Juni 2014
U Profiel
Volledig in het thema van
SHANGHAI-RISE
Mao Yisheng Oriental Art Center AND IN OUR ENGLISH SECTION
Elliptical Hollow Sections Shanghai Tower
COLOFON U-PROFIEL Het U-Profiel is het tijdschrift van de Stichting Dispuut Utiliteitsbouw. Het tijdschrift wordt drie maal per jaar gepubliceerd met een oplage van 250 exemplaren en wordt verspreid onder leden van het U-dispuut, donateurs en sponsoren. STICHTING DISPUUT UTILITEITSBOUW Stichting Dispuut Utiliteitsbouw is een studievereniging voor en door studenten van de masterrichtingen Building Engineering en Structural Engineering van de faculteit Civiele Techniek aan de TU Delft. DRUK Grafico Delft ADVERTENTIES Hurks (15), IMd (15), BAM (19), BmS (26), Ballast Nedam (27), Zonneveld (33), Deerns (33), Heijmans (40) COMMISSIE U-PROFIEL Pepijn van Zantvliet Nathalie Ramos Steven van Eck Wilco van der Mersch Giuseppe Izzo Axel Koper Tom de Ruiter BESTUUR U-DISPUUT Paul Berendsen Tim Beelen Aniek Borgeld Bart van Casteren Sara van Dijk Ana Ghionoiu
REDACTIONEEL Beste lezers, Met de juni-editie van het U-Profiel is het einde van het studiejaar alweer in zicht. Dat betekent ook dat er afscheid genomen gaat worden van enkele trouwe commissieleden. Lucia Cimpoi heeft onze commissie na vorige editie al verlaten. Zij kwam altijd met mooie ideeën aanzetten, wat tot een aantal interessante artikelen geleid heeft. Daarnaast zullen ook Steven en Bart ons helaas verlaten na deze editie in verband met afstuderen. Steven heeft het grafische design van het U-Profiel sinds zijn komst gedaan en de lat hoog gelegd voor zijn opvolger. Bart als onze QQ-er, heeft ons goed gemotiveerd om elke editie weer een mooier resultaat neer te zetten. Ik wil Lucia, Bart en Steven dan ook bedanken voor hun inzet voor het U-Profiel. Gelukkig is er ook een nieuw commissielid bijgekomen: Nathalie. Als eerste artikel heeft zij in deze editie geschreven over het Oriental Art Center. Met een nieuw lid, en enkele leden die gaan vertrekken is het een mooi moment om de U-Profiel commissie eens uit te lichten in het U-Profiel.
ADRES Stichting Dispuut Utiliteitsbouw Faculteit Civiele Techniek Stevinweg 1, kamer 1.35 StII Postbus 5048 2600 GA Delft
Voor deze editie is een speciaal thema gekoppeld aan het U-Profiel. Met de studiereis van het U-dispuut naar Shanghai was het thema dan ook gemakkelijk gevonden. De schrijfwijze was een ander punt: Shanghai-reis, Shanghai-rise of Shanghigh-rise. Verschillende artikelen met betrekking tot Shanghai, high-rise en de studiereis zullen aan bod komen.
Telefoon & Fax Kamer 1.35: +31 (0)15 27 83042 Secretariaat: +31 (0)15 27 83174
In de Nederlandse sectie is er aandacht voor een Chinese ingenieur, Mao Yisheng, die bekend staat als de vader van de moderne bruggenbouw in China. Daarnaast aandacht voor massadempers in high-rise en verschillende bruggen in Shanghai. Verder zal er in het Engelstalig gedeelte teruggeblikt worden op een legendarische studiereis naar Shanghai en alle ervaringen die daar zijn opgedaan. Een artikel over de Shanghai Tower kan natuurlijk niet ontbreken in deze editie. Professor Wardenier heeft daarnaast een artikel aangeleverd over het ontwerp en gedrag van elliptische buisprofielen. Ik wil professor Wardernier dan ook hartelijk bedanken voor zijn bijdrage aan deze editie.
INTERNET
[email protected] www.udispuut.nl LIDMAATSCHAP Lidmaatschap van het U-dispuut kost 10 euro per jaar en is voorbehouden aan studenten. DONATEURSCHAP Donateurschap van het U-dispuut kost 20 euro per jaar. AFBEELDING KAFT Oriental Pearl Tower, Foto: Ana Ghionoiu AFBEELDING CENTERFOLD Shanghai Oriental Sports Center, gmp, foto: Pepijn van Zantvliet
Met de zomer daar: ga lekker in het zonnetje zitten met een drankje en geniet van deze editie van het U-Profiel. Veel leesplezier! Pepijn van Zantvliet Voorzitter U-profiel commissie
INHOUDSOPGAVE
4 U-NEWS 5 COURSE EVALUATIONS STUDYTOUR SHANGHAI 6 12 MASSADEMPERS Hot off the press
Structural Mechanics 4 and Special Structures U-dispuut visits the sleeping dragon Onvermijdelijk voor comfort in de wolken
MAO YISHENG
16
16 22 ORIENTAL ART CENTER 24 BRUGGEN VAN SHANGHAI 28 SHANGHAI TOWER ELLIPTICAL HOLLOW SECTIONS 32 36 U-PROFIEL COMMITTEE MAO YISHENG
Constructeur uitgelicht
Een vlinder in de grote stad
Verbindend element voor ontwikkeling
A sustainable example for China’s future
MASSADEMPERS
12
Joint Design
Bringing U the best of the best
STUDYTOUR SHANGHAI
6
JUNI 2014
U-NEWS HOT OFF THE PRESS
ALUMNI BORREL Already for several years the U-dispuut has been searching for an interesting way to maintain the bond with the alumni and to improve the bond between the alumni and the current members of the U-dispuut. Now, with the Alumni event, finally the right format seems to be found! We hope everyone enjoyed the drink as much as we did. And after the success of this first edition we are already looking forward to next year’s edition. We hope to see even more former U-disputers there! STUDY TOUR With high expectations an enthusiastic group U-disputers travelled to China’s biggest city Shanghai. After seeing the Chinese construction methods, typical Shanghai building sites, Chinese temples, traditional buildings, great rooftop bars and awesome nightclubs the group traveled fully satisfied back towards their homes. Once again I would like to thank Pieter, Olga, Vania, Mike and Iakovos for their great committee work and for giving us this unique experience in Asia! You can read more about the experiences of the study tour in this U-Profiel issue. SITE VISIT Thanks to collaboration between our partners Heijmans and Pietersbouwtechniek we were given the possibility to visit the construction site of the Timmerhuis in Rotterdam. Due to a proper preparation by the action committee, not only Heijmans and Pietersbouwtechniek gave us a presentation prior the visit, but as well the project architect of the firm OMA was present to give us an interesting presentation about the architectural plan of the building. After the site visit in a typical Dutch rain we were even more exciting about the building and we are looking forward to the completion of this iconic masterpiece!
SOCIAL ACTIVITY In the past period the action committee organized several social activities for us. Because of the success of the disco bowling, alumni event and table tennis tournament, the committee is in such a good vibe that they will continue organizing activities for us even during the summer break. So keep an eye out on our website and facebookpage to make sure you won’t miss the next activity! SUNGLASSES Recently a batch of U-red sunglasses has been delivered at the U-hok. With the glasses being delivered just before the study tour it was possible to supply ever tour participant with shiny sunglasses. Already at the first day they turned out to be a perfect gadget in the subtropical sun of Shanghai and with the summer arrived in the Netherlands they proved to work perfectly here as well! Everyone interested can get his own fashionable U-glasses for only five Euros at the U-hok! CONTEST QUESTION The lovely Aurinke Vos took home the flying lesson we gave away in our last issue! Check the back of this issue for an exciting new contest question!
LAST ISSUE’S WINNER: AURINKE VOS!
4
COURSE EVALUATIONS
U PROFIEL
COURSE EVALUATIONS STRUCTURAL MECHANICS 4 AND SPECIAL STRUCTURES
With the finishing of the third quarter, again two courses are evaluated by the U-dispuut . The results of the online surveys are combined with the more global surveys of the Education & Student Affairs of the Civil Engineering faculty. A summary of the results is presented below. The full results of the surveys can be found on our website. CT3109-09 / CIE3109-09 STRUCTURAL MECHANICS 4 The course taken by Bachelor and Master students is attended annually by a large group of students. The enthusiastic lecturer ir. J.W. Welleman switches easily between Dutch and English during his well-organized lectures.
CIE5251 STRUCTURAL DESIGN - SPECIAL STRUCTURES Every subject of the course was covered by a different lecturer, all experts in their field. All students attending the lectures were very pleased with the level and thought the lectures were inspiring and useful.
WAS SPECIAL STRUCTURES INSPIRING AND/OR USEFUL?
HOW WOULD YOU GRADE STRUCTURAL MECHANICS 4
One suggestion for students taking the course next year, next to the fact the lectures are inspiring, it also seems wise to attend all lectures to fully understand the subject matter. The assignment being the biggest part of the course and the type of special structure to be elaborated can be picked by the student.
The attendance during the lectures is phenomenal, with an average of 83% of the lectures attended by every student. It was clear what was going to be expected during the exam, however still a number of students couldn’t finish the exam in time. An average preparation time for the exam, without the lectures, of 20 – 30 hours might not be sufficient. The course is highly recommended by all students who took the course. WAS ATTENDING OF SPECIAL STRUCTURES IMPORTANT?
This gives the student a lot of freedom to do research in a topic of his/her preferences. All students state that they learned a lot of new things during the course and would like to recommend it to other students. U HOW WELL WAS STRUCTURAL MECHANICS 4 ATTENDED
Tim Beelen
5
JUNI 2014
STUDYTOUR SHANGHAI U-DISPUUT VISITS THE SLEEPING DRAGON
One of the biggest and most popular annual events of U-dispuut took place from the 30th of April until the 11th of May, the Study Tour. This year’s destination was one of the world’s biggest metropolises, Shanghai. For months the travel committee devoted their time and energy to organize an overwhelming journey which should surpass anyone’s expectations. The participants were getting more and more excited and also impatient as the departure date was approaching. After a stressful last week of planning it was finally possible, a group of enthusiastic U-dispuut members, accompanied by professor Rob Nijsse, took off to Shanghai. A small recap of all adventures, discoveries and experiences of the participants is provided in this shiny Shanghai-rise U-Profiel issue. DAY 1 SURVIVAL OF THE FITTEST Considering the first day of the tour consisted of travelling for almost 20 hours with a major lack of sleep, which roughly overflowed in the first exploring of Shanghai, we can’t blame the participants for experiencing the first 2 days of the tour
6
as one extremely long day. So let’s start with the beginning of this exhausting long first day. Although it was still very early in the morning when all participants gathered at Schiphol airport, it wasn’t a surprise to see everybody bursting from excitement and energy, dying to start the journey everybody had been waiting for so long. After the first briefing by the committee chairman Pieter Ham and a smooth first out of many buddy-checks, we were ready to take our first flight to Zurich Kloten Airport. At the gate the nightlife bible and some kind of bucket list were handed out to the participants to get the excitement to an even higher level. It was good it didn’t take long before we could board the plane to Zurich, because you could almost feel the impatience of the participants around you. After a game of Yahtzee and some nice Swiss chocolate we arrived at Kloten airport. After a quick transfer through the airport by the subway, we arrived at the gate. A 12 hour flight was right ahead of us.
STUDYTOUR SHANGHAI
We went sky born for the second time today and after some nice movies and endless attempts to catch some sleep we arrived at the buzzing city of Shanghai. A 300 km/h Maglev train ride brought us to the city center of Shanghai. As most of the participants were so excited to be in this awesome metropolis, they didn’t even notice we already started day 2 of the study tour. During the half an hour walk to the hostel, the participants had a first glimpse of the Asian culture and the hot, moist climate of eastern China. Finally the group arrived at the hostel. A quick change of clothes and baggage drop off and we were ready for our first expedition through the city. We started at the Shanghai Urban Planning Exhibition Center. A huge model of the city gave us a first impression of the jungle we were about to discover. It was time to divide the group in people who still had enough energy left for some more exploring and people who would like to have some rest before the first night fell over Shanghai.
U PROFIEL
On the first day in Shanghai it became clear that the traffic is a complete chaos. Honking horns and jumping traffic lights is a real common thing over here. We don’t know if it’s true, but some say priority in traffic goes to the person who sounds the horn the loudest and longest. Too bad our bicycles only came with small bells. Luckily travel committee member Vania has a Chinese friend living in Shanghai, who happened to be the best bike tour guide you could wish for.
OUR BIKES FOR TOUR DE SHANGHAI DURING A SHORT STOP
THE MODEL OF SHANGHAI CITY AT THE SHANGHAI URBAN PLANNING EXHIBITION CENTER
During dinner there were also some divisions in the group, simply because the kind of ‘restaurants’ nearby the hostel mostly provided seats for 8 to 15 people maximum. After a struggle of eating with chop sticks, most of us enjoyed the first real Chinese dinner. The nightlife committee already noticed the exhausted faces of everybody and therefore they decided to just have some small drinks and play some pool at the cosy hostel bar and call it a night. DAY 3 TOUR DE SHANGHAI As the first few days of the journey happened to be Chinese national holidays we were forced to schedule these days with cultural visits and sightseeing. Can you think of a better way to fill the day than by a bike tour through the city? Probably not. Hand out some baby blue and pink Chinese bicycles to a group of students and it will be no surprise you will unleash the little kid in each and every one of them. Wheelies and lame jokes continued throughout the entire day.
We started the bike tour easily to adapt to the Chinese traffic and find our spot on the road. First stop Shanghai Cultural square. After taking the first group picture, it was time to continue on our very busy day program. Next stop Jing’an Temple. It was a bit strange to see an old traditional temple in the middle of a big city with tall buildings surrounding it. But nevertheless it was a nice first impression of the traditional Chinese building style. Shanghai is known for its amazing skyline, but of course it also has some impressive bridges. So we continued our road towards the Lupu Bridge. Unfortunately that day it wasn’t possible to cross the bridge. So we took the ferry to cross the river. We were standing on board with our bicycles in a crowd of Chinese workers on their packed scooters and motorcycles. When we reached the other side of the river the 2010 World Expo was next on the route. We walked around at the expo for a while and decided it was time to head for the financial district of Shanghai. As we were closing on the tallest skyscrapers of the city everybody got eager to walk around and take some nice pictures. As engineers we always want to go up, so we decided to have a drink at the highest bar of Shanghai: Cloud 9 on the 87th floor of the Jin Mao Tower. While we were up there we noticed the view was blocked by a thick layer of smog. Nevertheless we enjoyed our drinks at a height of almost 400 meters. Seeing that everybody had enough energy left, we ended the night with an amazing night in club Muse.
7
JUNI 2014
DAY 4 RICH BABY After a short night, it was time for some old Chinese culture. After dropping off the bikes it was Olga’s turn to guide us around. First stop was the Jade Buddha Temple. An enthusiastic guide showed us a little around and told us about Yin and Yang, and about Happy Buddha. After this stop it was time to go to Old Town Shanghai, characterized by crowded narrow streets and small shops. A big contrast compared to the Shanghai we saw until now. Besides all traditional buildings, the U-dispuut turned out to be a real tourist attraction as well. Pictures of the pretty faces of the participants will probably be framed at several Chinese households. After being guided through the maze of small streets, we ended up at the Yu Garden. A huge garden with several areas in Suzhou style.
entire time, where it looked like Pieter and PJ were walking on air! They pushed their dance moves to a whole new level. Their brand new fake New Balance shoes definitely left a mark. DAY 5 DUTCH WEATHER A new day, new chances. We had to get up early for a long journey to Tongli. First we had to take the bullet train to Suzhou. A complete different experience compared to public transportation in the Netherlands. Each platform has its own waiting room and when the train arrives, you are allowed to go on the platform to enter the train. Once in Suzhou it became clear that it would be a rainy day. Street saleswomen came rushing our way with umbrellas and it was their lucky day. When everyone was equipped with a one-time-use umbrella, we headed to the bus to go to our destination. A nice and quiet bus ride as everyone tried to catch up on some sleep. Due to the weather there was barely anyone on the streets. Tongli, the Mini Oriental Venice, did not look anything as expected. Apparently we had a little walk ahead of us. As already noticed the first few days, it is hard to communicate with the Chinese as they don’t speak English. Once arrived at the water town it looked deserted and we were one of the few tourists. It was decided we would all stay together and walk through a few gardens and across the many small bridges this town holds. To cheer everyone up, Pieterjan surprised us with an interesting lecture about traditional lampoons and explained how they are made. Overall it was a nice small town which would have been a great experience with the right weather. After a long rainy day it was time to head back to Shanghai. As the next day would hold the first company visits, we stayed in the hostel to relax and play some games.
PJ, IAKOVOS AND PIETER SHOWING OFF THEIR NEW SHOES
The rest of the day everyone was free to do as they pleased. Several groups arose and went their own way. Back in the hostel when the evening arrived, some remarkable revelations about everybody’s experiences were made. Most people stayed in the Old Shanghai for a few hours of sightseeing, tasting some local food and buying souvenirs at the shops. Some even got caught in the middle of a costume party. Especially the souvenir shopping was one of the hot topics of conversation that evening, who was the best haggler and who got ripped off. As the sun disappeared behind the Shanghai skyline, everybody got eager to put on their dance shoes, fancy clothes and head straight for a one-of-a-kind Chinese club. Rich Baby it was. A colourful club where the U-dispuut made sure the dance floor was filled the
8
DAY 6 FIRST COMPANY DAY The first days of the study tour felt like holiday for everyone: sightseeing, cultural visits, enjoying free time and relaxing. Today however, it was time to suit up, straighten our ties and take the metro again. With the national holiday behind us, the metro was more crowded than before. Following the horde and standing like sardines. Today’s program was focussed on the financial side of Shanghai, with the Shanghai World Financial Tower and the Financial Exchange Plaza as projects to visit. We arrived at the first company, Arup, and a quick tour around the office gave us an impression of working in China for an international company: focussed employees, stuffed animals and amazing projects. After visiting different floors, the presentation which was about the Shanghai World Financial Tower, started. Arup did the fire safety design for this tower. The next disclosure is probably only possible in China; as the final design was made and every detail had been worked out, the circular shape of the hole in the tower had to be changed to a rectangular cutout, because of political reasons.
STUDYTOUR SHANGHAI
The result was the highest observation deck in the world at the time of opening. A visit to this deck was inevitable. We got lucky that day. Rain and wind of the previous day resulted in perfect circumstances for an excellent view over Shanghai. First thing on everyone’s list was to make a selfie. As time was limited, we unfortunately had to leave this amazing sight. Next on the day program would be Jahn. An unforeseen mistake in the travel committee’s preparation of the day resulted in endless waiting, walking and searching for a way to get to Jahn’s office. After an improvised taxi ride we arrived at the right spot. And boy was it worth the long wait! A visit to the construction site of the Financial Exchange Plaza was ahead of us. This square will hold 3 towers connected by a bridge. On the square a huge pond can be found which will act as a mirror. Even more spectacular is the theatre which will be built underneath the pond.
U PROFIEL
though, two individuals thought otherwise and went their own way to Jiaotong University. After strolling over the campus and trying to find an English speaking student, the faculty was found at last. After some faculty facts, professor Suwen Chen and professor Nijsse both gave an interesting lecture about structural glass. Nijsse even brought a glass brick along as a gift. As our brains were activated, a small competition was prepared. Armed with spaghetti, a string, tape and Chinese students, the goal was to create the highest spaghetti tower within 30 minutes. Lack of calculations caused a catastrophic failure after a very local earthquake for one of the groups and a new winner arose. Fatigue was nowhere to be found after this activity, motivated we headed to Gensler. Standing beside the Jin Mao and World Financial Tower, the Shanghai Tower takes high-rise to a whole new level for this city. The project we all had been waiting for. Standing at the foot of the tower, there doesn’t seem to be an end with its 632m height. Unfortunately tightened security reasons, due to the act of some Russians, made it impossible for us to enter the tower. More about this skyscraper can be found in this edition of the U-Profiel. Another attempt to make the boat trip followed. Taking the cab, which proved to be the best way of transport in this huge city, everyone arrived at the correct spot this time. Navigating over the Huangpu River, a fantastic view of Shanghai’s famous skyline emerged. When enough photos had been taken, the evening would continue at a small French pub and end with a nice long walk. Some of us even had some energy left to visit a kind of local country club. Over there Pieter proved he has some hidden DJ talent, while he entertained the crowd.
EXPLANATION OF THE MODEL OF FINANCIAL EXCHANGE PLAZA BY JAHN ARCHITECTS
A small explanation in the lobby with models gave us an idea of the project, before heading to the construction site. The plaza would be the central place for the Shanghai Stock Exchange, where all involved companies would be situated together. We even got to smile for TV, as a camera crew followed us step by step during the project visit. This evening a boat trip over the Huangpu River was planned. Fate decided differently. Scattered over the Bund and three girls managing to end up at the Jin Mao tower, we had no idea where to go. We ran over the entire Bund to see the boat just departing in front of us. To catch our breath, we had a cocktail at the rooftop bar called Bar Rouge. At Windows Garage the night ended with some relaxing, playing pool, darts and some cheap beers. DAY 7 IMPRESSED BY THE PROFESSOR A visit to one of the oldest universities of China was inevitable. So next stop: Civil Engineering faculty at Tongji University. Al-
DAY 8 ORIENTAL SPORTS CENTER & BUSINESS DINNER As more cups of coffee were needed to get everybody ready for the company presentations, you could notice that we had been in Shanghai for a week already. This German company is responsible for the architectural design of the Shanghai Oriental Sports Center, a sport complex consisting of 3 stadiums and a media center. The sports center hosted the 14th World Aquatics Championships and the 2012 World Short Track speed skating Championships. The connecting element between the buildings stands on raised platforms in specially constructed lakes. Design affinities and material use provide structural unity to the different buildings. The material used for the load bearing structures of the buildings is steel. The façades which gives the “sails in the wind” look are made of coated aluminium triangular sheets. After a presentation at the office about the architectural design and some ins and outs of the structural design, we got a tour on the site. Remarkable was the media center which still looked like a rendering model if you saw it from a distance. The second visit of the day was with RoyalHaskoningDHV. At the Pudong Transportation Hub project office we were welcomed by a Dutch manager and his Chinese colleague.
9
JUNI 2014
what the project would look like when finished, but the skeleton of the structure was still showing. The buildings are connected to each other by lower and upper bridges. The trusses and their connections were still visible, the same holds for the connections of the façade elements to the main structure, so it was nice to have a detailed look at the structural aspects.
TWO BUILDINGS OF THE THE SKY SOHO PROJECT BY ZAHA HADID CONNECTED TOGETHER
THE COMPLETE EMPTY SITE MADE THE MEDIA CENTER LOOK LIKE A RENDER
A large dynamic model of the Pudong Airport area showed us the plans for realizing a transportation hub which connects all transport disciplines together. We were invited to a conference room for a further explanation of the Asian projects TEC is working on. Most impressive was the Shenzhen – Zhongshan Crossing, a tunnel-bridge combination in the Pearl River. As a closure of this busy company day we had dinner with Chinese employees of RHDHV to exchange experiences and culture differences. It was nice to have dinner for the first time with people who could explain us what kind of Chinese food we were eating. And as usual we had to end our day with a proper nightlife program. So everybody freshened up and prepared themselves to mix among the crowd of club Hollywood. DAY 9 BUSY DAY & KARAOKE NIGHT Even though we had breakfast at 7 AM, like most of the days, it was already sunny and it promised to be a warm day. So luckily we didn’t have to take the metro today during rush hour while we were suited up and wearing the well-known red U-tie. Today we had the privilege of the comfy backseat of local taxi’s. The day started great: we were visiting a Zaha Hadid project named Sky SOHO. Starting with an interesting presentation about the project, we could barely wait to get ourselves to the building site. The building site turned out to be a paradise for young engineers. The main structure was finished, but structural elements were visible everywhere! Everybody had a nice impression of
10
In the afternoon we visited our friends of RHDHV again for some exchange of courses between Chinese business men and the TU Delft delegation. Unfortunately some of the presentations were, strangely enough, held in Mandarin. You could see most of the participants give in to the lack of sleep and take some rest. Everybody woke up again when our beloved professor Nijsse gave a remarkable presentation about the control tower of the harbour of Antwerp and the new possibility to construct in glass bricks. But it got even better as it turned out the professor did not only have a predilection for glass structures, but also for the group of participants. He wanted to be sure we had at least one decent meal during the tour and therefore treated us to an exclusive dinner in a fancy Japanese restaurant. Luckily everybody had developed some chopstick skills already, as the Japanese sticks demand a higher level of chop skills. A couple pitchers of Japanese sake provided everybody with a nice dose of self-esteem, which was exactly what we needed for the next event of the evening: Karaoke! The Spice girls, Katie Perry and Beyoncé probably sound a bit better singing the same songs as we did, but nobody seemed to really care. It is always nice to discover some hidden talents in the group. Besides all the woman of the group, Paul and Tom definitely owned the stage of our private karaoke room. DAY 10 A MINT DAY With our vocals healed, a fantastic program was ahead of us. It was a pity we had to leave Aurinke behind as she didn’t feel very well. A short bus ride followed to the first destination: an empty area. Baffled as it should be a prestigious project, we got out.
STUDYTOUR SHANGHAI
A minute later we were astonished again: a steep 70m deep quarry in which a unique project would be build. Although construction had just begun, it could easily be seen that this project was one of a kind. A luxury hotel would be built against the rock face. The base of the quarry will be filled with water, resulting in two floors beneath water level. Still not unique enough, a 19 storey high waterfall is incorporated in the design. Beside the hotel an extreme sports facility will be build. Cantilevered over the quarry it will offer rock climbing and bungee jumping. The heavy week took its toll. Fatigue and the heat caused a second victim. This didn’t stop us from continuing to the new center of Shanghai. As was told the previous day, a new center would be built near the new transportation hub. There were construction projects all around us, with cranes everywhere. This particular project was about several office buildings. As also seen at previous construction sites, the safety is not much of an issue and they prefer using multiple workers over the use of machines.
U PROFIEL
clusive shark tank including club was a perfect ending of this impressive long day. DAY 11 FAKE MARKET AND HIGH BUBBLES The final day had arrived: free to go wherever you liked, no wake up calls at 6h30, no buddy checks and no speeches. The fake market was a popular activity today. You could buy your souvenirs, fake shoes, watches or just play the fascinating game of bargaining. A couple of hours at the fake market resulted in loads of cheap stuff. Harm even had to buy himself a proper suitcase to carry all his purchases. With our bodies in need of some rest, a small group went to the spa for a nice massage. Reloaded for the last night, a group dinner at a Thai restaurant was planned by the committee. Some nice spicy and sweet-sour dishes were served. The committee got thanked for an unforgettable study tour and to finalize the study tour we would go for a last drink at the Pearl Tower. As the Apple Store was nearby, professor Nijsse gave us a small lecture about the typical glass structure of the entrance. Huge curved glass panels of approximately 4m by 14m were used in the structure. The Pearl Tower was unfortunately closed, so the drinks would be moved to a different bar. A Jacuzzi caught the attention of guys who didn’t hesitate and jumped in within seconds. The girls got their chance as well. With a short night left, the bags still to be packed and having to get up early at 5 o’clock, it was time to go. A small group who didn’t join the Jacuzzi bar made their own plan and used their last bit of energy to pull through one more night at club Hollywood. With the cabs ready at 5h30 it was time for a long ride to the airport. Thankfully everyone arrived at the right spot as nobody managed to stay awake in the cab.
THE ANCHORS TO RESTRAIN THE HOTEL ARE INSTALLED IN THE QUARRY
As the end of the study tour came in sight, the committee had arranged some entertainment. What would be better than going to a circus? The two absent persons arrived just in time for an amazing show. A mixture of acrobatics, comedy and excitement. If you thought you had seen it all, they would push it even further. With the grand finale being the globe of death. Not 1 or 2, but 7 motorcycles circling at full speed with minimal space in between each other. This surpassed all of our expectations. A long week behind us and the night still young, the nightlife committee brought us to club M1NT. Our own sofa, table and waiter was just what we needed. After a few drinks, the sore feet were all forgotten and the dance floor was ours once again. We partied all night long, we owned the stage, the dance floor and even attracted some attention of the local staff. This ex-
HAVING A LAST DRINK IN THE JACUZZI
After a smooth pass through customs and spending our last Yuan’s in the duty-free zone it was time for a long flight. It didn’t take long before everyone was in a heavy sleep. Unfortunately, all awesome things must come to an end. This also holds for the study tour and after a long journey we arrived at Schiphol airport. The study tour was over, but the stories and memories will certainly not be forgotten. U Pepijn van Zantvliet & Bart van Casteren
11
JUNI 2014
MASSADEMPERS
ONVERMIJDELIJK VOOR COMFORT IN DE WOLKEN Hoe hoger gebouwen worden des te groter hun ongewenste bewegingen. Gestemde massadempers reduceren deze zodat gebruikers hier nauwelijks meer last van hebben. Ze worden daarom veelvuldig geplaatst in high-rise, zowel bestaand als nieuw. Zoals de naam al zegt, zijn massadempers constructies die, door middel van een relatief kleine massa, de beweging van een andere constructie dempen. In een eenvoudig model met twee vrijheidsgraden, kan de constructie verdeelt worden in twee massa’s met elk een verschillende evenwel van elkaar afhankelijke beweging. De kleine massa is in dat geval de massademper en de grote massa het gebouw zelf. Wanneer er een kracht op de grote massa uitgeoefend wordt vangt de kleine massa deze energie en gaat bewegen. In de praktijk beweegt het gebouw, de grote massa, ook mee echter is deze gedempt door de beweging van de kleinere massa.
12
TOEPASSING In de praktijk blijkt een massademper uitermate handig te zijn bij hoge slanke gebouwen. Met name zijn deze gebouwen erg gevoelig voor willekeurige trillingen zoals windbelasting en aardbevingen. Het is daarom steeds gebruikelijker geworden om op één van de bovenste verdiepingen een massademper te plaatsen. Omdat elk gebouw andere krachten ondervindt en andere eigenschappen heeft, moet elke massademper op maat worden gemaakt en getest. De meest standaard massadamper (TMD) is een slinger met een zware bal eraan.
MASSADEMPERS
Deze bal kan binnen het gebouw een bepaalde beweging maken waardoor deze energie overneemt van de externe kracht. Een variant hierop is de vloeistofkolom-demper (TLCD). Daarin wordt een vloeistof, meestal water, gebruikt zowel als massa, als veer, als smoorpot. Een sluisdeur in de watertank zorgt ervoor dat de energie in het bewegende water wordt afgevoerd. Vergelijkbaar zijn er ook zogenaamde klotsend-water-dempers (TSWD). Daar wordt de energie afgevoerd door het ontstaan van golven en turbulentie. Bijkomend voordeel bij deze dempers is dat de demper ook gebruikt kan worden voor de opslag van koud water en bluswater voor in geval van nood. Daarnaast zijn er ook actieve massadempers. Deze zijn te combineren met de hierboven besproken passieve dempers en werken soms een stuk efficiënter. Een actieve massademper probeert niet alleen de ongewenste beweging te beperken maar vooral ook te verminderen door een tegengestelde beweging. Deze demper heeft dus een eigen energiebron, een motor, die de demper een tegengestelde beweging kan laten maken. Ondanks dat is deze vorm van dempen nog erg zeldzaam. Dat komt met name door de lage betrouwbaarheid, het gewicht, de eenvoud van het dempen en het energieverbruik. LAX THEME BUILDING Hoewel massadempers tegenwoordig standaard in nieuwe ontwerpen worden meegenomen, worden ze af en toe ook toegevoegd bij de renovatie van bestaande gebouwen. Een voorbeeld hiervan is het Theme Building op de internationale luchthaven van Los Angeles (LAX). In het midden van het dak zijn 22 stalen platen van ruim 5 centimeter geplaatst als extra massa. De stijfheid en de dempende werking van de demper zijn verkregen door respectievelijk 8 lood-rubber-lagers en 8 viskeuze dempers.
U PROFIEL
niet alleen de totale massa een stuk minder maar is ook de bovenste helft van het gebouw een stuk flexibeler. Dit zorgde voor een extra uitdaging bij het ontwerp van de massademper. Om een massademper voor zo’n ingewikkeld systeem te optimaliseren is een numerieke analyse uitgevoerd. Deze massademper was nodig om de gevolgen van een aardbeving te beperken. Er werd gekozen voor een sterk dempende massademper met 30 procent demping van de versnelling van het gebouw. De huidige oplossing was niet alleen goedkoper dan andere oplossingen, maar hierdoor bleven ook de architectonische kenmerken bewaard en was het gebouw slechts korte tijd niet toegankelijk. Helaas kreeg de constructie door deze extra 600 ton wel een tweede eigenmodus, namelijk eentje waarin de beweging van het gebouw uit fase is met de beweging van de demper. TAIPEI 101 ‘s Werelds grootste, zwaarste en bekendste massademper hangt in het Taiwanese Taipei 101. Deze demper is de eerste demper die een belangrijk architectonisch en visueel element in het gebouw zelf vormt. De demper bestaat uit een stalen bal van 730 ton opgehangen als slinger en omringt door telescopische dempers. Deze dempers zetten de bewegingsenergie van de slinger om in hitte, waardoor de energie afgevoerd wordt. De massademper bevindt zich zoals gebruikelijk bovenin het gebouw, namelijk tussen de verdiepingen 88 en 92, van de in totaal 101 verdiepingen. De reden dat er zoveel verdiepingen nodig zijn om de slinger op te hangen is dat de kabel waar de massa aanhangt ruim elf meter lang is. De relatief kleine massa, de bal weegt slechts 0,26% ten opzichte van het totale gebouw, zorgt ervoor dat de maximale versnelling van de bovenste verdieping afneemt van bijna 70 mm/s2 naar grofweg 50 mm/s2. Een afname dus van 40 procent. Ter vergelijking met het Theme Building, waar de afname 30 procent was, is dat dus een stuk meer.
Een belangrijk verschil met de eerdergenoemde high-rise gebouwen is de verdeling van de massa. Bij het Theme Building is
LAX THEME BUILDING MET OP HET DAK DE DEMPER
LOCATIE MASSADEMPER IN DE TAIPEI 101
13
JUNI 2014
DOORSNEDE VAN DE SWFC-MASSADEMPER
SHANGHAI WORLD FINANCIAL CENTER Op de 90e verdieping van het Shanghai World Financial Center, bijna 400 meter boven maaiveld, bevinden zich twee massadempers van 150 ton. Net als de Taipei 101 is de versnelling van het gebouw 40% minder dan zonder dempers. Bijzonder aan deze dempers is dat ze zowel als passieve demper, als actieve demper kunnen dienen. Dat betekent dat de demper in drie soorten toestanden kan zijn, namelijk vergrendeld, actief en passief. Om van de ene toestand naar de andere over te schakelen zijn allerlei voorwaarden in het systeem gebouwd. Deze voorwaarden zijn gebaseerd op de beweging van de massademper ten opzichte van het gebouw. Ze worden gemeten met sensoren verspreid over de constructie. Normaalgesproken is de demper vergrendeld. Dat wil zeggen dat de massa, het trillingslichaam, niet kan bewegen. Wanneer de versnelling van het gebouw gedurende twee periodes meer dan 2 cm/s2 is schakelt de demper over op de actieve modus. Een motor onderaan de demper zorgt dat deze zodanig beweegt dat de beweging van het gebouw minder wordt, waardoor de energie van de beweging wordt overgenomen door de demper. Deze toestand treedt voornamelijk op bij de wat zwaardere windbelasting. Zodra het gebouw 10 minuten lang met minder dan 2 cm/s2 versnelt wordt het trillingslichaam weer vergrendeld. Tijdens een aardbeving, wanneer de verplaatsing van het trillingslichaam meer dan 1,1 meter is, schakelt de demper over op de passieve toestand. Voordat de verplaatsing zo groot is, is de demper al in actieve modus. In de praktijk betekent de passieve toestand dat de dempers tussen het trillingslichaam en de rest van het gebouw worden uitgezet. Zodra de aardbeving voorbij is en de amplitude van de demper gedurende 30 seconden minder dan 0,3 meter is schakelt de demper weer terug naar de actieve toestand. Echter, in extreme gevallen, wanneer de aardbeving zo krachtig is dat
14
de demper in passieve toestand blijft trillen met een amplitude groter dan 1,1 meter, moeten er extreme maatregelen getroffen worden. De demper is namelijk zodanig ontworpen dat deze amplitudes tot 1,4 meter aan kan. Voordat dit bereikt wordt, wordt de schroef die de demper aandrijft vergrendeld, zodat de demper gedwongen wordt te stoppen. Mocht de schroef tijdens deze maatregel uitvallen, dan is er nog een eindschakelaar waarmee alle stroom van de demper af wordt. Stel dat de schroef wel blijft werken en de demper vergrendeld wordt, dan wordt de demper uiteindelijk weer in passieve toestand gebracht wanneer de versnelling van het trillingslichaam gedurende 30 seconden minder dan 30 cm/s2 is. Alle bovenstaande waarden zijn via numerieke analyse verkregen. Om te kijken of deze waardes in werkelijkheid wel realistisch zijn heeft men tijdens de bouw getest of de dempers werkten zoals men verwachtte. Door twee keer op een zes verschillende verdiepingen de versnelling te meten werd inzicht verkregen in het gedrag van de constructie bij zowel omgevingstrillingen als vrije trillingen. Hieruit bleek dat de numerieke en experimentele studies tot bijna dezelfde bewegingen leidde, er was slechts een verschil van 0,3 procent. Eveneens bleek dat door de actieve demping de dempingsgraad toenam tot bijna vier procent. Dit is maar liefst acht keer zoveel als zonder actieve demping. Dit maakt nog eens duidelijk hoe belangrijk het is om rekening te houden met de dynamische effecten op een gebouw. OOG OP DE TOEKOMST Met name massadempers zullen, naarmate er steeds hoger gebouwd wordt, een steeds belangrijkere rol gaan spelen bij het ontwerp. Er zijn al vele soorten dempers en er wordt nog steeds veel onderzoek naar gedaan. Een toekomst mét high-rise maar zonder massadempers is simpelweg ondenkbaar. U Wilco van der Mersch
Bijzondere resultaten door slimme prefabricage Bouwen als Lego en daarmee het moeiteloos creëren van bouwwerken - direct voorzien van kleur, ramen en deuren – is voor velen de ultieme gedachte. Virtueel bouwen is nu realiteit en wordt ondersteund door krachtige computertechnologie. Daarmee zijn constructies veel beter dan voorheen vooraf geconditioneerd te vervaardigen. Constructie-, gevel- en afbouwtechnieken kunnen zich in dat licht gezien nog veel verder ontwikkelen. Onze kennis en ervaring van ingenieurswerk, productie, montage en het uitvoeringsproces passen we gecombineerd toe in onze projecten. Stap voor stap richting Lego. Het resultaat; eenvoudige, uitgekiende maatwerkelementen en complete wind- en waterdichte prefab casco’s, die onder meer opgebouwd worden uit zeer maatvaste en hoogwaardig afgewerkte sandwichgevelelementen. Om dit te bereiken zijn we gewend om samen te werken en indien gewenst regie te nemen. Maatwerkontwikkeling lukt het beste binnen samenwerkingsverbanden als een bouwteam of volgens design & construct modellen. Dit resulteert in bouwwerken, die met een minimale organisatie op de bouwplaats - in zeer korte tijd - geassembleerd worden. Neem gerust eens contact met ons op! Wellicht is een bedrijfsexcursie een goed idee. Hurks prefabbeton - T (088) 134 50 00 - E
[email protected] - Hurks delphi engineering - T (040) 230 95 95 - E
[email protected] - www.hurks.nl
JUNI 2014
MAO YISHENG CONSTRUCTEUR UITGELICHT
Mao Yisheng is een Chinese constructeur die een grote invloed heeft gehad op de stand van de techniek in China. Hij is als vader van de moderne bruggenbouw in China een groot man geworden in het onderwijs waarin hij moderne kennis en lesmethoden heeft weten te introduceren en op die manier een hele generatie van Chinese ingenieurs heeft beïnvloed. Bovenal is hij bekend van twee bruggen waaraan hij gewerkt heeft , de Qiantang Rivier brug en de Wuhan Yangtze Rivier brug. Mao Yisheng (1896-1989) is geboren in Zhenjiang in de provincie Jiangsu. Hij begon zijn opleiding aan de Tangshan Engineering College, waar hij in 1916 zijn bachelor civiele techniek behaalde. Een jaar later rondde hij zijn master aan de Cornell University af. Hij heeft zijn academische loopbaan vervolgens voortgezet aan de Carnegie Institute of Technology (tegenwoordig de Carnegie Mellon universiteit) waar hij de eer had om als allereerste aan deze universiteit een PhD. te behalen. Zijn doctoraatsthesis ging over ‘Secondary Stress on Frame Construction’. Ter ere van deze eerste PhD. student heeft de Carnegie Mellon universiteit in 2006 een beeld van Mao Yisheng op de campus laten plaatsen. MAO YISHENG 1896-1989
16
MAO YISHENG
U PROFIEL
Vanwege zijn grote bijdrage aan de civiele techniek werd hij door zijn oude universiteit Carnegie Mellon geëerd als ‘opmerkelijke alumnus’ in 1979. In 1982 won hij ook nog de titel ‘Foreign Academician’ die uitgegeven werd door de US National Academy of Sciences. Uiteindelijk overleed hij in 1989. QIANTANG RIVIER BRUG In 1934 heeft de overheid van Hangzhou opdracht gegeven voor het bouwen van een brug over de baai van Hangzhou. De brug zou gebouwd worden over de monding van de Qiantang rivier in de baai van Hangzhou. De overheid van Hangzhou vond deze brug erg belangrijk vanuit politiek en militair oogpunt. De brug was een dubbellaags vakwerkbrug. Op het onderste niveau reden treinen, erboven konden auto’s rijden en waren er voetpaden. De brug bestond uit 16 overspanningen met in totaal een lengte van 1072 meter. Een dergelijke dubbellaags stalen brug was nog nooit gebouwd in China. Traditioneel werd een dergelijke brug gebouwd door eerst de fundering aan te leggen en daarna te beginnen aan de stalen brug zelf. Vanwege de tijdsdruk van een dreigende oorlog tussen China en Japan werd nu gelijktijdig gebouwd aan de fundering en de brug zelf. STANDBEELD VAN MAO YISHENG OP CARNEGIE MELLON CAMPUS
LOOPBAAN EN ONDERWIJS Na zijn opleiding in het buitenland is Mao Yisheng teruggekeerd naar China. Hier bewees hij niet alleen in de schoolbanken uit te blinken maar ook in de praktijk als ingenieur. Zijn meest bekende projecten als ingenieur zijn twee bruggen. Ten eerste de Qiantang brug, de eerste weg- en treinbrug die ontworpen en gebouwd werd door de Chinezen zelf. Daarnaast heeft hij ook bijgedragen aan de bouw van een andere grote brug in China, namelijk de Wuhan Yangtze Rivier brug. Dit was een gelijksoortige brug als de Qiantang brug. Voor dit ontwerp was hij aangesteld als hoofd van de technische adviescommissie die uit meer dan 20 experts bestond. Naast zijn werk als ingenieur ging Mao Yisheng ook aan de slag in de academische wereld in China. Hij werkte als professor bij verschillende universiteiten, en bij sommige zelfs als rector van de afdeling. Door dit grote aantal aanstellingen bij technische opleidingen heeft hij een grote invloed gehad op de ontwikkeling van het onderwijs en onderzoek in China. Met meer dan 200 publicaties op zijn naam in zowel de Chinese als de buitenlandse pers bracht hij zijn kennis over op zijn collega’s en studenten. Hij vond wetenschappelijk onderzoek heel belangrijk, alsmede het onderwijzen van grondmechanica en funderingstechniek. Om die reden heeft hij in 1953 de Chinese Society of Soil Mechanics and Foundation Engineering opgericht. Dit was bedoeld om kennis en ervaring uit te wisselen en het onderwijs in deze onderwerpen te stimuleren. Deze groep bestaat tot op vandaag onder de naam Chinese Institution of Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (CISMGE).
QIANTANG RIVIER BRUG
BOUW Het bouwen van de brug ging niet zonder problemen. De stroming in de rivier was snel en tijdens het tyfoon-seizoen in de zomer was er zeer sterke golfslag en waren er zware windstoten. Er was indertijd ook een gebrek aan modern materieel voor de bouw. Dit alles bemoeilijkte de bouw van de brug. Bij de aanleg van de fundering moest vooral ingenieus te werk worden gegaan. De fundering bestond uit betonnen caissons die moesten worden afgezonken. Om dit voor elkaar te krijgen werden in eerste instantie stoomboten gebruikt die de caissons naar de juist locatie konden transporteren. Maar juist toen deze operatie plaats moest vinden begon het storm seizoen en maakte de harde wind het onmogelijk om dit uit te voeren. Uiteindelijk werd een provisorische hangbrug gebouwd met trainrails. Een trein trok de caissons over deze brug naar de juiste plek om ze af te laten zinken.
17
JUNI 2014
OORLOG EN VERNIETIGING Uiteindelijk brak de oorlog tussen Japan en China uit in het nabijgelegen Shanghai. Met deze oorlog op de achtergrond werd er doorgebouwd aan de brug die uiteindelijk op 26 september opengesteld werd voor treinverkeer. Ondertussen werd de strijd in Shanghai heviger. Vanwege het grote strategische belang van de brug die net af was kreeg Mao Yisheng vanuit de regering de opdracht om de brug te vernietigen, mocht Hangzhou ook in Japanse handen dreigen te vallen.
BRUG OVER DE YANGTZE RIVIER BIJ WUHAN, TIJDENS DE BOUW
brug over de Yangtze bij Wuhan een dubbellaags brug. Op het onderste niveau zijn twee sporen aangelegd en op het bovendek is ruimte voor twee keer twee rijbanen. De brug is 1156 meter lang en staat op 8 pijlers, wat resulteert in overspanningen van maximaal 128 meter. QIANTANG RIVIER BRUG NADAT DEZE VERNIETIGD WAS
Op dit beval had Mao Yisheng gerekend, hij had voor dit doel mysterieuze uitsparingen in de zuidelijke brug pijlers laten maken. ’s Nachts liet Mao Yisheng deze zwakke punten volhangen met explosieven, die vanaf de zuidoever konden worden geactiveerd. Op 17 november waren alle explosieven gereed en werd ook het bovendek opengesteld voor verkeer. Op de openingsdag gingen meer dan 100.000 mensen over de brug heen, onwetend van de explosieven. Dat de brug al bij de opening klaar was om opgeblazen te worden maakt hem uniek. Uiteindelijk werd de brug 89 dagen nadat hij geopend was voor het treinverkeer opgeblazen om de doorstroom van het Japanse leger te verhinderen. Later vertelde Mao Yisheng hierover dat het voelde alsof hij gedwongen was om zijn eigen kind te vermoorden terwijl die nog in de kribbe lag.
De brug was al geruime tijd in de planning, al vanaf eind 19e eeuw waren er plannen om de noord- en zuidoever van de Yangtze ter hoogte van Wuhan te verbinden. Uiteindelijk werden de plannen concreet in 1949 nadat Mao Yisheng en Li Wenji een voorstel voor de bouw van de brug indienden bij de nieuwe communistische regering. Na een aantal jaren van voorbereiding in samenwerking met sovjet ingenieurs startte de bouw in september 1955. In oktober 1957 werd de brug officieel geopend voor verkeer, hiermee was de mijlpaal bereikt. De eerste vaste verbinding tussen noord en zuid over de Yangtze was een feit. U Axel Koper
Nadat de brug was opgeblazen schreef Mao Yisheng: “we moeten triomferen, de brug moet hersteld worden”. Uiteindelijk ging de wens in vervulling, na de oorlog heeft Mao Yisheng opnieuw de brug opgebouwd. WUHAN YANGTZE BRUG De Yangtze doorkruist China van west naar oost en vormde een grote barrière voor weg- en railverkeer. De aanleg van de Wuhan Yangtze brug was een grote mijlpaal voor China omdat het de eerste brug was die aangelegd werd over de Yangtze. Net als de Qiantang brug waar Mao Yisheng aan werkte is de
18
DE EERSTE VASTE VERBINDING TUSSEN NOORD EN ZUID OVER DE YANGTZE RIVIER
JUNI 2014
ORIENTAL ART CENTER EEN VLINDER IN DE GROTE STAD
Shanghai wordt gekarakteriseerd door de meest moderne high-rise en infrastructuur. Gesitueerd in Pudong, het culturele hart van Shanghai, vormt het Oriental Art Center het kroonjuweel der concerthallen. Met drie hallen, namelijk een philharmonische concerthal, een theater en een operahal, is het de eerste multifunctionele concerthal in Shanghai. Van bovenaf gezien lijkt het Oriental Art Center op een bloeiende vlinderorchidee. De concerthallen staan model voor de bladeren van een vlinderorchidee in volle bloei. Naar het ontwerp van de Franse architect Paul Andreu, ook bekend van het Beijng Opera House en vele airport terminals wereldwijd, straalt het Oriental Art Center internationale allure uit die in een stad als Shanghai niet onbekend is. Het Oriental Art Center valt temidden alle high-rise zeker op. Paul Andreu heeft een gebouw gecreëerd ‘that is bright and transparent as if by magic’. De magie lijkt vooral te zitten in de vernuftige geveltechnologie die hier is toegepast. ARCHITECTUUR Het gebouw is enerzijds erg transparant en anderzijds mysterieus door de aanwezigheid van de dubbele gevel. Het is een gebouw waarvan je het interieur beetje bij beetje te zien krijgt naarmate je het gebouw betreedt. Dit past in het concept van een bloem in bloei welke erg goed is doorgevoerd in de uitvoering. De drie volumes waarin de drie auditoria zetelen worden volledig omhuld door natuurstenen van afwisselend formaat.
22
HET ONTWERP VAN DE ZALEN DRAGEN OOK BIJ AAN HET BLOEM ONTWERP
ORIENTAL ART CENTER
U PROFIEL
Door de afwisseling in formaat en de aardetinten van de natuurstenen, ogen de wanden erg natuurlijk. De gemeenschappelijke ruimte bevat de lobby, verscheidene lounges, expositieruimten en natuurlijk circulatie ruimten. Zowel functioneel als visueel verbindt de gemeenschappelijke ruimte de auditoria met de stad. Vanuit elk punt heb je uitzicht over de stad, het omgevende landschap en de lucht. Met het Oriental Art Center heeft Paul Andreu een oase van rust gecreëerd in het midden van een drukke stad, zonder de verbinding met de stad te verbreken.
DE KRUISVERBANDEN TUSSEN DE LIGGERS
INTERIEUR LOBBY VAN HET ORIENTAL ART CENTER
DRAAGCONSTRUCTIE Hoewel het gebouw erg transparant is, is op het eerste oog vanuit een afstand niet goed te zien hoe de draagconstructie in elkaar zit. Een groot deel hiervan zit verborgen achter de glazen gevel. De glazen panelen zijn in de hoeken via spiders verbonden aan de kolommen. De spiders zijn in de eerste glaslaag van de gelamineerde glasplaat bevestigd. Doordat elke plaat op vier punten is opgelegd, draagt het alleen het eigen gewicht en de windbelasting. De kolommen dragen de krachten af naar de scharnierende oplegpunten die duidelijk te zien zijn. De kolommen kunnen vrij roteren, waardoor bewegingen van de gevel kunnen worden opgevangen. Aangezien ook het dak van glas is, is het duidelijk te zien dat er vierendeel liggers zijn toegepast die functioneren als trekring. Deze hebben een grote stijfheid in het vlak waardoor uitknikken wordt voorkomen als er lokaal hoge belastingen op de constructie worden uitgeoefend. Het is opvallend om te zien dat er achter sommige delen van de gevel erg lichte kruisverbanden zijn toegepast, de diameter van de stalen kabels is niet meer dan 10 mm. De hoofdstabiliteit van het gebouw wordt voornamelijk verzorgd door de schuine liggers die de gevel met de auditoria verbindt. Er zijn erg veel van deze liggers toegepast waardoor het vermoeden ontstaat dat het aantal liggers vanuit architectonische overwegingen is bepaald. Tussen de liggers zijn op sommige locaties ook in het vlak kruisverbanden toegepast. Voor de stabiliteit lijkt dit allemaal te veel en constructief onnodig.
Het gebouw bestaat uit zes delen, een cirkelvormige kern en de vijf hallen eromheen. Dit is goed te zien op de plattegrond. Doordat elk deel in feite losstaande constructies zijn, is het een uitdaging om de gevels en de vloeren zodanig te verbinden dat bewegingen van elk deel niet worden verhinderd. Op de posities waar de gebogen gevels samenkomen is er gekozen voor een elegante verbinding: rubberen ribbelvoegen zorgen ervoor dat uitzetting van de gevel mogelijk is zonder dat er wordt afgedaan aan de waterdichtheid van het gebouw. De vloeren van elk deel van het gebouw komen rond de cirkelvormige kern samen. Middels siliconenvoegen zijn deze verbonden. GEVELTECHNOLOGIE Bij het realiseren van het gebouw had Paul Andreu een duidelijke visie betreffende de uitstraling van het gebouw. De hele constructie zou moeten glimmen en moeten uitstralen dat de show begint! Om de esthetische wensen van de architect te realiseren, was er speciaal glas nodig. Hiervoor vond Andreu een leverancier gevestigd in Shanghai die de precieze gelamineerde metaal/glas constructie kon leveren. De panelen zijn van gelamineerd glas bestaande uit een DuPont SentryGlas constructieve tussenlaag en geperforeerde staalplaten. Er is voor de SentryGlas constructieve tussenlaag gekozen omdat deze erg goed in staat is de geperforeerde stalen plaat te omhullen. De tussenlaag hecht zich erg goed aan de geperforeerde plaat wat leidt tot de gewenste kleur en glans van het gebouw. Ook biedt de tussenlaag constructieve voordelen. De SentryGlas tussenlaag voorziet het gelamineerde glas van extra sterkte waardoor dominante buigspanningen in de gevel kunnen worden opgenomen. De SentryGlas tussenlaag is vijf keer zo sterk en wel honderd keer stijver dan conventionele laminerende materialen. Met het Oriental Art Center is bewezen dat er in Shanghai meer ruimte is dan voor alleen high-rise. Het kan zich wellicht fysiek niet meten aan de hoogste wolkenkrabbers van Shanghai, maar door zijn ingetogen ontwerp is het minstens net zo opvallend! U Nathalie Ramos
23
JUNI 2014
BRUGGEN VAN SHANGHAI VERBINDEND ELEMENT VOOR ONTWIKKELING
Met een totale oppervlakte van 6.340 km2 en de ligging in een waterrijk gebied, bevinden zich in het metropolis Shanghai verschillende noodzakelijke bruggen. Zo bevindt zich hier één van ‘s wereld grootste boogbruggen en is er een gigantische zeebrug aangelegd, bedoeld om de haven van Shanghai te verbinden met het vaste land. De grootste en belangrijkste bruggen van Shanghai zullen worden besproken. LUPU BRIDGE De Lupubrug is waarschijnlijk de bekendste brug van Shanghai, die zijn naam te danken heeft aan de twee districten die het met elkaar verbind, namelijk Luwan District en Pudong New Area. Deze boogbrug die in 2003 werd opgeleverd, is onder andere ontworpen om het drukke verkeer tijdens de Expo 2010 aan te kunnen. Eén van de kenmerkende dingen aan de Lupubrug is
24
dat je de boog kan beklimmen naar een observatiedek op 100m hoogte, wat een geweldig uitzicht geeft over het gebied van de Expo 2010. Bij de oplevering was dit de grootste boogbrug ter wereld met een hoofdoverspanning van 550m, maar is in 2009 ingehaald door de Chaotianmenbrug die 2 meter langer was.
BRUGGEN VAN SHANGHAI
U PROFIEL
DE CONSTRUCTIE VAN EEN PYLOON VAN DE YANGPUBRUG
LUPUBRUG MET OP DE BOOG DE TRAP DUIDELIJK ZICHTBAAR
De aanbruggen, die al ver voor de rivier starten om hoogte te bereiken, zijn uitgevoerd in beton. Het dek van boogbrug is uitgevoerd met stalen kokerliggers die via dwarsliggers met elkaar verbonden zijn. De twee bogen, die hellend naar elkaar toe staan, zijn nog indrukwekkender: kokers van 5m breedte en een verlopende hoogte van 6m op de top naar een opvallende 9m bij de grond. NANPUBRUG Dit was de eerste brug over de Huangpu rivier die het centrum van Shanghai met Pudong verbond. Deze tuibrug, met een hoofdoverspanning van 423m, wordt voornamelijk door zijn aanbrug gekenmerkt. Met een belangrijke vaarroute voor scheepsvaart en gebrek aan ruimte in Shanghai, moest er een ingenieuze manier gevonden worden om de doorvaarhoogte van 46m te bereiken. Dit werd bereikt door een spiraalvormige aanbrug te creëren. In het bijzonder ’s avonds, wanneer de brug verlicht is, geeft dit een fantastisch gezicht. Twee H-vormige betonnen pylonen torenen 150m boven het water uit en houden het brugdek met in totaal 176 tuien, in een semi-fan indeling, omhoog. De brug is geconstrueerd uit composiet van staal-beton. Het dek wordt ondersteund door twee stalen plaatliggers die verbonden zijn met dwarsliggers. Dit was de eerste keer dat een composiet constructie werd toegepast voor een brug in China. De bouw van deze brug is een belangrijke doorbraak geweest voor de ontwikkeling van Pudong District en daarnaast voor de aanleg van de Yangpubrug en Xupubrug. YANGPUBRUG De Yangpubrug is een andere tuibrug over de Huangpu rivier. Dit was de tweede brug over de rivier die Shanghai splitst. Deze brug loopt met een totale lengte van 8.354m nog tot ver in Shanghai door. Met een hoofdoverspanning van 602m was dit, in 1993, de grootste tuibrug ter wereld. Hoewel het nog steeds een gigantische overspanning is, valt deze in het niets bij de huidige grootste tuibrug: de Russky brug in Rusland met 1.104m als
hoofdoverspanning. De Y-vormige pylonen hebben een hoogte van 223m en waren oorspronkelijk niet geverfd. In 2000 is deze brug ter ere van het millennium rood geverfd, wat die tot op heden nog altijd is. Net als de Nanpubrug maakt deze brug gebruik van eenzelfde composiet constructie. SHANGHAI YANGTZE RIVER BRIDGE Naast deze bruggen over de Huangpu rivier, zijn er ook enkele grote bruggen buiten het centrum van Shanghai. In de Yangtze River delta ten noorden van Shanghai liggen twee eilanden, Changxing Island en Chongming Island. Het vaste land wordt via een tunnel met het eerste eiland verbonden, waarna de tunnel overgaat in een brug die de twee eilanden met elkaar verbindt. De totale lengte van dit project is 25,5km en kostte €1,6 miljard. De tunnel, met een lengte van 8,9km, bestaat uit twee niveaus. Met het oog op de toekomst is het onderste niveau gereserveerd voor een metrolijn, en het bovenste niveau is voor wegverkeer.
DE OPVALLENDE PYLONEN VAN DE YANGTZE RIVER BRIDGE
25
JUNI 2014
Om te voorkomen dat de brug beschadigd zou worden door hoge windsnelheden en hoge golven, was een investering van $1,2 miljard nodig. Door deze investering kwamen er de nodige protesten tegen de haven aangezien men de haven ook elders had kunnen situeren wat een veel lagere investering nodig zou
Na de overgang is er eerst een aanbrug van 6,6km lang, waarna de 10km lange brug start. Deze bestaat voornamelijk uit liggerbruggen. Voor de doorgang van de scheepsvaart is er een tuibrug aangebracht met een overspanning van 730m. De pylonen van de tuibrug vallen direct op. Veelal heeft de pyloon van de grotere tuibruggen een H of Y-vorm boven dekhoogte. Dit is echter niet het geval bij deze brug, die met een dubbele voet start welke snel samenkomen om over te gaan in één geheel. Het dek van de tuibrug bestaat uit één grote stalen kokerligger, welk een breedte heeft van 51,5m en 2x3 rijbanen draagt. Naast de rijbanen is er verder nog ruimte voor een toekomstige metrolijn. DONGHAI-BRUG Met de uitbreiding van de haven van Shanghai naar de Yangshan eilanden, moest er een verbinding komen tussen het vaste land en de diepzeewaterhaven Yangshan ten zuiden van Shanghai. Dit is gerealiseerd met een 32,5km lange zeebrug in Hangzhou Bay, toentertijd de langste zeebrug ter wereld. De Donghai-brug bestaat voor een groot gedeelte uit lage kleine overspanningen van zo’n 60 tot 70m. Om de doorgang van scheepsvaart niet te stremmen zijn er enkele grotere overspanningen gecreëerd.
DE S-VORMIGE DONGHAI-BRUG
hebben. Met de toenemende transportvraag van de diepzeewaterhaven Yangshan heeft men besloten om een tweede zeebrug aan te leggen, die zowel weg- als treinverkeer kan dragen, en zal de haven van Shanghai nog verder door groeien. U
De grootste overspanning van 420m wordt gerealiseerd door een tuibrug met twee Y-vormige pylonen. Het was een prestigieus project die de nodige problemen met zich meebracht. De locatie van de brug wordt regelmatig geteisterd door tyfonen.
Pepijn van Zantvliet
BMW WELT, MUNCHEN (D) dubbele, gedraaide kegel van 28 m hoog. De Oostenrijkse architect, prof. Wolf D. Prix van Coop Himmelb(l)au – bekend van het Groninger Museum – gebruikte samen met de Duitse ingenieurs Bollinger+Grohmann 5500 ton staal voor de constructie én de glazen gevel die respectievelijk werden uitgevoerd door de Duitse firma’s Josef Gartner en Maurer Söhne. De opdracht voor de bouw werd al in
Duitse draai
2001 gegeven, maar de eerste werkzaamheden begonnen pas in 2004, omdat de bouwgrond tot die tijd parkeerterrein was voor het Olympisch Stadion. Meer dan duizend mensen werkten mee aan de bouw van BMW Welt dat 170 tot 250 auto’s per dag zal uitleveren en zo’n 850.000 bezoekers per jaar wil trekken, voornamelijk via de diabolovormige entree. Een icoon? Zeker, maar wellicht ver-
beeldt de zandloper ook wel een tijd waarin de Bayerische Motoren Werke herrees na het zware bombardement in WO II. Net alsof het propellerblad zich letterlijk uit de grond heeft gedraaid en Duitsland – op autogebied – weer tot een wereldmacht maakt. MP
Foto’s: (groot) Reinhard Goemer/Artur/VIEW, (klein) Roland Halbe/Artur/VIEW.
Munchen is sinds 17 oktober een publiekstrekker rijker. Op die dag gingen daar namelijk de deuren open van BMW Welt, het nieuwe uitlevercentrum en expositieruimte van de wereldberoemde autofabrikant. BMW-topman Norbert Reithofer sprak bij de opening liever over een ‘home of the brand’, waarin alles draait om het merk. Misschien is daarom de entree wel uitgevoerd als een
+32430
HEB 280, rond gewalst
+31430
aluminium pui, rond gewalst gebogen glas (l = 3,9 m)
gewalst paneel 3 mm aluminium hart radius +27710
sikkel 2x18 mm multiplex klimaatelementen zonwering
geleiding zonwering
+23990
+22990
gebogen glas (l = 3,9 m) zonwering aluminium pui, rond gewalst sikkel 2x18 mm multiplex bevestiging sikkel op HEB 280 HEB 280, rond gewalst bevestiging panelen
+19200
40
26
BOUWEN MET STAAL 199
Architectuur Las Palmas is in 1953 gebouwd als werkplaatsengebouw voor de Holland Amerika Lijn, naar een ontwerp van de architecten Van den Broek en Bakema. Met zijn gevel van uiterst verfijnde schokbetonnen panelen straalt het een strakheid uit die kenmerkend is voor de Nieuwe Zakelijkheid. Met de renovatie is het gebouw teruggebracht naar de staat waarin het was gebouwd. De robuuste betonconstructie met paddestoelkolommen bleef vrijwel in tact en de gevel werd in oude luister hersteld. Doordat het nieuw toegevoegde Penthouse lijkt te zweven en door de ronde kanten zet het zich sterk af tegen de andere gebouwen op de pier. De krachtige vorm compenseert het relatief kleine volume en maakt het eerder tot een gebaar dan een gebouw. In het bestaande gebouw is het constructieve stramien van ongeveer 7,5 m verdeeld naar een driedeling in de gevel. In het Penthouse is diezelfde maat verdeeld in vier delen van 1,875 m, wat beter aansluit op huidige standaardafmetingen van bouwmaterialen en beukmaten van kantoorruimten. Bij de ronde koppen is het oorspronkelijke gevelstramien aangehouden. Dit heeft tot gevolg dat de straal van de ronding, en daarmee ook de hoogte van het Penthouse, afgeleiden zijn van het BOUWEN MET STAAL 199
horizon tale stramien van Las Palmas. De verdiepingsvloer ligt vanzelfsprekend op gelijke hoogte met het middelpunt van de cirkeluitsnede. Het eenvoudige witte volume is bekleed met aluminium beplating. De twaalf gebogen ramen in de koppen zijn 3,9 m lang en zijn daarmee de langste gekromde ruiten die tot nu toe in Europa zijn gemaakt. Ze geven de bezoeker vanuit het Penthouse een gefragmenteerd beeld van zowel de straat als de omringende hoogbouw. Er is zo helder mogelijk glas toegepast om goed aan te sluiten bij de openheid en lichtheid van het onderliggend gebouw. De vloerrand van de verdieping is afgedekt met hetzelfde glas en daardoor overdag niet zichtbaar in de gevelís. Avonds tekent de vloer zich donker af. Dan gaat de geïntegreerde verlichting op de vloerrand aan en is de noordgevel een tekst in morse-code te lezen: ‘penthouse las palmas’. Het dak van het werkplaatsengebouw is vormgegeven als daktuin. Het is daadwerkelijk een ‘vijfde gevel’, gezien vanuit de bestaande en toekomstige hoogbouw eromheen. Onder het Penthouse, op het dak van het werkplaatsengebouw, is het mogelijk met autoís te rijden. Daarvoor is de oude goederenlift omgebouwd tot autolift. 41
Samen werken aan een betere leefomgeving Constructeur (startersfunctie) standplaats Nieuwegein Heb jij onlangs een universitaire Master op constructief gebied afgerond en is het je ambitie om als constructeur te werken aan uitdagende civieltechnische projecten? Ballast Nedam Engineering is het civieltechnisch ingenieursbureau van Ballast Nedam. Wij ondersteunen Ballast Nedam-bedrijven bij het signaleren, ontwikkelen, realiseren, onderhouden en exploiteren van duurzame oplossingen op het gebied van constructief ontwerp en infrabouw. De functie Als constructeur ben je verantwoordelijk voor het ontwerpen, berekenen en adviseren en eventueel laten tekenen van constructies of technische vraagstukken. Je werkt zelfstandig of in een team aan civieltechnische projecten, waarbij je binnen de randvoorwaarden en de eisen van het project ontwerpwerkzaamheden uitvoert. Als constructeur bij het ingenieursbureau van een bouwonderneming heb je direct contact met je opdrachtgever. Je werkt in deze functie aan afwisselende en intellectueel uitdagende projecten. Er wordt van je verwacht dat je je verdiept in de materie en dat je je kennis uitbreidt. Je leert in deze functie door het werk en door het volgen van opleidingen.
Profiel Je hebt een opleiding TU Civiele Techniek met een constructieve afstudeerrichting afgerond. Als je al enige relevante werkervaring hebt, is dat een pluspunt. Een belangrijke vereiste voor een goede uitvoering van de functie is het hebben van aandacht voor kwaliteit. Daarnaast vind je het plezierig om in een team te werken. Wat bieden wij Onze mensen zijn de belangrijkste succesfactor. Vanuit deze overtuiging richt Ballast Nedam zich op een gezonde, veilige en motiverende werkomgeving voor alle medewerkers. Hierbij staan onze gedeelde normen en waarden – hoe gaan we om met elkaar, de omgeving en onze klanten – centraal. Voor jou als starter betekent dat veel ruimte om je te ontwikkelen in een organisatie waar ondernemerschap en innovatie de drijfveren zijn. Naast een marktconform salaris bieden wij jou begeleiding, opleiding en uitstekende carrièreperspectieven. Interesse of meer informatie? Stuur je cv en motivatie aan Philip Numann, via e-mail
[email protected]. Ook eventuele vragen kun je via dit e-mailadres stellen, of per telefoon: (030) 285 39 85.
www.ballast-nedam.nl
JUNI 2014
SHANGHAI TOWER A SUSTAINABLE EXAMPLE FOR CHINA’S FUTURE
Built in the heart of the Shanghai ’s financial district , the Shanghai Tower rises above all other structures and, when completed, it will be China’s tallest structure and second tallest skyscraper in the world. The size of the structure is breath-taking, but there is a lot more what makes this building a special one. Expected to be completed at the end of 2014 and opened for public in 2015, the construction of the Shanghai Tower is nearing its completion. Construction started back in November 2008, exactly three months after the grand opening of the already record breaking Shanghai World Financial Center.
the Netherlands, the Maastoren, has a total height of 165 meter. The designers of the building, the architectural firm Gensler, were happy to inform us that the Shanghai Tower may not be the tallest skyscraper in the world, but it surpasses the Burj Khalifa in floor area; a total of a ‘mere’ 521.000 square meter.
In August 2013, the Shanghai Tower topped out at a height of 632 meter, surpassing the World Financial Center with a height of 140 meter. To put in perspective, the tallest ´skyscraper´ in
DESIGN Gensler won the design competition by the design itself, the overall performance of the building, but also by Gensler’s
28
SHANGHAI TOWER
commitment to China. In China, symbolism in the design of an object is highly appreciated and this is also applied in the design of the Shanghai Tower. Together with the Jin Mao Tower and the Shanghai World Financial Center, the three towers symbolise the past, the present and the future. The Jin Mao Tower designed in a traditional style as the past, the Financial Center in modern style as the present and the Shanghai Tower, an upwards swirl representing the future and growth of China. Following the flow of the nearby Huangpu River, these buildings are such oriented, so they ‘go with the flow’. Another example of symbolism in its design is the separation of the building in 8 main sections. The number 8 is in Chinese culture the number of abundance, prosperity and good fortune. FAÇADE The structural core and framing of the building do not look like the shape you can see externally. The concrete core with the steel framing make a relative simple cylindrical shape. The
U PROFIEL
external shape of the building is due to the shape of the second façade. The building has a double façade design, with a large variable space between the two façades. About every 12 to 15 floors the building has two cantilevering floors, which reach the outside façade separating the building into 9 vertical zones. The façade hangs from these floors and thus creating a large space between the two façades, which is called a “sky lobby”. For each zone, the sky lobby provides a public area for people to stay in. Sky parks in these sky lobbies will provide people with a recreating and resting place. There will be different shops on these levels, providing people in the building with their daily needs. Using these zones, it prevents travelling through the whole building, for example during lunch time people can stay in their own zone. The swirl in the design of the building, or rather the façade, is not just of aesthetic reasoning designed like it is now. An optimization study of angle of rotation had been done to find the optimal rotation. Out of this study, a rotation of 120 degrees came out as the best option. Applying this rotation meant a reduction of 24% in wind loads, very important in a typhoon area, and a reduction of 32% in construction materials, reducing the overall construction costs with 58 million dollars. CONSTRUCTION Designed by structural engineering company Thornton Tomasetti, the building had its challenges. Although the location of the financial district, called Pudong, is prime skyscraper territory, the soil conditions are not suitable for any (super) high rise. The Pudong region has no bedrock like New York has, but has a typical river delta soil just like we have in the Netherlands. Furthermore, Shanghai is located in a seismic active and typhoon area; adequate foundation is therefore a must. 831 reinforced concrete bore piles, up to 85 meter deep into the ground, have to act as the foundation for the tower itself and a total of 2000 piles have been used in the
CROSS SECTION OF THE BUILDING, SHOWING THE CANTILEVERING FLOORS AND THE DOUBLE FAÇADE.
THE CONCRETE POURING OF THE MAT FOUNDATION OF THE SHANGHAI TOWER (MARCH, 2010)
29
JUNI 2014
GREEN Because of the Shanghai Tower’s sheer size, it costs a lot of energy and resources to keep the building running on a daily basis. To limit the building’s carbon footprint, different measurements have been taken to reduce the environmental impact. It was even the clients’ desire to demonstrate cutting-edge technologies on this field. Vertical axis wind turbines in the top of the building will produce energy to use in the building. When finished, the energy will be used only for the external lighting and some of the park areas. A total estimated what the turbines should produce is 54.000 kWh per year. Also at the top, rainwater will be collected and put in large collection tanks, to be filtered and later used as water for air-conditioning and central heating.
SCHEMATIC DESIGN OF THE SHANGHAI TOWER’S MAIN STRUCTURAL SYSTEM
entire project. To stabilize the whole building on these piles a reinforced concrete slab was poured. The construction of this six meter thick main foundation slab meant a record-breaking continuous pour of 60 hours straight and a total of 61.000 cubic meter of concrete to get the job done. Soon after the completion of the foundation slab, construction on the core and the super-columns began. The concrete core is connected to the outer super-column with an outrigger system and double-belt trusses will keep the whole construction in place. This is also the location where the cantilevering floor have been placed, so the structural systems are well integrated. As can be seen in the figure above, the normal floor area will be constructed between the super-columns and the main core. The composite super-columns have been reinforced by a steel element constructed out of steel plates, weighing 145.000 kg each. At the top of the building a tuned mass damper has been placed to reduce the sway of the building. The weight of the damper is 1.200.000 kg and it will be a sculpture made by a local Shanghai artist and will be unveiled at the opening of the building. Seismic model testing on a sixteen meter high scale model have shown that the building is capable of withstanding an earthquake of 7.5 on the Richter scale. Together with pistons working in the façade and the tuned mass dampers in the building, sway under relative normal conditions has been reduced to only 1,5 meter at the top.
30
THE CURRENT STATUS OF THE SHANGHAI TOWER (MAY, 2014)
The design of the “sky lobby” between the two façades will provide the building’s working spaces a buffer for the heating and cooling effect of the external weather. The outer façade will actively control the inner environment with the use of automatic window openings and passively by the use of a spectrally selective coating on the glass, to prevent some sunlight from entering. The glass design of the outer façade will still provide enough daylight entrance and thus minimizing the use of artificial lighting. Using all of these measurements, the building is designed to reduce its carbon footprint by 34.000 tons a year; a total reduction of 21%. The Shanghai Tower stands as an example of what Shanghai’s and China’s future will hold: everything bigger and better, but also more sustainable in every way. It is designed for the future super high-rise to come. For now this icon will rule the skyline of Shanghai for years to come, until they built an even bigger one. U Tom de Ruiter
Zonneveld ingenieurs b.v. is een toonaangevend onafhankelijk ingenieursbureau op het gebied van constructies.
Zonneveld ingenieurs behoort tot de top als het gaat om hoogbouw en binnenstedelijke en complexe projecten.
Zonneveld ingenieurs maakt projecten haalbaar, is innovatief en draagt bij aan geïntegreerde en duurzame oplossingen.
www.zonneveld.com telefoonnummer: 010 – 452 88 88
e-mail:
[email protected]
gevestigd in Central Post/Rotterdam
Beeld: OIII
Opmerkelijk duurzaam ...brengt ideeën tot leven
Bijdragen aan een optimaal duurzame en comfortabele leefomgeving is de kern van onze missie. Dat doen we door de ontwikkeling van efficiënte, innovatieve en energiezuinige gebouwconcepten zoals bij de renovatie van het CITG van de TU Delft. Deerns is het grootste onafhankelijke adviesbureau in Nederland als het gaat om het ontwerpen van installatietechniek, energieconcepten en bouwfysica in en rondom de gebouwde omgeving. Met 22 vestigingen in 12 landen is Deerns een toonaangevend internationaal bureau.
www.deerns.nl
JUNI 2014
ELLIPTICAL HOLLOW SECTIONS JOINT DESIGN Elliptical Hollow Sections (EHS) have been produced since 1994, now 20 years ago but are not so well-known as their counterparts Circular (CHS), Square (SHS) and Rectangular Hollow Sections (RHS). The sections are now available from 120x60x3.2 up to 500x250x16, thus with a major-to-minor axis dimensions of 2:1 and commonly available in the steel grade S355. However, due to the absence of design recommendations for joint design they have mainly been used for architectural applications, e.g. columns or in combination with glass facades where the joint strength can be simple and is not a limitation for the design. For the member design in compression or bending several studies have been carried out to determine the member classification since this is not yet covered by any current code or recommendation. Most experimental and numerical work in this field has been carried out by Gardner and colleagues in the U.K., summarized by Chan et al., (2010).
32
Their system of classification is based on the determination of an equivalent diameter De for the EHS member and then using the section classification for CHS members for classes 1, 2 and 3. Class 1 and 2 sections have a capacity equal to the plastic moment capacity Mpl. whereby class 1 sections also provide sufficient rotation capacity;
ELLIPTICAL HOLLOW SECTIONS
U PROFIEL
class 3 sections can only reach the elastic yield capacity Mel. Since the buckling behaviour of an EHS section shows more similarity with plate buckling than with shell buckling, Zhao et al., (2010) found that a transformation to an equivalent RHS shape (see Fig. 2) might be a better approach.
(A)
(B)
FIG. 2: EQUIVALENT RHS SECTION APPROACH WITH A CORRECTION OF THE DEPTH [ZHAO ET AL., 2010]
JOINT DESIGN Some initial numerical studies by Choo et al., (2003) and experimental studies by Bortolotti et al, (2003) and by Pietrapertosa and Jaspart, (2003) were carried out at the beginning of this century, however these were insufficient to formulate design recommendations.
FIG. 4: TEST SET-UP
In 2009 a multi-national (Singapore-Canada-The Netherlands) research program started, covering all orientations of elliptical brace and chord sections (see Fig. 3) involving isolated X and T joint tests (Fig. 4) and parametric studies using well-calibrated FE analysis Fig. 5). This program was finished in 2012 (Packer et al., 2012, Chen et al., 2013a, 2013b) resulting in design recommendations for EHS X and T joints. A further extension with experiments on a girder with K joints in combination with numerical studies is planned for 2014-2015. FIG. 5: CALIBRATION OF FE MODELS WITH TESTS
TYPE 1 FIG. 3: X JOINTS, TYPES 1, 2, 3 AND 4
TYPE 2
TYPE 3
TYPE 4
33
JUNI 2014
Fig. 7 shows the recommended non-dimensional strength N1sinθ1/fy0t02 related to the numerical data and compared with the equivalent RHS joint design strength with the same β = b1/ b0 and η =h1/b0. Furthermore, the strength of a CHS joint with the same β = d1/d0 is included. Compared to the cross section of the brace it is logical that the strength of the EHS joint is somewhat lower than that of the comparable RHS joint, however due to the curvature of the chord this reduction is up to β =0.8 only 10%. For this range chord plastification is the critical failure mode. For β = 1.0 chord side wall failure is critical which gives, due to the smaller contact area at the sides, a lower strength for EHS joints than for RHS joints. For β values in-between 0.8 < β < 1.0 a linear interaction can be assumed as used for RHS joints. FIG. 6: DESIGNATIONS AND JOINT PARAMETERS
Since EHS X and T joints types 1 and 2 (see Fig. 3) with the braces connected to the wide side of the EHS chord show a certain similarity in behaviour with RHS joints, the design recommendations could be easily related to those for RHS joints. For the comparison, section dimensions and joint parameters are used, as indicated in Fig. 6.
Due to the larger curvature of CHS chords the design strength for CHS X joints is higher than that of the EHS joint Type 2 with the same β ratio but half the η ratio.
FIG. 8: COMPARISON OF THE NON-DIMENSIONAL DESIGN STRENGTH FOR EHS JOINTS TYPE 4 WITH THAT OF COMPARABLE CHS JOINTS (PACKER ET AL., 2012)
NON-DIMENSIONAL DESIGN STRENGTH FOR EHS JOINTS TYPE 2 (WITH η = 0.5β AND 2γ = 20) FIG. 7: COMPARISON OF THE NON-DIMENSIONAL DESIGN STRENGTH FOR EHS JOINTS WITH THE CURRENT CHS AND RHS DESIGN EQUATIONS, TOGETHER WITH THE EHS NUMERICAL DATA (SHEN ET AL. 2013B).
34
For type 3 (with η = 2β) and type 4 (with η = 0.5β) X and T EHS joints the braces are connected to the small side of the chord with the largest curvature. Related to β, these EHS joints show a larger capacity than that for CHS joints to which it easily could be related. Fig. 8 shows a comparison of the data and the design line for EHS Type 4 joints with the design line for CHS joints. U em.Prof.dr.ir. Jaap Wardenier, TU Delft and visiting Professor National University of Singapore
ELLIPTICAL HOLLOW SECTIONS
U PROFIEL
LITERATURE • Fig. 1, Some applications of EHS, courtesy of Tubeurop • Bortolotti, E., Jaspart, J. P., Pietrapertosa, C., Nicaud, G., Petitjean, P. D., Grimault, J. P., Michard, L.: Testing and modelling of welded joints between elliptical hollow sections. Proceedings of the 10th International Symposium on Tubular Structures, Madrid, Spain, (2003), pp. 259-264. • Chan, T. M., Gardner, L., Law, K. H.: Structural design of elliptical hollow sections; a review. Structures and Buildings, Institution of Civil Engineers, Vol. 163, Issue SB6, (2010), pp. 391-402. • Choo, Y. S., Liang, J. X., Lim, L. V.: Static strength of elliptical hollow section X-joint under brace compression. Proceedings of the 10th International Symposium on Tubular Structures, Madrid, Spain, (2003), pp. 253-258. • Packer, J. A., Choo, Y. S., Shen, W., Wardenier, J., Vegte, G. J. van der, Mustard, T.: Axially loaded T and X joints of elliptical hollow sections. CIDECT Final Report No. 5BW-2/12, 233 pp., Geneva, Switzerland, 2012. • Pietrapertosa, C., Jaspart, J. P.: Study of the behaviour of welded joints composed of elliptical hollow sections. Proceedings of the 10th International Symposium on Tubular Structures, Madrid, Spain, (2003), pp. 601-608. • Shen, W., Choo, Y. S., Wardenier, J., Packer, J. A., Vegte, G. J. van der: Static strength of axially loaded elliptical hollow section X joints with braces welded to wide sides of chord. I: Numerical investigations based on experimental tests. Journal of Structural Engineering, DOI: 10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000791, (2013a). • Shen, W., Choo, Y. S., Wardenier, J., Packer, J. A., Vegte, G. J. van der: Static strength of axially loaded elliptical hollow section X joints with braces welded to wide sides of chord. II: Parametric study and strength equations. Journal of Structural Engineering, DOI: 10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000792, (2013b). • Zhao, X. L., Kernot, A., Packer, J. A., Haque, T.: Slenderness limits for EHS and OHS subject to bending using the RHS approach. Proceedings of the 13th International Symposium on Tubular Structures, Hong Kong, China, (2010), pp. 293-302.
CONTEST QUESTION MUCH PRIZES, VERY GOOD, SUCH WIN A new issue of U-Profiel comes with a new mind bending contest question. So it’s time again to give you the opportunity to win one of the very unique prizes the U-Profiel committee has to offer. The U-dispuut returned from an unforgettable journey to the biggest city of China. While they were there they decided to have some drinks in the world highest located bar, Cloud 9. Considering it was time to take a nice group picture, one of the participants came up with the idea of covering his face under the ever popular U-flag. Can you tell us who this person is and what incident made him want to hide his face? Send in your answer to
[email protected] before the 20th of July. Creativity will be rewarded!
35
JUNI 2014
U-PROFIEL COMMITTEE BRINGING U THE BEST OF THE BEST
All the committees, except for the U-Profiel, have been brought to your attention. With this being the last edition of this study year, it is the perfect opportunity to show you the team behind this fantastic magazine. Pepijn van Zantvliet Function: Chairman Master track: Structural Engineering Hobbies: Skiing, Motorcycle, Mountainbiking As there is a lot to learn about nice civil engineering projects all around the world, the U-dispuut publishes the U-Profiel. Beside the usual tasks of a chairman, I will try to improve the U-Profiel even further where possible and make it a must-read for everyone. Not just for the students to learn about their field of work, but also for non-students to get to know more about great projects.
Axel Koper Function: Secretary Mastertrack: Structural Engineering Hobbies: Road cycling, partying, and a good book every now and then. I started on the U-Profiel this academic year, currently working as the secretary for the committee. Hoping I can make the communication and workflow as smooth as possible. Next to that I hope to be able to make some good contributions in this amazing magazine!
36
U-PROFIEL COMMITTEE
U PROFIEL Nathalie Ramos Function: Editor Mastertrack: Structural Engineering Hobbies: Travelling and Martial Arts As an editor of the U-Profiel I try to bridge the gap between engineering practice and the curriculum. Challenging projects and innovation in both structural and building engineering are key when selecting the content of the U-Profiel. Together with my fellow committee members I hope to keep improving the magazine and to provide our readers with a magazine which gives them a glimpse of the many possibilities in civil engineering.
Wilco van der Mersch Function: Editor Mastertrack: Structural Engineering Hobbies: Swimming, Partying, listening to Music The U-Profiel is vital in the communication from the U-dispuut to both companies and students. My goal is to bring them together via the different articles in the magazine. In my opinion, the U-Profiel fits the gap between theory and practice, between the educational part of a students’ life and the working part afterwards at different companies and organizations. I want to show students what they can create after their studies and show companies what the next generation of engineers is occupied with. Steven van Eck Function: Graphic Design Mastertrack: Building Engineering: Structural Design Hobbies: Fitness, Guitar, Graphic Design, Sleeping in Last year I came aboard the U-Profiel train with a brand new lay-out. Since I don’t want to reinvent the wheel once again I will be focusing mostly on small tweaks and minor changes. I also look forward to working together with my new layout colleague Tom. Lastly I feel that the committee itself should bond more outside the meetings and judging from the first few months I can say that we’re doing a bang up job so far!
Tom de Ruiter Function: Graphic Design Mastertrack: Structural Engineering Hobbies: Playing Rugby, Photography, and watching a good Movie Last year’s Graphics Designer completely turned the lay-out of the U-Profiel. From a ‘made by students’-look it transformed to a semi-professional-look. I want to keep this good momentum going and only tweak the lay-out a bit, because: “If it ain’t broke, don’t fix it.”
Guiseppe Izzo Function: Editor Mastertrack: Structural Engineering Hobbies: Sports, Partying, Photography, Writing My work at U-Profiel started at the end of last academic year, right after the incredible Study Tour experience. During the first meeting, I immediately felt the enormous potentials of the work is carried out by our Committee. That is how I am trying to contribute: by writing for the English section, letting new international students discover what is going on within the engineering and construction world and, of course, which amazing news our U-dispuut has to show. Bart van Casteren Function: Qualitate Qua Mastertrack: Structural Engineering Hobbies: Running, Motorcycling, Skiing Entering an already well-oiled committee I can say it hardly isn’t necessary to motivate this committee in realizing a high quality magazine. As QQ from this committee I am responsible for the communication between the board and the committee. Besides that I will make sure that all obligations towards our partners considering the U- Profiel are met.
37
SHANGHAI
Let’s connect?! Wil jij zien op welke wijze Heijmans aan de ruimtelijke contouren van morgen bouwt? En ben jij nieuwsgierig welke spraakmakende en innovatieve concepten Heijmans HeijmansNL Facebook “f ” Logo
CMYK / .ai
Facebook “f ” Logo
ontwikkelt en realiseert?
CMYK / .ai
HeijmansNL
Blijf dan up-to-date en volg ons op Facebook & Twitter!
