Als je doet wat vindt hoef je

Als je doet wat vindt hoef je je nooit te werken,

leuk

dat noemen wij passie.

Kijk voor het meest actuele aanbod van vacatures binnen bouw en techniek op www.continu.nl

Altijd de juiste mensen

INHOUDSOPGAVE

redactioneel

Columns Redactioneel Voorwoord bestuur Labpraktijken

3 5 38

“Mens en Natuurgeweld”

Studiereiservaring

39

Activiteiten & excursies Betawetenschappen

8

Universiteit van Utrecht – Pieters Bouwtechniek

Meerdaagse excursie Oslo Het grote KOers Jungle Speed toernooi

10 15

Beste lezers, het stokje is overgenomen! Wouter heeft zijn functie van commissaris redactie en daarmee zijn kennis aan mij overgedragen en de eerste KOersief van het 39e bestuur is nu een feit. Bij deze wil ik Wouter graag bedanken voor de voorgaande KOersieven en voor het perfect inwerken van ondergetekende in mijn functie. Toen ik in mijn functie in het 39e bestuur trad, was de KOersief voor mij onbekend terrein. Natuurlijk had ik het blad wel eens in handen gehad, maar de redactie van het blad op je nemen is vanzelfsprekend een iets andere uitdaging. Ondanks alles ben ik er toch van overtuigd dat, met alle hulp en steun die ik heb mogen genieten in de afgelopen 2 maanden, deze editie van de KOersief een waardige opvolger is geworden.

Interview Sjaak van Egmond (Rijndijk Engineering)

16

Aardbevingsbestendig bouwen Aardbevingsbestendig bouwen mogelijk? Tsunami escape buildings

19 24

Design principles

Free-Form structures design in seismic regions

28

Projecten Cilindrische schaalconstructie in glas

33

Ontwikkeling van een Maximaal Transparant Constructiesysteem

Footbridges/ Sensuous structured space

36

Make sense, design for sense

en verder... Activiteiten

6

Naast de aan het thema gerelateerde artikelen, vind je in deze KOersief ook de verslagen terug van de activiteiten die tijdens de eerste maanden van het 39e bestuur hebben plaatsgevonden. Het eerste grote KOers Jungle Speed toernooi, de excursie naar de nieuwe faculteit van betawetenschappen in Utrecht en de meerdaagse excrusie naar Oslo hebben hun plaatsje verworven op het papier. Verder zijn er nog twee interessante afstudeerverslagen, een interview met RijnDijk Engineering en columns van de studiereiscommissie en Hans Lamers te vinden. En voor de mensen die houden van puzzelen, de puzzle uit de vorige editie van de KOersief bleek zo moelijk, dat er geen enkele inzending is binnengekomen. Dat lijkt me toch een echte uitdaging! Veel Leesplezier!

Agenda & sfeerimpressies

Wie is het...? Tot slot

Het onderwerp van deze KOersief, aardbevingsbestendig bouwen, is gekozen naar aanleiding van de komende studiereis van KOers naar de Verenigde Staten. Aan de westkust van het land zal een groep van ongeveer 20 studenten dit onderwerp tot op de bodem gaan uitzoeken. Deze editie is dan ook een perfecte gelegenheid om de studenten die meegaan alvast een basis over aardbevingsbestendig bouwen mee te geven. Maar ook voor hen die thuisblijven, zijn de artikelen die binnen het thema passen zeker de moeite waard. Ir. Marc Bijvoet (DHV), Alberto Lago (Ph.D. kandidaat) en onze eigen prof.dr.ir. André Jorissen (TU/e) vertellen ons iets over dit in Nederland toch nog vrij onbekende onderwerp.

40 42

Bastiaan Göttgens, Hoofdredacteur KOersief 3

Adviesburo Snijders, jouw constructieve carrière binnen handbereik!

Bel snel voor DE baan van je leven! Kijk voor actuele jobs op: www.adviesburo-snijders.nl Adviesburo Snijders is een onafhankelijk adviesbureau gevestigd in Valkenswaard. Wij houden ons bezig met het geven van advies op het gebied van bouwconstructies.

Adviesburo Snijders B.V. Valkenierstraat 125

Onze werkgebieden: • Adviseurs voor algemene en complexe traditionele bouwconstructies in de utiliteitsbouw en woningbouw. • Dé specialist op het gebied van engineering van prefab beton constructies. • Ondersteuning op constructief gebied van overheidinstellingen.

Postbus 598 5550 AN Valkenswaard T 040 208 52 50 F 040 201 75 24 [email protected]

www.adviesburo-snijders.nl

voorwoord bestuur

Beste leden, sponsoren en overige relaties, nu de temperaturen weer behaaglijk worden en de lentekriebels naar de achtergrond verdwijnen, loopt ook het collegejaar weer op zijn einde. Hoewel het 39ste bestuur nog maar net gesetteld lijkt, loopt de agenda van KOers vol. We blikken terug op de mooie activiteiten die we ervaren hebben en we kijken vooruit naar wat nog komen gaat. Aardbevingbestendig bouwen, dat is het thema van aankomende studiereis naar de westkust van de Verenigde Staten. Een goed moment om daar ook in de KOersief bij stil te staan. Naar onze mening mogen we hier in Nederland best een beetje over de grens kijken en zal deze studiereis een bijzonder leerzame en geweldige ervaring zijn om nooit te vergeten. Voor wie meegaat dus een uitgelezen kans om jezelf alvast in te lezen, voor de thuisblijvers een kans om toch op de hoogte te blijven! De MDE naar Oslo heeft ook bij veel KOersleden het hart sneller doen kloppen. Een delegatie van 25 studenten is afgereisd naar deze mooie Scandinavische hoofdstad om daar de principes van het constructeursvak aan de tand te voelen. Daarnaast hebben de sportievelingen binnen KOers hun krachten laten zien tijdens een aantal belangrijke activiteiten. Zo is er meegedaan aan de Rotterdam (5en 10-kilometer) loop en hebben we SUPport verslagen tijdens het sjoeltoernooi. Het Tarzan & Jane gehalte is getest tijdens het Grote KOers Jungle Speed Toernooi en de nodige dartpijlen hebben het bord geraakt tijdens het darttoernooi. Maar… Er staat ook nog veel te gebeuren. Nu het nieuwe bestuur eindelijk zijn draai gevonden heeft, stromen de ideeën voor activiteiten binnen. Tijdens de Betonkanorace is KOers vastbesloten met een origineel en innovatief idee voor de dag te komen, de laatste hand wordt gelegd aan de studiereis en de nodige excursies en borrels mogen daar ook niet bij ontbreken. De KOers-molen draait dus op volle toeren! Om deze molen te kunnen laten draaien zijn we ook weer op zoek naar een nieuw bestuur. Wil jij deel uitmaken van deze actieve vereniging, de commissies aansturen, je CV uitbreiden en bestuurservaring opdoen? Schroom dan niet en stuur een mailtje naar het bestuur, of kom langs op vloer 5. Wij kunnen je alles vertellen over de mogelijkheden en ervaringen van een (half)jaar KOers bestuur. Namens het 39ste bestuur wens ik jullie wederom heel veel leesplezier! Met vriendelijke groet, Lianne Tas 5

activiteiten

Activiteiten

Agenda en sfeerimpressies

Agenda

(onder voorbehoud)

4 - 6 Juni - BetonKanoRace

Ieder jaar is KOers weer aanwezig bij dit evenement. Een weekend lang varen en één groot feest.

10 - 23 Juni - Buitenlandse studiereis: Westkust Verenigde Staten

Elk jaar organiseert KOers een studiereis met een interessante en leerzame bestemming. De studiereis wordt midden juni gehouden en gaat naar de westkust van de VS!

30 Juni - KOersfeest & BBQ

Het feest van studieverening KOers wordt dit jaar een vrolijk dansfeest! Tijdens het feest zal er een quiz zijn, veel drankjes en wellicht ook cocktails. De plek is nog onbekend (houd de website in de gaten). Ben je er bij?

Rotterdamloop

Website en K-mail

Bezoek regelmatig onze site voor actuele nieuwsberichten en activiteiten. Tevens kun je je via de site opgeven voor de activiteiten. Via de site en de K-mail wordt nadere informatie verspreid over de inschrijftermijnen. Ook vind je op de site een fotoalbum met sfeerimpressies. ■

Sjoeltoernooi KOers vs SUPport

Cocktailborrel 6

KOersief | Juni 2010 | nummer 81 | Aardbevingsbestendig bouwen

Groei mee met Vebo! Prefab Beton Vebo B.V., gevestigd in Bunschoten, is een toonaangevende producent op de Nederlandse markt van geprefabriceerde betonproducten. Onze producten vinden hun weg naar voornamelijk de woning- en utiliteitsbouw. Vebo is een gezonde Nederlandse onderneming, waarbij kwaliteit hoog in het vaandel staat. Samen met onze onderneming Vebo Staal B.V. kunnen wij bouwend Nederland voorzien van een totaalpakket aan prefab betonproducten en ondersteunend gevel-staalwerk (stalen lateien, geveldragers etc.). De totale Vebo-organisatie telt ruim 300 medewerk(st)ers.

K w w wijk op: . b i j v w er k en eb o . nl

Constructeur

U houdt zich bezig met o.a. constructief rekenwerk (waaronder statische berekeningen), ondersteuning en advisering aan in- en externe partijen, controle van berekeningen van collega’s en externe constructiebureaus, en ondersteuning en begeleiding van constructief tekenaars. Opleiding: minimaal hbo bouwkunde, bij voorkeur richting constructie.

Productontwikkelaar

U realiseert nieuwe producten en ontwikkelt bestaande producten door. U bent de initiator binnen onze productontwikkelteams. Ook maakt u analyses van experimenten, o.a. naar aanleiding van door u geïnitieerde en begeleide experimentele onderzoeken. Daarbij bent u ook vraagbaak op het gebied van producttoepassing. Academisch werken denkniveau, met bouwkundige ervaring.

Stageplek/afstudeeropdracht

Zoek je een lekker gevarieerde stageplek? Of een bedrijf dat jouw afstudeeropdracht écht serieus neemt? Bel dan ’s met Vebo Beton & Staal, dé specialist in totaaloplossingen voor gevelwerk. Waarom? Omdat we diverse mooie banen mét doorgroeimogelijkheden voor je hebben! Bel (033) 299 26 00. Prefabbeton, ondersteunend gevelstaalwerk en aluminiumproducten van Vebo Beton & Staal. We hebben het meest, we kunnen nog meer! De specialist in totaaloplossingen zoekt jóú! Waarom werken bij Vebo? Bij Vebo werken mensen met plezier. Het bewijs is een personeelsbestand met een bijzonder gering verloop. Vebo biedt een dynamische, stimulerende werkomgeving met plezierige sociale verhoudingen en veel individuele verantwoordelijkheid. Bij Vebo krijgen medewerkers alle kansen uit te blinken in hun vakgebied. En dat waarderen ze. En dan hebben we nog niet eens de prima

secundaire arbeidsvoorwaarden en de goede opleidings- en doorgroeimogelijkheden genoemd. Of het uitstekende salaris. Spreekt een van de vermelde functies u aan? Stuur dan een brief met c.v. naar Vebo, t.a.v. de heer J. Blom, Personeelszaken. Mailen mag natuurlijk ook: [email protected]. Voor meer informatie bel (033) 299 26 54.

activiteiten en excursies

Excursie Betawetenschappen door: Stephanie Lamerichs

Universiteit van Utrecht – Pieters Bouwtechniek Vrijdag 15 februari j.l. ging KOers met 9 man op excursie naar het nieuwbouwproject van de universiteit van Utrecht. Een nieuwe faculteit voor Betawetenschappen. De constructie van het gebouw, ontworpen door Herman Hertzberger, is gedaan door Pieters Bouwtechniek Utrecht die de excursie hebben georganiseerd. We werden om 15.00 uur verwacht op de bouwplaats waar we werden ontvangen door Jaap Dijks. Hij is constructeur en projectleider bij Pieters Bouwtechniek Utrecht. In de bouwkeet kregen we een presentatie over de nieuwe faculteit. Eerst een klein deel over de architectuur van het gebouw. Het gebouw bestaat uit twee ‘wokkels’ en waarin twee gebouwdelen worden verbonden door een groot atrium. In dit atrium zal een ‘open’ collegezaal komen waar de studenten naar buiten kunnen kijken. Hier hebben ze zicht op de bomen die er al stonden toen het terrein nog een schapenweide was. Vervolgens kwam er uiteraard nog enige uitleg over de constructie, waarna we onder begeleiding van de heer Dijks over de bouwplaats werden geleid. Op de verdiepingen zijn in de U-vorm van het gebouw laboratoria en studieruimtes te vinden. In laboratoria zijn veel installaties nodig. De verdiepingen zijn daarom 3,8 meter hoog, om zo een meter per verdieping te kunnen gebruiken om de leidingen door te voeren. De verlopende vloeren worden open studieruimtes waar de studenten met hun laptop kunnen werken. Al deze ruimtes zijn open en staan met elkaar verbonden. Het gebouw heeft een overspanningen (30 meter) en uitkragingen in beide richtingen. Daarbij komt dat er zes verdiepingen op deze overspanning rusten. Om dit constructief op te lossen zijn grote vakwerken toegepast die worden bevestigd aan twee betonnen kernen. De betonnen kernen dienen tevens als trappenhuis. Daarnaast zijn er betonnen balken toegepast van enkele meters hoog en grote dikte. Een deel van de verdiepingen bij de betonnen kernen wordt aan een stalen vakwerkligger opgehangen. Dit heeft vooral veel consequenties gehad voor het uitvoeren van de bouw. Er wordt gebouwd door elementen op te stapelen en meestal draagt

8

het onderste element de bovenliggende elementen. Hier moesten echter de delen worden opgebouwd en het dragende element, de vakwerkligger, werd pas later geplaatst. Dit is opgelost door de vloeren te onderstempelen tijdens de bouw. Tijdens de rondleiding op de bouw waren goed de verschillende elementen te zien die de krachten naar de betonnen kernen leiden. Zo is goed het verschil te zien tussen de betonnen kolommen die op druk worden belast en de kleinere stalen kolommen die de trek opnemen. De vloeren zijn in het werk gestorte betonnen vloeren. Deze hebben overal een dikte van 270 mm. Op sommige plekken worden de vloeren ondersteund door balken, omdat de hoogte van de vloer niet toerijkend was. De balkeinden liggen een stuk terug van de vloer, zodat wanneer van beneden in het atrium gekeken wordt, overal dezelfde lijnen zijn te zien van de diktes van de vloeren. Het middelste gedeelte van het gebouw kon niet goed gestabiliseerd worden in drie richtingen, mede door ruimtegebruik en verkeersruimtes. De gevonden oplossing is dat de trappen, die aan beide delen van het bouwdeel toegepast worden, als stabiliserend element gebruikt worden. In de trappen zit heel veel staal, waardoor deze genoeg capaciteit hebben om het bouwdeel in horizontale richting te stabiliseren. Aan het einde van de rondleiding was er nog een kleine borrel in ‘the basket’, waarna we met de trein weer richting Eindhoven zijn vertrokken en de excursie kwam hiermee tot een einde. ■



Meerdaagse excursie Oslo door: Hein de Groot & Ivan Saric

Zaterdag, 24 april Het was een spannende week, aangezien het tot het laatste moment onzeker was of de reis door kon gaan door de vulkaanuitbarsting op IJsland. Uiteindelijk was alles toch goed gekomen en konden wij beginnen aan onze reis naar Noorwegen. Het was voor mij (Ivan) de eerste reis naar Scandinavië en daarom dus extra interessant. Naast de educatieve kant van onze tocht was er natuurlijk ook nog de culturele kant. Na een korte vliegreis kwamen we aan op het vliegveld van Rygge, een klein plaatsje 70 km buiten Oslo. Dit stadje voldeed volledig aan mijn visie van Noorwegen: heel rustig met hier en daar een huisje zoals je huisjes tekende op een leeftijd van vijf. Hier moesten we anderhalf uur wachten op de trein die ons naar onze eindbestemming Oslo zou brengen. Aangekomen in Oslo vonden we snel de weg naar het hostel waar we s’avonds nog met z’n allen hebben gegeten. Vervolgens splitste de groep zich op om het nachtleven van Oslo te gaan verkennen. Veel werd er niet gedronken aangezien de prijs van een biertje rond de 10 euro lag. Dit had een positief effect op het kater-gehalte van de volgende dag. Zondag, 25 april Na de lange stapavond was iedereen wel toe aan een rustige ochtend die opgevolgd werd door een bezoek aan het Nationaal Museum voor Architectuur. Daar was op dat moment een exhibitie van een van de meest succesvolle architectenbureaus 10

van Denemarken, genaamd BIG-Bjarke Ingels Group. Een aantal van hun meest baanbrekende projecten werden tentoongesteld; van prijswinnende projecten tot hoogst-innovatieve objecten op zowel nationaal als internationaal niveau. Naast deze tentoonstelling was er nog een exhibitie van de prijsvraag voor het ontwerp van een nieuw ‘cultuurcentrum’ in Oslo. Het Opera House is iets wat men gezien moet hebben als men in Oslo ronddwaalt. Dit is dan ook het hot item van Oslo op het gebied van zowel architectuur als constructie. Dit object bezochten we later op de middag. Helaas was het niet mogelijk om een rondleiding in het Engels te krijgen. Dit neemt niet weg dat het een adembenemend gebouw is en we op deze plek een aantal mooie plaatjes voor thuis hebben kunnen schieten. Dit was de plek waar de paden zich weer scheidden en ieder zijn eigen kant op ging. Op een zondag is er vrij weinig te doen in deze stad dus er bleef niet veel meer over dan de stad in te gaan en deze te verkennen. Dit is dan ook hetgeen wat door de meesten gedaan werd. Deze verkenning begon bij de verhuizing van hostel 1 naar hostel 2. In de avond probeerden we met zoveel mogelijk man ergens te gaan eten. We kwamen uiteindelijk uit bij een luxe shoarmatent, want meer dan dat was het niet. Dit was echter aan de prijzen niet te zien. Helaas ligt het nachtleven zondagnacht nogal plat in Oslo en kwamen de meesten niet verder dan een biertje in een foute kroeg.


1. Maandag, 26 april ’s Morgens vroeg even snel een ontbijtje nuttigen op de krappe slaapkamers. De meesten hadden dan ook zondag alvast wat eten gekocht. De reden van het vroege vertrek was dat we nog bij de skischans gingen kijken, voordat we naar A-lab gingen. Deze Holmenkollen Ski Jump, zoals hij officieel heet, is goed zichtbaar vanaf Oslo en ligt bovenop een heuvel. De schans wordt verbouwd, maar zal voor het WK skiën 2011 in Olso gereed moeten zijn. Verder was er nog een klein bezoekerscentrum met in de verkoop vele Noorse prularia, zoals de typische Mart Smeets truien. Ook stond er een maquette van het geheel, waar ze zelfs in Vertigo nog een puntje aan kunnen zuigen. Doordat alles in de puntjes was geregeld hoefden we ’s middags niet te zoeken en kwamen we met de bus rechtstreeks bij A-lab uit. Dit bedrijf was gevestigd in een oude fabriekshal die ze fraai hadden ingericht als architectenbureau. De lezing werd verzorgd door Ralf Bertram die al ruim een jaar bij het bedrijf werkt. Zelf heeft hij op de TU/e gestudeerd en is hij ook nog student assistent geweest in het P-atelier. De lezing ging over enkele projecten waarbij dan ook nog de constructie verder was uitgewerkt. Ze doen vaak mee met opdrachten die uit een prijsvraag bestaan, dus waarbij de winnaar het uiteindelijk project mag realiseren. Aan het einde van de middag gingen sommigen nog even langs het Viking museum, waarbij enkele opgravingen van oude indrukwekkende Viking

schepen te zien waren. Zo werd er ook nog wat cultuur opgesnoven in Olso. Het stadhuis werd nog aangedaan, wat eigenlijk niet meer was dan een reusachtig bouwwerk met vele oude mozaïeken op de muren, waarbij je je afvroeg of het nu kunst of kitsch was. Later op de avond ging iedereen nog wat eten in de stad. Ondanks de hoge prijs voor een biertje, waarvoor de gemiddelde student toch echt wel minimaal een uur moet vakkenvullen, kwamen sommigen toch wat aangeschoten in het hostel terug. Dinsdag, 27 april Deze dag stond in het teken van de terugreis naar Eindhoven. Aangezien we ook terugvlogen via Rygge (Airport), moesten we nog bijna een uur in de trein zitten. Dus konden we nog even genieten van het schitterende Noorse landschap met de fabelachtige fjorden, uitgestrekte naaldbossen en de houten huizen die van alle mogelijke kleuren waren voorzien. Voor sommigen was dit echter het uitgelezen moment om rustig bij te slapen van de enkele dagen in Oslo, dus kregen ze hier weinig van mee. De vliegreis ging ook voorspoedig, zodat we weer veilig in het oude vertrouwde en zelfs warme Eindhoven landden. Al met al een geslaagde reis, maar de volgende MDE moet toch zeker naar een plek dat voor een student toch enigszins betaalbaar is! ■

11


5.

2.

6.

3.

7.

4. 12


8.

7. 9.

10.

11.

12.

13.

15. Foto´s van: Emiel Custers; Matéi Kevenaar; Eeuwe Bloemberg; Joost de Meijer; Sean Diederen

14.

Fig. 1: Oslo Opera House Fig. 2: Raadhuis van Oslo Fig. 3: Interieur Oslo Opera House Fig. 4: Vigelandsparken Oslo Fig. 5: Koninklijk Paleis Fig. 6: de Barcode (Bedrijvengebied) Fig. 7: Lezing bij A-Lab Fig. 8: Maquette BIG tentoonstelling Fig. 9: Ralph Bertram & Ivan Saric Fig. 10: Foyer van het Oslo Opera House Fig. 11: Harm Boel bij binnenwand Oslo Opera House Fig. 12: Haven van Oslo Fig. 13: Groepsfoto Fig. 14: KOers met KOersleden geschreven Fig. 15: Vikingschip in het Vikingmuseum, Oslo 13

                     



 

 

 

      



 


Het Grote KOers Jungle Speed Toernooi 2010 door: Robbert Lieven en Anne-Marie van Welie

De commissie was al maanden ijverig bezig met de voorbereidingen en leefde toe naar de grote dag. 25 Maart j.l. was het dan eindelijk zo ver: Het Grote KOers Jungle Speed Toernooi 2010! Een groot aantal KOers-leden kenden vooraf het spel Jungle Speed niet en dachten bij de naam aan apen, bananen en lianen; een soort van apenkooi. Het enige Jungle-achtige aan het spel is de houten totempaal en de nicknames van de deelnemers, zoals Maartje Stokstaartje, P-Jane, Jop ‘Tarzan’ Courage, of The Queen of the Jungle. Dus nog even voor de mensen die het spel niet kennen; Jungle Speed is een ‘simpel’ en energiek reactiespel. Het spelmateriaal bestaat uit kaartjes met verschillende symbolen in verschillende kleuren en een houten totempaal. Het doel van het spel is om als eerste alle kaarten kwijt te raken. De spelers draaien om de beurt één kaartje om en leggen deze open op hun eigen aflegstapel. Zodra twee spelers hetzelfde symbool hebben omgedraaid (qua vorm), moeten zij zo snel mogelijk de houten totempaal grijpen. Degene die de staaf als eerste pakt, wint de huidige ronde. De verliezer moet beide aflegstapels onder zijn voorraad gedekte kaarten schuiven. Na een korte uitleg van de spelregels en de deelnemers te hebben gecontroleerd op lange nagels en sieraden (in verband met de veiligheid) kon het toernooi beginnen. Het spel werd gespeeld in vier rondes waarbij de beste twee van iedere ronde doorgingen naar de finale, waardoor de deelnemers meteen flink onder druk werden gezet! De eerste ronde begon wat traag, maar al snel kwam de speed in het spel. Jop’s trainen met Jungle Speed op vrije avonden wierp zijn vruchten af en Rianne bleek een jungletalent. De eerste twee finalisten waren een feit. De tweede ronde bestond uit beginners en gevorderden. Frederik behoorde duidelijk tot de

gevorderden en eiste de derde finaleplaats op. Daarna ging het hard tegen hard tussen AnneMarie en Menno. Anne-Marie kon de druk echter niet aan en greep de houten totem terwijl het niet mocht, waardoor Menno doorging naar de finale. Commissielid Robbert won met alle gemak de derde ronde. De tweede plaats ging naar Sjoerd, maar hij zou niet aanwezig kunnen zijn bij de finale, daarom werd er doorgespeeld voor een derde plaats. Outsider Eeuwe liet zien dat hij graag kaarten verzamelde, maar raakte al deze kaarten toch als derde kwijt en belandde hierdoor alsnog in de finale. Nog maar twee plekken te vergeven. Daphne zorgde er in de vierde ronde voor dat Rianne niet de enige vrouw was in de finale. Wouter vergiste zich en greep te gehaast naar de totem, waardoor deze meters door de lucht zeilde. Hij herstelde zich echter snel van deze blunder en vulde de laatste lege plek in de finale. In de finale ging het vrij gelijk op, totdat Wouter al zijn kaarten kwijt dacht te raken en er een kleine discussie ontstond. Na beraad stelde de commissie Wouter in zijn gelijk en feliciteerde hem met de eerste plaats! De dames in de finale stonden hun mannetje. Rianne behaalde een tweede plaats en Daphne een derde plaats. Naast de drie winnaars zijn er nog twee eervolle vermeldingen: Wouter had de verste worp met de totempaal en Eeuwe verzamelde de grootste stapel kaarten. Voor de complete uitslag kun je op de website van KOers terecht. De commissie heeft het toernooi met plezier georganiseerd. Het toernooi was een groots succes en hopelijk wordt HGKJST een jaarlijks terugkerende activiteit! ■

15

Interview

Interview RijnDijk Engineering door: Bastiaan Göttgens & Lianne Tas

Wederom is RijnDijk Engineering de hoofdsponsor van de KOers studiereis, die dit jaar de westkust van de Verenigende Staten bezoekt. In twee voorgaande edities van de KOersief (2007 & 2008) zijn we meer te weten gekomen over het bedrijf en de directeur Jeffrey van de Kerkhof. Dit keer is een interview afgenomen met één van de jongste werknemers van RijnDijk Engineering: Sjaak van Egmond. RijnDijk Engineering is onderdeel van de holding Andus Group (voorheen RijnDijk groep). Binnen deze holding zijn tegenwoordig 19 werkmaatschappijen actief met ieder zijn eigen specialisatie. In de afgelopen jaren heeft de groep een sterke groei doorgemaakt, van een omzet van €51 miljoen in 2003 tot €165 miljoen in 2009. Afgelopen jaar waren er in totaal 870 medewerkers in dienst. De kracht van de Andus Group zit hem in het benutten van de individuele specialisaties van de verschillende werkmaatschappijen. RijnDijk Engineering richt zich vooral op de staalconstructies voor de petrochemie, de industrie en de railinfra, maar ook op staalconstructies van energiecentrales en grote opslag- of distributiehallen. Sjaak van Egmond Sjaak van Egmond komt uit Amsterdam. Daar heeft hij zijn HAVO en HTS Bouwkunde met afstudeerrichting constructie gevolgd en afgerond. In 2007 is hij naar Eindhoven gegaan om de master Constructief Ontwerpen op de TU te halen, maar hij heeft ervoor gekozen om deze studie vroegtijdig af te breken. Hij was al bekend met RijnDijk Engineering, doordat hij bij het bedrijf is afgestudeerd voor de HTS. Hij kon hier na de studie in Eindhoven terecht en sinds een jaar is hij er werkzaam als constructeur. Kun je uitleggen hoe de Andus Group werkt? Iedere werkmaatschappij binnen de Andus Group is een bedrijf op zich. Dit betekent dat ieder bedrijf voor zijn eigen begroting moet zorgen en zelf ervoor moet zorgen dat deze rondkomt. Vervolgens zijn ze binnen de holding Andus Group georganiseerd om elkaar goed te kunnen aanvullen. Gouda Vuurvast maakt ovenmaterialen, HSM doet weer heel veel offshore. Bij veel projecten is vaak een staalconstructie nodig. Dat kan binnen de groep worden uitbesteed aan RijnDijk Engineering. Ook de montage kan door 16

een bedrijf in de Andus Group gedaan worden. Op die manier heeft ieder bedrijf zijn eigen specialisatie en kunnen ze van elkaar profiteren. De bedrijven kennen elkaar goed en ze werken daardoor goed samen, met als gevolg dat de kwaliteit van het eindproduct beter wordt. Wat doet RijnDijk Engineering precies? RijnDijk Engineering is het engineerings onderdeel. Ze zijn begonnen met het uitwerken van staalconstructies. Vroeger dus met de tekentafel, en via 2D zoals Autocad zijn er nu de 3D-tekenpakketten in gebruik. De overgang naar deze pakketten zorgt ervoor dat tijdens de ontwerpfase fouten sneller worden ontdekt. Doordat alle aspecten van het project in één 3D model kunnen worden ingevoerd, kun je het sneller zien wanneer bijvoorbeeld een balk op de plaats ligt waar een generator moet komen. Sinds we in dit gebouw zitten is er een afdeling bijgekomen. Daardoor zijn er nu twee afdelingen: de engineeringsafdeling, waar de tekenkamer zit, en een designafdeling, waar ik zit. We doen ook steeds vaker opdrachten waarbij we van begin tot eind betrokken zijn bij het gebouw. De designafdeling staat nog een beetje in de kinderschoenen, dus die groeit nog door. Wat is het grote voordeel van RijnDijk Engineering t.o.v. een concurrent? Het grote voordeel zit in de samenwerking tussen de twee afdelingen. Als ik iets ontworpen heb, dan kan ik dat één op één doorgeven aan een tekenaar. De tekenaar heeft vervolgens de mogelijkheid om direct voor terugkoppeling te zorgen. Als ik met een ander ingenieursbureau samenwerk, dan krijg ik vaak onduidelijke schetsjes. Dan moet ik zelf terugkoppelen en kom ik erachter dat het helemaal niet kan. Hier krijg je de kans om te zien waarom iets niet kan. Je krijgt altijd direct terugkoppeling als het niet goed is. Dat is gewoon heel fijn en je leert


heel goed of het praktisch haalbaar is. Op de universiteit werd je gevraagd om één knoop uit te werken, maar hier moet je alles uitwerken en met iedere knoop tegelijk rekening houden, ook al in het ontwerpproces. In de praktijk word je als het ware gedwongen om die stap te nemen. Wanneer je deze onder de knie hebt, is dat een heel leerzame stap. Die heb ik nog niet onder de knie. Geregeld komt nog een boze tekenaar bij me dat het helemaal niet kan wat ik heb verzonnen. Dat heb je niet als je geen tekenafdeling hebt. Wat zijn je verdere ambities hier bij RijnDijk? Doorgroeien tot constructief ontwerper. Nu ben ik nog constructeur. Jeffrey is hier de constructief ontwerper. Het is de bedoeling dat ik die taak van hem overneem. Ik zou dan zelf het constructieve plaatje kunnen regelen en dan zouden er op den duur constructeurs bijkomen. Dan ben je hoofdconstructeur. Gezien de groei van het bedrijf en de afdeling, zijn daar mogelijkheden voor. Wat zijn de mogelijkheden voor studenten en net afgestudeerden binnen RijnDijk Engineering? We hebben nu drie studenten van de TU hier gehad. Op dit moment zit er niemand, maar dat is voor de toekomst wenselijk. RijnDijk is nog altijd op zoek naar hulpconstructeurs en studenten kunnen dat invullen. De sfeer bij dit bedrijf is echt heel goed. Het is een hechte groep en heel persoonlijk. Je mag alles doen en ook fouten maken. Dat is allemaal heel bevorderlijk voor het leerproces. Daarnaast is RijnDijk heel flexibel. Dus als er tentamens zijn, hoef je dat maar aan te geven en is het geen probleem. Hoe heb jij de overstap van het studeren naar het bedrijfsleven ervaren? Moeizaam. Mijn werk is leuk, maar de vrijheid en flexibiliteit die je op je studie geniet is hier in veel mindere mate aanwezig. Je bent standaard vijf dagen in de week en acht uur per dag ergens aan het werk. Dat is een overstap waaraan je moet wennen. Tijdens je studie was je gewend om een aantal colleges in de week te doen en daar kon je mee schuiven. Dat is nu niet meer, het is nu veel regelmatiger geworden. Op de universiteit had je de mogelijkheid om je vijf dagen

non-stop in te lezen over bijvoorbeeld buisprofielen. Dat kan bij een bedrijf niet. Je kunt alles doen en alles leren, maar tot op een bepaalde hoogte. Dat is een moeilijke switch om te maken. Hier vragen ze om het resultaat en hoe lang het duurt. Je kunt dus niet altijd uitgebreid de boeken induiken. Als je terugkijkt op de periode net na je studie, wat zou je studenten dan willen meegeven? Mijn voordeel was dat ik hier al zeer bekend was. Daardoor wist ik dat ik me hier op mijn plek zou voelen. Ik draaide met alles mee, dus het was voor mij duidelijk wat mijn werkzaamheden zouden zijn. Hier omvatten de werkzaamheden overigens meer dan alleen constructeur zijn. Dat is iets wat ik leuk vind. Zorg dus ervoor dat je op een rijtje hebt wat je wilt. Als je de kans krijgt om bij een bedrijf een traineeship te doen, of als je dat nog kent van je stage, dan weet je waar je aan toe bent. Maar misschien dat ik nu juist zou aanraden om eens ergens anders te snuffelen. Ga gewoon kijken bij een bedrijf en vraag of je mee mag lopen. Hier ben je van harte welkom om te proeven aan het constructeursvak. Een andere tip die ik kan geven is dat het berekenen van constructies geen exacte wetenschap is. Daar wil ik niet mee zeggen dat de uitkomsten van je berekening niet kloppen of niet exact zijn, want dat is wel degelijk zo. Ik wil daarmee zeggen dat je niet alles in de hand hebt. Er zijn voorschriften waarbinnen je moet blijven, maar je moet wel beseffen waar je mee bezig bent. Het is belangrijk dat je doorhebt waar je aan rekent en waarom. Hoe zie je jezelf over tien jaar? Ik zie mijzelf over tien jaar als constructief ontwerper. Waarbij ik in staat ben om het hele constructief ontwerpproces te overzien en te leiden, en ik daarbij de juiste mensen aan kan sturen. ■

RijnDijk Engineering www.rijndijk-engineering.nl [email protected] [email protected]

17

Bouw mee aan de toekomst. Jouw toekomst!

Vestedatoren te Eindhoven

Fifty Two Degrees te Nijmegen

Walburg te Weert

Atos Origin te Eindhoven

De Strip te Eindhoven

Van Abbemuseum te Eindhoven

Dynamo te Eindhoven

Eindhovense School te Eindhoven

Kennedy Business Center te Eindhoven

Maasland Ziekenhuis te Sittard-Geleen

Piter Jelles Junior & de Brege te Leeuwarden

Boscotondo te Helmond

ADVIESBUREAU

TIELEMANS

B O U W C O N S T R U C T I E S B .V. Adviesbureau Tielemans in Eindhoven is gespecialiseerd in het ontwerpen van bouwconstructies. Vanuit Eindhoven werken 35 ingenieurs met gerenommeerde nationale en internationale architecten aan innovatieve en in het oog springende projecten. Werken bij Adviesbureau Tielemans betekent in een ontwerpteam streven naar de hoogst haalbare combinatie van vorm, constructie en functie. Dit betekent ook het nauwlettend volgen van technologische ontwikkelingen in het vakgebied, zodat deze direct kunnen bijdragen aan het uiteindelijke resultaat. Adviesbureau Tielemans is continu op zoek naar aanstormend talent. Kijk voor meer informatie op www.tielemans.nl of bel voor een afspraak.

Insulindelaan 113, Postbus 651, 5600 AR, Eindhoven, Tel 040 281 44 55, Fax 040 281 50 75, www.tielemans.nl, [email protected]

aardbevingsbestendig bouwen

Aardbevingsbestendig bouwen mogelijk? door: prof.dr.ir. A.J.M. Jorissen (TU/e)

De wereld is, letterlijk, opgeschrikt door een serie aardbevingen dit jaar: Haïti (12 januari; magnitude 7,0), Chili (27 februari; magnitude 8,8), Turkije (8 maart; magnitude 5,9), Mexico (5 april, magnitude 7,2), Spijk (3 mei; magnitude 2,3). Aardbevingen komen regelmatig voor. Tussen 3 mei en 9 mei 2010 zijn er zelfs vijf aardbevingen in Nederland geregistreerd met een hevigheid van 1,0 tot 2,5; deze aardbevingen worden niet veroorzaakt door natuurlijke spanningen in de ondergrond maar door de gaswinning in Groningen. De hevigste geregistreerde natuurlijke aardbeving in Nederland vond plaats op 13 april 1992 (magnitude 5,8) nabij Roermond. Richter, Mercalli, Epicentrum [1] Om de sterkte en de gevolgen van een aardbeving weer te geven zijn twee verschillende schalen in gebruik: de magnitudeschaal van Richter en de intensiteitsschaal van Mercalli; beide schalen zijn opgedeeld in 12 eenheden. De schaal van Richter is een maat voor de kracht van de aardbeving zelf; de schaal van Mercalli richt zich op de gevolgen. Iedere toename met één magnitude-eenheid (Richter) komt globaal overeen met een 30-voudige verhoging van de vrijgekomen energie in de vorm van seismische trillingen (experimenteel vastgesteld). De hoeveelheid energie die vrijkomt bij een beving met magnitude 7 is dus 900 maal (30 x 30) zo groot als die welke vrijkomt bij een beving met magnitude 5. De Aardbeving op 27 februari in Chili was qua vrijgekomen energie dan ook ruim 301,8 = 13675 keer zo groot als de aardbeving op 12 januari in Haïti. De schalen van Mercalli (intensiteit) en Richter (magnitude) verschillen duidelijk. De intensiteit van een beving is afhankelijk van de plaats van waarneming en daardoor een “betrouwbare” maat

voor het bepalen van de mogelijk aangerichte schade. Dit in tegenstelling tot de magnitude volgens de schaal van Richter, die karakteristiek is voor de kracht van de aardbeving zelf. Zo heeft een krachtige aardbeving (grote magnitude) op grote diepte een relatief geringe intensiteit aan het aardoppervlak, en daardoor mogelijk relatief weinig gevolgen, terwijl een zwakke aardbeving (lage magnitude) op geringe diepte een hoge intensiteit met mogelijk grote gevolgen. Dit werd op 6 april 2009 in L’ Aquila (Italië) gedemonstreerd: een aardbeving met een magnitude van 6,3 op slechts 2 kilometer diepte, resulterend in veel schade. De aardbeving op de relatief geringe diepte van 13 kilometer in Haiti op 12 januari 2010 was met 310.000 doden verwoestend (intensiteit IX op de schaal van Mercalli). Verreweg de meeste aardbevingen worden veroorzaakt door (plotselinge) bewegingen van de aardkorst. Deze bewegingen vinden tot op 700 kilometer beneden het aardoppervlak plaats in het zogenaamde hypocentrum. De intensiteit aan het aardoppervlak is het grootste in het epicentrum, recht boven het hypocentrum; zie figuur 1.

1. 19

a = horizontale grond versnelling [m/sec²]


Gebouwen met een van de belangrijke eigenfrequenties in de buurt van 0,5 Hz storten in

frequentie [Hz = 1/sec]

(nagenoeg) overeenkomt met een frequentie van de ondergrond waarbij een grote versnelling wordt geproduceerd kan dit tot instorten van het bouwwerk leiden.

Gevolgen van aardbevingen [1] De meeste aardbevingen hebben geen gevolgen. De meesten worden zelfs niet eens gevoeld. Ook in Nederland komen tientallen aardbevingen per jaar voor. Door de geringe magnitude op relatief grote diepte, in Nederland tot ca. 30 kilometer, hebben deze zelden gevolgen. Een klein aantal zware bevingen veroorzaakt (enorme) schade en heeft soms vele slachtoffers tot gevolg. Gebouwen storten in, in de aarde ontstaan breuken, en leidingen gaan kapot waardoor er vaak brand uitbreekt.

Het effect van de “belasting” De horizontale grondversnelling is vrijwel altijd de belangrijkste bij het analyseren van de aardbevingen en het effect hiervan op bouwwerken. Voor (nagenoeg) recht boven het hypocentrum, in het epicentrum, gelegen bebouwing, is ook de verticale versnelling van belang. De enorme schade in L’Aquila is, naast de eveneens optredende horizontale versnellingen, ook door de verticale versnellingen veroorzaakt. Het effect van gecombineerde horizontale en verticale versnellingen wordt wellicht aan de hand van figuur 3 duidelijker.

De aardbeving als belasting In feite is een aardbeving geen belasting zoals permanente- , veranderlijke, sneeuw- of windbelasting; een aardbeving is een opgelegde verplaatsing gekenschetst door versnellingen in de ondergrond. Deze versnellingen worden met een zekere frequentie geproduceerd. Figuur 2, gebaseerd op aardbeving in Mexico van 19 september 1985 (magnitude 8,1), geeft hiervan een voorbeeld [2]. Indien een eigenfrequentie van een bouwwerk

(a)

verticaal + horizontaal 20

2.

Figuur 3: (a) start (b) ten gevolge van de verticale versnellingen komen de niet gekoppelde “bouwstenen” los van elkaar. Ten gevolge van de horizontale

(b)

verticaal


(c)

horizontaal

3.

zware verticale massa: m (a1)

(a2)

(b1)

(b2)

wind

h

wind

zware verticale massa: m

geen verankering

ÿ goede verankering

doorsnede Resultaat valt om

blijft staan

versnellingen bewegen de “bouwstenen” onafhankelijk van elkaar. (c) De bovenste bouwsteen valt terug naar beneden. De onderste bouwsteen is echter niet meer op de juiste locatie waardoor (locale) instorting volgt. Figuur 3 toont duidelijk aan dat samenhang in de constructie zeer belangrijk is voor de weerstand tegen de grondversnellingen. Het effect ten gevolge van aardbevingen is duidelijk anders dan die ten gevolge van andere “horizontale belastingen” zoals wind. Dit wordt wellicht duidelijk door een gedachte-experiment uit te voeren, zie figuur 4. Een experiment dat overigens ook fysiek kan worden uitgevoerd. Figuur 4 toont een “zeer licht stijf gebouw”in vier verschillende situaties. In de situaties (a) wordt de constructie horizontaal met wind belast. In de situaties (b) wordt de constructie “belast” met een opgelegde horizontale versnelling van de fundering. De doorsnede van de constructie is rond gedacht; dit is overigens niet noodzakelijk. In de eerste situatie (a1) wordt het gebouw niet verankerd en met wind belast. Doordat het gebouw zeer licht is waait het om. In de tweede situatie (a2) wordt op het niet verankerde gebouw naast wind met een zware verticale belasting belast. Het gebouw blijft staan. In de derde situatie (b1) is het gebouw verankerd en wordt “belast” met een aardbeving die de fundering in horizontale zin versneld en vertraagt. Het gebouw verplaatst mee; er gebeurt in principe weinig. In de vierde situatie (b2) wordt op het verankerde gebouw een zware verticale belasting toegevoegd. De versnelling van de ondergrond zorgt voor een groot moment M = mÿ h, waarin ÿ =

blijft staan

moment M= m ÿ h t.g.v. massa m

horizontale versnelling van de ondergrond, dat het gebouw wil doen omvallen. Het relatief grote buigende moment komt volledig tot ontwikkeling bij zeer stijve constructies. Zonder een adequate verankering aan de ondergrond zal het gebouw in zijn geheel kantelen en omvallen. Indien de constructie niet stijf, en sterk, is, zal deze bezwijken. De onderverdieping van vele gebouwen zijn vaak niet stijf en sterk genoeg om de massa van de bovenbelasting tijdens een aardbeving adequaat naar de bevende ondergrond te leiden. Eén van hoofdredenen is dat de benedenverdieping, zeker in stedelijke gebieden, door de aanwezigheid van winkels zeer grote openingen hebben. De verhouding tussen de stijfheid van deze verdieping en de bovenbelasting geeft daardoor aanleiding tot relatief lage eigenfrequenties waardoor grote versnellingen optreden, die tot instortingen leiden (zie als voorbeeld figuur 2). De bovenverdiepingen zijn vaak veel stijver en sterker, zeker als deze zijn uitgevoerd met goed ingevulde vlakken (adequaat gewapend beton / hout), waardoor deze op de grond vallen nadat de onderverdieping is bezweken; zie figuur 5 [3]. In een aardbeving komen, zie figuur 2, vele frequenties voor. Afhankelijk van de complexiteit van de gebouwconstructie kent deze vele eigenfrequenties, die van belang kunnen zijn voor het bepalen van de respons. De beweging van de ondergrond en het gebouw moeten beiden in dynamische zin correct gemodelleerd worden. Hoogbouw gedraagt zich anders, niet noodzakelijkerwijs ongunstiger, dan laagbouw. Bij hoogbouw kunnen de massa’s, voor een belangrijk deel in de vloeren geconcentreerd, tegen elkaar in gaan bewegen waardoor de uiteindelijke 21

4.


ÿ krachten op de veren, voor een belangrijk deel geconcentreerd in de verbindingsconstructies tussen de vloeren (de wanden), sterk worden gereduceerd. Figuur 6 toont hiervan een voorbeeld.

massa gunstig. Figuur 6 toont, dat de vorm van het gebouw belangrijk is vor aardbevingsbestendig bouwen. Dit geldt niet uitsluitend voor de gebouwdoorsnede, het geldt eveneens voor het grondvlak. Gebouwen, die in een richting relatief slap zijn ten opzichte van de andere, bijvoorbeeld rechthoekige gebouwen, kunnen beter niet gekoppeld worden. Figuur 7, gebaseerd op [2], maakt dat duidelijk.

De massa van het gebouw wordt horizontaal versneld. Dat betekent dat er horizontale krachten worden opgewekt, die, het liefst zonder (fatale) schade, terug naar de aarde moeten worden gevoerd. In potentie wordt de hoogst gelegen massa het meest versneld en komen de grootste krachten op de onderste verdieping terecht. Daarnaast moet kantelen van het gebouw worden voorkomen waardoor juist gedimensioneerde verticale verankeringen noodzakelijk zijn. Gevolg is, dat een piramide vorm een zeer gunstige vorm is voor het weerstaan van aardbevingen. Een voorbeeld is eveneens in figuur 6 weergegeven (Transamerica Pyramid in San Francisco). Ronde en vierkante vormen zijn eveneens gunstig. Het is ongunstig een “topzwaar”gebouw te ontwerpen. Echter, indien deze massa bovenin het gebouw op een zodanige wijze wordt bevestigd dat deze altijd in tegenfase aan de aardbeving is, is deze

Slotopmerking De titel van het artikel is een vraag: is aardbevingsbestendig bouwen mogelijk? In het ontwerp van een gebouw kan op velerlei wijzen rekening worden gehouden met aardbevingen. De versnellingen van de ondergrond van vele aardbevingen is gemeten en tot analyseerbare functies teruggebracht. De dynamische analyse van het gebouwontwerp leidt tot een respons op deze functies in de vorm van inwendige krachten op basis waarvan de constructie geoptimaliseerd kan worden. Op basis van deze constateringen kan de vraag met ja worden beantwoord.

6. 22

5.


7.

Aan de andere kant is geen enkele aardbeving is dezelfde. De analyse van verschillende aardbevingen in de vorm van grondversnellingen leidt tot verschillende analyseerbare functies. Het is bekend, dat de grootste magnitudes (schaal Van Richter) optreden nabij Chili, waar in 1960 de tot op heden “sterkste” aardbeving is geregistreerd (magnitude 9,5). Is een dergelijke beving op een gegeven moment ook elders te verwachten? Er zijn, met andere woorden, grote onzekerheden. ■

Fig. 1: Hypocentrum en het recht daarboven gelegen epicentrum Fig. 2: Relatie horizontale grondversnelling – frequentie, gemeten in Mexico-stad aardbeving op 19 september 1985 [2] Fig. 3: Gelijktijdig optredende verticale en horizontale versnellingen. Fig. 4: Gedachte-experiment. (a) lichte stijve constructie belast door wind. (b) lichte stijve constructie met horizontaal bewegende fundering. Fig. 5: Figuur 5: stijve/sterke bovenverdiepingen op een relatief slappe/zwakke onderverdieping [3]. Fig. 6: Mogelijke (positieve) trillingsvorm bij hoogbouw. Fig. 7: Gunstige en ongunstige grondvormen in relatie tot aardbevingsbestendig bouwen [2].

Bronnen [1] Website van het Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (KNMI), Ministerie van Verkeer en Waterstaat. [2] Götz Schneider. Erdbeben, eine Einführung für Geowissenschaftler und Bauingenieure. Elsevier Spektrum Akademischer Verlag, München, 2004. [3] www.google.nl/images?q=aardbevingen&um=1 nl&tbs=isch:1&sa=N&start=440& ndsp20

Staalplaat-betonvloeren

Dutch Engineering r.i. B.V. Energieweg 48 - Zoeterwoude-Rijndijk Postbus 3 - 2380AA Zoeterwoude Tel/fax:

071-5418923 / 071-5419670

e-mail:

[email protected]

website:

www.dutchengineering.nl

Winkelcentrum Piazza Eindhoven

Kantoor Unilever "De Brug" Rotterdam

Onderdeel van uitdagingen


Tsunami escape buildings

Banda Aceh, Indonesia

Design Principles

by: ir. Marc Bijvoet (DHV) [email protected]

On 26 December 2004, there was a strong 9.2 Richter scale seaquake, with its epicentre in front of the northern part of Sumatra, Indonesia. The powerful quake produced a major undersea movement along Sumatra’s western fault line, which, in turn, caused 20m height tsunami waves to roll in, hitting the coastal areas of northern Indonesia. Severest hit was the western coast of Aceh, particularly the two coastal cities of Banda Aceh and Meulaboh, where at least some 120,000 people died.

To save lives communities should be warned for imminent tsunami threats. Inhabitants must seek refuge to save high grounds and escape buildings should be provided for those who can not reach high grounds in time. Existing buildings are to be adapted or new escape buildings are to be built. Design philosophy The escape-building must be able to withstand seismic ground shaking that often precedes the tsunami attack; note that seismic ground shaking and tsunami attack are assumed not to be concurrent. For earthquake resistant design one of the most important parameter is the Peak Ground Acceleration (PGA). This value can be obtained from so called seismic hazard maps. In Tsunami engineering the parameter inundation depth and current velocity should be determined by a tsunami flood hazard map. Bearing in mind that the estimate of the seismic/tsunami hazard of an area is based on information of limited reliability, the safety of structures in seismic and tsunami prone areas should be based for specially designed extra reserves of strength and energy-dissipation mechanisms. The latter constitutes with the basic concept for the design of earthquake resistant structures. Functional requirements The escape buildings are designed to be multifunctional. The building must meet both functional requirements for daily use and escape purpose. An escape platform must provide sufficient capacity for the escapees. From inundation maps the height of the inundation at location of the new building can be retrieved. With this information

the minimum height of the building is determined. Basic design principles Foundations Foundations should be designed so that first yielding occurs in the superstructure. In other words the foundations must be stronger than the superstructure. The foundation should be free of risks of soil rupture, slope instability and permanent settlements caused by liquefaction, densification or scour in the event of an earthquake or tsunami. Uniformity and symmetry in plan Masonry infill walls not distributed in a symmetrical pattern will shift the centre of stiffness of the building away from its centre of mass. This will generate extra torsional forces in the structural system. Uniformity and symmetry in elevation Asymmetry in elevation can create concentrated forces due to unequally distribution of stiffness. So called soft storey buildings should be avoided since they are less ductile and therefore create less energy dissipative structural systems. Pounding During seismic action, adjacent buildings oscillating in a different way with insufficient distance in between, the buildings will hit each other causing

1.

2. 24

3. KOersief | Juni 2010 | nummer 81 | Aardbevingsbestendig bouwen

4. great impact forces. Diaphragmatic action at storey level Creating a diaphragm at each storey level ensures an equal distribution of forces and contributes to the redundancy of the building. Breakaway walls An open structure is most favourable for the building’s tsunami resistance. On the other hand masonry infill wall contribute significantly to the performance of the building under seismic action. Furthermore to comply with the daily use functional requirements of the building closed walls are often needed. Combining both structural and functional requirements, so called breakaway walls could be implemented. Introducing special joints between the RC frame and the breakaway wall, makes it possible for the water to break down the wall and flow trough the building. The joints are strong enough to withstand windload and out of plane seismic action at the wall, but will break down during tsunami impact. A different approach is to introduce so called soft-opening. Using light weight bricks with small openings will create a soft part. This soft part will break away during tsunami induced surges. The hollow core bricks are much lighter than the traditional walls so less mass well be activated during seismic action and therefore the internal forces on the structural element will be reduced. Make sure to position the soft-opening walls in such a way symmetry of the stiffness distribution will be maintained. Masonry walls The contribution to the structural performance of masonry infill-walls is related to a high degree of uncertainty: • Variability of mechanical properties, and therefore the low reliability in strength and stiffness • Their wedging condition, how tightly is the connection with the surrounding rc frame • The potential modification of their integrity during the use of the building • The non uniform degree of their damage during the earthquake

5.

6.

masonry and R/C frame is avoided. In this way it is ensured the structure will react as a pure frame system. Reinforced Concrete (RC) Reinforced concrete shear walls will increase the structural performance significantly under seismic loading. It will increase the stiffness of the building and therefore the reducing the secondorder effects. A great part of the seismic action is carried by the shear wall relieving the frame structure. However under tsunami loading a shear wall forms a major obstacle to the incoming tsunami wave and debris. Enormous forces will be generated at the superstructure and foundation (see figure 2-5). To take these forces into account will result in an uneconomical design. Therefore it is recommended to avoid shear walls in tsunami escape buildings design. Short columns Short columns resulting from the presence of mezzanines or stiff masonry walls below windows should be avoided. Short columns introduces very stiff elements in the structural frame and therefore attract a very large part of the base shear. And short columns show bad performance under cyclic loading due to its low ductility. Since the leverage arm is short and a great deal of force is needed to create plastic hinges, brittle shear failure will be the prevailing failure mode. Details staircase Staircases enforces lateral stiffness to the building. The diagonal stairs forms a bracing between the foundation and the upper floors. This diagonal is much stiffer than the flexible moment resting

7.

The structural performance of the structure cannot rely upon masonry infill-walls. And therefore should not be included as a structural element in the structural analysis. Only their negative influence is taken into account. Introducing separation joints interaction between

8. 25


frames and therefore will attract a great deal of lateral forces. These elements can create distorting the coinciding of centre of stiffness and centre of mass and will introduce torsional forces. The building will not react as has been designed. For the use of escape, the staircases must stay serviceable after the occurrence of seismic action. • Create sliding joint between the foot of the staircase and the landing/foundation • Create undependable deflecting stair tables. ■

9.

Fig. 1: Seismic hazard map Indonesia Fig. 2: Inundation map Fig. 3: Pounding of adjacent buildings Fig. 4: Uniformity and symmetry in plan Fig. 5: Soft opening in walls Fig. 6: Out of plane impact of tsunami wave Fig. 7: Separation joint column-wall Fig. 8: Shearforce concentration at short column Fig. 9: Sliding joint Fig. 10: Damage at stair connection

10.

dhv.nl

Duurzaam bouwen volgens Michiel “Duurzaam bouwen draagt bij aan een positieve invloed van gebouwen op mens en milieu, nu en in de toekomst. Dat vergt een innovatieve aanpak met het oog op de hele levenscyclus van een gebouw.” Michiel werkt continu aan verantwoorde keuzes waarbij de belangen van opdrachtgevers èn gebruikers centraal staan. Zo komt hij met zijn team tot slimme oplossingen met een optimale balans tussen de elementen energie, water, materialen, omgeving en binnenklimaat. Niet de makkelijkste oplossing, maar die met het beste resultaat. DHV, altijd een oplossing verder.

Advies- en ingenieursbureau

Adv campagne tekst A4.indd 8

08-02-10 16:33


Free-Form structures design in seismic regions by: Alberto Lago. Ph.D. Candidate, ROSE School, IUSS Pavia, Italy [email protected]

1. In the last decades design of structures with complex geometries has significantly increased. More and more architects and engineers are trying to reach the limits with incredible structures that seem to dare the force of gravity and the laws of physics. Many of the design competitions entries usually involve incredible structures that are difficult to be realized (Figure 1) but sometimes free-form structures can be built (Figure 2) and in the near future this will become more common as construction technologies will enhance. As modern architecture drives for buildings with more complex geometries, structural engineers are being asked to verify structural configurations that change both in plan and in elevation. In this context it would be beneficial to define a common strategy for the seismic design of these types of buildings even if a large amount of variability will inevitably be involved. These are some of the reasons why part of my Ph.D. research is focusing in defining seismic design strategies for structures with complex geometry.

Furthermore, it is important to provide a regular and continuous structural configuration in order to enforce favourable seismic behaviour. The basic ideas of the capacity design approach [Park and Paulay, 1975] are to develop ductile mechanisms that allow energy to dissipate and prevent brittle collapse. Such design principles are being seriously challenged in the case of complex geometry structures. In fact, the identification of the most vulnerable elements is not easy at the design stage due to the heterogeneity of the structural systems and as a consequence the prediction of the possible failure mechanisms becomes a very difficult task. Therefore, the general design procedures developed for regular structures are no longer efficient. In addition, national building codes (e.g. EC8, CEN [1998]) do not provide any guidelines for complex-shaped structures but simply categorise structures as regular or irregular just looking at their vertical and horizontal configuration, without any reference for the case of curved and inclined structural elements. In the case of complex geometry two structural solutions seem to give the best performance among all the others. In the first solution the complex geometry does contribute to the lateral stability (i.e. to be designed to sustain seismic loading). In the second one the irregular parts of the structure are isolated from the regular one (i.e. to sustain limited seismic loading). In addition to the design of structural elements, also the behaviour of non-structural components (e.g. glazing façade, ceilings, infill, etc.) is a major concern as these are usually related to the biggest economic losses after an earthquake event. This is especially relevant in complex-shaped buildings that usually represent a higher cost of construction than more conventional regular building designs. As a consequence damage during an earthquake excitation needs to be reduced.

Seismic Design Concept The general principle behind good seismic design is to provide a structure with sufficient strength and deformation capacity to avoid excessive deformations and unwanted damage.

2. 28

Code Design Procedures and more In order to achieve a predictable seismic behaviour, building codes suggest (but do not require)


3.

4. simple, regular, symmetric and redundant structural systems (see EC8, CEN [1998]). Unpredictable seismic responses are undesirable and should be avoided. When the criteria for regularity are met, simplified methods of analysis and design can be utilized (e.g. equivalent lateral force procedure); otherwise, more advanced methods (e.g. modal response spectrum analysis or non-linear time history (NLTH) analysis) are required. The modal response spectrum method, however, possesses a number of major drawbacks as explained by Priestley [2003] and while NLTH analysis is very capable of assessing performance, it is not a design tool since the effects of changes in the structural layout are very time consuming to be evaluated. A “new method” of design suitable for all structural typologies based on displacements rather than accelerations [Priestley et al., 2007] has been proposed in the last decades, however, it is not widely spread among practitioners and not yet implemented in design codes (see Figure 3). For the early stages of design, structural designers therefore still need alternative, faster, methods of design, to be followed by a full analysis later. Seismic Performance of Free-From Structural Elements In the situation where the irregular structure needs to be designed to resist lateral loads, its behaviour may be difficult to predict. The main difficulty is the definition of the building dynamic characteristics (i.e. modes of vibration and the associated periods) that define together with the seismicity of the site, on which the structure will be constructed, the seismic actions that the structure will sustain. To gain a generic insight in the performance a parametric study [Lago and Veltkamp, 2010] on cantilevering leaning columns and 1and 2-storey frames was carried out (see Figure 4). These structural forms frequently appear in several free-form building designs. The results of the analyses have shown that for a low angle of inclination (> 75° with respect to the horizontal,

so from 75° to 105°) the properties of the system under lateral loading are not greatly affected until extreme solutions are reached such as columns leaning 45°. This means that in the case of small inclinations (between 75° and 105°) the design is not greatly affected and the same design procedure for straight structural system can be used. Note that experimental tests should be performed to validate the above results. Innovative Design Solution In the case the lateral load can not be resisted by the complex geometry structure some alternatives solution are necessary in order to dissociate the complex geometry from the regular part. In fact, in some cases the structural irregularities are only ‘apparent’, as with elaborate engineering strategies such as appropriate detailing, relocation of structural elements, added damping devices, or base isolation, the response of the building can be ‘regularized’. In addition to the traditional seismic design techniques several innovative solutions utilizing seismic isolation devices can be employed. Looking at these innovative solutions a new design approach has been proposed [Lago et al., 2010] for the seismic design of complex geometry structures. The new seismic concept allows isolating complex geometry façade structures from the main seismic masses, through the introduction of dampers or isolation devices at the interface between the floors and the façade structure, as indicated in Figure 5. Several types of seismic devices could be used to provide suitable isolation, such as: dampers (e.g. viscoelastic, viscous, metallic) or lead-rubber bearings (see Christopoulos and Filiatrault [2006] for details of devices). Among the various possibilities, one solution might be to use viscoelastic devices for the complex-shaped case study structures shown in Figure 6. In fact, viscoelastic dampers transmit both a displacement- and a velocity-dependent force. The design approach for these structures is to limit the exterior frame displacements to be less than 29


5. the peak displacements of the heavy core, thus reducing the likelihood of damage to the exterior frame (Figure 7). Therefore, the displacement imposed on a device is simply the core displacement minus the frame displacement, at the relevant level. This solution is practical only if the exterior structure is self-supporting under gravity loads (so it will still transmit horizontal wind loading) otherwise there could be some creep issues with the viscoelastic material. Alternatively, designers may opt to utilize a combination of viscous dampers and flexible plates or beams in order to achieve the equivalent of viscoelastic action without the use of materials that are prone to creep. The innovative seismic design concept was validated [Lago et al., 2010] through examination of several case study structures (4, 8, 12, 16 and 20 storeys) with the complex geometry shape shown in Figure 6(a) (with regular internal concrete core and diagrid twisting elliptical façade). The results show the ability of the design solution to limit the damage and localizing the inelastic behaviour to the regular part of the building (in this case the core). What about Glass Structures Behaviour? One of the major costs after an earthquake event is coming from the damage of non-structural

elements. In particular, glazing is one of the most used façade material in newly constructed buildings (especially in modern architecture projects (Figure 8)). Looking at these problematic a research project (in collaboration with Werner Sobek GmbH & Co. KG) just started with emphasis on the behavior of glazing façade under seismic loading (both frame supported and selfsupporting glazing systems with straight and bent glass panes) and on the enhancement of facade seismic performance in order to reduce damage to glass, to supporting structures and danger to people. Conclusions & Remarks The seismic design of complex-shaped structures has been discussed with the implications that this generally involves. A parametric study has been conducted on leaning columns in frame-structures [Lago and Veltkamp, 2010] and the results have shown that for inclinations between 75° and 105° (with respect the horizontal plane), the behaviour (as well as the design) is not greatly affected in comparison with vertical columns. For cases where the irregular structure cannot be used to predictably transfer lateral load, a recently proposed innovative design solution [Lago et al., 2010] is recommended that isolates the complex geometry part from the building’s stability system.

6. 30


7. Additional work is required on the complex geometry structures and some of the areas of future research are related with the seismic design of glass structures and further development of the innovative procedure proposed. ■ Fig. 1: The moor of Venice [Lago and Basso, 2010] Fig. 2: Kuntshaus, Graz (Austria) Fig. 3: Fundamental of direct displacement-based

design (adapted from Priestley et al. [2007])

Fig. 4: Structural configurations studied parametrically

[Lago and Veltkamp, 2010]

Fig. 5: Sketch of the new seismic isolation concept with

close view of a typical damper solution [Lago et al., 2010]. Fig. 6: Complex geometry structure (a) in which the core is linked to diagrid using viscoelastic devices, at (b) peak displacement and (c) peak velocity (1st mode) of the core (modified from Lago et al. [2010]). Fig. 7: Diagrid damage pattern: (a) non isolated and (b) isolated structure. Shading indicates damage at the corresponding stages of the record shown on top; transparent elements were not damaged [Lago et al., 2010]. Fig. 8: BMW Welt, München (Germany)

Acknowledgement The author would like to thank Dr. Timothy J. Sullivan for the possibility to research on this interesting topic. References [1] CEN [1998]. Eurocode 8 - Design Provisions for Earthquake Resistance of Structures, ENV 1998-2, Comité Européen de Normalization, Brussels, Belgium. [2] CHRISTOPOULOS, C., and FILIATRAULT, A. [2006]. Principles of Passive Supplemental Damping and Seismic Isolation, IUSS Press, Pavia, Italy. [3] LAGO, A., and BASSO, P. [2010]. Evolo Skyscraper Competition Entry. [4] LAGO, A., SULLIVAN, T. J., and CALVI, G. M. [2010]. “A Novel Seismic Design Strategy for Structures with Complex Geometry,” Journal of Earthquake Engineering, Vol. 14, No. SP1, pp. 69-105. [5] LAGO, A., and VELTKAMP, M. [2010]. “Structural and Architectural Design of Complex-Shaped Structures in Seismic Regions: Early Stages from a Practical Prospective,” Proceedings of IABSE 2010, under review. [6] PARK, R. and PAULAY, T. [1975]. Reinforced Concrete Structures, John Wiley & Sons, Inc., New York, USA. [7] PRIESTLEY, M. J. N. [2003]. Myths and Fallacies in Earthquake Engineering, Revisited, IUSS Press, Pavia, Italy. [8] PRIESTLEY, M. J. N., CALVI, G. M., and KOWALSKY, M. J. [2007]. Direct Displacement-Based Seismic Design, IUSS Press, Pavia, Italy.

8. 31

Het ontwerpen van gevelaansluitingen van een verdiepinggebouw met een staalskelet is een stuk gemakkelijker met de SBR-Referentiedetails Utiliteitsbouw. Deze details zijn ontwikkeld door SBR in samenwerking met Bouwen met Staal en staan klaar op www.bouwenmetstaal.nl. Na aanmelding ontvang je een inlogcode. Hiermee kun je op elk gewenst moment naar de informatiepagina met de detailtekeningen.

De tekeningen (schaal 1:5) zijn gratis beschikbaar in de formaten DWG, DXF en PDF. Hierdoor zijn ze eenvoudig te importeren in een ontwerp- of tekenprogramma. Bouwen met Staal Postbus 190, 2700 AD Zoetermeer tel. (079) 353 12 77 [email protected]

Utiliteitsbouw SBR-Referentiedetails www.bouwenmetstaal.nl onder ‘tools’

UBouwD_Adv_A4_nieuw.indd 1

25-01-2010 16:20:13

projecten

Cilindrische Schaalconstructie in Glas Ontwikkeling van een Maximaal Transparant Constructiesysteem door: Kars Haarhuis Msc.

Afstudeercommissie: Prof.ir. F. van Herwijnen (ABT bv) Prof.ir. R. Nijsse (ABT bv) Dr.ir. S.P.G. Moonen (TU/e / ABT bv) Ir. E.H.J. ten Brincke (ABT bv) Een cilindrische schaalconstructie, bestaande uit niets meer dan glas en nauwelijks zichtbare voegen. Een utopische gedachte, maar juist om die reden een interessant uitgangspunt voor nadere studie. Hierbij is getracht de constructieve mogelijkheden van conventioneel floatglas optimaal te benutten. Het resultaat betreft een glazen dakconstructie met kleine, in het glas geïntegreerde stalen verbindingen, alsmede heldere, transparante voegen. Vooronderzoek In het verleden zijn reeds zelfdragende glazen schaalconstructies gerealiseerd. Noemenswaardig is onder meer het cilindrische schaaldak van het

1. Maximilian Museum te Augsburg. De voorkeur ging echter uit naar een systeem met slankere verbindingen en een meer transparante kabelstructuur. Om die reden is onderzoek verricht naar de meest efficiënte stabilisatiewijze voor cilindrische schaalconstructies, met als randvoorwaarde dat vlakke, rechthoekige ruiten zouden worden toegepast. Tevens is uitgegaan van een continue randondersteuning, wat betekent dat verticale belastingafdracht zal plaatsvinden door boogwerking. In dit kader zijn bestaande stabilisatieprincipes, maar ook eigen ontworpen principes beschouwd. De meeste potentie voor verdere ontwikkeling, onder meer vanwege de gunstige krachtswerking, werd geboden door een bestaand kabelsysteem, ontwikkeld door Vladimir Shukhov (1853-1939). Dit

www.abt.eu

bouwen aan ambities

Iets moois willen maken. Of misschien gewoon de hoogste, de beste. En voor zo min mogelijk, zo veel mogelijk meters. Iedere opdrachtgever, iedere architect wil ‘iets’ – streeft, verlangt en vraagt. Wat hun wens ook is, de ingenieurs en adviseurs van ABT zorgen voor de technische uitwerking. Al meer dan 50 jaar. Geïntegreerde oplossingen, maakbaar en vooral haalbaar – hoe groot, klein, ingewikkeld of gewoon de vraag ook is. Grensverleggend waar nodig, maar altijd solide. Wat onmogelijk lijkt, toch mogelijk maken. Voor onze opdrachtgevers, voor onze medewerkers en voor een betere wereld. ABT bouwt aan ambities.

adviesen ingenieursbureau op het gebied van constructies, bouwkunde, bouwmanagement, civiele techniek en installaties

projecten

2. systeem, eind 19e eeuw toegepast in het GUM te Moskou, kenmerkt zich door knooppunten die elk afzonderlijk naar de oplegging zijn afgespannen (fig. 1-2). De kabels zijn in Moskou echter gekoppeld aan stalen bogen, waardoor de constructieve functie van het glas onderbenut blijft. Hier lagen kansen voor constructieve ontwikkelingen. Systeemontwikkeling Het constructieschema van de Shukhov-boog laat zien dat louter sprake is van scharnierende knooppunten. In plaats van krachten ter plaatse van deze scharnierpunten met een enkel verbindingselement over te dragen, is in dit geval een gescheiden overdracht van normaal- en dwarskrachten bewerkstelligd. Normaalkrachten kunnen zodoende via ruitbrede transparante voegdelen worden overgedragen, resulterend in zeer lage normaalspanningen vanwege het grote belastbare oppervlak. Deze voegdelen zijn gevormd uit een zeer flexibel en duurzaam polyurethaan, dat in staat is om kleine ruitimperfecties te ondervangen. Dwarskrachten worden overgedragen door kleine stalen verbindingselementen, waaraan de kabels bevestigd worden. Deze elementen kunnen beschouwd worden als 6 mm dikke stalen plaatdelen van circa 60x90 mm², die tussen de twee toplagen van een drielaagse ruit geplaatst worden (fig. 3). De spanningen in de elementen en de glaslagen blijven beperkt dankzij relatief lage kabelkrachten. Het beschreven concept kan worden uitgebreid naar een volledige schaalconstructie. Uitgaande van een cirkelboogstructuur is daarbij elke hoek en

3. elk verbindingselement gelijk. In het definitief ontwerp is aan de verbindingselementen een T-vorm toegekend, teneinde hun plaatsvastheid te waarborgen, alsmede de kabels te kunnen bevestigen aan een 10 mm onder het glasoppervlak uitstekend gedeelte (fig. 4-5). Dit gedeelte is dusdanig klein, dat aan de binnenzijde optisch een nagenoeg vlak glasvlak behouden blijft, zonder noemenswaardige onregelmatigheden ter plaatse van de verbindingen (fig. 8). Daarnaast zullen kabels visueel nauwelijks aanwezig zijn, dankzij kabeldiameters die maximaal 3 millimeter bedragen bij overspanningen tot 20 meter. Tezamen met de kleine verbindingen en transparante voegen leidt dit tot een bijzonder transparante constructie. Restdraagcapaciteit wordt gecreëerd door het verbindingselement op de hoekpunten van vier ruiten te plaatsen. Bij eventuele ruitbreuk kan de belasting zodoende op aangrenzende, intacte ruiten worden afdragen. Tevens blijft een sterke samenhang behouden na breuk, vanwege het feit dat ongehard of thermisch versterkt glas reeds zal volstaan. Dit is te danken aan de relatief lage glasspanningen in het systeem, wat mede het resultaat is van geoptimaliseerde verbindingen. Deze optimalisatie is tot stand gekomen door middel van een parameterstudie, welke is gebaseerd op eindige elementenmodellen. De studie toont onder meer aan dat een PVB tussenlaag is te prefereren boven stijvere tussenlaagmaterialen. Constructief gedrag Numerieke analyse na optimalisatie laat zien dat

4. 34


5.

6. spanningen tot 7 N/mm² in het glas zullen optreden bij overspanningen tot 5 meter, oplopend tot 25 N/mm² voor 15 meter overspanning, gebaseerd op excentrische sneeuwbelasting en gelaagde ruiten 8-8-8.4. De maatgevende spanning treedt in alle gevallen op ter plaatste van de onderste glaslagen, welke door krachten vanuit het verbindingselement de neiging hebben te worden afgepeld van de bovenste glaslagen. Dit gaat gepaard met buigspanningen in het glas, alsmede afpelspanningen in de tussenlagen. De afpelspanningen blijven beperkt tot een acceptabel niveau, hoewel de exacte afpelsterkte van tussenlaagmaterialen vooralsnog onbekend is. Vervormingen in het systeem blijven sterk beperkt dankzij de lichte voorspanning van de kabels. Verticale verplaatsingen bedragen maximaal het 1/1000e deel van de overspanning, wat betekent dat deze niet maatgevend zijn. Experimentele bevindingen Ter validatie van de numerieke modellen is een experimenteel model gerealiseerd. Dit 1:1-model heeft een overspanning van 5 meter en bestaat uit zes PVB-gelaagde ruiten van 1x1 m², 10-10-10.4 (fig. 6). Beproeving met zowel centrische als excentrische sneeuwbelasting heeft aangetoond dat de optredende spanningen op de beoogde maatgevende punten gemiddeld genomen slechts 1% lager liggen dan berekend. Op andere locaties zijn grotere afwijkingen vastgesteld, welke in de toekomst te voorkomen zijn door voorspankrachten binnen een vastgestelde marge aan te brengen. De

7. vervormingen blijken in de voorspelde orde van grootte te liggen, waarbij een maximale verplaatsing van 2,5 mm is gemeten ten tijde van excentrische sneeuwbelasting. Conclusies Een gunstig constructief gedrag en een sterk benutte constructieve glascapaciteit zijn samengebracht in een zeer stabiel en inzichtelijk constructiesysteem. Het systeem beschikt bovendien over een bijzondere mate van transparantie dankzij de kleine verbindingselementen, de transparante voegen en de nauwelijks zichtbare kabelstructuur. Gezien de duidelijke overeenkomsten tussen het numerieke en experimentele model lijken aanvankelijk beoogde overspanningen tot 20 meter in de toekomst een reële mogelijkheid (fig. 9). ■ Fig. 1: GUM, Moskou, 1893 Fig. 2: Shukhov-stabilisatieprincipe, schematische weergave Fig. 3: Definitief ontwerp Fig. 4: Verbindingsconcept. Normaalkrachten in het glas als gevolg verticale krachten op het stalen verbindingselement Fig. 5: Detailopname van het experimentele model Fig. 6: Experimentele glazen boog Fig. 7: Opleggingsdetail van het experimentele model Fig. 8: Onderaanzicht van de verbinding en de trans parante voeg Fig. 9: Impressie van de mogelijkheden op basis van GUM-gevels

8.

9. 35

projecten

Footbridges \ Sensuous structured space Make sense, design for sense by: Sonja van der Meer Msc.

Graduation committee Prof. ir. F. van Herwijnen Dr. ir. A.H.J. Bosman Ir. G. de Jong (Architectuurstudio Arc²) Introduction This project combines the fields of ‘Structural Design’ and ‘Architecture’ in footbridge design. The combination of these two disciplines is clearly present when a footbridge is designed as a ‘sensuous structured space’, embracing both its structural and spatial function. Moreover, a footbridge should be a civic place, designed on a human scale and in balance with its context. The main objective of this project is to investigate the influence of the context on footbridge design. Therefore, two footbridges are designed and compared using a comparison matrix (Fig. 1). The contexts for both designs are selected to differ in landscape culture: the rural Stevensweert versus the urban Duisburg. DESIGN 01 - Rural Stevensweert In Stevensweert, many spatial restrictions exist due to the protected historical image of the village and the rural landscape. This context, combined with an optimal routing and structural design, led to the footbridge design presented in Fig. 2. The primary structure consists of a steel arch box girder, which forms the pedestrian route and supports the gradually sloping and

bending concrete cyclist-track. The routings are separated but meet at the center of the bridge. The substructure, supporting the cyclist-track, is developed using a form-finding process based on the structural principles of a tree. As a result, the cross sections bearing the largest bending moment are the thickest (Fig. 3). When the cycletrack becomes wider and the arch approaches the cycle-track towards the center of the bridge, the substructure elements become wider and more flat. The shape of the footpath is designed to fit the substructure elements. Moreover, torsional load is taken into account by broadening the arch towards the supports, creating a welcoming path for pedestrians. Overall, the shape of the bridge elements is determined by the forces present in the structure and the boundary conditions given by the context. DESIGN 02 – Urban Duisburg The design in Duisburg is a result of the sensuous character of the location combined with the need to enhance the area. The footbridge is designed to strengthen the relationship between the water and the environment (Fig. 4). It consists of four wooden waves floating on water, creating motion

1. 36


3.

2. and providing a feeling for life on the water. Moreover, the bridge forms an informal public space demanding an active attitude. To design and construct the wave shapes, a structural system of wings and half arches was designed using form-finding. Each wing is designed to be in balance in the unloaded situation. This is accomplished by optimizing the nonlinear varying width of the deck, and thickness and shape of the main structure. The lowest points of the wings are supported by pontoons which support the structure on the water. The volume of these pontoons will be such that when the bridge is filled with people it stays just above water level, fulfilling safety conditions. However, when the bridge is less crowded, the two parts of the pontoon decouple (Fig. 5) and the dynamics of the floating pontoon are experienced when entering the bridge. Conclusion In order to investigate the influence of the context on footbridge design, two designs were presented in different contexts: the rural Stevensweert and the urban Duisburg. The rural setting of Stevensweert led to a slender steel-concrete bridge, utilizing a novel form-finding process. The resulting footbridge has a natural shape and optimal structural design. The urban environment in Duisburg resulted in an active floating public place made of wood. Similar form-finding processes were used to optimize the structural shape and combined with an innovative dynamic pontoon design. Both designs were created and evaluated using the comparison matrix, yielding a clear influence of the context on footbridge design when interpreting the footbridge as a ‘sensuous structured space’. ■

4.

[email protected] www.sonjavdmeer.nl

Fig. 1: Fig. 2: Fig. 3: Fig. 4: Fig. 5:

Comparison matrix Impression from the river (design 01) Shapes of the substructure elements (design 01) Impression of the floating bridge (design 02) Dynamic design of the pontoons (design 02)

5. 37

column

Labpraktijken door: Hans Lamers

Mens en Natuurgeweld

Bouwen is het oprichten van bult materiaal tegen de nimmer aflatende zwaartekracht in. Stapelen en verbinden totdat het geheel voldoende samenhang heeft om het eigen gewicht en uitwendige belastingen te kunnen afdragen naar onze dierbare aardkloot. De constructeur rekent en modelleert er ijverig op los. Welke belastingen breng je in rekening? Wind, sneeuw of wellicht een intercontinentaal vliegtuig met een overspannen moslimfanaat? Drie mensen per vierkante meter vloeroppervlakte of een drie meter hoge vloedgolf die zich rijkelijk gevuld heeft met auto’s, strandhuisjes en verdronken runderen? Als je het wereldnieuws een beetje bijhoudt, krijg je de indruk dat lang niet alle mogelijk optredende belastingen zijn opgenomen in de brave normen die de constructeur heiligt. Veiligheid en risico’s worden gewogen, niet op een gouden schaaltje maar op een economisch schaaltje. Mogelijke slachtoffers zijn ‘collateral damage’; het zijn in risico-analyses gewoon aantallen, geen mensen van vlees en bloed met een naam. Zijn de getallen groot, dan kunnen we het helemaal niet meer bevatten. In de film ‘Schindler’s List’ wordt éénmaal kleur gebruikt: een kind met een rood

jurkje dat richting de gaskamers loopt transformeert de anonieme massa naar een individu die de emotie aanspreekt. Bij overstromingen, aardbevingen of andere rampen is het dikwijls de arme bevolking die het moet ontgelden. Zij wonen nabij de rivierdelta. Hun huisjes of hutjes zijn niet bestand tegen het natuurgeweld zoals bleek in o.a. New Orleans en Haïti. De beleidsmakers en regelgevers blijven buiten schot. Schijnbaar geëmotioneerde bobo’s komen de rampplekken bezoeken en maken voor de stoet met camera’s beloften die later holle frasen blijken te zijn. Gelukkig komen we de orkanen, vloedgolven en aardbevingen wel weer te boven. Meer twijfels heb ik met op de loer liggende biologische rampen. Varianten van het Ebola-, Marburg of SARS-virus kan de mensheid ernstig bedreigen. Gelukkig blijven al onze gebouwtjes bij zo’n ramp netjes overeind. ■

column

Studiereiservaring door: Jean-Paul Frencken Via deze column wil ik graag iedereen op de hoogte brengen van de vorderingen van de buitenlandse studiereis. Waar ik de vorige keer vertelde dat de lat, ondanks de economische crisis en de krimp in de bouwwereld, dit jaar toch (weer) hoog werd gelegd, kan ik nu met blijdschap mededelen dat alles er erg goed uitziet. Om te starten bij het begin. Als commissie zijnde vreesden we dat de meeste bedrijven zich zeer terughoudend zouden opstellen om onze studiereis te sponseren. Dat is ons heel erg meegevallen; we hebben genoeg sponsoring binnen weten te halen om uiteindelijk met een groep van 21 deelnemers 14 dagen lang drie steden, San Fransisco, Las Vegas en Los Angeles aan de westkust van de Verenigde Staten te gaan bezoeken. Het thema van de reis is sinds de laatste KOersief hervormd naar ‘Aardbevingsbestendig Bouwen’. Door de alom bekende San Andreas breuk heeft de te bezoeken streek al de nodige aardbevingen voor zijn kiezen gehad. Het is mede hierdoor dat de kennis met betrekking tot Earthquake Engineering in de Verenigde Staten veel groter is dan in Nederland. Daarnaast is het onderwerp een zeer actueel thema door de recente bevingen in Haïti

en Chili. Op moment van schrijven is het programma ook al grotendeels rond. Er zullen een hoop bedrijven worden bezocht, interessante lezingen worden bijgewoond en er zal genoeg cultuur worden opgesnoven. Daarnaast zijn we erg trots dat we worden verwelkomd op de Structural Engineering faculteit van de universiteit van Berkeley. Hier zullen we tevens een rondleiding krijgen door het Pacific Earthquake Engineering Research Center, een gerenommeerd onderzoeksinstituut waar ze onder andere beschikken over een aardbevingssimulator. Daarnaast wacht ons ook nog een avontuurlijke tweedaagse autotocht door de twee mooiste natuurparken van de westkust: Yosemiteen Death Valley National Park. Als afsluiting wil ik de commissie en iedereen die heeft meegeholpen van harte bedanken voor hun fantastische inzet. Nu negentig procent van de studiereis rond is en vast staat, kan niets een leerzame en gezellige studiereis KOers nog in de weg staan! ■

www.verhoeven-leenders.nl

Verhoeven en Leenders ingenieurs in bouwconstructies

de constructieve meedenkers wij zijn op zoek naar

afgestudeerde constructieve ontwerpers en bieden tevens afstudeeropdrachten Rudigerstraat 10 Postbus 167, 5400 AD Uden Tel.

0413 - 251 096

Fax

0413 - 256 502

E-mail [email protected]

puzzel

Wie is het...? door: Wouter van der Sluis

Uitleg Deze vijf heren hebben allemaal een bijdrage geleverd aan mooie en interessante bouwwerken over de hele wereld. Onder hen zie je één van die bijdrage in de vorm van een bouwwerk waar zij aan verbonden zijn als architect dan wel als constructeur. Weet jij wie het zijn? Voor elk goed antwoord zijn punten te verdienen. Degene met de meeste punten wint deze keer. Ze zijn overigens niet zomaar uitgekozen en in deze volgorde gezet. Zie jij waarom ze zo zijn geplaatst? Dan verdien je extra bonuspunten. De prijswinnaar en de goede antwoorden worden in de volgende KOersief en op de website bekend gemaakt. Tevens zullen dan alle inzendingen op de website geplaatst worden. Prijs Stuur je oplossing voor 10 mei op via mail of post. Onder de juiste inzendingen wordt één gratis en exclusief KOersshirt verloot. Over deze uitslag kan niet worden gecorrespondeerd. Puzzel maken Vind je het leuk om zelf een puzzel te verzinnen? Neem dan contact op met de hoofdredacteur. En wellicht staat jouw eigen puzzel in de volgende KOersief!

Oplossing Extra KOerspuzzel nr. 80 In KOersief 80 stonden twee puzzels: bovenstaande en een extra prijsvraag. Omdat niemand erin is geslaagd om deze op te lossen, wordt de eerste puzzel nog een keer afgedrukt. De extra prijsvraag was het herkennen en vertalen van een dialect. De enige inzending is meteen ook de winnaar. Harm Boel. Prijs: Een KOers Paraplu! (Op te halen bij de KOersbalie) 40

De goede antwoorden van de extra prijsvraag waren: Kerkraads (Limburgs is goedgerekend) - Gefeliciteerd. Je hebt de oplossing van de prijsvraag gevonden. - De prijsvraag is heel erg gemakkelijk voor vier van de vijf bestuursleden.


Movares is mijn bedrijf “Omdat ik de ruimte krijg om te ontdekken waar mijn kracht ligt.” Elke Puts, Architect & Stedenbouwkundige

adviesen ingenieursbureau

Advies- en ingenieursbureau Movares, actief op het gebied van mobiliteit, infrastructuur, vervoerssystemen en ruimtelijke inrichting, stimuleert mensen zichzelf te zijn. Wij geven je de ruimte om je leven in te richten op een manier die bij je past en die je capaciteiten tot hun recht laat komen. Bij ons geef je technisch inhoud aan maatschappelijk relevante projecten. Hierin heb je een eigen verantwoordelijkheid die we niet alleen met geld belonen, maar ook met vrije tijd, flexibiliteit en ontwikkelingsmogelijkheden. En in de mogelijkheid om medeeigenaar te worden. Is Movares ook jouw bedrijf? Praat eens met ons.

www.werkenbijmovares.nl

tot slot Thema van KOersief 82

Studiereis Verenigde Staten Wist je dat... …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… ……

42

je nog tot dinsdag 23 februari een antwoord kan sturen naar Wouter van der Sluis op de prijsvraag van KOersief 79, om alsnog mee te dingen naar de prijs? het bestuur Limburgs spreken bij een verbeterde professionaliteit vindt horen? er geen openingstijden zijn? het bestuur 5 dagen in de week van 12.30 - 17.00 uur in de KOers-hoek beschikbaar is? de Engelse uitleg van de vraagbaak veel langer en uitgebreider is dan de Nederlandse uitleg? de Nederlandse handleiding voor de vraagbaak zo lang is dat deze op een aparte pagina moest komen en dat de Engelse variant slechts een samenvatting is? de vragen van de (prijs?)vragen steeds moeilijker worden Harm een schat is en dat ik hem dan ook het liefste op een onbewoond eiland zou begraven? je nu bij de prijsvraag de alternatieve betekenis van KOers kan ontdekken? slechts 20-30% van de studenten aan de TU/e binnen 4 jaar zijn Bachelor heeft gehaald? Harm het gat in zijn staaf eindelijk heeft gedicht? Rianne de wortel van Fred altijd kwijt is? Harm vindt dat Michel er zo aantrekkelijk uit ziet? Harm vindt dat Michel er zo atletisch uit ziet? Paulien PVO-tjes met zich meenam op vakantie? Jop om half 11 altijd “The Thunderbirds” kijkt en Lianne dit ook wel vet vindt? ze iets tegen spionnen hebben bij de studiereis? Harm zichzelf weleens vergelijkt met een fluitketel? de openingstijden van KOers nu op de contact pagina staan? KOers in het Afrikaans PRijs betekent? KOers in het Duits Kurs had kunnen heten? Wil zijn proefstuk ook perfect dienst kan doen als voetenbankje? Ryanair sowieso tot woensdag niet vliegt en dat het wellicht niet onverstandig is om alvast een bus naar Oslo te boeken? Nee meerdere kleine busjes, zodat we een Hamza’tje kunnen doen en een frederikje? Het binnenbrandje bij Wouter snel geblust was? Alle namen van de commissieleden van de MDE eindigen met een ‘n’, behalve ‘Hein’? er mensen zeer benieuwd zijn naar de vertaling van het nieuwsbericht van de KOersjool 2010? het prima te volgen is, dat zuid afrikaans? Jop zijn werkplek is afgezet vanwege een ANSYS Crime?! er mensen zijn die al wel het antwoord weten op de prijsvraag, maar al hun pogingen al hebben verbruikt? Bouwen met Staal 2010 blad thuisgestuurd of in de KOershoek? de bierkrattenbrug van ConcepT ons niet heeft verslagen? er morgen om 14:00:00 iets spectaculairs gaat gebeuren in Eindhoven? de KOersparaplu nog steeds aanwezig is bij ILEK? ze in Eindhoven betere bruggenbouwers zijn dan in Twente? verschillende (ex)-leden van KOers presenteren op de Challenging Glass conferentie, zoals Kars Haarhuis en Frederik Roebroek? een lieve caissiere dacht dat Harm al uit de kast was gekomen? iedereen van KOers op vloer 5 de groeten krijgt van Wouter (uit Stuttgart?) ik benieuwd ben in de vraag na het infillframe? een buienradar op de website best leuk is als je zelf niet in Eindhoven zit en je ziet dat het in Eindhoven regent? je een afspraak moet maken met het secretariaat om een afspraak te kunnen maken.......? Paulien vaak wakker wordt met kreunende vrouwen op de tv?


CO-lofon KOersief is een verenigingsblad dat drie keer per jaar wordt uitgegeven door KOers, sectievereniging Structural Design studievereniging CHEOPS en de unit Structural Design & Construction Technology van de faculteit Bouwkunde aan de Technische Universiteit Eindhoven.

KOers TU/e De Wielen Vertigo 09 Postbus 513 5600 MB Eindhoven tel. 040-2474647

Bestuur KOers 2009-2010 Lianne Tas Jean-Paul Frencken Marco Schmeitz Bastiaan Göttgens Sean Diederen

voorzitter secretaris penningmeester com. redactie com. activiteiten

Redactie Hoofdredacteur: Bastiaan Göttgens [email protected] Chris Noteboom [email protected] Lianne Visschers [email protected] Jean-Paul Frencken [email protected]

Beeld omslag Taiwan Earthquake Aftermath [2002]; Ruaridh Stewart/ZUMApress

Kopij Bij voorkeur Word-bestand zonder opmaak via e-mail. Illustraties apart meezenden (minimaal 800x800pixels). Kopij KOersief 82 inleveren vóór september 2010.

Studentlidmaatschap Gratis voor Bachelorstudenten Bouwkunde en Masterstudenten SD. Aanmelden via: www.KOersTUe.nl

Oplage Circa 250 exemplaren, verspreid onder studenten fondsleden, sponsoren en relaties van KOers.

Drukker Drukkerij de Witte, Eindhoven

Ingenieurs die verder denken De vraag van de markt verandert en dus moet ook het antwoord anders. Vandaar Breijn. Een creatief ingenieursbureau voor slimme oplossingen, waarbij de maakbaarheid voorop staat. Met de bouwpraktijk als inspiratiebron en voedingsbodem. Daar zit de kracht van Breijn: diepgeworteld in de brede bouwkennis en ervaring van het totale Heijmans-concern. Voor grote of kleine projecten, voor infra of bouw. Bedenken wat de klant echt wil Alle aspecten overziend gaat Breijn op zoek naar de beste oplossing. Ruimtelijk, technisch, maatschappelijk en financieel. Vanuit een brede context om de opdrachtgever optimaal meerwaarde te bieden. Verder kijken dan de tekentafel. Bedenken wat de klant echt wil. De tijd nemen aan het begin, want juist dan is er ruimte voor slimme keuzes die zich later dubbel en dwars uitbetalen.

Werkterrein: • Infra Ontwikkeling • Wegenbouwkunde • Grootschalige Infra • Geodesie • Stedelijke Infra

Anders dan anderen Dat maakt Breijn anders. Een zoektocht naar die ene, integrale oplossing. Dat maakt ook werken bij Breijn zo bijzonder. Voor ingenieurs en adviseurs. Van planologen tot verkeerskundigen en van geotechneuten tot constructeurs. Wil je daar meer over weten? Neem dan eens contact op met Floris van Koningsbruggen, HR Manager, (073) 543 64 08, [email protected].

www.breijn.nl

Fascinatie, ondernemen en vakmanschap

3x Hurks prefab Wij zijn gespecialiseerd in het ontwerpen, produceren en monteren van prefab draagstructuren en architectonische gevels in binnen- en buitenland. Vele jaren ervaring is opgebouwd met het realiseren van gewapende en/of voorgespannen constructieve elementen voor de utiliteitsbouw, woningbouw en grond-, weg- en waterbouw. Prefabricage wordt per project gerealiseerd vanuit kennis en ervaring van het ingenieurswerk, betontechnologie en het bouwproces. Dit resulteert in levering van eenvoudige, uitgekiende maatwerkelementen tot en met complete wind- en waterdichte prefab casco’s, die onder meer opgebouwd worden uit zeer maatvaste en hoogwaardig afgewerkte sandwichgevelelementen. Wij besteden aandacht aan professionele samenwerking met allerlei partijen, spelen in op nieuwe duurzame ontwikkelingen en durven bijzondere initiatieven tot realisatie te brengen. Wij zijn ervan overtuigd dat prefabricage meer en meer als bouwmethodiek zal worden toegepast en willen op basis van onze deskundigheid en ambitie hieraan bijdragen. Dat kan het beste binnen samenwerkingsverbanden als een bouwteam of volgens design & construct modellen. Voor nadere informatie kunt u contact met ons opnemen. Hurks beton Hurks delphi engineering Hurks oosthoek kemper

www.hurks.nl

T (040) 294 49 49 T (040) 230 95 95 T (013) 465 99 00

Als je doet wat vindt hoef je

Recommend Documents