Stadions NUMMER 83

MAART 2011

KO/ Stadions

NUMMER 83

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

leuk

dat noemen wij passie.

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

Altijd de juiste mensen

redactioneel INHOUDSOPGAVE Columns

Redactioneel Bestuur KOers Labpraktijken





3 5 42

‘Complex of simpel?’ ‘Joe Tjoep’

Activiteiten & Excursies Excursie Tielemans MDE Polen KOers IntroductieDag Pokerborrel

22 26 43 44 Beste lezers, Vol trots heb ik als hoofdredacteur de eer jullie de eerste KOersief van het kalenderjaar 2011 te presenteren. Omdat de positie van commissaris redactie dit schooljaar niet gevuld is binnen het bestuur is er besloten om dit jaar de KOersieven onder leiding van drie verschillende hoofdredacteuren te maken. Aan mij de eer om de eerste onder mijn hoede te nemen. Gelukkig werd ik kundig geassisteerd door mijn mede redactieleden Jean-Paul en Bastiaan.

Special: Stadions

ARUP Londen, Nina Tabink

Als eerste is in deze KOersief het woord aan onze kersverse hoofdsponsor, cementproducent ENCI. Zij leggen uit hoe ze op een eco-verantwoorde manier bezig zijn in hun productieproces.

10

Ontwerpen voor het bouwen

BAM Internationaal schlaich bergermann und partner

14 18

Lightweight structures in windy South-Africa

Jeroen Evers

24

Pieter van den Hoogenband Zwemstadion

Afstudeerverslagen Harm Boel

30

Buckling Length Factors of Hollow Section Members in Lattice girders

Tim Pouwels

34

Happy Street: van staal naar beton

Geert Brouwers

38

Niet-prismatische houten gelamineerde elementen

en verder... Activiteiten

Het thema stadions komt natuurlijk ruim aan bod. Deze KOersief staat vol met artikelen over diverse stadia die wereldwijd zijn gebouwd. Denk hierbij bijvoorbeeld aan de voetbalstadia in Zuid-Afrika en het Olympisch Zwemstadion voor Londen 2012. Vanuit deze positie wil ik daarom ook graag Nina Tabink van ARUP Londen, BAM Internationaal en slaich bergermann und partner hartelijk danken voor hun bijdrage. Ook zijn er verschillende KOers leden die hebben meegewerkt aan deze KOersief. Zo is er een verslag te lezen van de MDE naar Polen en komt de excursie die KOers samen met Adviesbureau Tielemans organiseerde ruim aan bod. Daarnaast hebben drie recentelijk afgestudeerde KOers leden een interessante samenvatting geschreven over hun afstudeerverslagen. Natuurlijk ontbreken de vaste column van Hans Lamers (met extra rubriek!), de puzzel en de borrelverslagen niet. Rest mij niets meer dan jullie veel leesplezier te wensen en mijn stokje over te dragen aan mijn opvolger, Roel Pluijmen.

6

Emiel Custers Hoofdredacteur KOersief 83

Agenda & sfeerimpressies

Puzzel Tot Slot

44 46 3

voorwoord bestuur

Beste leden, sponsoren en andere relaties, Voor u ligt de eerste KOersief van het veertigste bestuur. Ondertussen zijn we alweer ruim vijf maanden onderweg, sinds dit bestuur in oktober geïnstalleerd werd. Een mooi moment om terug te kijken wat we tot nu toe hebben gedaan, maar vooral naar wat ons komende tijd te wachten staat. Op het moment dat u deze KOersief leest, is KOers verhuisd. Wegens ruimtegebrek in Vertigo, hebben we onze vertrouwde plek op vloer 5 moeten verlaten. Sinds november is dit in een stroomversnelling gekomen. Na de meest uiteenlopende plannen zijn we blij dat we uiteindelijk wel op de vloer bij de studenten kunnen blijven. U kunt KOers tegenwoordig nog steeds vinden op vloer 5 in Vertigo, we zijn echter verhuisd naar de zuidwest hoek, direct bij de liften. Eind januari is een groep van 18 studenten vertrokken naar Warschau ze zijn hier vijf dagen verbleven en hebben de meest uiteenlopende projecten bezocht. Inmiddels wordt al hard gewerkt aan de komende Betonkanorace. Een commissie van vijf man is al goed op weg om dit evenement te organiseren. Ik raad u dan ook aan om 20 – 22 mei vast vrij te plannen in uw agenda. Na 13 jaar is het eindelijk weer zo ver en zullen we de Betonkanorace in Eindhoven houden. Vervolgens staat er In juni wederom een veel belovende studiereis op het programma, we zullen naar China gaan. Hier zullen we Shanghai, HongKong bezoeken. Het thema van de studiereis is ‘constructieve veiligheid in dichtbebouwd gebied’. Schrijf je snel in, want er is slechts plaats voor maximaal 20 tot 25 studenten. De inschrijving sluit 11 maart. Tot slot ben ik blij dat ik u mag voorstellen aan ENCI. Vanaf februari 2011 is cementfabrikant ENCI, een nieuwe hoofdsponsor van KOers. Verderop in deze KOersief stellen zij zichzelf voor. Met vriendelijke groet, Namens het 40e bestuur van KOers, Steven Schoenmakers Voorzitter 40e bestuur 5

activiteiten

Activiteiten Agenda

Agenda en sfeerimpressies

(onder voorbehoud)

3 Maart - Tussen ALV 22 Maart - Lunchlezing Snijders 6 Mei - Bata444race 20 - 22 Mei - Betonkanorace

Dit jaar organiseerd KOers de jaarlijkse Betonkanorace en deze zal dus plaats vinden in Eindhoven.

10 - 23 Juni - Buitenlandse Studiereis China

Dit jaar gaat de Buitenlandse Studiereis naar het land van de toekomst, China. Inmiddels is de eerste informatiebijeenkomst geweest en is de inschrijving geopend.

Bowlen tijdens de KiD

Website en K-Mail

Bezoek regelmatig onze website voor actuele nieuwsberichten en activiteiten. Tevens kun je je via de site ook opgeven voor deze activiteiten. Ook zijn op de website foto’s te vinden die met KOers te maken hebben.

Nieuwjaarsborrel

Wissel ALV

Gespannen gezichten tijdens de pokerborrel 6

KOersief | Maart 2011 | nummer 83 | Stadions

Verhuizing KOers

102345

WIj vErbINdEN oNs tot EEN duurzaam partNErsHIp

ENCI. HEt CEmENt voor EEN zEkErE toEkomst ENCI doet al jaren méér dan het produceren en leveren van cement. We gaan steeds voor de beste kwaliteit. Voor duurzame producten aangepast aan de noden van de tijd. Voor een sterk en dynamisch partnership met onze klanten, en vandaag meer dan ooit voor ecoresponsibility. In ons productieproces én in ons beleid. Zo hebben we, samen met onze klanten, oog voor de volgende generaties. Dat is ENCI. Vroeger, nu en in de toekomst.

CMYK

Meer over onze aanpak vindt u op www.eco-responsibility.nl

102345 CBR ADV ECO-RESP A4 ENCI.indd 2

19/01/11 14:58

Eco-verantwoord bouwen krijgt met ENCI handen en voeten Cementfabrikant ENCI is zich bewust van zijn maatschappelijke verantwoordelijkheid, merkt Jeroen Frénay op. Hij is technical marketeer en voor ENCI de contactpersoon bij studievereniging KOers. Met www.eco-responsibility.nl maakt ENCI de communicatie met de bouwmarkt structureel mogelijk. De website staat voor ecologisch, sociaal en economisch verantwoord ondernemen. ENCI heeft zes duurzaamheidsambities voor de periode tot 2020 geformuleerd, waaronder gezondheid en veiligheid, duurzaam bouwen en positief bijdragen aan het klimaat. “De doelen zijn transparant en meetbaar gemaakt.” Duurzaamheidsbeleid Biodiversiteit heeft een belangrijke plaats in het duurzaamheidsbeleid. “Rondom de groeve van ENCI Maastricht is onze inzet het behoud van unieke plant- en diersoorten. Een andere ambitie is om de aanvoer van cement en betonmortel zo schoon mogelijk uit te voeren. Zo dicht mogelijk bij de klant leidt tot minimale transportbewegingen met een voorkeur voor transport per schip. Met de inzet van industriële reststoffen zoals gegranuleerde hoogovenslak en poederkoolvliegas voor cement, gaan we maatschappelijk verantwoord om met secundaire grondstoffen.” ENCI ijvert voor gesloten kringlopen van bouwmaterialen. In ons land wordt jaarlijks 16 miljoen kuub beton gebruikt. Gebruik van betongranulaat is volgens Frénay een prima manier om te komen tot duurzaam bouwen. Wereldvraag Beton is wereldwijd het meest toegepaste bouwmateriaal, met een wereldvraag van zo’n 5 miljard kubieke meter in 2000 en naar verwachting het dubbele in 2050. “ENCI is koploper in de productie van duurzaam geproduceerd cement. Door allerlei maatregelen is in ons land het aandeel van de CO2-uitstoot teruggedrongen tot minder dan één procent, wereldwijd is dat meer dan 3-4%.” Onlangs opende ENCI op het terrein in Maasricht het eerste CO2-neutrale fietspad van beton in Europa. De footprint is de vrijkomende CO2 bij productie, vervoer en verwerking van alle bouwmaterialen voor het fietspad (zie figuur onder kop). Heidelberg Cement Group biedt als eerste cement industrie via ENCI de mogelijkheid om de CO2-uitstoot te compenseren.

Ongeveer 40 procent van de CO2- uitstoot in ons land komt door het koelen en verwarmen van gebouwen. “Beton heeft een grote thermische massa, waardoor veel minder energie nodig is voor een prettig binnenklimaat. Betonkernactivering leidt tot een grote milieuwinst.” Frénay merkt daarbij op dat slechts één procent van de woningvoorraad in Nederland nieuwe woningen zijn. Daarbij ijvert ENCI er voor de bestaande gebouwvoorraad te verduurzamen met een goede afweging tussen renoveren en slopen met vervangende nieuwbouw.” Kostenbesparing Opdrachtgevers stellen meer eisen. Ze verlangen dat producten duurzaam zijn. Leveranciers van betonmortel en betonproducten met de juiste eco-responsibility houding en kennis hebben een voorsprong op anderen. En een duurzame wereld is niet mogelijk zonder beton. Meer informatie: www.eco-responsibility.nl; www.enci.nl; www.cementenbeton.nl. ▪

Levenscyclus ENCI ijvert voor de toepassing van de methodiek Life Cycle Assessment volgens NEN 8006. “Beoordeel materialen en toepassingen door de hele levenscyclus te beschouwen en alle milieueffecten integraal mee te nemen, dus niet alleen de CO2-emissie. Door effectieve maatregelen kan de milieubelasting aanzienlijk verlaagd worden. Dat doet ENCI samen met bouwpartners, door informatie te geven en projecten en processen te ondersteunen.” 9

special: stadions

Bouwen is ook ontwerpen! Door: Nina Tabink MSc, Structural engineer ARUP London

In bijna alle gevallen volstaat het om bij het ontwerpen van een gebouw het voltooide gebouw als uitgangspunt te nemen. De wijze waarop dit gebouw tot stand komt wordt overgelaten aan de aannemer. In veel gevallen is dit geen probleem wanneer gebruik kan worden gemaakt van traditionele bouwmethodes. De aannemer kiest voor een bepaalde bouwmethode op basis van ervaring en kosten. Echter in sommige gevallen is de constructie van een gebouw dusdanig dat de constructief ontwerper vanaf de conceptfase de implicaties van het bouwen in overweging moet nemen. Bijvoorveeld in het geval van daken met zeer grote overspanningen, waar men het dak niet in zijn geheel kan bouwen, maar zal moeten opsplitsen in logisch te bouwen delen. Echter een constructie is vaak pas stabiel als de meeste onderdelen op zijn plek zijn. De juiste persoon om te bepalen in welke volgorde er gebouwd gaat worden is dan ook de constructief ontwerper. Bovendien kunnen de bouwkosten aardig oplopen wanneer men van onconventionele bouwmethodes gebruik dient te maken. Een realistische inschatting van hoe een gebouw tot stand kan komen in de conceptfase biedt dan ook vele voordelen. De volgende voorbeelden geven een overzicht van zaken die kunnen meespelen in het ontwerpen van een gebouw waar de bouwmethode cruciaal is voor het constructieve ontwerp. De constructief ontwerper heeft de keuze voor een bepaalde bouwmethode beïnvloed op basis van een logische bouwvolgorde en de mogelijkheid voor tijdelijke ondersteuningen. Bovendien zal de constructief ontwerper een inschatting moeten maken van de tijdelijke belastingen gedurende de verschillende bouwfases en de doorsnedes plus verbindingen hierop moeten toetsen.

1.

Olympisch zwembad voor de Spelen 2012 in Londen Ontworpen door Zaha Hadid is het zwembad verzekerd van een zeer uitdagende architectuur. Het vrij vormgegeven dak is het meest in het oog springende element van het ontwerp. Het dak is een innovatieve 2.800 ton zware staalconstructie met een aluminium dakbedekking en een houten plafond. De ontwerpopgave vroeg om een volledig kolomvrije ruimte voor vrij zicht aan de toeschouwers. Dit is dan ook de reden dat het dak een vrije overspanning van 120m heeft met een totaal oppervlak van 11.000m². Het dak kraagt in de lengte 30m uit en 27m naar beide zijvleugels. Het dak wordt in totaal slechts op drie punten ondersteund; een betonnen wand in het zuiden en twee betonnen kernen in het noorden. De hoofddraagconstructie bestaat uit 120m lange liggers die de vorm van het dak in de noordzuidrichting volgen. De extra diepte in het midden van de ligger valt samen met het midden van de overspanning en is gunstig voor het constructieve ontwerp. Ondanks dat het ontwerp een complexe 3D-vorm heeft, zijn het allemaal eenvoudige liggers die van a naar b overspannen. De liggers waaieren geleidelijk uit vanuit de zuidelijke wand naar de beide zijvleugels. De twee uiterste liggers treden op als bogen en ondersteunen de uitkra10

KOersief | Maart 2011 | nummer 83 | Stadions

2. gende zijvleugels. De gekromde bovenrand van de ligger fungeert als boog en de rechte onderrand als trekstang. De resulterende spatkrachten worden intern afgedragen en niet overgedragen op de steunpunten. Dit gesloten constructieve systeem heeft ervoor gezorgd dat de omvang van de steunpunten beperkt kon blijven doordat zij enkel zijn ontworpen op verticale reactiekrachten. Er is overwogen het dak op de grond te assembleren. Echter de gekromde vorm betekende dat het dak op vele plekken tijdelijk ondersteund moest worden. Bovendien zijn de liggers bijna 11m diep en zou men nog steeds op grote hoogte werken, waarmee het voordeel voor een veiligere bouwmethode wegvalt. Er is uiteindelijk gekozen voor een bouwmethode waarin de lange dakliggers in delen worden geconstrueerd en worden ondersteund door drie rijen tijdelijke constructies tussen de zuidelijke wand en noordelijke kernen en een vierde rij onder de noordelijke uitkraging. De installatie van de deelliggers start vanuit het zuiden en werkt naar het noorden toe. Kranen plaatsen de deelliggers op hun uiteindelijke plek. Om ruimte te bieden aan de kranen is met de bouw van het dak begonnen alvorens de bouw van de zwembaden eronder te beginnen. Voor het bepalen van het aantal tijdelijke ondersteuningen is het belangrijk om ingebouwde

3. spanningen in de liggers te vermijden. Deze kunnen ontstaan door het stapsgewijs doorkoppelen van de dakliggers en een continu veranderend constructief systeem. Van een eenvoudige ligger op twee steunpunten verandert het constructief systeem in een doorgaande ligger over meerdere steunpunten. De onderlinge vervormingen dienen zo klein te zijn dat deze verwaarloosd kunnen worden en zo ook de resulterende ingebouwde spanningen. Het aantal ondersteuningen kon door de grote diepte en buigstijfheid van de dakliggers beperkt blijven tot vier extra tijdelijke lijnen van ondersteuningen. Door het veranderende constructieve systeem worden bepaalde staven afwijkend belast. Op de plek waar de dakliggers tijdelijk worden ondersteund, worden de stijlen van de liggers tijdelijk op relatief grote axiale drukkrachten belast. Constructieve berekeningen wezen uit dat rondom sommige stijlen tijdelijke knikverkorters moesten worden aangebracht om te voorkomen dat zij tijdens de bouwfase zouden bezwijken. De maximale doorbuiging van het dak (van belang voor de zichtlijnen) is gebaseerd op de som van de belastingen van een voltooid dak inclusief volledige dakpakket en de afwerkingen. Tijdens de bouw wordt de constructie tijdelijk ondersteund en is het bijna alsof de zwaartekracht is uitgeschakeld en geen belasting de constructie doet doorbuigen. Het dak moet in een opgekromde vorm of ‘zeeg’ gebouwd worden om te voorkomen dat het voltooide dak te ver doorbuigt. Een inschatting van de te bouwen ‘zeeg’ is verkregen door in het computermodel het eigen gewicht uit te schakelen; alsof het dak gewichtloos is. De aannemer heeft dit computermodel gebruikt als uitgangspunt op de bouw. De onderzijde van de ligger tussen de noordelijke kernen is lichtelijk opgekromd om een grotere doorgang te geven. De boogvorm resulteert in horizontale spatkrachten op de noordelijke kernen die in het uiteindelijke ontwerp door de wapening van de vloer op plaza niveau worden opgevangen. De bouwvolgorde dicteert dat de vloer op plaza niveau pas na de voltooiing van het dak wordt gebouwd. Dit maakt het noodzakelijk dat een tijdelijke trekstang de horizontale spatkrachten opvangt totdat de plaza vloer gereed is. In het computermodel is een aanname gedaan voor de boven- en ondergrens voor het doorbuigen van de betonnen kernen en op basis hiervan zijn minimale en maximale voorspankrachten in de trekstang bepaald. In het uiteindelijke ontwerp rust het dak op de twee bolscharnieren op de noordelijke kernen en op drie glijondersteuningen op de zuidelijke wand. De drie glijondersteuningen geven het dak de ruimte om ongehinderd uit te zetten in noordzuidrichting. In het algemeen zal men de bouw beginnen vanaf een vast punt. Echter de bouw van de noordelijk kernen duurde vele malen langer

4. dan de bouw van de zuidelijke wand. Hierdoor start de bouw vanaf de zuidelijke wand en werkt naar de noordelijke kernen toe. Een tijdelijke staalconstructie rondom de zuidelijke wand houdt het dak gedurende de bouw op haar plaats totdat de bouw van het dak de noordelijke kernen heeft bereikt en de permanente ondersteuningen gemaakt kunnen worden. De timing van het wisselen van de opleggingen gebeurt wanneer de thermische uitzetting neutraal is en de lengte van het dak gelijk is aan de architectonische ontwerplengte tussen de zuidelijke wand en noordelijke kernen. Op het moment van dit schrijven is het gebouw bijna voltooid en hebben de vele berekeningen bijgedragen aan het succesvolle bouwen van dit dak.

Londen Heathrow vertrekhal 5 British Airways wilde een flexibel gebouw voor de nieuwe vertrekhal 5 dat zich eenvoudig zou kunnen aanpassen aan toekomstige eisen. Een totaal van 40.000 ton aan staal is gebruikt voor het dak met een vrije overspanning van 156m en een oppervlakte van 280.000m2. De vrije overspanning maakt de interne indeling volledig onafhankelijk van de externe hoofddraagconstructie en zo flexibel mogelijk. Het dak heeft een overspanning van 156m en is 396m lang. Het wordt ondersteund door 22 paar stalen ‘poten’ met een diameter van 914mm. De gekromde dakliggers worden gevormd door stalen vierkante buisprofielen:18m hart op hart, 800mm breed en tot 3.8m diep. Deze zijn onderling verbonden door voorgespannen kabels met een diameter van 115mm. De stalen ‘armen’, 914mm, reiken omhoog vanuit de ‘poten’ en ondersteunen de dakliggers. Het ‘radar plafond’ van het vliegveld betekende dat kranen, die hoger dan 2m boven het hoogste punt van het gebouw uitstaken, niet waren toegestaan zonder speciale toestemming. Door de vrije overspanning kon het dak op de grond worden geassembleerd en op zijn plek worden gehesen met behulp van vijzels. Dit verbeterde niet enkel de veiligheid voor de bouwvakkers, maar ook kon bijna al het werk onder het ‘radar plafond’ uitgevoerd worden. Het dak werd geassembleerd op de grond in vijf delen van 54m en één deel van 18m. Het middelste gedeelte van de gekromde ligger werd samengesteld, gedeeltelijk bekleed met de dakbedekking en voorgespannen op grond niveau. Tijdelijke frame constructies zijn gebruikt om de verticale ‘poten’ te stabiliseren. De geassembleerde gekromde dakligger werd 30m hoger op zijn plek gehesen en in de lucht aan de verticale ‘poten’ gebout. Op het moment dat elk dakdeel compleet en stabiel was, werden de tijdelijke frame constructies 54m verderop geplaatst voor de volgende fase. De afmetingen van de constructieonderdelen zijn 11

5. afgestemd op hoe het staal naar de bouwplaats kan worden getransporteerd. Aangezien er geen mogelijkheid was materiaal op te slaan, diende het werk zo te worden gepland dat elke lading direct kon worden afgeladen op de werkvloer. De grootste delen voor de gekromde dakliggers wogen ongeveer 50 ton en waren 27m lang. Ze zijn gefabriceerd in Finland, per boot vervoerd naar Groot-Brittannië en vervolgens verder per vrachtwagen getransporteerd. De voorgespannen gekromde dakligger is belast met een netto drukkracht waardoor de krachten in de verbindingen kunnen worden overgedragen via het contactvlak. Er is dus geen lasplaat of complexe boutverbinding nodig. Een simpele drukverbinding met enkel een dwarskrachtsleuf voor een nominale dwarskracht voldoet. Hoe minder werk op hoogte wordt uitgevoerd, hoe veiliger de bouw en in het algemeen bevordert dit ook de voortgang van de bouw.

Olympisch stadion voor de Spelen 2008 in Beijing De oorspronkelijke ontwerpopdracht vroeg om een stadion voor maar liefst 100.000 toeschouwers. De architect Herzog & de Meuron wilde voorkomen dat het gebouw te massaal zou overkomen door uitstekende masten en bogen te vermijden. Daarom is gekozen voor een dakconstructie die de onderliggende tribunes zo dicht mogelijk volgt. De dakconstructie is volledig gescheiden van de tribunes en kon zonder dilatatievoegen gebouwd worden. Het stadion wordt vaak vergeleken met een vogelnest, maar de eigenlijke inspiratie kwam van een zwaar doorgeaderde Chinese vaas; typisch voor de omgeving van Beijing. De uitdaging voor de constructeur was om een grid te vinden dat zowel architectonisch als constructief acceptabel was. De uitkomst werd gevonden in een opeenstapeling van lagen constructies. Het geeft een voldoende willekeurig architectonisch beeld, maar heeft een onderliggend logisch grid om de lasten in verticale en horizontale richting af te dragen. De hoofddraagconstructie bevindt zich in een afzonderlijke laag en is gescheiden van de buitenlaag voor de secundaire constructie met dakgordingen. Het constructieve grid voor de hoofddraagconstructie wordt gevormd door de onderlinge steunpunten te verbinden rondom de elliptische opening in het dak. De gridlijnen zijn geëvolueerd tot 12m diepe 3D vakwerkportaalliggers welke 60m in de hoogte stijgen en de vereiste 313m bij 266m overspannen. Het dak wordt ondersteund door 24 vakwerkportaal-kolommen, twee vakwerkportaalliggers in het dak komen samen en versmelten tot een enorme verticale kolom. Elk zo’n kolom weegt zo’n 1.000 ton en in totaal is 110.000 ton staal gebruikt in het ontwerp. 12

KOersief | Maart 2011 | nummer 83 | Stadions

Naast statische en dynamische (aardbeving) berekeningen, zijn ook de verschillende belastingsgevallen tijdens de bouw uitgewerkt en getoetst in een computermodel. Wederom waren de overspanningen te groot en is gekozen voor een bouwmethode welke voorziet in 78 punten waarop het dak tijdelijk werd ondersteund. De complexe ringstructuur zorgt er voor dat het dak enkel stabiel is wanneer de ring compleet is en alle 3D vakwerkportaalliggers op zijn plek zijn en de tijdelijke ondersteuningen konden dus pas verwijderd worden wanneer de hoofddraagconstructie voltooid was. De bouw startte met het bouwen van de 24 kolomvoeten en vervolgens met de vakwerkportaalkolommen met de secundaire liggers in de gevel. De kolomuiteinden werden tijdelijk ondersteund. De onderlinge koppeling met de secundaire liggers stabiliseren de kolommen. De hoofddraagvakwerkliggers zijn in delen ingehesen en op hoogte onderling verbonden. Pas wanneer alle 3D vakwerkportalen compleet zijn en onderling zijn verbonden, werden de tijdelijk ondersteuningen verwijderd. Het dak stond nu op haar eigen benen en kon verder worden afgebouwd met gordingen, trappenhuizen in gevel, bekleding en installaties. Er is gewacht met het installeren van de dakgordingen totdat het dak was doorgebogen onder haar eigen gewicht en het leeuwendeel van de vervormingen had plaatsgevonden. Uit de gefaseerde constructieve berekeningen voor de bouwfases bleek dat zo het risico op ingebouwde spanningen kon worden verminderd.

Conclusie In alle drie de cases heeft het denken over mogelijke bouwmethodes in de conceptfase het constructieve ontwerp beïnvloed op een moment waarop het nog gemakkelijk kon. Alle liggers, kolommen, verbindingen en opleggingen zijn ontworpen voor de tijdelijk afwijkende krachten en vervormingen die tijdens de bouw optreden. Andersom heeft inzicht in het constructieve systeem de bouwmethode beïnvloed en is de meest logische opdeling van de constructie in kleinere delen gekozen. Voor projecten waarbij de bouwkosten snel uit de hand kunnen lopen is dit een grote stap in het realiseren van het ontwerp. ▪ Afbeeldingen Fig. 1: Architectonisch ontwerp Aquatic Centre Fig. 2: Animatie bouwvolgorde hoofddraag- constructie voor het dak Fig. 3: Gerealiseerd Heatrow vertrekhal 5 Fig. 4: Eerste 54m dakdeel is opgehesen en het tweede dakdeel wordt geassembleerd op de grond Fig. 5: Gerealiseerd Beijing Olympisch stadion Fig. 6: De hoofddraagconstructie bestaande uit 24 vakwerkportalen

6.

Adviesbureau  Van  de  Laar  bv  is  al  ruim  50  jaar   een  toonaangevend  bureau  in  het  meedenken,   samenwerken,  ontwerpen  en  optimaliseren  van   bouwconstructies,  in  zowel  beton,  staal  als  hout.       Wij  doen  dat  bij  voorkeur  in  een  ontwerpteam   waarin  zowel  de  opdrachtgever  als  de  architect   en  overige  adviseurs  zijn  vertegenwoordigd.     Wij  geloven  in  de  meerwaarde  van  de   geïntegreerde  ontwerpoplossing  waarbij  het   programma  van  eisen,  het  budget,  het   architectonische  ontwerp  en  duurzaamheid   centraal  staan.       Ben  je  geïnteresseerd  in  ons  en  onze  werkwijze?     Bel  of  mail  dan  naar  onderstaand  adres.     Wij  zijn  nog  op  zoek  naar  gemotiveerde,  zowel   beginnende  als  ervaren,  constructeurs  en   tekenaars.    

Stadskantoor  Waalwlijk     EGM,  Dordrecht  

 

Entrada  Katsbogten  Tilburg     Hooper  Architects,  Oosterhout    

Ado  Den  Haag     Zwarts  &  Jansma  Architecten,  Amsterdam  

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  

special: stadions

BAM bouwde twee nieuwe stadions voor het WK-voetbal in Zuid-Afrika door: ir. Steven Wilbrenninck mba & ir. Joost van Steekelenburg BAM International / HBM Stadionbouw BAM Adv liggend A5

30-09-2008

11:06

Pagina 1

Wereldwijd actief circa 28.000 medewerkers

Koninklijke BAM Groep nv

Veelzijdig

Bouw, Vastgoed, Infra, Installatie Techniek, Consultancy en Engineering

Initiëren, ontwikkelen, bouwen en onderhouden

Runnenburg 9, 3981 AZ Bunnik, Postbus 20, 3980 CA Bunnik, T (030) 659 89 88

www.bam.nl

Afgelopen zomer zijn in Zuid-Afrika de wereldkampioenschappen voetbal gehouden. Daarvoor zijn in totaal tien stadions gebruikt. Zes bestaande werden grootschalig gerenoveerd en vier werden compleet nieuw gebouwd. BAM is mede verantwoordelijk voor de uitvoering van twee daarvan. BAM heeft veel ervaring met het bouwen van stadions. Voorbeelden zijn de Amsterdam Arena, het Gelredome in Arnhem, de Kuip in Rotterdam, het PSV Stadion in Eindhoven, de Arena Auf Schalke, de AWD Arena in Hannover en de multifunctionele stadions SAP Arena in Mannheim en de O2 World Arena in Berlijn.

stadium in Port Elizabeth, werden gebouwd door een joint venture bestaande uit BAM International en HBM Stadionbouw, beide dochterbedrijven van BAM, met het Zuid-Afrikaanse Grinaker / LTA. De planning van de stadions was ruim opgezet. Met de bouw werd in het voorjaar van 2007 gestart. Hoewel het WK in juni 2010 begon, was het stadion in Port Elizabeth al in de zomer van 2009 geopend. Het stadion in Johannesburg werd eind 2009 opgeleverd.

De twee nieuwe voetbalstadions, Soccer City stadium in Johannesburg en Nelson Mandela Bay

Stadion Soccer City in Johannesburg

De gevelbekleding van de pot bestaat uit 13 mm dikke glasvezelcement platen in 18 verschillende kleuren. Aan de onderkant zijn deze donkerrood/ bruin, en naar boven toe worden ze lichter. Deze kleuren lijken sterk op de kleuren van het Afrikaanse landschap.

Het nieuwe stadion Soccer City is op dezelfde plaats gebouwd als waar het oude stond. Dit oude stadion heeft een zeer bijzondere plaats in de geschiedenis van Zuid-Afrika. Zo vond hier de eerste speech van Nelson Mandela plaats nadat hij uit de gevangenis was vrijgelaten. De locatie is gunstig. De infrastructuur rond het stadion en de parkeerplaatsen waren al aanwezig. Deze hoefden slechts te worden gemoderniseerd. De aanneemsom bedroeg circa € 300 mio. De personeelsterkte op de bouw bedroeg circa 3.500 man. Het stadion heeft 94.000 zitplaatsen en is daarmee een van de grootste stadions ter wereld. In dit stadion speelde Nederland zijn eerste groepswedstrijd tegen Denemarken (2-0 winst) en ook de helaas verloren finale tegen Spanje. Dit stadion was eenduidig het centrum van het WK2010, aangezien hier de openingswedstrijd en de finale gespeeld werden.

Het dak bestaat uit een PTFE-glasvezelmembraan. De kleur hiervan komt overeen met het zandkleurig restmateriaal uit de gouddelving dat hier in de omgeving veel plaats heeft gevonden. Constructie Het stadion is gebouwd met tien torenkranen en acht mobiele kranen. Voor de twaalf kernen, waarop het dak rust, zijn klimkisten gebruikt. De vloeren zijn uitgevoerd met tafelbekistingen, vergelijkbaar met Europese bekistingsystemen. In totaal werd 90.000 m3 beton verwerkt. Op de bouwplaats is een eigen betonmortelinstallatie opgebouwd, net als een eigen prefab-betonfabriek. Dit bleek voordeliger, omdat beton niet in de noodzakelijke grote hoeveelheden lokaal was in te kopen.

Architectuur In het voortraject zijn verschillende stadionconcepten onderzocht. Als winnend ontwerp werd het zogenoemde ‘African Pot’ model uitgekozen, dat geïnspireerd is op de Afrikaanse cultuur. Deze ‘melting pot of African cultures’ wordt op een verhoogd platform geplaatst met daaromheen de cirkelvormige zogenoemde ‘pit of fire’. Deze ‘vuurpit’ wordt ‘s avonds van onderen belicht. Hierbij ontstaat de indruk dat de Afrikaanse pot inderdaad op een vuurtje staat te pruttelen. De ring fungeert als veiligheidsring. Hierin zijn de tourniquetten opgenomen.

De tribunebalken zijn in het werk gestort. De belangrijkste reden om deze niet in prefab uit te voeren, was dat ze te ver buiten kraanbereik lagen. Voor het plaatsen zouden zeer dure mobiele kranen nodig zijn geweest, die in deze grootte niet in Zuid Afrika aanwezig zijn. De tribune-elementen zijn wel in prefab uitgevoerd. Zij zijn met de torenkranen op de juiste plek gelegd. Het dak bestaat uit een driedimensionale stalen torsiering (‘spatial ring truss’), die opgelegd is op twaalf betonschachten met daartussen pendelkolommen.

1.

15

2.

special: stadions Naar binnen toe zijn uitkragende spanten aan de torsiering opgehangen. Bovenop de vakwerkspanten is een PTFE-glasvezelmembraan bevestigd. Ook de onderkant van de spanten is met een glasvezel mesh afgedicht, zodat van binnenuit de stalen spanten niet meer zichtbaar zijn. Voor de montage van de dakconstructie is een speciaal montageconcept ontwikkeld, dat bestaat uit circa 100 verschillende stappen. Voor al deze stappen zijn de verschillende vervormingen gedurende de montage bepaald. Tijdens de montage zijn de spanten met behulp van een tijdelijke vijzelconstructie aan de drukring bevestigd zodat deze konden worden nagesteld. De gebogen staalconstructie aan de buitenkant dient als onderconstructie voor de gevelbekleding. Deze constructie speelt geen rol in de draagconstructie van het dak. Het dak is met voorspanankers aan de schachten verankerd. Deze schachten zijn op hun beurt met trek/drukpalen in de onderliggende rots verankerd. Voor de montage van de dakconstructie is een 600 ton rupskraan uit Europa getransporteerd. Dergelijk grote kranen zijn niet aanwezig in Zuid-

Nelson Mandela Bay Stadion in Port Elizabeth Het Nelson Mandela Bay Stadion bevindt zich in Port Elizabeth, de op vijf na grootste stad van Zuid Afrika. Het stadion ligt direct aan de 40 km lange kuststrook. Aan deze zuidkust komen de Indische en de Atlantische Oceaan bij elkaar. Het stadion heeft twee rangen en herbergt 46.000 zitplaatsen, een laag met kantoren, VIP-suites en een VIP-ingang. De aanneemsom bedraagt circa € 120 mio.

Architectuur Basis voor het ontwerp is de Zuid-Afrikaanse nationale bloem, de Protea bloem. De bladeren van de bloem lijken op de zeilschepen in de Indische oceaan. De locatie is speciaal gekozen in een gedeelte van de stad dat gedurende de apartheid ondergewaardeerd was. Door de bouw van het stadion kan de infrastructuur in het gebied worden vernieuwd.

3. 16

KOersief | Maart 2011 | nummer 83 | Stadions

Afrika. Ook een gedeelte van de torenkranen is voor het project naar Zuid-Afrika verscheept. Inkoop materialen en onderaannemers Doordat tegelijkertijd vier nieuwe stadions moesten worden gebouwd en zes andere gerenoveerd, was er sprake van krapte op de markt van onderaannemers en leveranciers. Bovendien waren bepaalde materialen niet in Zuid Afrika te verkrijgen. De stalen dakconstructie is daarom uit Italië geïmporteerd (circa 7.100 ton). In de fabriek in Italië is een 1:1 proefassemblage (trial assembly) opgezet voor een dakdeel, om er zeker van te zijn dat de geboute verbindingen van de verschillende stalen buisprofielen op het werk zouden passen. Ook een kwart van de ‘spatial ring truss’ moest als trial assembly in Italië worden opgebouwd. Kwaliteit en maatvoeringaspecten konden daardoor al in de fabriek worden gecontroleerd. De glasvezelcementplaten voor de gevel (ca. 40.000 m2) zijn uit Oostenrijk geïmporteerd. Het materiaal voor de met teflon gecoate glasvezeldakmembraan komt uit Duitsland en is in Thailand op de juiste maat gesneden. De stoelen voor het stadion in Port Elizabeth komen uit China.

De vorm van het dak moet bescherming bieden tegen de zeer sterke stormen die aan de Zuidoostkaap regelmatig optreden. Het dak bestaat uit 36 grote staalliggers die met aluminium zijn bekleed. Tussen de spanten is een PTFE-glasvezelmembraan gespannen. Het dak is in een windtunnel getest. Binnenin het stadion worden traditionele bouwmaterialen uit Zuid-Afrika toegepast, zoals leisteen en bestrating. Constructie Voor het stadion is 45.000 m3 beton en 3.500 ton wapeningsstaal gebruikt. De tribunes zijn in prefab beton uitgevoerd: 216 prefab tribunebalken en 6.000 tribune-elementen. Om de bouwplaats op tijd van beton te voorzien is een betonmortelinstallatie op de bouwplaats opgebouwd. Ook hier is het prefab beton op de bouwplaats geproduceerd. De driedimensionaal gebogen spanten zijn in Koeweit geproduceerd (trial assembly), 36 in totaal

4.

5.

in 5 verschillende types. Daarna zijn de spanten per schip naar Port Elizabeth getransporteerd. Het stadion bevindt zich 5 km van de haven. De spanten zijn oorspronkelijk als compleet gelaste constructie gedimensioneerd, maar later op wens van de onderaannemer grotendeels gebout. De voorste 10 m is een gelaste constructie gebleven, omdat deze zo te transporteren waren. Het gewicht van de spanten werd door deze wijziging groter omdat bij de gelaste verbindingen minder materiaal nodig zou zijn. De dakspanten zijn per stuk in een geheel op de grond voorgemonteerd in speciale opstellingen. Daarna zijn de 60 ton wegende spanten op hun positie gehesen en met voorspanankers aan de betonconstructie bevestigd. Vanaf het moment dat meerdere dakliggers met elkaar waren verbonden, werd met de Kalzip aluminium gevelbekleding op de gebogen spanten begonnen. Hiertoe zijn speciale windstudies gemaakt omdat de windbelasting in de montagefase ongunstiger was dan in de eindfase. In de eindfase diende de zogenoemde catwalk als drukring, die alle spanten verbindt. Tussen de spanten is de PTFE glasvezel dakmembraan aangebracht en door middel van ‘valleycables’ naar beneden afgespannen. Voor de montage van de dakbekleding werden speciale monteurs met ‘rope access’ ervaring ingezet. Contract Voor het betonwerk is een contract met eenheidsprijzen afgesloten. De hoeveelheden werden verrekend. Voor de onderaannemers wordt een van te voren contractueel vastgelegde fee betaald. De hoofdaannemer was verder volledig verantwoordelijk voor de planning en voor de kwaliteit van het werk. Projectgegevens project Stadium Soccer City Johannesburg capaciteit 94.000 zitplaatsen architect Boogertman en Partners, Johannesburg adviseur architect HOK Sports London constr. ruwbouw PDNA, Johannesburg constr. dak schlaich bergermann und partner, Stuttgart hoofdaannemer Grinaker/LTA – BAM International joint vent. aanneemsom circa € 300 mio . project capaciteit architect constr. ruwbouw: constr. dak hoofdaannemer aanneemsom

Nelson Mandela Bay Stadium Port Elizabeth 46.000 zitplaatsen Van Gerkann , Marg en Partner, Berlijn Kwezi V3 Engineers and Iliso Consulting Schlaich Bergermann und Partner, Stuttgart Grinaker/LTA – BAM International joint vent. circa € 120 mio.

6.

Het contract werd uitgevoerd onder Zuid-Afrikaans bouwrecht. In aanvulling daarop zijn regelingen getroffen over bijvoorbeeld de eurocomponent van de betaling door de opdrachtgever en zijn er regelingen over kostenstijgingen overeengekomen. In Zuid-Afrika wordt een berekening met buitenlandse normen toegelaten. Het dak is dan ook volgens de Eurocode berekend. De grootste risico’s aan het begin van de projecten waren : - mogelijke stakingen van de bouwvakkers; - mogelijke problemen met de internationale inkoop van de staalconstructies van de daken die niet in Zuid Afrika te verkrijgen waren; - tekorten bij de leveranties van cement, aluminium en koper; - ontwerpwijzigingen; - budgetoverschrijdingen. Cultuurverschillen Het grootste verschil met het bouwen in Europa betreft de kwaliteit en productiviteit van de bouwvakkers. Om dezelfde productiviteit te bereiken als in Europa zijn er vijfmaal zoveel bouwvakkers ingezet als in Europa nodig zou zijn geweest. Bovendien zijn vele bouwvakkers ongeschoold. In Johannesburg en in Port Elizabeth zijn daarom naast de bouwplaats scholen gehuurd waar de ongeschoolde aankomende bouwvakkers eerst les kregen in bijvoorbeeld het opbouwen van een steiger, bekisting en metselen. Overigens is de uiteindelijke kwaliteit van het werk vergelijkbaar met Europese standaards. Wat verder opvalt is de zeer rustige stijl van onderhandelen en vergaderen van de Zuid-Afrikanen. Op de projecten wordt goed samengewerkt.▪

Afbeeldingen Fig. 1: Het interieur van het stadion met het PTFE- glasvezelmembraan dak Fig. 2: De driedimensionale torsiering, die opgelegd is op twaalf betonschachten met daartussen pendelkolommen Fig. 3: Het Nelson Mandela Bay stadion; gebaseerd op de Zuid-Afrikaanse Protea-bloem Fig. 4: Het stadion herbergt 46.000 zitplaatsen Fig. 5: Doorsnede van het stadium Fig. 6: Opbouw van de 36 stalen dakspanten 17

special: stadions

Lightweight structures in windy South-Africa

Structural engineering firm schlaich bergermann und partner from Stuttgart was involved in the roof structures of several stadiums for the FIFA World Cup in South-Africa. In the next article they will explain three of these lightweight roofing structures in the cities of Cape Town, Port Elizabeth and Durban. Cities well known for there severe weather conditions. These articles have previously been published in Tensinet. All images by sbp except indicated otherwise.

Moses Mabhida stadium in Durban by: Dipl. Ing. Knut Göppert & Dipl. Ing. Markus Balz, schlaich bergermann und partner As part of the City of Durban’s redevelopment program the projected World Cup stadium was chosen to create an icon for the KwaZulu Natal region and Durban, being the 2nd largest city in South Africa. The ambitious plan to gain international attention enabled the lead Architects von Gerkan Marg und Partner, Berlin, the lead structural engineers schlaich bergermann und partner, Stuttgart and BKS, Durban to design an outstanding stadium of unprecedented scale and beauty and therefore won the design competition. The scope of work for the structural engineers did also include all erection engineering, the checking of all workshop drawings and surveys, the site and fabrication supervision as well as the technical lead for the tender process and the implementation phase for the client. The multipurpose stadium with a possible capacity of 85.000 seats features a unique roof structure of 46.000m2 of Glass/PTFE membrane being prestressed against a cable net. The cable net is tensioned against two steel compression rings along the perimeter of the stadium and a mayor arch structure with 103m height and 360m distance between its foundations. Governed by the high wind loads in close proximity to Durban’s coastline the membrane structure required a rather dense cable support structure to minimize the membrane stresses. To achieve a global safety factor of greater than 5, as stipulated in the European design guide for tensile surface structures, the distance in plan between ridge and valley cables needed to be reduced to a maximum distance of only 8m at the outside perimeter (compression ring).

Often the installation procedures reduce the material strength remarkably, especially when effective quality control in missing. To achieve the required safety factor in reality, a detailed investigation into the strength deteriation due to, manufacturing, handling, packing and installation was undertaken, to overcome the critical strength reduction due to folding of the glass/PTFE material. In order to not accept mishandling the breaking strength of the virgin material and the installed material was defined and tested in several stages, even on installed material by taking out sub panels for testing. The form found and most effective structural shape of the stadium roof drains 75% of the rain water directly towards the gutter located at the compression ring. The remaining water is firstly running towards the tension ring, before it can be redirected naturally towards the compression ring in the areas underneath to the arches. To achieve this the membrane shape and the gutter located on the tension ring had to be form found in a specific manner. All membrane connections close to the gutter were connected using continuous cables and cable clamps requiring local membrane cut outs with unsupported membrane edges. These locations were designed and tested using bias cut and straight cut membranes. The installation of the membrane panels was following structural design criteria that were derived using the local wind data of prevailing winds. Due to the open shape of the partly installed roof the wind loads during construction and therefore membrane stresses were higher than for the final building, even though reduced wind pressures for construction stages were used. Several construction stages, also for the membrane installation, had to be assessed in the wind tunnel. ▪

Figures Fig. 1: Three-dimensional calculation model

1. 18

Project info roof area:

39.000 m2 (vertical projection) 46.000 m2(membrane surface)

architect: structural engineers roof: se concrete structure: wind engineering:

gmp Architekten, Berlin schlaich bergermann und partner, Stuttgart BKS Durban, South Africa Wacker Ingenieure, Birkenfeld

main contractor: main contractor roof:

JV WBHO / Group 5 Pfeifer Seil- und Hebetechnik, Memmingen

KOersief | Maart 2011 | nummer 83 | Stadions

Nelson Mandela Bay stadium in Port Elizabeth by: Dipl. Ing. Knut Göppert & Dipl. Ing. Lorenz Haspel, schlaich bergermann und partner Port Elizabeth, one of the South African cities selected to host the games of 2010 Fifa World Cup had the special challenge of building a world class sports arena.

carries a circular walkway integrating the flood light system. Polysyloxane based corrosion protection with high UV resistance has been chosen for the structural steelwork; movable and accessible parts are duplex coated. All relevant details of connections of the membrane and the aluminium sheeting had to pass a long term salt spray test to demonstrate their applicability.

A German design team started in 2005 the planning of the stadium, aiming to design a signature landmark that could be at the same time a structurally and economically meaningful building. Contractors from South Africa, USA, Australia, Japan and Kuwait worked during 42 months in its construction, until its completion in April 2009.

Port Elizabeth stadium construction performed an interesting experience in the coordination of international suppliers and contractors, in a complex but successful example of globalisation. The steel framework girders were prefabricated in Kuwait and shipped to Port Elizabeth in parts. Next to the bowl, the girders were assembled on falsework templates considering tight tolerances. After surveying, the 45m long 25m wide curved 55t trusses were lifted in position on top of the R/C structure by a crawler crane. Due to a maximum wind speed for the crane activity, most lifts had to be done in the early morning hours and had to be finished before the wind frequently started to increase. The membrane panels, fabricated in Japan, were unfurled on a temporary net spanning between the girders and pre-tensioned in steps. A big part of the aluminium sheeting has been installed by climbers sheet by sheet since only the area next to the facade was accessible by a movable shoring tower.

Particular boundary conditions, as the frequent wind and an extremely corrosive environment, due to high temperatures combined with a high degree of humidity and salt content of the air required individual solutions from the very initial design of the roof until its final completion. The architectural planning team was inspired by the privileged site, an elevated platform next to the North End Lake, to create a building that could be remarkable and visible from afar. Roof and facade had a fundamental role in the planning process – integrated in an interesting interplay of concave and convexes forms, both created not only the stadium identification, but functionally they also provided a wind shelter for the internal stands. In addition to the wind tunnel tests to determine the wind loads acting onto the roof, a wind comfort study for the stands and the field was performed to provide the maximal comfort to the spectators as well as the owner’s confidence in the project. Again, schlaich bergermann und partner’s approach to control all stages of a project, from first design ideas until the last bolt being placed, was a fundamental contribution to the success of the project.

Besides accommodating sports events like a 2010 quarter final, the stadium also houses conference rooms, offices, gastronomy and corporate boxes. The major legacy of Port Elizabeth stadium is, therefore, its remarkable contribution to the revitalization of the quarters around North End Lake, transforming the area with its architectural presence and opening its doors for the public, even beyond the final whistle of the 3rd place playoff match in South Africa this year. ▪

Thirty-six triple chord steel girders of spatial tubular framework, cantilevering over the grandstands, carry the roof and simultaneously articulate the unique outer appearance of the stadium like petals of a flower growing on top of monumental facade columns and tapering off towards the centre of the stadium, all together forming a calyx in a ridge and valley shape. The girders, clad with aluminium standing seam sheeting, form the ridges. Fabric panels of PTFE coated glass fibre membrane, spanning between the girders, form the valleys and dewater the roof. The alternation of translucent and opaque material is visible as a series of illuminated surfaces: at day from inside - at night from outside. A ring beam connecting the tops points of the girders forms the inner edge of the membrane bays and

Figures Fig. 2: Fig. 3:

Overview stadium under construction, image by GLTA Detail picture of finished façade

Project info membrane: alu. cladding: roof costs:

22.000 m22, glass-pfte membrane 22.500 m € 22mio

architect: gmp Architekten, Berlin se roof: schlaich bergermann und partner, Stuttgart wind engineering: Wacker Ingenieure, Birkenfeld

2.

19

3.

special: stadions

4.

The new Cape Town stadium by: Dipl. Ing. Knut Göppert & Dipl. Ing. Thomas Moschner schlaich bergermann und partner

The new Stadium in Cape Town is set into the spectacular scenery of the Table Mountain, Lions Head, City Bowl and Atlantic Ocean. Although the location within the Greenpoint Common Area was controversial at the beginning – set in-between a golf course, cricket grounds, tennis courts, etc. – the completed building shows a respectful integration into its environment and surroundings. The design was driven by two main criteria: first, the city set forth specific criteria, which limited the maximum height of the building. The second parameter was the dominating impression of the horizontal silhouette of the Table Mountain. A simple spokewheel roof, as has been done many times before for other stadiums, was not possible due to the required height of the columns, which would have exceeded the limit by far. Even a cantilevered roof would have required a construction height at the outer edge that would have exceeded the set limit. Furthermore, to create a counterpoint to the Table Mountain, the eaves of the building should have an intentional curvature to their shape. The final result is a roof design consisting of a strongly undulating compression ring, a suspended cable net and an elevated truss girder structure. The latter one stabilizes the “soft” cable net in case of unbalanced loads and lifts up the actual roof surface to an elevation that allows for natural dewatering to the outside. Since the suspension roof requires additional weight to bear uplift forces, the entire cladding system of the roof was designed as glazing, a first for any stadium roof. A mesh membrane, located underneath the truss girders and spanning between the radial cables, closes the roof void from below and positively influences the visual appearance, acoustic behaviour and wind exposure level. Only the cantilevering part of the structure, from the ring cable to the inner roof edge remains uncovered from below. The glazing above this area is clear, whereas on the rear part of the glazing (with the membrane underneath) a layer of white print was applied to its lower surface. Great importance was also attached to the design and appearance of the roof surface, since it is visible from many highly frequented observation points as well as from the higher situated properties of Greenpoint, and therefore acts as a “facade”. The lateral facade consists of an off-set steel structure made of vertical and horizontal beams, which are connected to the concrete structure behind by diagonal struts. The horizontal beams, curved in plane, are arranged in front of the facade surface and therefore form a visible horizontal division of 14 strips. The steel structure is covered with a silver coloured mesh membrane. Its doublycurved single panels form an almost chameleonlike skin, which intriguingly changes the appearance of the stadium in colour and translucence depending on the exterior lighting conditions. 20

KOersief | Maart 2011 | nummer 83 | Stadions

Due to the seaside location and typically extreme wind conditions in Cape Town the wind loading was, of course, the governing aspect of the design of the structure. A particularity for the design was that not only the pressure values according to the standards had to be taken into account, but also the specific topographic conditions at that particular location between Table Mountain, Signal Hill and the close sea. The final wind loads acting on the structure had to be investigated by two different wind tunnel tests. The first one used a topographic model to determine the specific local wind and gust conditions, while the second one applied these first results to the model of the stadium building. Another challenge specific to this structure was the interaction between cladding (glazing) and deformation. Despite the stiffening effect of the truss girders, the resulting deformations of the structure are not negligible; this means that there is significant amount of warping and bias/distortion in the substructure of the glazing. To allow for this, numerous tests had to be conducted to develop the bearing details for the glazing, which allow for the required relative movement between the glass panes and sub structure. A perfect interplay between design architects and the structural engineers from schlaich bergermann und partner as well as the smooth cooperation between the engineers of the roof and façade structure with our colleagues responsible for the reinforced concrete structure formed a strong base for the successful completion of the project. Again, it has been proven that it is fundamental for projects of this complexity to have design, erection engineering, site and fabrication supervision as well as the checking of all workshop drawings concentrated in the hands of the lead structural engineers of the roof. ▪ Figures Fig. 4:

Perspective cut of stadium computer model image by gmp Architekten, Berlin

Project info roof area: glazing: 37.000 m2, 9.000 single panes lower membrane: 35.000 m2 mesh fabric (PES/PVC) façade area: 27.000 m2 mesh fabric (Glass/PTFE) architects: gmp Architekten, Berlin Louis Karol, Cape Town Point Architects, Cape Town engineers roof: schlaich bergermann und partner, Stuttgart concrete structure: BKS Bellville, South Africa wind engineering: Wacker Ingenieure, Birkenfeld

dhv.nl

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

Advies- en ingenieursbureau

Adv campagne tekst A4.indd 8

08-02-10 16:33

excursies

KOers op excursie met Tielemans Door: Jeroen Evers

Dinsdag 7 december jongst leden ging KOers met tien personen op excursie naar constructief Adviesbureau Tielemans. Het adviesbureau is gelegen aan de ring van Eindhoven, op nog géén tien minuten fietsen van Vertigo. Rond 13.00 uur werden we hartelijk ontvangen door Marcel Meulendijks, constructeur van Tielemans. Nadat iedereen voorzien was van een kopje koffie, thee en wat lekkers, begon de dag echt. Het algemene welkomstwoord werd gehouden door Maarten Tielemans, mede-directeur van het bureau, waarin hij de ambitie van het bureau uitsprak om graag te willen doorgroeien naar een nationaal toonaangevend constructief adviesbureau. Adviesbureau Tielemans is sinds haar oprichting in 1959 uitgegroeid tot een van de grootste en meest toonaangevende constructieve adviesbureau van Zuid-Nederland. Vanuit Eindhoven werken hun ingenieurs overal in Nederland samen met gerenommeerde architecten. Ze worden vaak al vroeg in het ontwerpproces gevraagd om mee te denken over het project, zodat het constructieve concept al in het begin stadium aansluit op het architectonische ontwerp. In Eindhoven heeft Adviesbureau Tielemans de hoofddraagconstructie van oa. de Kennedytoren, de Vestdijktoren, de Regent, Heuvelgalerij, Piazza en Dynamo ontworpen. Op de volgende pagina ziet u een overzicht van een aantal van hun ontwerpen. Na het welkomswoord ging Marcel Meulendijks verder met een presentatie over het nationaal zwemstadion de Tongelreep. Verderop in deze Koersief wordt er dieper op dit ontwerp ingegaan. Na de presentatie van Marcel ging Eric Vianen, constructief adviseur van Tielemans, verder in op de Lichttoren. De Lichttoren is een voormalig Philips complex uit het begin van de 20ste eeuw. De afgelopen jaren is deze toren, samen met de bijbehorende fabrieksgebouwen, verbouwd tot een uniek woon-, werk- en ontspanningscomplex. De verbouwing heeft het pand nieuw leven ingeblazen. Eric legde uit hoe je als constructeur om dient te gaan met een herbestemmingopdracht. Je hebt namelijk te maken met een bestaande constructie die berekend is volgens de berekeningsmethode van 1910. In de loop van de tijd zijn er van allerlei functies in het gebouw geweest die hun sporen hebben nagelaten. De huidige functies stellen andere eisen aan het gebouw dan de oorspronkelijke industriefuncties. Zo moesten er aanvullende maatregelen genomen worden betreffende de huidige eisen voor akoestiek en brandwerendheid. Daarnaast brengen nieuwe functies andere belastingen met zich mee en moest de huidige betonsterkte worden vastgesteld. Op advies van bureau Tielemans is 22

KOersief | Maart 2011 | nummer 83 | Stadions

het grootste deel van de constructie onaangetast gebleven en zijn er slechts minimale aanpassingen gedaan. De belangrijkste constructieve verandering vond plaats in de fundering. Slechts 65% van de oorspronkelijke houten funderingspalen bleken na onderzoek voldoende draagkracht te bezitten. Een vernieuwde methode werd ontwikkeld om de fundering te herstellen. Jetgroutpalen werden door de poeren heen gemaakt en kwamen tussen de houten palen te staan [1]. Na de presentaties gingen we onder leiding van de constructeurs Marcel en Luuk Janssen naar de eerder besproken projecten. In het zwemstadion zagen we naast de constructie ook nog de zwemtoppers Pieter van de Hoogenband, Marleen Veldhuis en Inge Dekker in het water liggen. Na het zwemstadion ging we door naar de Lichttoren, waar we op de eerste verdieping de betonconstructie goed konden bekijken. De constructie is gebouwd volgens de methode Hennebique, een constructiemethode uit het begin van de 20ste eeuw, waarbij hoofdbalken, kinderbinten en kolommen samen één geheel vormen. De middag werd afgesloten in Usine, bar/restaurant op de begane grond van de Lichttoren, waar we de medewerkers van Adviesbureau Tielemans nog van alles konden vragen. Het was al met al een leuke middag, waarbij we op een informele manier kennis hebben kunnen maken met Adviesbureau Tielemans. Als presentje kregen we nog een mooi boek mee over de Lichttoren. In mei 2011 organiseren KOers en Adviesbureau Tielemans wederom samen een dag waarbij het stadionkwartier bezocht wordt. Wie kent namelijk niet de grote bouwput achter het PSV-stadion? Ik ben benieuwd wat men hierover te zeggen heeft! ▪

[1] Vianen, H.P.C.A. (2006). De Lichttoren duurzaam gefundeerd. Cement. 2006 (nummer 1), 58-62.

special: stadions

Pieter van den Hoogenband Zwemstadion Eindhoven Door: Jeroen Evers

De succesvolle Olympische Spelen van 2000 in Sydney hadden vijf gouden zwemplakken opgeleverd. Een unieke prestatie, zeker als men bedenkt dat de zwemmers tot op dat moment nog trainden in een zeer verouderd zwembad. Wilde Nederland bij de volgende Spelen weer zo’n goede prestatie neerzetten, dan moest er een topzwemcentrum komen. Renovatie van het huidige bad was geen optie en er werd besloten tot nieuwbouw. Het architectenbureau Koppert + Koenis Architecten bv uit IJsselstein won de uitgeschreven prijsvraag, adviesbureau Tielemans heeft de hoofddraagconstructie ontworpen. Het programma van eisen bestond oa. uit een tienbaans 50 meter wedstrijdbad en een 25 meter springbasis met 3000 zitplaatsen. Hiernaast moest men ook nog een trainingscomplex ontwerpen met een 4-baans 50 meter trainingsbassin. Constructief ontwerp De baden en de tribunes moesten in één keer overspannen worden, kolommen in de zwemhal waren onacceptabel. Er is gekozen om de overspanning van 65 meter te overspannen met driehoeks-boogspanten, opgebouwd uit buisprofielen, met een hart op hart afstand van 10,8 meter. Tussen de spanten zijn rechte moederbinten van walsprofielen, h.o.h 4.750 mm, aangebracht, die op hun beurt weer de gebogen kinderbinten dragen. De uitwendige afmetingen van de driehoeksspanten werden zodaning gekozen dat het geheel in twee of drie delen over de weg getransporteerd kon worden. Deze staalconstructie is op een betonnen onderbouw geplaatst (zie doorsnede, figuur 2). In eerste instantie is de constructie berekend met een eenvoudig raamwerkprogramma. Als men de reactiekrachten van dit model bekijkt, ziet men dat er grote horizontale spatkrachten zijn die opgevangen moeten worden. Men heeft deze krachten opgevangen door gebruik te maken van betonnen keerwanden en funderingspaalgroepen (figuur 3). Zwembadvloer Voor de berekening van de zwembadvloer moest men met zeer wisselende belastingomstandigheden rekening houden. Tijdens de uitvoeringsfase zou het zwembad leeg staan, waardoor het bad door de opwaartse grondwaterdruk omhoog zou willen komen. In de eindfase is het wedstrijdbad gevuld met een 3,0 meter hoge waterlaag, ook

deze belasting dient te worden opgevangen. In de gebruikersfase kan het voorkomen dat het zwembad ook nog leeg komt te staan, bijvoorbeeld tijdens grootschalig onderhoud. De constructie moet zodanig berekend worden dat in al deze situaties er geen onvoorziene scheurvorming kan optreden. In overleg met geotechnische ingenieursbureau Inpijn-Blokpoel zijn de waarden bepaald voor de hoogste en de laagste grondwaterstand. Door een segment van de vloer (met alle belastinggevallen) in te voeren in Robot kon men de wapening goed bepalen. Het springbassin krijgt nog grotere belastingen te verduren, dit bad is namelijk 5,0 meter diep. Driehoeksspanten De keuze voor het gebruik van de driehoeksspanten is om meerdere redenen tot stand gekomen. Vanuit constructief oogpunt is het vanwege het traagheidsmoment logischer om voor een driehoeksspant te kiezen in plaats van een vlakke variant (bij gelijke hoogte). Ook zal bij een vlakke variant ten gevolge van opwaartse belasting de onderregel willen kippen. Bij een vlakke variant dienen extra kipsteunen te worden aangebracht, bij de driehoeksspanten is dit niet het geval. De ruimte tussen de buisprofielen wordt gebruikt voor de integratie van de luchtbehandelingbuizen en leidingen voor licht en elektra. In de doorsnede is te zien dat de boogconstructie in hoogte verloopt. De afstand tussen de bovenen onderrand van de boogconstructie verloopt

snede 1

snede 2

65,0 meter

1. 24

KOersief | Maart 2011 | nummer 83 | Stadions

2.

3.

van 2,50 meter in het midden (figuur 1) tot 4,00 meter bij de aansluiting van de staalconstructie op de betonnen onderconstructie (figuur 2). Deze vergroting ter plaatse van snede 2 is nodig om het buigende moment uit de staalconstructie over te brengen op de onderbouw. Hierdoor zal de boogconstructie zich ook meer als een ingeklemde constructie gedragen, waardoor de stijfheid van de stalen constructie weer wordt verhoogd. Het verhoudingsgetal tussen de constructiehoogte en de overspanninglengte van 1:26 geeft aan dat de constructie slank is gedimensioneerd. Montage De spantdelen zijn onder politiebegeleiding vanuit het Belgische Hamont-Achel vervoerd naar Eindhoven. De in totaal negen spanten werden gedurende twee transportnachten vervoerd. Vanwege de uitzonderlijke afmetingen vond de montage deels plaats vanaf de openbare weg. Een mobiele hijskraan van 150 ton hees de eerste spanthelft op vanaf de openbare weg naar het zwembad, waar een mobiele rupskraan dit spant overnam. Na het ophijsen van het tweede spant, werden beide spanten op zodanige wijze gekanteld dat ze zich in de situatie bevonden als na de montage. De spanten werden door beide hijskranen naar hun plaats gehesen. Met behulp van een hoogwerker werden vanuit het onderliggende bad beide helften in het midden aan elkaar gekoppeld door middel van een boutverbinding. Hierna volgde het stellen van de spanvoeten en het lassen aan het onderliggende prefab betonspant. Terwijl de ene mobiele hijskraan het spant stabiel hield, werden met behulp van de andere hijskraan de montageverbanden tussen de overige spanten gemonteerd (zie figuren 4 t/m 6). Bronnen Tekeningen en foto’s van Adviesbureau Tielemans www.tongelreep.nl www.koppert-koenis.nl www.trainingscentrumdetongelreep.nl

4.

Opvallende punten • Het hoofdwedstrijdbad bevat een mobiel verplaatsbare wand waarop de startblok ken zijn bevestigd. Tijdens het EK korte baan van afgelopen november werd deze wand halverwege het zwembad geplaatst. • Het trainingscentrum bevat vele technische snufjes. In het trainingsbad zijn 12 onder watercamera’s en 1 bovenwatercamera geplaatst om de zwemmers zo goed moge lijk te analyseren. TNO is nauw betrokken bij de ontwikkelingen. • De bodem van het springbassin is in hoogte verstelbaar. Met behulp van een stalen constructie kan de bodem van het zwembad tot het maaiveld omhoog worden gebracht. De poortjes van de springplanktoren, die de toegang tot de springplanken kunnen beletten, zijn hieraan gekoppeld. Als de bodem van het zwembad zich op 5,0 meter diepte bevind kan men het hoogste plateau van de springtoren betreden. • Om het galmen in de zwemhal tegen te gaan, zijn tussen de boogspanten geluid dempende panelen gehangen. Afsluiting De excursie gaf een goed beeld van wat er allemaal bij het ontwerpen van een zwemstadion komt kijken. Naast de slanke constructie kwamen de overige bouwkundige zaken ook goed aan bod. Het totale ontwerp gaf een goed inzicht in hoe je het constructieve ontwerp kunt integreren met de overige disciplines. Ik wil Adviesbureau Tielemans nogmaals bedanken voor het organiseren van deze excursie. ▪ Afbeeldingen Fig 1: Plattegrond beganegrond Fig 2: Dwarsdoorsnede zwemstadion Fig 3: Detail, opvangen reactiekrachten Fig 4: Nachtelijk vervoer spanten Fig 5+6: Montage spanten

5.

6. 25

MDE Polen

Udana wycieczka do Polska! door:

Joost de Meijer Stephanie Lamerichs Johan Rensen Roel Pluijmen Nikie van Veen

www.abt.eu

bouwen aan ambities

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

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

Al in september hadden Marcel Bemelmans, Jeroen Heezemans en Joost de Meijer besloten om samen een meerdaagse excursie te organiseren. Na verschillende bestemmingen te hebben bekeken is gekozen om een MDE naar Polen te organiseren. Met als hoogtepunt het bijna afgeronde Nationale voetbalstadion ‘Stadion Narodowy’. Dit gigantische bouwwerk, wat plaats biedt aan 55.000 toeschouwers, is het paradepaardje van het naderende EK. Ook de voetbalclub Legia Warsaw heeft afgelopen jaren een nieuw stadion laten bouwen voor ruim 31.000 bezoekers. Naast de voetbalstadia gaan we verschillende architectonische hoogstandjes bezoeken om het programma compleet te maken. De taken werden verdeeld en een plan van aanpak werd geschreven. Vele bedrijven werden benaderd; bijna alle buitenlandse bedrijven waren bereid om mee te werken. Opvallend is dat bedrijven nauwelijks reageren op de moderne variant van de postduif, bellen werkt vaak beter. Al met al kunnen we terug kijken op een verassend interessante en gezellige MDE. In de rest van dit artikel kunnen jullie de ervaringen van de deelnemers lezen aan de hand van vier dagverslagen. Dinsdag 1 februari De eerste dag van de MeerDaagse Excursie naar Warschau stond vooral in het teken van de verrassing die op het programma stond. Voordat het zover was werd de groep 10:00 uur bij Arup verwacht, waar we een presentatie kregen voorgeschoteld. Bij Arup Polen werken ongeveer 600 man, verdeeld over drie vestigingen, Warschau, Krakow en Wroclaw. Er werden een aantal bekende werken van Arup Polen nader toegelicht. Zoals Zlote Tarasy, dit is een BLOB winkelcentrum in het centrum van Warschau. Het bouwwerk is met behulp van een 3D modellering in ROBOT doorgerekend (figuur 3). Opvallend was dat er tijdens de bouw vijf mensen dodelijk zijn verongelukt op het bouwterrein. Daarna werd er verteld over de bouw van Zlota 44, dit is de eerste woontoren (58 verdiepingen) in Polen, de andere high-rise gebouwen zijn kantoorpanden. Er is een groot verschil tussen een woontoren en een kantoortoren, namelijk dat de bewegingen bovenin de woontoren kleiner moeten zijn dan in de kantoortoren. Hiervoor is gebruik gemaakt van windtunneltesten. Na de lezing van Arup mochten we een bouwplaats bezoeken. Het opvallendste aan de bouw was dat de fundering van boven naar beneden werd gebouwd. Eerst worden tijdelijke kolommen de grond in geslagen, vervolgens wordt de begane grondvloer gestort, met een groot gat in het midden. In dit gat kunnen graafmachines de grond onder de vloer weghalen, waardoor je een ondergrondse verdieping krijgt, vervolgens kan de vloer die daar onder hoort gestort worden, waarna de grond daaronder ook weer weg gegraven kan

worden (figuur 1). Daarna zijn we naar Zlote Tarasy gelopen en langs de bouwplaats van Zlota 44. Door de medewerker van Arup werden we meegenomen naar naar een toren naast Zlote Tarasy, zodat we vanaf de 15e verdieping over de stad uit konden kijken. Om 14.00 was het dan eindelijk tijd voor de langverwachte verrassing! En het was niet zomaar een verrassing, we mochten het Cultuurpaleis in. Dit gebouw is een blikvanger in de skyline van Warschau en is in 1952 door de toenmalige Sovjet Unie aan Polen geschonken. Na het bezoek aan het Cultuurpaleis (figuur 4) zijn we nog door de stad gelopen, langs een restant van de muur van het oude getto, waar de tourguide van de dag, Joost de Meijer, een geweldig verhaal over de geschiedenis heeft verteld. Nadat de avond was ingevallen zijn we met zijn allen gaan eten en zijn er nog een of meerdere biertjes / vodka’s genuttigd tot in de vroege morgen. Woensdag 2 februari Vandaag zou een drukke dag worden met maar liefst drie activiteiten: het Nationaal Stadion, het Copernicus Science Centre en Buro Happold. Na ons ontbijt bracht de tram ons naar de andere kant van de rivier de Wisla, waar het Nationaal Stadion zijn plek heeft gevonden. Een presentatie van de architect leerde ons dat het stadion is gebouwd bovenop een bestaand maar verlaten aarden stadion dat gebouwd was met behulp van puin uit van de 2e wereldoorlog. Hoewel het oude deel nog steeds zichtbaar is, is het vooral het nieuwe stadion dat in het oog springt. De sierlijk

27

1.

2. naar buiten stekende stalen kolommen vormen de peilers waaraan het membraandak zal worden opgehangen. We kregen een goede rondleiding door het stadion, waarbij iedereen de constructie goed kon bewonderen en zich tevens al stiekem inbeeldde hoe het Nederlands elftal hier in 2012 de plaats voor de EK finale zeker zou gaan stellen. Na een frisse wandeling arriveerden we bij het Copernicus Science Centre (CSC), een techniekmuseum in dezelfde geest als het NEMO in Amsterdam. Hier hadden we onze lunch. Het is altijd handig om goede vrienden te hebben, want de delegatie van Buro Happold, die ons rond ging leiden, loodste ons behendig langs de lange wachtrijen naar binnen. Het bijzondere aan dit gebouw is dat het over een zesbaans snelweg heen gebouwd is, waardoor het constructief gezien een brug is. De begane grond vloer bestaat uit voorgespannen liggers met een overspanning van 30 meter, bekend uit de civiele techniek. Omdat het gebouw bovendien zeer laag moest blijven, vergde het de nodige hoofdbrekens om tot een acceptabel constructief en architectonisch ontwerp te komen. Drie 7 meter hoge vakwerkliggers die 48 meter overspannen en 20 meter uitkragen bepalen het beeld (figuur 2). De ‘korte’ overspanning werd verzorgd door een driedimensionale vierendeelligger gecombineerd met stukjes vakwerk. Bijzonder hieraan was dat het bovenblad de betonvloer was, de rest van de ligger was in staal uitgevoerd. Eigenlijk zie je overal wel constructiedelen en installatieleidingen en de meningen over de esthetische waarde hiervan waren behoorlijk verdeeld. Wat wel een onverdeeld succes was, waren alle doe- en ontdek-dingen van

28

KOersief | Maart 2011 | nummer 83 | Stadions 5.

3.

4.

het museum, waar we na de rondleiding nog het nodige plezier aan beleefden. Een wandeling en een paar ‘bijna-verassingen’ later, kwamen we aan bij Buro Happold. Hierbij kregen we de presentatie die bij het CSC hoorde en werd ons het één en ander wat duidelijker. Hier werd goed de tijd voor genomen en er werden dan ook wat overuurtjes voor ons gemaakt. Vanwege de goede sfeer in de groep gingen we in het vrije programma weer gezamelijk uit eten. Dit bleek een goede bodem te zijn voor weer een mooie avond uit in Warschau. Donderdag 3 februari Na een vlug ontbijt vertrokken we met de tram richting The Museum of the History of Polish Jews. Hier kregen we eerst een korte presentatie over het project, er werd onder andere verteld wat het concept was achter het gebouw en waarom voor de speciale constructie was gekozen. Het concept van het gebouw is namelijk; ‘Het oversteken van de Rode Zee door de Joden.’ Van binnen is dit duidelijk zichtbaar gemaakt doordat de wanden als golven door de ruimte heen gaan. Hiervoor is een complexe constructie bedacht die bestaat uit een stalen skelet waartegen platen worden bevestigd. Op deze platen wordt beton gespoten zodat er een golvende uitstraling ontstaat. Na de presentatie hebben we nog een rondleiding gekregen over de bouwplaats om de constructie van dichtbij te bekijken. Na het drukke ochtendprogramma had iedereen honger gekregen en zijn we gestopt bij de lokale KFC. Hier hebben we een stevige lunch gehad want we hadden ‘s middags een college op het

6.

programma staan op de Warsaw University of Technology. ’s Middags werden we herenigd met onze verloren studenten Wouter en Stephanie en konden we met iedereen in de schoolbanken gaan zitten. Hier kregen we eerst een presentatie over de universiteit en de faculteit Bouwkunde. Er werd onder andere verteld over de verschillen tussen Nederland en Polen op onderwijsniveau. Daarna kregen we een college over brandveiligheid bij het ontwerpen, achteraf bleek echter dat we de meeste kennis hierover al hadden en het dus een uurtje opsomming van feiten was. Na de lezingen hebben we nog een korte wandeling gemaakt over het universiteitsterrein en hebben we het laboratorium en het hoofdgebouw nog bezocht. Onze contactpersoon werd bedankt en we vertrokken weer richting hostel voor een korte ‘power nap’. Nadat iedereen weer was opgeknapt gingen we gezamenlijk eten bij een lokaal restaurant. Met een gevulde maag begeven we ons richting de Irish Pub om de dag af te sluiten met een Pools pilsje. Vrijdag 4 februari

hopen bij het café wat te eten te scoren. Helaas is ook hier het Engels van een bijzonder laag niveau, dus besluiten we later te lunchen en het voor nu bij een drankje te laten. Dat was een goede beslissing want de dames was het maar net gelukt om voor 18 personen drinken te regelen voordat we alweer op weg moesten naar de Nederlandse Ambassade. Na een korte wandeling werden we welkom geheten in het Nederlands, iets waar we even aan moesten wennen na bijna 4 dagen Engels gehoord te hebben. Het gebouw, ontworpen door Erick van Egeraat, was een aanrader van John Schneiderberg en was zeker de moeite waard. Gelegen in een omgevving gedomineerd door groen, tracht het gebouw de Nederlandse traditie van transparantie en openheid te reflecteren. Geïnspireerd door de stijl ‘moderne Barok’ van Tylman van Gameren, een Nederlandse architect uit de 17de eeuw, heeft van Egeraat een eenvoudig gebouw gecreëerd waar af en toe een versiering zichtbaar is. (grote entreedeur, het dakranddetail) Helaas konden we de residentie niet bezichtigen, maar achteraf was dat maar goed ook, want er bleef ook geen tijd meer over om het Park Lazienkowski te bezoeken.

7. Nadat iedereen donderdag niet al te laat zijn bed in was gedoken, zou je toch denken dat iedereen ’s ochtends wel op tijd klaar zou staan om naar het Legia Warsaw stadion te gaan. Maar de tassen moesten nog gepakt worden, dus uiteindelijk werd het toch nog haasten om op tijd te zijn. Joost schroefde het tempo nog even op en na de metro en de bus was de groep wonder boven wonder nog compleet en precies op tijd voor onze rondleiding door het stadion. Het nieuwe stadion van Legia Warsaw (figuur 5) wordt gebouwd op dezelfde plaats als het oude stadion. Er zijn twee elementen behouden gebleven: het veld en een deel van de historische westelijke façade. Momenteel zijn ze de westtribune nog aan het bouwen maar de club heeft vorig jaar al wedstrijden gespeeld waarbij de drie overige tribunes geopend voor publiek waren. Na de bezichtiging van de elegante stalen dakconstructie waarover een membraan gespannen is, mogen we even een blik in de toekomstige kleedkamers werpen. Als laatste doen we nog snel een rondje in het historisch museum van de club en

Na dit kleine stukje Nederland weer gedag ge zegd te hebben haasten we ons terug richting het hostel. Gelukkig bleef er nog een klein half uurtje over om iets te eten te halen voordat we onze koffers moesten ophalen, want de meeste hadden wel trek in een late lunch. Met het eten nog in de hand, liepen we richting het ‘Palace of Culture’ waar ons vervoer naar het vliegveld zich bevond. Na een geslaagde terugreis, was iedereen blij verrast met het aangename klimaat van 11°C dat hier heerst en was het tijd om afscheid van elkaar te nemen. ▪

Afbeeldingen Fig 1: Bouwput Twarda 2/4 Tower Fig 2: Museum of History of Polish Jews Fig 3: Zlote Tarasy Fig 4: Palace of Culture Fig 5: Stadion Legia Warsaw Fig 6: Enige overgebleven bouwblok Joodse getto Fig 7: Maquette National Stadium 29

afstudeerverslagen

Buckling Length Factors of Hollow Section Members in Lattice girders by:

Harm Boel

A numerical investigation

Graduation committee prof. ir. H.H. Snijder dr. ir. J.C.D. Hoenderkamp ir. R.C. Spoorenberg

The buckling length of an axially loaded member is governed by its boundary conditions. When a hollow section member in a lattice girder is welded to other members, the end conditions are not known and influenced by many parameters and by the load case of the girder as well. Thus a buckling length factor cannot be determined easily. Buckling length factors are given by the old and current Eurocode and by the old Dutch code. But, the bucking length factors and conditions that must be met to apply these are contradictory. CIDECT provides formulae to determine the buckling length factor of brace members using the width or diameter of chord and brace member and the length of the brace. But, the influence of many variables are unknown and are not taken into account in the given design rules. Most importantly, a recent numerical study shows that these design rules are not accurate and sometimes provide a too low, and thus a rather unsafe, buckling length factor. Aim of research In codes and existing design formulae, β is used to determine the buckling length factor, being the ratio between the width or diameter of the brace to that of the chord member: Where, d1 is the diameter of the brace member

b1 is the width of the brace member d0 is the diameter of the chord member b0 is the width of the chord member A previous study has also shown that this parameter does influence the buckling length factor. Besides β, it is also expected that the chord wall thickness has a significant influence on the buckling length factor. Therefore, it is chosen to investigate the influence of β and γ on the buckling length factor, where γ is the ratio between the width or diameter of the chord to two times the chord

1. wall thickness:

it is chosen to develop a simpler FE-model comprising beam-elements (see Figure 2). The connection between the members are represented by rotational elastic springs, which stiffnesses are determined by a separate model of the connection, comprising shell-elements (see Figure 3).

Where, t0 is the chord wall thickness

Methodology It is decided to numerically investigate the influence of β and γ on the buckling length factor using Finite Element Analyses. Hereby, the entire lattice girder is modelled. A first order static analysis is performed to obtain the axial forces in the members. Hereafter, a Linear Buckling Analysis (LBA) is performed to determine the first order buckling loads of the lattice girder. The first order buckling load of a member in the lattice girder is then determined by multiplying the eigenvalue by the axial force of the member that buckled. Hereby, buckling of the lattice girder is interpreted as buckling of a single member to which a buckling length factor is assigned by rewriting Euler’s formula:

To perform the numerical study, a FE-model developed by a previous graduator could be used, where the entire lattice girder comprised shell-elements (see figure 1). But, this FE-model required a large number of shell-elements which made it cumbersome to obtain FE-output, easy to make errors and the previous model also required a large calculation-time. More importantly, this model did not make it possible to investigate the influence of several parameters separately, such as the influence of the connection stiffness on the buckling length factor. Therefore,

2.

Connection stiffness The FE-model of the connection is composed of a part of two braces and one chord. The stiffness is determined by stating that the amount of deflection or rotation of the end of the brace, based on a superposition of two different deflection modes, is governed by the deflection of the structure (assuming the connection is fully rigid) and the deflection/rotation due to deformation of the connection. Because the connection stiffness is load case dependent, several load combinations were applied to the braces resulting in different stiffness values (see Figure 4). The different stiffness values, obtained by applying different load cases to the connection-model, were applied in the beam-element model. The buckling loads and shapes obtained by the beam-element model were compared to the ones obtained by the full shell-element model (see Figure 5). The stiffness value, providing the most consistency between the beam- and shell-element model regarding the buckling loads, was determined and used in the beam-element model to perform the parameter study. The load case that must be used to determine the connection stiffness is LCin1 for in-plane behavior. For outof-plane behavior, the average stiffness must be used, obtained by applying LCout1, LCout2 and LCout3.

3. 31

afstudeerverslagen

4. The difference between the eigenvalues obtained by the two FE-models were usually less than 5%. Incidentally, the difference was larger, but never more than 10%.

Paramater study A basic geometry of a lattice girder is used to perform the parameter study (see Figure 6). Realistic dimensions have been selected for the chord and brace members where the chord is varied in section type (square (SHS) and circular (CHS) hollow sections) and in wall thickness. The brace has been varied in section type and dimension. Hereby, the minimum gap, prescribed by the Eurocode, is applied. Furthermore, the aspect ratio of the lattice girder is varied and the influence of lateral supports was investigated, but will not be discussed here. Results connection stiffness Although determining the influence of β and γ on the connection stiffness is not a goal of this investigation, the influence can be made clear easily and is shown in Figure 7. It can be seen that the connection stiffness increases exponentially as β increases linearly. When γ decreases (as the wall thickness increases), the connection stiffness also increases.

Results buckling length factor Because there are many results, only the brace buckling length factors are shown. The chord buckling length factors are shortly discussed: The chord buckling length factor for β ≤ 0.6 is about 0.9. For β > 0.6, the buckling length factor decreases linearly. This is because the flexural stiffness of the brace members and the connection stiffness is higher as β increases, providing more support for the chord. An increase of γ means a slight, but not significant, decrease of the buckling length factor.

For braces, an increase of β means an increase of the buckling length factor. One might expect that the buckling length factor would decrease because the connection stiffness increases exponentially as β increases, which creates more support for the brace member. But, the flexural stiffness of the brace increases as well, causing the brace to be supported less relative to its own flexural stiffness, causing the buckling length factor to increase. The chord wall thickness has a significant influence on the buckling length factor where a decrease of γ means a decrease of the brace buckling length factor, as shown in Figure 8. Here, it can also be seen that the buckling length factor provided by the Eurocode and CIDECT are not accurate and therefore, new formulae were developed, based on existing formulae (CIDECT) and the buckling length factors obtained from FE-analysis. The formulae to determine the buckling length factor of, for example, brace members are of the form as given below, where A, B, C and D are constants which depend on the section type combination and in- or out-of plane buckling of the brace, as given in table 1.

New formulae - accuracy In figure 9 results obtained by FE-analyses (horizontal axis) are compared to the buckling length factors obtained by the Author’s formulae, buckling length factors given by the Eurocode and obtained by the formulae given by CIDECT (vertical axis). It can be seen that the Eurocode is sometimes accurate, but in all the other cases the Eurocode provides a very

5. 32

KOersief | Maart 2011 | nummer 83 | Stadions

6. conservative or un-conservative buckling length factor. The buckling length factors obtained by the formulae given by CIDECT are usually conservative and in some cases more than 5% un-conservative. The buckling length factors obtained by the Author’s formulae are usually between 5% un-conservative and 7% conservative, which is a clear improvement compared to the rules and design formulae given by the Eurocode and CIDECT, respectively. ▪

7.

Afbeeldingen Fig. 1: Shell-element model of lattice girder Fig. 2: Schematization of beam-element model Fig. 3: Shell-element model to determine connection stiffness Fig. 4: Load cases for connection-model to determine connection stiffness Fig. 5: Comparison of buckling shapes. Shell-element model (left) and beam-element model (right) (isometric view) Fig. 6: Basic geometry of lattice girder, load case and used sections (six on the left: chord sections, 14 on right: brace sections) Fig. 7: In-plane stiffnesses (Cin) for SHS – SHS Connection (SHS200 chord) Fig. 8: In-plane buckling length factors of SHS brace members connected to SHS chord members Fig. 9: Comparison brace buckling length factors: predicted and FE-results

8.

9.

                          
              
                       

       33

afstudeerverslagen

Happy Street: van staal naar beton Door: Tim Pouwels

Een alternatief constructief ontwerp voor het Nederlands paviljoen Expo 2010, Shanghai

Afstudeercommissie prof.ir. C.S. Kleinman ir. R. Blok ir. M.M.J. Vissers

1.

In het kader van een stage was ik vijf maanden werkzaam tijdens de uitvoering van de staalconstructie van Happy Street in Shanghai (Zie KOersief 79 - red.). Dit project vormde later de aanleiding voor mijn afstudeerproject. Happy Street was de Nederlandse inzending voor Wereldtentoonstelling 2010 ontworpen door architect John Körmeling, zie figuur 1. Het ontwerp bestaat uit een circa 350 meter lange straat welke als een achtbaan door de lucht beweegt in de vorm van het Chinese geluksgetal acht. Aan beide zijden van de weg zijn uitkragende platformen gehangen waarop expositiehuisjes geplaatst zijn. Deze zijn voornamelijk gebaseerd op Nederlandse architectuur uit de twintigste eeuw. De bezoekers lopen over de straat en bezichtigen van buitenaf de tentoonstellingen in de huisjes. Centraal in het ontwerp staat een kroon. Hierin worden genodigden ontvangen. Constructeur Rijk Blok heeft in samenwerking met ABT Velp de volledige technische uitwerking verzorgd. In Shanghai is dit door het ontwerpinstituut van de Tongji Universiteit nagerekend en waar noodzakelijk, aangepast aan de Chinese regelgeving. Ik werd ondergebracht bij DHV Shanghai. Zij waren onderdeel van het projectmanagementteam gedurende de uitvoering. In samenspraak met professor Cees Kleinman, hoogleraar betonconstructies aan de Technische Universiteit Eindhoven, is het idee ontstaan om deze stageperiode als aanleiding te gebruiken voor mijn afstudeerproject. Dit heeft geleid tot de volgende doelstelling: Het ontwikkelen van een alternatief constructief ontwerp voor Happy Street in het materiaal beton, waarin de bevindingen van vijf maanden stage zijn verwerkt

2. 34

KOersief | Maart 2011 | nummer 83 | Stadions

en waarbij rekening wordt gehouden met de maakbaarheid in een vooraf vastgestelde bouwtijd. Allereerst is het staalontwerp geanalyseerd. Hieruit zijn knelpunten voortgekomen. Met een alternatief ontwerp in beton is getracht deze punten te verbeteren. Onder andere is de leidingruimte in de brugligger aangepakt en is het aantal zichtbare kolommen onder de brug verminderd. Door de gebogen liggers en de uitkragende platformen wordt een torderend moment in de brugligger veroorzaakt. Dit heeft een belangrijke invloed op het constructieve ontwerp. De principedoorsnede in figuur 2 illustreert dat de torsiestijfheid van de brugligger noodzakelijk is voor evenwicht van de constructie. Een methode zal ontwikkeld moeten worden om dit te garanderen. Kokers zijn uiterst effectief in het opnemen van torderende momenten. Ten gevolge van torsie ontstaan schuifspanningen in de wanden. De theorie van Bredt stelt dat in gesloten, dunwandige doorsneden een constante schuifstroom aanwezig is. De schuifspanning dient opgeteld te worden bij de schuifspanning ten gevolge van dwarskracht. Dit gaf aanleiding om een meercellige kokerligger te ontwerpen, zie figuur 3. Hierbij worden de interne lijven voornamelijk aangewend om extra dwarskracht op te nemen.

3.

4. Aan beide zijden van de kokerligger zijn vleugels ontworpen waar de leidingen in geplaatst worden. Zodoende kunnen deze eenvoudig van bovenaf geïnstalleerd worden. Bovendien ontstaat hierdoor de mogelijkheid om de onderzijde van de brug in schoon beton uit te voeren. Het beton heeft dan afgezien van de constructieve functie ook een aandeel in de verschijningsvorm van Happy Street. De leidingruimte zal afgedekt worden met een zwaluwstaartvloer waardoor een vijf meter breed brugdek ontstaat. De platformen voor de expositiehuisjes worden gevormd door uitkragende liggers. Deze worden doorgestort in de koker en nagespannen, zie figuur 4. Ten gevolge van torsie worden schuifspanningen geïntroduceerd in het beton. Hierdoor ontstaan spiraalvormige scheuren. De spanningen kunnen opgenomen worden met driedimensionale wapening. Echter, dit houdt de scheurvorming niet tegen. Hierdoor zal de torsieweerstand significant afnemen. Met een deelstudie is dit gedrag onderzocht. Ingeklemde kokerliggers met dezelfde afmetingen en lengte zijn zowel als ongescheurd als gescheurd beton gemodelleerd. Op de uiteinden is een torderend moment T geplaatst. Het ongescheurde beton is gemodelleerd als een standaard staafelement. Het gescheurde

beton als een driedimensionaal vakwerk waarbij de langsstaven en beugels van staal zijn en de diagonalen van beton. De diagonalen lopen spiraalsgewijs rondom het element zodat de spiraalvormige torsiescheuren gesimuleerd worden, zie figuur 5. De torsieweerstand GIt is omgekeerd evenredig aan de hoekverdraaiing ten gevolge van torsie φ, vergelijking 1. Lengte ℓ en het torderend moment T zijn constant. Door de hoekverdraaiing φ voor zowel gescheurd als ongescheurd beton te bepalen, wordt ook de afname van de torsieweerstand GIt bekend. De verdraaiing van de gescheurde ligger was tien keer groter dan de ongescheurde ligger. Met andere woorden, de torsieweerstand is met een factor tien afgenomen. Diverse literatuur bevestigt dit gedrag. Hieruit is geconcludeerd dat scheurvorming ten allen tijde uitgesloten moet worden om tot een veilig en bruikbaar ontwerp te komen voor Happy Street.

Vergelijking 1. Torsieweerstand GIt.

afstudeerverslagen

8. 5.

7. Door een eis te stellen aan de maximale buigtrekspanningen (deze dient lager te blijven dan 0,25 maal de gemiddelde buigtreksterkte) kan een hogere schuifspanning opgenomen worden zonder dat het beton scheurt. Dit heeft direct invloed op de torsiecapaciteit. De opneembare schuifspanning τ1 is berekend met vergelijking 2. Dit is analoog aan de cirkel van Mohr.

Vergelijking 2. Verhoogde opneembare schuifspanning beton, NEN 6720 art. 8.2.3.3. Waarin: Iy = Traagheidsmoment S = Statisch moment d = Nuttige hoogte van de doorsnede fb = Rekenwaarde van de treksterkte van beton σ’bmd = Normaalspanning ten gevolge van voorspanning Met Scia ESA PT is vanuit eenvoudige tweedimensionale modellen naar een driedimensionaal rekenmodel gewerkt, zie figuur 6. De kolommen, brugligger en platformliggers zijn gemodelleerd. Hierbij zijn de gebogen liggers gesegmenteerd in rechte delen van twee meter. De expositiehuisjes zijn als puntlasten op de platformen geplaatst. Er is onderscheid gemaakt in belastingen in de binnen- en buitenbocht. Hiermee zijn belasting-

9. combinaties opgesteld waarmee de invloed van torsie maximaal is. Door met kolommen te schuiven is de invloed op de krachtswerking geanalyseerd en is een optimale locatie bepaald. Hierbij zijn vooral de torderende momenten zo klein mogelijk gehouden. Vervolgens is op dit model de voorspanbelasting aangebracht. Hiermee is de invloed van de voorspanning op zowel de krachtswerking als op de vervormingen inzichtelijk gemaakt. Dit is een voorwaarde om een voorgespannen constructie te ontwerpen. Tenslotte, voorspannen is vervormen. Doordat de liggers gekromd zijn, konden de voorspankrachten niet zondermeer op het uiteinden van de liggerdelen geplaatst worden. Er ontstaat een ongewenst moment om de z-as, zie figuur 7. Dit kan opgelost worden met een tegengestelde horizontale lijnlast. Echter, het is een onbepaald systeem waardoor een gedeelte van de krachten naar de kolommen gaat. Daarnaast zijn de gekromde elementen gesegmenteerd waardoor het geen zuivere bogen meer zijn. Met als gevolg dat een omvangrijk iteratief proces benodigd is om tot een kloppend model te komen. Besloten is om de voorspankracht per segment van 2,0 meter in te voeren. In principe zijn dan alle afzonderlijke segmenten in evenwicht. Nog steeds ontstaat een ongewenst moment in het model. Omdat deze fout equivalent is aan een excentriciteit van maximaal tien

6. 36

KOersief | Maart 2011 | nummer 83 | Stadions

10. centimeter op een liggerbreedte van vijf meter, is deze verwaarloosd. In de lijven liggen de strengen verticaal gebogen. Door de momentenlijn te benaderen ontstaat een krommingsdruk welke de krachtswerking positief beïnvloed. De krommingsdruk is als een verticale lijnlast op de liggers geplaatst. Bij het aanbrengen is nadrukkelijk rekening gehouden met het feit dat de voorspankrachten altijd evenwicht maken. De opwaartse lijnlast in het veld is daarom altijd gecompenseerd met een neerwaartse lijnlast boven het steunpunt, zie figuur 8. De resultaten zijn bepaald en de invloed van de krommingsdruk is geanalyseerd en aangepast. Middels een iteratief proces is getracht een situatie te creëren waarbij de combinatie van dwarskracht, buigende momenten en torderende momenten optimaal is. Hierbij was de eis dat de buigtrekspanningen overal weggespannen konden worden. Vanuit de resultaten zijn de spanningen handmatig berekend. Per segment zijn de schuifspanningen en buigtrekspanningen bepaald. Waar niet voldaan werd aan de unity check is de voorspanning aangepast in het rekenmodel waarna de resultaten opnieuw geanalyseerd zijn. Een situatie is ontstaan waarin alle liggerdelen ongescheurd blijven. Hiermee wordt de torsieweerstand gewaarborgd. Een beschouwing van de vervormingen wees uit dat de constructie ook voldoende stijf was. De gehele betonconstructie zal in het werk gestort worden. Sterkteklasse C53/65 is toegepast. Een bouwmethode is ontwikkeld waarbij eerst de kolommen worden gestort. Hierop worden zogenaamde kolomkoppen gemaakt. Deze bestaan uit een volgestorte koker en zullen daardoor vanaf de buitenkant niet waarneembaar zijn. Hierdoor kan de kracht vloeiend vanuit de ligger naar de kolom gaan en bovendien is ruimte ontstaan om de spiraalverankering voor de voorspanning in aan te brengen. De brugliggers worden tussen twee kolomkoppen gemaakt. Twee punten liggen reeds vast waardoor het relatief eenvoudig is om de bekisting ertussen te stellen. De liggers kunnen één voor één bekist en gestort worden. Nadat deze voldoende zijn uitgehard, wordt de ligger afgespannen op de kolomkop. Door deze

methode kan de constructie tijdens het naspannen altijd vervormen. De strengen voor de volgende ligger worden ter plaatse van de kolomkoppen doorgekoppeld, zie figuur 9. Dit proces dient voor iedere brugligger herhaald te worden. Met het alternatieve ontwerp in beton zijn minder kolommen zichtbaar op het maaiveld. Beton is toegepast voor de constructie maar zal ook terug komen in het uiterlijk. Hierbij is het concept van de architect behouden. Met een bouwmethode is aannemelijk gemaakt dat het alternatieve ontwerp uitvoerbaar is in China. Figuur 10 toont het verschil tussen het staal- en het betonontwerp op een belangrijke locatie. Het spannende beeld is versterkt door de nieuwe locatie van de kolommen. Optimalisatie van de voorspanning is nauwelijks uitgevoerd. Dit gaat voorbij aan de essentie van een afstudeerproject. Door de strengen slim in de doorsnede te plaatsen is zeker winst te behalen. Afsluitend dient opgemerkt te worden dat er enkele beperkingen zitten aan het eindresultaat. Dynamica en temperatuursbelastingen vielen buiten het kader van het project. Om de invloed hiervan te bepalen is nadere uitwerking vereist. ▪

Afbeeldingen Fig. 1: Artist impressie van Happy Street. Fig. 2: Principedoorsnede brugligger en platform. Fig. 3: Brugligger met voorspankanalen. Fig. 4: De platformliggers worden afgespannen aan het uiteinde van de ligger. Fig. 5: Model van gescheurd beton als een driedimensionaal vakwerk. Fig. 6: Driedimensionaal rekenmodel in Scia ESA PT. Fig. 7: Voorspankracht op gekromde ligger. Fig. 8: Verloop van de voorspanstrengen in de ligger en invoer in rekenmodel. Fig. 9: Doorkoppelen van de voorspanstrengen ter plaatse van de kolomkop. Fig. 10: Achterzijde staalontwerp versus betonontwerp. 37

afstudeerverslagen

Niet-prismatische houten gelamineerde elementen

door: Geert Brouwers Afstudeercommissie: prof.dr.ir. A.J.M Jorissen dr.ir. A.J.M. Leijten dr.ir. J.C.M. Schoenmakers

In dit artikel wordt ingegaan op de spanningsverdeling in niet prismatische houten liggers met een éénzijdig verlopende doorsnede. Ten gevolge van niet evenwijdig aan de houtvezel verlopende randen treden er spanningen loodrecht op de houtvezel en schuifspanningen op. Deze spanningen ontstaan door zowel moment als dwarskracht. Aan de hand van handberekeningen en computermodellen worden de spanningen bepaald om zo nodig tot een “verbeterde” rekenregel te komen. Om de spanningen te kunnen toetsen is een meer geavanceerd bezwijkcriterium voor de sterkte noodzakelijk. Het in de praktijk gebruikte Norris criterium wordt in dit artikel bekeken. Aanleiding Het is niet moeilijk om van een prismatische ligger met parallelle randen een tapse ligger te zagen. Vandaar dat dit liggertype veel in de praktijk voorkomt. Deze tapsheid geeft mogelijkheden tot waterafschot als het dakliggers betreft. Er zijn enkelzijdige en dubbelzijdige tapse liggers. Deze type liggers zijn architectonisch eleganter en technisch gezien efficiënter omdat de doorsnede de momentenlijn meer volgt dan een prismatische ligger. Voor het ontwerp is te beseffen dat de aangesneden rand niet parallel loopt met de vezelrichting. Bekend is dat de sterkte varieert met de vezelrichting. De spanningsverdeling in niet prismatische houten liggers zijn niet te berekenen met de gebruikelijke formules voor prismatische liggers. Ten gevolge van niet evenwijdig aan de houtvezel verlopende randen treden er spanningen loodrecht op de houtvezel en schuifspanningen op, weergegeven in figuur 1. Aan het bepalen van deze spanningen, analytisch en numeriek, is in het verleden (rond 1980) aandacht besteed door o.a. Riberholt, Gutkowski, Dewey, Foschi, Fox, Möhler, Blumer en Ehlbeck. Tevens wordt in STEP les B8, Eurocode 5 en NEN 6760 aandacht aan de niet prismatische liggers besteed. De formules waarmee de spanningen worden berekend zijn niet doorzichtig. Het doel binnen mijn afstuderen is een brede basis te leggen voor vervolg onderzoek naar de spanningsverdeling bij niet prismatische houten liggers, waarbij de achtergrond van de verschillende geldende formules in de norm duidelijk en helder is. In dit artikel wordt ingegaan op de niet-prismatische ligger met een éénzijdig verlopende doorsnede, weergegeven in figuur 2. Breukcriterium hout Ten gevolge van de simultaan in meerdere richtingen optredende spanningen is het formuleren van een meer geavanceerd bezwijkcriterium voor de sterkte noodzakelijk. In de praktijk wordt het zogenaamde Norris criterium gebruikt. Dit is een bijzonder geval van het Tsai-Wu criterium. Het materiaal hout heeft in de drie hoofdrichtingen andere sterkte waarden, met bij een trekbelasting een bros bezwijkgedrag. In figuur 3 zijn de karakteristieke waarden van het gelamineerd naaldhout (GL28h) uitgezet. Door middel van een drietal ellipsen wordt een ruimtelijk figuur ingesloten. Combinaties van spanningen, die buiten deze figuur vallen, hebben theoretisch bezwijken tot gevolg.

1.

2. 38

KOersief | Maart 2011 | nummer 83 | Stadions

Het Tsui-Wu criterium [1] voor een anisotroop materiaal is een algemeen breukcriterium in de vorm van een polynoom. [2] Fij σij + Fij ij σij2 + … = 1

met i,j = x,y,z

(1)

Voor een vlakke spanningstoestand, met alleen spanningen in één vlak, en zonder hogere orde termen, is het criterium uit te schrijven tot formule (2). Fij σij + Fij ij σij2 = 1

met i,j = x,y

(2)

Fxxσxx + Fyyσyy + Fxyσxy + Fxxxxσxx2 + ...

... Fyyyyσyy2 + Fxyxyσxy2 + Fxxyyσxyσxy = 1

Hierin is:

met: f0;t f0;c f90;t f90;c fv

treksterkte evenwijdig aan de vezelrichting druksterkte evenwijdig aan de vezelrichting treksterkte loodrecht op de vezelrichting druksterkte loodrecht op de vezelrichting schuifsterkte

De laatste term met Fxxyy staat voor de helling van de ellipsvormige curve. De Tsai-Wu vergelijking kan worden gereduceerd: de helling kan worden verwaarloosd waardoor Fxxyy = 0. Er vanuit gaande dat de sterkte in druk- en trekrichting evenwijdig- en loodrecht op de vezelrichting elkaar weinig ontlopen, kunnen alle Fij parameters gelijk aan 0 worden gesteld. Hierdoor resteren alleen de termen met de spanningen in het kwadraat.

3.

4.

5.



6.

(3) De spanningen in de wig zijn volgens onderzoek van Lekhnittski uit 1962 [6].

Dit spanningscriterium is ontwikkeld door Norris [3] en kan worden gezien als een bijzonder geval van het Tsai-Wu criterium, weergegeven in formule (4)









(10)

(4) met:

De transformatie regels van het Tsai-Wu criterium zijn algemeen. Formule (3) geldt voor richtingen samenvallend met de hoofdrichtingen: evenwijdig en loodrecht op de vezelrichting. Aan de afgeschuinde zijde is de sterkte onder een hoek met de vezelrichting belangrijk. Uit het evenwicht van het element in figuur 4 volgt, dat behalve de spanning evenwijdig aan de vezel (σx) ook schuifspanningen (τ) op moeten treden en daardoor ook spanningen loodrecht op de vezel (σy). Horizontaal evenwicht:

(5)

Verticaal evenwicht:

(6)



De constante waarden A en B worden bepaald doordat er in het deel van de wig evenwicht moet optreden. De constanten worden aan de hand van formule (11) opgelost. (11) met:

Door formule (5) en (6) in formule (4) in te vullen, volgt na enkele omrekeningen de formule zoals deze in de NEN6760 staat. (7)

Hier wordt voor β ≈ 1,13 en δ ≈ 3,97 aangehouden. Met en kan de formule worden herschreven. Daarnaast is in de formule een relatie gelegd tussen σr en σm, door benaderend aan te nemen dat M ≈ Pr.

Spanningsverdeling volgens Riberholt De rekenregels in NEN6760 (art.11.9.1.3) [4] zijn gebaseerd op het onderzoek naar de spanningen in de uiterste vezel bij een niet-prismatische ligger met een éénzijdig verlopende doorsnede van H. Riberholt. [5]

(12) Volgens het onderzoek van Riberholt geldt hiervoor bij benadering voor de twee maatgevende waarden: als θ = 0:

Een niet prismatische ligger is te schematiseren tot een wig met aan de top een equivalente puntlast (P), waarvoor de spanningsverdeling bekend is. Op voldoende grote afstand van de oplegging geldt.

als θ = α:

In de NEN6760 (art.11.9.1.3) is de factor voor θ = α aangepast tot

(8)

als θ = α:

Hout is een orthotroop materiaal waardoor formule (9) geldig is.









(13)

(14)

Deze aanpassing geeft een te lage spanning vanaf een hoek α van 10°, zoals weergegeven in figuur 6. Het is dan ook opmerkelijk dat de toetsing in de NEN6760 te gebruiken is tot een hoek α van 20°.

(9)

met:

7.

8. 39

afstudeerverslagen

9. Spanningsverdeling verkregen met eindige elementen modellen (EEM) Uit het onderzoek in het eindige elementen pakket Abaqus/CAE komen enkele interessante punten naar voren. Zo geven de spanningen, bepaald in het onderzoek van Riberholt, vanaf een doorsnede van minimaal 2 x h0 een goede weergave van de optredende spanningen. Het onderzoek van Riberholt is gebaseerd op een doorsnede waar naast een moment (Fxl) ook een dwarskracht (F) optreedt. In een doorsnede waar een zuiver moment optreedt, geeft de formule voor spanningen evenwijdig aan de vezel uit het onderzoek van Riberholt een onveilige waarde, zoals in figuur 7 is weergegeven. Hoe groter de hoek α wordt, hoe onveiliger deze waarde is. Door de spanningen ten gevolge van moment en dwarskracht afzonderlijk te bepalen, en later superponeren, kan men uiteindelijk een “verbeterde” rekenregel bepalen. De spanning evenwijdig aan de vezel, voor zowel moment als dwarskracht, is in figuur 8 voor verschillende waarden van α weergegeven. In de figuren 9 en 10 is voor respectievelijk schuifspanningen en spanningen loodrecht op de vezel deze opsplitsing bij een hoek α van 8° gedaan. Het is opvallend dat door belasting op een zuiver moment bij een niet prismatische ligger met een éénzijdig verlopende doorsnede trekspanningen loodrecht op de vezel ontstaan. Hoe groter de hoek α is, hoe groter deze spanningen zijn. Bij een hoek α groter dan 14° is voor het bezwijken van de ligger deze trekspanning loodrecht op de vezel zelfs maatgevend boven de buigspanning in de uiterste vezel. De spanning evenwijdig aan de vezel, weergegeven in figuur 8, kan worden benaderd met behulp van een vierdegraads polynoom. Evenals in het onderzoek van A.C.Maki en E.W.Kuenzi uit 1965 [7] kunnen de schuifspanning en spanning loodrecht op de vezel met behulp van polynomen worden benaderd, weergegeven in formule (15). (15)

Hierbij hebben de constante a* tot en met j* per hoek α een andere waarde. 40

KOersief | Maart 2011 | nummer 83 | Stadions

10. “Verbeterde” rekenregel Met behulp van formule (15) kan voor een niet prismatische ligger met een éénzijdig verlopende doorsnede een formule voor de maatgevende spanning evenwijdig aan de rand worden gegeven. Aan de rand, evenwijdig aan de vezel geldt de “verbeterde” rekenregel, weergegeven m.b.v. formule (16). als θ = 0:

(16)

volgens NEN: De spanning evenwijdig aan de afgeschuinde zijde is een combinatie van een spanning evenwijdig aan de vezel, schuifspanningen en spanning loodrecht op de vezel. De spanning aan de afgeschuinde zijde kan worden bepaald met (17) Formule (17) wordt met de volgende “verbeterde” rekenregel benaderd. als θ = α: volgens NEN:

(18)

Beide “verbeterde” rekenregels geven tot een hoek α van 10° de optredende spanning nauwkeurig weer. Bij een grotere hoek gaat de krachtsafdracht van buiging over naar boogwerking in de niet prismatische ligger. ▪ Fig. 1: Overzicht spanningen éénzijdig verlopende doorsnede Fig. 2: Niet-prismatische ligger met een éénzijdig verlopende doorsnede Fig. 3: Karakteristieke waarden voor GL28h in N/mm2 (NEN-EN 1194) Fig. 4: Analyse spanningstoestand Fig. 5: Schematisatie tot wig Fig. 6: Benadering spanningen volgens NEN6760 Fig. 7: Spanningen evenwijdig aan de vezel (σx) bij een hoek α van 14° ten gevolge van een zuiver moment Fig. 8: Spanning evenwijdig aan de vezel (σx) bij een hoek α van 1° tot 15° ten gevolge van (a) moment (b) dwarskracht. Fig. 9: Schuifspanning (τxy) bij een hoek α van 8° ten gevolge van (a) moment (b) dwarskracht. Fig. 10: Spanningen loodrecht op de vezel (σy) bij een hoek α van 8° ten gevolge van (a) moment (b) dwarskracht. Bronvermelding: [1] S. W.Tsai, E. M.Wu, A general theory of strength for anisotropic materials. Journal of Composite Materials. vol. 5, pp. 58-80, 1971 [2] A.Leijten. Tapse, gebogen- en gekeepte liggers. In PAO cursus: Eurocode 5 en de Nationale annex: construeren met hout. 2008. [3] C.B. Norris, Strength of orthotropic materials subjected to combined stresses. Forest Products Laboratory (U.S.), Rept. no.1816, 1962. [4] NEN 6760. Technische grondslagen voor bouwconstructies TGB 1990 Houtconstructies Basiseisen Eisen en bepalings methoden. NEN, Delft, 2003. [5] H. Riberholt. Tapered timber beams. CIB working commission W18, paper W18/11-10-1, Wenen, 1979. [6] S.G. Lekhnitskii. Anisotropic plates. Gordon and Break Science Publisher, 1968 [7] A.C.Maki, E.W.Kuenzi, Deflection and stresses of tapered wood beams. Forest Products Laboratory (U.S.), FPL paper 34, 1965.

“Omdat ik de ruimte krijg om mezelf te ontwikkelen, vakinhoudelijk én persoonlijk” Marloes Huijsmans, stedenbouwkundige

Advies- en ingenieursbureau Movares, actief op het gebied van infrastructuur, mobiliteit, ruimtelijke inrichting, water en energie stimuleert mensen zichzelf te zijn. Wij geven je de ruimte om je leven in te richten op een manier die bij je past en die je capaciteiten tot zijn recht laat komen. Bij ons werk je aan duurzame oplossingen voor maatschappelijk relevante projecten. Met een grote mate van eigen verantwoordelijkheid en volop ruimte voor flexibiliteit en persoonlijke ontwikkeling. En de mogelijkheid om mede-eigenaar te worden. Spreekt dit je aan? Praat eens met ons.

werkenbijmovares.nl Movares Nederland B.V. Utrecht (hoofdkantoor) 030 265 5555 | Recruitment office, 030 265 3880 | movares.nl

Movares_exact A4_advertentie_Marloes.indd 1

6-1-2011 10:05:37

column

Labpraktijken

‘Complex of simpel?’

door: Hans Lamers ‘Techniek was vroeger een stuk eenvoudiger’. Mijn Deux-Chevaux kon ik, als arm studentje, zelf onderhouden. De ontsteking afstellen kon met een sigarettenvloeitje en op de carburateur zaten twee stelschroefjes; één voor het stationair toerental en één voor het armer dan wel rijker stellen van het lucht-benzine-mengsel. Met een doosje reserveonderdelen en wat sleutels (let op M7 schroefdraad, typisch een Fransoos) kon je de hele wereld over. Niet altijd betrouwbaar maar wel lekker oersimpel. Nu is het vervangen van een kapotte koplamp al monteurwerk geworden. Alles onder de kap zit propvol gebouwd, dus eerst op de hefbrug, omhoog en vanonder af kun je bij het halogeen gloeipeertje. Een computer van 10 jaar geleden; kap los en stekkeren maar. Wie durft er nog een laptop open te schroeven? Ben je halverwege met de ‘sloop’, dan kom je een schroefje tegen met een zevenpuntig sterkopje en een bewust aangebracht half kogelvormig obstakeltje zodat je de strijd moet staken. Bij de fabrieksmontage worden snapverbindingen toegepast die slechts één optie dienen; bij storing direct een nieuwe kopen. De koolborsteltjes van de stofzuigermotor zijn met de behuizing onlosmakelijk versmolten. Een slijtonderdeeltje van slechts enkele euro’s mag kennelijk niet meer worden vervangen om de levensduur van het apparaat te verdubbelen. En al die producten dragen trots een superieur Eco-label? We mogen als techneut niet meer naar binnen

kijken. Het is niet de bedoeling dat de consument gaat analyseren waar het probleem zit. Er valt niets meer te repareren of van twee stuks één te maken. De fabrikant bepaalt zo veel mogelijk zelf de maximale levensduur en weet een zwakke schakel in te bouwen. Fabrikanten kunnen zelfs een printplaat zodanig ‘tergen’ dat bij eerste montage de ouderdom al overeenkomt met 5 jaar gebruik. Als consument wordt je gelokt, verleid en straal bedonderd. Ik word compleet simpel van al die opgeklopte complexiteit. ▪

‘Joe Tjoep’

ism: Johan van den Oever

Een nieuw rubriekje in de KOersief! De 21e eeuwse mens wordt doodgeknuffeld met informatie, zo ook op YouTube. Soms ranzige filmpjes, die tonen hoe een medescholier in elkaar wordt getrimd. Toch bevat dit medium ook kwalitatieve geheimen. Deze rubriek attendeert u op juweeltjes uit de muziekwereld. Laat u prikkelen door iets nieuws. Ontwikkel uw smaak verder dan 100%NL. Deze KOersief begint met een loepzuiver diamantje: de pianiste en zangeres Aziza Mustafa Zadeh (1969). Een schoonheid uit Azerbeidzjan die een drievoudig pianogeluid laat horen bestaande uit een mix van klassieke muziek, jazz en traditionele muziek uit Azerbeidzjan. Ze heeft niet voor niets de titel gekregen: ‘The Princess of Jazz’. Ga naar YouTube en type in de search balk: Aziza Mustafa Zadeh Character. Laat u eens verrassen. Ik zeg DOEN! ▪

Staalplaat-betonvloeren

Dutch Engineering r.i. B.V.

Energieweg 48 - Zoeterwoude-Rijndijk Postbus 3 - 2380AA Zoeterwoude Tel/fax:

071-5418923 / 071-5419670

website:

www.dutchengineering.nl

e-mail:

[email protected]

Winkelcentrum Piazza Eindhoven

Kantoor Unilever "De Brug" Rotterdam

Onderdeel van uitdagingen

activiteiten & borrels

KOers Introductie Dag

door: Martijn ten Haaf

Dinsdag 16 november was het zover: de KiD 2010. Voor de nieuwe lezers: KOers Introductie Dag 2010. Nadat de deelnemers zich om 17.00 uur hadden gemeld bij het CO-lab in Vertigo, konden de pannen op het vuur, want er werd eerst gezorgd voor een goede bodem. Op het menu stonden pannenkoeken in alle soorten en maten. Op deze manier konden de 24 KOersleden en niet-leden (toekomstige leden) kennis maken met elkaar. De voorzitter legde in het kort uit wat KOers inhoudt, wat ze doen en welke leuke, leerzame en interessante activiteiten georganiseerd worden. Na een goede maaltijd werd de fiets gepakt en gingen we op weg naar het Mega Bowling Woensel. Daar zou gestreden worden om de titel wie zich voor een jaar lang bowlingkampioen van KOers mag noemen. Uiteraard ging het ook vooral om KOers te leren kennen en een gezellige avond te hebben met studiegenoten. Nadat iedereen een mooi paar schoenen gekozen had uit de ‘Wall of Shoes’ kon het spel beginnen. Op 4 banen werd strike na strike gegooid, maar het niveau daalde toch wel enigszins nadat de eerste rondjes bier genuttigd waren. Met name ‘Buffel’ probeerde de bal door de geluidsbarrière te gooien, maar zijn snelste bal werd in de laatste seconde nog overtroffen door Mark, die 39.5 km/ uur gooide. Ook zijn er nieuwe records gevestigd in het zoveel mogelijk ballen gooien en al gooien voordat de balk omhoog is.

De reden dat ik dit verslag nu schrijf heeft te maken met mijn goede weerstand tegen drank. Na 3 constante rondes kwam ik uit op 425 punten, wat tot mijn eigen verbazing resulteerde in een 1e prijs. Vanwege een computerstoring zijn er verder geen scores bekend en kan ik de strijd om de titel niet spannender verwoorden. Deze gezellige en sportieve avond heeft KOers een nieuw lid opgeleverd en ik heb mij ook aangemeld bij de studiereiscommissie. Twijfel niet en schrijf je ook in voor KOers!!!

Martijn op weg naar de winst

www.verhoeven-leenders.nl

Verhoeven en Leenders ingenieurs in bouwconstructies

de constructieve meedenkers wij zijn op zoek naar

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

0413 - 251 096

Fax

0413 - 256 502

E-mail [email protected]

activiteiten & borrels

KOers pokertournooi 2010 Door: Bastiaan Göttgens

De ruimte is klein, intiem en rokering. Lampen schijnen fel, maar lijken gedimd door de rook en de voelbare spanning. De gezichten staan strak, de kaarten zijn geschud en de chips zijn prachtig opgepoetst en nemen hun plaats in bij de zweterige handen van de deelnemers. Croupier Emiel Custers neemt zijn plaats in als dealer en de KOers pokerborrel is een feit. Alleen... de KOers pokerborrel leek hier totaal niet op. 11 Deelnemers kwamen hun geluk beproeven bij het pokertoernooi op 21 oktober 2010. Studenten waren nog steeds aan het werk toen tafels bij elkaar werden geschoven en 11 zitplaatsen werden gecreëerd. De sfeer was goed, het bier was volop aanwezig en de tosti’s waren van een uitmuntend culinair niveau. De felle TL-buizen verlichtten de gezichten en in plaats van strakke pokerfaces waren er alleen lachende gezichten zichtbaar. Het was duidelijk: dit werd een hele gezellige middag. Ondanks de gezellige sfeer was het spel snel en agressief. Er werd hoog ingezet op kaarten waarvan je je afvroeg hoe die ooit de pot konden winnen en hoewel hier en daar de pot op deze manier gewonnen werd, bleek Wouter van der Sluis met slim en tactisch spel het beste te kunnen profiteren. Geen wonder dat hij zich al snel kon verheffen tot Chipleader. Het snelle agressieve spel kostte een aantal spelers in het begin de kop en de overigen realiseerden zich dat het niveau van vandaag tactisch inzicht vereistte. We waren met drie over. Jop Courage en ikzelf keken met ontzag naar het Manhattan van chips van Wouter. On-

danks dat we hadden kunnen profiteren van een aantal afvallers en onze eigen stack hadden kunnen spekken, bleef Wouter de onaangetaste chipleader. De pokergoden waren me goed gezind en ik wist te folden en callen op de juiste momenten. Toen uiteindelijk Jop het strijdtoneel ook moest verlaten was mijn stack bijna gelijkwaardig aan die van Wouter. Het spel liep op zijn einde en de showdown kwam dichtbij. Spannend bleef het toen we allebei probeerden om het zo tactisch mogelijk aan te pakken, maar we realiseerden ons dat geluk en pech hier de dienst gingen uitmaken. Toen Wouter weer een keer all-in ging, nam ik de gok om mee te gaan. De kaarten kozen mijn kant en ik bleef als winnaar over aan de tafel. De prijs was een fles Blue Curaçao en het publiceren van mijn pokerstrijd in de KOersief. De middag was voor iedereen geslaagd en beloofd is beloofd: bij de volgende editie zal ik mijn titel verdedigen. ▪

Criss Cross KOers Dit maal een woordzoeker in de KOersief, vind het verborgen antwoord en maak kans op een leuke prijs! Stuur je antwoord voor 1 mei op naar [email protected] onder vermelding van ‘Prijsvraag KOersief 83’ en je naam. Onder alle juiste inzendingen wordt namelijk één KOers paraplu verloot. Over deze uitslag kan niet worden gecorrespondeerd! Verborgen woorden: ACHTTIEN ARUP AZIZA ZADEH BAM BATAVIERENRACE BETONKANORACE BOEL BOWLEN BRAEM BROUWERS DECEMBER EINDHOVEN ENCI HONG KONG HOOGENBAND KORMELING NELSON MANDELA POKERGODEN POUWELS SBP SERVICE SOCIALE MEDIA SUPPORT TABINK TIELEMANS TONGELREEP TWEEDE ZAHA HADID 44

KOersief | Maart 2011 | nummer 83 | Stadions

Vebo de kopzorg ...

... u het klein prefab! Ook al hebben we het grootste assortiment

we in veel opzichten zeer flexibel. Dat begint

standaard prefab beton in Nederland, ‘standaard’

bij het kunnen en willen meedenken van onze

blijft voor ons een uiterst rekbaar begrip. We

bouwkundig zeer onderlegde medewerkers.

zien het bijna als onze plicht élk gevelontwerp

Of het nu gaat om exclusieve eenmalige uitvoe-

in prefab beton te kunnen uitvoeren. Gewoon

ringen of om (aan passingen binnen) ons stan-

omdat gevelelementen in beton en baksteen zo

daard prefabbetonassortiment, overleg met Vebo

ontzettend mooi kunnen zijn! In het engineeren

levert altijd bijzondere gevelelementen op.

en produceren van prefabbetonproducten zijn

www.vebo.nl

Vebo, postbus 8, 3750 GA Bunschoten, Röntgenweg 3, telefoon (033) 299 26 00, [email protected], www.vebo.nl

tot slot CO-lofon

Thema van KOersief 84

BetonKanoRace 2011

Wist je dat ... …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… ……

je tijdens hijswerkzaamheden iets te vieren hebt? ik na het behalen van een 8 uit de (afstudeer)kast ben gekomen, maar zonder matéi? er een feestje aan de gang is op vloer 5 terwijl er mensen zijn die nog graag willen werken? het heel grappig is om tegenover Paulien te zitten? ze bij VIA waarschijnlijk blind zijn, omdat er hier al een paar dagen een meter hoog VIA teken staat? (of ze zijn juist blij dat ze er vanaf zijn) het een stuk leger is zo zonder VIA teken en Support betonblok? Frederik en Kars in de volgende editie van bouwwereld wél genoemd zullen worden? er een kerst-radiozender is en dat sommige op vloer 5 hiervan helemaal uit hun dak gaan? het juist twee dames waren die helemaal uit hun dak gingen op de kerstmuziek? KOers een eigen Facebook en Twitter account heeft? doordat KOers nu een Facebook account heeft, sommige KOersleden ook zelf een facebook account hebben aangemaakt? sommige mensen de snelheid te veel uit de prijsvraag weten te halen? Robbert zijn afstudeerplank illegaal onderverhuurd? er vanavond wederom gebowld gaat worden omdat Robbert niet tegen z’n verlies kan? na gisteravond het onzeker is of Robbert ooit nog gaat bowlen? de eerste inzending voor het nieuwe KOerslogo binnen is?! daar niet het logo mee wordt bedoeld dat Wouter op een blaadje heeft gekrabbeld (die overigens heel veel op het oude logo lijkt)? er een tip gegeven mag worden voor de huidige prijsvraag? er pas een tip gegeven kan worden voor de prijsvraag als er een inzending is? er weer een ruimte theekeuze is? sommige mensen niet weten wat ruimte thee is, hoe smaakt die? je al mee kan doen met rolstoelbasketbal als je goed bent in zitten. er snel nieuwe vragen voor de prijsvraag ingestuurd moeten worden? het eigelijk vreemd is dat de faculteit een borrel geeft op een vloer waar voor drie maanden het verboden is om borrels te geven? Wouter zijn ingestuurde prijsvraag eens moet nakijken! er mensen valsspelen bij de prijsvraag en er daarom soms niet direct punten worden uitgeschreven? je ook heel goed via de “Wist je dat...” feestgroeten kan versturen? (Hele fijne kerstdagen en ook een gelukkig nieuw jaar!). Wouter een prima vakantie heeft gehad? KOers gaat verhuizen? de koffiemachine mee wordt genomen naar de nieuwe KOershoek de MDE naar Polen nu al briljant is en dat terwijl we nog 2 dagen hebben te gaan? er een nieuwe kalender is die inmiddels hangt? na kortstondig offline te zijn geweest, de website nu gewoon weer werkt?

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

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

Bestuur KOers 2010-2011 Steven Schoenmakers voorzitter Emiel Custers secretaris Douwe Stellingwerff penningmeester Roel Pluijmen com. activiteiten

Redactie KOersief 83 Emiel Custers (hoofdredacteur) [email protected] Jean-Paul Frencken [email protected] Bastiaan Göttgens [email protected]

Beeld omslag New Cape Town Stadium Beverley Aston Deze afbeelding mag niet gebruikt en/of gekopieerd worden zonder toestemming van de eigenaar van deze afbeelding.

Kopij Bij voorkeur Word-bestanden zonder opmaak via e-mail. Illustraties apart aanleveren (minimaal 800x800 pixels). Kopij KOersief 84 inleveren voor 1 mei 2011

Studentlidmaatschap KOers Lidmaatschap bij KOers is gratis voor Bachelorstudenten Bouwkunde, Masterstudenten Structural Design en actieve leden KOers. Aanmelden kan via: www.KOersTUe.nl

Oplage Circa 250 exemplaren, verspreid onder student- en fondsleden, sponsoren en relaties KOers.

Drukker Drukkerij De Witte, Eindhoven

46

KOersief | Maart 2011 | nummer 83 | Stadions

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

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

ook werken bij Breijn zo bijzonder. Voor ingenieurs en adviseurs. Van planologen tot verkeerskundigen en van geotechneuten tot constructeurs. Wil je daar meer over weten? Neem dan eens contact op met Floris van Koningsbruggen, HR Manager, (073) 543 64 08, [email protected].

www.breijn.nl

Fascinatie, ondernemen en vakmanschap

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

www.hurks.nl

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