Juli U Profiel. Study Tour report NEW YORK CITY. Bacteriebeton Atlas Wageningen AND IN OUR ENGLISH SECTION. Corrugated Glass Excursion Markthal

Juli 2013

U Profiel

Study Tour report

NEW YORK CITY

Bacteriebeton Atlas Wageningen AND IN OUR ENGLISH SECTION

Corrugated Glass Excursion Markthal

Colofon U-PROFIEL Het U-Profiel is het tijdschrift van de Stichting Dispuut Utiliteitsbouw. Het tijdschrift wordt drie maal per jaar gepubliceerd met een oplage van 250 exemplaren en wordt verspreid onder leden van het U-dispuut, donateurs en sponsoren. STICHTING DISPUUT UTILITEITSBOUW Stichting Dispuut Utiliteitsbouw is een studievereniging voor en door studenten van de masterrichtingen Building Engineering en Structural Engineering van de faculteit Civiele Techniek aan de TU Delft. DRUK Grafico Delft ADVERTENTIES BAM (4), Corsmit (14), Deerns (15), Pieters Bouwtechniek (15), Tebodin (27), Hurks (27), Zonneveld (35), Bouwen met Staal (35), IMD (38), Heijmans (40) COMMISSIE U-PROFIEL Ferdinand van den Brink Lucia Cimpoi Steven van Eck Giuseppe Izzo Wilco van der Mersch Dennis Woutering BESTUUR U-DISPUUT Maarten Mathot Dijeannio Hobson Péter Gondár Joost Hartmann Joris Moen Mathijs Vermond ADRES Stichting Dispuut Utiliteitsbouw Faculteit Civiele Techniek Stevinweg 1, kamer 1.35 StII Postbus 5048 2600 GA Delft Telefoon & Fax Kamer 1.35: +31 (0)15 27 83042 Secretariaat: +31 (0)15 27 83174 INTERNET [email protected] www.udispuut.nl LIDMAATSCHAP Lidmaatschap van het U-Dispuut kost 10 euro per jaar en is voorbehouden aan studenten. DONATEURSCHAP Donateurschap van het U-Dispuut kost 20 euro per jaar. MEEWERKENDE AUTEURS Ferdinand van den Brink, Lucia Cimpoi, Steven van Eck, Maarten Mathot, Wilco van der Mersch, Dennis Woutering, Henk Jonkers, Tim Beelen AFBEELDING KAFT 4 WTC

REDACTIONEEL Met trots presenteer ik het vakantienummer van U-Profiel. In deze editie volop nieuws over activiteiten van het U-Dispuut. Niet te missen was de studiereis naar New York. In deze editie volop aandacht aan zowel de inhoudelijke als de ontspannende kant van deze reis. Daarnaast was er de vanuit het dispuut de excursie naar de markthal in Rotterdam. Verder zoeken we naar de grenzen van de huidige bouwmaterialen. In dit U-profiel vertelt Henk Jonkers over zijn onderzoek naar zelf helend beton en gaan we in op de constructieve mogelijkheden van glas. Binnen de U-Profiel commissie hebben wij Giuseppe als lid mogen verwelkomen. Hiermee is de commissie maar liefst zeven man sterk. Alle leden van de commissie wil ik bedanken voor hun inzet, energie en inspiratie. Verder is veel dank verschuldigd aan allen die een bijdrage hebben geleverd van buiten de commissie. Tenslotte rest mij u veel leesplezier onder genot van schitterend zomerweer te wensen.

Ferdinand van den Brink Voorzitter U-profiel commissie

INHOUDSOPGAVE

5 6 12 16 22 24 28

U-NIEUWS

Een update van het U-Dispuut

NEW YORK CITY Study Tour report

4 WTC

‘Rebuild and Remember’

ATLASGEBOUW

Unieke dragende gevel

COMMISSIES

U-Profiel en Value of Design

GUSTAV EIFFEL

Constructeur uitgelicht

BACTERIEBETON

EIFFEL

Zelfherstellend beton

24

ENGLISH SECTION

32 CORRUGATED GLASS MARKTHAL ROTTERDAM 36 CONTEST QUESTION 38 Innovative facade design

STUDY TOUR

6

U-Dispuut visits the site No Money? Want stuff?

CORRUGATED GLASS

32

Wereldwijd circa actief 24.000 medewerkers

Veelzijdig

Koninklijke BAM Groep nv

Bouw en techniek, Infra, Vastgoed en Publiekprivate samenwerking

Initiëren, ontwikkelen, bouwen, beheren en onderhouden

www.bam.nl/werken-bij-bam

U PROFIEL

U-NIEUWS

U-NIEUWS VERS VAN HET HOK

U DOOR MAARTEN MATHOT NIEUWE U-DASSEN Enkele weken geleden zijn de nieuwe U-Dispuut dassen binnengekomen, en we zijn er trots op; in New York is gebleken dat de exact juiste rode kleur en het subtielere ontwerp goed tot zijn recht komen onder ieder pak. Mocht je nu helemaal nog geen U-das hebben of juist je collectie willen aanvullen met het nieuwste exemplaar, dan heb je geluk. Kom langs op het hok en voor slechts tien euro kun jij je eigenaar noemen van de officiele U-Dispuut das! KORTE TRIP BUDAPEST GROOT SUCCES Van 20 tot 23 april heeft een groep van 12 dappere jongemannen Budapest bezocht in het kader van het U-Dispuuts allereerste korte trip. Deze eerste editie diende ook om te kijken of een dergelijke trip in de toekomst vaker georganiseerd kan worden, en het antwoord daarop is na vier prachtige dagen een volmondig ja. Iedere dag hebben wij onder een strakblauwe hemel bij een aangename temperatuur mogen genieten van deze prachtige stad aan de hand van een programma opgesteld door de Budapestenaar in het bestuur Peter. Alle deelnemers worden hartelijk bedankt voor hun niet aflatende enthousiasme

en wij hopen dat zij volgend jaar weer van de partij zijn. VALUE OF DESIGN SYMPOSIUM De organisatie van het Value of Design symposium is weer van start gegaan. Dit symposium, wat traditiegetrouw eens in de drie jaar wordt gehouden, brengt grote namen uit de wereld van de contructeurs en architecten bij mekaar om een voor de bouwwereld relevant thema te bespreken. De afgelopen, zeer succesvolle, edities is gebleken dat het ruim een jaar duurt om een kwalitatief hoogstaande sprekerslijst rond te krijgen, en daarom is de Value of Design commissie nu al begonnen met de organisatie van de editie die waarschijnlijk begin 2014 gehouden wordt. Mocht je nu mee willen helpen in de commissie, een goed idee hebben met betrekking tot het thema of meer willen weten over het symposium, stuur dan een email naar [email protected]. AFSTUDEERDERS De afgelopen maanden zijn er weer de nodige U-Disputers afgestuurd die veel hebben betekend voor ons fraaie dispuut. Wij willen hen nogmaals hartelijk feliciteren met hun afstuderen en hen alle succes wensen in hun carriere! Marcel Klomp

Preliminary structural design and financial feasibility study of a transportable multi-functional stadium Erik Gathier Reciprocal frame based nextgeneration-low-impact-house Jaco Timmers Technical feasibility of a demountable floating body for a demountable stadium GRATIS BOUWEN MET STAAL EN STUDENTENSTAALPRIJS Bouwen met Staal, het kenniscentrum op het gebied van staal in Nederland, brengt zes maal per jaar een blad uit onder de eigen naam, waarin allerlei ontwikkelingen op het gebied van staalconstructies en de nieuwste werken worden toegelicht. Normaal kost een abonnement 62 euro per jaar, maar via ons kun je het, onder enige voorwaarden, gratis krijgen! Mocht je meer willen weten, stuur dan een mailtje naar [email protected]. Daarnaast looft Bouwen met Staal ook ieder jaar prijzen uit voor de beste afstudeerderonderzoeken waar staal een voorname rol in speelt. Naast een fraai geldbedrag worden de winnende onderzoeken ook uitgelicht in het blad. Mocht je dus onlangs zijn- of binnenkort gaan afstuderen met een staalgerelateerd onderzoek, geef je dan voor 1 augustus op via www.bouwenmetstaal.nl!

5

JULI 2013

STUDY TOUR NYC TRAVEL REPORT

U BY MAARTEN MATHOT From May 8th until May 17th a group of enthusiastic U-Dispuut members visited the amazing city of New York for the studytour 2013. For months the committee had been planning and discussing in order to create the best studytour ever, while the participants grew more and more anxious to go with the day. It would take about seven U-Profiels to fully explain all the awesomeness, events and experiences that this work and anticipation resulted in, but in order to give everybody an impression of our tour a shortened day-by-day recap is provided. DAY 1 IF I CAN MAKE IT HERE… As the group gathered on Delft station the atmosphere of anticipation was almost touchable: as only two trains and an eight hour flight parted us from the most legendary city in the world, the aver-

age eye-size was about twice the regular. After a flawless journey by train we arrived at Schiphol, where the committee chairman Jelle started his first of many attempts to give a short and comprehensive speech. Nonetheless we all got acquainted with the essential Buddy Check-system, used to make sure no man is left behind and we all acquired a nightlife-bible in which all the best pubs and clubs were supposed to be listed. After a smooth transition through customs we boarded our plane to the building- and structural engineer’s Promised Land. Even the eighties style amenities of the Delta operated flight could not dampen the mood. We were not all seated together, but that just gave the participants an excuse to make a lot of strolls. Due to a lack of age-appropriate inflight entertainment the committee thought it necessary to create some amusement of their own

by serving a certain participant a saltless meal. Unfortunately they forgot to take account the cunning of this particular participant, which led to a disappointing prestige. Just as people started to fall asleep, we started approaching Newark Airport. A thick mist blocked the legendary view on Manhattan as we landed, but there was no question about it: We were there!

CHAIRMAN JELLE GIVING A SPEECH

6

U PROFIEL

STUDY TOUR NYC

We cleared customs remarkably easily and during the transfer to the hostel for the first of many times the long journey took a toll on the quality and depth of the conversations. All tiredness and bad jokes were immediately forgotten however as we first gazed upon the Manhattan skyline; to have the panorama from the movies spread out before our very eyes is an experience none of us will ever forget. At the hostel we quickly checked in to our rooms and made it to Broadway, just half a block away, for a quick Chinese meal. After that we first experienced American Bars (a lot of flatscreens and seats) and we found a place where the happy hour never stopped. It took a decent amount of U-songs from the jukebox as well as a fair share of half-priced cocktails, but we managed to beat our jetlag and cross off our first proper studytour night. DAY 2 WET AND DIRTY To set the tone properly our first breakfast meeting was planned at 7.00 am, but with the jetlag on our side everybody managed to be there without any problem. Everybody was delighted to wear the suit and tie that was required this rainy day and the first visit of this studytour seemed to have all the ingredients to make a great start: the construction site of the second avenue subway. MTA agreed to take us into this more or less classified site, where they are building an entire subway line extension right under one of the busiest avenues of Manhattan. With a lot of safety instructions in mind and a strict ban on sharing the photos we would make in place we descended a full 30 meters into the pit and arrived in a fascinating world. The entire

future station was lined with yellow plastic to secure the watertightness. Furthermore there was equipment all around and a lot of construction workers who never saw a single suit in the tunnels before. The reason for that became apparent very soon; the heavy rainfall combined with the unfinished lining resulted in a stream of mud we had to wade through. The disappointment of the occasional stain on the suit was more than offset however by the mind blowing experience of being in a unique environment. After we had removed most of the dirt from our suits we headed towards the skyscraper museum, to get acquainted with the different skyscrapers we were going to see over the rest of the tour. Luckily this museum wasn’t too large, so that we had enough time to prepare for the second company visit of the day at Skidmore Owings and Merrill Architects..

As we arrived at their classy Wall Street office, we were overwhelmed by our surroundings once more; one can hardly imagine a bigger contrast from the construction site this morning. We soon had picked up our jaws from the floor and were ready for an equally impressive presentation on the way SOM designs buildings. Plenty of participants were very interested in joining in these state-of-the-art projects, but unfortunately all internship positions were already filled. Luckily this was no heartache a posh drink in a rooftop bar right across the Empire State Building couldn’t cure. When we finished these well-deserved refreshments we headed for the bright lights of Times Square, where only the bravest and lowest-heeled managed to end up. After a little postmidnight shopping all were happy to be back at the hostel and to get enough sleep for the legendary day to come.

ON THE STEPS OF THE METROPOLITAN

7

JULI 2013

DAY 3 WTC DAY The day three program of the tour seemed to hold the biggest promise and boy did it come through. It all started as we returned to Wall Street and entered the Trump Building to visit Leslie E. Robertson and Associates, one of the most well-known Structural Engineering firms in the world. We were greeted by Richard Garlock, Associate Partner at the firm, part-time lecturer at Princeton and lead structural engineer of the 4 World Trade Center tower. Needless to say, he was the perfect man to guide us through this project. After we all acquired some coffee mr. Garlock gave us a short presentation on some of the characteristics of 4 WTC. The thing that stood out the most was the open feel of the building, due to a column free space of 30 meters and column free corners. Furthermore a lot of attention is paid to the detailing, as is to be expected in a Maki designed building. We continued to visit the building site of 4 WTC, which was an epic event. In a separate article in this UProfiel more can be found on this great building. The next activity of the day was even more anxiously anticipated; a site visit with the Port Authority to the Freedom Tower. Located in a more classical building with very serious security we were welcomed to their office by a few younger employees. After a short presentation on what the Port Authority actually does and after finding all the female group members a suiting pair of trousers, we set out for the WTC building site once again. The feel of 1 WTC is entirely different from the feel of 4 WTC.

8

It already starts with the lobby; where the 4 WTC lobby had a very open feel, 1 WTC is made out of windowless concrete for the bottom 56 meters. After that the rentable floors are dominated by a massive core and a lot of façade columns. At the lower levels the floors still feel quite spacious, due to the 15 meter spans from core to façade, but at higher levels the ratio between core and floorspace becomes odd. We actually visited the 90th floor, the highest floor that is for rent. Above that ten whole floors are reserved for undisclosed services, and on top of that the observation deck and spire are placed. In the morning they had just placed the final part of the spire, topping out the building at 541 meter. Of course a lot of pictures were taken of the building and the panorama. After a little while we were lead down again, through the subway station that is being constructed between the new towers and back into the office, where we prepared ourselves for the final part of today’s busy program.

DAY 4 CULTURE AND HERITAGE Since most companies are closed on a Saturday, today was the perfect day to visit some of the cultural sights New York has to offer. We started the day with a short walk to Central Park to see how the locals spend their Saturdays. From there we walked past the Guggenheim to the Metropolitan Museum of Art, to pay a short visit. As we continued along Fifth Avenue, where we had our lunch, the buildings grew taller and the shops more expensive. The next stop on our program was the famous Museum of Modern Art, or MoMA. As we entered the building the first thing we noticed, almost being engineers, was the amazing atrium. Starting from the top of the building and making our way down, we revolved around this atrium while seeing the most amazing modern art, ranging from new to old and from moving to non-understandable.

All that was left to do was to visit the memorial site for the towers that collapsed after the attack on 9/11. The two reflection pools already drew a lot of attention as seen from the new towers, but standing right next to them really made a profound impact. Reading all the names engraved in the edge of the waterfalls in the shape of the former buildings, one could feel the scar the events made on the city and the country. It took us a little while to take in all the experiences we had this day, but after a little reflection we did find time to end this day in proper studytour style with a game of beerpong.

MOMA

U PROFIEL

STUDY TOUR NYC

Once again we had to leave after a few hours as a full day wouldn’t have fitted in the schedule, but it is certainly a place one can return without seeing any of the same art. When we wanted to leave, a massive downpour stopped us in our tracks. The next stop was the Empire State Building observation deck, but in these conditions there was probably not much to see. We decided to take our chances and visit nonetheless, which turned out to be a very good decision. Due to the rain we could pass the themeparklike waiting line and go straight to the top, where we the rain had stopped and the visibility had returned. We continued the day with another group dinner, graciously provided by the professors present. After convincing the owner of the Italian/Greek diner to give us a few shots on the house, the group split up in two: one part going to the old studytour classic of the technobunker, while the rest enjoyed some proper cocktails in the best bar of the tour. Whether it was dancing the night away until only U-disputers were left or enjoying good conversations with good company, everybody made the most of this night. DAY 5 THE DAY OF REST… FOR THE COMMITTEE On the Sunday everybody was left to their own devises, and could finally act as a good tourist. So if you want a picture of the Highline, Little Italy, Chinatown, Grand Central Station, the United Nations, Madison Square Garden, Soho, Washington Square, Rockefeller Center, the Met (again), a rooftop bar, a shop, Brooklyn Bridge by night or the waiting line of a police station where one can wrongfully declare its wallet stolen, we got those made today.

HEARST TOWER

Needless to say, the day ended with a small beer in town. DAY 6 THE CUTTING EDGE OF TECHNOLOGY For today the program provided visits to the Hearst Tower, 7 WTC and Columbia University. Of these three the Hearst Tower is probably the least famous in name, but it sure is one of the most outstanding buildings we have seen in our entire tour. From a distance the superstructure, which is made visible in the façade, clearly defines it as a unique building in the city. When one comes closer another quite amazing feature stands out; the entire tower seems to have been built on top of an older building! After we met with WSP’s Yoram Eilon and Hearst Tower’s building manager Lee in the waterfallfeaturing fingerpainted lobby, it turned out that the building was indeed built within a building that was on the heritage list. The façade had to remain, so they

stripped the interior and build their tower inside that perimeter. To still be able to create the vast open space needed for the lobby, some columns were placed under an angle, which naturally resulted in huge horizontal forces for which a huge tension ring was placed all around the lobby. One must say they hid it well. Furthermore the Hearst Tower is a very green building, as it is the first New York City building to acquire the LEED Platinum Standard. By using a lot of recycled materials and the most efficient building service equipment, they were still able to create a very user-friendly building. Mr. Lee is even still working on the environmental impact of the building years after completion, to constantly monitor where things can be improved. From the Hearst Tower we hurried to the 7 WTC tower, where we were able to visit a floor that was packed with information for potential WTC tenants.

9

JULI 2013

After watching a movie, overlooking the WTC building site and playing with a lot of buttons to put on lights in a mock-up of the new WTC towers, we left and were greeted by Paul who made up for the lack of lunch by buying hotdogs. After devouring some hotdogs we headed for the Civil Engineering department of the prestigious Columbia University. We were greeted by the head of the Civil Engineering department, who told us about the way the educational program is set up and what the tuiton fees are. We understood that studying in the United States wasn’t as relaxed as back in the Netherlands, since one has to pay a luxury car a year just to be there. After the talk we got a tour in the laboratory, where we saw the professors work on monitoring decay of suspension bridge cables and another study on the possibility of predicting damage to structures after earth-

RIDING ´THE BEAST´

10

quakes. After a small beer in a pub where we met a Dutch Columbiaemployee we set out for dinner, and onwards to the place where the barwomen have shouting apparatus, the music all comes from Texas and the professors dance. DAY 7 PROFESSORS AND THE BEAST Tuesday was the chance for the professors to show their favorite projects and to enjoy the views on Manhattan from the water. We started off at Peter de Vries’ project: the Brooklyn bridge. We met the department of transportation in a dim and poorly ventilated room, which had terrible effects on the already tired participants. Nonetheless, the presentation on all the different bridges and the impact hurricane Sandy had on the city was very interesting. Afterwards we head out to the Brooklyn Bridge and walked on the famous walkway between

the lanes. Since it was beautiful weather, the pace of some of the participants dropped to make a lot of pictures of the bridge and Manhattan skyline. It took a little while, but everybody thoroughly enjoyed themselves and we were still on time for our ferry back to Manhattan. On the ferry the views were amazing and the ride was bumpy. Some boardmembers chose to show the rest of the group that it takes amazing balancing skills to become a boardmember, while others were simultaneously arranging Yankee tickets and fighting a hangover. After everybody got a little tan we arrived back in Manhattan and headed for Mr. Nijsse’s project; the Apple cube. As a glass expert Mr. Nijsse was obviously most interested in this all glass object, that is replaced every few years as the possibilities of glass construction increase.

U PROFIEL

STUDY TOUR NYC

to arrange new tickets, we decided to all join them to the Yankees vs. Mariners game. Even though we were a little late, some even later, we didn’t feel like we had missed much of the legendarily slow game. Nonetheless we were in awe with the atmosphere and can now say that we have seen the Yankees win. While most of the group decided that this was a good night to go to bed early, some thought it a good idea to visit some jazz bars around the hostel. An even more select crew continued after the jazz bar and allegedly ended up in a romantic bar with dodgy wall lining, where a mad barlady served 12 year old whisky at half price…

THE APPLE CUBE

The version that stands now is the second one, and features only four glass ribs, while the rest is all glass panes. It was great to hear the ins and outs of this remarkable object, and we even succeeded in preventing Joost from buying an iPad. All in all it was a brilliant visit. After the cube we left for our second water ride of the day. This one promised to be even more of a thrill. We were going to ride ‘the Beast’, a high-powered speedboat that would take us up and down the East River. We once again got the ever so great view of Manhattan from the river, and waved hello to mister Abramovic on his enormous yacht. Luckily everyone’s stomach survived, and we all returned to the dock safe and sound. To celebrate the fact that the committee did manage

DAY 8 SMALL EYES AND GOOD COMPANY This morning the result of the devastating rhythm we kept up over the days really was clearly visible on most of the group members. Unfortunately the program wasn´t made with this general fatigue in mind and we found ourselves in a conference room at ARUP at nine in the morning. Even though all four presentations were very good, ranging from the development of a new waterside park to the creation of a new subway station in which four different lines are to be harbored, it seemed like the energy level in the group had reached an all-time low. Nonetheless some good questions were asked and we really got a feel for the business ARUP New York does. After these presentations there was a lot of lunch time and we were free in where to spend it. The group would gather under the Dutch flag in front of the Rockefeller Centre. Unfortunately all flags were taken down due to an obscure remembrance, which resulted in a wide spread may-

hem which the committee could only settle with a small beer on the terrace. Soon the time came to get to Gansler, an architectural firm, where we found ourselves lucky once again.We were allowed to sit in on an internal pitch for a design contest they took part in. It was brilliant to see what such a group can put together in two weeks time, both in terms of design as in terms of presentation. After a small tour through the office we joined some staff for a beer in a great businesscafe. To celebrate the great success of our tour, we went on a group dinner once more. With our bellies filled and all praise to the committee delivered, we set out to rock this amazing city one last time. DAY 9 START SPREADING THE NEWS, I’M LEAVING TODAY… All bags are packed, all sore feet are cared for and everybody is a bit down. We don’t want to, but we have to say goodbye to this wonderful city. As we cruise through the streets one last time Lennart catches the spirit of the moment by singing the Swedish version of Alladins ‘A whole new world’, and tears come to eyes. If only he could have kept tone, the following performances of all Kinderen voor Kinderen songs might have cheered us up. We stumble into our plane and most participants fall asleep immediately. Once more a saltless meal is presented, being too tired to protest, the chairman accepts it. Turns out even a saltless meal is served with a bag of salt and is prepared with more care than the regular meals. Once well fed the lights go out and the participants start dreaming of the amazing experiences they had during what has been a vibrant, intensive, legendary and brilliant studytour!

11

JULI 2013

4 WTC

‘REBUILD AND REMEMBER’ U DOOR TIM BEELEN Op 24 juli 2001 werd er door Larry Silverstein een bod van 3,2 miljard dollar gedaan om het toenmalige World Trade Center (WTC) te leasen. Hierdoor veranderde het complex voor het eerst in haar 31 jarig bestaan van eigenaar. Een halfjaar na deze overname vond de aanslag op het WTC plaats, die in ieders geheugen staat gegrift. In het contract stond dat bij vernietiging van de gebouwen, door welke oorzaak dan ook, Silverstein de rechten en de verplichting had om de gebouwen te herbouwen of te vervangen. Bij deze gebeurde dat dan ook en zodoende kon het plan voor het nieuwe WTC beginnen. Zes nieuwe gebouwen zullen de volledig verwoeste en beschadigde gebouwen van het oude WTC vervangen. Vier van deze zullen op het oude WTC gebied worden geplaatst, pal naast de footprint van de voormalige Twin

12

Towers. Alles staat in het teken van de toenmalige WTC, de precieze locatie van de Twin Towers wordt dan ook niet bebouwd. Het nieuwe masterplan heeft het motto: ‘Rebuild and Remember’. Het 9/11 memorial, samen met het omliggende masterplan zijn hi-

eronder weergegeven in een maquette. Elke toren is ontworpen door een andere toonaangevende architect, welke allen binnen de algemene visie een uniek gebouw hebben gecreëerd. Daarnaast zal er een nieuw ondergronds overstap centrum voor de metro worden ontwikkeld. Het hoofdgebouw hiervan is op een herkenbare manier ontworpen door Calatrava. De totale kosten van dit project zijn geraamd op 18 miljard dollar. Momenteel ligt de bouw van WTC 2 en 3 stil doordat beide gebouwen nog niet voor 70% verhuurd zijn. Bij WTC2 is men na de tweede verdieping gestopt, bij WTC3 zullen de eerste 9 verdiepingen worden afgerond welke reeds zijn verhuurd aan verschillende retail ondernemingen. 1WTC is vooralsnog ook nog niet volledig verhuurd, de bouw hiervan is vooral van symbolische aard.

U PROFIEL

4 WTC

LESLIE E. ROBERTSON ASSOCIATES Gedurende onze studiereis hebben wij een bezoek gebracht aan zowel Leslie E. Robertson Associates (LERA) en the Port Authority of New York and New Jersey, eigenaar van 1WTC. LERA is opgericht in 1923 en is voornamelijk bekend door de enorme hoogbouwprojecten waarbij ze bij zijn betrokken geweest. Onder andere de Twin Towers, Shanghai World Financial Center, Bank of China Tower en de Puerta de Europa in Madrid. Tijdens ons bezoek aan LERA in the Trump Building op Wall Street mochten wij allen genieten van een zeer interessante presentatie over 4WTC door Richard Garlock. Tijdens deze presentatie en de rondleiding door het gebouw werden al snel alle bijzondere facetten van dit project duidelijk. 4 WORLD TRADE CENTER 4WTC is opgebouwd zoals bijna alle hoogbouw die tegenwoordig in New York wordt gebouwd, met name alle gebouwen die onder de Silverstein Properties vallen. Een kern, waarin alle voorzieningen zich bevinden en waarvoor de verhuurder verantwoordelijk is (toiletten, liften, trappen en mechanische verdeelruimtes), met kolommen bij de gevels, waartussen alle vloeren gespannen zijn. Bij oplevering van het gebouw zijn dan ook alle kantoorvloeren

PLATTEGROND TOT 49STE VERDIEPING

kaal opgeleverd en heeft de huurder volledige zeggenschap over de invulling en aankleding. In het geval van 4WTC zijn er in totaal maar 16 kolommen gebruikt, welke niet zichtbaar zijn vanaf de buitenkant. De minimalistische spiegelende gevel ontworpen door Maki sluit aan bij de andere drie torens. Doordat deze kolommen doorlopen vanaf de top van het gebouw tot aan de fundering is nauwe samenwerking tussen de architect en de constructeur noodzakelijk geweest. Het verloop van de kolommen zorgt voor een doorsnede van circa 1,5 x 1,5 m2 op de begane grond. Op de 49ste verdieping zal een zijde van de toren terug springen, het principe van deze verdiepingen hierboven verandert niet. KOLOM VRIJE HOEKEN In verschillende gebouwen zijn al pogingen gedaan om op een slimme en efficiënte manier de hoeken van het gebouw kolom vrij te houden. De extra kosten die dit met zich meebrengt zullen ruimschoots worden terugverdiend met de extra huuropbrengsten. LERA heeft tijdens de ontwerpfase geprobeerd zoveel mogelijk kolommen uit de plattegrond te verwijderen zonder de robuustheid te verliezen. De uitkragingen op de hoeken van het gebouw zijn gerealiseerd door de stalen liggers op een relatief sim-

PLATTEGROND VANAF 49STE VERDIEPING

pele manier in te klemmen. De stalen balken zijn mee gestort in de betonnen kolommen, doordat er met kolommen paren is gewerkt groeit de moment capaciteit ook aanzienlijk. De lengte van de enorme overspanningen tussen de kolommen paren zijn bepaald door de eisen voor de minimale doorkijkhoogte van binnen naar buiten. Elke millimeter is gebruikt om de hoogte van de stalen plaat liggers te verhogen en zo de overspanning te kunnen realiseren. Deze overspanning zorgde voor een overschrijding van de maximale transportlengte van de stalen plaat liggers. De ligger die de uitkraging vormt en is ingestort in de kolommen steekt 1,5m door aan de andere zijde waardoor er alsnog een moment vaste verbinding gemaakt kan worden voor de enorme plaat liggers. De verbinding tussen de plaat liggers is gemaakt op de plaats waar het buigend moment gelijk is aan nul. Een slimme simpele en daardoor goedkope methode om een aantal ontwerpgrenzen te overschrijden. DUBBELE KERN In plaats van de gebruikelijke kern zijn er eigenlijk twee losse kernen gebruikt bij de bouw van 4WTC. Deze betonnen kernen zijn onderling verbonden op de bovenste verdiepingen door twee enorme stalen liggers per verdieping welke de schuifkrachten dienen over te brengen. Op de onderste verdiepingen heeft men natuurlijk te maken met grote spanningen en krachten en zijn er dan ook drie van deze liggers benodigd. De dikte van de flenzen voor de verbindende liggers hebben dan ook een uitzonderlijke dikte van bijna 10cm. De kernen zijn gescheiden vanwege alle mechanische installaties die de kantoorruimte

13

JULI 2013

VERBINDINGSLIGGER TUSSEN DE TWEE VERSCHILLENDE KERNEN

in worden geleid. De aansluitingen liggen dus klaar voor de huurder, binnen de kantoorruimte is de verantwoording niet meer voor de verhuurder. De zakkingsverschillen tussen de betonnen kernen en de omliggende con-

structie zorgen voor een flinke ontwerpuitdaging. Deze verschillen zijn voor elke verdieping apart bepaald en verwerkt in de detaillering en maatvoering van de elementen voor de verdiepingen.

VEILIGHEIDSMAATREGELEN In verband met de tragedie van 9/11 zijn er een aantal extra veiligheidsmaatregelen genomen bij het ontwerpen van alle nieuwe WTC torens. Naast de hogere eisen voor brandwering op de verschillende elementen zijn de onderste verdiepingen bestendig tegen bomaanslagen. De eisen voor robuustheid zijn ook flink aangescherpt, bij het missen van een aantal kolommen zal het gebouw niet direct instorten. Binnen de kernen is een extra trappenhuis geplaatst speciaal voor hulpdiensten. Deze maatregel is genomen nadat er tijdens 9/11 opstoppingen waren in de trappenhuizen door afdalende mensen en de brandweer die juist naar boven wilden. Alle trappenhuizen zijn daarnaast rookdicht door het gebruik van overdruk.

Vakinhoudelijke kennis, creativiteit en innovatieve oplossingen Corsmit Raadgevend Ingenieursbureau ontwerpt constructies voor gebouwen in het topsegment van de Nederlandse- en internationale onroerend goed markt en loopt voorop bij maatschappelijke ontwikkelingen als meervoudig ruimtegebruik, duurzaam en milieuvriendelijk bouwen en hoogbouw. Nieuwe technologieën, bouwmethoden en materialen zorgen voor voortdurende veranderingen in een wereld die zelf constant haar eisen bijstelt. Groeiende bewustwording en aandacht van de samenleving voor ons leefmilieu, spelen in ons werk als constructief ontwerper een belangrijke rol. Als onderdeel van Royal Haskoning loopt Corsmit voorop in een multidisciplinaire projectaanpak, zowel nationaal als internationaal. Ontwerpende constructeurs met motivatie, gedrevenheid en enthousiasme voor het vak affiniteit met de architectuur en het bouwproces teamgeest en constructief inzicht

George Hintzenweg 77 3068 AX ROTTERDAM Postbus 8781 3009 AT ROTTERDAM [email protected] telefoon 010 2865666 Wijchenseweg 132 6538 SX NIJMEGEN Postbus 112 6500 AC NIJMEGEN [email protected] telefoon 024 3284284 Entrada 301 1096 ED AMSTERDAM Postbus 94241 1090 GE AMSTERDAM [email protected] telefoon 020 5697700 internet: www.corsmit.nl

Opmerkelijk duurzaam ...brengt ideeën tot leven

Deerns is het grootste onafhankelijke adviesbureau in Nederland. Met projecten over de hele wereld en zestien vestigingen in Europa, Dubai en de Verenigde Staten is Deerns bovendien een toonaangevend internationaal bureau.

13_Deerns_Adv_U-profiel_Magazine_Opmerkelijke_210x148.indd 1

www.deerns.nl

Beeld: Paul de Ruiter

Bijdragen aan een optimaal duurzame en comfortabele leef- en werkomgeving is de kern van onze missie. Dat doen we door de ontwikkeling van innovatieve en energiezuinige gebouwconcepten zoals bij TransPort.

19-03-13 14:31

JULI 2013

ATLASGEBOUW

UNIEKE DRAGENDE BUITENGEVEL KENMERKEND VOOR ARCHITECTUUR U DOOR WILCO VAN DER MERSCH Sinds april 2007 is het Atlasgebouw op de campus van Universiteit Wageningen in gebruik als kantoor en laboratorium. De Atlas is onderdeel van een viertal gebouwen in een park in het midden van campus De Born. Bijzonder aan de Atlas is de dragende buitengevel. In tegenstelling tot veel gebouwen staat het dragende deel voor de rest van de gevel en is daarmee beeldbepalend voor het gehele gebouw. Dit gebouw is ontworpen door een unieke samenwerking tussen de architect Viñoly en con-

16

structeur Pieters Bouwtechniek. Het is dan ook niet voor niets dat dit gebouw in 2007 de AIA New York State Design Award for Merit kreeg en in 2008 the International Architecture Award. ONTWERP De zeven verdiepingen van het exact vierkante gebouw worden ondersteund en omringd door vier gevels van 44 meter breed en 29 meter hoog. De totale oppervlakte van 10.000 m2 biedt ruimte aan een laboratorium op de begane grond met daarboven kantoren. Op de eerste verdieping bevindt zich een hoog multifunctioneel atrium. Deze kan gebruikt

worden voor zowel lezingen, als recepties, als andere meetings. Enkele loopbruggen overspannen schuin het atrium, zodat niet alleen de trappen en liften gebruikt hoeven te worden om naar een andere verdieping te komen. Een groot deel van het dak is van glas. Verder staan er op het dak twee doosvormige lichte staalconstructies ten behoeve van installaties. Om deze constructies voor het oog te verbergen loopt de gevel een halve verdieping door naar boven. Hierdoor behoudt de Atlas niet alleen zijn karakteristieke vierkante doosvorm, maar is er ook rekening

U PROFIEL

ATLASGEBOUW

gehouden met een mogelijk extra verdieping in de toekomst. Aanvankelijk was het de bedoeling dat het ruitpatroon in de gevel een hekwerk voor klimplanten zou vormen. De complete façade zou het hele jaar groen moeten zijn. Omdat een dergelijke plant niet gevonden kon worden, is het gebleven bij een hybride constructie van prefab en in het werk gestort beton. Hoewel de gevels identiek lijken te zijn zit er wel degelijk een verschil in. In de noordgevel is bijvoorbeeld een grote uitsparing voor de entree. Deze entree bestaat uit een 90 meter lange toegangsbrug. ‘In het oorspronkelijke ontwerp waren alle openingen rechthoekig en was de ingang ook nog eens vlakbij een hoek’ herinnert Melchert Leguijt, directeur van Pieters bouwtechniek, zich. Met name de plaatsing bij de hoek zorgde voor excessieve grote krachten op de prefab elementen. In overleg met de architect zijn ze allemaal verplaatst naar het midden en uitgevoerd als een lange ruit. Desalniettemin is de noordgevel 50 procent zwaarder gewapend dan de andere gevels, louter en alleen vanwege de enorme uitsparing. De zuidgevel is de enige gevel die geheel dicht is. De overige gevels hebben onderin kleine openingen aan de onderzijde. Op deze wijze is de symmetrie binnen de gevels behouden en worden alle onderdelen even zwaar belast. DRAGENDE GEVEL De dragende functie van de gevels is een belangrijk onderdeel van de constructie van de Atlas. De gehele gevel is opgebouwd uit slecht zes verschillende soorten

elementen. De twee belangrijkste daarvan zijn de 157 op-zijn-kant-liggende-acht elementen en de 45 opzijn-kant-liggende-B elementen. Laatstgenoemde elementen zijn de onderste elementen. De 8-vormige elementen zijn 7,2 meter breed en verdiepingshoog (3,6 meter). Ze wegen elk tien ton per stuk en zijn allemaal in dezelfde mal gemaakt. Hierdoor is er tussen de elementen onderling maximaal 1 millimeter verschil. In eerste instantie was de gevel niet opgebouwd uit een ruitvorm, maar uit stijve betonnen driehoekconstructies. Dit leidde echter tot dikke horizontale banden waarmee de ruitvorm nagenoeg weg viel. Het voordeel van de ruit in het definitieve ontwerp is dat elk element één punt heeft waarmee geen verbinding met een ander element gemaakt wordt. Dit punt wordt benut om de achterliggende verdiepingsvloeren op te laten steunen. Om het aanzicht aan de buitenzijde nog smaller te laten lijken lopen de elementen toe van 380 mm naar 320 mm. Bijkomend

Projectgegevens Opdrachtgever: Wageningen UR Architect: Rafael Viñoly Architects en Van den Oever-Zaaijer & Partners architecten Constructeur: Pieters Bouwtechniek Aannemer: Visser & Smit Bouw bv, Leverancier prefab-betonelementen: Oudenallen Prefab Beton Projectmanagement: ABT Adviseurs in Bouwtechniek

voordeel is dat het water niet op de elementen blijft liggen en er geen vlekken ontstaan op de voorzijde van de gevel. Helaas zijn de prefab elementen niet sterk genoeg om de horizontale, naar buiten gerichte, kracht overal op te vangen. Met name de bovenste elementen in de hoeken hebben onderling te weinig steun aan elkaar om in deze capaciteit te voorzien. Horizontale trekstangen in het midden van elk element zorgen ervoor dat de vervormingen niet te groot worden. Hieruit blijkt dat de oorspronkelijke driehoeksvorm niet helemaal kon worden losgelaten.

ELEMENTEN ZIJN IN HOEKEN NIET VERBONDEN

17

JULI 2013

Door de krachten die deze trekstangen opnemen konden de kolommen aanzienlijk kleiner gemaakt worden. Waren ze in het eerste constructieve ontwerp nog 550 bij 550 mm, in het definitieve ontwerp zijn ze slechts 400 bij 350 mm. De trekstangen van rond 50 mm hebben een staalkwaliteit van S355 en zijn thermisch verzinkt. Omdat de stangen ter hoogte van het glazenwassersbalkon zitten vallen deze weg in het geheel van de gevel. FUNDERING Het gehele betonnen net is gefundeerd op een in het werk gestorte funderingsbalk met een doorsnede van 600 bij 750 mm. De fundering heeft twee functies, namelijk de verticale belasting van de gevel opvangen en als trekband om de gevels bij elkaar te houden. De functie als trekband is nodig om de belastingen, die onder een hoek van 45 graden op de fundering staan, op te kunnen vangen. Deze grote belasting wordt geconcentreerd op de onderste B-vormige elementen. Samen met het daaropvolgende 8-vormige element is deze laag 5,4 meter hoog. Verder wordt de kracht naar de ondergrond geleid via dikke betonnen poeren in de hoeken die de randbalken opsluiten. HOEKVERBINDINGEN Opmerkelijk aan de hoeken van de Atlas is dat deze onderling niet verbonden zijn. De vier gevels staan dus, op de fundering na, geheel los van elkaar. Al met al zijn de hoeken het meest complexe onderdeel van de gevel. Met name naar boven toe is de hoek ingewikkeld vormgegeven. Omdat alle verdiepingen tweezijdig ontworpen zijn wijzigt de overspanningsrichting van de vloeren

18

bij elke hoek. Hierdoor lopen de kanaalplaten steeds evenwijdig aan de gevel.

ratuurbelasting tussen de gevels wordt opgevangen door 40 mm ruimte tussen beide gevels.

De verdiepingsvloeren zijn opgelegd op de hoedligger welke vervolgens weer steunt op de gevel. Met name deze laatste aansluiting moest erg nauwkeurig uitgevoerd worden. In de hoeken is de ligger niet alleen langwerpig, maar ook Y-vormig, uitgevoerd. De ligger heeft hierdoor één verbinding met de kern en twee met elke gevel. Aangezien de gevels los van elkaar staan waren er nauwelijks stelmogelijkheden om alles aan te sluiten.

VERBINDING TUSSEN ELEMENTEN De elementen zijn op zes plaatsen aan elkaar verbonden, namelijk aan weerszijden en op twee plekken aan de boven- en onderkant. Vanwege de enorme kracht van 3000 kN in de schuine kolommen zijn de elementen hol en dol gestapeld. Om de afschuifkrachten te beperkten heeft elk element aan de bovenkant een aangestorte nok en aan de onderkant eenzelfde uitsparing. De schuine nokverbinding zorgt ervoor dat de belastingen loodrecht op de verbindingsvlakken doorlopen en dat de elementen niet wegglijden. Er treden dus nagenoeg alleen normaalkrachten op in de verbinding. Om de verbinding echt vast te krijgen heeft elke verbinding acht stekeinden en aangietopeningen. Na het plaatsen van elk element werd de naad in de verbinding aangegoten met een hoogwaardige krimpvrije mortel.

In de uitvoering is eerst de staalconstructie ingemeten voordat de prefab elementen gesteld werden. ‘Dankzij een nauwkeurige werkwijze van de aannemer zijn er geen problemen opgetreden bij het verbinden van de ligger in de hoeken’ aldus Leguijt. Er was bij elke hoek hoogstens een aantal millimeter verschil. Om de hoeken toch aangesloten te laten lijken zijn ze in verstek gemaakt. Het verschil in zon- en tempe-

ONDERLINGE VERBINDING TUSSEN ELEMENTEN EN RODE Y-VORMIGE HOEDLIGGER IN HOEKEN

U PROFIEL

ATLASGEBOUW

Wanneer er gekozen was voor een vlakke verbinding hadden dergelijke wapeningsstekken nooit toegepast kunnen worden. Om de afwerking compleet te maken zijn ook in de knooppunten van de elementen zelf schijnvoegen aangebracht. Hierdoor heeft elk knooppunt hetzelfde aanzicht en is het niet duidelijk waar precies de verbindingen zitten. De horizontale verbindingen tussen de elementen zijn op een soortgelijke wijze vormgegeven. In het midden van elk element zit de aansluiting met de hoedliggers (THQ-liggers). Hierdoor is er in geen enkel geval een conflict tussen de aansluiting van een ligger en een prefab element. De THQ-liggers worden aan één zijde ondersteund door een in het werk gestorte betonkern en aan de andere zijde door de gevel. Dit houdt wel in dat ze door de vliesgevel heen lopen. Om een koudebrug te voorkomen is het uiterste stuk van 0,6 meter van de ligger buiten de vliesgevel compleet ingepakt. Deze afstand was nodig om ruimte te bieden aan het glazenwassersbalkon. Mede vanwege deze thermische schil moest de verbinding tussen de hoedligger en de prefab gevel binnen de hoedligger plaats vinden. De bovenflens van de ligger is opgelegd op een massieve stalen nok van 150 bij 150 bij 80 mm. Een lip op het blok zorgt voor ondersteuning van de gevel in de richting van de ligger en voor een kleine bewegingsvrijheid van de gevel haaks op de ligger. Hierdoor kan de ligger uitzetten en krimpen en is de verbinding van buitenaf bijna onzichtbaar. De aansluiting tussen de hoedligger en de prefab gevel vindt plaats via een glijverbinding. Deze glijverbinding

is opgebouwd uit een sandwichblok van teflon met staalplaten. Gewapend rubber is toegepast om de hoekverdraaiingen van de ligger te kunnen opnemen. Door al vanaf de bestekfase met de prefab-betonleveranciers te overleggen is er een zo goed mogelijke indeling van de elementen gemaakt. MATERIALEN Vanwege de functie van de Atlas als Centrum Water en Klimaat en huisvester van de Environmental Sciences Group is er veel aandacht besteed aan het materiaalgebruik. Er is specifiek een keuze gemaakt voor schoon prefab beton met een sterkteklasse van C58/65. Het grote voordeel van prefab is dat de diagonale kolommen makkelijker gerealiseerd konden worden. Verder heeft prefab veel voordelen met betrekking tot weersinvloeden en brandveiligheid. Het beton is zo schoon mogelijk gemaakt door, onder andere, twee procent titaanoxide toe te voegen. Hierdoor heeft de gevel een bijna hagelwitte kleur gekregen. Verder lopen de kolommen taps

toe. Uit berekeningen is gebleken dat de trekstangen bij brand hun functie verliezen. Hoewel er dan grote vervormingen optreden in de prefab elementen zijn deze wel in staat de vloeren te dragen. Omdat beton van nature een eigen brandwerendheid heeft is er geen extra bescherming nodig. De onderzijde van de kanaalplaten tussen de hoedliggers is wel extra beschermd met een strip van brandwerend materiaal. Terugkijkend op het gehele project is met name de wisselwerking tussen architect en constructeur van essentieel belang geweest. De constructie is bijna de architectuur. Door de slimme oplossingen in verschillende verbindingen en de aandacht die besteed is aan de afwerking, heeft het gebouw een opvallende vorm. Hoewel de gemiddelde gebruiker er niet veel van merkt gaat er een hele wereld schuil achter de constructie van dit gebouw. Voor de gemiddelde constructeur is het Atlasgebouw een inspiratie in het samengaan van complexiteit enerzijds en ogenschijnlijke eenvoud anderzijds.

DETAILTEKENING GEVELCONSTRUCTIE

19

JULI 2013

COMMISSIES

PRESENTEREN ZICHZELF: U-PROFIEL EN VALUE OF DESIGN

U-PROFIEL COMMISSIE VLNR: FERDINAND, STEVEN, DENNIS, LUCIA, MAARTEN, WILCO EN GIUSEPPE

INTRODUCTIE Wat het U-dispuut doet, kan niet zonder de commissies van ons dispuut. In de vorige edities besteedden wij reeds aandacht de reiscommissie en de actiecommissie. Nu is het tijd voor de Value-ofdesign commissie. Zij zijn al volop bezig voor het symposium dat volgend jaar zal worden gehouden. Tenslotte is er de commissie die zorgt voor dit blad: de U-Profiel commissie. U-PROFIEL Het U-profiel is ons verenigingsblad en komt drie keer per jaar uit. Wij van de U-profiel commissie zorgen er voor dat ons blad drie keer per jaar goed gevuld wordt met wat ons als U-disputers bezig houdt. Hierin komen de meeste activiteiten en nieuwsfeiten van het Utiliteitsbouwdispuut naar voren. Daarnaast worden deze rubrieken afgewisseld met inhoudeli-

22

jke artikelen die raakvlak hebben met de interesses van het Utiliteitsbouwdispuut. De commissie verzamelt artikelen bij onze sponsoren, andere bedrijven en enthousiaste schrijvers. Verder gaan wij zelf ook graag op zoek naar informatie over projecten. Wij houden van mooie projecten. Deze moeten wel mooi op papier komen. De gehele lay-out wordt gedaan door Steven. Hij zorgt er voor dat elke editie er weer gelikter uit komt te zien. Uiteindelijk gaat alles naar de drukker. Uit onderzoek in ons archief blijkt dat dit niet altijd even soepel gaat, maar het resultaat mag er zeker wezen… zoals je ziet. Mocht je interesse hebben om iets voor het U-profiel te schrijven, heb je ideeën of vindt je het leuk om op een andere manier mee te werken aan het blad, laat het ons dan weten.

U PROFIEL

COMMISSIES PRESENTEREN ZICHZELF

VALUE OF DESIGN COMMISSIE VLNR: MAARTEN KWAKERNAAK, MATHIJS VERMOND, GEORGES TAMINIAU, JOERI TOBER, MERIJN DE LEUR, ZINZI REIMERT

WIE? Wij, als vijf studenten afkomstig van zowel Bouwkunde als Civiele techniek, hebben de ambitieuze taak op ons genomen om het vierde ‘Value of Design’ symposium te organiseren. Onder toezicht van QQ’er Mathijs Vermond zijn we hier een aantal weken geleden mee gestart. Ons doel is een mooi en interessant symposium in het voorjaar van 2014 neer te zetten. Voor ons is dit een mooie stap in de wereld van grote architecten en ingenieurs. Op deze manier proberen wij voor onszelf en voor het U-dispuut nieuwe mensen te leren kennen en waardevolle contacten te leggen. Daarnaast is het een uitgelezen kans om de organisatorische persoon in onszelf te ontwikkelen.

WAT? Net als voorheen laat het symposium zich plaatsen in het grijze gebied dat zich bevindt tussen de rationele civiele techniek en de bijna kunstzinnige architectuur. Juist daar waar deze disciplines elkaar hard nodig hebben ontstaan vaak grote en interessante meningsverschillen. ‘The Value of Design’ probeert de visies van zowel architecten als ingenieurs naar voren te brengen en binnen een thema met elkaar te vergelijken. Om zowel de sprekers als het publiek te prikkelen, zal tijdens het symposium worden gesteld dat door de ontwikkeling van het gebruik van de computer in het ontwerpen, óf de architect, óf de constructeur in de toekomst (zeg 20 jaar) overbodig zal zijn. In feite zal één van de twee, samen met de kracht van de computer, in staat zijn om een bouwwerk te

realiseren en daarmee verliest de ander zijn bestaan. We kunnen onszelf enigszins overtuigen van het feit dat het niet zo ver hoeft te komen en dat de stelling twee extremen tegen over elkaar neerzet. Waar je naartoe wilt, is dat een bepaald scenario geschetst wordt waar op in kan worden gegaan. Het is de bedoeling dat de spreker een pleidooi houdt waarin hij zijn beroep, en het belang daarvan, verdedigt. Om tijdens het symposium interessante en vooral ook verschillende meningen te doen ontstaan, is onze commissie op het moment vooral bezig met het selecteren van sprekers, bij voorkeur vooral die grote en bekende architecten. Helaas kunnen we op dit moment nog geen uitspraak doen over de sprekers, maar daar zullen jullie uiteraard van op de hoogte gehouden worden!

23

JULI 2013

GUSTAV EIFFEL CONSTRUCTEUR UITGELICHT U DOOR DENNIS WOUTERING Als men de naam Eiffel hoort, denkt men meteen aan de Eiffeltoren. Dit is het symbool van Parijs, voor Frankrijk en, voor veel mensen uit andere werelddelen die veel Europese landen niet kennen, toch een duidelijk herkenningspunt van Europa. Amerikaanse films die zich in Europa afspelen hebben al gauw een scene in Frankrijk, waarbij vanzelf de Eifeltoren in beeld komt, en in Las Vegas is een minireplica gebouwd om voor het hotel Paris te zetten.

FAMILIE EN OPLEIDING De familie van Gustave Eiffel is oorspronkelijk afkomstig uit Duitsland, waar zijn opa nog de naam Jean-Rene Bönickhausen had. De familienaam is veranderd nadat zijn vader naar Frankrijk is verhuisd en de familie de naam Eiffel had geadopteerd. Gelukkig maar, want de Bönickausen-toren had

Het enige stadsicoon dat in de filmwereld nog vaker te zien is, is misschien wel het Vrijheidsbeeld. Laat het nou zo wezen dat Gustave ook de ontwerper achter dit toonbeeld is. Genoeg reden om op een rijtje te zetten wat hij nog meer op zijn naam heeft staan. GUSTAV EIFFEL

24

een stuk minder gemakkelijk op de tong gelegen. Op 15 December 1832 kreeg de familie Eiffel hun eerste kind, Gustave. In zijn vroege leven was Gustave niet erg geïnteresseerd in leren en hij deed weinig aan studie. Pas in zijn laatste twee jaren op het Lycée Royal van Dijon heeft hij meer zijn best gedaan en begon hij zich te interesseren voor de natuurkunde. Hij heeft hierna in Parijs gestudeerd, waar hij vooralsnog niet verrassend hoog presteerde. Pas tijdens zijn laatste opleiding, aan het Ecole Centrale des Arts et Manufactures (Universitaire school voor technici) ging alles op rolletjes en studeerde hij in 1855 af in de richting scheikunde. Pas na een hoop carrièrewisselingen kwam hij terecht bij een spoorwegmaatschappij, waar hij zijn uiteindelijke ingenieurswerk is begonnen.

U PROFIEL

GUSTAV EIFFEL

BRUGGEN NAAR SUCCES Het eerste civieltechnische werk van Gustave Eiffel was een stalen spoorbrug van 22m voor de spoorwegmaatschappij “Chemins de Fer de l’Ouest”. Hiermee had hij zijn kennis van zaken bewezen, waardoor hij later hoofd werd van de onderzoeksafdeling van deze maatschappij. Enkele jaren later ontwierp hij zijn eerste grote werk, de brug van Bordeaux. Eerst was hij hiervoor slechts de ontwerper voor de staalconstructie en alle bijbehorende details, maar gedurende het project werd hij gepromoveerd tot projectleider in 1860. Tussen dit project en zijn volgende heeft Eiffel meegewerkt aan een belangrijk onderzoek betreffende gietijzer. Later, tijdens zijn pensioen, heeft hij ook nog onderzoek gedaan op de vlakken van meteorologie en aerodynamica. De eerste echte uitdaging kwam bij het ontwerpen van een brug over de Douro. Door de samenstelling van de rivierbodem moest de brug de gehele rivier overspannen, wat een lengte van 160m voorstelde. Dit was een lengte die tot dan toe nog nooit gehaald was. Door een ingenieus ontwerp van Eiffel kon hij met een relatief

laag budget de brug realiseren. De bekendste brug ontworpen door Eiffel is het Garabit Viaduct. Dit viaduct is een spoorbrug in de buurt van Ruynes-et-Margeride, over de rivier de Truyère. Dit is een 565m lange brug, in een berggebied. Deze brug was voor die tijd een groot voorbeeld van de “nieuwe” mogelijkheden van het toepassen van staal, dat door het toevoegen van koolstof met veel grotere sterktes kon worden geproduceerd. VRIJHEIDSBEELD In 1981 werd Gustave Eiffel gevraagd om mee te helpen aan het Vrijheidsbeeld. Het hoofd en de arm van het Vrijheidsbeeld waren al ontworpen, evenals de voet van het standbeeld. Echter, de constructeur die hieraan had gewerkt was overleden en niemand wist hoe hij bedoeld had de constructie overeind te houden en vast te zetten op de voet. De opdracht voor Gustave Eiffel was dan ook een ontwerp te maken voor de inwendige constructie van het beeld. Eiffel was ondertussen wel bekend met windkrachten en hij wist dat als zo’n groot beeld uit één vaste constructie gemaakt zou worden,

VRIJHEIDSBEELD, GEBOUWD IN PARIJS

er uiteindelijk barsten in de huid zouden ontstaan vanwege de constante krachten die erop zouden werken, vooral bij zo’n groot standbeeld. Hierom stelde hij voor de schil op te bouwen uit losse stalen elementen, welke met behulp van een vliesgevelconstructie aan het stalen skelet gemonteerd kon worden.

BORDEAUX BRIDGE, EIFFEL’S EERSTE GROTE BRUG

25

JULI 2013

Dit was een heel nieuw concept, en dit was dan ook de eerste toepassing van dit soort constructie. Men zou kunnen zeggen dat Eiffel hiermee de eerste vliesgevel had ontworpen. Door het veranderen van de buitenconstructie in losse metalen platen – wat overigens een hels karwij was omdat alle delen handmatig op maat gemaakt moesten worden – was het bovendien mogelijk om het Vrijheidsbeeld eerst te construeren in Frankrijk, om het later uit elkaar te halen en in New York weer op te bouwen. Gustave ontwierp ook overige inwendige elementen van het Vrijheidsbeeld, zoals de verschillende wenteltrappen waarmee men naar de top kan klimmen, en de constructies en platformen waarop men kan rondlopen als men het Vrijheidsbeeld bezoekt. EIFFELTOREN Voor de wereldtentoonstelling in 1889 zou Eiffel eindelijk het ontwerp maken voor de constructie waar hij zo beroemd om is geworden: De Eiffeltoren. Een andere ingenieur, Maurice Koechlin,

BOUWTEKENING EIFFELTOREN

26

had een overkoepelend ontwerp gemaakt voor deze tentoonstelling. Hij vroeg Eiffel om hulp, maar kreeg eerst een weinig enthousiast antwoord. Pas nadat hij in overleg met Eiffel enkele aanpassingen had gemaakt aan het ontwerp, zoals het toevoegen van het glazen paviljoen op de “eerste verdieping” en het observatorium aan de top, alsook wat kleinere aanpassingen zoals het toevoegen van enkele bogen, stemde Eiffel toe deel te nemen aan het project. Om het ontwerp voor de (toen nog als “lelijk” aanvaarde toren) te laten goedkeuren heeft Eiffel een aantal malen zijn ontwerp in een goed licht proberen te presenteren. Het ontwerp moest een symbool zijn voor de het tijdperk van de industrie dat aan het opkomen was. Pas in 1986 werd er eindelijk een beslissing gemaakt. De voorwaarden voor het centrale stuk voor de tentoonstelling werden aangepast, waardoor het vrijwel zeker was dat enkel de Eiffeltoren van Eiffel en Koechlin aan de

voorwaarden zouden voldoen. De vraag was namelijk “een (studie naar een) vierzijdige metalen toren van ten minste 300m voor op het Champs-de-Mars. Op 18 Januari 1887 begon de constructie van de toren, welke nog op tijd klaar was voor de wereldtentoonstelling in 1889. De toren was zeer controversieel. Voor de aanvang van de constructie vonden velen het idee te hoog gegrepen en dacht men dat het niet waargemaakt kon worden. Tijdens en na de constructie vonden veel mensen vonden het ding simpelweg “lelijk”. Uiteindelijk werd de Eiffeltoren toch geaccepteerd, nadat duidelijk werd dat het een baken zou (kunnen) worden voor Parijs en bleek dat er veel toeristen op de toren afkwamen. Tegenwoordig is de Eiffeltoren een van de meest bezochte toeristische attracties op de wereld. EINDE VAN EIFFEL’S CARRIÈRE Enkele jaren na de constructie van de Eiffeltoren werkte Eiffel mee aan het maken van een kanaal door de Panama Isthmus. Er waren veel tegenvallers en uiteindelijk is er door financiële redenen geen werk meer verricht aan dit project. Na een hoop politiek en financieel gesjoemel, waarbij Eiffel vanwege zijn betrokkenheid zijn goede reputatie kwijtraakte en haast voor 2 jaar de cel in moest, ging het bedrijf waar hij voor werkte failliet. Na dit schandaal is Eiffel met pensioen gegaan. Hij heeft in deze tijd nog onderzoek verricht naar meteorologie en aerodynamica, waarin hij nog enkele belangrijke ontdekkingen heeft gedaan. Op 27 december 1923 is Gustave Eiffel overleden, met ten minste 48 civieltechnische werken waar hij zijn naam op kon zetten.

Kom werken bij Tebodin Tebodin is een internationaal opererend advies- en ingenieursbureau. Kom jij werken bij Tebodin, dan ervaar je direct vrijheid, diversiteit en een hechte sfeer. Tebodin is actief binnen verschillende markten en heeft alle technische disciplines in huis. Je werkt mee aan diverse projecten bij veel verschillende klanten. Naast een hechte sfeer met je collega’s krijg je ook genoeg ruimte om eigen initiatieven te ontwikkelen en je eigen carrièrepad te volgen.

www.werkenbijtebodin.nl

Tebodin always close

Volg Tebodin ook op:

www.werkenbijtebodin.nl

Bouwen als Lego en daarmee het moeiteloos creëren van bouwwerken - direct voorzien van kleur, ramen en deuren – is voor velen de ultieme gedachte. Virtueel bouwen is nu realiteit en wordt ondersteund door krachtige computertechnologie. Daarmee zijn constructies veel beter dan voorheen vooraf geconditioneerd te vervaardigen. Constructie-, gevel- en afbouwtechnieken kunnen zich in dat licht gezien nog veel verder ontwikkelen. Onze kennis en ervaring van ingenieurswerk, productie, montage en het uitvoeringsproces passen we gecombineerd toe in onze projecten. Stap voor stap richting Lego. Het resultaat; eenvoudige, uitgekiende maatwerkelementen en complete wind- en waterdichte prefab casco’s, die onder meer opgebouwd worden uit zeer maatvaste en hoogwaardig afgewerkte sandwichgevelelementen. Om dit te bereiken zijn we gewend om samen te werken en indien gewenst regie te nemen. Maatwerkontwikkeling lukt het beste binnen samenwerkingsverbanden als een bouwteam of volgens design & construct modellen. Dit resulteert in bouwwerken, die met een minimale organisatie op de bouwplaats - in zeer korte tijd - geassembleerd worden. Neem gerust eens contact met ons op! Wellicht is een bedrijfsexcursie een goed idee. Hurks prefabbeton - T (088) 134 50 00 - E [email protected] - Hurks delphi engineering - T (040) 230 95 95 - E [email protected] - www.hurks.nl

JULI 2013

BACTERIEBETON

BETON ZELFHERSTELLEND MAKEN MET BEHULP VAN BACTERIËN U DOOR HENK JONKERS Ontwikkel een nieuw type beton dat in staat is scheuren en andere defecten zelf te repareren. Dit was de opdracht en doel van het onderzoek waarmee ik in 2006 begon op de TUD in de sectie Materiaal & Milieu, onderdeel van de afdeling Bouw. Het onderzoek was (en is) een onderdeel van een groot TU-breed onderzoeksprogramma ‘Self-healing materials’, onderdeel van het Delft Centre for Materials (DCMat) een consortium van 26 onderzoeksgroepen verdeeld over 7 faculteiten van de TUD. Het unieke aan het beton dat ik nu samen met een aantal collega’s en in het kader van bachelor- en master studieprojecten ontwikkel, is dat er levende kalksteenvormende bacteriën aan het betonmengsel worden toegevoegd. Deze bacteriën zorgen er voor dat scheuren in het beton als vanzelf weer dichtgroeien. Dit onderzoek is een voorbeeld van hoe natuurlijke processen of materialen kunnen helpen bij het meer duurzaam maken van civiele (bouw)materialen. Dus bouwen mèt de natuur, niet er tegen! Dit concept vormt ook de rode draad in het Masters vak CIE4100 Ecological Engineering dat ik sinds 2010 onder mijn hoede heb. In dit artikel wil ik graag wat meer vertellen over ons onderzoek naar de ontwikkeling van ‘Self-healing BioConcrete’. ZELFHERSTELLEND BETON Zelfs in het beste soort beton ontstaan op den duur scheuren, de wapening kan namelijk pas zijn werk doen nadat het beton

28

gescheurd is. Door trekbelasting ontstaan bijvoorbeeld microscheuren die met het blote oog niet te zien zijn. Voor de sterkte van de constructie is dit niet erg. Maar een nadeel van dergelijke scheuren is dat het beton waterdoorlatend kan worden en daardoor de duurzaamheid kan aantasten. Lekkages kunnen optreden en de wapening kan gaan roesten. Het zou dus mooi zijn als zo snel mogelijk na het ontstaan van deze scheuren een mechanisme in werking treedt dat ervoor zorgt dat ze weer dichtgaan. Onder bepaalde omstandigheden kunnen kleine scheurtjes in het beton zichzelf hestellen. Dit noemen we dan zelfherstellend beton. Vrijwel alle bestaande typen beton beschikken in meer of mindere mate over een passieve vorm van scheurherstel. Kleine watervoerende scheuren gaan soms vanzelf weer dicht door een combinatie van vier verschillende processen: kalkvorming, dichtslibben, voortgaande hydratatie van aanwezige cementkorrels en zwellen van het cementsteen. De maximale scheurwijdte voor zelfherstel bij dit passieve proces ligt slechts rond de 0,1 mm omdat er aan het scheuroppervlak nog maar weinig en vooral kleine niet volledig gehydrateerde cementkorrels zitten. Hoewel deze passieve vorm al in bestaand beton voorkomt is dit niet genoeg voor echt serieus zelfherstel omdat alleen zeer kleine scheuren vanzelf kunnen worden gerepareerd. Het zoeken is dus naar een manier van zelfherstel dat ook grotere scheuren in zelfs oud beton repareren kan.

Hiervoor is het nodig een speciaal daarvoor ontwikkeld mechanisme vooraf in het beton in te bouwen. Dit noemen we ‘actief’ zelfherstellend beton. ACTIEF ZELFHERSTELLEND BETON De uitdaging van het ontwikkelen van actief zelfherstellend beton is het vinden van een mechanisme dat voor een vulmiddel voor scheuren zorgt, en alleen dan wanneer het nodig is. Dus niet al tijdens het mengen en storten van beton, maar pas later, als er door wat voor oorzaak dan ook scheuren in het beton ontstaan. Maar waar moet dit vulmiddel vandaan komen? Een mogelijkheid is gebruik te maken van een echt natuurlijk proces: namelijk dat van kalksteenvorming door bacteriën. KALKSTEENVORMING DOOR BACTERIËN Wat zijn bacteriën eigenlijk precies? Bacteriën geen beestjes en ook geen planten, maar gewoon bacteriën: iets er tussen in. In de natuur komen zeer veel verschillende soorten bacteriën voor. Schattingen lopen uiteen van vele tienduizenden tot wel miljoenen soorten. Slechts een klein aantal daarvan is voor mens of dier schadelijk en veroorzaakt ziekten. Het overgrote deel is gelukkig onschadelijk of zelfs erg nuttig. Denk bijvoorbeeld aan wijn, bier, kaas of zuurkool: heel veel voedingsmiddelen worden gemaakt met hulp van bacteriën of schimmels. Ook veel rommel zoals geknoeide olie of andere chemicaliën kunnen worden opgeruimd door

U PROFIEL

BACTERIEBETON

deze kleine ‘beestjes’. Een belangrijke groep van speciale bacteriën kan ‘sporen’ maken. De sporen van deze bacteriën zijn een beetje te vergelijken met plantenzaden. Het zijn individuele cellen die een heeldikke celwand hebben, en daarom niet alleen heel goed tegen droogte kunnen, maar ook bestand zijn tegen agressieve chemicaliën of extreme mechanische belasting. Deze sporen zijn levende, maar niet actieve bacteriën. Eigenlijk zijn het bacteriën in slapende toestand. Er zijn ook bacteriën die van een zeer alkalische omgeving houden en zich prettig voelen bij pH waarden van boven de 10. Deze bacteriën zijn dus alkali-resistent. Als dergelijke bacteriën groeien zetten ze hun eten om in afvalstoffen en een voorbeeld daarvan is kalksteen. Deze afvalstoffen kunnen dus best handig zijn, bijvoorbeeld voor het aan elkaar plakken van zandkorrels of voor het dichtmetselen van scheuren in beton! BETONBACTERIËN Er komen dus bacteriën voor in de natuur die door de genoemde eigenschappen geschikt zijn om aan een betonmengsel toe te voegen en die ook nog in staat zijn scheuren te repareren. Deze komen uit de groep van alkaliresistente sporenvormende bacteriën. Dit zijn voor mens en dier totaal onschadelijke bacteriën omdat ze alleen in een milieu met zeer hoge pH waarde actief zijn. De sporen overleven het meemengen en storten van beton, en worden pas actief als water een pasgevormde scheur binnendringt en er voedsel beschikbaar is. Als het in beton meegemengde voedsel goed gekozen is, zetten de actieve bacteriën dit om in kalksteen. Mochten ze om wat voor reden dan ook uit het beton spoelen of ‘ontsnappen’, dan

FIG 1: ELECTRONENMICROSCOPISCHE FOTO’S VAN SPORENVORMENDE BETONBACTERIËN. A: ACTIEVE BACTERIËN (STAAFVORMIG, 2 TOT 4 MICROMETER GROOT) EN HUN SPOREN (EEN MICROMETER GROOTTE BOLLETJES). B: PIJL: VORMING VAN EEN SPORE (BOLLETJE) IN EEN ACTIEVE BACTERIE.

komen ze in de bodem terecht. Hier is de pH waarde veel lager, vaak neutraal, en daar houden ze niet van en zijn dan niet meer actief. In figuur 1 is een foto te zien van dergelijke sporenvormende betonbacteriën. ZELFHERSTELLEND BACTERIEBETON Genoemde bacteriën zorgen dus voor een scheurherstellend mechanisme in bacteriebeton. Hoe gaat dit mechanisme in zijn werk? Allereerst worden de bacteriesporen en geschikt voedsel meegemengd in het betonmengsel. Zonder geschikt voedsel doen de bacteriën niets. In normaal be-

ton zit niet veel wat bacteriën lekker vinden. Doordat het watergehalte in het mengsel snel afneemt door het proces van cementhydratatie gaan de sporen nog niet ontkiemen maar komen wel mooi verdeeld in het uitgeharde beton terecht. Wanneer het verharde beton echter na verloop van tijd gaat scheuren en er water door de scheur binnendringt, gaan de sporen ontkiemen, groeien, en het beschikbare voedsel omzetten in kalksteen. Als er voldoende voedsel aanwezig is wordt er zoveel kalksteen gevormd dat de scheur geheel gevuld raakt. Daardoor wordt het beton weer waterdicht (fig. 2).

FIG 2: SCHEMATISCHE VOORSTELLING VAN BACTERIEEL ZELFHERSTELLEND BETON. BACTERIESPOREN TOEGEVOEGD AAN HET BETONMENGSEL ZITTEN OVERAL IN HET BETON. A: WATER WAT DOOR SCHEUREN HET BETON BINNENDRINGT ZORGT ER VOOR DAT SPOREN ONTKIEMEN EN GAAN GROEIEN. B: ACTIEVE BACTERIËN MAKEN KALKSTEEN WAARDOOR DE SCHEUR WORDT AFGEDICHT.

29

JULI 2013

HET ONDERZOEK Vraag is natuurlijk of het in de praktijk ook zo mooi werkt zoals hierboven is omschreven. Uitgebreid laboratoriumonderzoek wijst uit dat dit inderdaad het geval is, vooral als de bacteriën en het voedsel voor het toevoegen aan het betonmengsel eerst worden verpakt in bijvoorbeeld poreus toeslagmateriaal of in vorm van korrels bestaande uit geperst voedsel, bacterie-sporen en een coating (fig. 3). Door een kleiner of juist groter deel van het normale toeslagmateriaal in het betonmengsel te vervangen door uit bacteriën en voedsel bestaande korrels, kan makkelijk beton met de gewenste hoeveelheden scheurherstellend middel worden gemaakt. Dus hoe hoger het gehalte aan gevulde korrels, hoe hoger de scheurherstellende capaciteit. In het laboratorium werden daarom eerst proefstukken gemaakt met een flinke hoeveelheid korrels om te zien of het principe werkt. Om een goed vergelijk mogelijk te maken werden ook proefstukken gemaakt met evenveel korrels, maar dan niet gevuld met bacteriën en voedsel (controlebeton). Alle proefstukken werden op gecontroleerde wijze gescheurd (fig. 4) waarna het proces van zelfherstel (dichtgaan van scheuren) werd gevolgd. RESULTATEN Uit dit onderzoek blijkt inderdaad dat scheuren in bacteriebeton sneller en vooral beter dichtgaan dan in hetcontrolebeton (fig. 5). Wat op de foto’s in figuur 5 goed is te zien, is dat de scheur in controlebeton niet echt dicht gaat maar er zich een neerslag vormt, vooral langs de rand van de scheur. De scheur in het bacterie beton is wel volledig verdwenen door het proces van zelfherstel.

30

FIG 3: GEËXPANDEERDE KLEI KAN ALS RESERVOIR DIENEN VOOR BACTERIËN EN VOEDSEL.

FIG 4: PROEFSTUK MET EEN IN DIT GEVAL GROTE HOEVEELHEID MET BACTERIËN EN VOEDSEL GEVULDE GEËXPANDEERDE KLEIKORRELS WORDEN NA HET GECONTROLEERD AANBRENGEN VAN EEN SCHEUR (A) GETEST OP WATERDOORLAATBAARHEID IN EEN LABORATORIUMOPSTELLING (B). ZODOENDE KAN HET PROCES VAN ZELFHERSTEL WORDEN GEMETEN.

FIG 5: VERSCHIL TUSSEN ZELFHERSTEL PROEFSTUK ZONDER (A) EN MET (B) BACTERIËN IS GOED TE ZIEN. TERWIJL IN HET EERSTE GEVAL KALKVORMING VOORAL LANGS DE BUITENRANDEN VAN DE SCHEUR PLAATSVINDT, WORDT IN BACTERIEBETON BINNEN EEN AANTAL DAGEN TOT WEKEN DE GEHELE SCHEUR VOLLEDIG GEVULD MET KALKSTEEN.

U PROFIEL

BACTERIEBETON

Hoewel neerslag in de vorm van kalksteen wordt gevormd in zowel het controlebeton als in het bacteriebeton, gaat de scheur in het laatste beton veel beter dicht. Het verschil komt vooral door de manier van kalkvorming. HET MECHANISME VAN SCHEURHERSTEL Het cementsteen in ‘normaal’ beton bestaat uit verschillende producten. Vaak is naast calciumsilicahydraat ook calciumhydroxide (Ca(OH)2) aanwezig. Dit calciumhydroxide kan met het kooldioxide (CO2), aanwezig in de lucht of het binnendringende water, reageren tot kalksteen (CaCO3) volgens chemische reactie A. Nu is het zo dat calciumhydroxide makkelijk oplost in water. Daarom zal in gewoon beton het calciumhydroxide dat aanwezig is op het oppervlak van een scheur voor een deel oplossen in het binnendringende water en uitspoelen. Het uitgespoelde calciumhydroxide reageert pas buiten de scheur met kooldioxide tot kalksteen omdat daar veel meer kooldioxide aanwezig is. Het kalksteen vormt zich dus voornamelijk buiten de scheur en niet erin, wat goed te zien is in figuur 5A. In het bacteriebeton is het anders. Hier bevinden zich actieve bacteriën op het scheuroppervlak en deze vormen ter plaatse veel kalksteen, en wel op twee manieren. Ten eerste door het aanwezige voedsel, in dit geval calciumlactaat Ca(C3H5O2)2, direct om te zetten in kalksteen volgens chemische reactie B. Ten tweede wordt vanzelf nog meer kalksteen gemaakt, doordat het gevormde kooldioxide - net als bij reactie A - direct met het aan het scheuroppervlak aanwezige calciumhydroxide ook

tot kalksteen reageert volgens chemische reactie C. De bacteriën zorgen er dus voor dat er niet alleen veel meer kalksteen wordt gevormd, maar ook dat dit in de scheur zelf wordt gevormd waardoor het proces van scheurherstel veel beter is (fig. 5b) dan in het beton zonder bacteriën en voedsel. TOEPASSING VAN BACTERIEBETON Uit de laboratoriumproeven blijkt dus tot zover dat het bacteriële beton een veelbelovend nieuw type actief zelfhertellend beton is, vooral ook omdat het scheurherstel zoals waargenomen in het laboratorium relatief snel verloopt. Hoe goed het ook buiten het laboratorium werkt wordt nu in het kader van een reeks (inter)nationale onderzoeksprojecten vastgesteld. Een praktijkproef met een impregneermiddel waarin de kalksteenvormende bacteriën verwerkt zitten heeft al aangetoond dat ook gescheurd beton in bestaande constructies succesvol lekdicht gemaakt kan worden (fig 6).

Duidelijk is nu in ieder geval dat het bacteriële beton milieuvriendelijk is omdat zowel de bacteriën als het voedsel van biologische oorsprong zijn. Toepassingen van dit nieuwe type bacteriële zelfherstellende beton liggen vooral in constructies in vochtige omgevingen waar scheurvorming lijdt tot lekkageproblemen en vroegtijdige corrosie van de wapening. LITERATUUR

đƫDit artikel is deels een samenvatting van Betoniek 14/24 (2009): Hoera, mijn beton klust zelf! đƫJonkers, H.M, Self healing concrete: a biological approach. In: S. van der Zwaag (ed.) Self healing materials - An alternative approach to 20 centuries of materials science, Spinger, 2007. đƫJonkers, H.M. (2011) Bacteria-based selfhealing concrete. Heron 56 (2011) pp. 1-12 đƫVirginie Wiktor & Henk Jonkers (2011) Quantification of crack-healing in novel bacteria-based self-healing concrete, Cement and Concrete Composites 33 (2011) 763-770. đƫSerguey V Zemskov, Henk M Jonkers and Fred J Vermolen (2012) A mathematical model for bacterial self-healing of cracks in concrete. Journal of Intelligent Material Systems and Structures published online 15 March 2012. DOI: 10.1177/1045389X12437887

FIG 6: EHBO POST IN GALDER, BREDA. SCHEUREN IN HET SPUITBETONDAK ZIJN MET KALKSTEEN GEDICHT NA BEHANDELING MET BACTERIE-IMPREGNEERMIDDEL.

31

JULI 2013

CORRUGATED GLASS INNOVATIVE FAÇADE DESIGN U BY LUCIA CIMPOI AND STEVEN VAN ECK Architect Bruno Taut once said, “If we want our culture to rise to a higher level, we are obligated for better or for worse, to change our architecture. And this only becomes possible if we take away the closed character from the rooms in which we live. We can only do that by introducing glass architecture, which lets in the light of the sun, the moon, and the stars”. A new challenge in the design of large glass façades with less obstruction due to structural ele-

32

ments resulted in development of high performing complex curtain walls: corrugated glass panels. Corrugated glass is flat glass bended in the furnace into a certain shape, and due to latest developments, the manufacturing firms are more and more capable to produce the needed shapes. When designing the structural glass façade, one of the most important factors is the effect of the horizontal wind. The deformation caused by the wind pressure should be in the accepted values, and without the usually used steel elements to un-

dertake part of the wind load, this might be impossible for the flat panels to achieve. By giving a slightly curvature, the result might be a high increase in stiffness and strength.

U PROFIEL

CORRUGATED GLASS

As a result, elements can be much thinner than flat glass panels to take up the same wind loads. In the diagrams below, the difference between the flat panels and the corrugated ones is showed: a reduction from 750mm in first case, to 5mm in the second case. Besides the favorable structural proprieties, corrugated glass is also architecturally appealing, due to wave-shaped and lively reflections, otherwise flat dull areas. Two examples that have used this technique are Casa da Musica in Porto, realized in 2005 and the Museum at the Stream in Antwerp, realized in 2010. Other two are expected to be finished this year: University Library in Quatar – a diamond shaped building with four sides large façades composed by corrugated glass units up to 17m, and a villa in Netherlands where corrugated insulated glass will carry the roof. CASA DA MUSICA In 1997 Rem Koolhaas’ firm (OMA) won an international competition for the Cultural Centre in Porto. The design they came up with was a rather oddly shaped white box made out of concrete, housing all different types of cultural activities. The box contained several large openings to let daylight enter and provide visitors a breathtaking view of the city of Porto. An amazing design, but there was one small problem: the large openings in the façade. The head architect strongly opposed all types of constructions using slender cables, quoting: “I don’t want all that steel spaghetti around the glass,” so they needed to come up with an alternative solution. They approached Rob Nijsse of ABT to make a proposal for the façade who came up with

COMPARING DEFLECTIONS OF FLAT AND CORRUGATED GLASS PANELS

CASA DA MUSICA WITH ITS TRIPLE STACKED CORRUGATED GLASS PANELS

33

JULI 2013

the idea of using large corrugated panels of glass. He was inspired by a similar project by the Spanish firm Cricursa which used corrugated glass in the façade of a shop, but then applying it on a much larger scale. Due to the production restrictions back then they could make panels of 4.5 meter high, so, given that the total height of the largest opening was 12 meter, the façade was made up out of 3 panels stacked on top of each other. Luckily this did not intervene with the lay-out of the floor plans. The architects were thrilled with the idea, citing that they loved the contrast between the smooth concrete and corrugated glass. The structural benefits are clear: no steel supports in the form of cables columns and beams are necessary for the glass panels. The architect also wanted to have daylight in the big auditorium, an uncommon feature of a theatre, so two walls of corrugated glass were needed; one on the outside to take up the wind load and one on the inside to separate the foyer from the theatre. They were afraid, however, that this large glass wall would impact the sound quality of the theatre.

large Museum largely originated from a desire to improve the quality of the old harbor quarter near the historic city center. Willem Jan Neutelings was the principle architect for the project, designing a simple yet elegant building which consisted of several flat concrete boxes housing the different categories of the museum. By stacking a total of eight boxes on top of each other and adding a restaurant and an entrance layer on the ground floor, a 60 meter high building was created. The twist was that each layer of boxes was rotated 90 degrees, creating a spiral stairway which connected the various exhibitions. The added bonus being that visitors would then also be able to enjoy the view of the city from all directions. The twisting of the boxes created large openings in the façade which in turn needed their own structure as well. The largest openings were 11 meter high, and,

An acoustic study showed that corrugated glass panels have a curious side effect: the curved surface proved to be very effective in dispersing sound. Two layers of corrugated glass were more than enough to provide the soundproofing necessary for a theatre. MUSEUM AAN DE STROOM Another example of where large corrugated glass panels were used is the Museum aan de Stroom (MAS) in Antwerp, Belgium. The plans to develop a new

34

ENTRANCE OF MUSEUM AAN DE STROOM

even corrugated glass panels cannot be made in such a large size. This posed a challenge for the architects as they wanted to have a completely transparent façade without interference of any structural elements. They found an Italian glass provider called Sunglass which were able to produce corrugated glass panels of 5,5 meter. The support between the two resulting panels was made as slender as possible as to not interfere with the transparency of the façade. This was done by connecting the corners of two adjacent concrete blocks with a steel tube which was only meant to carry the wind load and serve as a horizontal support for the façade. The self-weight of the façade is simply carried by stacking the panels on top of each other. These two examples are just the beginning and show that there is indeed a promising future for corrugated glass façades.

Constructeurs van bijzondere projecten PPS PEER REVIEW DBFMO HAALBAARHEID DESIGN & CONSTRUCT HERONTWIKKELING/HERBESTEMMING RISICODRAGEND PARTNER Zonneveld ingenieurs b.v. is een toonaangevend onafhankelijk ingenieursbureau op het gebied van constructies.

Zonneveld ingenieurs behoort tot de top als het gaat om hoogbouw en binnenstedelijke en complexe projecten.

INFO ir. Frans van der Linde RO telefoonnummer: 010 – 452 88 88 e-mail: [email protected] gevestigd in Central Post/Rotterdam

Zonneveld ingenieurs maakt projecten haalbaar, is innovatief en draagt bij aan geïntegreerde en duurzame oplossingen.

www.zonneveld.com

BMW WELT, MUNCHEN (D) dubbele, gedraaide kegel van 28 m hoog. De Oostenrijkse architect, prof. Wolf D. Prix van Coop Himmelb(l)au – bekend van het Groninger Museum – gebruikte samen met de Duitse ingenieurs Bollinger+Grohmann 5500 ton staal voor de constructie én de glazen gevel die respectievelijk werden uitgevoerd door de Duitse firma’s Josef Gartner en Maurer Söhne. De opdracht voor de bouw werd al in

Duitse draai

2001 gegeven, maar de eerste werkzaamheden begonnen pas in 2004, omdat de bouwgrond tot die tijd parkeerterrein was voor het Olympisch Stadion. Meer dan duizend mensen werkten mee aan de bouw van BMW Welt dat 170 tot 250 auto’s per dag zal uitleveren en zo’n 850.000 bezoekers per jaar wil trekken, voornamelijk via de diabolovormige entree. Een icoon? Zeker, maar wellicht ver-

beeldt de zandloper ook wel een tijd waarin de Bayerische Motoren Werke herrees na het zware bombardement in WO II. Net alsof het propellerblad zich letterlijk uit de grond heeft gedraaid en Duitsland – op autogebied – weer tot een wereldmacht maakt. MP

Foto’s: (groot) Reinhard Goemer/Artur/VIEW, (klein) Roland Halbe/Artur/VIEW.

Munchen is sinds 17 oktober een publiekstrekker rijker. Op die dag gingen daar namelijk de deuren open van BMW Welt, het nieuwe uitlevercentrum en expositieruimte van de wereldberoemde autofabrikant. BMW-topman Norbert Reithofer sprak bij de opening liever over een ‘home of the brand’, waarin alles draait om het merk. Misschien is daarom de entree wel uitgevoerd als een

IMPACT ANALYSE DESIGN & BUILD

+32430

HEB 280, rond gewalst

+31430

aluminium pui, rond gewalst gebogen glas (l = 3,9 m)

gewalst paneel 3 mm aluminium hart radius +27710

sikkel 2x18 mm multiplex klimaatelementen zonwering

geleiding zonwering

+23990

+22990

gebogen glas (l = 3,9 m) zonwering aluminium pui, rond gewalst sikkel 2x18 mm multiplex bevestiging sikkel op HEB 280 HEB 280, rond gewalst bevestiging panelen

+19200

40

BOUWEN MET STAAL 199

Architectuur Las Palmas is in 1953 gebouwd als werkplaatsengebouw voor de Holland Amerika Lijn, naar een ontwerp van de architecten Van den Broek en Bakema. Met zijn gevel van uiterst verfijnde schokbetonnen panelen straalt het een strakheid uit die kenmerkend is voor de Nieuwe Zakelijkheid. Met de renovatie is het gebouw teruggebracht naar de staat waarin het was gebouwd. De robuuste betonconstructie met paddestoelkolommen bleef vrijwel in tact en de gevel werd in oude luister hersteld. Doordat het nieuw toegevoegde Penthouse lijkt te zweven en door de ronde kanten zet het zich sterk af tegen de andere gebouwen op de pier. De krachtige vorm compenseert het relatief kleine volume en maakt het eerder tot een gebaar dan een gebouw. In het bestaande gebouw is het constructieve stramien van ongeveer 7,5 m verdeeld naar een driedeling in de gevel. In het Penthouse is diezelfde maat verdeeld in vier delen van 1,875 m, wat beter aansluit op huidige standaardafmetingen van bouwmaterialen en beukmaten van kantoorruimten. Bij de ronde koppen is het oorspronkelijke gevelstramien aangehouden. Dit heeft tot gevolg dat de straal van de ronding, en daarmee ook de hoogte van het Penthouse, afgeleiden zijn van het BOUWEN MET STAAL 199

horizon tale stramien van Las Palmas. De verdiepingsvloer ligt vanzelfsprekend op gelijke hoogte met het middelpunt van de cirkeluitsnede. Het eenvoudige witte volume is bekleed met aluminium beplating. De twaalf gebogen ramen in de koppen zijn 3,9 m lang en zijn daarmee de langste gekromde ruiten die tot nu toe in Europa zijn gemaakt. Ze geven de bezoeker vanuit het Penthouse een gefragmenteerd beeld van zowel de straat als de omringende hoogbouw. Er is zo helder mogelijk glas toegepast om goed aan te sluiten bij de openheid en lichtheid van het onderliggend gebouw. De vloerrand van de verdieping is afgedekt met hetzelfde glas en daardoor overdag niet zichtbaar in de gevelís. Avonds tekent de vloer zich donker af. Dan gaat de geïntegreerde verlichting op de vloerrand aan en is de noordgevel een tekst in morse-code te lezen: ‘penthouse las palmas’. Het dak van het werkplaatsengebouw is vormgegeven als daktuin. Het is daadwerkelijk een ‘vijfde gevel’, gezien vanuit de bestaande en toekomstige hoogbouw eromheen. Onder het Penthouse, op het dak van het werkplaatsengebouw, is het mogelijk met autoís te rijden. Daarvoor is de oude goederenlift omgebouwd tot autolift. 41

JULI 2013

MARKTHAL ROTTERDAM U-DISPUUT VISITS THE SITE U BY GIUSEPPE IZZO U-Dispuut Action committee arranged for the 30th of May an excursion to the construction site of this innovative building, making possible for the participants to get a taste of the engineering issues during the design and the practical problems and solutions during erection of this challenging construction.

tecture firm MVRDV is responsible for the design together with RHDHV B.V. which does the structural engineering. SUBSTRUCTURE The first important challenge to face for this innovative construction has been the deep excavation. It is one of the deepest in the history of the Netherlands, which

Started in November 2009 and scheduled for completion in 2014, the Market Hall construction is going to change the face of Rotterdam, becoming an icon which will affect the surrounding area. Its peculiarities are a tunnel shape structure and open facades at the ends, combined in a solution of 40 m tall and 70 m wide, able to provide apartments, restaurants and shops, all overlooking a huge area for public market. The archiSKETCH OF FOUNDATION WORKS

36

forced to deal with the wellknown low qualities of Dutch soil and with the necessity to avoid settling of nearby buildings. All these things have to be applied on a site of more than 100000 m2. It has resulted in a pile foundation with a depth of about 30 m, able to reach the first sub-layer of sand and to withstand pressure and tension forces.

U PROFIEL

MARKTHAL ROTTERDAM

Then, supporting frames of steel tubes combined with double sheet-pile walls have been used to prevent groundwater intrusion in the excavation. But, because of a groundwater level just at 2 m below surface, after a short excavation in dry conditions it has been necessary to continue in wet conditions. This has been possible through the aid of GPS control systems that guided the excavators underwater putting pile-cap reinforcements and pouring underwater concrete. These, together with the tension piles, can perform the required resistance to the hydrostatic pressure. These kinds of techniques have not been done before on such scale, and so they were not covered in the codes. For this reason DHV has developed a project protocol, validated by TU Delft and potentially useful for further similar works. After the underwater concrete curing, the excavation building pit has been pumped dry and a finishing layer of reinforced concrete has been placed as basement for the last underground floor of the construction. SUPERSTRUCTURE The tunnel shape gives to the construction both aesthetical appealing and practical functions. Firstly, it perfectly fits with the need to resist wind loads. The required stability is provided by cast in situ concrete walls and floors, which makes also the entirely construction very cost effective. Besides that, the arch shape is well known for its efficient structural behavior. In the Market Hall case, the vertical and horizontal loads transferred by the upper parts of the building will be compensated at the ground level by opposite

CONSTRUCTION SITE: VIEW FROM THE TOP

forces due to the substructure system, for a further improvement of the structural effectiveness. Other issues taken into account during the design have been the fire protection and sound insulation, realized by proper thickness of walls and floor slabs, combined with specific insulation layers. It has chosen to build the two sides of the arch toward each other, from the bottom to the upper parts, by using a tunneling system able to save large amount of time in the erection phases. It is realized by several steel tunnels, adaptable in dimensions, which provides the formwork for the concrete floors and walls. These are moved from one cell unit to the next one until the whole floor is completed, from both sides at the same time. This has allowed the construction to be always at almost the same level in both sides. Nowadays it has reached the last floors and very soon the top part of the arch will be constructed, by using a Tshaped steel formwork structure, which will move along the length of the inner empty area, making

possible to connect the two sides with the last layer of concrete. END FAÇADES Another challenge, solved in a very ingenious way, has been the façade design. The main idea behind that was to provide transparency, in order to connect inside and outside with an almost “invisible” structure. Glass has been from the beginning one of the fundamental material to achieve that. But how to support it over an area of 34 by 42 meters? The solution has been found out just applying a simple structural system, daily used for sports: the tennis racquet. Here the most important and expensive part is the frame, which has to withstand the out of plane forces transmitted to the net. This role can be perfectly covered by the concrete superstructure combined with the foundations. Then, the network of strings in racket can be perfectly transposed in the façade by only vertical and horizontal cables. Glass panels can be so applied to complete the cablenet system, which will deflect, according to the tolerances, by the wind loads.

37

JULI 2013

CONTEST QUESTION

NO MONEY? WANT STUFF? YOU CAME TO THE RIGHT PLACE Another prize to reward from the overloaded treasure chamber from the U-dispuut. Tim Beelen won the price from last edition: A bottle of excellent grape juice. Don’t cry if you didn’t win this time, we have a new challenge here. What happened on the photo below? Come up with a nice caption to put under it. Creativity will be rewarded! Send your contribution to [email protected] and perhaps you will win this time!

Slimme en efficiënte constructies voor nieuwbouw en hergebruik

Constructies Nieuwbouw Hergebruik Renovatie

Piekstraat 77 3071 EL Rotterdam T E

010 201 23 60 [email protected]

www.imdbv.nl

39

Start je carrière bij Heijmans

Heijmans is een veelzijdig bedrijf, actief in vastgoed, woningbouw, utiliteitsbouw, installatietechniek en infra. Mensen maken het bedrijf. Met meer dan 8.000 collega’s bouwen we aan de ruimtelijke contouren van morgen. Samen maken we mooie projecten van blijvende waarde, voor onze klanten en voor de samenleving. Dat is het succes van Heijmans. Ook deel uitmaken van dit succes? Heijmans biedt volop kansen om jezelf te ontwikkelen, nieuwe uitdagingen aan te gaan en verantwoordelijkheid te nemen. Ook voor studenten en starters. Er zijn diverse stagemogelijkheden, afstudeeropdrachten en traineeships. Meer weten? Kijk op onze website: www.heijmans.nl onder ‘Carriere’.

Website: www.heijmans.nl Twitter: www.twitter.com/HeijmansNL