Home » Nieuws » Inzicht in dynamisch gedrag van vloeren leidt tot betere ontwerpen
21-01-2025

Inzicht in dynamisch gedrag van vloeren leidt tot betere ontwerpen

Trillingen in houten vloeren (c) Sander Koning
Als een vloer voelbaar trilt, kan dat als hinderlijk worden ervaren. ABT heeft specialistische kennis om trillingen van constructies te meten en de meetresultaten te analyseren.

Hierbij wordt ook de menselijke beleving betrokken. Antony van Middelkoop, specialist civiele techniek, houdt zich bij ABT al zo’n zes jaar bezig met dynamic van constructies. “Het meten en analyseren van trillingsmetingen vind ik een mooi stukje natuurkunde dat zich enerzijds goed wiskundig laat uitdrukken en anderzijds te maken heeft met praktijksituaties, die niet eenvoudig in een theoretisch model zijn te gieten.”

Het gaat steeds vaker over het gedrag en comfort van houten vloeren en gebouwen. Omdat we nu hogere, grotere en andere houten gebouwen bouwen dan we voor de eeuwwisseling deden. Maar als het om trillingscomfort gaat, wordt de constructie tijdens het ontwerpproces vaak ‘kaal’ berekend. “Daarbij vergeten we allerlei positieve bijdragen aan het dempen van trillingen in een ruimte zoals dekvloeren, het interieur, de wanden en ook de mens als natuurlijke ‘trillingsdemper’ in rekening te brengen. Dat leidt tot meer materiaalverbruik. Het ontwerp kan dus worden geoptimaliseerd al we inzicht hebben in de invloed van deze componenten”, aldus Antony.

Lopen of springen van mensen

Binnen zijn vakgebied zijn er weinig bureaus die kennis hebben over het dynamisch gedrag van constructies en daarmee kunnen meten èn rekenen. “De meeste constructeurs zijn opgevoed met statica waarbij alle belastingen worden aangenomen als langdurig aanwezige belastingen. In veel gevallen is dat een goede benadering die leidt tot een veilig ontwerp, maar in werkelijkheid zijn veel belastingen, en de reactie van de constructie daarop, dynamisch. Denk bijvoorbeeld aan het lopen of springen van mensen, langsrijdende voertuigen of het laten vallen van een doos boeken.

 

 

Om het werkelijke – dynamische – gedrag van een constructie en de belastingen daarop beter te begrijpen, voeren wij metingen uit, in samenwerking met abtWassenaar en Adviesbureau Lüning. Die analyseren we en proberen we te vertalen naar een geoptimaliseerd, vereenvoudigd model dat nog steeds veilig is”, legt hij uit. Omdat we met hout lichtere constructies bouwen, trilt het vaak meer dan eenzelfde constructie in beton. “Het voelt onprettig als je op de vloer loopt en de kopjes trillen uit de kast, terwijl bewegende mensen in een sporthal de vele trillingen niet als hinderlijk ervaren. Wij kijken dus naar de oorzaak én gebruik, proberen die te duiden en zoeken naar oplossingen. Zo kun je je ontwerp optimaliseren”, legt hij uit.

Om die trillingen te meten gebruikt Antony onder andere een signaalrode trillingsmeter die hij de ‘RedBox’ heeft genoemd. Bij sommige metingen wordt de constructie door een stootbelasting bewust in trilling gebracht door een gewicht dat van een vaste hoogte naar beneden valt, een
hamerslag of door een ‘hielval’*). In andere gevallen worden gedurende langere perioden de door de omgeving veroorzaakte trillingen tijdens het werkelijke gebruik gemeten. De trilling die ontstaat geeft informatie over de dynamische eigenschappen van de vloer of de constructie.

*) Op je tenen staan en je vervolgens laten vallen op je hakken.
Trillingen in houten vloeren
Meet- en analyseresultaat CLT + anhydriet + persoon

Trust in Timber

Antony kwam ir. Rozemarijn Veenstra, onderzoeker bij onderzoeksgroep Structural Safety and Earthquakes van het Hanze/Kenniscentrum NoorderRuimte, tegen bij trillingsmetingen in een voetbalstadion. Inmiddels wisselen ze expertise uit, delen ze een passie voor dynamica en de verrassingen die het testen met zich meebrengt. “We staan met de voeten in de academische én praktische klei”, zeggen ze.

Ze kwamen elkaar opnieuw tegen in juni, bij de workshop die het Kenniscentrum NoorderRuimte had georganiseerd voor het project ‘Regionaal Bouwen aan Human Capital – Trust in Timber’, en heeft uitgevoerd in samenwerking met Adviesbureau Lüning en het test- en innovatiecentrum van de Hanze: BuildinG. “De naam zegt het al: we willen het vertrouwen in hout als constructiemateriaal vergroten”, zegt Rozemarijn over Trust in Timber, dat zich op dit moment vooral richt op de trillingshinder die door het lopen op houten vloeren ontstaat en wordt ervaren.

Trilling in houten vloeren (c) Piet Zijlstra

De workshop had tot doel om het begrip van het dynamische gedrag van allerlei soorten houten vloeren met verschillende afwerkingen te verbeteren en de markt de kenmerken van trillingen van houten vloeren te laten ervaren en beoordelen. Met de Redbox voerde Antony ook een aantal trillingsmetingen en theoretische analyses uit onafhankelijk van wat mensen per vloer ervaarden.

Beeld © Piet Zijlstra

Vloeren testen

Hiervoor heeft Kenniscentrum NoorderRuimte in BuildinG zes vloerstroken ontworpen en geconstrueerd in samenwerking met leveranciers. Elk met afmetingen van 6 bij 1,2 meter. Om het werkelijke trillingsgedrag voor de verschillende varianten in kaart te brengen, worden zowel theoretische modellen en metingen als menselijke perceptie-evaluaties gebruikt. Zo zijn er drie typen houten vloeren met verschillende dynamische eigenschappen (massa, stijfheid en demping) getest: een vloer van PosiTech, een Kerto-Ripa-vloer en een Cross Laminated Timber (CLT)-vloer, elk in twee varianten: een ‘kale’ en een anhydriet dekvloer. “Een beste uitkomst is er niet; de ene vloer heeft een korte harde trilling die snel uitdempt, terwijl een andere vloer een meer constante, maar langer doorwerkende trilling oplevert als er een mens op loopt”, zegt Rozemarijn. “We meten een effect (objectief) en krijgen feedback van mensen (subjectief). Die proberen we samen te brengen in breder toepasbare rekenmodellen.”

Op de foto: Rozemarijn Veenstra, onderzoeker bij onderzoeksgroep Structural Safety and Earthquakes van het Hanze/Kenniscentrum NoorderRuimte.
Trilling in houten vloeren - Rozemarijn Veenstra

Vervolgens wordt de comfortklasse volgens de SBR-richtlijn bepaald. Deze ‘Nederlandse’ richtlijn voor bouwen met hout wordt omgezet naar de internationale Eurocode 5. Het doel van beide is hetzelfde, maar de comfort-classificering is anders. Rozemarijn: “Het mooie van dit project is dat je mensen kunt laten voelen wat de trillings- getallen uit de Eurocode 5 betekenen.”

De resultaten van Trust in Timber worden gepubliceerd en in november vervolgen Adviesbureau Lüning en Kennis- centrum NoorderRuimte het onderzoek. “Zo gaan de ontwikkelingen door zodat we met de resultaten steeds betere ontwerpen kunnen realiseren.”

Dit artikel is gepubliceerd in de Wintereditie 2024-25 van ABT Magazine.

Beeld header: Antony van Middelkoop  demonstreert de ‘RedBox’ trillingsmeter, © Sander Koning