Uiterste grenstoestand en bruikbaarheidsgrenstoestand
De beschouwingen in dit hoofdstuk hebben betrekking op de veiligheid van kistdammen en diepwanden als waterkering. De faalkans is om die reden betrokken op de uiterste grenstoestand, namelijk het bezwijken van de kistdam- of diepwandcon- structie.
Voor de praktijk is het van belang om naast de uiterste grenstoestand ook de bruikbaar- heidsgrenstoestand te controleren. Dit wil zeggen, dat wordt nagegaan, of de constructie gedurende de levensduur blijft voldoen aan eisen van bruikbaarheid. Verlies aan bruikbaarheid kan bijvoorbeeld optreden wanneer de constructie te veel vervormt of haar waterdichtheid verliest. In de regel wordt de bruikbaarheidsgrenstoestand in het ontwerp getoetst door een vervormingsberekening uit te voeren, waarbij voor alle parameters conservatieve waarden worden ingevoerd (ook wel “representatieve” of “karakteristieke” waarden genaamd). Bij deze vervormingsberekening worden dan geen (partiële) veiligheidsfactoren meegenomen.
In de beschrijving van de berekeningsgang voor de diverse rekenmodellen, zie hoofdstuk 8, wordt de toetsing van het ontwerp voor zowel de uiterste grenstoestand als de bruikbaarheidsgrenstoestand expliciet in een stapsgewijze aanpak benoemd.
Enkele praktijkprojecten hebben geleerd, dat de bruikbaarheidsgrenstoestand vaak maatgevend is voor het ontwerp. Dit terwijl de grenswaarde voor deze bruikbaarheids- grenstoestand (de toelaatbare vervorming) vaak niet of nauwelijks onderbouwd is.
Veelal wordt een praktische maat genomen op basis van gevoelsmatige overwegingen ten aanzien van mogelijke schade aan funderingen, kabels of leidingen. Een scherpe en goed onderbouwde definitie van de grenswaarde voor de bruikbaarheidsgrenstoestand is derhalve zeer wenselijk, omdat wanneer de bruikbaarheidsgrenstoestand maatgevend is deze grenswaarde sterk bepalend is voor de dimensies van de constructie. In een dergelijk geval is het optimaliseren van het ontwerp op sterkte, zoals in hoofdstuk 8 aangegeven, minder relevant.
Vertaling van de benodigde betrouwbaarheidniveaus in het ontwerp
De kistdam of diepwand dient zodanig te worden ontworpen, dat de gerealiseerde betrouwbaarheidsindex minimaal gelijk is aan de benodigde betrouwbaarheidsindex, afgeleid volgens paragraaf 4.3 of een vergelijkbare methode.
In principe is het alleen mogelijk om met behulp van probabilistische berekeningen aan te tonen dat een bepaalde betrouwbaarheidsindex wordt gehaald. De praktijk is echter, dat het ondoenlijk is om voor alle doorsneden en in alle fasen van het ontwerp probabi- listische berekeningen te maken. Derhalve wordt voorgesteld het ontwerp in 3 fasen uit te voeren: (zie ook hoofdstuk 8):
-
Op basis van deze globale dimensionering worden voor enkele kritieke dwarspro- fielen deterministische (of “semi-probabilistische”) eindige-elementenberekeningen uitgevoerd, zie paragraaf 4.4.2.
-
Tenslotte kan de faalkans van de waterkering meer nauwkeurig worden bepaald door voor één of meer geselecteerde dwarsprofielen probabilistische eindige- elementenberekeningen uit te voeren, zie paragraaf 4.4.3.
