Vraag en antwoord

NEN 6702, art. 9.4.2, geeft aan op welke wijze botskrachten kunnen worden berekend. Moet altijd worden gerekend op dergelijke krachten en in hoeverre wordt de invloed van een beschermingsconstructie in rekening gebracht?

Bijzondere belastingen - en dat zijn botskrachten - kenmerken zich in het algemeen door grote of rampzalige gevolgen, gekoppeld aan een kleine kans van optreden. De bedoeling van het in rekening brengen van bijzondere belastingen is niet zozeer om de constructie tegen dergelijke belastingen bestand te maken, maar vooral het beperken van de gevolgen. Hierbij moet met name worden gedacht aan het voorkomen van voortgaande instorting. Dit doel kan op verschillende wijzen worden bereikt:

- òf het bouwwerk zodanig ontwerpen dat voortgaande instorting wordt voorkomen (tweede draagweg);
- òf het bouwwerk zo sterk en stijf maken dat de te verwachten bijzondere belasting kan worden opgenomen;
- òf maatregelen treffen, waardoor de bijzondere belasting niet kan optreden, dan wel minder effect heeft.

De belasting die optreedt als gevolg van een botsing hangt onder meer af van de massa en de snelheid van het voertuig, van de mate waarin het voertuig en de constructie kunnen vervormen en van de afstand tussen de rijweg en de constructie. De invloed van de massa en de snelheid ligt vast in één parameter, namelijk de kinetische energie _EK;vr van het voertuig. Bij een constante remvertraging is de energie van het voertuig rechtevenredig met de afgelegde weg (NEN 6702, figuur 14). Hiermee ontstaat een eenvoudig model, waarmee de invloed kan worden bepaald van de afstand S_vb tussen de rijweg en de constructie op de hoeveelheid energie E_K;vb van het voertuig op het moment van botsen. De grootte van de botskracht volgt uit de gegeven formule in art. 9.4.2 van NEN 6702. Echter door het plaatsen van een vangrail of een soortgelijke beschermingsconstructie kan de botskracht worden gereduceerd. De hoeveelheid energie die het voertuig had op het moment van botsen met de vangrail wordt verminderd met:

- de hoeveelheid energie die de vangrail kan opnemen, en
- de in het voertuig door vervorming opgenomen energie.

De in de vangrail opgenomen hoeveelheid energie E_K;bc;l is bij de fabrikant bekend, of kan worden geschat met behulp van de plasticiteitsleer. De in het voertuig opgenomen hoeveelheid energie volgt uit:

Hierin is F_v de bezwijkkracht van de vangrail en c de veerconstante van een voertuig, waarvoor kan worden aangehouden c = 280 kN/m. De totale hoeveelheid energie die de beschermingsconstructie absorbeert, is dan E_K;bc = E_K;bc;l + E_K;bc;2. Met deze aanpak hangt het af van zowel de situatie als van het constructieve ontwerp, welke krachten in rekening dienen te worden gebracht. Wanneer er voor wordt gekozen om het bouwwerk de bijzondere belasting te laten opnemen, dan dient deze krachtswerking ook door de gehele constructie te worden doorgerekend, inclusief de fundering.

Voorbeeld.
Een personenauto op een binnenplaats kan tegen een kolom botsen. De kolom wordt echter beschermd door een vangrail met een opneembare hoeveelheid energie (volgens opgave fabrikant) van 8,0 kNm. De bezwijklast van de vangrail bedraagt 50,0 kN. De in rekening te brengen botsbelasting op de kolom volgt dan uit:

De botskracht F_rep grijpt op de kolom aan op 0,5 m boven het niveau van het rijvlak.

• NEN 6702