Aardbevingen op de TU Delft

Job Schroën

Onderzoek

Level 0: Temporary measures Level 1: Mitigating falling hazards Level 2: Improve connection wall-diaphragm

Level 3: Stiffening the floor Level 4: Strengthening of existing Level 5: Adding new walls of frames

Level 6: Strengthening the foundation

Alternative: base isolation Level 7: Demolition and rebuild

Levels defined by Arup

Onderwijs Op de faculteit Architectuur

faculteit Architectuur Architectural Engineering Afstudeerstudio Seismic Studio (Groningen)

Building Technology Extreme Seismic (Iceland)

Extreme

You can find a reconstruction of the measurements of the lighthouse, which is a concrete construction, in our Dropbox folder.

FUNCTIONAL

STRUCTURAL

CLIMATE

MATERIALS

FACADE

EXTREME concept presentation

slender structure in rural landscape

CONCEPT

CONTRAST

OLD vs NEW

HEAVY vs LIGHT

MONOLIET vs REPETITION

WHITE vs BLACK

RURAL vs SLENDER

DARK vs LIGHT

Room for constructionand/or services for

lighthouse

Wide angle view larger program lower levelexpand lower within volume

Second route integratedSecond safety structure necessary First structure Second structure

COMPACTLess facade surface

800m

Integrate Geothermal Water

STEEL

TIMBRE

ETFE

GLASS

20 november 2015 - Carlijn van der Werf - 4044916 - Job Schroen

REYKJANESVITI LIGHTHOUSE

- THE HIGH HANGING CABINS -

THE DESIGNSHAPE IS TRACED BACK TO THE FOCUS ON THE 360 VIEW

ON THE LANDSCAPE AND THE NORTHEN LIGHTS. USING A COLUMN

AND CABLES, CREATING A SUSPENDED CONSTRUCTION.THE CABLES USE DEMPERS, FORMING A BASE ISOLATER.

WHY BUILDING A COLUMN ON TOP OF A

CONCRETE LIGHTHOUSE?

USE THE LIGHTHOUSE AS THE NEEDED COLUMN.

#INTEGRATED

THE EXPERIENCE SHOULD BE THE

PROPER ‘CABIN IN THE WOODS’ FEELING. SO

INSTEAD OF USING ONE RING AS SHAPE ...

... 3 SEPERATE CABINS ARE SUSPENDED DOWN FROM THE

CONSTRUCTED RING.THESE CABINS HAVE NO DIRECT CONNEC-

TION.

Seismic Studio

Doel van onderwijs

-persoonlijke ontwikkeling van de studenten

-ontwikkelen van kennis (bij studenten) over aardbeving bestendig bouwen

-etc

Waarom een Seismic Studio?

Innovatie in architectuur

1-nieuwe materialen & tools

2-nieuwe functies

3-nieuwe omstandigheden

+ inzicht van een ingenieur

Herstellen van het vertrouwen van de bewoners van Groningen in de gebouwde omgeving

Belangrijke onderzoeksvelden in relatie tot de aardbevingen in Groningen:

Bestaand -Gas & Olie -Aardwetenschappen -Draagconstructies -...

Nieuw -Architectuur -Landschap -Erfgoed -Bouwtechnologie -...

Het vertalen van constructieve oplossingen in architectonische en bouwkundige oplossingen

Level 0: Temporary measures Level 1: Mitigating falling hazards Level 2: Improve connection wall-diaphragm

Level 3: Stiffening the floor Level 4: Strengthening of existing Level 5: Adding new walls of frames

Level 6: Strengthening the foundation

Alternative: base isolation Level 7: Demolition and rebuild

Levels defined by Arup

Architectuur in Groningen

-Erfgoed

-Bestaande bouw

-Gebouwen die gaan verdwijnen

-Nieuwbouw

Ontwerp ambities

-Veiligheid (overheid)

-Schade voorkomen (bewoners)

-Ontwerpen waar schade gaat ontstaan (ingenieur?)

Schaalniveaus

-Bouwblok, 1:500

-Plattegrond, 1:100

-Aansluitingen, 1:5

Tradities in Groningen

-Metselwerk, baksteenfabrieken vrijwel allemaal verdwenen

-Kop Hals Romp boerderijen, voldoen niet meer goed voor hedendaagse boeren

-Kerken, staan vaak leeg

-Rijtjeshuizen uit de tijd van de woningnood in de jaren 60, terwijl er nu krimp is

Onderdeel van de identiteit van de regio

� Figure 25. In-plane failure of unreinforced masonry walls. —Rutherford and Chekene

� Figure 24. Out-of-plane failure of unreinforced masonry walls. —Rutherford and Chekene

Shaking perpendicular to the wall

Shaking parallel to the wall

Multi-directional: two principles directions

Begrip voor de oorzaken van schade

Ontwerp strategieën

EARTHQUAKE RESISTANT DESIGN | Main approaches

Resistant Flexible + damping Base insulation

EARTHQUAKE RESISTANT DESIGN | F. Reduce demandEARTHQUAKE RESISTANT DESIGN | F. Reduce demand

Reduce the demand by dissipating energy

SANKHU, NEPAL

EARTHQUAKE RESISTANT DESIGN | F. Reduce demandEARTHQUAKE RESISTANT DESIGN | F. Reduce demand

Energy dissipators: sacrificial elements

"PRESLAM" CHRISTCHURCH, NEW ZEALAND

Case study

Church of Heveskes

23

Case study - Drawings

28

37

Research so far - Weaknesses

45

Research so far - Principle of shoring

50

Perspective - Design

NEW USE

HANDBOEK AARBEVINGSCHADE

FEDRUARI 2015

33SCHADES BIJ GEBOUWEN IN GRONINGEN

Figuur 11 kwetsbare plekken/spanningen in het woonhuis

In langs- en topgevels kunnen ten gevolge van trillingen ook getrapte, horizontale als verticale scheuren

voorkomen, zie Figuur 12. Of en waar de scheuren optreden hangt af van drie factoren: de richting van de

belasting, de zwaarte van de belasting en de staat van de constructie.

Figuur 12 Mogelijk schadebeeld bij een beving bij de kop en hals van de kop-hals-romp boerderij (buiten)

HANDBOEK AARBEVINGSCHADE

FEDRUARI 2015

30SCHADES BIJ GEBOUWEN IN GRONINGEN

TYPE DE DEEL/Romp (VAN DE KOP-HALS-ROMP BOERDERIJ)

Toelichtingen schades t.g.v. veel voorkomende schades

Schades gevelmetselwerk Scheuren-wijzer Referentie-bladen

Horizontale scheuren evenwijdig aan de dakvoet in de

langsgevel (de hoek in de topgevel zal meescheuren) ten

gevolge van spatkrachten uit het schuine dak (sporenkap), gaat

vaak gepaard met “uitbuiking” van het metselwerkvlak (op de

afbeelding te zien bij 7).

32, 33 2.1.23

2.1.26

2.1.27

2.1.28

Diagonale scheuren boven de gemetselde bogen boven de

staldeuren maar ook kleine ramen en deuren door

ondeugdelijke segmentboog/strek. Deze kan het gewicht van

het metselwerk boven de opening niet goed verwerken (op de

afbeelding te zien bij 2).

- 2.1.10

Getrapte scheuren t.p.v. opleggingen van horizontale lateien

(vaak in kopgevels), al dan niet in combinatie met verticale

scheuren midden boven of naast de latei door thermische

werking van de verschillende materialen, roest van de stalen

latei of betonrot van de betonnen latei. Indien de latei vlak bij

een schuine dakrand zit, scheurt het metselwerk naar de

dakrand (op de afbeelding te zien bij 3).

10, 11 2.1.7

2.1.8

2.1.9

Scheuren en kapotte stenen bij aanwezige roestige ankers, vaak

kopgevel.

- 2.1.36

Diagonale scheur in het metselwerk bij de aansluiting op

de langsgevel, vlak onder de kap (op de afbeelding te zien bij

5).

- 2.1.22

Verticale scheur bij de aansluiting van langs- en kopgevel,

meestal in de langsgevel, door het ontbreken van een dilatatie

in een te lang metselwerkvlak of spatkrachten uit de kap

(uitbuiken van de muur). Deze scheur kan ook ergens in het

midden optreden (op de afbeelding te zien bij 6).

5 2.1.29

Horizontale scheur boven het maaiveld in de langsgevel (op de

afbeelding te zien bij 8).

- 2.1.35

Verticale scheuren ter plaatse van overgang van bouwdelen ( 24 2.1.21

Utilizing “form finding” to optimize structures made of traditional materials, in order to make the building structurally efficient and earthquake resistant.

Fascination: Structural Form Finding & Optimization

Methodology

Literature Research

Experimental Studies - Computational & Physical Modeling

Research by Design

Opportunities to Involve Seismic Design Principles

Bending Stiffness = E.IMethod1： Fixed joint for more stiffness

Method3： Flexible joints for reduced stiffness

Method2： Confined structure for more stiffness

Method4： Apply dampers for energy absorption

Control System Elasticity - Equation of bending stiffness

Opportunities to Involve Seismic Design Principles

mx’’ + cx’ + f(x) = -my0’’

Respond-controlled Design: The Equation of Motion

Method1： Control System Weight

Method3： Control System Elasticity

Method2： Control Damping

Method4： Control of Vibration Input

Conducting the Process with Traditional Materials

Case Study 2: BRICK-TOPIA BY MAP13

LOPPERSUM, GrONINGEN

KIRTIPUR, NEPAL

EARTHQUAKE ARCHITECTURE | ReferencesJAPAN

Earthquake engineering balancing conflicting objectives | 21

Figure.32: Pre-tensioned portal frame, 3d exploded view

Figure.33: 3D isonometric of the structure highlighting the pre-tensioned portal frames