KOersief 66. Thema Hoogbouw: Turning Torso Taipei 101 Belvédère Rotterdam. Betondag Promotie onderzoeken. Diverse borrels

KO ersief 6 6

Thema Hoogbouw: Turning Torso Taipei 101

Belvédère Rotterdam Betondag 2004 Promotie onderzoeken Diverse borrels

KOersief 66 - april 2005

1

CO-lofon

KOersief is een verenigingsblad dat éénmaal per trimesKOersief is een verenigingster wordt uitgegeven door blad dat éénmaal per trimesKOers, sectie Constructief ter wordt uitgegeven door Ontwerpen van de Bouwkundige studievereniging KOers, sectie Constructief CHEOPS. Ontwerpen van de Bouwkun-

dige studievereniging CHEOplage OPS. Circa 300 exemplaren, verspreid onder studenten Oplage fondsleden van KOers.

Circa 280 exemplaren, verspreid onder studenten Uitgever fondsleden van KOers.van KOers, sectievereniging

de studievereniging CHEOPS en de unit COUT, Uitgever sectie Constructief Ontwer-met KOers in samenwerking pen van de faculteit Bouwde capaciteitsgroep CO van kunde aan de de faculteit Bouwkunde aan Technische Universiteit de Technische Universiteit Eindhoven

Eindhoven. Drukker DeDrukker Witte Eindhoven TU/e huisdrukkerij

KOers KOers TU/e TU/e De Wielen De Wielen Vertigo 09.25 Vertigo513 09.25 Postbus Postbus 513 5600 MB Eindhoven tel.5600 040-2474647 MB Eindhoven [email protected] tel. 040-2474647 www.KOersTUe.nl [email protected] www.KOersTUe.nl Kopij

Bij voorkeur Word-bestand Kopijopmaak op diskette zonder Word-bestand of Bij viavoorkeur e-mail. Figuren apart meezenden. Kopij KOersief zonder opmaak op diskette of 67via inleveren 10 juni e-mail. vóór Figuren apart mee2005.

zenden. Kopij KOersief 64 inleveren vóór 21 mei 2004. Redactie Gertjan Coenen Redactie [email protected]

Annemarie Hoogervorst [email protected]. Foto omslag Kennedy Toren Eindhoven nl Gertjan Coenen Michaël Fütterer

Inhoud Woordje van de voorzitter

5

Redactioneel

7

Jubi samenvatting afstudeerverslag Sander Dorleyn

8

De Coolsingeltoren - van staal naar beton samenvatting afstudeerverslag Annemarie Hoogervorst

10

In het vlak belast glas Promotie onderzoek van Edwin Huveners

12

Hellend Kantoorgebouw door prof. dipl.-ing, j.n.j.a.vambersky en ir. a.j. robbemont

14

Turning Torso door Gertjan Coenen

18

Taipei 101 door Gertjan Coenen

20

Seminar Constructies in Beweging door Karin de Louw en Sigrid Mulders

22

Bouwen nabij een verkeersader samenvatting afstudeerverslag Marc van de Mark

24

Ruimtelijke stabiliteit van cirkelvormige bogen Promotie onderzoek Dagowin la Poutré

26

Betondag 2004 door Omar Römer

27

Ontwikkeling geïndustrialiseerde onderbouwwijze samenvatting afstudeerverslag Martijn van den Bouwhuijsen

28

Absint-borrel door Lars Koops

30

Nieuwjaarsborrel door Geert Brouwers

31

Droogstapelen bij geprefabriceerde betonconstructies samenvatting afstudeerverslag Wilbert Savelkouls

33

Wist je datjes

34


Inhoud

CO-lofon

KOersief

3

DHV

DHV, Waldorpstraat 13 G, Postbus 19054, 2500 CB Den Haag, Telefoon: 070 - 3367400, e-mail [email protected], website www.dhv.nl

Centrecourt Den Haag

constructief economisch puzzelen DHV's constructeurs (v/h D3BN) ontwerpen

zijn: goed nadenken, slim zijn en net even anders

alle betrokken adviseurs. Want architectuur,

draagconstructies in de utiliteitsbouw. Opdracht-

tegen een opgave aankijken om zo tot betere,

bouwfysica, installatietechniek en constructie

gevers en gebruikers weten dat hun belangen

goedkopere oplossingen te komen. En omdat de

zijn uiteindelijk stukjes van dezelfde puzzel: het

daarbij centraal staan; architecten weten dat

kosten van een gebouw voor een belangrijk deel

maken van een gebouw. Een gebouw waarvan

architectuur ons raakt. DHV zorgt ervoor dat wat

bepaald worden door de constructie, zijn het

de opdrachtgever, de architect én de

gevraagd wordt, tegen de laagste kosten

vaak deze oplossingen die een project haalbaar

gebruiker uiteindelijk zeggen: ‘het is mijn

gebouwd kan worden. Hoe? Door ingenieur te

maken. DHV werkt altijd intensief samen met

gebouw.’

Equinox Office Den Haag

Ik word wakker geschud door een sms-je van mijn vriendin waarin staat dat ik vanavond op tijd terug moet zijn, want zij moet ook weg en dus moet ik bij de kinderen zijn. Maar dat kan helemaal niet, want vanmiddag eerst unit-vergadering, daarna KOers-borrel en dan ben ik op zijn vroegst tien uur terug. Ik sms terug dat we haar moeder dan maar weer moeten vragen. Hè, eindelijk station Maastricht. Die Belgische treinen zijn maar niets, wat een oude troep. Ik ga in onze modernere trein zitten en klap snel mijn laptop weer open, want ik had Gertjan beloofd dat ik vandaag dit stukje af zou hebben, zodat hij alles naar de drukker kan sturen en zodat u dit stuk op tijd leest. Tenminste, u weet natuurlijk niet wat op tijd is, maar wij weten dat voor u. Gertjan heeft erg hard aan de nieuwe opzet van de KOersief gewerkt, dus vind ik dat ik echt wel op tijd mijn stuk moet inleveren. Tussen Sittard en Roermond begint de zon in mijn ogen te schijnen. Van rechts en hij staat precies op ooghoogte. Ik weet nu al dat ik over een maandje of twee zal zeggen dat die hitte me te veel wordt, maar nu kan ik even vijf minuten mijn ogen dicht doen en genieten van die stralende warmte. Het is nog maar een paar weken geleden dat ik ’s morgens op het Limbopad naar de TU liep en bijna zeker wist dat ik me had verslapen en dat mijn horloge me niet de waarheid vertelde. De getijden kunnen ineens zo snel komen. Tempus Fugit is daar wel de juiste benaming voor. Dat de tijd vliegt, geldt zeker voor dit turbulente bestuursjaar. Het lijkt wel gisteren dat alles begon tijdens die wissel ALV in de koepel. Ik wist nog niets en leerde veel nieuwe mensen kennen en sloot vriendschappen. Leuk om te zien dat mensen waar je als eerst naar toe trekt, dat die meestal ook de hechtere vrienden blijven. Een mens heeft toch snel in de gaten met wie hij op eenzelfde golflengte zit. Inmiddels Roermond gepasseerd bedenk ik me dat ik nog iets over mijn bestuur wil zeggen. Ik wil eigenlijk niet veel over hen zeggen, maar zoek meer een manier om hen te bedanken voor alles dat we tot nu toe samen bereikt hebben. Vaak heb ik erg veel van hen gevraagd en hen gevraagd mee te gaan in de rare, vaak te ambitieuze ideeën die ik heb. Gelukkig weet ik hen vaak te overtuigen van de voordelen en wat we ermee bereiken. Het is dan ook een investering in de vereniging, maar vooral ook een verrijking van jezelf. Ik bedenk me dat zij wellicht niet voor een bestuursjaar gekozen zouden hebben als ze daar geen heil in zagen.

Woordje van de voorzitter

Ik zit in de trein en naast me zit een onrustig, louche type. Hierdoor kan ik niet even lekker indutten, want daar is het wel het tijdstip voor. Het is namelijk pas half zeven in de ochtend en ik zit in de trein van Eijsden naar Maastricht en dan overstappen en naar Eindhoven. Ik ga nog even na in mijn hoofd wat er vandaag allemaal op het programma staat en realiseer me dat er een afspraak dubbel gepland is en dat ik wel erg hard over het TU terrein moet rennen, wil ik op tijd bij die andere afspraak zijn. En oh ja, het wordt nu ook wel eens tijd dat ik dat andere eens afhandel. Misschien kan ik daar vandaag nog een gaatje voor vinden.

Ik ben al voorbij Roermond en we hebben nog één grote actie op het programma waar we al maanden mee bezig zijn. Het is groot en moeilijk. Vaak periodes dat alles tegen zit, maar ook periodes dat alles voor de wind gaat. Als we die kratten en die steiger maar geregeld krijgen. Het is niet gemakkelijk om sponsors te krijgen voor de Krattenbrug. Ze vinden het allemaal een geweldig idee, maar zien er nog geen duidelijke investering in. Ik vind het dan moeilijk om ze uit te leggen wat voor een geweldige actie het is en denk dat ik ze niet genoeg heb kunnen overtuigen. Het gebeurde wel eens dat zij dan later belde om ons toch te willen helpen. Zij kregen er een eigen voorstelling van en begonnen het ook geweldig te vinden. Het gaat dus niet alleen om het overtuigen, maar vooral om het een eigen leven te laten gaan leiden bij de mensen zelf. Ik zie al de eerste tekenen van Eindhoven en de TU komt ook al in zicht. Nog even over die brug over de binnenring en we passeren het TU terrein al. Mensen staan al op, alsof ze als eerste op hun werk moeten zijn of dat ze bang zijn dat de trein weer vertrekt zonder dat ze zijn uitgestapt. Ik moet nu ook maar snel mijn laptop dichtklappen en naar buiten lopen, anders zal het mij in ieder geval gebeuren. Alexander Suma


5

Aan de verschillende thema nummers kan het volgende jaar natuurlijk het nodige worden uitgebreid. Ik zit zelf nog boordevol ideeen, maar je moet alles doseren, want anders wordt de KOersief dadelijk niet meer herkend. In dit nummer van de KOersief zal ingegaan worden op hoogbouw. Verschillende projecten zullen worden besproken. Verder is er in dit nummer een ander nieuwe item. De komende nummers zullen de AIO’s elke keer een artikel schrijven over het onderzoek waarmee ze bezig zijn. Hiermee wordt het ook een stuk duidelijker waarmee de AIO’s allemaal bezig zijn en krijgt de lezer een blik in de nieuwste ontwikkelingen op onderzoeksgebied hier aan de universiteit.

Redactioneel

De lente begint alweer en langzaamaan gaan we richting het einde van dit collegejaar. Terwijl nu net alles goed gaat en iedereen een beetje ingewerkt is, kan dadelijk een nieuw bestuur gaan plaatsnemen. Heb je net de smaak te pakken in je functie, mag je alweer aftreden als bestuurslid. Het in elkaar zetten van de KOersief is dan ook zoiets. Ben je er net achter hoe alles werkt en wat je allemaal moet doen op welk tijdstip, mag je het dadelijk overdragen aan een opvolger. Mijn opvolger zal dan tegen dezelfde problemen aanlopen, maar daarvoor zal ik hem dan moeten behoeden.

De lente is gelukkig weer in het land. Gelukkig worden de dagen weer langer. De bomen beginnen weer bladeren te tonen en iedereen lijkt uit zijn of haar winterslaap te zijn ontwaakt. In hoeverre je eigenlijk in in een winterslaap kan zitten als student is af en toe ook maar de vraag. Alsof je het niet druk genoeg hebt. Dan weer college en dan weer project. Naar mate de zon meer gaat schijnen gaat de student minder doen, want in de zomervakantie doet een student in principe niks meer aan zijn/haar opleiding. Ja, werken, omdat je van een studiebeurs niet rond kan komen. In het komende blok staan er weer een groot aantal excursies en lezingen op het programma. Dan hebben we het nog niet eens over de Betonkanorace of de Bata444enrace. Daarbij komt nog het bouwen van de krattenbrug en je hebt zo een overvol programma. Met de nodige lunchlezingen en excursies zijn de weken al zeker goed gevuld. De buitenlandse studiereis is dan ook nog op korte termijn. Als deze KOersief uitkomt zullen de mensen die meegaan met de studiereis ook daadwerkelijk vertrokken zijn. Kortom genoeg activiteiten om naar uit te kijken.

Gertjan Coenen Redacteur KOers 2004-2005


7

Samenvatting afstudeerverslag

JuBi Het maken van een constructief ontwerp voor stalen buisconstructie met set-backs en overgangsconstructies was het onderwerp van de afstudeeropdracht van Sander Dorleyn. Hij is afgestudeerd op 3 december 2004. Introductie Hoogbouw neemt een steeds prominentere rol in de hedendaagse bouwpraktijk in. Ook in Nederland worden steden voorzien van een skyline. De architectuur van gebouwen neemt steeds vrijere vormen aan. Nog geen 20 jaar geleden waren slechts rechthoekige, uniforme plattegrondvormen mogelijk omdat de rekenmethodiek voor complexere vormen ontbrak. Dit project bestaat uit twee torens van 146 meter hoog, waarvan één toren, te weten de Justitie toren, het studieobject is. Probleemstelling In Nederland wordt de constructie veelal uit beton opgetrokken. Er is weinig ervaring met (onregelmatige) stalen gevelbuis raamwerk constructies. Set-backs en overgangsconstructies verstoren de regelmaat van de gevelbuisconstructies. Het probleem in dit project ligt bij de gevel set-backs (2,7 meter) en de overgangsconstructies in de gevelbuis ter plaatse van de beganegrond. Doelstelling In dit verslag wordt onderzoek gedaan naar set-backs en overgangsconstructies aan de hand van het project JuBi (Ministeries van Justitie, Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties te Den Haag), omdat er weinig ervaring met stalen gevelbuisconstructies, set-backs en overgangsconstructies is in Nederland. De doelstelling van dit project is het maken van een constructief ontwerp voor de westelijke toren van het ministerie van Justitie in Den Haag met aandacht voor set-backs en overgangsconstructies. De basis voor dit ontwerp vormt een variantenstudie naar vloerconstructies, set-backs en overgangsconstructies. Constructief ontwerp Een zuivere gevelbuisconstructie

8


bestaat uit dicht op elkaar geplaatste kolommen in de buitengevel van een gebouw verbonden door hoge liggers op vloerniveau. De buitengevel van een toren werkt als een driedimensionale holle structuur waarbij de gevels verbonden zijn in de hoeken. Een literatuuronderzoek heeft zich vooral geconcentreerd rond berekeningsmethoden van gevelbuisconstructies en shear-lag. Verschillende (hand)berekeningsmethoden zijn bestudeerd en getoetst op toepasbaarheid. De enige methode die in verband met de hedendaagse architectuur toepasbaar is, is de eindige elementen berekening uitgevoerd door een computer. De overige methoden zijn zeer complex of de krachten in de elementen en vervormingen van de toren worden slecht benaderd. Shear-lag is een fenomeen dat optreedt in buisconstructies. Door perforaties in, of dunne wanddiktes van een buisstructuur, wordt de stijfheid van de buis beperkt. Shear-lag kan ontstaan doordat een buis een eindige stijfheid heeft. Er zijn twee soorten shear-lag, positieve en negatieve, refererend naar het teken van de normaalspanningen in een hoekkolom ten opzichte van het te verwachten elastische spanningspatroon. Is de spanning groter dan de verwachte spanning, dan spreekt men over positieve shear-lag, is de spanning kleiner dan de verwachte spanning, dan spreekt men over negatieve shear-lag. De invloed van shear-lag op gevelbuisconstructies is groot. De krachten in hoekkolommen net boven het maaiveld worden sterk vergroot. De hoekkolommen moeten daardoor verzwaard worden. De krachten in hoekkolommen in de top van de toren kunnen door de negatieve shear-lag omkeren van teken. De vervormingen aan de top van de toren worden door de shear-lag sterk vergroot.

Figuur 1: Overgangsconstructie

Er is variantenonderzoek gedaan naar toepasbare vloersystemen. Voor hoogbouwconstructies is een juiste vloerkeuze van groot belang omdat het vloersysteem een groot deel van de verticale belasting veroorzaakt. Daarnaast heeft de vloersysteemkeuze een grote invloed op de bouwtijd. Ook de uitstraling in het gebouw wordt deels bepaald door het vloersysteem. In de afweging die gemaakt is, zijn naast de constructieve eigenschappen ook de fysische, architectonische en uitvoeringstechnische eigenschappen van het vloersysteem beoordeeld. De bollenvloer variant heeft de beste constructieve en fysische aspecten. Overgangsconstructie Overgangsconstructies zijn constructies die gebruikt worden voor de overgang van het kolomstramien van de bovenbouw op het kolomstramien van de onderbouw (figuur 1). In het specifieke geval van de Justitie toren, heeft het kolomstramien van de bovenbouw een hart-op-hart maat van 2,7 meter, terwijl de onderbouw een hartop-hart maat heeft van 5,4 meter. Overgangsconstructies komen vaak voor in gevelbuisconstructies. Archi-

Figuur 2: Set-back variant schuine kolom

Set-backs Een set-back constructie is een terugzetting van de gevel waardoor in verticaal opzicht de gevel wordt onderbroken. In het geval van de Justitie toren zijn er vier set-backs aanwezig met een terugzetting 2,7 meter. Uit de dertien varianten is de schuine-kolom variant het best toepasbaar. De vervormingen van de set-back hangen nauw samen met de vervormingen aan de top van de toren. De vervormingen worden slechts beperkt door vari-

anten uit het gevelvlak. De vervormingen worden door de schuinekolom variant het meest beperkt. De krachten in de gevelkolommen verschillen onder de verschillende varianten sterk. De verschillen tussen de normaalkrachten in de gevelkolommen worden door de schuine-kolom variant het meest beperkt. Varianten in het gevelvlak beperken de verschillen in de gevelkolommen het minst. Set-back varianten in het vlak van de gevel, lossen geen problemen op. Veel staal moet toegevoegd worden wil een dergelijke variant toepasbaar zijn. De hoge raamwerkconstructie die zich boven een set-back bevind, is veel stijver dan de gekozen variant. De raamwerkconstructie draagt daardoor de belastingen af zonder gebruik te maken van de set-back variant. Door de schuine kolom als pendelkolom toe te passen, verdwijnt de negatieve shear-lag uit de toren. De negatieve shear-lag ontstaat in gevelbuisconstructies als een reactie op de positieve shear-lag en doet zich voor vanaf 1/4 van de hoogte van de toren boven het maaiveld. In deze constatering ligt een basis voor verder onderzoek naar negatieve shear-lag in gevelbuisconstructies.

BubbleDeck® een vloer op maat! gewichts- en kostenbesparend! • balkloze bollenplaatvloer met 30 à 35% minder eigen gewicht • eenvoudige en flexibel te gebruiken vloeren draag-

Conclusies Uit de variantenstudie naar overgangsconstructies blijkt dat de plaatligger variant het best toepasbaar is. De vervormingen blijven beperkt en de krachten uit de stoppende kolommen worden naar de doorgaande kolommen overgedragen. De schuine-kolom variant uit de variantenstudie naar set-backconstructies, blijkt het best toepasbaar. De vervormingen van de setback constructie blijven beperkt en de krachten worden goed over de gevelkolommen verdeeld. Na de variantenstudie, het literatuuronderzoek en het berekeningsmethoden onderzoek, is een constructief ontwerp gemaakt voor de Justitie toren. In dit constructieve ontwerp, worden de resultaten uit het voorgaand onderzoek verwerkt. De plaatligger variant is toegepast als overgangsconstructie en de schuine-kolom variant als set-backconstructie. De ontstane gevelbuis voldoet aan de sterkte en stabiliteit eisen uit de voorschriften en is uitgewerkt tot op detailniveau.

• sparingen eenvoudig aan te brengen • vrije leidingdoorvoer • minimale constructiehoogte


tecten streven openheid en transparantie na op de beganegrond. In het geval van de Justitie toren, verdwijnt de helft van de gevelkolommen. De constructie wordt ernstig verzwakt op het punt waar de grootste stijfheid gewenst is. Er zijn tien varianten van overgangsconstructies onderzocht. De overgangsconstructies zijn beoordeeld op het beperken van de vervormingen ter plaatse van de eerste verdieping en daarnaast op het overdragen van de krachten uit de gevelbuis op de onderconstructie. Ook de esthetiek van de oplossing is bekeken.

�

• minder ontgraving voor kelderconstructies • geen dekvloer door monolithische afwerking • betonkernactivering ingebouwd in de vloerelementen • duurzaam bouwen: volledig hergebruik van de vloercomponenten mogelijk

constructie • vormen ontwerpvrijheid met willekeurige vloerplattegrond en

®

kolomplaatsing • grotere vloerbelastingen of grotere vloeroverspanningen • rationeel bouwen met kortere bouwtijd en arbeidsbesparing • milieuvriendelijk door besparing op grondstoffen

Industrieel, flexibel en duurzaam bouwen met BubbleDeck®!

BubbleDeck Nederland BV Adm. Banckertweg 22 Postbus 150 2300 AD Leiden Telefoon +31 (0)71 521 03 56 Fax +31 (0)71 362 49 51 E-mail: [email protected] www.bubbledeck.nl BubbleDeck Belgium BVBA Avenue Louise 65 1050 Brussel Telefoon +32 (0) 253 57 783 Fax +32 (0) 253 57 700


9


De Coolsingeltoren - van staal naar beton In het afstudeerverslag van Annemarie Hoogervorst wordt ingegaan op een alternatief ontwerp van de constructie van de Coolsingeltoren. Zij is afgestudeerd op 20 januari 2005. In de samenvatting zal ingegaan worden op de mogelijkheid om de constructie uit te voeren in beton in plaats van de huidige toren in Staal. Inleiding Er zijn vergevorderde plannen voor een theatercomplex in het centrum van Rotterdam, het Coolsingelcomplex geheten. Dit complex bevat, naast een theater, een winkelcentrum gelegen rond een atrium en een 186,5 meter hoge toren. Dit alles staat op een ondergrondse parkeergarage van vijf verdiepingen. De hoofddraagconstructie van de toren zal geheel van staal gemaakt worden, omdat dit een lichte constructie oplevert. Er is gekozen voor een lichte constructie, omdat de zetting van het gebouw maar klein mag zijn, om beschadiging van de nabijgelegen gebouwen te voorkomen. Aangezien de Rotterdamse bodem

Figuur 1: Het originele stalen ontwerp 10


weinig draagkrachtig is, moet het gebouwgewicht zo laag mogelijk gehouden worden om een kleine zetting te verkrijgen. De lange-termijn zetting is volgens de berekeningen echter veel kleiner dan toegestaan, dus het gewicht van het gebouw zou verhoogd kunnen worden. In dit afstudeerproject zijn de mogelijkheid en de gevolgen van een betonnen constructie voor de Coolsingeltoren onderzocht. De rest van het complex is buiten beschouwing gelaten. Constructieve variantenstudie Er is een variantenstudie uitgevoerd naar constructieve systemen, om tot de beste constructie voor deze toren te komen. Constructies wor-

Figuur 2: Het outriggersysteem

den gedimensioneerd op sterkte, stijfheid en stabiliteit. Voor hoogbouw is de stijfheid meestal maatgevend, daarom zijn de constructieve varianten in eerste instantie beoordeeld op stijfheid. Hierbij is een aanname gedaan voor de rotatiestijfheid van de fundering en de grootte van het tweedeorde effect. De kern is de basis van bijna alle varianten die bekeken zijn in deze studie. De kern is ook aanwezig in de stalen constructie, hoewel hij daar geen deel uitmaakt van het stabiliteitssysteem. In alle betonnen varianten zijn de binnenafmetingen van de kern onveranderd gebleven, maar de wanden zijn dikker dan die in de stalen kern. Omdat de kern alleen niet stijf genoeg is zonder enorme wanden toe te passen, zijn twee acceptabele wanddiktes gekozen: 300 mm en 500 mm. De toren heeft een grote slankheid. Daardoor zijn sommige constructiesystemen die in theorie stijf genoeg zouden moeten zijn voor een gebouw van 50 verdiepingen niet stijf genoeg voor dit gebouw. De variantenstudie heeft drie constructievarianten opgeleverd die in beide hoofdrichtingen aan de doorbuigingseis voldoen, bij

Figuur 3: De gevelbuis

Figuur 4: De gevelbuis met een megaconstructie

de twee onderdelen overbrengen. 3. De kern, met slechts 300 mm dikke wanden, die samenwerkt met een gevelbuis die nog extra verstijfd is door een megaconstructie. Deze megaconstructie bestaat uit twee belts, die elk om een technieklaag heen liggen omdat daar toch geen daglicht nodig is, en ruim vier meter brede kolommen. Deze drie varianten zijn vergeleken op de volgende vijf aspecten: gewicht, effectiviteit, transparantie, netto vloeroppervlak en aanwezigheid van een tweede draagweg. Het outrigger systeem is op bijna alle aspecten het beste, behalve wat betreft het netto vloeroppervlak, maar het verschil met de andere twee systemen is hierbij erg klein. Daarom is het outriggersysteem gekozen als beste variant. Uitvoering Voor dit constructiesysteem is de beste uitvoeringsmethode gezocht. Dit is gedaan op dezelfde wijze als voor de beste constructie: met een variantenstudie. De varianten zijn vergeleken op de hijstijd en de hoeveelheid arbeid die nodig zijn om één verdieping te bouwen. De keuze voor het vloertype is daarnaast ook nog gebaseerd op drie constructieve criteria: vloergewicht, de aanwezigheid van vloerbalken en het gedrag in calamiteiten. Er is van uitgegaan dat de toren kan worden gebouwd met slechts één torenkraan en één bouwlift, met een bouwsnelheid van één verdieping per week. De kern wordt gemaakt met een klimkist, de kolommen worden geprefabriceerd en voor de vloeren wordt het bollenplaatsysteem toegepast. In dit systeem wordt gewicht bespaard door het toevoegen van holle plastic ballen. De gevelpanelen worden gemonteerd vanaf hangplatformen die, voorzien van de hoeveelheid panelen die vanuit één positie geplaatst kunnen worden, aan het gebouw gehangen worden. Wanneer de aanvoer van afwerkmaterialen en de afvoer van afval mee worden gerekend, blijken één torenkraan en één bouwlift inderdaad voldoende te zijn om de hele toren te bouwen, met een bouwcyclus van één verdieping per week.

Constructieve uitwerking De hoofddraagconstructie is gecontroleerd op sterkte en stabiliteit; de maatgevende onderdelen zijn gedetailleerd. Verder is ervoor gezorgd dat de constructie intact blijft wanneer een vloer of kolom bezwijkt. De lange-termijn zetting van de fundering is bepaald met een grove handberekening, omdat een gedetailleerde berekening veel te uitgebreid zou zijn voor dit project. De zetting blijkt de limiet met slechts enkele millimeters te overschrijden. Het is echter niet zeker of die extra millimeters werkelijk schade zullen veroorzaken. Daarnaast kan de werkelijke zetting kleiner zijn dan nu bepaald is met deze grove methode. Indien noodzakelijk, kan gewicht worden bespaard op deze constructie of de zetting kan worden verkleind door toevoeging van een extra diepwand. Kostenvergelijking Voor de kostenvergelijking zijn het stalen gebouw en het betonnen alternatief vergeleken op elf aspecten die de totale kosten van een gebouw sterk beïnvloeden. Hieruit blijkt dat de betonnen toren goedkoper zal zijn dan het stalen ontwerp.


acceptabele constructieafmetingen: 1. De kern met een wanddikte van 500 mm, die door middel van acht outriggers en gedeeltelijke belts met de gevelkolommen verbonden is. Belts worden meestal toegepast rondom een gebouw om de samenwerking tussen de kolommen langs de omtrek van het gebouw te verbeteren, waardoor de outriggers door alle kolommen ondersteund worden. Complete belts zouden daglicht onttrekken aan enkele kantoorverdiepingen, daarom worden gedeeltelijke belts toegepast om voldoende samenwerking te verkrijgen. De outriggers, die twee verdiepingen hoog zijn, zijn geplaatst bij de technieklagen, op ongeveer 1/3 en 2/3 van de gebouwhoogte. Op elk niveau zijn twee outriggers aan de oostzijde geplaatst en twee aan de westzijde. In de noord-zuidrichting zijn geen extra maatregelen nodig; in deze richting is de kern zelf al stijf genoeg. 2. De kern, met 500 mm dikke wanden, in samenwerking met een gevelbuis. De gevelbuis bestaat uit dicht op elkaar geplaatste kolommen en hoge balken, die momentvast met elkaar verbonden zijn. De samenwerking tussen de kern en de buis verloopt via de vloeren, die de krachten tussen

Figuur 5: De uiteindelijke betonnen toren


11

Onderzoek

In het vlak belast glas Edwin Huveners is deeltijd promovendus bij COUT en hij is in dienst bij de TU/e sinds september 2002. Na het afronden van zijn project is hij gevraagd door zijn begeleiders om te gaan promoveren waarop hij ja heeft gezegd. Zijn contract loopt af in september 2007. door ir. Edwin Huveners Introductie Voorheen was hij student bij deze universiteit en zijn afstudeerproject was een onderzoek naar het gedrag van de spouw van geïsoleerde beglazing onder verschillende soorten belastingen. Dit was een analytisch, numeriek en experimenteel onderzoek. Uiteindelijk is dit afstudeerproject in een wetenschappelijk tijdschrift Heron gepubliceerd. Door dit afstudeerproject is hij in aanraking gekomen met het materiaal glas. Het opstarten Het opstarten van een promotieonderzoek is niet gemakkelijk. Eerst was het de bedoeling om het afstudeerwerk deels voort te zetten, maar na een literatuurstudie kwam Edwin er snel achter dat veel onderzoekers zich bezig hebben gehouden met dit onderwerp. Daarna deed zijn eerste promotor een voorstel om een onderzoek te gaan doen naar in het vlak belast glas. Hij motiveerde dat glas in staat moet zijn om deze belasting op te nemen, maar er wordt nauwelijks gebruik van gemaakt in de reguliere gevelbouw. Na een literatuurstudie kwam hij er achter dat er nog weinig onderzocht is op het gebied van in zijn vlak belast glas. Als promovendus word je geacht bekend te zijn met “the State of the Art”. Je moet weten wat er reeds onderzocht is of wat men momenteel aan het onderzoeken is op het gebied van glas en met name op het gebied van constructief glas. Op enkele universiteiten wordt onderzoek verricht op het gebied van in het vlak belast glas. Om een paar voorbeelden te noemen. Zo heeft RWTH Aachen verschillende onderzoeksprojecten, zoals het kipgedrag van gelamineerde liggers, schijfwerking van glas in façades en een ligger met stalen flenzen en een lijf van glas. Fachhochschule Rosenheim houdt zich onder andere bezig met in vlakbelasting van een glazen ruit die constructief verbonden is aan een houten kozijn.

TU Wien tenslotte houdt zich bezig met het plooigedrag van glas. Na het bestuderen van deze onderzoeksprojecten, ga je in overleg met je promotors je eigen onderzoek definiëren en afbakenen. Constructiemateriaal glas Glas wordt nauwelijks toegepast als schijf. Toch heeft glas goede mechanische eigenschapDe elasticiteitsmodulus is pen. vergelijkbaar met die van aluminium (E = 70.000 N/mm2), de dwarscontractie (ν = 0,23) en de thermische uitzettingscoëfficiënt (αT = 9•10-6K-1) zijn lager dan van staal en aluminium en dit is gunstig, de representatieve waarde van de uiterst opneembare buigtrekspanning voor onbehandeld floatglas bedraagt fm;u;d = 50 N/mm2 en van thermisch voorgespannen glas bedraagt fm;u;d = 135 N/mm2. De rekenwaarden worden bepaald door deling met de materiaalfactor en zijn afhankelijk van de behandeling van het glas en belastingsduur. De bekendste eigenschap van glas is dat het een bros materiaal is en bezwijkt zonder vooraf te waarschuwen. Daarom moet men constructief glas altijd gelamineerd uitvoeren. De sterkte van glas wordt bepaald door de mate van beschadigingen aan het oppervlak (de zogenaamde Griffith scheuren) en met name aan de randen van een glazen plaat (zie figuur 1 en 2). Indien loodrecht op een scheur een trekspanning staat dan groeit de scheur en neemt de trekspanning toe, want glas is niet in staat om spanningen te herverdelen zoals staal. Dit wordt nog eens versterkt door vocht en belastingsduur. Dus de

sterkte van glas is geen materiaaleigenschap, maar wordt sterk bepaald door de beschadigingen in het glasoppervlak. Daarom is het heel belangrijk om de trekspanning in het glas te reduceren. De opleggingen van glas zijn altijd flexibele overgangen naar de achterliggende constructie om lokale spanningspieken te elimineren. Dus een goed constructief ontwerp is cruciaal om glas constructief verantwoord toe te passen. In het vlak belaste constructies In de praktijk zijn geschoorde constructies normaliter betere constructies qua sterkte en vervormingen dan de ongeschoorde constructies. Bij elk gebouw treden horizontale krachten op de constructie op. Hierbij moet men denken aan krachten door initiële scheefstanden van constructie-elementen, spatkrachten uit andere constructies, windbelasting e.d. De horizontale componenten worden door middel van horizontale schijven (betonnen vloeren, houten vloeren e.d.) afgedragen aan verticale schijven (betonnen wanden, gemetselde wanden e.d.) die vervolgens de belasting afdragen aan de fundering. Deze elementen bezitten voldoende stijfheid om de krachten op te nemen met relatief weinig vervorming. Met één glasplaat maakt men geen glazen façade. Om grote glasvlakken te krijgen moeten er verschillende glasplaten worden bevestigd aan een stijl- en regelwerk, zoals het vandaag de dag gebeurt. De losse glasplaten kunnen niet als schijf fungeren en moeten gestabiliseerd worden door een stabiliserende constructie of door schoren.

Figuur 1: Randbeschadigingen

12


In het vlak belaste constructies In de praktijk zijn geschoorde constructies normaliter betere constructies qua sterkte en vervormingen dan de ongeschoorde constructies. Bij elk gebouw treden horizontale krachten op de constructie op. Hierbij moet men denken aan krachten door initiële scheefstanden van constructie-elementen, spatkrachten uit andere constructies, windbelasting e.d. De horizontale componenten worden door middel van horizontale schijven (betonnen vloeren, houten vloeren e.d.) afgedragen aan verticale schijven (beconnected to roof (diaphragm)

tonnen wanden, gemetselde wanden e.d.) die vervolgens de belasting afdragen aan de fundering. Deze elementen bezitten voldoende stijfheid om de krachten op te nemen met relatief weinig vervorming. Met één glasplaat maakt men geen glazen façade. Om grote glasvlakken te krijgen moeten er verschillende glasplaten worden bevestigd aan een Figuur 2: Kras in het glasoppervlak stijl- en regelwerk, zoals het vandaag de dag gebeurt. De losse glasplaten kunnen niet belasting introduceert ook spanningen als schijf fungeren en moeten gestabiop de lijmnaad (reactiekrachten conliseerd worden door een stabiliserende form platentheorie). Een ander aanconstructie of door schoren. Maar om dachtspunt is dat door het vastzetten de glazen façade zelf in zijn vlak stavan de glasplaten aan het stijl- en rebiel te krijgen worden de afzonderlijke gelwerk de vrije vervorming wordt beglasplaten structureel verbonden met lemmerd waardoor thermische spanhet stijl- en regelwerk. De beste verbinningen in het glas kunnen ontstaan. ding om spanningen te reduceren is een continue verbinding. Een goede contiOpzet nue verbinding is een lijmnaad. Nu zal er Het onderzoek bestaat voornamelijk uit een belangrijke interactie plaatsvinden een numeriek en experimenteel onderzoek. Het eindige elementen programma tussen de glazen platen en het stijl- en DIANA wordt gebruikt voor de numerieke regelwerk (zie figuur 3). Dus er moet veel zorg worden besteed aan de verbinding. modellen. DIANA is beter in staat dan ANDe zijdelingse belasting wordt door de SYS om de lijmverbinding te modelleren. samenwerkende constructie afgevoerd naar de fundering. Hierdoor worden Tot slot de randen van de glasplaten hoofdzaDit was in vogelvlucht zijn promotieonderzoek. Een simpele gedachte om kelijk belast door schuifspanningen. Het stijl- en regelwerk heeft men noglas te gebruiken als stabiliserende eledig om de belasting loodrecht op de ment lijkt nogal complex en dan heeft façade op te nemen en af te dragen. Edwin het nog niet eens gehad over de Zoals dit ook vandaag de dag gebeurt. lijm. De huidige glasnormeringen zijn Dus het ver-stijven van de zwakste richontoereikend om zulke constructies te ting. Een andere functie van het stijlrealiseren. Onderzoek is noodzakelijk om en regelwerk is, is het steunen van de meer inzicht te krijgen. De TU/e en anglasplaten aan de randen. Zodoende dere universiteiten zijn bezig om de kenneemt de capaci-teit voor het opnemen nis op het gebied van constructief glas van in vlakbelasting toe. Hierbij moet een wetenschappelijke basis te geven. men denken aan het verhogen van de kritische plooi-spanning. De loodrechte connected to roof (diaphragm)

F roof

F

glass pane

mullion

glass pane

internal hinges

transom

F facade

internal hinges

transom

stiff bearing structure (adherent)

connected to foundation

Onderzoek

Maar om de glazen façade zelf in zijn vlak stabiel te krijgen worden de afzonderlijke glasplaten structureel verbonden met het stijl- en regelwerk. De beste verbinding om spanningen te reduceren is een continue verbinding. Een goede continue verbinding is een lijmnaad. Nu zal er een belangrijke interactie plaatsvinden tussen de glazen platen en het stijl- en regelwerk (zie figuur 3). Dus er moet veel zorg worden besteed aan de verbinding. De sterkte van glas wordt bepaald door de mate van beschadigingen aan het oppervlak (de zogenaamde Griffith scheuren) en met name aan de randen van een glazen plaat (zie figuur 1 en 2). Indien loodrecht op een scheur een trekspanning staat dan groeit de scheur en neemt de trekspanning toe, want glas is niet in staat om spanningen te herverdelen zoals staal. Dit wordt nog eens versterkt door vocht en belastingsduur. Dus de sterkte van glas is geen materiaaleigenschap, maar wordt sterk bepaald door de beschadigingen in het glasoppervlak. Daarom is het heel belangrijk om de trekspanning in het glas te reduceren. De opleggingen van glas zijn altijd flexibele overgangen naar de achterliggende constructie om lokale spanningspieken te elimineren. Dus een goed constructief ontwerp is cruciaal om glas constructief verantwoord toe te passen.

mullion

stiff bearing structure (adherent)

glass pane

glass pane

connected to foundation

Figuur 3: Stabiliseren glazen gevel


13

Hoogbouw

Hellend kantoorgebouw Dit artikel gaat over het kantoorgebouw Belvédère OP de Kop van zuid te Rotterdam. Dit artikel is geschreven door de heren prof. dipl.-ing, j.n.j.a.vambersky en ir. a.j. robbemont van Corsmit raadgevend ingenieursbureau bv te RiDit gebouw wordt gekenjswijk. merkt door zijn hellende gevel. door prof. dipl.-ing, j.n.j.a.vambersky en ir. a.j. robbemont De doorgaande ontwikkeling van nieuwe bouwtechnologieën, technieken, materialen en inzichten biedt voor de architecten, constructeurs en bouwers nieuwe mogelijkheden. Ook het feit,dat niet meer alleen de pure functionaliteit, maar ook de uitstraling van een gebouw door de consument en de omgeving in toenemende mate wordt geapprecieerd, drukt zijn stempel op de hedendaagse bouw.

Figuur 1: Schetsontwerp

Een goed voorbeeld van deze ontwikkelingen vormt het kantoorgebouw Belvédère in Rotterdam, dat ontworpen is door de italiaanse architect Renzo Piano. Het hierin toegepaste hybride constructieprincipe heeft er toe geleid dat voor een relatief lage prijs een gebouw kon worden gerealiseerd met hoge kwaliteit, bijzondere uitstraling en hoge mate van synergie tussen vorm en constructie. Het ontwerpproces, de onderzochte constructieconcepten en de bijbehorende detaillering van dit markant gebouw worden in dit artikel nader behandeld.

HET ARCHITECTONISCH ONTWERP

Figuur 2: Schetsontwerp

14


De oude havens van Rotterdam, hebben mede door hun ligging aan het water een grote waarde voor de verdere ontwikkeling van de stad. Dit geldt ook voor het Wilhelmina Pier. Er is de gemeente veel aan gelegen om hierop gebouwen te realiseren die een grote uitstraling en aantrekkingskracht hebben om hiermee het imago van dit stadsgebied te verbeteren. Gemeente en de projectontwikkelaar William Properties BV hebben de Italiaanse architect Renzo Piano opgedragen om voor een van de eerste projecten op de Wilhelmina Pier die direct naast de Erasmus brug ligt – een kantoorgebouw van ca. 20.000m²

Figuur 3: Impressie van het gebouw

b.v.o., 5000m² commerciele ruimte en ca. 250 parkeerplaatsen -, een spraakmakend ontwerp te maken. Renzo Piano liet zich inspireren door de nabijheid van de Erasmusbrug en ontwierp een hellend gebouw, waarvan de helling overeenkomt met de helling van de tuien van de brug en de hellende gevel tevens een lichtreclame vormt van maar liefst 48x85m. Om de spanning te verhogen vond hij dat het gebouw ook als het ware moest gaan zweven boven de geplande plintbebouwing. Verticale ondersteuningen moesten dus minimaal zijn.

HELLEND GEBOUW

Alvorens verder te gaan met het conceptueel ontwerp van het gebouw, is het interessant om het begrip hellend gebouw nader te bezien. Dat een hellend gebouw altijd horizontale krachten oproept die door kernen en stabiliteitswanden moeten worden opgevangen blijkt niet altijd zo vanzelfsprekend te zijn: Neem twee principes zoals in figuur 4. In het principe I (kolommen/ balken skelet) veroorzaken de oplegreacties van de balken, die ondersteund worden door de scheefstaande gevelkolommen, wel horizontale ontbondenen (krachten), in principe II (dwarswandensysteem) juist niet. Maar ook in balk-kolom systemen zijn er constructieconcepten op te

Figuur 4: Twee principes voor de constructie

zetten, die nogal veel kunnen uitmaken in de krachten die zij wel of niet oproepen. Dat dit ook kostenconsequenties heeft, spreekt voor zich. als voorbeeld gekozen De statische schema’s A, B en C (zie fig 5.) illustreren dit het beste. Het moge duidelijk zijn, dat er een groot verschil in prijs is tussen de gebouwen die weliswaar dezelfde vorm hebben maar gebouwd zijn volgens de diverse schema’s A , B of C.

HET CONSTRUCTIEF ONTWERP De hellende gevel De schema’s A, B en C, in figuur 5 hebben aangetoond dat het wel of niet plaatsen van verticale kolommen en de positie ervan, van belang is voor de grootte van de horizontale krachten die de helling van het ge-

Ook in het ontwerp is getracht om de verticale kolommen zo dicht mogelijk bij de hellende gevel te positioneren om de horizontale ontbondenen te reduceren, maar dit was niet genoeg. Overigens had ook Renzo Piano al in het begin dit gevoel. Hij voegde aan het gebouw een tegengesteld hellend element toe (foto 1.), een drukschoor om het gebouw te ondersteunen. Het sterk wederzijds begrip en respect van de disciplines architectuur en constructie voor elkaars vakgebieden was hier typerend. Het was een steeds terugkerende component in het ontwerpproces, wat een sleutel bleek voor succes. Het statisch systeem en de “strut” Afhankelijk van de detaillering kan de drukschoor (de “strut”) in het statisch systeem op verschillende wijzen functioneren. Deze kan 1 de horizontale krachten die veroorzaakt zijn door de scheefstand van het gebouw slechts compenseren (balanceren); 2 functioneren als een “outrigger “en als zodanig een onderdeel maken van de totale stabiliteitsconstructie; De oplossing 1 (figuur 7 en 9), bleek de meest economische oplossing. Om voldoende gewicht op de “strut” te krijgen, die benodigd is voor de

ballancering van de scheefstand van het gebouw, is de totale belasting op de middelste kolom in stramien J via de “strut” naar de fundering afgevoerd. De belasting van de verticale kolom in stramien J-I is hiertoe

Hoogbouw

bouw oproept. Hoe groter de verticale reactie van de vloeren op de hellende gevel is, des te groter zijn ook de horizontale krachten (figuur 6.).

Figuur 6: Horizontale krachten

Figuur 7: Krachtafdracht

Figuur 5: Statische schema’s A, B en C


15

Hoogbouw

constructies zijn uitgewerkt en tot in de bestekfase zijn aangehouden: Alternatief 1: Hybride constructie met voorstaalconstructie skelet. namelijk Alternatief 2: Hybride constructie met voorprefab beton skelet. namelijk Aangezien er geen prijsverschil tussen beide ontwikkelde varianten was, bleek uiteindelijk de voorkeur en ervaring van de aannemer doorslaggevend voor de keuze van alternatief 2.

Figuur 8: Plattegrond kantoorlaag

Detaillering Vanaf de derde verdieping (10.5m boven peil) is alleen de kern tussen de stramienen B/E en 6/8 doorgezet naar de fundering. De overige wanden en kolommen uit de bovenbouw worden gesteund door 10 kolommen in betonkwaliteit B90. Om de slankheid van de constructie te accentueren - het gebouw moest van Renzo Piano zoveel mogelijk zweven - is de overgang van de kolommen naar de bovenliggende constructie zo slank mogelijk gedetailleerd. (figuur 10). De tapse onderdelen zijn gefreesd uit massief staal. Zoals eerder beschreven is de verticale afdracht van de belasting in het stramien waar de stut aangrijpt afwijkend t.o.v. de overige stramienen. De stut is aangebracht, nadat de 15e verdiepingsvloer gereed was. Om de opbouw van de verticale vervormingen in de gevel, naarmate de constructie vorderde, onder controle te houden is ervoor gekozen de stut middels vijzels op spanning te brengen. Uit berekeningen

volgde dat ondanks deze maatregel de vervormingsverschillen in de gevel de voor de vliesgevel maximaal toelaatbare waarden naderden. Om schade te voorkomen, is er een stelmogelijkheid in het ontwerp opgenomen (figuur 11). Referenties [1] Font Freide , J.J.M. en Peters, P.: “ Een hoogwaardige constructie, het VNO-kantoor boven de Utrechtsebaan in Den Haag”. , 12/1995 [2] Vambersky, J.N.J.A., “Hybrid structures, solutions and opportunities”, www.corsmit.nl/vam.html [3] Vambersky, Jan N.J.A., “Hybrid structures, solutions and opportunities”, fib Symposium “Structural Concrete – The Bridge Between The People”, Prague, Czech Republic, 12-15 October 1999 [4] Vambersky, J.N.J.A., Robbemont, A.J., “Belvedere, hellend kantoor op Kop van Zuid”, Cement 2000, 02 p.p.34-39

Figuur 10: Detail verbinding wand met kolom

Figuur 9: Doorsnede gebouw

vanaf het niveau 10.5m boven peil eerst omhoog gebracht naar het aangrijpingspunt van de stut op 46.55m boven peil middels een trekkolom in stramien J-II. De constructie Tijdens het ontwerpproces zijn verschillende varianten ontwikkeld en geanalyseerd. Hieruit zijn twee varianten geselecteerd, die beide als hybride

16


Figuur 11: Detail verstelbare oplegging en scharnier in betonbalk

Advies- en Ingenieursbureau Van de Laar bv. is een onafhankelijk Adviesbureau met een bureaubezetting van 16 tekenaars en 16 constructeurs. De Advieswerkzaamheden betreffen zowel utiliteitsen woningbouw als renovatie /vernieuwbouw. Wij laten ons in ons werk inspireren door veelsoortige ontwerpopgaven variërend van klein tot zeer omvangrijk. Zowel beton-, staal-, als houtconstructies worden door ons ontworpen

Fietsbrug Almere René van Zuuk Architecten bv, Almere

uitgaande van een architectonisch concept binnen een gegeven budget. Wij bieden zonodig alternatieven en motiveren gemaakte keuzes teneinde de opdrachtgever en ontwerpen bouwpartners inzicht te verschaffen in het constructieve ontwerp en de samenhang met andere disciplines.

Gemeentekantoor Vught Architectenbureau De Twee Snoeken, 's-Hertogenbosch

Advies- en Ingenieursbureau Van de Laar bv. Brucknerplein 19 5653 ER Eindhoven Telefoon: 040 – 25 26 625 Fax: 040 – 29 20 818 Internet: www.vandelaar.info E-mail: [email protected]

Scholingsboulevard Enschede IAA Architecten, Enschede


17

Hoogbouw

Turning Torso In Malmö, Zweden wordt op dit moment gebouwd aan het project Turning Torso. Dit is een ontwerp van Santiago Calatrava. In dit gebouw zullen zowel kantoren als appartementen gevestigd worden. Het gebouw zal 190 m hoog worden. Het wordt gekenmerkt door zijn roterende vorm waaraan het ook zijn naam te danken heeft.

gestort in de fundering. Het storten ging 3 dagen dag en nacht door met een snelheid van ongeveer 100 tot 150 m3/uur. Er waren ongeveer 850 betonwagens nodig voor het transport. Door de strenge eisen op scheurvorming moest het beton gekoeld worden tijdens het uithardingsproces. Computer simulaties zorgden ervoor dat er een optimale beton samenstelling was bij een juiste temperatuur. De fundering is voltooid in juni van 2002.

door Gertjan Coenen

De kern De kern bestaat uit een buis met een binnendiameter van 10,6 meter. De dikte van de wand verloopt vanaf de bodem van 2,5 meter tot aan de top van 0,4 m. Binnenin de kern is een betonnen constructie aangebracht voor de liftschachten en de trappen. De kern is gemaakt met een glijvorm, wat betekent dat het beton

De architect Santiago Calatrava is de architect geweest van Turning Torso. Hij heeft al aan verschillende grote projecten gewerkt. Hij is naast architect ook beeldhouwer en constructeur. De projecten die hij heeft gemaakt zijn onder andere het Olympisch complex in Athene en een groot scala aan bruggen waaronder de Volantin brug in Bilbao en de Alamillo brug in Sevilla. Zijn werk work geinspireerd door zowel mens als dier en hun natuurlijke bewegingen. Door de 3 vormen van kunst te verenigen met strikte geometrie en moderne technologieën creeert hij unieke gebouwen. Turning Torso is daar een voorbeeld van. Het is ontworpen aan de hand een beeldhouwwerk van Calatrava in wit marmer. Dit werk stelde de draaiende vorm van een menselijk lichaam voor. Dit is verder ontwikkeld door HSB Malmö tot het gebouw Turning Torso. De fundering De fundering is gemaakt op een

Figuur 1: Fundering

18


basis van kalksteen. Er werden damwanden 15 meter de grond ingetrild en daarna nog 3 meter de kalksteen in. Daarna werd er beton nog in de grond rondom de damwanden gespoten om hiermee de damwanden te verstevigen en daarmee ook een waterdichte bouwkuip te creëren. Nadat dit was voltooid, kon de bouwkuip worden uitgegraven. Betonnen balken werden gestort op regelmatige afstanden in de bouwkuip om zodoende de wanden te stabiliseren. Nadat de bouwkuip voltooid was, kon er begonnen worden aan de fundering. Deze fundering is 30 meter in diameter en heeft een dikte van 7 meter. In de fundering werden 2 kelders aangebracht waarin de technische installaties en de dienstruimten te huisvesten. Daarbij werd er ook nog een doorgang aangebracht die het gebouw moet verbinden met een externe parkeergarage. Er werd ongeveer 5100 m3 beton

Figuur 2: De kern

Figuur 3: Binnenkant kern tijdens bouwfase

Figuur 4: Stalen constructie aan buitenzijde

wordt gestort tussen een vorm die mbv vertikale liggers wordt ingeklemd en die omhoog geschoven wordt met een vloer per keer dmv vijzels. De vloeren werden ongeveer 1,6 graden geroteerd t.o.v. elkaar om zodoende de kenmerkende draaiende vorm aan het gebouw te geven. Er was voor het storten van het geheel een dicterend schema dat voorschreef dat elke 10e dag er een nieuwe vloer gestort diende te worden. De stalen constructie Het stalen buizenframe aan de buiten-

Het buitenframe bestaat uit een stalen kolom die gericht is op de einden van de verdiepingsvloeren. Verder zitten er 20 horizontale en 18 verticale stalen buisliggers aan de buitenkant die de glazen deel van de gevel ondersteunen. Deze liggers worden verbonden aan de dragende wanden van elke kubus. Het doel van deze buizen is het overbrengen van dwarskrachten van het stalen frame over te brengen op de betonnen kern. Bovendien wordt de staalkolom verbonden met twee stabiliserende elementen op elke vloer. Deze stabiliserende elementen steunen de staalkolom.

Hoogbouw

zijde van het gebouw is een gelaste constructie met een zeer grondige verfbehandeling voor optimale bescherming tegen corrosie. Dit is gedaan om een zo lang mogelijke levensduur voor de constructie te waarborgen en het onderhoud te minimaliseren.

Figuur 6: Overzicht constructie

Elke horizontale stalen buisligger weegt 8 ton. De diagonale buisliggers wegen elk tussen de 12 en de 20 ton. Aangezien er 20 horizontale en 18 diagonale buisliggers zijn, hebben zij een totaal gewicht van 460 ton. Het totale gewicht van de staalsteun komt hierbij op ongeveer 820 ton. Referenties: Website Turning Torso http://www.turningtorso.com Website Santiago Calatrava http://www.calatrava.com

Feiten van het gebouw: - Hoogte: 190 meter - hoeveelheid wapeningstaal: 4400 ton - Hoeveelheid beton: 25000 m3 - aantal appartementen: 147 - Datum van voltooiing: november 2005

Figuur 5: Stalen constructie en gevel

Figuur 7: Facade Turning Torso


19

Hoogbouw

Taipei 101 Eind 2004 is Taipei 101 geopend. Na jaren van werken is uiteindelijk het hoogste gebouw van de wereld geopend. Het gebouw dat vol zit met Chinese symbolieken is met zijn 508 m een echte wolkenkrabber. Gebouwd in een gebied met veel stormen en aardbevingen is het een hoogstandje van hedendaagse techniek. door Gertjan Coenen Ontwerp De architect van dit gebouw is C.Y. Lee. Hij heeft voornamelijk gebouwen ontworpen in China en Taiwan. In het ontwerp zitten vele Chinese symbolieken. Het gebouw is ontworpen als een holle bamboe stok. Bamboe staat in de Chinese cultuur voor kracht en stevigheid. Verder bestaat het gebouw uit 8 segmenten. Het getal 8 staat voor een voorspoedige groei. Aan de buitenzijde zijn tevens Chinese munten aangebracht om het gebouw een Chinese uitstraling te geven. Ook zijn de buitenmuren van alle onderdelen voorzien van het symbool voor voldoening en tevredenheid. Voor de inrichting van het gebouw is Taiwans bekendste Feng Shui deskundige geraadpleegd. Als de inrichting van de toren niet aan de regels van de Feng Shui voldoet, wil er niemand uit Taiwan in wonen. Gebied Taipei 101 is gebouwd in een gebied waar regelmatig aardbevingen

Figuur 1: Demper

20


plaatsvinden en regelmatig wervelstormen voorkomen. Daarbij komt nog dat wind bij hoogbouw een extra grote invloed heeft in vergelijking tot lagere gebouwen. Tijdens de bouw bleek al dat het gebouw bestand was tegen aardbevingen. Op 31 maart 2002 vond er een aardbeving plaats van 6.8 op de schaal van Richter. Op dat moment was de Taipei 101 voor de helft af. Tijdens de beving kwamen de 2 bouwkranen waarmee het gebouw werd gebouwd los van het gebouw en vielen naar beneden. Hierdoor overleden 5 mensen. Het gebouw had echter alleen schade opgelopen door de vallende kranen, maar geen schade die direct voortkwam uit de beving.

zijn opgelost door 557 pijlers in de grond te slaan die tot een diepte van 80 meter de grond in gingen. Zodoende zijn ze ongeveer 25 meter verankerd in een rotslaag die onder de kleilaag aanwezig was. Op de pijlers is vervolgens een betonplaat gestort van 5 meter dik. Deze dient de belasting door de toren van 264.000 ton over te brengen op de pijlers. Opbouw toren De toren ontleend zijn kracht aan de superkolommen waaruit het gebouw is opgebouwd. In het gebouw zijn 8 superkolommen aangebracht. Deze lopen vanaf de begane grond in een stuk door tot de 91e verdieping door. Tot aan de 62e verdieping zijn deze kolommen gevuld met beton. De maximale afmeting van deze superkolom is 2.4 m bij 3 m. De wanddikte bedraagt daarbij 70 mm. De kern van Taipei 101 bestaat uit 16 kolommen. Daarbij lopen 4 kolommen door tot aan de bovenste verdieping. Tussen deze pijlers zijn de liftschachten gebouwd. Verder is er tussen de 87e en 92e verdieping een pendelgewicht geplaatst. Dit is een kogelvormig gewicht

Fundering De grond onder het gebouw bestaat uit een 55 meter dikke laag zeeklei. Dit zorgde voor de nodige problemen. Deze

Figuur 2: Aanzicht gebouw na voltooiing

Hoogbouw

Figuur 3: Superkolom

van 660 ton. Dit gewicht dient als demper om de bewegingen van het gebouw bij storm te halveren. Het gewicht is opgehangen aan zestien gebundelde staaldraden met een doorsnede van twaalf centimeter en is de grootste trillingsdemper ter wereld. Om te voorkomen dat tijdens een tyfoon de kogel te ver uitwijkt zijn er acht hydraulische armen aangebracht die als schokdempers fungeren. De groeven in het gebouw zorgen er voor dat de wind wordt afgevoerd. Brand Na de ramp met de Twin Towers was duidelijk geworden dat mensen tijdens brand zeer moeilijk uit een gebouw kunnen ontsnappen. Daarom heeft de ontwerper alle pijlers en staaldraden bespoten met een vuurvaste schuimlaag. Verder zijn er

twee bassins in de toren opgenomen met bluswater ter grootte van twee zwembaden van olympisch formaat. Op elke achtste verdieping is verder ook een vuurvaste ruimte geplaatst zodat de mensen daar een toevlucht kunnen zoeken totdat hulp gearriveerd is.

Figuur 4: Taipei 101 in skyline Taipei

Liften In het gebouw zijn 2 verschillende soorten liften. Er zijn de dubbeldeks liften en de enkele liften. De liften gaan van de begane grond naar de uitkijkpost op de 89e verdieping in een tijd van 36 seconden. Dit is een snelheidsrecord voor liftcabines. Daarbij kosten de liften wel 1,7 miljoen euro per stuk. De gestroomlijnde cabines kunnen naar boven

een snelheid halen van 60 km/u en naar beneden van 36,5 km/u. Om de trommelvliezen van de passagiers te sparen zijn de liften luchtdicht gemaakt en wordt de luchtdruk in de cabines kunstmatig constant gehouden. Verder zijn er telescopische schokbrekers onderaan de liften aangebracht om de liften in geval van nood in tien tot zestien seconden tot stilstand te brengen. Referenties: Maandblad Kijk Januari 2005: Het hoogste gebouw ter wererld http://www.emporis.com http://www.skyscraperpage.com

Feiten van het gebouw: - Hoogte: 508 meter - gewicht demper: 660 ton - totaal vloeroppervlak: 420000 m2 - aantal verdiepingen: 101 - Datum van voltooiing: December 2004 Figuur 5: Hoogste gebouwen ter wereld met van links naar rechts Taipei 101 (Taipei), Sears towers (Chicago), Petronas Twin Towers ( Kuala Lumpur), Jin Mao toren (Shanghai) en 2nd International Finance Center (Hong Kong)


21

Excursie

Seminar Constructies in beweging Op 9 maart 2005 is er een seminar gehouden wat georganiseerd is door de betonvereniging. Het onderwerp van deze seminar was constructies in beweging. Enkele mensen vanuit KOers zijn hier naar toe geweest. Hiervan is een klein verslag gemaakt.

Om 11.11u, dus met drie minuten vertraging, vertrokken we vanuit Eindhoven met vijf man sterk: Alexandro, Karin, Sigrid, Paul en Guido. Stefan zou ons treffen op Utrecht Centraal. Daar vertrok vanaf spoor 18, nee, 12, sorry 14, of toch 18 de stoptrein naar Maarssen, waar we een bus namen waarmee we om de hoek van het hotel uitkwamen, al wisten we dat eerst zelf niet. Het seminar begon precies om 13.40, uiteraard na een broodje en koffie en voor sommigen jus d‘orange. De heer Ir. D. Stoelhorst, directeur van de Betonvereniging, gaf een korte introductie op Prof. Ir. G.J.Maas, die de seminar verder inleidde. Vervolgens werden de lezingen gegeven. De eerste lezing ging over HSL-brug bij Moerdijk en werd verzorgd door Ir. H. Vos, van IV-Consult. Vooral onderwerpen als off-site bouwen en moderne meetsystemen werden hier besproken, maar ook andere zaken als uitzetten van bouwdelen (tot wel 50cm!) en extreme bouwsituaties

Figuur 1: Moerdijkbrug voor de HSL 22


werden aangestipt. De tweede lezing, verzorgd door T. Bonjer namens Smit bv, besloeg voornamelijk het drijvend verplaatsen van gigantische prefabproducten. Deze werd gevolgd door de lezing over trillingsisolatoren voor gebouwen, waarbij P. Small sprak voor Hanwel. Hierin besprak dhr Small met vrolijk accent de mogelijkheden en toepassingen van veerpaketten. Na deze drie lezingen nam dhr. Maas ons snel voor de pauze mee langs de verschillende stands, waar de actueelste onderwerpen uit werden gelicht. Toch ook wel opgelucht dat het even pauze was, spraken we links en rechts met mensen uit onze bouwwereld. Ook babbelden we met collega-studenten uit Delft. Het seminar was bijzonder goed verzorgd en het oogde ook erg professioneel. Na de pauze stonden nog 3 lezingen op het programma: In “De zes bewegingsvrijheden m.b.t. techniek en toepassingen”, gepresenteerd door Ir. N.T.M. Tiemessen, werd kort weergegeven welke verplaatsingen

bij prefabricage mogelijk zijn (schuiven, drijven, draaien, zakken, stijgen). Ir. C.P.M. Kuilboer vertelde wat over constructies met extradossed voorspanning. Opmerkelijk was dat de “Sunnibergbrug” die vorig jaar op het programma van de buitenlanse studiereis stond, ook behandeld werd. De laatste spreker van die dag was ing. J. de Boer over het persen van tunnels onder wegen en spoorlijnen. Hij sloot zijn pleidooi af met de woorden dat in de toekomst omwegen niet meer noodzakelijk zijn, gewoon erdoorheen. Na het seminar nuttigden we nog een drankje (of twee) en een hapje en rond half 8 waren we weer veilig in Eindhoven. Sigrid Mulders Karin de Louw

Figuur 2: Sunnibergbrug


Bouwen nabij een verkeersader Hieronder is de samenvatting te lezen van het afstudeerwerk van Marc van der Mark. De titel van zijn afstudeerproject was ‘Bouwen nabij een verkeersader; Isolatie van trillingen door wegen railverkeer’. Hij is afgestudeerd op 14 december 2004. Inleiding Omdat ruimte een schaarser goed wordt in Nederland, is men genoodzaakt om de ruimte nabij verkeersaders als bouwlocatie te kiezen. Onaantrekkelijke aspecten aan het bouwen nabij een verkeersader zijn echter de scherpere veiligheidseisen die gelden en de hinder die door geluid door de lucht en trillingen in de bodem kan ontstaan in het te bouwen object. Probleemstelling Op het gebied van veiligheid nabij verkeersaders bestaat reeds veel expertise bij de constructeur. Advisering ten aanzien van het voorkomen van geluidshinder door verkeersaders is veelal ondergebracht bij bouwfysica adviesbureaus. Door de overlap tussen trillingen en geluid, qua instrumentarium en ervaring, is ook de kennis op het gebied van trillingshinder veelal ondergebracht bij deze bureaus. Deze ervaring is echter zeer verspreid en een terugkoppeling naar een centraal orgaan (platform) ontbreekt. Hierdoor is deze kennis en ervaring minder toegankelijk voor de constructief ontwerper, terwijl deze met zijn keuzen voor de constructieve opzet toch mede bepaalt in hoeverre trillingshinder kan worden voorkomen.

De constructieve keuzen, die voornamelijk gebaseerd zijn op statische eisen, bepalen namelijk tevens het dynamische gedrag van een gebouw. Daarom is het de taak van de constructeur, om de invloed van zijn ontwerpkeuzen te kennen, om zodoende mee te kunnen zoeken naar passende oplossingen voor dynamische vraagstukken met betrekking tot trillingshinder. Het verschaffen van inzicht in het brede onderwerp trillingshinder in gebouwen is het doel van dit afstudeerproject, en hieraan is door middel van twee (deel)doelstellingen invulling gegeven. De eerste doelstelling is gericht op het vaststellen van de eigenschappen van een trillingskritische locatie, die bepalend zijn voor het wel of niet optreden van trillingshinder. Hiervan zijn voor de constructeur de eigenschappen van de constructie (ontwerpparameters) het meest van belang vanwege de invloed die hij hierop nog kan uitoefenen. De tweede doelstelling is het bepalen van de invloed van het variëren van deze ontwerpparameters, indien in een ontwerp een specifieke maatregel ter voorkoming van trillingshinder wordt opgenomen.

Figuur 1: Scheiding van een trilling in bron, overdrachtspad en ontvanger

24


Methoden/middelen De manier waarop aan deze (deel)doelstellingen invulling is gegeven is als volgt. Na een algemene literatuurstudie om kennis te verwerven over het onderzoeksgebied trillingshinder, zijn door middel van verder literatuuronderzoek en de analyse van voorbeeldprojecten de eigenschappen van een trillingskritische locatie bepaald. Hierbij spelen de volgende modulen een rol: bron, overdrachtspad en ontvanger. Binnen het onderzoeksveld vallen deze modulen weer onder te verdelen zoals weergegeven in figuur 1. Per deelmodule is geanalyseerd welke kritieke eigenschappen er zijn die invloed hebben op het ontstaan van trillingshinder. Aan de tweede doelstelling is invulling gegeven door een parameterstudie uit te voeren op een ontwerp, waarin een trillingsisolerende maatregel is opgenomen ter voorkoming van het ontstaan van trillingshinder. Gekozen is om het ontwerp, een project in Amersfoort op 9 meter afstand van het spoortracé, verend op te stellen. Bij een verende opstelling worden tussen de gebouwmassa en de trillende ondergrond elementen opgenomen met een lage veerstijfheid. Het beoogde effect van deze

opgenomen van de constructieve eigenschappen van de toegepaste vloeren, kolommen, liggers, verbindingen en stabiliteitselementen. Resultaten De resultaten van de parameterstudie zijn uitgezet in grafieken, zodat trends te ontdekken zijn. De invloed van de vloerdikte op de eigenfrequentie blijkt gort te zijn (figuur 2). Door de grafieken te analyseren is te bepalen welke constructieve keuzen gunstig dan wel ongunstig uitpakken ten aanzien van het dynamische gedrag van het gebouwontwerp. De resultaten laten zien dat vooral de keuze van het juiste type vloersysteem van belang is voor de hoogte van de maatgevende eigenfrequenties.

Samenvatting

Uit de analyse van de werking van een verende opstelling blijkt dat de eigenfrequenties van het gebouw en de afzonderlijke gebouwdelen erg belangrijk zijn. Deze trillingsfrequenties, waarbij het gebouw of de gebouwdelen resonant gedrag vertonen, dienen zo hoog mogelijk te zijn, om de verende opstelling effectief te laten zijn. Om Figuur 2: Volgens verschillende berekeningsmethoden bepaalde eigenfrequentie bij variatie van de vloerdikte van de invloed van de keuzen van de constructeur een monoliete betonvloer, betonkwaliteit B25 op deze eigenfrequenties te bepalen zijn parameterstuopstelling is dat de maatgevende dies uitgevoerd op het maatgetrillingssignalen zodanig afgezwakt vende gebouwdeel (de vloer), en worden, dat de trillingen niet meer op het gehele gebouwontwerp. In in het gebouw waarneembaar zijn. deze laatste studie zijn variaties

Advertentie Dutch Engineering A5


25

Promotieonderzoek

Ruimtelijke stabiliteit van cirkelvormige stalen bogen Op 27 januari heeft Dagowin La Poutré zijn verdediging gehouden voor zijn proefschrift. Het onderzoek waar hij de afgelopen jaren onderzoek naar deed is de ruimtelijke stabiliteit van cirkelvormige stalen bogen. Dit artikel is een samenvatting van zijn proefschrift. Figuur 2: Yarra voetgangersbrug Melbourne

Zijn proefschrift behandelt de plastische ruimtelijke stabiliteit van cirkelvormige stalen bogen belast op buiging en normaalkracht. Voor dit type constructies zijn op het moment geen toetsingsregels beschikbaar, noch in de literatuur, noch in norm- en regelgeving. De doelstellingen van dit onderzoek zijn het bepalen van experimentele lastvervormingsdiagrammen en het kalibreren van een eindig elementenmodel met deze gegevens. Het gekalibreerde model is nodig om een parameterstudie uit te voeren waaruit een toetsingsregel voor boogconstructies kan worden afgeleid. Opstelling De experimenten zijn uitgevoerd op bogen met H-profiel als doorsnede die werden belast door een puntlast aan de top van de boog. In totaal zijn 15 proeven uitgevoerd waarbij de ontwikkelde lengte van de boog constant werd gehouden, maar de ingesloten hoek tussen 900 en 1800 werd gevarieerd. Twaalf proeven werden gedaan op ware grootte en met een doorsnede HEA 100 en drie op schaal met een doorsnede HEB 600. Veel aandacht is besteed aan het ontwerp van de randvoorwaarden: de belasting werd aangebracht aan de top van de boog in het zwaartepunt van de doorsnede zonder dat

Figuur 1: Hydrostatisch bolscharnier

26


enige torsiesteun werd verleend. Dit werd mogelijk gemaakt door de toepassing van een hydrostatisch bolscharnier. De opleggingen zijn zo ontworpen dat ze in het vlak van de boog als scharnieren werken maar uit het vlak als inklemmingen. Bij het vervormen uit het vlak van de boog veranderde de puntlast van richting met als richtpunt het midden van de koorde tussen de opleggingen. Eindig elementenmodel In een commercieel beschikbaar computerprogramma is een eindig elementenmodel ontwikkeld ten behoeve van het simuleren van de experimenten. In de doorsnede en omtrek zijn schaalelementen gebruikt. Balkelementen zijn aan het model toegevoegd om de invloed van de afrondingstralen op de torsiestijfheid te modelleren. De werkelijke zijdelingse en radiale imperfecties en de afmetingen van de doorsnede, zoals die gemeten zijn in de proefopstelling, zijn gemodelleerd. Het werkelijke materiaalgedrag is bepaald met trekproeven en bleek te varieren over de doorsnede wat gemodelleerd is in de constitutieve relatie. De initiele spanningstoestand, bestaand uit rest- en montagespanningen, is experimenteel bepaald en gemodelleerd.

Figuur 3: Kölnarena

mentenmodel is onderzocht hoe een boog ontworpen zou kunnen worden met behulp van de Algemene Methode (Overall Method) van Eurocode 3, die bedoeld is voor constructies onder willekeurige belastingen. Hieruit bleek dat de huidige knikkrommen voor kolommen en balken niet toepasbaar zijn voor de bog en onderzocht in dit proefschrift en dat nieuwe knikkrommen afgeleid louden moeten worden.

Vergelijking model-experiment Het eindige elementenmodel met bovengenoemde eigenschappen dat goede tot zeer goede resultaten in vergelijking met de experimenten. De gesimuleerde bezwijkbelastingen onderschatte de experimentele bezwijkbelastingen met maximaal 8.3% en overschatte deze met maximaal 6.1 %. Aile experimentele en gesimuleerde last-vervormingsdiagrammen vertoonden een goede gelijkenis. Met het gekalibreerde eindige ele-

Figuur 4: Opstelling en simulatie

Betondag 2004

Stand van KOers

na de opening gingen we langs de stands lopen om te kijken naar de nieuwe ontwikkelingen, die sommige bedrijven hebben meegenomen. Natuurlijk proberen ze je ook de aanacht te trekken door allerlei pennen, sleutelhangers, tassen op tafel te zetten, waar hun naam op staat zodat je reclame voor ze kan maken. Maar ja soms is het wel zo dat je niet kan weerhouden om iets te pakken. Aandachtig luisteren naar de vele voordrachten In een hoekje, een beetje afgelegen, stonden de stands king van alle prijzen was het tijd om van de studieverenigingen van de te gaan kijken naar de drukproef van verschillende technische universide studenten uit Delft. Er waren veel teiten. Meteen kwam een jongen naar mensen aanwezig en iedereen keek ons toe en vroeg ons of we een formuvol spannen naar het proef. Na de lier wilden invullen. Het was een betproef bleek dat de betonnen balk al onnen balk van 30 bij 50mm waar-in bij 150 kg ging scheuren. Iedereen stalenvezels waren verwerkt. De vraag dacht natuurlijk dat het veel meer die ze hadden was hoeveel kg kan de gewicht kon hebben maar helaas balk hebben voordat hij scheurt. Om was dit niet zo. Een beetje teleurhalf vier zouden ze de test uitoefenen gesteld ging iedereen van het bestuur met de drukbank die ze in de ruimnog een laatst rondje maken. Maar te hadden. In de zelfde ruimte zavrij snel bleven we staan bij een ten ook de bestuursleden van KOers. stand waar een vent op een scherm Om 12 uur begon de voordracht van tekeningen maakte van mensen die dhr. prof. ir. C. Kleinman. Het ging in de stoel gingen zitten. De mensen over constructief ontwerpen. Eerst wilden een karikatuur tekening van begon hij met de uitleg van wat prehun laten maken door deze kerel. Je cies constructief ontwerpen in hield kon het proces volgen op een groot en wat de functies zijn van de mensen scherm. Een paar leden van het bedie dit doen. Daarna had hij wat voorstuur hebben ook een zelf portret laten beelden van werken die doormiddel maken van hun. De tekeningen waren van goede contacten tussen archiuitstekend en natuurlijk humoristisch. tecten en constructief ontwerpers tot Daarna was het weer tijd om naar stand zijn gekomen. Daarna kwam huis te gaan. Langs de ruimte waar dhr. ing H. Kuizinga te woord. Hij had de grote aannemers waren was er het over de allerlei uitvoeringstecheen enorme lazershow met keiharde nieken. Het was een boeiend verhaal muziek. Het was duidelijk dat ze meer maar opgeven moment werd het een geld hadden besteed dan de andere beetje te langdradig. Zelf denk ik ombedrijven die aanwezig waren. Na dat mijn maag als een gekke begon mijn jas weer aangetrokken te hebte grommen van de honger. Gelukben was het weer tijd om de Doelen kig was het tijd voor de lunch. Overal te verlaten. Bij de uitgang kreeg ik waren tafels geplaatst waarop lekkere een tasje met daarin een flesje wijn. broodjes en pasta geserveerd konBeter kon het niet zijn natuurlijk. Lekden worden. Er was een overvloed ker gegeten te hebben de hele dag aan eten en drinken. Na ons buik vol en nog een flesje rode wijn erbij, mijn gegeten te hebben was er zelfs nog dag kon niet meer stuk gaan. Maar een toetje namelijk een lekker ijsje. helaas duurde deze gedachten niet Na de lunch gingen we kijken naar de lang. Eenmaal buiten regende het prijsuitreikingen; de studie prijzen en nog harder dan die ochtend zelf en de uitvoeringsprijzen. De eerste prijs het was ook nog donker en grauw. van de categorie uitvoering ging naar Helaas kunnen we niks aan het De HSL zuid combinatie. En de eerste weer doen. Het is eenmaal herfst….. prijs van de categorie studenten, ging Tot volgend jaar weer naar een studente van de technische met hoop op beter weer. universiteit van Delft. Na de uitrei-

Excursie

Het is 18 november 2004. Betondag van dit jaar is gehouden in Rotterdam bij expositie/congrescentrum de Doelen. Het is een sombere, regenachtige, grauwe, grijze dag. Het is wel opmerkelijk voor een dag waar het hoofdthema beton is. Lopend, door de regen, van het centraalstation Rotterdam naar de Doelen viel opzich wel mee. Het was alleen vijf minuten lopen maar aangekomen bij de Doelen was je het meteen vergeten dat het een regenachtige dag was. Bij de ingang kon je jas ophangen worden. Het was half tien toen we binnen kwamen. De eerste stand die je te zien kreeg was van de grote aannemers in de betonbouw. Na een bakje koffie gedronken te hebben konden we echt gaan beginnen met het bezichtigen van de stands met al die bedrijven die vertegenwoordigd waren. In het programma boekje stonden de tijden van alle gebeurtenissen op die dag. Ook was er een plattegrond van de indeling van de Doelen en een lijst van alle bedrijven die aanwezig waren. Om tien uur werd het congres geopend door de voorzitter van de betonvereniging dhr. Ir. Peter Kieft. De grote zaal waar de opening werd gehouden was heel erg groot en was maar voor een kwart gevuld. Een ding wat me opviel was dat er heel veel mensen hun mobiels niet hadden uitgedaan tijdens de opening. Men zegt vaak dat de jeugd niet zonder mobiel kan en dat ze altijd gebeld worden. Nou, nu was het duidelijk dat de ouderen hun mobieltje zeker niet uit doen of niet op silent kunnen zetten. Meteen

Omar Römer KOersief 66 - april 2005

27


Ontwikkeling geïndustrialiseerde onderbouwwijze De ontwikkeling van een geindustrialiseerde onderbouwwijze was het onderwerp van de afstudeeropdracht van Martijn van den Bouwhuijsen. Hij is afgestudeerd op 25 januari 2005. Ingegaan zal worden op de ontwikkeling van het systeem en de uitvoering ervan.

Probleemstelling Gangbare bouwwijzen voor de onderbouw (fundering + begane grondvloer) van een woning zijn niet industrieel, inefficiënt en daardoor duur. Bij gangbare onderbouwwijzen wordt gemetseld voor de kimconstructie, relatief veel beton gebruikt en zijn veel bouwplaatsmedewerkers betrokken. Het bouwproces is sterk versnipperd en het is onduidelijk wie er verantwoordelijk is voor de onderbouw. Volgens het Economisch Instituut voor de Bouwnijverheid (2004) is er in de toekomst een tekort aan gediplomeerde bouwplaatsmedewerkers. Hierdoor zal er behoefte zijn aan eenvoudige arbeidsextensieve bouwwijzen. De Civil Engineering Research Foundation (V.S. 2004) stelt bovendien dat de energiekosten hoger worden vanwege schaarste aan fossiele brandstoffen als olie, gas en kolen. Hierdoor zal er behoefte zijn aan zuinige (bouw)processen en (bouw)producten.

Om inzicht te krijgen in de kostenstructuur van de geïndustrialiseerde onderbouwwijze in vergelijking met bestaande onderbouwwijzen is een bouwkostenanalyse gemaakt.

Doelstelling Ontwikkelen van een eenvoudige, efficiënte en geïndustrialiseerde onderbouwwijze. De onderbouwwijze moet geschikt zijn voor woningbouw met funderingen op staal of palenfunderingen. De onderbouw moet voldoen aan sterkte – en stijfheideisen. De onderbouwwijze moet flexibel zijn ten aanzien van leidingen doorvoer en het maken van verschillende vormen van het funderingsplan.

Conclusies ten aanzien van de uitvoering, constructie en bouwkosten Uit het proefproject blijkt de geïndustrialiseerde onderbouw maakbaar

Methode van onderzoek Om de uitvoerbaarheid van de geïndustrialiseerde onderbouwwijze te onderzoeken, is een proefproject gerealiseerd: (experimenteel onderzoek). Hiernaast is een constructieve controleberekening gemaakt van de geïndustrialiseerde funderingsbalk.

28


Productie – en bouwproces van de geïndustrialiseerde onderbouwwijze. Het bekistingsysteem voor de onderbouwwijze wordt in een fabrieksmatig proces gemaakt van standaard industriële halffabrikaten: een standaard wapeningskorf, standaard EPS bekistingdelen en standaard voorgespannen betonnen T – liggers. Op de bouwplaats wordt het bekistingsysteem verwerkt en wordt de betonmortel voor de begane grond vloer en fundering gelijktijdig gestort. De geïntegreerde kimconstructie is geplaatst: gezette staal profielen steunen tijdelijk op het EPS bovenstuk. Na verharden van de betonmortel steunen de gezette staal profielen op het beton.

Figuur 1 (links): Bekistingsysteem (gedeeltelijk) voor de geïndustrialiseerde onderbouw tijdens het productieproces.

te zijn. Het bouwproces is eenvoudig en doeltreffend. De bouwtijd van de geïndustrialiseerde onderbouwwijze is waarschijnlijk korter dan bij gangbare onderbouwwijzen. Dit komt onder andere door het in één keer storten van de fundering en begane grondvloer, doordat er minder graafwerkzaamheden zijn dan bij bestaande onderbouwwijzen en doordat het bekistingsysteem in de productie fase gemaakt en direct op de bouwplaats gesteld kan worden. De geïndustrialiseerde funderingsbalk voldoet aan sterkte – en stijfheideisen bij een fundering op staal en een palenfundering. In vergelijking met gangbare onderbouwwijzen voor funderingen op staal en palenfunderingen is de geïndustrialiseerde onderbouwwijze goedkoper. Dit komt voornamelijk doordat bij de geïndustrialiseerde onderbouwwijze weinig beton wordt

Figuur 2: Geïndustrialiseerde onderbouw, situatie vlak vóór het storten van de betonmortel.

Figuur 3: Ruimtelijke weergave van de geïndustrialiseerde funderingsbalk.

Aanbevelingen voor verder onderzoek. De geïndustrialiseerde onderbouwwijze dient ook geschikt te zijn voor hout , staal – en betonskeletbouw. De onderbouw detaillering dient getoetst te worden op deze bovenbouw typen. Het is

raadzaam om andere manieren van stellen van het bekistingsysteem op de bouwplaats verder te ontwikkelen. Stellen met een bokconstructie lijkt een goede oplossing. Hierbij dient een stijve stelstaaf te worden gebruikt (bijvoorbeeld �50) om te voorkomen dat het bekistingsysteem te veel zakt bij het aanvullen van het zandpakket in de sleuf. Om een méér realistische bouwkosten vergelijking tussen onderbouwwijzen te maken is het raadzaam om 2 voorbeeld projecten met een verschillende onderbouwwijze te bouwen en te vergelijken. Er is beredeneerd dat de geïndustrialiseerde onderbouwwijze waarschijnlijk zal voldoen aan eisen ten aanzien van de isolatie. Een bouwfysische controleberekening van het onderbouw detail van de geïndustrialiseerde onderbouw wordt echter aanbevolen.

Figuur 4: Bouwkosten vergelijking van de geïndustrialiseerde onderbouw bij een fundering op staal. 1: Traditionele onderbouw 2. Vloer met vorstrand 3: Geïndustrialiseerde onderbouw.

Advertentie Van de Laar A5 KOersief 66 - april 2005


gebruikt en er niet gemetseld wordt (arbeidsintensief).

29

Borrel

Absint-borrel Na uitvoerig onderzoek is gebleken dat er een evenredig verband bestaat tussen de opkomst bij een KOersborrel en het alcoholpercentage van de speciale actie. Kortom, hoe hoger het alcoholpercentage hoe meer leden die naar de borrel komen. De smaak van de cocktail blijkt van on-

dergeschikt belang. Of we hier trots op moeten zijn, zullen we maar niet bespreken. Dit wetende besloot de borrelcommissie het hoogste alcoholpercentage wat verkrijgbaar is aan te schaffen en zie daar: de Absint-borrel was een feit. Aangezien we bijzonder veel waarde hechten aan de groene kleur van dit drankje hebben we uiteindelijk toch voor een bescheiden 50% gekozen. Absint dankt zijn bekendheid aan de hallucinaties die het zou veroorzaken. Op het verschijnen van 2 sinterklazen na, is hier voor zover bekend (helaas) geen sprake van geweest. Misschien moeten we de volgende keer toch de fles met 78% inkopen. Er is nog een halve fles over dus iedereen die alsnog een poging wil doen om de

stress van vloer 5 te ontvluchten en zich even wil wanen in een wereld zonder eindige elementen en potentiële energie…Wij zijn u tot dienst. De borrelcommissie.

Staalplaat-betonvloeren

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

30

Tel/fax:

071-5418923 / 071-5419670

e-mail:

[email protected]

website:

www.dutchengineering.nl


Winkelcentrum Piazza Eindhoven

Kantoor Unilever "De Brug" Rotterdam

Onderdeel van uitdagingen

Nieuwjaarsborrel KOers borrel centraal. In het begin van de borrel werd het reisverslag van de buitenlandse studiereis naar Zwitserland aan de deelnemers uitgereikt. Een bundel met uiteenlopende verhalen over de studiereis en wat men er gezien heeft. Nadat Dennis was rond geweest met enkele schalen gefrituurde snacks en Sigrid de laatste tosti’s had verkocht gaf de buitenlandsestudiereiscommissie rond half zes een presentatie over de nieuwe buitenlandse studiereis. Een tweeweekse reis naar Frankfurt am Main en Rome. In de presentatie schoten verschillende plaatjes van hoogbouwprojecten, moderne en historische architectuur uit de steden voorbij. Waarna een globale planning werd gepresenteerd. Het lijkt een interessante reis te worden en dat vonden er meerdere. De eerste inschrijvingen waren er dan ook al tijdens deze borrel. Als Karin iets over zeven aan geeft dat iedereen nog iets kan bestellen voor de laatste ronde, blijkt dit ook echt de laatste ronde te zijn. Is het niet dat het tijd is,

Borrel

Een nieuw jaar, tijd voor nieuwe voornemens of zijn het voornemens van een jaar terug waar men in het afgelopen jaar niet aan is toegekomen? Vele goede voornemens zullen ondertussen alweer in de ijskast terecht gekomen zijn voor het nieuwe jaar over vele maanden. Andere hebben de daad bij het woord gevoegd en zijn naar de eerste KOers borrel van 2005 gekomen. Het was dan ook een borrel met verschillende nieuwe gezichten. Dit was zelfs aan beide kanten van de bar. Niet dat de leden van barcommissie als goede voornemen hadden om de bar een keer van de andere kant te bekijken. Ze hadden een wintersportvakantie gepland tijdens deze nieuwjaarsborrel. Alleen hun personeel in de persoon van onze voorzitter Alexander Suma was te vinden achter de bar. Dit werd aangevuld met de dames uit het bestuur die de taken overnamen van de barcommissie. Voor Alexander zat er niks anders op dan personeel te blijven. Naast het nieuwe jaar stond de buitenlandse studiereis op deze

dan wel doordat het bier in de koelkasten op is. De barcommissie mag trots zijn op hun vervangers. Geert Brouwers


31

Droogstapelen bij geprefabriceerde betonconstructies

Verbindingen tussen geprefabriceerde beton-elementen zoals die in de hebouwpraktijk worden dendaagse toegepast, zijn al redelijk eenvoudig en niet heel erg bewerkelijk. De meest eenvoudige verbinding echter, is een verbinding waarbij de afzonderlijke beton-elementen los (zonder mechanische verbinding) op elkaar zijn gestapeld. In dit onderzoek zijn de consequenties van een dergelijke bouwwijze, die in dit rapport “droog stapelen” is genoemd, onderzocht. Er is een inventarisatie gemaakt van de meest gangbare verbindingstypen zoals die in de praktijk voorkomen, bijvoorbeeld de vloer-wanden de balk-kolom-verbinding. Van de verschillende verbindingstypen is onderzocht of deze in aanmerking zouden komen om droog te stapelen. Dit resulteerde in enkele verbindingstypen die potentieel droog te stapelen zijn. Van deze verbindingstypen is de wandop-wand-verbinding nader beschouwd. Na een onderzoek met betrekking tot de mogelijke uitvoeringswijzen voor het contactvlak is gekozen voor toepassing van bolvormige contactpunten aan de onderzijde van de droog te stapelen wand-elementen (figuur 1). Voordelen zijn dat de over te brengen drukkracht

die opgenomen kunnen worden zijn inderdaad dermate hoog dat praktische toepassing van een dergelijk contactvlak mogelijk is. De opname van een spiraalwapening voorkomt het bezwijken ten gevolge van hoge splijtspanningen. Verder is bekeken wat het gevolg is van de toepassing van een bolvormig contactvlak in de wand-wand-verbinding voor de gehele constructie. Het feit dat niet op hoogte gesteld kan worden hoeft niet tot bezwaren te leiden. Bij stapeling van de wand-elementen in halfsteens-metselwerkverband kan tot enkele bouwlagen gestapeld worden, mits een voldoende grote voegafmeting tussen de afzonderlijke wand-elementen wordt aangehouden. Mocht een maatcorrectie toch noodzakelijk zijn, dan kunnen stalen stelplaatjes tussen de contactpunten toegepast worden.

centraal in de doorsnede wordt ingeleid en dat een kleine rotatie mogelijk is zonder dat dit van invloed is op het spanningspatroon in het contactvlak. Een bolvormig contactvlak brengt een relatief klein lastvlak met zich mee, met als twee voornaamste consequenties: 1. Het optreden van hoge contactdrukspanningen. 2. Het optreden van splijttrekspanningen in de omgeving van het contactvlak.

De stabiliteit en samenhang van de gehele constructie verdient bijzondere aandacht. Waar in de uitvoeringsfase wellicht kan worden volstaan met horizontale krachtsoverdracht in het contactvlak door wrijving is dit in de gebruiksfase onacceptabel. Bijzondere belastingen zoals een explosiebelasting en het voorkómen van voortschrijdende instorting maken het noodzakelijk dat in de gebruiksfase een mechanische koppeling tussen de wandelementen is aangebracht. Dit is in dit onderzoek niet uitvoerig onderzocht.

Met behulp van formules van Hertz en het artikel “verhoogde oplegdruk” uit NEN 6720 is een theoretisch model gemaakt waarmee de optredende en toelaatbare contactdrukspanningen berekend kunnen worden. Met dit model is bepaald dat (rekenwaarden van) de krachten die in de praktijk in het geval van een niet te hoog gebouw op een dergelijk contactvlak voor zouden kunnen komen, opgenomen kunnen worden. Om de splijttrekspanningen op te nemen, is het toepassen van splijtwapening, zoals een spiraalvormige wapeningsstaaf, noodzakelijk. Beide aandachtspunten zijn ook experimenteel onderzocht. Uit dit onderzoek is gebleken dat het voorgestelde model het gedrag van een bolvormig contactvlak voor de gedane proeven goed beschrijft (figuur 2). De krachten

Met dit onderzoek is een eerste aanzet gegeven tot een droog gestapelde bouwwijze. Er is echter nog veel onderzoek nodig alvorens een dergelijk systeem in de praktijk kan worden toegepast. Met name kan hierbij gedacht worden aan verder onderzoek naar het vervullen van de secundaire functies van de verbinding ten behoeve van de stabili-


Het onderzoek van Wilbert Savelkouls gaat over het droog stapelen van geprefabriceerde betonconstructies. Daarbij heeft hij een vergelijking getrokken tussen het theoretisch model en de experimenten die hij heeft uitgevoerd. Hij is afgestudeerd op 27 januari 2005.

teit en samenhang van de constructie. stort 1, 1200B experiment

theorie

1200

kracht (kN)

1000 800 600 400 200 0

0

0.5

1

1.5

2

2.5

verplaatsing (mm)

Figuur 1: Bolvormig contactvlak

Figuur 2: Experimenteel resultaat en theoretisch model


33

Wist je datjes

Wist je datjes • • • • • • • • • • • • • • • •

Na het feestje van Fuut, om half 4 snachts, een ode gebracht werd aan Wendy? Iedereen in de flat die niet Wendy heette, er ook van mocht meegenieten? Karin haar computer koelt met haar koude handen? Alexandro darten belangrijker vindt dan een telefoontje? Dat Sigrid niet tegen kietelen kan? Wij het dus niet erg vinden als iemand het uitprobeert? KOers enkele weken rijk is geweest? KOers een kast heeft overgenomen van Fago? Deze kast al heel lang niet open is geweest? Er kalenders in liggen van 26 jaar terug? Alexander verweten wordt dat hij te hard aan project werkt? Karin hele tassen naar vloer 5 zeult om daarna in geen velden of wegen meer te bekennen te zijn? (zou het een bom zijn geweest?) Alexandro graag ge-update is? Dennis zijn eigen telefoon niet hoort overgaan? Iedereen onderhand weet dat hij het deuntje van Indiana Jones heeft? Tatadataaaa tatada…

��

��

��

��

��

34


KOersief 66. Thema Hoogbouw: Turning Torso Taipei 101 Belvédère Rotterdam. Betondag Promotie onderzoeken. Diverse borrels

Recommend Documents