Verdeling van de faalkansruimte over deelmechanismen - Veiligheidsbenadering ten aanzien van ontwerp en toetsing

Verdeling van de faalkansruimte over deelmechanismen

Beschouwd wordt een kistdamconstructie in een primaire waterkering.

Zoals in paragraaf 4.2 aangegeven is de toelaatbare kans op bezwijken van de water- kering gedurende de geplande levensduur zonder dat van overbelasting sprake is, gelijk aan ξ*N*NORM, waarin N het aantal jaren in de planperiode is, met de beperking N ≤ 10 zoals verklaard in paragraaf 4.2. De waarde van ξ dient volgens de Leidraad Kunstwerken (bijlage B4) te worden gesteld op ξ≈0,01 voor constructies van type I (volledig zelfstandig waterkerend) en ξ≈0,01 of 0,005 voor constructies van het type II (waterkerend in combinatie met een grondlichaam). Voor constructies van type III gelden mildere eisen, hoewel de ondergrens wordt gevormd door de eisen conform de TGB (veiligheidsklasse 3).

De hoofdmechanismen zijn:

• Onder-, achterloopsheid, piping en heaving (voor een nadere beschrijving wordt verwezen naar het Technisch Rapport Zandmeevoerende Wellen [46] en Handreiking Constuctief ontwerp[47]);

• Bezwijken van constructieve onderdelen;

• Overige (zie hoofdstuk 3).

  Het falen van de waterkerende functie door de verschillende bedreigende mechanismen kan worden weergegeven in een foutenboom, zie figuur 4.1. In de foutenboom zijn tevens toelaatbare kansen aangegeven.

  

  Figuur 4.1 Globale foutenboom falen waterkerende functie kistdam

  Van boven naar beneden worden de toelaatbare kansen verdeeld over de onderliggende laag. De verdeelsleutel kan daarbij afhankelijk van de situatie worden ingevuld.

  Een mogelijke verdeling in de bovenstaande foutenboom is:

  • a = b = c = 0,01, dus bijvoorbeeld de kans op instabiliteit van de kistdamconstructie mag niet groter zijn dan 0,01*NORM. Wanneer de 3 mechanismen op het middelste niveau van de foutenboom ongecorreleerd zouden zijn, dan volgt een inundatiekans boven aan de foutenboom van 0,03*NORM (ξ = 0,03). Zijn de 3 mechanismen volledig gecorreleerd, dan volgt een inundatiekans van 0,01*NORM (ξ = 0,01). In het licht van de nog lopende discussie binnen de TAW over de precieze ξ-waarde is een range van 0,01 à 0,03 acceptabel.

  • P1= P2= P3= 0,0033*NORM. Dit geldt alleen voor een kistdamconstructie. Bij een diepwand vervalt P3, dus hier zou kunnen worden gesteld P1= P2= 0,005*NORM

    In beginsel is elke verdeling die sluit op een inundatiekans boven aan de foutenboom van ξ*NORM denkbaar; die vrijheid kan benut worden om te komen tot optimalisering van het ontwerp. Zo is het bijvoorbeeld denkbaar dat tegen relatief geringe kosten een heel kleine faalkans van de ankers (ankerstaven en -bevestigingen) gerealiseerd kan worden. Een ander voorbeeld is de corrosietoeslag van damwanden, waardoor de kans op vloeien van de plank in de eerste jaren van de levensduur klein is. De faalkansruimte die daardoor vrijkomt kan dan toegevoegd worden aan de faalkansruimte voor die mechanismen waarvoor het relatief duur is om een kleine faalkans te realiseren.