KOersief 69. Thema Stadions: Overzicht stadions Uitbreiding Feijenoord stadion Amsterdam ArenA Allianz Arena München

KO e r sief 6 9

Thema Stadions: Overzicht stadions Uitbreiding Feijenoord stadion Amsterdam ArenA Allianz Arena München Promotie onderzoek Bright Ng’Andu Research Dag Excursie Porthos Excursie Noord-Zuidlijn KOersief 69 - april 2006 - 1 Excursie suikersilo’s Excursie Plussenburgh

KOersief Inhoud 5

Redactioneel

7

Ondergronsbouwen of hoogbouw? column van André Verschoor

9

Ontwerp voor het Muziekpalies in Utrecht samenvatting afstudeerverslag Niels van Kronenberg

10

Excursie suikersilo’s door Marcel Sesink

12

De KOersEmbassey door Niels van Kronenberg

13

Houten elementen loodrecht op de gevelbelast door verbindingsmiddelen door ing. Dennis Schoenmakers

14

Inleiding thema Stadions

16

Overzicht stadions

16

Stadion Feijenoord Rotterdam door Zwarts & Jansma architecten

19

Allianz Arena München door Gertjan Coenen

20

Amsterdam ArenA is continu in beweging door Ir. G.A. van der Lee en S.E. de Louw

22

KOers in Rotterdam door Philippe Rol

26

Foto verslag Studiereis Canada

27

De analyse, ontwerp en uitwerking van een nieuwe type houten vloersysteem samenvatting afstudeerverslag Lars Koops

28

Rotatiecapaciteit en herverdeling van momenten van een enklevoudig statisch onbepaald gewapende betonligger samenvatting afstudeerverslag Rolf Doets

30

Cementlezing 2006 door Bas Wijnbeld

32

Bracing Steel Frames with Calcium Silicate Element Walls Promotieonderzoek van Bright Ng’Andu

33

Staafconstructies in blob-architectuur door Jules Miseré

34

Excursie woontoren Porthos door Jeppe van Zanten

36 37

[email protected]

Toezicht op de bouw; zinvol? door Bas Wijnbeld

[email protected] Annemarie Hoogervorst

Research Dag 2006 door Dr. Ir. A.T. Vermeltfoort en Dr. Ir. H. Hofmeyer

38

Excursie Noord-Zuidlijn door Gertjan Coenen

40

Wist je datjes

42

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 via e-mail. zonder Bij voorkeur Word-bestand Figuren apart meezenden. Kopij KOersief 70 zonder opmaak inleveren op diskette of vóór 2006. apart meeviaaugustus e-mail. Figuren

zenden. Kopij KOersief 64 Redactie inleveren vóór 21 mei 2004. Bas Wijnbeld

Redactie Gertjan Coenen

[email protected]. Foto nl omslag Philips Stadion, Eindhoven Michaël Fütterer Bas Wijnbeld

KOersief 69 - april 2006 - 3

Inhoud

Woordje van de voorzitter

CO-lofon

De lente is alweer ruim een maand geleden begonnen, maar pas wanneer de zon begint te schijnen en de temperatuur begint te stijgen merk je dat er weer een mooie periode aankomt naar de zomer toe. Bomen en planten staan in bloei of krijgen weer bladeren en iedereen krijgt lentekriebels als het een dag mooi weer is. Zo ook deze zondag als ik binnen zit achter m’n laptop om te studeren en dit stukje te schrijven. Ik had liever op het terras gezeten met een koud pilsje, maar ja, die tijd komt nog wel. Klagen mag ik zeker niet, begin april heb ik samen met 20 andere KOersleden twee weken lang volop kunnen genieten van een geweldige studiereis in Canada. Een interessante en boeiende reis afgewisseld met amusement tot in de vroege uurtjes. Ik dagdroom nog even na en constateer dat ik weer terug in Nederland ben en probeer het werk weer op te pakken. De agenda wordt weer gevuld met vergaderingen, afspraken, activiteiten en nog veel meer. Er gebeuren toch meer dingen dan je denkt als je twee weken niet aanwezig bent. Op z’n tijd vind ik het dan ook heerlijk om na een drukke dag nog eens lekker te gaan sporten. Of ik daar tijd voor heb? Niet altijd, maar als het even kan maak ik er tijd voor vrij. Lekker het zwembad in om afgebeuld te worden tijdens de waterpolotraining. Nog even terugkijkend naar het afgelopen trimester, zie ik dat er een mix geweest is van excursies, lezingen en gezelligheden. We zijn in Rotterdam geweest om te kijken naar het project Plussenburgh, in Amsterdam hebben we een architectenbureau, de suikersilo’s en de Noord-zuidlijn bezocht. Tevens hebben we in Delft de Cementlezing bijgewoond. Ook zijn er een aantal lezingen op de TU/e geweest. De jaarlijks terugkerende dartborrel was weer een groot succes, al heb ik wel gemerkt dat ik nog heel wat moet oefenen om verder te komen dan de eerste ronde. Wat valt er nog te verwachten voor de zomervakantie ingaat? Er komen binnenkort nog een aantal activiteiten langs die jaarlijks terugkeren zoals het KOersfeest, de Betonkanorace en de jaarlijkse afsluitende BBQ. Daarnaast komen er nog de nodige KOersborrels, een studentenstaalbouwdag, excursies, lezingen en hoogstwaarschijnlijk een workshop. Dus nog een gevarieerd aanbod van activiteiten met een dosis gezelligheid. De zon gaat nu onder op deze mooie zondag en daarbij sluit ik ook mijn stuk. Ik wens jullie veel leesplezier met het nieuwe thema van deze KOersief: Stadions.

Maarten Braem Voorzitter KOers


Woordje van de voorzitter

Beste KOersleden,

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

Voor deze KOersief is als thema stadions gekozen, reden hiervoor is dat er in stadions veel innovatie en vernieuwing ontstaat, vooral op het gebied van de constructie. Het eerder bedachte thema ondergronds bouwen hebben we laten vallen, omdat een andere studievereniging tussentijds haar blad met dit thema had uitgebracht. Een tegenvaller, maar uiteindelijk helemaal goed gekomen. Met betrekking tot het thema stadions zijn een viertal artikelen opgenomen. Eén artikel geeft een overzicht van interessante stadions, met een paar korte gegevens. De lezer kan bij interesse zelf opzoek gaan naar meer informatie. In de andere drie artikelen worden achtereenvolgens de volgende projecten beschreven: uitbreiding Feijenoord Stadion, Amsterdam ArenA en de Allianz Arena. Net als altijd hebben onze vaste columnisten weer een column geschreven. Het onderwerp van deze columns is nog verbonden met het oude thema: ondergronds bouwen of hoogbouw? Verder hebben we de nodige excursie verslagen, een verslag van de Research Dag, meerdere afstudeerverslagen en een samenvatting van een promotieonderzoek. Voor dit trimester staat het bouwen van een nieuwe website op het programma. Hoewel de oude website er goed uit ziet, is hij vaak onoverzichtelijk voor zowel de bezoeker als de redacteur. Het doel van de nieuwe website is dus vooral het geheel overzichtelijker maken voor de bezoekers en makkelijker te onderhouden maken voor de redacteur. Deze website zal gepresenteerd worden tijdens de wissel ALV. Veel plezier met het lezen van deze KOersief. Bas Wijnbeld


Redactioneel

De zon begint nu echt te schijnen in Nederland. We zijn net anderhalve week terug uit Canada, waar we een fantastische studiereis hebben gehad. Het hele afgelopen trimester hebben we eigenlijk leuke activiteiten gehad, maar zo’n studiereis is iets dat ik niet snel zal vergeten. Gister nog even lekker in de zon naar het Philips stadion gefietst om even een foto te maken voor op de voorpagina en vandaag weer zo’n stralende dag. De eerste BBQ staat al in de planning en het kan ook niet lang duren voordat ik met de rest van het bestuur op het terras zit. Vandaag zal dat echter niet gebeuren, er moet nog genoeg gedaan worden voor de KOersief en de rest van het bestuur heeft het niet minder druk.

Hoogbouw of ondergronds bouwen?

“Met meer heuvels in Nederland hebben meer mensen een huis met uitzicht”

Column

“Met meer heuvels in Nederland hebben meer mensen een huis met uitzicht ”. Deze uitspraak van de onbekende dichter “de Romein” zegt eigenlijk alles al. Bij de keuze tussen hoogbouw of ondergronds bouwen dient vooral rekening gehouden te worden met de gebruiker; de Nederlander (en incidenteel de passant). Door Ir. André Verschoor

Het wordt lastig om met een bulldozer Nederland door te gaan en onderweg heuvels achter te laten. Hoogbouw kan dan fungeren als surrogaat-heuvel. Immers, als ze niet te dicht bij elkaar staan heeft iedereen in de hoogbouw een fraai uitzicht. Echter, alle bewoners die jarenlang genoten van de uitgestrektheid van de Zuid-Hollandse polders komen langzaam onder bereik van de lange slagschaduw van deze hoogbouw. Het boezemwaterkanaal verdwijnt niet meer in het perspectief maar bots tegen een concentratie van hoogbouw. Een dilemma. Het wordt kiezen dus. Mijn idee zou zijn om veel van de infrastructuur ondergronds aan te leggen en het wonen/werken bovengronds. Gedeeltelijk ondergrondse snelwegen en/of spoorwegen levert veel extra ruimte op. Veronderstel dat 1% van alle snelwegen in Nederland worden ondersluist, dan ontstaat 75 ha bebouw-

baar oppervlak. Nog een overweging. Wat gebeurt er met de draaiing van de aarde als we in volle vaart steeds meer gewicht in hoogbouw brengen, verder van het middelpunt van de aarde en ongelijk verdeeld (in het Westen veel meer dan in bijvoorbeeld Afrika)? Natuurlijk een puur theoretische vraag, maar wellicht een uitdaging voor een aankomend constructeur om aan te geven waar de grens ligt. Het is een vraag in dezelfde orde als: hoe verandert het klimaat door het afremmen van de luchtstromen boven Nederland middels windmolens? Als er een theorie bestaat dat een niesende vlinder in Brazilië een orkaan in New Orleans kan veroorzaken, dan telt dit zeker mee. Totdat we zeker weten hoe de theorieën in werkelijkheid uitwerken bouwen we natuurlijk driftig Nederland vol. Ondergronds en bovengronds. Het wordt weer mooi bouwen!


Samenvatting afstudeerverslag

Ontwerp voor het Muziekpaleis in Utrecht De gemeente Utrecht gaat het stationsgebied aanpakken. Muziekcentrum Vredenburg, poppodium Tivoli en de Stichting Jazz Utrecht (SJU) moeten samen in één gebouw worden ondergebracht: het Muziekpaleis. Het nieuwe Muziekpaleis krijgt een prominente plaats in het stationsgebied, op de huidige locatie van het Muziekcentrum Vredenburg. De grote zaal van Vredenburg blijft behouden en er worden  zalen bijgebouwd. Er is een ontwerp gemaakt voor dit nieuwe Muziekpaleis waarin de verschillende organisaties zich thuis voelen. Twee zalen worden gestapeld in een toren. Deze toren is constructief en bouwkundig verder uitgewerkt.

Afbeelding 2: Tivoli kraagt uit boven plein

Door Niels van Kronenberg De opgave van dit project wordt als volgt geformuleerd: Muziekcentrum Vredenburg, poppodium Tivoli en de Stichting Jazz Utrecht (SJU) moeten samen in één gebouw worden ondergebracht: het Muziekpaleis. Dit Muziekpaleis moet komen op de oude plek van Vredenburg, aan de Lange Viestraat in Utrecht. Het nieuwe gecombineerde muziekgebouw voor Vredenburg, Tivoli en SJU moet een complex worden waarin de eigen identiteit van de organisaties herkenbaar blijft. Vanwege de goede akoestiek in de huidige grote zaal van Vredenburg, is besloten deze zaal te behouden, terwijl de rest van het bestaande gebouw wordt gesloopt. De nieuwe functies worden om deze grote zaal heen gebouwd. Er zullen vier zalen worden bijgebouwd. Het nieuwe Muziekpaleis moet samen met plein Vredenburg het culturele centrum van Utrecht worden. Dit heeft geleid tot de volgende doelstelling: ‘‘Het maken van een uitdagend constructief ontwerp

Afbeelding 1: Bovenaanzicht van toren 10 - KOersief 69 - april 2006

voor een Muziekpaleis in Utrecht, met kolomvrije zalen. In dit Muziekpaleis moeten Vredenburg, Tivoli en SJU zich thuis voelen.’’ Wat het Muziekpaleis zo interessant maakt, is dat er drie verschillende muziekstromingen in hetzelfde gebouw worden ondergebracht. Er zijn grote verschillen tussen de groepen mensen die naar het Muziekpaleis komen en daar moet zeker rekening mee worden gehouden. Aan de hand van analyses van bestaande podia en de omgeving, is een aantal uitgangspunten voor het ontwerp opgesteld. Deze uitgangspunten zijn verwerkt in het ontwerp voor het gehele plan. Het Muziekpaleis is door de verschillende muziekstromingen die erin worden gespeeld, eigenlijk een stad in een stad. Door in het Muziekpaleis een centraal plein te creëren dat ontsloten wordt door steegjes, loopt de stad als het ware door in het Muziekpaleis. Het centrale plein

in het gebouw doet dienst als foyer voor het hele gebouw. Van hier uit worden de bezoekers naar de zaal van hun keuze geleid (zie afbeelding 1). Door de rechthoekige, moderne zaal van Tivoli uit te laten steken boven het plein Vredenburg, wordt het plein als het ware onder de zaal door het Muziekpaleis in getrokken (zie afbeelding 2). In het ontwerp krijgt de bestaande, grote zaal van Vredenburg een belangrijke plaats. De zaal moet vanuit verschillende richtingen zichtbaar blijven. Dit brengt met zich mee dat de nieuwe zalen niet te dicht tegen de bestaande grote zaal aan gebouwd kunnen worden. Aangezien de identiteit van de verschillende organisaties behouden moet blijven, worden de nieuwe zalen niet in dezelfde stijl gebouwd als het oude Vredenburg. Door de zalen los te koppelen van de andere zalen en door hun vorm en bekleding krijgen ze een eigen identiteit. De zalen worden aan elkaar verbonden door de gezamenlijke functie en de gezamenlijke ruimtes. Door de zalen van buitenaf zichtbaar te houden en de vorm en bekleding van de zaal, is het voor de bezoekers meteen duidelijk waar ze naar toe moeten. De Jazzzaal, de Crossoverzaal en de kantoren worden gestapeld in een toren. Het Muziekpaleis staat op een prominente plaats in het Stationsgebied en trekt mensen uit de hele stad naar zich toe. Het gebouw moet een herkenningspunt worden in de stad: een landmark. Hiervoor wordt de toren gebruikt. Vanwege de omvang van de opdracht is alleen de toren constructief en bouwtechnisch uitgewerkt. Bij het ontwerp van de toren is rekening gehouden met de eerder

verdiepingen boven de constructielaag kunnen dan wel binnenkolommen in het midden van de toren staan die steunen op het vakwerk op de constructielaag. Er wordt als het ware een tafel gecreëerd die over de Jazzzaal heen wordt gezet (zie afbeelding 3). Om hem beter op te laten vallen van buitenaf steekt de Cross-overzaal 6 meter boven de toren uit. Dat wil zeggen dat de hoofdkolommen en de gevel van de toren stoppen op 48 meter hoogte, terwijl de zaal doorgaat tot 54 meter hoogte. De wanden van de zaal bevinden zich binnen de hoofdkolommen. Van buitenaf is de constructie (kolommen met daartussenin de diagonalen) over de hele hoogte zichtbaar. De zaal staat als een los element in de toren en steekt uit buiten de toren. Het lijkt alsof de zaal gevangen zit in de hoofdconstructie en daar aan de bovenkant uitbreekt (zie afbeelding 2). Het boven de toren uitstekende deel van de zaal wordt de dakopbouw genoemd. Doordat de gehele zaal binnen de hoofdkolommen valt, bevindt de dakopbouw zich ook binnen de hoofdkolommen. Voor de bevestiging van de kolommen van de dakopbouw worden aan de hoofdkolommen consoles gelast waarop de kolommen van de dakopbouw rusten. Dit betekent dat er excentriciteitmomenten optreden in de hoofdkolommen. Deze

Afbeelding 4: Perspectief toren

kolommen zijn hier op gedimensioneerd. Doordat in de Cross-overzaal geen kolommen kunnen staan wordt ook hier een vakwerkligger toegepast die het dak draagt. Ook de onderliggende verdieping wordt opgehangen aan het vakwerk onder het dak. De stabiliteit wordt verzorgd door diagonalen die tussen de hoofdkolommen doorlopen en de hoofdkolommen zelf. De hoofdkolommen vormen samen met de diagonalen en de vloeren een opengewerkte buis. Door schijfwerking in de vloeren wordt de horizontale belasting overgedragen aan de hoofdkolommen en de diagonalen. De diagonalen lopen, als een helix, rond en dragen op deze manier de horizontale belasting op de toren via trek- en drukkrachten af naar de fundering. Doordat de diagonalen niet allemaal in hetzelfde vlak liggen, ontstaat een stabiel geheel. Door de gevel transparant te houden, zijn de verschillende zalen en de constructie van buitenaf goed zichtbaar. De toren springt in het oog door de opvallende zalen onder- en bovenin de toren, het spannende lijnenspel van de roltrappen en de diagonalen in de gevel (zie afbeelding 4). Na afronding van het ontwerp zijn de verschillende constructieonderdelen van de toren gedimensioneerd. Een aantal belangrijke details zijn verder uitgewerkt.

Figuur 3: Constructie principe toren

Er is een ontwerp gemaakt dat goed aansluit op de omgeving en de omgeving als het ware in het gebouw trekt. Toch valt het gebouw ook op in de omgeving. De eigen identiteit van de nieuwe gebruikers is zichtbaar en door de transparante gevels is het voor de bezoekers meteen duidelijk waar ze naar toe moeten. KOersief 69 - april 2006 - 11


besproken uitgangspunten. Dit resulteert in een ellipsvormige plattegrond. De Jazzzaal wordt onderin de toren gesitueerd en krijgt de vorm en karakteristiek van de onderkant van een saxofoon. De zaal wordt bekleed met koperen platen die er voor zorgen dat meteen duidelijk is welke soort muziek in de zaal wordt gespeeld. De Cross-overzaal bevindt zich bovenin de toren en steekt hier gedeeltelijk uit. Deze zaal wordt bekleed met houten panelen van een lichte kleur die de zaal een chique, maar toch moderne uitstraling verlenen. Het verticale transport gebeurt met behulp van gekromde roltrappen die zich in een circulatiezone bevinden. Deze circulatiezone cirkelt rond de verblijfsgebieden. Voor de constructie van de toren worden stalen hoofdkolommen (doorsnede: 610mm) geplaatst op de scheiding tussen de verblijfsruimtes en de circulatieruimte. In het midden van de toren kunnen op de onderste vier verdiepingen geen kolommen staan, omdat daar de Jazzzaal is gesitueerd. De overspanning van de vloeren is maximaal 21 meter en die overspanning is niet te realiseren met een standaard ligger met redelijke afmetingen. Daarom is er een constructielaag toegepast die bestaat uit verdiepingshoge vakwerken die overspannen tussen de hoofdkolommen. Op de

Excursie

Excursie suikersilo’s Donderdag 16 februari is KOers naar Amsterdam gegaan voor een bezoek aan het architectenbureau van Soeters van Eldonk Ponec. Vervolgens was er een projectbezoek aan de suikersilo’s op het voormalige CSM terrein die verbouwd worden tot woontoren. Figuur 2: Render ontwerp suikersilo’s

Door Marcel Sesink

Als eerste zijn we met een kleine groep studenten naar het fraai uitziende architectenbureau Soeters van Eldonk Ponec geweest. Hier hebben we een korte presentatie van Sjoerd Soeters gekregen, waarin hij kort het stedenbouwkundige plan voor het CSM-terreinen heeft uitgelegd en iets heeft verteld over het herontwerp voor de suikersilo’s. Het belangrijkste uitgangspunt voor het stedenbouwkundig plan is het behoud en herstel van waardevolle bestaande industriële gebouwen. Halverwege de middag zijn we vertrokken naar de twee 50 meter hoge betonnen suikersilo’s voor een rondleiding. De silo’s vormen op grote afstand het logo van het voormalige CSM-terrein in Halfweg. De gebouwen zijn geen monumenten, maar maken onlosmakelijk deel uit van de industriële geschiedenis en het industriële erfgoed van het totale CSM-terrein. Nu worden

deze twee ‘torens’ omgebouwd tot kantoren. De silo’s zijn eerst tot hun essentie teruggebracht door de bestaande verbindingsbrug, installatiegebouwtjes en de transporttoren te slopen. Ook zijn de metselwerk muren op de begane grond verwijderd, zodat bij het herontwerp van het exterieur van de silo’s de hoofddraagconstructie zichtbaar wordt. De terugspringende, fors gedimensioneerde, betonconstructie wordt als dramatische constructieve plint beeldbepalend voor de silo. Tussen de binnenste en buitenste betonnen wanden worden vloeren met een diagonale structuur gelegd. Het idee was om in het hart van het gebouw een vide te realiseren over de gehele hoogte, waarmee de totale interne hoogtemaat van de oorspronkelijke silo ervaarbaar bleef, maar vanwege brandveiligheidseisen is dit idee van de baan geveegd. In de silo

Figuur 3: Render onderzijde dak

wordt een kern geplaatst met alle voorzieningen, liften en trappen. Nadat de vloeren zijn gelegd, worden de ruitvormige ramen en deuren uit de dikke betonwanden gezaagd. De projectleidster vertelde dat dit tot veel problemen leidde. De betonwanden moeten, doordat ze zo dik zijn, aan twee kanten worden ingezaagd. Alleen het zagen van de gaten kostte per verdieping al 3 weken. Met het perforeren van de gevel transformeert het oorspronkelijke beeld van de suikersilo. Er is in het ontwerp gezocht naar middelen om juist de zwaarte, de logheid en de ongrijpbaarheid in schaal van het gebouw te benadrukken. Met de keuze van de ruitvormige opgelegde ramen en blindramen in colorbel beplating ontstaan er sterke diagonale patronen over de gevel die abstract en schaalloos zijn. Met het aanbrengen van een keramische gevelbeplating behouden de gebouwen op een verfijnde manier, hun zware steenachtige karakter. De hoofdentrees van de silo’s zijn tegenover elkaar gesitueerd in het nauwe tussenstuk tussen beide gebouwen. www.cobraspen. Op de site nl/content/projectontwikkeling/ Stedenbouwkundig_pla.php

Figuur 1: Suikersilo’s 12 - KOersief 69 - april 2006

kun je meer lezen over het masterplan en de suikersilo’s.

De KOersEmbassey Het is rond een uur of half tien op donderdag 23 februari, de CarnavalsBorrel bij KOers. De polonaise is net achter de rug en ik zat met Mariëlle over de volgende borrel, de Dartborrel, te praten. Nu kan ik me nog vaag herinneren dat ik iets gezegd heb van dat ik anders wel wilde helpen met de organisatie van de KOersEmbassey. De volgende dag kreeg ik een e-mail van Fuut met daarin de zaken die zij, als borrelcommissie, zouden regelen en de zaken die ik, als dartcoördinator, even moest regelen. 4 dartborden, de eerste prijs, een poule indeling en het belangrijkste…deelnemers. Door Niels Kronenberg Ook dit jaar werden er bij KOers op vloer 5 weer 4, speciaal voor het toernooi ingerichte, dartbanen aangelegd. Met een nieuw bord als centrecort. De eerste prijs was nog groter dan vorig jaar, de poule indeling kon pas op de dag zelf worden gemaakt (omdat er altijd mensen zijn die tot het laatste wachten voordat ze zich inschrijven of erger uitschrijven). De inschrijvingen liepen goed, het hele lab deed mee en binnen de kortste keren waren er al 24 inschrijvingen. Een mooi aantal, 4 poules van 6 mensen…mannen. Helaas, alleen mannen, ondanks alle verwoede pogingen van ondergetekende om ook een aantal vrouwen aan het darten te krijgen. In de weken voor het grote toernooi werd er al flink geoefend bij KOers. En je voelde de spanning met de dag toenemen. Er waren zelfs mensen die speciaal voor het toernooi nieuwe shafts en flights hadden gekocht die niet eerder dan de wedstrijddag zelf werden gemonteerd. Zoals verwacht waren er op de dag zelf nog een aantal afmeldingen, maar ook een aantal mensen die wel nog mee wilden doen. Het deelnemersveld is sterk te noemen, met de finalisten van vorig jaar, een aantal ex-

Figuur 1: Naast het darten werd er natuurlijk flink geborreld.

KOersdartteam spelers en mensen die dagelijks (lees: zowat elke uur) bij KOers staan te trainen. En dan is het grote moment daar, op donderdag 30 maart 2006 om kwart over 4, wordt de eerste pijl gegooid. In de eerste ronde wordt er gespeeld om; best of 3 legs, 301, singel uit. Een kwartier later… dat begint goed, de eerste partij verloren van Jitze! Tussendoor wat mensen van de andere poules aan het darten gezet en nog wat partijtjes geteld. Wat op viel is dat er één persoon was die heel fanatiek telde en geen wedstrijd aan zich voorbij liet gaan.... Tussendoor wordt de rust, die wij dartspelers zo nodig hebben, nog wreed verstoort door het vreemde verzoek of we iets stiller kunnen zijn omdat er een lezing aan de gang is…??? Maar dat mocht de pret niet drukken. De andere wedstrijden in mijn poule gewonnen. Spannend, maar door een misstap van Jitze toch eerste in de poule geworden, dus door naar de kwartfinale. Ook in de andere poules is het een nek aan nek race en is het spannend wie de eerste en tweede plek bezetten, deze plekken geven namelijk recht op een plek in de kwart finale. Nu worden de regels iets moeilijker; best of 5 legs, 501, dubbel uit. Ook deze ronde overleefde ik, door Dennis te verslaan. Op naar de halve finale tegen Sander, dit was een herhaling van de finale van vorig jaar. Het begon niet echt lekker 2-0 achter, maar gelukkig kon ik de achterstand nog ombuigen naar een 3-2 overwinning. Op naar de finale tegen, daar is die weer, Jitze (wel opvallend dat er 2 mensen uit dezelfde beginpoule ook de finale halen). Ondertussen begon het pauzespel. Dit spel had natuurlijk te maken met de dartsport, er viel zelfs nog 10 euro mee te winnen. De

Afbeelding 1: De strijd om de titel is begonnen

bedoeling was om het 10 euro biljet dat tegen het bord was bevestigd met drie pijlen in 1 beurt te raken. Degene die dat lukte mocht het biljet hebben! Voor 50 cent mocht je een keer proberen…een makkie dachten er een hoop. Het enige addertje onder het gras was dat je 1 pijl vanaf de normale afstand moest gooien, de tweede pijl van een meter dichterbij en de derde pijl van een meter verder weg. Het bleek toch iets moeilijker dan de meeste mensen verwacht hadden. De finale: best of 7 deze keer, en die waren ook alle 7 nodig. Ik heb nog geprobeerd om mijn tegenstander om te kopen door hem veel bier aan te bieden, maar er moest toch echt gedart worden voor de eerste plaats. En hoe! Hoge scores, mooie uitgooien, dicht bij elkaar. We gaven elkaar geen duimbreed toe. En de masterteller gaf ook geen duimbreed toe en zat nog steeds trouw te tellen. De ene 140-er na de andere vlogen de toeschouwers om de oren, uitgooipercentages van meer dan 100%, echt niet te geloven!! Maar zoals gezegd ging het gelijk op tot aan de laatste leg. Ook deze leg ging gelijk op tot op het moment dat we beide op een finnish staan, maar wie zou hem het eerste gooien…?? Laten we zeggen dat de winnaar van de eerste ronde, de laatste ronde niet heeft gewonnen… Jullie worden allemaal uitgenodigd om de winnaar volgend jaar op de KOersEmbassey 2007 weer uit te dagen. Na de finale moest er nog ff 10 euro gewonnen worden, dus even 3 pijlen in dat briefje van 10 mikken en dan een rondje voor de hele zaak. Na de prijsuitreiking is het nog lang onrustig gebleven op vloer 5! En daarna ook nog in de stad. Al met al een bijzonder geslaagde dartavond!! KOersief 69 - april 2006 - 13


Houten elementen loodrecht op de vezelrichting belast door verbindingsmiddelen bezwijken door scheurvorming in de verbindingszone Door de aanwezigheid van verbindingen kunnen houten elementen bezwijken als gevolg van scheuren. Het splijten in de verbindingszone is dan ook altijd al een beperkende factor geweest binnen het construeren met hout. In dit project wordt door middel van experimenteel onderzoek meer inzicht verkregen in dit splijtgedrag. Het blijkt dat een aantal modellen uit de literatuur redelijk goed overeenkomen met de experimentele resultaten. Door ing. Dennis Schoenmakers Dit project richt zich op verbindingen welke zijn uitgevoerd met stalen stiftvormige verbindingsmiddelen, waarbij de aan te sluiten staven zijn vervaardigd uit naaldhout, hetgeen in overeenstemming is met de meeste constructieve toepassingen. Het bezwijkmechanisme van dergelijke verbindingen heeft een directe invloed op de draagcapaciteit. Bezwijken van het hout is afhankelijk van de stuiksterkte en de splijtsterkte, en wordt sterk bepaald door de samenhang en sterkte van de houtvezels. Bezwijken van het staafvormig verbindingsmiddel is afhankelijk van het buigend moment waarbij deze plastisch vervormt. Indien de verbindingsmiddelen het hout belasten ontstaan spanningsconcentraties, welke splijten van het hout in de verbindingszone tot gevolg kunnen hebben. Een verbinding wordt in de praktijk zo gedimensioneerd, dat zij vrijwel altijd minder sterk is dan de aansluitende staven. Er wordt verondersteld dat, indien de verbindingsmiddelen op voldoende afstand van elkaar en van de randen van het hout zijn geplaatst, splijten niet zal optreden. De houtafmetingen blijken vaak te worden bepaald door deze ontwerpregels, welke de splijtcapaciteit van het hout soms op een grove, conservatieve wijze voorspellen. Dit leidt tot overdimensionering. Indien meerdere verbindingen of verbindingsmiddelen naast elkaar worden toegepast blijkt de draagcapaciteit disproportioneel toe te nemen met het aantal. Hierdoor komt de veiligheid ernstig in het geding. Scheurvorming in de verbindingszone is dan ook een belangrijke en beperkende factor in de hedendaagse constructiepraktijk. Als duidelijk is waardoor het splijtgedrag beïnvloedt wordt, dan kan de 14 - KOersief 69 - april 2006

splijtsterkte nauwkeuriger voorspeld worden, waardoor meer inzicht verkregen wordt in de veiligheid van verbindingen. Dit leidt tot een effectiever ontwerp van houtconstructies, omdat de houtafmetingen gereduceerd kunnen worden en de verbindingen betrouwbaarder worden. Dit project heeft dan ook als doelstelling het beter begrijpen van het splijtgedrag in de verbindingszone van houten elementen loodrecht op de vezelrichting belast door stiftvormige verbindingsmiddelen. In figuur 1 is een voorbeeld weergegeven. Om dit begrip te vergroten is een literatuuronderzoek uitgevoerd naar bestaande theorieën en modellen welke de splijtcapaciteit van het hout trachten te voorspellen. Er zijn tevens een aantal controleregels uit de normen in beschouwing genomen. Daarnaast is experimenteel onderzoek uitgevoerd, waarmee de modellen gevalideerd zijn. Het vervormingsgedrag en het spanningsverloop is voor een aantal experimenten geanalyseerd met behulp van ESPI. Om het gedrag in

Afbeelding 1: Een detail uit de praktijk (belasting loodrecht op (en onder een hoek met) de vezelrichting)

de verbindingszone te kunnen registreren met ESPI is een speciaal hulpstuk ontwikkeld ten behoeve van de krachtsinleiding, wat de verbindingszone niet afschermt en belichting met laserlicht mogelijk maakt, zie figuur 2. Daarnaast zijn een aantal mechanische eigenschappen en kwalitatieve parameters vastgesteld, zodat de relaties hiervan ten aanzien van de bezwijkbelastingen onderzocht kunnen worden. Met behulp van ESPI blijkt het goed mogelijk te zijn om het spannings- en vervormingsgedrag in de verbindingszone in beeld te brengen. Ook is hieruit inzicht verkregen in de locatie van scheurinitiatie ten gevolge van spanningsconcentraties. Breuk en scheurvoortplanting zijn het gevolg van lokale spanningsconcentraties (zie figuur 3), normaliter ten gevolge van een combinatie van mode I (trekspanningen loodrecht op het scheurvlak) en mode II (schuifspanningen): de mixedmode. Er kan gesteld worden dat een scheur wordt gevoed door de aanwezige spanningen. De spanningen leveren immers de energie

Afbeelding 2: Speciaal ontworpen hulpstuk wat de verbindingszone niet afschermt

Het blijkt dat er op dit moment verschillen van inzicht bestaan met betrekking tot welke spanningen het splijten van hout voornamelijk bepalen, zie figuur 3. Dit heeft tevens zijn uitwerking in de modellen en eveneens in de controleregels uit de normen. Daarnaast wordt het effect van meerdere verbindingsmiddelen en verbindingen naast elkaar in een aantal modellen en controleregels wel, en in andere niet meegenomen. Het beoogde resultaat uit het experi-

mentele onderzoek is om uitspraken te kunnen doen met betrekking tot de bepalende spanningen ten aanzien van splijten, en de invloed van meerdere verbindingsmiddelen naast elkaar. Hiertoe worden vier verschillende experimenten uitgevoerd, zie figuur 4, waarbij de tussenafstand voor C en D gelijk is aan 4d respectievelijk 8d. Uit het experimentele onderzoek volgt dat waarschijnlijk mode I-belasting dominant is ten opzichte van mode II. Daarnaast blijkt dat een toepassing van twee stiften naast elkaar leidt tot een toename van de bezwijkbelasting, ten opzichte van één stift in het midden, van 32% (experiment C) en 54% (experiment D). Aan de hand van de resultaten met ESPI volgt dat twee verbindingsmiddelen welke naast elkaar geplaatst zijn elkaar zeker beïnvloeden, als gevolg van de spanningsaccumulatie tussen de stiften, zie figuur 5. Dit effect doet zich ook voor indien de verbindingsmiddelen “juist” (conform de detailleringsregels) geplaatst zijn, hetgeen betekent dat de detailleringsregels voor de tussenafstand

niet correct zijn. Dezelfde conclusie kan getrokken worden uit de disproportionele toename van de bezwijkbelasting. Uit een vergelijking van de experimentele resultaten en de modellen volgt dat slechts een aantal modellen redelijk overeenkomen. Uit een vergelijking met de controleregels uit de normen volgt dat Eurocode 5 het best overeen komt. Hierbij dient wel de kleine steekproefomvang in ogenschouw genomen te worden. Het verdient dan ook aanbeveling om vervolgonderzoek uit te voeren aan de hand van een grotere steekproef. Daarnaast dient de verhouding tussen de belaste randafstand en de liggerhoogte te worden gevarieerd waardoor het mogelijk wordt om de invloed hiervan te onderzoeken. Ook dienen verbindingsmiddelen te worden beproefd welke niet recht blijven (plastische vervorming), of het hout niet geheel doorboren (zoals nagels) omdat de spanningsverdeling over het hout wezenlijk anders is. Daarnaast wordt tevens numeriek onderzoek aanbevolen vanwege de economische efficiëntie hiervan ten opzichte van experimenteel onderzoek.


welke door de scheur wordt gedissipeerd. Breuk treedt op indien de kritieke spanningstoestand rond de scheurtip wordt overschreden. De kritieke toestand wordt bepaald door het breukcriterium, beschreven met behulp van de verhouding tussen schuifspanningen en normaalspanningen (ten opzichte van het scheurvlak). Een verhouding hiertussen ter grootte van 0,5 lijkt een acceptabele waarde te zijn, welke volgt uit de veronderstelling dat op het moment van splijten gelijktijdig de treksterkte loodrecht op de houtvezel en de schuifsterkte wordt bereikt.


Thema Stadions

Thema Stadions Stadions zijn voor de constructief ontwerper interessante bouwwerken. Er wordt naar steeds nieuwe manieren gezocht om de grote overspanning in stadions te realiseren. In dit thema nummer worden enkele bekende of interessante stadions toegelicht. In het artikel op deze pagina wordt een overzicht gegeven van interessante stadions die de moeite waard zijn om een keer op te zoeken. Het gaat hierbij om zowel bestaande stadions als stadions die nog gebouwd moeten worden.

Het tweede artikel is geschreven door Gertjan Coenen en gaat over het Allianz Arena in München. Een fantastisch stadion met een innovatief gevelontwerp die de gevelkleuren kan aanpassen aan het team dat er op dat moment speelt.

In de volgende drie artikelen wordt steeds een stadion nader toegelicht. Het eerste artikel gaat over de overkapping van het Feijenoord stadion. Deze overkapping won in 1995 de Nationale bouwprijs en in 1996 de Staalprijs.

Het laatste artikel is geschreven door Ir. Gilbert van der Lee van Arcadis en gaat over de Arena. In dit artikel wordt diep ingegaan op de constructie en uitvoering van de Amsterdam Arena.

Thema artikelen: Stadion overzicht

16

Amsterdam Arena

18

Stadion Feijenoord

23

Allianz Arena

24

Ir. G.A. van der Lee & S.E. de Louw

Zwarts & Jansma Arch.

Gertjan Coenen

Stadion overzicht In dit artikel een overzicht met de mooiste stadions, met een korte beschrijving en de meest belangrijke informatie. AWD Arena - Hannover (Duitsland) Ontwerp: Schulitz und Partners Capaciteit: 49.000 Jaar: 2005 Het dak is opgehangen aan staalkabels die verbonden zijn met de buitenste ring. Deze ring is kenmerkend voor het gevelbeeld van het stadion.

Dèi Palici - Catania (Italië) Ontwerp: Angelo Spampinato Capaciteit: 33.765 Jaar: 2003 (ontwerp) Zeer opvallend ontwerp, geïnspireerd op de mythe van twee broers die uit de vlakte verrijzen. De twee tribunes stellen de twee broers in foetushouding voor.

16 - KOersief 69 - april 2006

Ontwerp: World Stadion Team (Foster and Partners en HOK S+V+E) Capaciteit: 90.000 Jaar: 2005 Het dak is met staalkabels verbonden aan de 113 meter hoge boog. De binnenste secties van het dak kunnen weggeschoven worden zodat zonlicht het hele veld kan bereiken.

Oita Big Eye - Oita (Japan) Ontwerp: Kisho Kurokawa Architect & Associates Capaciteit: 43.254 Jaar: 2001 Constructie bestaat uit zeven bogen die ondersteund worden in het midden door de hoofdboog. De witte elementen kunnen het dak van het stadion in 20 min, openen of sluiten.

Daegu World Cup - Daegu (Zuid-Korea) Ontwerp: Atins’Geotechnics and Foundations Division Capaciteit: 68.014 Jaar: 2001 Stadion werd gebouwd voor het WK voetbal van 2002. De overspanningen van de bogen is 273m en de hoogte 30m. De buitenste boog wordt ondersteund door kolommen in de gevel.

Spyros Louis - Athene (Griekenland) Ontwerp: Santiago Calatrava Capaciteit: 74.767 Jaar: 1982 Voor de spelen van 2004 werd een overkapping voor het stadion getekend voor Santiago Calatrava. De bogen zijn 300m lang en 80m hoog en ondersteunen een glazen dak.

Sapporo Dome - Saporro (Japan) Ontwerp: Hiroshi Hara Capaciteit: 42.122 Jaar: 2001 Dit stadion kan zich transformeren van voetbal stadion naar honkbalstadion. Hierbij wordt een ander veld naar binnen gereden (onder de tribune door) en worden de tribunes en het veld gedraaid.


Thema Stadions

Wembley - London (Engeland)


Herontwikkeling en uitbreiding

De bouwtechnische staat van het Feijenoord stadion maakte renovatie noodzakelijk. Die gelegenheid is aangegrepen om het stadion aan te passen aan de eisen van deze tijd. Een overkapping over alle tribunes en een losstaand gebouw met extra voorzieningen zijn toegevoegd aan het oude stadion. Door Zwarts & Jansma architecten Het Feijenoord-stadion is in 1936 gebouwd door Brinkman en Van der Vlugt. Het is een icoon voor zowel de sport- als de architectuurwereld en is inmiddels verheven tot monument. Het bestaande stadion is zo veel mogelijk in stand gehouden. De enige ingrijpende wijziging aan de bestaande tribunes heeft aan de oostzijde plaatsgevonden, om ruimte te bieden aan business units, een nieuwe eretribune en luxere zitplaatsen voor het business publiek. Deze plaatsen zijn via hellingbanen verbonden met het erachter gelegen Maasgebouw. Hoewel niet met die intentie ontworpen, doen deze luchtbruggen enigszins denken aan de Van Nelle Fabriek. Alle staanplaatsen uit de oude tribuneopstelling zijn verdwenen en alle stoelen zijn vernieuwd. Het totaal aantal zitplaatsen bedraagt momenteel 51.000. De uitermate licht geconstrueerde staalconstructie van de tribunes is karakteristiek voor het oude gebouw. De nieuwe toevoegingen, overkappingen voor de tribunes en het Maasgebouw aan de oostzijde, laten het originele gebouw zoveel mogelijk onaangetast en zijn los ervan ontworpen.

van de nieuwe kap is buiten het bestaande gebouw geplaatst, zodat er vanaf de tribune gezien geen kolommen in het zicht staan en de kap vrij kan bewegen. Vanaf de buitenzijde gezien dragen de nieuwe kolommen bij aan de coulissewerking die de constructie van de oude tribunes ook al kenmerkte. De kap, met een driehoekige doorsnede, is als een doorlopende ring in de vorm van een ruimtelijke constructie gemaakt. Door de spanten aan de veldzijde met een trekring en aan de buitenzijde met een drukring te koppelen, ontstond een stijve, vrij naar het veld uitkragende constructie die momentloos op dunne kolommen aan de buitenzijde kon worden opgelegd. De constructie is vergelijkbaar met een fietswiel dat in de juiste vorm blijft, omdat het onder spanning staat van de spaken tussen de as en de velg van het wiel. De veldzijde van het dak is bekleed platen. met aluminiumkleurige De buitenste ring is voorzien van kunststof platen. transparante Hierdoor wordt het effect van een losse, zwevende ring boven

Figuur 1: Render ontwerp suikersilo’s

het stadion extra versterkt, met name wanneer de kap ‘s avonds van binnenuit wordt verlicht. De overkapping watert af in een goot aan de veldzijde van het dak. Vanuit dit laagste punt wordt met zestien pompen, als een polder, het hemelwater omhoog gepompt en langs de buitengevel van het stadion afgevoerd.

Thema Stadions

Stadion Feijenoord Rotterdam

Het langwerpige Maasgebouw, dat uitkijkt op het oefenveld, ligt aan de oostzijde van het stadion parallel aan de langsrichting van het voetbalveld. Het biedt plaats aan alle activiteiten die geen direct zicht op het speelveld in het stadion behoeven, zoals het Feyenoord museum ‘Home of History’, een restaurant, businesslounges, kantoren, etc. Het gebouw is terughoudend vormgegeven door het te voorzien van een sobere groene glazen gevel, die zo vlak mogelijk is gedetailleerd. Het nieuwe gebouw staat daarmee in scherp contrast met de filigreinstructuur van het oorspronkelijke stadion.

De kap is vormgegeven als een losse schijf die boven de tribunes lijkt te zweven, zoals in het oorspronkelijke stadion de bovenste tribunering lijkt te zweven boven de onderste ring. De constructie PROJECT GEGEVENS: opdrachtgever: Stadion Feyenoord, Rotterdam ingenieursbureau: HBM UOB Rijswijk winnaar: Staalprijs 1996, De Nederlandse Bouwprijs 1995 ontwerp: 1992 | 1993 bouwsom: € 50.000.000 Afbeelding 2: Luchtfoto Feijenoord stadion KOersief 69 - april 2006 - 19

Thema Stadions

Allianz Arena München De laatste jaren worden de stadions die gebouwd worden steeds uitdagender en complexer. Dit is een trend in de bouw van stadions die ook door blijft zetten in de toekomst. Door de toename in vrijheid voor de architect en de mogelijkheid om complexere constructies te berekenen is dit allemaal mogelijk. Neem nu bijvoorbeeld het nieuw te bouwen Olympisch stadion van Peking maar ook de Allianz Arena zoals hier te lezen valt.

Figuur 1: Stadion biedt 66000 zitplaatsen

Door Gertjan Coenen De plannen De clubs Bayern München en 1860 München hebben jarenlang hun wedstrijden afgewerkt in het Olympia stadion. Dit welbekende stadion van Frei Otto is samen met de rest van het Olympia park gebouwd voor de Olympische Spelen van 1972. Omdat het stadion niet alleen voor voetbal maar ook voor andere sporten is ontworpen, is de afstand tot het veld door de atletiekbaan erg groot. Bij de eigenaren van beide clubs was daarom de visie aanwezig voor een nieuw stadion dat louter en alleen voor het voetbal was ontworpen. Na het nodige overleg met zowel de gemeente als tussen beide ploegen werd besloten om een nieuw stadion te bouwen. De gemeente besloot om aan de hand van een referendum te bepalen of de bouw

Figuur 2: Aanzicht Allianz Arena 20 - KOersief 69 - april 2006

door zou gaan. Nadat het referendum positief was geëindigd met een meerderheid van 65 %, kon met de bouw begonnen worden. Voor de locatie van het nieuw stadion waren verschillende locaties beschikbaar. Uiteindelijk is besloten om het stadion te bouwen aan de noordzijde van de stad, dicht bij het knooppunt München Nord. Hierdoor is het stadion goed te bereiken. Ontwerp De Allianz arena is een ontwerp van Herzog and Meuron. Dit architecten bureau is afkomstig uit Zwitserland. Het ontwerp kenmerkt zich door de opgeblazen buitengevel. Deze buitengevel kan daarbij ook nog eens verlicht worden in 3 verschillende kleuren, namelijk rood, blauw en wit. De rode kleur wordt getoond

bij thuiswedstrijden van Bayern München, de blauwe kleur bij wedstrijden van 1860 München en de witte kleur bij thuiswedstrijden van het nationale elftal. In het stadion zitten 3 ringen voor het publiek. De totale capaciteit van het stadion komt uit op 66000 zitplaatsen. Voor de Duitsers zijn 2 dingen natuurlijk belangrijk tijdens een wedstrijd. Juist: Bier und Bratwurst. Dus is er in het ontwerp plaats gemaakt voor 28 kiosken en 2 grote fan restaurants waar in elk restaurant plaats is voor 1000 mensen. Gevel constructie Het meest in het oog springend van het hele stadion is wel de gevel. Samen met de panelen uit het dak bestaat deze uit 2874 panelen. Dit is dan ook meteen de grootste schaalconstructie ter wereld die opgebouwd is uit ETFE panelen. Door middel van het opblazen van de panelen van ETFE folie ontstaat er een zeer markante gevel en dakconstructie. De druk in de panelen wordt constant gehouden door ventilatoren op 350 Pascal. De afmetingen van de panelen variëren. Dit komt door de ruit vorm van de panelen. Het maximale oppervlak van een paneel bedraagt ongeveer 40 m2 en de maximale diagonaal van een paneel is 17 meter. Op 51 meter hoogte zijn er 19 panelen die geopend kunnen worden. Dit is gedaan voor een goede ventilatie. De panelen kunnen een last dragen van 8 ton en kunnen een windlast verduren van 22 ton. De panelen worden constant in de gaten gehouden door sensoren.

Dakconstructie Het totale oppervlak van het dak bedraagt 38000 m2. De primaire draagconstructie bedraagt ongeveer 60 % van het totale gewicht van het dak. In een radiale vorm zijn er 96 beton-stalen frames rondom het veld geplaatst. Deze frames hebben maximale afmetingen van tot wel 62 meter lang en 10 meter hoog. De secundaire draagconstructie is dan de resterende 40 % van het totaal gewicht. Het staal dat gebruikt is voor het dak heeft een staalkwaliteit van S355 en weegt in totaal 3400 ton.

Thema Stadions

Hierdoor kan de juiste druk worden toegepast voor sneeuw tot wel 1,5 meter hoog. De panelen zijn ontworpen om 25 jaar mee te gaan. Door het gebruik van deze elementen is het een zeer lichte gevel. Dit blijkt wel uit het gewicht per vierkante meter. Dit is namelijk maar 350 gram per vierkante meter.

Figuur 3: Dakconstructie Allianz Arena


Thema Stadions

Amsterdam Arena is continu in beweging Voetbalwedstrijden, muziekconcerten, congressen en grootschalige evenementen vinden er regelmatig plaats. Voor velen staat het gebouw bekend als de thuisbasis van Ajax. De Amsterdam ArenA is een stadion dat plaats biedt aan maar liefst 50.000 toeschouwers. Het gebouw is circa 250 m lang, 170 m breed en 80 m hoog. Met een grondoppervlak van circa 32.000 m² en een speelveld van circa 8.000 m² is het bouwwerk immens te noemen. Ingenieursbureau ARCADIS en architect Rob Schuurman leverden de Amsterdam ArenA 1 aug. 1996 op. Het stadion is continu in beweging. Ook bijna tien jaar later. Door ir. G.A. van der Lee en S.E. de Louw De eerste plannen en schetsen voor de ArenA dateren uit 1986. Na diverse studies en voorstellen is het definitieve ontwerp in 1993 uitgewerkt en vertaald in een bestek. Voor een succesvolle exploitatie moest het stadion niet alleen voor voetbal, maar ook voor andere doeleinden te gebruiken zijn. Het zou een recreatief karakter krijgen, door ook ruimte bieden aan meer commerciële functies. Dit ontwerp werd uitgevoerd en drieëntwintig maanden later was de ArenA klaar voor gebruik. Complex Het stadion bestaat uit een hoofdgebouw, vier tribunedelen (met elk twee verdiepingen), een parkeergarage met daarop een speelveld met gracht en een overkapping met

Figuur 1: Amsterdam Arena in aanbouw 22 - KOersief 69 - april 2006

twee verrijdbare delen. Het transferium bestaat uit twee niveaus en beschikt over 2.000 parkeerplaatsen. De verkeerstunnel van 2x2 rijstroken is circa 170 m lang. Boven het transferium bevinden zich het speelveld en het stadion met de diverse functies. Het stadion geeft plaats aan ruim 50.000 toeschouwers, verdeeld over twee ringen. Onder de tribune is het VIP-dek met 550 speciale parkeerplaatsen, evenals de faciliteiten voor Ajax. Hoger gelegen bevinden zich de omlopen voor het publiek en de toegangen tot de tribune. Verder zijn er ruimten gereserveerd voor onder meer kantoren, conferentieruimte, media en restaurant. De omlopen zijn via tien trappenhuizen bereikbaar. Het stadion is geheel overdekt. Het middelste deel van het

Figuur 2: Schuifdak

dak, gelegen boven het speelveld, wordt in twee delen van elk 35 x 120 m² zijwaarts opengeschoven. Het openen of sluiten van het dak duurt ongeveer dertig minuten en is een attractie op zich. Bouwdelen Het oorspronkelijke gebouw bestaat uit zes bouwdelen. Bouwdelen 1 tot en met 4 omvatten de lange en korte zijden van de tribune en zijn opgebouwd uit 50 spanten, waartussen de vloeren en tribuneelementen liggen. Bouwdeel 5 is het middenveld met onderliggende delen. Het dak met de ondersteuningen en acht trappenhuizen vormen het zesde bouwdeel. Op bouweconomische gronden is gekozen voor (deels voorgespannen) betonconstructies voor spanten, tribune-elementen, trappenhuizen en vloeren en voor een staalconstructie voor de overkapping. Het hoofdgebouw en de vier tribunes zijn geheel uitgevoerd in (prefab) beton. Stabiliteit De constructie bevindt zich min of meer volledig in de buitenlucht, zodat met grote temperatuurvariaties rekening moest worden gehouden. Ieder bouwdeel voorziet in eigen stabiliteit en is gedilateerd van de naastgelegen bouwdelen. Bij de vier bouwdelen met de tribunes verzorgen de spanten (ongeschoorde raamwerken) de stabiliteit in het vlak van de spanten. De stabiliteit loodrecht op de spanten wordt verzorgd door schijfwerking van de tribunes, de vloeren en de wanden. De

Thema Stadions

overkapping ontleent zijn stabiliteit aan de vier dubbele trappenhuizen, waarop de twee hoofdliggers zijn afgesteund. Spanten De spantafstand is belangrijk voor de verschijningsvorm van het bouwwerk. Er is gekozen voor de relatief grote spantafstand van 12,3 m. De spanten worden relatief zwaar, maar het aantal, alsmede het aantal knopen, is geringer dan bij een kleinere spantafstand. In de hoeken verloopt de afstand van 6,8 m aan de veldzijde tot 14 m aan de buitenzijde. De uitwendige horizontale belasting op de spanten bestaat uit windbelasting en vooral uit ‘remkrachten’ van mensenmassa’s. De inwendige krachten zijn scheefstand en normaalkrachten uit de schuine bouwdelen. De kolommen en horizontale balken van de spanten zijn tot de eerste omloop in het werk gestort, daarboven en voor de schuine delen is gekozen voor uitvoering in prefab. De wapening van de in het werk gestorte balken bestaat uit betonstaal FeB 500 en voorspanstrengen FeP 1860 (100 mm²). De voorspanstrengen (systeem voorspanning zonder aanhechting) dragen door een parabolisch verloop een deel van de belasting zonder buiging rechtstreeks af naar de kolommen. Tribune en vloer De tribune-elementen moesten sterk, maar vooral ook voldoende stijf zijn. De belastingen van het publiek kunnen namelijk een sterk dynamisch karakter hebben. Door in de rechte delen de tribuneelementen over twee velden als een geheel uit te voeren, ontstond een ligger van circa 25 m lengte op drie steunpunten. Daarmee werd de stijfheid aanzienlijk vergroot. De elementen zijn door middel van dookverbindingen aan elkaar en aan de spanten bevestigd ter verkrijging van schijfwerking. De elementen zijn uitgevoerd in geprefabriceerd, voorgespannen beton. Voor de meeste vloeren zijn kanaalplaten met constructieve druklagen van diverse dikten gebruikt. Ter verkrijging van voldoende dwarskrachtcapaciteit zijn in sleuven in de kanalen bebeugelde wapeningskorven ingebracht, terwijl in de constructieve druklaag (tot 150 mm dik) een dubbel of enkel net van variërende zwaarte is toegepast. De veldvloer is uitgevoerd met een

Figuur 3: Aanzicht spant

breedplaatvloer. Dakconstructie Het dak van het stadion is een geometrisch ingewikkelde constructie. Alle onderdelen zijn scheef en in de dakliggers zitten op een aantal niveaus kniklijnen. Veel staven vormen onderling een scheluw vlak en zijn desondanks in dezelfde knopen aangesloten. Een groot deel van de constructie is op grote hoogte gemonteerd. Hierdoor is de gehele constructie ingevoerd in het driedimensionale computerprogramma PKS om aan de gestelde kwaliteitseisen te kunnen voldoen. Ondanks de onervarenheid om een dergelijk grote en complexe constructie geheel met de computer te tekenen, is uiteindelijk dankzij de computer de montage vlekkeloos verlopen.

Het dak is vrij gehouden van de betonnen onderbouw om problemen, door te grote stijfheidverschillen tussen de betonnen kuip en het stalen dak, te voorkomen. De oplegging van de dakliggers op de rand van de kuip via stalen kolommen is de enige verbinding tussen beide bouwdelen. Deze oplegging is pendelend uitgevoerd, waardoor uitsluitend afdracht van verticale krachten mogelijk is. Horizontale belastingen worden via een stabiliteitsverband in het dak en de beide boogliggers afgedragen naar de vier ondersteuningen en de dubbele trappenhuizen. Speciaal staaltje werk De overkapping is een volledig zelfstandig, stabiel bouwdeel. De vrije overspanning van 177 m en de eis KOersief 69 - april 2006 - 23

Thema Stadions

boogliggers. Tussen het beweegbare en het vaste dak blijft een spleet open, die opwaaien van het dak voorkomt en tevens zorgt voor een natuurlijke ventilatie.

Figuur 4: Amsterdam Arena in aanbouw

dat een deel van het dak beweegbaar moest zijn, leidde tot een uitvoering in staal. Het dak rust op vier trappenhuizen die los staan van de tribunes. Elk van deze trappenhuizen bestaat uit twee zeshoekige betonnen kokers met op elke koker vier ronde stalen kolommen. Het dak is opgebouwd uit een primaire en een secundaire draagconstructie, de dakhuid en de verrijdbare daken. De primaire draagconstructie bestaat uit twee stalen booglig-

Figuur 6: Amsterdam Arena in aanbouw 24 - KOersief 69 - april 2006

gers met een bovenrand met driehoekige dwarsdoorsnede, twee stalen opvangliggers ook met een driehoekige dwarsdoorsnede en vier ondersteuningen (de betonnen trappenhuizen). Op elk trappenhuis staan 2x4 stalen kolommen. Vijftig stalen dakliggers vormen de secundaire draagconstructie, waarop de dichte dakpanelen liggen. De twee beweegbare daken overspannen in de lengterichting van het veld en rijden over de bovenrand van de

Knikvormen Om het stabiliteitsprobleem van de boog goed te kunnen benaderen, is de gehele hoofddraagconstructie als een eindig-elementenmodel doorgerekend met het computerprogramma Ansys. Het model omvatte de beide boogliggers en de opvangliggers, omdat die immers voor enige stabiliteit zorgen. Aan de hand van dit model zijn in totaal tachtig knikvormen berekend en bestudeerd, waarna de definitieve vorm van de boogliggers is bepaald. Voor de stabiliteit zijn er buigstijve broekstukken tussen de onder- en bovenrand aangebracht. De twee opvangliggers tussen de beide boogliggers ondersteunen de dakliggers langs de opening in het dak. Het resulterende torsiemoment op de boogliggers is beperkt door de aansluiting achteraf met vulplaten te vullen. De opvangliggers zijn gedeeltelijk ingeklemd in de boogliggers door bepaalde staven te verlengen of te verkorten. De vijftig dakliggers zijn 50 tot 70 m lang. Een ellipsvormig stabiliteitsverband verzorgt de schijfwerking van het dak als geheel. Dit verband is gekoppeld aan de boogliggers en doorgetrokken naar de opvangliggers. Hierdoor ondervinden beide boogliggers een extra stabiliserende werking van het dak. Alle spanten hebben toegangbordessen om de installaties te kunnen bereiken. Montage Vanwege de enorme omvang van de staalconstructie was het onmogelijk de gebruikelijke montagevolgorde te hanteren. Daarom zijn de 2400 ton zware boogliggers en opvangliggers op maaiveld samengesteld en naar een hoogte van 49 m gevijzeld. Vervolgens zijn de onderslagbalken gemonteerd tussen de kolommen, die inclusief opzetstukken en vijzelmechanismen al op de betonnen trappenhuizen stonden. Daarna zijn de boogliggers afgelaten tot de definitieve stand op 44 m hoogte. De secundaire liggers en de dakhuid zijn aangebracht, nadat de betonnen kuip was gesloten. De sandwichpanelen, de polycarbonaatplaten, de gorderingen en de rondgaande windligger en stabili-

Thema Stadions

Figuur 6: ANSYS model dakconstructie Amsterdam Arena

teitsverbanden zijn op het maaiveld op een stalen frame gemonteerd. Als een soort dakpannen van 12x12 m zijn zij omhoog gehesen. Het monteren van de rijdende roldaken en het aansluiten van het aandrijfsysteem vormden het sluitstuk van de spectaculaire plaatsing van het dak. In beweging Na oplevering van de ArenA in 1996 heeft het stadion zich verder ontwikkeld en geprofessionaliseerd. Ingenieursbureau ARCADIS heeft onder meer gezorgd voor een buitenomloop, een entreegebouw, kantoren in de noordvleugel, vluchtbruggen op zuid naar de omloop, extra skyboxen en nieuwe videoschermen. Ze hebben een podiumvloer in staal uitgevoerd en gezorgd voor verlichting van het veld. Momenteel wordt de buitenzijde van het gebouw van extra liften en roltrappen voorzien. Verder is ARCADIS nauw betrokken bij grootschalige concerten en evenementen en voert onder meer trillingsmetingen uit, controleert podiumopstellingen en belastingen aan het dak. Recent is de gehele dakconstructie in ESA Prima Win herberekend. Hiermee is een model verkregen om gemakkelijk te toetsen of de belastingen aan het dak bij concerten (tot 450 ton) geen problemen voor de constructie op-

leveren. Bij Euro-2000 zijn destijds diverse uitbreidingen voor Ajax verricht. Ook ontstond de behoefte aan grotere podia voor de artiesten. Het ingenieursbureau heeft dit als volgt kunnen realiseren. Op de betonnen vloer ligt 80 cm grond voor het speelveld. Achter de doelen van het veld is de grond vervangen door polystyreen, met daaroverheen een betonnen vloer. Deze gewichtsbesparing leidt ertoe dat grotere veranderlijke belastingen kunnen worden toegelaten. Hierdoor is het plaatsen van een enorm podium mogelijk.

Ter verbetering van de akoestiek brengt ARCADIS momenteel baffles aan in het dak. In de zomer hangen ze rondom het veld en in de winter worden ze opgeslagen in de vier hoeken. Middels rails zijn de baffles te verplaatsen. Op deze manier verbetert de akoestiek en geluidskwaliteit aanzienlijk. Verder voeren ze diverse onderzoeken uit, onder meer naar de plaatsing van kunstgras. Kortom, het gebouw is nooit af, maar altijd in beweging.

Figuur 7: Bouw Amsterdam Arena bijna voltooid KOersief 69 - april 2006 - 25

Excursie

KOers in Rotterdam Woensdag 8 februari ging KOers met een kleinere delegatie dan eigenlijk de bedoeling was naar wooncomplex ‘de Plussenburgh’ in Rotterdam. Dit wooncomplex ontworpen door Arons en Gelauff architecten moet plaats bieden aan 104 ouderenwoningen in de hogere huurprijsklasse. Constructeurbureau BAAS is bereid gevonden tekst en uitleg te geven en een rondleiding te verzorgen door het gebouw. Reden genoeg voor ons om de regen te trotseren en de trein naar Rotterdam te nemen. Door Philippe Rol Eenmaal aangekomen valt gelijk de gevel op, die een aanzienlijke golf heeft die iedere verdieping een halve woning verspringt. Van een afstand is dit effect minimaal, maar van dichtbij zeer opvallend. Wat de cynische kijker ook opvalt is dat een groot deel van de ouderenwoningen zich bevindt op de 4e verdieping en hoger. Ideaal voor de balansdag van de gemiddelde 65plusser. Maar in de bouwkeet waar wij uitleg van de constructeur krijgen horen we dat er ook een lift is... voor de stabiliteit van het gebouw. De man die ons ontvangt en wat onzeker overkomt blijkt de hoofdconstructeur van het hele gebouw te zijn. Hij stelt zich voor na een wat warrige inleiding maar al snel is duidelijk dat hij werkelijk alles weet van de constructie van het complex. Een interessante en ook leerzame uitleg en vragenwisseling volgt waarin wij uitleg krijgen over problemen die zich hebben voorgedaan bij het uitwerken van de constructie. Zo zorgt de combi-

natie van hoog- en laagbouw voor een verschil in verzakking, waardoor een brede galerij als ‘brug’ noodzakelijk was. Ook de standzekerheid krijgt uitgebreid aandacht, en we zien het grote voordeel van schuine kolommen voor de stabiliteit van het gebouw. Het nadeel daarvan blijkt weer tijdens de rondleiding, er was een aanzienlijke ondersteuning nodig om de betonnen kolossen schuin te houden voordat ze verbonden waren met de constructie, en dat blijft zichtbaar. Ook valt een behoorlijk stempelparadijs op dat op een aantal verdiepingen te vinden is, maar dat blijkt te zijn voor de asfalteermachines die nog over het dak zullen rijden, en het was overbodig om de con-

Figuur 1: aanzicht appartementen rustend op schuine kolommen


structie daarop te dimensioneren. Typisch was wel dat de logische vragen op architectonisch gebied totaal niet door de constructeur beantwoord konden worden. De hiërarchie van de organisatie rondom de bouw werd mede daardoor al snel duidelijk, de architecten hadden een beeld voor ogen, en van de constructeurs werd verlangd het gebouw staande te houden zonder het ontwerp ter discussie te stellen. Dat bleek ook uit de uitleg over de buitenste schuine kolommen. Deze staan feitelijk onder de gevel, en constructief gezien is dat te ver naar buiten. Ook op de vraag of de ‘plus-tekens’ telkens op de hoek tussen 4 woningen deel zijn van het ontwerp of noodzaak bleken, was geen eenduidig antwoord. Maar de uitgebreide kennis op constructief gebied maakte dat weer goed. Na de middag overheerst naast behoorlijke trek een tevreden gevoel over de opgedane kennis over het complex, en is weer duidelijk dat de ouderen die in de nabije toekomst in ‘de Plussenburgh’ zullen gaan wonen geen luxe tekort komen. Al met al was het zeker de moeite waard om dit bijzondere complex een bezoek te brengen, en zien we uit naar de volgende excursie.

Figuur 2: golvende gevel van de toren

Foto verslag Canada Studiereis

Dag 1. Vliegveld Parijs-Montréal

Dag 2. Rondwandeling Montréal

Dag 4. Bezoek Biodome

Dag 3. Expo - Biosphere

Dag 6. Bezoek musea

Dag 5. Rondwandeling Ottawa

Dag 7. Park Oméga

Dag 10. Toronto City Hall

Dag 8. Rondwandeling Toronto

Dag 9. Bezoek CN-tower

Dag 11. Niagara Falls

Dag 12. Vliesreis Toronto-Parijs



De analyse, het ontwerp en de uitwerking van een nieuw type houten vloersysteem Wegens onvoldoende vernieuwing en aanpassing aan huidige comforteisen is de houten vloer vrijwel geheel verdwenen uit de bouwpraktijk. Dit terwijl er enkele duidelijke voordelen aan verbonden zijn. Het doel van deze afstudeeropdracht was dan ook een houten vloer te ontwerpen die volledig aan de huidige comforteisen voldoet. Door Lars Koops

Afbeelding 1: Gerealiseerd vloerontwerp, met belangrijkste onderdelen weergegeven

Na het vaststellen van de eisen waaraan een vloer voor de appartementen- en kantorenbouw moet voldoen, is een ontwerp gemaakt voor een integraal vloersysteem. Hierbij is duidelijk naar voren gekomen dat er zeker kansen zijn voor houten vloeren. De belangrijkste voordelen zijn de hernieuwbaarheid van het materiaal, de droge en demontabele bouwmethode, een grote gewichtsbesparing van 73% ten opzichte van betonnen varianten en een eenvoudige integratie van installatievoorzieningen met een zeer beperkte hoogte van het totale vloerpakket. Doelstelling Door het ontwikkelen van een nieuw type houten vloer, waarbij niet alleen aandacht besteed is aan de inbouwmogelijkheden van installatievoorzieningen, maar ook aan akoestische eigenschappen, brandwerendheid en het dynamische gedrag, ontstaat er meer inzicht in de kansen van een houten vloersysteem voor appartementen- en kantoorgebouwen in de Nederlandse markt. 28 - KOersief 69 - april 2006

Deel I - Analyse Er zijn eisen opgesteld waaraan een nieuw te ontwikkelen vloersysteem moet voldoen. Belangrijke onderdelen zijn IFD-criteria, mogelijkheid tot renovatie per verdieping, integratie van installatievoorzieningen en de eisen vanuit het Bouwbesluit. De eisen met betrekking tot de installatievoorzieningen zijn in kaart gebracht met behulp van de Kesselringmethode. Op deze manier is voorkomen dat problemen met kanalen achteraf opgelost moeten worden. De vloer kan eenvoudig de kanalen ten behoeve van een volledig luchtsysteem in combinatie met een klimaatgevel faciliteren.

Met behulp van BASlab is rekenkundig een indicatie van de geluidwerende eigenschappen van de vloer bepaald. Door de meerlaagse opbouw stuitte dit op veel problemen. Ter verificatie van de rekenkundig bepaalde geluidwering zijn laboratoriumproeven noodzakelijk.

Deel II - uitwerking De vloer heeft een vrije overspanning tot 7.2 meter. Hierdoor is een grote indelingsvrijheid mogelijk. Door slim gebruik te maken van een lokaal verlaagd plafond is ruimte ontstaan voor de doorvoer van de centrale kanalen (Zie Afbeelding 1). Door gebruik te maken van vaste modulaire dagmaten bestaat het ontwerp uit een klein aantal gestandaardiseerde componenten. Deze componenten (Zie Afbeelding 2 & 3) worden droog aan een skelet van kolommen en liggers gemonteerd en kunnen ook weer eenvoudig gedemonteerd en hergebruikt worden. Een los geplaatste dekvloer maakt het mogelijk installatievoorzieningen vrij te plaatsen. De dekvloer is zo gedimensioneerd dat op vooraf aangegeven plaatsen onbeperkt openingen gemaakt kunnen worden. De voorzieningen blijven eenvoudig bereikbaar tijdens het gebruik van het gebouw. Om de esthetische kwaliteit van de vloer te waarborgen wordt er een onbeklede houten constructie toegepast. De constructie is zo gedimensioneerd, dat de brandwerendheid met betrekking tot bezwijken van de vloerliggers 90 minuten bedraagt zonder aanvullende maatregelen. Voor 120 minuten moeten alleen een aantal oplegdetails bekleed worden met brandwerende beplating. De stabiliteit van het gebouw blijft in alle gevallen gewaarborgd. Een laagste eerste eigen frequentie van het vloerpaneel van 8 Hz garandeert een dynamisch gunstig comfortgebied. De toepassing van

Afbeelding 2: de opbouw van een standaard vloerpaneel

De vloer heeft een hogere kostprijs dan gangbare vloersystemen in beton en staal maar biedt meer flexibiliteit en bestaat uit minder milieubelastende materialen dan deze vloersystemen. Voor een succesvolle toepassing van dit type vloersysteem zouden de totale kosten gedurende de gehele levensfase (de zogenaamde levensduurkosten) bekeken moeten worden en niet alleen de bouwkosten.

Afbeelding 3: de detaillering van de aansluiting van de vloerpanelen op verschillende knooppunten, er wordt zoveel mogelijk gebruik gemaakt van dezelfde elementen.

Er kan geconcludeerd worden dat deze houten integrale vloer minimaal hetzelfde comfort kan bieden als gangbare integrale vloersystemen van beton en/of staal. De plaats van de leidingen is optimaal en de vloer voldoet aan de gestelde IFD criteria. Daarbij is minder bouwhoogte nodig en wordt een grote gewichtsbesparing van 73% bereikt ten opzichte van een kanaalplaatvloer met verhoogde computervloer.

Afstudeerverslag

ingekeepte vloerliggers, versterkt met zelfborende schroeven, maken het mogelijk de gevelligger te integreren in de hoogte van het vloerpakket. Een volledig vlak plafond is het resultaat.



Rotatiecapaciteit en herverdeling van momenten van een enkelvoudig statisch onbepaalde gewapende betonligger De krachtsverdeling van een statisch onbepaalde gewapende betonconstructie verloopt tot het scheurmoment is opgetreden lineair-elastisch. Dit betekent dat de relatie tussen de belasting en de krachtsverdeling na dit scheurmoment onbekend is. Immers uit het M-k diagram is duidelijk dat de buigstijfheid niet meer constant is. Daarna treedt bij het verder opvoeren van de belasting een herverdeling van momenten in de constructie op. Vervolgens zal bij een zekere belasting ergens een plastisch scharnier ontstaan, waar dit plastisch scharnier ontstaat hangt af van de gekozen hoeveelheid wapening. Voor het beoogde bezwijkmechanisme, dienen alle plastische scharnieren in de constructie gevormd te worden. Als hieraan wordt voldaan, bezitten de plastische scharnieren afdoende rotatiecapaciteit en kan de bezwijklast worden berekend volgens de elementaire bezwijkanalyse.

vergelijkingen, de dynamische randvoorwaarden en randongelijkheden kan de krachtsverdeling beschreven worden. De dwarskracht wordt beschreven door:

Het buigend moment beschreven door: (2)

wordt

voor:

Door Rolf Doets Model In dit onderzoek wordt een enkelvoudig statisch onbepaalde gewapende betonligger beschouwd met lengte L, belast door een uniform verdeelde last q en heeft een doorsnede met rechthoekige breedte b en hoogte h. De betonligger wordt zowel boven als onder over de gehele lengte constant gewapend, respectievelijk ws;b en ws;o. Ten gevolge van de belasting zal de ligger vervormen, de transversale doorsnede zal zowel transleren wz(x) als roteren fy(x) Dit wordt veroorzaakt doordat er buigende momenten My(x) en dwarskrachten Vz(x) optreden in de ligger, deze krachtsverdeling en de randopleggingen is in afbeelding 1 geschetst.

Probleemstelling ‘’Kan bij een zekere wapeningsverdeling voldoende herverdeling van de momenten optreden, zodanig dat het beoogde bezwijkmechanisme ontstaat’’? Doelstelling • Een rekenprogramma te schrijven, waarmee de krachtsverdeling en de vervormingen van de gekozen statisch onbepaalde constructie zo goed en volledig mogelijk gesimuleerd kan worden. • De rotatiecapaciteit van de plastische scharnieren bepalen. Methode Allereerst wordt een vrijheidsgraad a geïntroduceerd in de krachtsverdeling. Met behulp van de evenwichts-

Afbeelding 1: Krachtsverdeling en randoplegging 30 - KOersief 69 - april 2006

Het is duidelijk dat de krachtsverdeling afhankelijk is van de vrijheidgraad a. Het verband tussen de belasting en de krachtsverdeling is nu de relatie tussen a-q. De dwarskrachtenlijn en de momentenlijn van de ligger zijn geschetst in afbeelding 2. De relatie tussen de krachtsverdeling en de vervorming wordt door de tweede orde differentiaalvergelijking van de elastische lijn beschreven.

Bij gekozen geometrie, wapening en materiaalkarakteristieken kan de buigstijfheid uit het M-k diagram

Afbeelding 2: Dwarskrachten en momentenlijn

worden bepaald. Hiertoe wordt het gehele M-k diagram geconstrueerd voor zowel doorsneden met positieve momenten als voor doorsneden met negatieve momenten. Hierbij is het van belang dat na het momentennulpunt de trekwapening fungeert als drukwapening en omgekeerd. Uit dit diagram wordt het bezwijkcriterium gehaald. Voor negatieve momenten wordt het breukmoment mMu gevonden en voor positieve momenten wordt het breukmoment Mu gevonden. Het bezwijkcriterium luidt derhalve:

Het buigend moment wordt bij gekozen a en beginbelasting q0 nu op het M-k diagram geprojecteerd en wordt de kromming k bepaald, zie afbeelding 3. Vervolgens wordt met de kinematische relaties de rotatie en de doorbuiging bepaald. Bij de beginbelasting q0, zal de lineair-elastische krachtsverdeling gevonden worden, dit betekent dat de vrijheidsgraad a gelijk is aan: a = 5/8. Deze waarde vormt een controle voor het rekenprogramma. De vrijheidsgraad a dient zodanig te worden gekozen dat aan alle kinematische randvoorwaarden wordt voldaan bij bijbehorende belas-ting q. De kinematische randvoorwaarden van de ligger zijn:

Afbeelding 4: Figuur tbv bepalen plastische lengte

Aan de eerste twee randvoorwaarden wordt voor iedere ½ ≤a ≤1 voldaan. Het is de vraag, of aan de laatste randvoorwaarde wordt voldaan. Hiertoe wordt het iteratie proces Regula Falsi gebruikt om zodoende de juiste waarde voor de vrijheidgraad a te vinden bij bijbehorende belasting q. Als deze vrijheidsgraad a bekend is dan ligt zowel de krachtsverdeling als de vervorming vast. Vervolgens wordt gekeken of aan het bezwijkcriterium wordt voldaan. Zo ja, dan wordt de belasting verhoogd en wordt opnieuw een a bepaald. Bij een zekere breukbelasting qd;u zal niet aan het bezwijkcriterium worden voldaan en is de ligger derhalve bezweken. Zodoende wordt een breukbelasting qd;u door het rekenprogramma gevonden met bijbehorende ad;u. Deze waarden kunnen worden vergeleken met de waarden volgens de elementaire bezwijkanalyse. Zodoende kan worden geverifieerd of er een bezwijkmechanisme is ontstaan.

bepaald worden (afb. 4). Tenminste als beide momenten bereikt kunnen worden voordat het breukmoment optreedt. De krommingscapaciteit of vervormingsvermogen is verdisconteerd in het M-k diagram. Zodoende kan de rotatiecapaciteit bepaald worden met de algemene definitie:

Conclusies • Met behulp van het rekenprogramma kan het gedrag van de ligger bij gekozen geometrie, wapening en materiaalkarakteris-

Afbeelding 6: Bezwijkmechanisme

Met behulp van de relatie tussen a-q kunnen nu de plastische lengtes in de inklemming en in het veld KOersief 69 - april 2006 - 31


Afbeelding 3: M-K diagram

Lezing

Cement lezing 2006 23 maart vond voor de tweede keer de Cement-lezing plaats. Afgelopen jaar werd deze gegeven op de TU/e. Dit jaar is KOers met een kleine delegatie op weg gegaan naar TU Delft. Door Bas Wijnbeld Net als vorig jaar wordt de lezing gegeven door de columnist van Cement, vorig jaar was dat Prof. Ir. Rob Nijsse van ABT. Dit jaar is dat Dr.Ir. Joop Paul MBA, op dit moment is hij de topman van Arup in Nederland op het constructieve vlak. Hij woonde zeven jaar in Japan, waar hij voor Obayashi Corporation en Arup werkte en daarbij ruime ervaring opdeed in het ontwerpen voor seismische gebieden. Dit is ook het onderwerp waar een deel van de presentatie over ging: ontwerpen tegen aardbevingsbelastingen. Primair wordt van gebouwen gevraagd dat het gebouw niet instort bij een aardbeving, zodat mensenlevens gered kunnen worden. Een nieuwe trend is om het gebouw economisch te optimaliseren over de levensduur van het gebouw. Er zijn twee hoofdstromen die dit proberen te bereiken: concentratie en minimalisatie van de energieopname. Concentratie heeft tot gevolg dat slechts enkele onderdelen van het gebouw beschadigd zullen worden bij een aardbeving, de herstelkosten zullen hierbij laag zijn. Minimalisatie van de ener-

gieopname wordt bereikt door onder het gebouw voorzieningen aan te brengen die de constructie tijdens aardbevingen minder stijf maakt. Enkele punten om op te letten bij het ontwerpen van hoogbouw: voor gebouwen hoger dan 250m zijn aardbevingen niet maatgevend voor de constructie, de eigenfrequentie ligt dan een stuk hoger dan de frequentie waar het meeste energie wordt afgegeven. Het bouwen van hoogbouw in lichte bouwmaterialen (staal en hogesterktebeton) zorgt voor kleinere krachten in de constructie bij een eventuele aardbeving. Gebouwen met een niet-symmetrisch vloerplan hebben als gevolg van torsietrillingen een grotere kans op schade bij aardbevingen. Deze eigenschappen van hoogbouw worden gepresenteerd met voorbeelden waar Jan Paul zelf aan gewerkt heeft. Het meest opvallende gebouw is de Guangzhou TVtower, wat het hoogste bouwwerk van de wereld moet worden met een hoogte van 610m. Samen met drie collega’s deed Joop Paul mee met de prijsvraag voor deze toren en uiteindelijk wonnen ze deze prijsvraag.

Figuur 3: Arnhem Centraal

Het tweede onderwerp van de lezing ging over het ontwerpproces van de transferhal Arnhem Centraal. Het blob ontwerp is in samenwerking met UN Studio (Ben van Berkel) ontworpen. De wanden, vloeren en daken vormen een vloeiende beweging. De driedimensionale sculptuur is zodanig vormgegeven dat de passagiersstromen zo vloeiend mogelijk in elkaar overlopen. Alle vervoersmiddelen: fietsen, treinen, auto’s, bussen en voetgangers komen bijna allemaal op een verschillend niveau de transferhal binnen. De blob zoals deze nu is ontstaan is een samenwerking tussen de constructeur en de architect. Op deze manier is een blob ontstaan waar de constructie integraal deel uitmaakt van de verschijningsvorm is en niet uiteindelijk maar erin gepast is. Zo moest er een kolom komen om de 40m overspanningen te kunnen opvangen, door de constructeur (Joop Paul) werd dit niet als kolom, maar als worm hole gepresenteerd aan de architect: die daarmee instemde. De onregelmatigheid in de constructie zorgt voor een hoge kostenpost. Om het toch betaalbaar te houden is zoveel mogelijk van het schaaloppervlak slechts licht gekromd: 2100m2 van de 3100m2. Vervolgens is 500m2 éénzijdig sterk gekromd en nog eens 500m2 tweezijdig gekromd. De speciale vorm van het gebouw zorgt ervoor dat het gebouw moeilijk te verbouwen of uit te breiden is. Daarom is er ingespeeld op de toekomst door het gebouw te ontwerpen op de vervoersstromen zoals deze verwacht worden over 50 jaar.

Figuur 1: Osaka International Conference Center 32 - KOersief 69 - april 2006

Figuur 2: Guangzhou Tv-tower

Bracing Steel Frames with Calcium Silicate Element Walls PhD Thesis by Bright M. Ng’andu, B.Eng., M.Sc., PhD

Door Dr. Ir. Bright Ng’Andu Accounting for the contribution of infill walls in resisting loads leads to more efficient use of materials. This is because the rigidity and reserve strength provided by the infill walls allow for relatively lighter steel frames with simple connections. Evaluating the stiffness and strength of the infills also leads to reduced risks of damage to the infill walls, the bounding frames and the finishes. This in turn can lead to significant reductions in maintenance and rehabilitation costs. A series of ten large-scale tests has been conducted and a finite element model to simulate these experiments has been assembled. The finite element model has been used to carry out parametric studies. Simplified equations for prediction of cracking loads and deflections have been proposed and evaluated in the light of numerical results. The experimental set-up involved a rigid twin-triangular reaction frame as a platform for the support and loading of the specimens. Monotonic deformation controlled loads were applied at the top of one column until the specimens suffered several cracks. The parameters included in the experimental investigation were frame-to-wall contact, bounding frame stiffness and a novel bearing wedge construction detail. The finite element model predicts the separation of frame-to-wall interfaces, the primary stiffness of the infilled frames, and the onset of cracking in the infill wall. The model utilises elements and material libra-

Picture 2: Typical load deflection behaviour

ries provided with the commercial software, DIANA. Linear elastic behaviour with a brittle tension limit is assumed for the CASIELs. Non-linear elastic behaviour is prescribed for frame-to-wall contact and thinlayer mortar joints. Material properties used in the model were obtained either from auxiliary tests conducted along side the large-scale infilled frame tests or estimations based on information from literature. The model was validated by a comparing numerical with experimentally determined stiffnesses, cracking loads and stress distributions. Load-deformation curves show a three stage trajectory prior to cracking. In general, there was an initial stiff stage followed by a much less stiff stage during which frame wall separation occurred and another stiff range leading to, in the majority of cases, diagonal tension cracking in the infill walls. Shear sliding along the top most bed joint was observed in some specimens. Increasing the stiffness of the bounding frames increased the stiffness of the infilled frames and moderately increased the cracking loads. An initial top gap resulted in reduced infilled frame stiffness during the transition phase, although it did not significantly reduce the cracking load. By using bearing wedges in the top corners, the influence of the top gap was practically eliminated. This technique may be significant in developing a construction technique for industrial application of infilled frames. The experimental global responses and the strain distributions on the walls were used as a basis for calibration of the finite element model. It has been concluded that composite infilled frame action is optimum in infilled frames with aspect ratios in the range of 0.8 to 1. In relatively squat infilled frames, the wall dominates the behaviour while

Picture 1: Construction procedure using wedges

the frame’s contribution diminishes. On the other hand, for relatively slender infilled frames, bending deflections increasingly overshadow the composite action of the bounding frame and infill walls. It has been proposed that the stiffness of an infilled frame may be approximated by a standard analysis of a frame braced with an equivalent diagonal strut. The equivalent diagonal strut is assumed to be pinned to the intersection of the centrelines of the beams and columns. The thickness and material properties of the equivalent strut are assumed to be the same as those of the CASIEL infill wall. For slenderness ratios less than 1, the effective width of the diagonal strut may be estimated as one-eighth of its length. The diagonal cracking resistance and shear sliding resistance in the joints are predicted on the basis of average stresses over horizontal or diagonal sections in the infill wall. The crushing resistance loads are nominally estimated by using the cross-sectional area of the equivalent diagonal struts and the experimentally determined crushing strength. These simplified expressions are indicative of how design guidelines might be formulated. Finally, a list of recommendations for continuation of the research, towards development of design guidelines, is provided. The importance of the research topic is underscored by worldwide efforts to improve design codes, in general, and in seismic engineering applications in particular.

Picture 3: Test arrangement with mounted specimen KOersief 69 - april 2006 - 33

Promotie onderzoek

This research aims at providing a scientific basis for development of design guidelines for steel frames infilled with calcium silicate ajelement (CASIEL) walls, thus, providing stability to building frameworks. Although CASIEL infill walls are already commonly found in building structures, the structural role they play is frequently ignored. This research postulates that this role must be designed for rather than simply ignored or assumed.


Staafconstructies in blob-architectuur De stijgende belangstelling van architecten voor blobarchitectuur heeft ertoe geleid dat er een kloof is ontstaan tussen de ontwerpmogelijkheden en wensen van de architect en de technische mogelijkheden die de andere partijen in het bouwproces tot hun beschikking hebben bij de realisatie van dergelijke gebouwen. Op technisch gebied dient een grote inhaalslag gemaakt te worden. Door Jules Miseré Dit onderzoek richt zich op één van deze aspecten, namelijk het constructieve ontwerp voor blobs. Gebrek aan ervaring of goede methodes lijkt op het moment nog veelal tot zwaar gedimensioneerde constructies en noodgrepen te leiden. Er zal uitgegaan worden van staafconstructies. Staafconstructies bieden de ontwerper een grote vrijheid en leiden vaak tot zeer lichte draagconstructies voor gebouwen. Bovendien bestaan er al flexibele standaardsystemen waarmee de realisatie van gebouwen potentieel vereenvoudigd kan worden. Voor deze staafconstructies wordt in dit onderzoek naar alle aspecten van het constructieve ontwerp gekeken, om te komen tot geschikte methoden die door de constructeur gehanteerd kunnen worden bij het ontwerpen, modelleren, toetsen en optimaliseren van staafconstructies in blobs. Omdat het gefacetteerde karakter van staafconstructies niet strookt met de vloeiende blobvormen ontstaan er al in de ontwerpfase problemen met de vormgeving van de constructie. Een iteratieve methode wordt voorgesteld waarbij de constructie dient als uitgangspunt van de vorm. Een methode wordt beschreven die uitgaat van een vir-

tueel kabelraster in een constructief rekenpakket. Aan dit kabelraster wordt net zolang getrokken totdat de gewenste vorm bereikt is. Hierna kan de constructie worden bevroren en direct omgevormd worden tot een ruimtelijke staafconstructie. Deze methode lijkt op de meer traditionele formfinding met behulp van de krachtdichtheidsmethode, maar het belangrijkste verschil is dat alle vormen mogelijk zijn, terwijl de k.d.m. eerder bedoeld is om optimale vormen te bepalen. Door de vorm van blobs is het bepalen van de belastingen die op de constructie werken lastig. Een methode wordt beschreven waarbij, door gebruik te maken van schijfelementen, deze knoopkrachten relatief eenvoudig bepaald kunnen worden. Wel dienen er altijd aannamen gedaan te worden over de grootte en verdeling van de belastingen op het model aangezien de eisen uit de normen niet toereikend zijn voor blobs. De toetsing van de staven in de uiterste grenstoestand kan wel gebeuren aan de hand van de eisen uit de relevante normen. De staafkrachten worden bepaald aan de hand van een geometrisch nietlineaire berekening die uitgaat van

het model waar een imperfectie aan is toegekend. Door het grote aantal staven is het ondoenlijk om deze berekeningen handmatig uit te voeren, maar het kan wel gedaan worden door gebruik te maken van een waarmee, toetsingsspreadsheet, aan de hand van een drietal typen input (staafkrachten, staaflengtes en doorsnede eigenschappen), alle staven in een keer gecontroleerd worden. De resultaten van deze berekening zijn de unity checks voor de verschillende constructieve eisen, waarvan de hoogste waarde per staaf gezien kan worden als een benuttingsgraad van deze staaf. De mate van benutting van de verschillende staven kan, afhankelijk van de vorm en de configuratie van de staven, erg verschillen. Vanuit constructief oogpunt is het niet erg economisch om alle staven met hetzelfde type buisprofiel uit te voeren. Het is het dus wenselijk om het toe te passen staal in de constructie zoveel mogelijk op de meest kritische plekken te gebruiken. Om dit te bereiken, is een optimalisatiemethode ontworpen en getoetst, die uitgaat van een bottom-up aanpak. Deze aanpak gaat uit van een constructie waarvan een groot deel van de staven overbelast wordt. Alle staven die niet voldoen worden verzwaard. Dit proces wordt herhaald totdat alle staven in de constructie voldoen, waarbij er rekening gehouden dient te worden dat een wijziging van de gebruikte profielen leidt tot een wijziging van de staafkrachten. De stijfheid van de constructie wordt beoordeeld nadat de constructie is geoptimaliseerd voor de uiterste grenstoestand. De eisen uit de Nederlandse norm zijn vooral toegespitst op orthogonale gebouwen en kunnen dus niet zonder meer vertaald worden naar een blobconstructie. Er zijn echter twee achterliggende basisprincipes te onderkennen, namelijk het voorkomen dat de gebruiker van een gebouw hinder ondervindt van

Figuur 1: Formfinding proces met behulp van het platte kabelraster en de aangebrachte knoopkrachten. 34 - KOersief 69 - april 2006

de vervormingen en het voorkomen van schade aan andere onderdelen van het gebouw. Enerzijds zijn er daarom op globaal niveau maximale waarden vastgesteld waaraan de bijkomende uitwijking van het gebouw in de verschillende richtingen moet voldoen (comfort) en daarnaast wordt er op lokaal niveau gekeken naar de totale vervormingen van de vlakken die tussen de staven liggen (voorkomen schade). Indien een constructie niet voldoet aan de gestelde vervormingseisen, wordt de constructie met een tweede optimalisatie nogmaals gericht verzwaard. Door gebruik te maken van het virtuele arbeidsprincipe kan, met behulp van eenheidskrachten op de kritische plek-

ken van de constructie, bepaald worden welke staven de grootste bijdrage leveren aan de stijfheid van de constructie. Hierdoor kunnen, op een wijze analoog aan de optimalisatie van de staven in de uiterste grenstoestand, gericht die staven verzwaard worden, die de grootste bijdrage leveren. Ook hier betreft het weer een iteratief proces waarbij elke staaf slechts één stap per keer verzwaard wordt, net zolang totdat de constructie voldoet ook aan alle vervormingseisen. Met een variantenstudie is aangetoond dat de voorgestelde methoden werken en bovendien kunnen enige conclusies getrokken worden over het gedrag van staafconstructies. Een driehoekige configuratie

blijkt zich stijver te gedragen dan de vierhoekige, doordat krachten in de vorm van normaalkrachten naar de fundering geleid worden, in plaats van de buigende momenten die bij de vierhoekige configuratie veel meer invloed hebben. Wat betreft het optimalisatieproces blijkt dat, indien vergelijkbare configuraties beschouwd worden (bijvoorbeeld vierhoekig of driehoekig), een hogere uitgangsmassa van de constructie in de regel zal leiden tot een beperktere mogelijkheid tot optimalisatie en dus een hogere eindmassa van de constructie. In de praktijk zullen er echter niet uitsluitend constructieve motieven te grondslag liggen aan de keuzen van de toe te passen profielen.


Figuur 2: Benuttingsgraden van de staven van een blob bij uitvoering van de staven met een gelijke doorsnede.

Figuur 3: Spreiding van de virtuele arbeid van de staven in een constructie onder de werkelijke belasting (links) en de eenheidsbelasting (rechts). KOersief 69 - april 2006 - 35

Excursie

Excursie woontoren Porthos Op donderdag 26 januari van dit jaar mochten wij studenten en Rijk Blok als geïnteresseerde docent op bezoek bij de lange musketier. Porthos is een woontoren die deel uitmaakt van de drie musketiers, waarvan hij de grootste is. De drie musketiers (Porthos, Athos en Aramis) zijn drie woongebouwen die Woensel aantrekkelijker moet maken om in te wonen. Door Jeppe van Zanten Dit bezoek werd voorafgegaan door een lezing van Maichel Moonen van Ingenieursbureau Zonneveld b.v., die als constructeur bij dit project betrokken is geweest. Ook aanwezig bij deze lezing en de aansluitende excursie was Dhr. Visser van Hurks Bouw en Vastgoed. De lezing was goed verzorgd. Er was koffie, thee en stroopwafels. Er werd een inleidend verhaaltje gehouden door Dhr. Visser. Daarna werd de scepter overgenomen door

Maichel Moonen. Hij wist het aanwezige publiek te roeren door zijn boeiende verhalen over wapening en prefab betonnen elementen die niet te zwaar mochten zijn vanwege hijscapaciteiten. Ook vertelde hij over de overgang van onderconstructie naar bovenconstructie en de inleiding van piekspanningen van de grote kolommen in de onderste wanden. De keuze voor geprefabriceerde elementen in plaats van de origineel ontworpen tun-

nelbekisting was het gevolg van de voorkeuren van de aannemer. Over de mogelijke toepassing van staal in plaats van beton werd niet gesproken. De twaalf sheets waar de presentatie uit bestond waren to the point en relevant voor het verhaal. Tijdens de presentatie werd verteld over een kantelstrook in de laagbouw, die in eerste instantie niet ontworpen was, maar later wel geplaatst werd. Op de vraag waarom deze strook er later toch ingezet was kon helaas geen antwoord worden gegeven. Ook de vraag of er een verjonging in de dragende wanden op hogere verdiepingen was opgenomen werd naar mijn mening niet goed beantwoord. Dat hadden ze niet gedaan, want dan zouden ze de appartementen voor iedere verdieping opnieuw hebben moeten tekenen. Het gebouw heeft door toedoen van project-ontwikkelaars een deel van zijn kwaliteiten verloren. Zo was de aansluiting van de lichte gevel op een tussenmuur in het appartement dat we mochten bekijken (woningtype F) gerealiseerd met gipsplaten, bevestigd midden op het sandwichpaneel. De reis naar boven was overigens ook een hele beleving. De lift (een van de twee voor 108 appartementen) was snel, 3,5 meter per seconde en was zelfs voorzien van een liftboy, die overigens niet op de knopjes duwde. Als laatste zijn we nog op de bovenste verdieping geweest, waarna de excursie eindigde.

Figuur 1: woontoren Porthos in aanbouw 36 - KOersief 69 - april 2006

Figuur 2: woontoren vanuit het park

Toezicht op de bouw; zinvol?

Door Bas Wijnbeld Michael controleert voor adviesbureau Brekelmans het werk op de bouwplaats, hij is hierbij gemiddeld twee dagen per week op de bouw te vinden. Ook de gemeente controleert op de bouw, het verschil tussen deze mensen en Michael is het verschil in constructieve kennis. De gemeentecontroleurs missen dit en keuren vaak onterecht dingen goed of juist af. De lezing begon met een redelijk saai overzicht van eisen die gesteld werden bij verschillende werkzaamheden op de bouw. De bouwvakkers wordt dit duidelijk gemaakt doormiddel van posters die in de bouwketen hangen. De eenvoudige, maar vrolijke posters maken als een stripverhaal duidelijk wat wel een niet kan. Bijvoor-

Figuur 1: gevolgen van fouten op de bouw

beeld bij welk weer er beton gestort kan worden en wanneer niet. Vervolgens werden er praktijk voorbeelden gegeven van fouten op de bouw. Bij verschillende projecten moest het werk stilgelegd worden, omdat er fouten waren ontstaan waarmee niet verder gebouwd kon worden: kolommen die niet centrisch op elkaar stonden. Ook werden draadeinden krom gebogen om het passend te krijgen en moeren werden maar half op het draadeinden gedraaid wanneer het even niet paste. Ook het aanstorten van een vloer waarbij leidingen zo hoog zijn opgestapeld dat er amper een betonlaag overblijft kwam als voorbeeld langs. Bovenstaande voorbeelden worden veroorzaakt door laksheid van de

bouwvakkers waarvan een groot deel tegenwoordig weinig verantwoordelijkheid voelt voor hetgeen hij aan het bouwen is. Dit is het gevolg van tijdelijke krachten die enkel voor één opdracht ingehuurd worden, vaak afkomstig uit OostEuropa. Vaste krachten die langer bij hun baas werken hebben deze verantwoordelijkheid vaak wel en melden fouten eerder bij hun baas. Toch gaat het soms ook op de ontwerpafdeling al fout. Zoals een wapeningtekening waar drie balken op elkaar aansluiten, tijdens de bouw bleek de wapening zoals bedacht niet mogelijk. Leedvermaak is altijd goed en iedereen heeft zich erg vermaakt tijdens deze lunchlezing.


Lunchlezing

Donderdag 23 februari werd er een lunchlezing gehouden met als titel ‘ Toezicht op de bouw; zinvol?’. De lunchlezing werd gehouden door M.B.v.Heuven v. Staereling van adviesbureau Brekelmans.

Verslag

Research Dag 2006 Op 23 maart j.l. werd de researchdag van de unit Constructief Ontwerpen en Uitvoeringstechniek (COUT) gehouden. Tijdens deze research dag werd het onderzoek van de capaciteitsgroep met lezingen en demonstraties toegelicht. De volledige syllabus is bij het secretariaat af te halen.

Door Dr. Ir. A.T.Vermeltfoort en Dr. Ir. H. Hofmeyer Na een gezamenlijke lunch werd van experimenteel en numeriek door middel van een aantal preonderzoek naar de samenwerking sentaties een overzicht gegeven van een stalen raamwerk met een van het onderzoek van de unit. prefab gewapend-betonnen invulDit onderzoek omvat de krachtspaneel met raamopening. Door werking in gebouwen (toegepaste bouten op zowel ligger als kolom mechanica), het constructieve ontin elke hoek van het raamwerk te werpproces, uitvoeringstechniek en plaatsen wordt een prefab gewahet materiaalgebonden ontwerpen pend-betonnen invulpaneel opgemet staal, beton, hout, aluminium, sloten in het raamwerk en krijgt het steen en glas. Aan het einde van de bij laterale belasting een construcmiddag was er een rondleiding door tieve functie die vergelijkbaar is Vertigo en het laboratorium. Het met die van een drukdiagonaal. programma werd afgesloten met De samenwerking van stalen raameen proef (met wedstrijdelement) werken met prefab gewapendop een uitwendig met koolstofvezel betonnen invulpanelen met opegewapende betonbalk waarbij de ningen, is numeriek en experimenonthechting bij verschillende temteel onderzocht. Full-scale proeven peraturen werd onderzocht. op een 3m bij 3m ingevulde raamIn diverse presentaties kwam de werkconstructie zijn uitgevoerd. De wisselwerking tussen experimennumerieke en experimentele resulteeel onderzoek -bij COUT uitgetaten stemden voldoende overeen. voerd in het Pieter van Musschenbroek laboratorium-, numerieke Constructieve flexibiliteit simulaties met ANSYS of DIANA, en Ir. R. Blok analytisch onderzoek tot uiting. In Performance based design is Hierna volgt een beknopte samenhet nodig om minimum prestatievatting van de lezingen. eisen te definiëren en geschikte modellen te hanteren om het geOnderzoek bij ‘Constructief drag van constructies adequaat te Ontwerpen en Uitvoeringstechbeschrijven. Betrouwbare controles niek’ moeten garanderen dat het voorProf.ir. H.H. Snijder gestelde ontwerp aan de minimum De onderwijstaak van COUT is eisen zal blijven voldoen. Omdat de gebed in wetenschappelijk onderlevensduur van een gebouwconzoek dat zeer divers van aard structie niet uitsluitend afhangt van is. Het onderzoek varieert van zijn technische kwaliteiten (Techniuitvoeringstechnische en mechacal Service Life), maar ook van zijn nica gerelateerde onderwerpen functionele kwaliteiten (Functional tot beton-, steen-, staal-, houten Working Life) is het noodzakealuminiumconstructies tot onderlijk om ook deze functionele kwaliwerpen van meer algemene aard teiten helder te specificeren. Progericht op integratie met andere bleem hierbij is dat toekomstige vakgebieden binnen de Bouwkunde. functionele eisen voor gebouwen Het onderzoek binnen COUT is een grote mate van onzekerheid begericht op constructieve componenvatten. Voor een beoogde lange tot ten en systemen en uitvoeringstechzeer lange levensduur voor bouwniek van gebouwen en is enerzijds constructies wordt daarom vaak fundamenteel wetenschappelijk en flexibiliteit gebruikt als een strategie anderzijds toepassingsgericht. om met deze toekomstige onzekerheden om te gaan. Het vaststellen Samenwerkend gedrag van van minimale eisen voor functiostalen raamwerken met prefab neel gebruik gedurende de levensgewapend betonnen invulpanduur van het gebouw wordt zo het elen met raamopeningen vaststellen van minimum eisen voor Ir. P.A. Teeuwen flexibiliteit. Om deze reden is het Resultaten werden gepresenteerd duidelijk definiëren en specificeren 38 - KOersief 69 - april 2006

Figuur 1: geslaagde borrel in het lab

van flexibiliteit essentieel. Onderzoek aan de TU/e naar de relaties van de constructie met de andere gebouwlagen (de gebouwschil (gevel, dak), de installaties, de ontsluiting en het ruimteplan) heeft geresulteerd in een duidelijk theoretisch kader met definities voor flexibiliteit en aanpasbaarheid, en met name constructieve flexibiliteit. Het onderzoek is erop gericht om met name constructieve flexibiliteit duidelijk te kunnen kwantificeren. Optimalisatie in relatie tot het ontwerpen op levensduur is hierbij het uiteindelijke doel. Industrialisatie, Waarom? en Hoe! Prof.ir. F.J.M. Scheublin Er bestaat een breed gedragen overtuiging dat de bouw achter loopt op het gebied van industrialisatie. Als dat al zo is, waarom is er zo’n achterstand en wat kunnen we er aan doen. Een antwoord op deze vragen begint bij de vraag wat industrialisatie dan wel precies is. Na deze verkenning komt de vraag aan de orde hoe de achterstand kan worden ingelopen. Wereldwijd verdiepen onderzoekers zich in de manier waarop ook de bouw het industriële tijdperk kan worden ingevoerd. Er zijn verschillende strategieën ontwikkeld om de bouw vooruit te helpen op de weg naar industrialisatie.

Figuur 2: overzichtsfoto laboratorium

DIANA en ESPI: een sterk duo voor onderzoek aan metselwerk Dr.ir. A.T. Vermeltfoort Bij het belasten van metselwerk zullen de stenen en mortel, omdat het verschillende materialen zijn, verschillend vervormen. De invloed van deze vervormingsverschillen op het gedrag van metselwerk kan zowel experimenteel (met ESPI) als numeriek (met DIANA) worden onderzocht. Om de steen-mortel interactie numeriek te simuleren werden in DIANA de proefstukken gemodelleerd. ESPI, een laser spikkel instrument, werd gebruikt om de steen-mortel interactie gedetailleerd te meten. Een belangrijke overeenkomst tussen ESPI en DIANA is de manier waarop de resultaten, d.w.z. de koopverplaatsingen, worden gepresenteerd. Omdat DIANA en ESPI vergelijkbare vervormingsbeelden gaven was het verantwoord ook de spanningen te beschouwen waarvoor DIANA resultaten werden gebruikt. Integrale vloersystemen Prof.ir. F. van Herwijnen De eisen aan gebouwconstructies wijzigen tijdens hun functionele

levensduur. Daarom moeten ontwerpers van constructies streven naar een functionele levensduur die de technische levensduur zo dicht mogelijk benaderd. Industrieel, Flexibel en Demontabel (IFD) bouwen is een ontwerpbenadering, waarbij rekening gehouden wordt met deze aspecten. Met IFDbouwen wordt duurzaamheid en functionaliteit gecombineerd. Industrieel bouwen verhoogt de kwaliteit van componenten, reduceert het energiegebruik voor productie en de hoeveelheid afval op de bouwplaats: less waste and less energy. Flexibiliteit door aanpassing van de gebouwconstructie verlengt de functionele levensduur en Demontabel bouwen maakt hergebruik van componenten mogelijk: long life and loose fit. De IFDbenadering leidt o.a. tot integratie en onafhankelijkheid van disciplines. Dit wordt getoond aan de hand van drie verschillende integrale vloersystemen: de stalen IDES- vloer, de betonnen Wing- vloer en de Infra+ vloer. Deze integrale vloersystemen hebben niet alleen een dragende en scheidende, maar ook een accommoderende functie voor technische installaties in de dikte van het vloerpakket. Integratie van technische installaties in vloersystemen maakt elke werkplek op het vloerveld bereikbaar, zonder zichtbaar distributiesysteem. Daarnaast wordt de verdiepingshoogte van het gebouw gereduceerd, bij gelijkblijvende vrije hoogte, waarmee kosten worden bespaard. Houten vloeren en aanverwante zaken Prof.dr.ir. A.J.M. Jorissen Houten vloeren zijn eeuwenlang niet weg te denken geweest uit de samenleving. Nog steeds vindt de houten vloer zijn toepassing, al is het aandeel in de totale vloerenmarkt zeer sterk afgenomen. De belangrijkste redenen voor deze afname zijn terug te voeren op gewijzigde eisen, subjectief en objectief, waaraan

de fabrikanten van houten vloeren totaal niet of onvoldoende op hebben ingespeeld. Aan de TU/e is recent een eerste studie naar houten vloeren uitgevoerd waarin wel met deze gewijzigde eisen rekening is gehouden. Naast een uiteenzetting van deze studie komen in deze bijdrage een aantal aanverwante zaken aan de orde met een directe relatie tot de constructieve mogelijkheden met het materiaal hout zoals de sterkte van liggers en verbindingen. Pieter van Musschenbroek Laboratorium In het Pieter van Musschenbroek laboratorium kunnen materialen, producten, constructies en gebouwdelen onderzocht worden. De aanwezige apparatuur is, ook in combinatie inzetbaar, bijvoorbeeld als verschillende soorten grootheden afhankelijk van elkaar gemeten moeten worden. Naast onderzoek aan constructies van alle mogelijke constructiematerialen kan ook onderzoek op locatie met draagbare meetapparatuur worden verricht. Verder kan men terecht voor het bepalen van de eigenschappen van bouwmaterialen en voor controle metingen. Om deze werkzaamheden adequaat te kunnen uitvoeren heeft het laboratorium vele voorzieningen zoals o.a. druk- en trekbanken. Intern transport van werkstukken tot een maximum gewicht van 10 ton is mogelijk. Met een variabel constructiesysteem kunnen specifieke proefopstellingen worden gemaakt. Het laboratorium heeft faciliteiten om proefstukken en speciale hulpmiddelen te vervaardigen en klimaatruimtes voor proeven onder constante of controleerbare condities. Uiteraard is er analoge en digitale meetapparatuur (rekstroken, inductieve verplaatsingsopnemers en krachtmeetdozen) beschikbaar. Verder is er apparatuur voor het testen van chemische eigenschappen en diverse vormen van microscopie.

Figuur 3: organiserend committee na een succelvolle research dag KOersief 69 - april 2006 - 39

Verslag

Plooi van aluminium bij brand Ir. J. Maljaars, Prof.ir. F. Soetens, Ir. B.W.E.M. van Hove Dragende constructiedelen van aluminium legeringen, zoals toegepast in bijvoorbeeld schepen of offshore platforms, moeten zodanig ontworpen worden dat mensen veilig kunnen vluchten als er brand uitbreekt. Door de lage smelttemperatuur van aluminium vraagt brand de nodige aandacht in het ontwerp. Er is echter weinig onderzoek gedaan naar het constructieve gedrag van aluminium componenten blootgesteld aan brand. Trek- en buigproeven zijn uitgevoerd om de materiaaleigenschappen te bepalen. Hieruit volgde dat de 0,2 % rekgrens van de beschouwde legeringen de sterkste afname laat zien tussen 150 en 350 ºC. Deze temperatuur is relatief laag in vergelijking met de gastemperatuur bij een brand. Ook de elasticiteitsmodulus neemt af, maar in mindere mate dan de sterkte. De gevonden materiaaleigenschappen zijn toegepast in eindige-elementenmodellen waarmee specifieke proeven gesimuleerd zijn. De resultaten bleken overeen te komen met die van de uitgevoerde proeven.

Excursie

Excursie Noord-Zuidlijn Woensdag 29 maart bezocht KOers Amsterdam om een kijkje te nemen bij de Noord-Zuidlijn. Strukton had een dagvullend programma voor ons, met een lezing, project bezoek, lunch en een case-study. Door Gertjan Coenen Figuur 1: iedereen klaar voor vertrek

Het was vroeg op de dag toen ik vertrok naar Amsterdam. Al om half 8 ‘s morgens moest ik de trein hebben om naar Amsterdam te kunnen gaan. En aangezien het even reizen is vanuit Brabant richting Amsterdam, duurde de reis een uur en 3 kwartier. Nadat ik het station Utrecht Centraal uitgereden was, kreeg ik telefoon van Fuut. Ja, waar zit je, was de vraag. Ik zei, ben net voorbij Utrecht. Oh, want wij moeten dadelijk met de bus en het duurt nog wel een tijdje voordat we er zijn. Ik denk bij mezelf, jaja, en ik ben de paashaas. Dus ik ging er gewoon vanuit dat Fuut weer lag te neppen en kwam uiteindelijk om kwart over 9 aan. Fuut maar weer eens opnieuw opgebeld om te vragen hoe lang het nog duurde voordat ze in Amsterdam zouden arriveren. Ditmaal kon hij zijn dekmantel niet meer lang ophouden en was het na 3 zinnen al duidelijk dat hij mij gewoon geprobeerd had voor de gek te houden. Een kwartiertje wachten nog en de dag kon beginnen. De groep uit Eindhoven kwam aan op het station en meteen werd de pas erin gezet om naar de bouwkeet van Strukton te gaan. Na het bordje

gepasseerd te zijn op het perron, van verboden om verder te lopen, liepen we via een brug naar de keet. Aangekomen bij de keet werden we hartelijk welkom geheten door Wendy Smits en Rob Vos. Nadat we allemaal aan de koffie zaten en aan het genieten waren van de altijd lekkere wafels, begon Bas met de presentatie van het programma van vandaag. Allereerst was er een presentatie over het project de Noord-Zuidlijn. De Noord-Zuidlijn wordt in de toekomst de nieuwe metroverbinding tussen het noorden en het zuiden van Amsterdam. Waarvoor er een tracé aangelegd wordt van 9,5 km waarvan 3,8 km ondergronds wordt aangelegd. Strukton heeft hiervan een deel aangenomen nabij het Centraal station. Omdat het project zo groot is, zijn er verschillende bestekken in de gunning gekomen. Het centraal station was er 1 van. Bij het centraal station komen een aantal problemen naar boven voor de bouw van een metrostation daar. Allereerst zal de metro het station kruisen. Aangezien tijdens de uitvoering de voetgangers de tunnel onder de sporen moeten kunnen blijven

Afbeelding 2: enorme bouwplaats in de stationshal 40 - KOersief 69 - april 2006

gebruiken, wordt het project in verschillende fasen uitgevoerd. Verder is de grondwaterstand in Amsterdam hoog en ligt dicht bij het maaiveld, is het centraal station gefundeerd op houten palen die ter plaatse van het tracé verwijdert dienen te worden en vervangen moeten worden door een alternatieve fundering. Daarbij komt nog dat tijdens en na de bouw van het ondergrondse station het gebouw minimaal mag verzakken i.v.m. mogelijke scheurvorming in de gevel. De bouwvolgorde van het project komt er op neer dat eerst alle palen onder het gebouw ter plaatse van het tracé getrokken zullen worden, vervolgens 2 wanden gemaakt worden en met daarover een plaat van 1,5 m dik. Deze plaat wordt voorgespannen. Deze plaat vormt dan de tunnel vloer voor de passagiers van het centraal station. De grond onder de vloer wordt vervolgens weg gegraven en er wordt zodoende een ruimte gecreëerd tussen de wanden en het 1,5 m dikke vloer. Vanaf het IJ wordt vervolgens een soort sluis gecreëerd waarin een tunnelbak element wordt ingevaren. Vervolgens wordt de sluis leeggepompt en komt de tunnelbak op het juiste niveau te liggen voor onder het centraal station. De bak wordt dan ingevaren onder het station. Er wordt weer zand bovenop gedaan en het waterniveau kan weer teruggebracht worden naar het originele niveau. Dan wordt aan de tunnelbak aan de IJ zijde een andere tunnelbak gekoppeld en aan de stadszijde wordt een verbinding gecreëerd met de geboorde tunnel. Je leest al dat het een heel groot karwei is om dit alles te realiseren. Verder was het interessant om te zien wat er allemaal bij komt kijken als je de grond in wilt. Aangezien er op de TU wat minder aandacht wordt besteedt aan alle mogelijke grondtechnieken, ging er een wereld voor menigeen open. Ik noem bijvoorbeeld het maken van verticale groutpalen met daarbij een wand van Tubex-palen aan weerszijden. Verder nog de verticale MicroTunneling techniek die als eerste werd toegepast

Nadat de excursie op de bouwplaats was afgerond, keerde we weer terug naar de bouwkeet. Aangekomen in de bouwkeet, werden we verrast door een heerlijke lunch met volgens Wendy Smits, de broodjes van de beste broodjes bereider van Nederland. Hij had er namelijk een prijs voor gewonnen. Dat was wel te merken. De heerlijke lunch was aan het aanzakken toen Rob Vos ons introduceerde met de casestudy die wij gingen verrichten in de middag. De casestudy ging over een klein onderdeel van het gehele project. Ter plaatse van de wand van de voetgangerstunnel diende de vloer te worden verwijderd en een nieuwe aangebracht te worden. Dit geeft een aantal problemen omdat het gefaseerd uitgevoerd moet worden en de achterliggende grond niet mag verzakken. Verder dient de verticale belasting goed afgedragen te worden. Daarbij komt nog dat de uitvoering van de MicroTunneling wand

gewoon door moet kunnen gaan. Dit was korte samengevat de punten waarmee rekening moest worden gehouden om tot een goede oplossing te komen. De groep werd opgedeeld in 4 groepen en iedereen ging voortvarend te werk. Nadat de problemen in kaart gebracht waren kon gewerkt worden aan een oplossing. Het bleek echter moeilijk om tot een goede oplossing te komen en deze ook nog te voorzien van commentaar. Iedere groep was maar tot 1 goede oplossing gekomen. Tijdens een presentatie werd duidelijk tot welke oplossingen iedereen was gekomen. De oplossingen verschilden wel van elkaar. Er kon echter maar 1 groep de winnaar zijn van de prijs die in het vooruitzicht was gesteld door Rob Vos en Wendy Smits. Dit bleek de groep te zijn met Alexandro Janga, Karin de Louw, Michaël Fütterer en Maarten Braem. Zij hadden de beste oplossing verzonnen en hadden het probleem als beste aangepakt. De andere groepen hadden zich voornamelijk bezig gehouden met de oplossing, terwijl zij ook goed hadden gekeken naar de problemen die er speelden. Verder was er nog een eervolle vermelding voor Stijn Venmans, Jurgen Voerman, Gertjan Coenen en Ruben Smittenaar. Zij hadden de oplossing van

Strukton zelf het beste benaderd. Na het uitreiken van de prijs (een mooie rolmaat van Strukton) werd toch weer koers gezet naar het centrum van de stad om ergens op een terras te gaan zitten om wat te gaan drinken. Na het nodige overleg werd besloten om de tram te pakken naar het Leidscheplein. Aangezien het daar toch rustig zou zijn de komende weken, omdat Ajax toch geen kampioen kon worden, was hier niet veel te doen. Daarbij kwam ook nog dat het niet al te mooi weer was. Na een paar biertjes/wijntjes gedronken te hebben werd besloten om huiswaarts te gaan. Een mooie dag kwam tot zijn einde en na een lange reis werd de thuisbestemming weer bereikt.

Excursie

bij het maken van palen tot wel 60 meter diep. Aangezien er onder het centraal station pas op 60 meter diepte een stabiele zandlaag te vinden is, diende er tot die diepte een palenfundering aangelegd te worden. De waterkerende wand wordt tot een diepte van 30 meter aangelegd.

Figuur 3: presentatie casestudy


Wist je datjes

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

Op studiereis meer dan 8000 foto’s zijn gemaakt. Het nu een stuk rustiger is op vloer 5 Jeppe gaat trouwen Uit de karaoke een nieuw zangduo is voortgekomen; Frankenstijn! Wils levenslied is: Spetter pieter pater, wil heeft een kater, hij komt een busje later is!!! Dat (palen)Stijn een helicopter heeft mis gelopen! De familie J, ging lastig door de plee....gevolg overstromingen in de badkamer. JP niet graag stopt voor een lekkere bak koffie! Je moeilijk van een chinees afkomt!, geen afhaal Chinees maar achtervolg chinees. Jop niet zo’n fan is van lopen. Spilt bill!! TOONEN een fijne speach houdt door steekwoorden op te sommen! JP een foto maakt bij de falls zonders de falls. Iemand zich op de reis ontpopte tot een ware basanova. Het voorbeeld snel gevolgd werd door Palestijn en Menno Buch Het studentenfeest op nummer 55 is, toch Stijn? Dat JP goed integreert bij de Canadese bevonlking Dat sexylexy graag in andersmans ondergoed en andermans bed slaapt. Dat de CorCor niet het juiste rij-ADvies gaf. Dat Wil en Ad de boeren protesten schitterender vonden dan de city-walk. Je voor kledingadvies niet bij Dennis moet zijn. De cellen in Ottawa niet ruim zijn. Het ontbijt in Canada een zoethoudertje is. JP niet graag stopt voor een lekkere bak koffie! Pinnen met posbank pas moeilijk gaat een groepsfoto maken met Niagara Falls erop lastig is...


De Niagara Falls (echt waar!)


KOersief 69. Thema Stadions: Overzicht stadions Uitbreiding Feijenoord stadion Amsterdam ArenA Allianz Arena München

Recommend Documents