (voor zover dit invloed zou kunnen hebben op de trillingssterkte). Te denken valt hierbij aan de snelheid en het gewicht van de passerende voertuigen. De resultaten van de tellingen worden gerelateerd aan de normale omstandigheden. Om de normale omstandigheden te kennen, kan gebruik worden gemaakt van reeds uitgevoerde tellingen (bijvoorbeeld gegevens uit een Verkeersmilieukaart of Verkeerscirculatieplan) of kunnen gedurende langere tijd (minimaal een week) tellingen ter plaatse worden uitgevoerd.
8.6.3 Kortdurende trillingen en in- en uitschakelverschijnselen
Voor kortdurende trillingen en in- en uitschakelverschijnselen moet de meetduur gelijk zijn aan of groter zijn dan de duur van de trilling.
8.6.4 Achtergrondtrillingen
Achtergrondtrillingen moeten worden beschouwd als stochastische trillingen. De meetduur dient hiermee in overeenstemming te zijn.