Januari 2013
U Profiel
Nieuwe Renzo Piano
THE SHARD
Vladimir Shukhov Prefab Beton in High-rise With an all-new English section
Cardboard Structures Apps U Need
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 200 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 Sieca Repro Delft Advertenties BAM (4), Hurks (11), Zonneveld (13), BmS (19), TMC (19), Smits-Westerman (23), Corsmit (23), Arcadis (27), IMd (30), Heijmans (31) Tarieven en inlichtingen uitsluitend bij Stichting Dispuut Utiliteitsbouw. Commissie U-profiel Ferdinand van den Brink Lucia Cimpoi Steven van Eck Wilco van der Mersch Dennis Woutering Bestuur U-dispuut Maarten Mathot Dijeannio Hobson Péter Gondár Joost Hartmann Joris Moen Mathijs Vermond Adres Stichting Dispuut Utiliteitsbouw Faculteit Civiele Techniek Stevinweg 1, kamer 1.35 StII Postbus 5048 2600 GA Delft Telefoon & Fax Kamer 1.35: +31 (0)15 27 83042 Secretariaat: +31 (0)15 27 83174 Internet
[email protected] www.udispuut.tudelft.nl Lidmaatschap Lidmaatschap van het U-dispuut kost 10 euro per jaar en is voorbehouden aan studenten. Donateurschap Donateurschap van het U-dispuut kost 20 euro per jaar. Meewerkende auteurs Ferdinand van den Brink, Lucia Cimpoi, Steven van Eck, Maarten Mathot, Wilco van der Mersch, Dennis Woutering, Sven ten Hagen, Mathijs Vermond Afbeelding kaft The Shard, Renzo Piano
redactioneel Beste lezer, Gelukkig nieuwjaar! Om het nieuwe jaar goed te beginnen presenteren wij u met trots het nieuwe U-profiel. Hoewel de verwachte economische situatie voor komend jaar geen hoge verwachtingen doet rijzen, blijven hoogtepunten de bouw kleur geven. Zo heeft het in aanbouw zijnde ‘De Rotterdam’ van Rem Koolhaas in november zijn hoogste punt bereikt. Daarmee is dit het hoogste gebouw van Nederland geworden. In deze editie gaan wij in op enkele nieuwe ontwikkelingen in de bouw. BIM zal in de praktijk steeds belangrijker worden. Verder wordt ingegaan op de mogelijkheden van gerecycled papier als bouwmateriaal. Nieuw in het blad is het internationale gedeelte. Het toenemende aantal internationale studenten en daarmee het aantal leden van het U-Dispuut, heeft aanleiding gegeven een deel van het blad in het Engels te schrijven. Binnen de U-Profiel commissie hebben we afscheid moeten nemen van een aantal leden, waaronder onze voorzitter Marijn Kok. Ik wil hen graag bedanken voor hun inzet voor de voorgaande edities. Verder gaat dank uit naar alle auteurs voor hun bijdrage en naar de huidige commissie voor hun inzet en inspiratie. Veel leesplezier, Ferdinand van den Brink Voorzitter U-profiel commissie
Inhoudsopgave
5 6 8 12 14 16
u-nieuws
Een update van het U-dispuut
bestuur
Even voorstellen
prefab beton highrise Afstudeeronderzoek
Onderwijs
Enquêtes, evaluaties en resultaten
vbi concrete slabs Meer dan kanaalplaten
centrefold
Radio Tower Shukhov
shukhov
20
18 VLADIMIR SHUKHOV 20 24 THE SHARD apps u need 27 cardboard structures 28 Contest Question 30 ipad op de bouwplaats
Advertorial BAM
Constructeur uitgelicht
Renzo Piano’s latest and greatest Engineering on the go!
the shard
24
The art of building lightly Can you guess who it is?
cardboard structures
28
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
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
ProefAbonn_Adv_A5_liggend_v12_arial_outline.indd 1
05-12-12 15:58
ZIE HET ALS... MEER ONDERNEMERSCHAP EN LAGERE FAALKOSTEN TMC Bouwkunde werkt aan projecten in de engineeringsfase (constructies), uitvoeringsfase (nieuwbouw & renovatie) en onderhoudsfase (technisch vastgoedbeheer). Of het nou gaat om mensen op operationeel of tactisch niveau: TMC Bouwkunde ondersteunt en ontzorgt met ondernemende specialisten.
WWW.TMC.NL
U PROFIEL
u-nieuws
u-nieuws
Een update van het U-dispuut
U Door Maarten Mathot Nieuw bestuur, nieuwe commissies Aan het begin van dit studiejaar is er weer een nieuw bestuur aangetreden. De 6 nieuwe bestuursleden hebben direct ook vier nieuwe commissies aangesteld: de reiscommissie, de Value of Design commissie, de actiecommissie en de U-profielcommissie. In de U-profielen van dit jaar zullen de leden van de commissies worden voorgesteld, en in deze eerste editie van het 2012/2013 stellen de bestuursleden zich voor.
fabrikant van kanaalplaatvloeren in Europa. Behalve een indrukwekkende fabriek hebben we in Huissen nog veel meer gezien. Was je er niet bij, maar wil je toch een indruk krijgen van de dag? Kijk dan verderop in dit U-Profiel.
Enquêtes onderwijs Na de eerste onderwijsperiode zijn er weer enquêtes uitgeschreven voor verschillende vakken, waarop enthousiast gereageerd is. Inmiddels zijn de resultaten met de desbetreffende docenten besproken en een beknopt overzicht van deze resultaten is verderop in dit U-profiel te vinden. Wij danken alle mensen die gereageerd hebben op de enquetes. Mocht je meer willen weten over de resultaten, tips hebben voor te onderzoeken vakken in volgende periodes of tegen onderwijsgerelateerde problemen aanlopen, stuur dan een mailtje naar
[email protected]
Nanda Naber Reuse of hollow core slabs from office to residential buildings
Nieuwe website Op dit moment wordt er hard gebouwd aan een nieuwe, verbeterde website. De eerste beelden van de nieuwe layout zien er veelbelovend uit , dus houd de website in de gaten en bereid je voor op een grootse verrassing!
Studiereis 2013 De bestemming van de studiereis 2013 behoort nog altijd tot een van de best bewaarde geheimen binnen ons dispuut. Donderdag 17 januari zal aan alle spanning een einde worden gemaakt en zal de reiscommissie onder het genot van een drankje in de PSOR de bestemming bekend gaan maken. Mocht een studiereis je wel wat lijken dan kun je dit niet missen!
Excursie VBI Op 12 oktober zijn we met een klein gezelschap op excursie geweest naar VBI, de grootste
Afstudeerders Ook in de afgelopen periode heeft het U-dispuut weer verschillende leden mogen feliciteren met hun afstuderen: Sven ten Hagen Prefabricated concrete elements in highrise structures
Mathis Chlosta Feasibility study on fiber reinforced polymer cylindrical truss bridges for heavy traffic Mirte de Graaff A search for structural applications of transparent plastics in the building industry Wij wensen deze leden veel succes in het vervolg van hun carriere en hopen hen nog eens op een van onze activiteiten te mogen zien!
Bouwen met Staal Het vakblad Bouwen met Staal biedt de leden van het U-dispuut een unieke aanbieding: zij kunnen Bouwen met Staal een jaar lang gratis ontvangen en daarna kost het ze slechts 10 euro per jaar. Meer informatie over dit prachtige blad is te vinden op www.bouwenmetstaal.nl en intekenen op deze aanbieding kan op de lijst op het U-hok of door middel van een mailtje naar
[email protected]. Kerstdiner Woensdag 19 december vond het eerste U-Dispuut Kerstdiner plaats in de Ruif aan de markt. Deze avond was voor iedereen een denderend succes, en wij willen alle aanwezigen bedanken voor hun bijdrage aan deze legendarische avond. Enkele mededelingen van huishoudelijke aard: De eigena(a)r(es) van een grijze wollen muts kan zich melden bij Joris Moen en de gelukkige vinder van een pilotenpet wordt verzocht deze, desnoods anoniem, af te leveren bij het U-hok.
5
januari 2013
het bestuur
Even voorstellen... Het 26e bestuur
U Door Maarten Mathot We zijn alweer een half jaar bezig, en de meeste lezers zullen ons al wel eens hebben gesproken, maar wij willen ons toch graag officieel aan alle belangstellenden voorstellen als het bestuur van het U-dispuut. Wil je meer weten over onze concrete plannen met en doelen voor het U-dispuut? Kom dan langs op ons hok en vraag naar ons beleidsplan!
Maarten Mathot
Functie: Voorzitter Mastertrack: Building Engineering Hobbies: Gitaarspelen, Reizen Taken en doelen: Als voorzitter is het mijn taak de activiteiten van het dispuut te coördineren en ervoor te zorgen dat de continuïteit gewaarborgd blijft. Daarnaast zit ik tevens als qualitate qua-commissielid bij de commissie die dit fraaie blad samenstelt. Voor mij persoonlijk is het dit jaar mijn voornaamste doel om meer organisatorische ervaring op te doen en zoveel mogelijk nieuwe mensen te leren kennen en te interesseren in ons fraaie dispuut. Daarnaast zie ik het nog verder verhogen van de sfeer en versterken van het groepsgevoel binnen het dispuut als een van mijn doelen, en ik heb het idee dat dit nu al aardig lukt. 6
U PROFIEL
Het bestuur
Dijeannio Hobson
Functie: Secretaris Mastertrack: Building Engineering Hobbies: Basgitaar en mandoline spelen, basketballen, fitnessen Taken en doelen: Een goed dispuut wordt gekenmerkt door een vloeiende communicatie tussen het bestuur, de leden, proffesoren, donoren, sponsoren en andere betrokkenen. Als secretaris is het mijn doel de communicatie zo goed mogelijk te laten verlopen, en op deze wijze meer mensen bij het dispuut te betrekken. Daarnaast probeer ik, omdat het mijn taak is de administratie bij te houden, het dispuut georganiseerd te houden.
Péter Gondár
Functie: Penningmeester Mastertrack: Structural Engineering Hobbies: Handballen, skiën Taken en doelen: Om soepel te kunnen blijven opereren moet het U-dispuut te allen tijde financieel stabiel gehouden worden. Het is mijn taak om de inkomsten en de uitgaven in de gaten te houden, zodat er ook dit jaar weer fijne activiteiten, interessante excursies en een fantastische studiereis georganiseerd kunnen worden. Het is mijn streven een solide financiële basis achter te laten voor het volgende bestuur. Gezien het feit dat ik geen Nederlander ben (maar Hongaar), is het mijn persoonlijke doel om meer internationale studenten bij het U-dispuut te betrekken en de band tussen de Nederlandse en internationale studenten te versterken. Nu steeds meer projecten op internationale schaal plaatsvinden, lijkt me dit ook voor later erg belangrijk!
Joost Hartmann
Functie: Commisaris Acquisitie en Extern Mastertrack: Building Engineering Hobbies: Hockey, wielrennen, snowboarden en koken Taken en doelen: Zonder de steun van onze sponsoren is het voor ons dispuut niet mogelijk al onze doelen te bereiken, omdat hiervoor vaak financiële middelen nodig zijn. Mijn doel voor dit jaar is zowel het behouden van de huidige zeventien sponsoren, wat gezien de crisis al een uitdaging genoemd mag worden, als het uitbreiden van het sponsorenbestand zodat het groeiende U-dispuut en haar leden de komende jaren genoeg contacten en fondsen kent.
Joris Moen
Functie: Commisaris Public Relations en Promotie Mastertrack: Structural Engineering Hobbies: Volleyballen, snowboarden, gadgets Taken en doelen: Ons dispuut wordt gedragen door leden die, ondersteund door partners uit de praktijk, de studenten van de masterrichtingen Building- en Structural Engineering allerlei interessante activiteiten willen aanbieden. Mijn voornaamste doel is het tot stand brengen van transparant en interactief contact tussen deze drie partijen, met behulp van verschillende moderne communicatiekanalen. Het samenbrengen van mensen, zowel fysiek als virtueel, zal interessante mogelijkheden bieden voor zowel studenten als bedrijven.
Mathijs Vermond
Functie: Commisaris Onderwijs Mastertrack: Building Engineering Hobbies: Voetbal, hardlopen Taken en doelen: Het monitoren van het onderwijs is een belangrijke taak van het U-dispuut. Het is mijn taak om als schakel te dienen tussen de docenten en de studenten. Om de kwaliteit van de vakken op peil te houden, zal ik dit jaar de vakevaluaties voortzetten. Daarnaast zal het U-dispuut in samenwerking met andere disputen de organisatie van de curricula trachten te verbeteren. 7
januari 2013
prefab beton in high-rise Afstudeeronderzoek
U Door Sven ten Hagen Het moment is dan eindelijk ook voor mij gekomen: na aan de wieg te hebben gestaan van vijf U-profiels mag ik nu iets schrijven over mijn eigen afstudeeronderzoek. Mijn afstudeertraject heeft langer dan gemiddeld geduurd; in 13 maanden heb ik de haalbaarheid van prefab beton in het hoogbouwproject de Zalmhaven toren onderzocht. Deze toren is 202,25 meter hoog en staat naast de Erasmusburg in Rotterdam. Toen ik vorig jaar begin november klaar was met het High-rise project bij Bouwkunde was het tijd om te beginnen met afstuderen. Ik had alleen geen idee op wat voor onderwerp ik wou afstuderen. Het enige dat ik wel wist was dat ik graag iets wou doen met staal, hoogbouw, constructief ontwerpen en dit alles gecombineerd in een echt project bij een ingenieursbureau. Op de U-dispuut site had ik enkele onderwerpen gevonden die in de richting kwamen, maar ze waren het nog niet helemaal. Deze aspecten in acht genomen, heb ik 8
vervolgens een afspraak gemaakt bij vier ingenieursbureaus, maar het bleek lastig om de eis hoogbouw te combineren met een werkelijk project. Gelukkig hadden ze bij Zonneveld ingenieurs een project in de ijskast liggen: de Zalmhaven toren. De toren zou eigenlijk gebouwd worden met een tunnelbekisting, maar de bouw is nooit gestart omdat de financiële crisis enkele maanden te vroeg kwam. Tijdens het ontwerpproces waren meerdere varianten in staal en beton onderzocht, maar een geprefabriceerde toren was nooit beschouwd. Aan mij de taak om te onderzoeken of het haalbaar was! Helaas moest ik wel mijn voorkeur om iets met staal te doen laten varen, maar daar kreeg ik een zeer interessant project in beton voor terug waar ik met veel plezier 13 maanden aan heb gewerkt. Op basis van de probleemstelling en enkele randvoorwaarden om de omvang van het onderwerp te beperken, is een constructief ontwerp voor de draagconstructie gemaakt.
Zalmhaventoren
U PROFIEL
prefab beton in high-rise
Hijsloods
Ook is de hijsloods, die het verticale en horizontale transport op de bouwplaats vervult, gedimensioneerd. Het constructieve ontwerp voor de draagconstructie is gebaseerd op een elementindeling in metselwerkverband met een open verticale voeg. Deze elementindeling gedraagt zich zeer stijf terwijl de verticale voeg constructief niet gevuld hoeft te worden. Dit is zeer gunstig voor de uitvoering, omdat 25% van de voegen verticale voegen zijn. De hijsloods is een zeer interessante oplossing voor het transport op de bouwplaats, omdat dit systeem de werkvloer beschermd tegen de wind, regen en kou. Als gevolg is verlet bijna niet meer aanwezig. Daarnaast bevat een hijsloods een gescheiden transportsysteem: de eerste bovenloopkraan transporteert de elementen van de vrachtwagen naar de verdiepingvloer en de tweede bovenloopkraan pikt de elementen op van de verdiepingvloer en zet ze op de definitieve locatie.
Aangezien het plaatsen van een element op de definitieve locatie veel tijd in beslag neemt, is de horizontale cyclus groter dan de verticale cyclus, wat resulteert in cyclustijden die onafhankelijk van de hoogte zijn (de cyclustijd omvat alle acties die nodig is om één verdieping te maken). Dit laatste is zeer belangrijk bij hoogbouwprojecten om verstoringen tijdens het uitvoerproces te voorkomen. Met behulp van het constructieve ontwerp is vervolgens de constructie gemodelleerd in het Eindige Elementen Methode (EEM) programma AxisVM. Een EEM programma is nodig, omdat het niet haalbaar is de volledige constructie met de hand door te rekenen. Handberekeningen zijn natuurlijk wel noodzakelijk om de resultaten te controleren, aangezien een EEM programma al snel op een black box lijkt. Het werken met een EEM programma vergt veel tijd, maar levert wel interessante resultaten die anders moeilijk visueel gepresenteerd kunnen worden. EEM Model
9
januari 2013
Een voorbeeld van de EEM resultaten is de invloed van de verbindingen. Uit een onderzoek naar de afschuifstijfheid van de horizontale voegen blijkt dat de afschuifstijfheid van ondergeschikt belang is. Dit kan voornamelijk verklaard worden door de hoge slankheid van de Zalmhaven toren (h/b=6,7), waardoor de normaalstijfheid maatgevend wordt. De verticale voegen zijn in het onderzoek constructief open gelaten. Wat gebeurt er wanneer deze voegen wel constructief meegenomen worden? Uit het onderzoek blijkt dat de verticale voegen nauwelijks invloed hebben op de sterkte en stijfheid van de constructie. De zeer grote elementen boven en onder de verticale voeg zorgen voor een deuvelwerking en nemen de verticale schuifkracht op. Wel wordt het verloop van de horizontale schuifkracht beïnvloed. Door het gebrek aan constructieve eigenschappen moet de horizontale
Monolithische schuifkracht door wind
Prefab schuifkracht door wind
10
schuifkracht namelijk om de verticale voeg heen stromen, waardoor de schuifkracht in de deuvel elementen aanzienlijk toeneemt. Het aantal voegen beïnvloedt ook het transportsysteem: minder voegen zijn constructief gunstiger, maar dit resulteert wel in grote en zware elementen. Uit een analyse van het transportsysteem blijkt dat grote en zware elementen ook gunstig zijn voor de cyclustijden. Dit komt door de niet-lineaire relatie tussen massa en transportsnelheid: een 50% reductie van de massa resulteert in een 30% snellere transporttijd. Verder hebben twee kleine elementen twee keer zoveel kraangebonden handelingen als één groot element. Het kan dus geconcludeerd worden dat het transportsysteem optimaal functioneert wanneer de maximale lastmassa benut wordt. Naast de voegen en het verloop van de krachten om de voegen heen kan de stijfheid ook als een karakteristieke eigenschap van prefab beton worden beschouwd. Dit aspect is vaak maatgevend bij een hoogbouw ontwerp en is doorslaggevend voor de haalbaarheid van prefab beton in een hoogbouwproject. Vaak wordt aangenomen dat de stijfheid aanzienlijk gereduceerd wordt door de introductie van voegen. Uit de EEM analyse blijkt dat de prefab constructie maximaal 4% minder stijf is dan een vergelijkbare monolieten constructie. Dit verschil is bijzonder klein, waardoor prefab beton hoogtes moet kunnen bereiken die vergelijkbaar zijn met de huidige hoogbouwtorens in de wereld. Dit stijve gedrag wordt veroorzaakt door het metselwerkverband in combinatie met de zeer grote elementen (tot 34,7 ton), de hoge sterkteklasse van het beton (C90/105) en de slankheid van de Zalmhaven toren. Tijdens de EEM analyse zijn meer aspecten beschouwd, bijvoor beeld de tweede orde effecten,
Stijfheid van de prefab constructie
dwarskrachtvervorming, bouwfactor cscd, versnellingen en de verificatie van de elasticiteitsmodulus. Aangezien deze aspecten geen karakteristieke verschillen geven tussen prefab en cast in situ beton zijn zij alleen bepaald voor de prefab constructie. Uit de analyse komt een bijzonder fenomeen naar voren: de Zalmhaven toren voldoet makkelijk aan de eisen met betrekking tot versnellingen. Dit is onverwacht voor een toren van meer dan 200 meter, maar kan verklaard worden door de hoge stijfheid van de onder en bovenbouw en de zeer hoge massa van de constructie.
U PROFIEL
prefab beton in high-rise
Wanneer de maatcontrole beschouwd wordt, kan geconcludeerd worden dat de normen gedateerd zijn. Reductiefactoren tot 50% kunnen toegepast worden op het uitzetten van meetpunten, het stellen en fabriceren van prefab elementen. Met de normen is de Zalmhaven toren op papier gebouwd, wat leidt tot een overschrijding van de toleranties elke 10e verdieping. Het is dus mogelijk om alle elementen te plaatsen en alleen elk 10e element te stellen ten opzichten van de basismeetpunten. Deze methode wordt echter nooit in de praktijk toegepast en de maatafwijkingen worden opgevangen per verdieping in een natte voeg en met een dunne afwerkvloer. De rede voor deze standaard methode zijn de risico’s van de 1 op 10 methode en de geringe voordelen. Voor de realisatiefase van het project is de cyclus tijd van de prefab constructie vergeleken met een
monolieten constructie. Hoewel de prefab cyclustijd maar 10 tot 25% korter is, neemt dit verschil tot 50% toe wanneer de bouwtijd per vloer wordt vergeleken. Dit verschil wordt veroorzaakt door de grote doorlooptijd tussen handelingen, waardoor de monolieten constructie niet kan versnellen (de doorlooptijd na het storten van beton is zeer groot, omdat het beton eerst moet uitharden voordat de volgende handelingen kunnen plaatsvinden). Aangezien de cyclustijden of bouwtijd per vloer een zeer grote invloed hebben op de totale bouwtijd van een hoogbouw toren, is de assemblagetijd van een prefab constructie beduidend korter dan de bouwtijd van een vergelijkbare monolieten constructie. Uit het afstudeeronderzoek kan geconcludeerd worden dat het constructief en uitvoeringstechnisch haalbaar is om een toren van 202,25 meter in Nederland te bouwen. Grotere hoogtes zijn zelfs mogelijk omdat de sterkte
en stijfheidreductie zeer beperkt zijn. De enige beperkende factor blijft het economische klimaat, waardoor de grondprijzen te laag zijn voor gebouwen ver boven de 200 meter. Ook status speelt hierbij een belangrijke rol. Wanneer ik op mijn afstuderen terug kijk, dan was het begin niet altijd even makkelijk. Wanneer je eenmaal je ritme vindt gaat alles automatisch en komen de resultaten vanzelf. Door een groot onderwerp te kiezen was er altijd wel een nieuw en interessant aspect dat ik kon onderzoeken. Aan de andere kant heeft dit brede onderwerp er wel voor gezorgd dat mijn planning iets uitliep. Voor mensen die beginnen met hun afstuderen kan ik één ding zeggen: zoek een onderwerp waar je met passie over kan schrijven en 6 a 8 maanden aan wilt werken. Kijk ook of je dit in combinatie kan doen met een bedrijf, want dit zorgt voor veel nieuwe kennis, inzichten en goede connecties voor de toekomst.
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
januari 2013
onderwijs
Enquêtes, evaluaties en resultaten
U Door Mathijs Vermond Ook dit jaar houdt het U-dispuut zich weer bezig met het analyseren van de verschillende vakken die binnen de masterrichtingen Building Engineering en Structural Engineering vallen. Vakevaluaties 2012-2013 Q1 Rond de tentamenperiode worden er enquêtes uitgeschreven onder de deelnemende studenten en naar aanleiding van de resultaten van deze enquêtes worden de vakken met de docenten geëvalueerd. Krijg je dus een mailtje van ons via Kwaliteitszorg Delft of een papieren enquête tijdens een tentamen, vergeet deze dan niet in te vullen, want dit is één van de meest directe manieren om invloed uit te oefenen op de kwaliteit van de vakken! Iedere periode zullen twee à drie vakken worden geëvalueerd. In de eerste periode van het nieuwe studiejaar is de keus gevallen op de vakken Steel Structures 2 en Architecture & Building Engineering. Het resultaat van de enquêtes, tentamens en de gesprekken met de docenten valt in de rest van dit stuk te lezen. In de tweede peri-
Resultaten Steel Structures 2
12
ode zal in ieder geval Timber and Timber Structures aan de beurt komen. Steel Structures 2 Uit de enquête van Steel Structures 2 kwam naar voren dat het een vak is met veel verbeterpunten. Na een gesprek met de coördinator, dhr. Abspoel, blijkt dat het om een structureel probleem gaat. Met de bezuinigingen binnen de secties is er minder tijd en geld beschikbaar om het vak te verbeteren. De docenten zijn met hun ervaring zeer vakbekwaam, alleen ontbreekt het tijdens de colleges soms aan een goede en enthousiaste informatieoverdracht. Daarnaast was het voor de studenten niet geheel duidelijk welke kennis er verwacht werd op het tentamen. Dit is terug te zien in de statistieken (bron: Osiris). Dhr. Abspoel gaat werken aan de samenhang van het vak, zodat het duidelijker en meer gestructureerd gedoceerd wordt. De docenten zijn allen al pensioen gerechtigd, wat betekent dat in de toekomst nieuwe docenten worden aangetrokken. Tot de komst van nieuwe docenten zal
het studiemateriaal hoogstwaarschijnlijk niet aangepast worden. Verder wordt er overwogen om volgend studiejaar gebruik te gaan maken van Collegerama. Mocht je nog suggesties hebben om de kwaliteit van dit vak te verhogen, laat het ons dan weten via een mailtje naar udispuut-citg@ tudelft.nl. Statistieken tentamen Steel Structures 2 • Aantal deelnemers: 125 • Aantal voldoendes: 47 (37,6%) Architecture & Building Engineering Naar aanleiding van een aantal kritiekpunten van de studenten vorig jaar zijn de verschillende docenten van het vak Architecture and Building Engineering voor aanvang van dit studiejaar bijeen gekomen voor een vakevaluatie. Hierin zijn een aantal verbeterpunten opgesteld, welke dit jaar zijn doorgevoerd. Dat de verbeterpunten effect hebben gehad is terug te zien in de resultaten van de enquête. De studenten zien dit als een relevant vak binnen de gekozen studierichting. De enige kritiekpunten zijn de hoeveelheid beschikbare oefenmateriaal en de hogere studielast ten opzichte van het aantal ECTS wat voor het vak staat. In de bespreking van de resultaten van de enquête beaamde
U PROFIEL
Onderwijs
Dhr. Pasterkamp dat de hoeveelheid oefenmateriaal niet toereikend genoeg was. Hij zal er zorg voor dragen dat er volgend jaar meer materiaal beschikbaar is. De positieve indruk van het vak wordt bevestigd door de resul-
taten van het tentamen. De resultaten zijn in onderstaande grafiek te zien. Statistieken tentamen A&BE • Aantal deelnemers 23 • Aantal voldoendes 22 (95,7%)
Mocht je geïnteresseerd zijn in uitgebreidere resultaten van de geëvalueerde vakken, kijk dan op de U-dispuut website: www.udispuut.tudelft.nl!
Resultaten Architecture and Building Engineering (waarin de auteur van dit artikel duidelijk te herkennen is)
Constructeurs van bijzondere projecten PPS PEER REVIEW DBFMO HAALBAARHEID DESIGN & CONSTRUCT IMPACT ANALYSE HERONTWIKKELING/HERBESTEMMING RISICODRAGEND PARTNER DESIGN & BUILD
Zonneveld ingenieurs b.v. is een toonaangevend onafhankelijk ingenieursbureau op het gebied van constructies. Stage/afstuderen ing. Jan van der Windt RO telefoonnummer: 010 – 452 88 88 e-mail:
[email protected] gevestigd in Central Post/Rotterdam
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
januari 2013
Excursie VBI Meer dan kanaalplaten
U Door Maarten Mathot Op de vroege morgen van 12 oktober verzamelde een select groepje U-disputers zich voor een excursie naar het verre Huissen, waar een bezoek zou worden gebracht aan VBI, de grootste fabrikant van kanaalplaatvloeren van Europa. Ze verwachtten een indrukwekkende fabriek in bedrijf te zien en terug te keren naar
Betoncentrale
14
Delft met meer specifieke kennis over kanaalplaatvloeren. Die fabriek kregen ze te zien, maar ze vertrokken met veel meer dan alleen kennis over kanaalplaatvloeren. Dit was te danken aan Martin Koppenhol, voormalig fabrieksmanager en hoofd kwaliteitsbewaking, die ons deze ochtend
begeleidde. Dhr. Koppenhol was niet zozeer geïnteresseerd in het houden van een verhaal over vloeren, maar ging met de bezoekers de dialoog aan over de ontwikkelingen in de bouwwereld en uiteraard de rol die prefabricatie daarin kan spelen. De voordelen van het gebruik van geprefabriceerde elementen zijn bekend; het maakt een veel snellere en goedkopere bouw mogelijk. In de traditionele manier van prefab-bouw gaat dit echter gepaard met enkele belangrijke nadelen. Zo wordt het gebouw minder flexibel te benutten, en is ook het ontwerp van het gebouw sterk aan grenzen gebonden. In Huissen worden echter producten ontwikkeld die veel van deze problemen wegnemen, en tal van mogelijkheden bieden met betrekking tot de integratie van systemen die voorheen niet mogelijk waren. Zo is het mogelijk een prefab betonnen huis te bouwen waarin binnen 3 seconden op tal van plekken een stopcontact in de muur kan worden gemaakt en zowel de verwarming, de ventilatie als de stofzuiger in de vloer verwerkt zit! Dat dergelijke ontwikkelingen nauwelijks ten kosten gaan van de bouwsnelheid werd op de afgelopen edities van de Bouwbeurs bewezen. Hier bouwde een grote groep toeleveranciers in de bouw, waaronder VBI, een huis. Dit is op zich natuurlijk geen opzienbarende prestatie, maar het feit dat het huis in slechts 24 uur werd opgeleverd en dat binnen dat tijdsbestek ook alle systemen
Martin Koppenhol in actie
U PROFIEL
excursie vbi
Machine plus vuller
waren geplaatst, is dat wel. Hierbij moet aangetekend worden dat er geen fundering is geplaatst, maar dat kwam onder meer doordat het plaatsen van een fundering niet werd toegejuicht door de locatie waar de beurs gehouden werd. Het lijkt er dus op dat er vele nieuwe mogelijkheden aankomen in de geprefabriceerde betonbouw. Het slagen van deze nieuwe concepten is echter nog sterk afhankelijk van de mate waarin alle verschillende toeleveranciers samen willen werken zodat alle systemen op elkaar en op de constructie aansluiten. Op dit moment is dit absoluut nog niet het geval, maar de ideeën zijn er, en wellicht wordt de woningbouw in de nabije toekomst hiermee goedkoper, sneller en beter. Uiteraard werd er niet alleen gesproken tijdens deze excursie, maar was er ook tijd om de enorme fabriek te bekijken. In een continu proces worden kanaalplaten gevormd en op maat gesneden. Een gespecialiseerde machine snijdt vervolgens in
iedere plaat precies op de door de klant gespecificeerde plaatsen gaten en hoeken, zodat alle voorzieningen straks geplaatst kunnen worden. Het beton wordt ter plekke gemengd en een volledig geautomatiseerd systeem vervoert het van de centrale langs de wand naar de bewegende machinerie. Aan het einde van de bedden worden de machines van het bed verwijderd, schoongemaakt en gereviseerd, zodat het proces non-stop door kan gaan. Het is essentieel dat het proces nooit stopt, want het beton wordt precies zo gemaakt dat het al na
enkele minuten begint te harden, en dit mag natuurlijk niet in de machines gebeuren. Het voordeel van deze snelle harding is dat de platen soms al binnen 48 uur na de fabricatie op de bouwplaats geplaatst kunnen worden. Na een aangename lunch lopen we het hoofdkantoor van VBI weer uit. In een ochtend hebben we zowel een enthousiasmerend verhaal als een indrukwekkende fabriek gezien en terwijl we in onze huurauto stappen concluderen we dat het het vroege opstaan meer dan waard was.
Stofzuiger in de vloer
15
januari 2013
ADVERTORIAL
ipad op de bouwplaats iPad meer dan handig hulpje U Door Timo Roes Een bouwplaats zonder papieren bouwtekeningen is voorlopig nog utopie. Toch is de tabletcomputer in opmars. BAM Utiliteitsbouw beproeft de iPad op diverse bouwplaatsen. ‘Juist door de iPad mee naar buiten te nemen, kunnen kosten worden bespaard.’ Timo Roes, werkorganisator bij BAM Utiliteitsbouw regio Arnhem, zet vrijwel geen stap buiten de keet zonder iPad. Hij werkt op het project Mariendaal Centre of Excellence in Arnhem. Het betreft een nieuw hoofdkantoor voor TenneT, dat in combinatie met GiesbersWijchenBouw wordt gerealiseerd. ‘Wij hebben gezocht naar praktische toepassingen voor de iPad. Als bouwcombinatie zijn wij zelf verantwoordelijk voor de kwaliteitsborging. Eens per maand brengen wij daarover verslag uit aan de opdrachtgever. Dit gebeurt aan de hand van keuringsrapporten. Met de iPad kunnen die een stuk efficiënter worden opgesteld dan voorheen toen aantekeningen werden gemaakt tijdens een ron18
dgang, die vervolgens in de keet in de computer moesten worden ingebracht. Speciaal voor de iPad is een formulier gemaakt, dat direct wordt ingevuld. Met de iPad gemaakte foto’s van bepaalde details kunnen aan de rapportage worden toegevoegd, waarna je het document eenvoudig per mail verstuurt.’ Kladblok Volgens Roes komt de iPad eveneens goed van pas tijdens de opleveringsrapportage en tijdens
Timo Roes op de bouwplaats in Arnhem
de veiligheidsrondes, die regelmatig worden gemaakt. ‘Een timmerman of een uitvoerder, iedereen kan de iPad meenemen naar buiten. Het apparaat is ook eenvoudig als kladblok te gebruiken. Op de bouwplaats en ook bijvoorbeeld tijdens een planningsvergadering. Nu zit iemand op een A4-tje iets te schetsen, waar acht man naar moet turen. Waarom niet schetsen op de iPad die is verbonden met een beamer?’ Volgende stap is volgens Roes dat de iPad op de ingeladen plattegronden herkent in welke ruimte men zich bevindt, waarbij direct aantekeningen kunnen worden gemaakt. ‘De mogelijkheden zijn legio. Wat te denken van een 3Dmodel dat op de iPad zichtbaar is, terwijl je door een gebouw loopt. Nu moet je vaak meerdere tekeningen over elkaar leggen om jezelf een beeld te vormen van een ruimte.’
Wereldwijd circa actief 24.000 medewerkers
Veelzijdig
Koninklijke BAM Groep nv
Bouw en techniek, Infra, Vastgoed en Publiekprivate samenwerking
Initiëren, ontwikkelen, bouwen, beheren en onderhouden
www.bam.nl/werken-bij-bam
januari 2013
Vladimir shukhov
kwam werkte hij mee aan de eerste oliepijpleiding door Rusland en ontwierp één van de eerste stookovens die restolie gebruikte. Dit kraakproces werd naar hem vernoemd en wordt tegenwoordig nog steeds gebruikt om diesel te maken.
Constructeur uitgelicht
U Door Wilco van der Mersch Vladimir Grigorievich Shukhov (1853-1939) was een Russische architect en bouwkundige. Hoewel niet veel mensen hem kennen worden zijn ontwerpen nog steeds gebruikt, zowel in Rusland als ver daarbuiten. Hij was de pionier op het gebied van nieuwe analysemethoden voor constructief ontwerpen. Deze methoden leidden tot de bouw van ’s werelds eerste hyperboloïde constructie, een hyperbool geroteerd over één as.
20
Loopbaan Shukhov werd geboren in het dorpje Grayvoron, vlak naast de Russisch-Oekraïense grens. Gedurende de jaren op het gymnasium had hij veel kennis over wiskunde en mechanica opgedaan. Erg bijzonder was de uitgebreide aandacht aan de relatie tussen theorie en praktijk. In 1876 studeerde hij cum laude af aan de Technische Hogeschool van Moskou. Hij ging naar de VS om meer te weten te komen over de nieuwste technische ontwikkelingen. Toen hij terug-
Vladimir Shukhov op 47-jarige leeftijd
U PROFIEL
vladimir shukhov
Groot-Russische Tentoonstelling 1896 Voor deze tentoonstelling bouwde Shukhov acht enorme paviljoenen, waarvan vier met hangdaken en vier met cilindervormige schaaldaken. Zijn constructies werden gekenmerkt door het overmatige gebruik van netwerkelementen, zelfs bij lokale puntlasten. Het voordeel hiervan was een enorme gewichtsbesparing. Het netwerk van rechte stalen staven had een grote draagkracht en was eenvoudig te monteren. Eén van deze paviljoenen was de ‘Rotunda’. Een rond paviljoen bedekt met een diagonaal raster met in het midden ’s werelds eerste membraandak.
Dit paviljoen had een diameter van 68 meter en was 16 meter hoog. De middelste ring werd ondersteund door 16 vakwerkmasten. Het dak tussen beiden ringen was gemaakt van een netwerk van stalen banden. Op dit netwerk lagen zeshoekige frames, waarvan sommigen uit glas bestonden, zodat zonlicht het paviljoen van boven binnen kon treden. Het middelste deel van het dak was een holle koepel die bestond uit een dun schaalvormig membraan. Regenwater werd van het laagste punt van de koepel via twee dunne buizen naar ondersteunende masten geleid.
“Over de hyperboloïde dacht ik lang na. Onbewust was ik er constant mee bezig, maar dat leidde aanvankelijk tot niets.”
Het ovale paviljoen
Het grootste succes van de hele tentoonstelling was de 25 meter hoge watertoren. Tijdens zijn studie had Shukhov geleerd dat een hyperboloïde erg handig was om de analytische meetkunde te begrijpen, maar verder geen praktisch nut had. Terwijl hij aan het ontwerpen was kwam hij er achter dat een oppervlakte van kruisende rechte staven vele functionele mogelijkheden met zich mee bracht. De dragende functie van drukstaven kon worden overgenomen door de hyperboloïde, waarmee de watertoren een feit was. De inspiratie om een hyperboloïde te gebruiken kwam niet van het vele denkwerk (zie kader), maar van de vorm van een afvalmandje in zijn werkkamer. In de jaren daarna zijn ruim 200 vergelijkbare watertorens gebouwd. Later werden deze vakwerkmasten ook op militaire schepen, zowel Russisch als Amerikaans, geplaatst.
Watertoren (1896) vandaag de dag
21
januari 2013
Shukhov Toren 1922 De beroemdste constructie die Shukhov gebouwd heeft is de radiotoren in Moskou. Hoewel deze eerst vele honderden meters hoog zou worden leidde een tekort aan staal ertoe dat de toren uiteindelijk ‘slechts’ 160 meter hoog werd. In verhouding met het gewicht bevat de toren drie keer minder staal dan de Eiffeltoren in Parijs. Ondanks de lage hoeveelheid staal ondervindt de constructie relatief weinig deflectie ten gevolge van windbelasting. Sterkte en slankheid zijn gecombineerd in deze schaalconstructie. De toren bestaat uit zes delen gemaakt van rechte balken en is scharnierend opgelegd aan de ringvormige voet. Het is niet alleen de constructie die deze toren zo bijzonder maakt. Tijdens de bouw zijn geen kranen of steigers gebruikt. De toren is gebouwd volgens een telescopische methode. Elk deel werd in elkaar gezet in het deel
Vliegtuigongeluk Na de bouw van de toren was er een dikke draad van de bovenkant van de toren naar één van de lieren achtergebleven. Niemand had de moeite genomen deze te verwijderen. Toen in 1939 een vliegtuig iets te laag overvloog bleef deze hangen aan de draad en stortte neer in een nabijgelegen tuin. Wonderlijk genoeg stond de toren nog overeind en was er zelfs geen reparatie nodig!
Overige projecten
daaronder en vervolgens op elkaar gehesen met katrollen en lieren. Toen de toren klaar was, was deze het hoogste gebouw in Rusland. Vele jaren later zijn Shukhovs hyperboloïde constructies terug te vinden in het werk van beroemde architecten en constructeurs zoals Gaudi, Le Corbusier en Santiago Calatrava. Daarmee is Shukhov de grondlegger van een geheel nieuwe familie constructies geworden.
Adziogol vuurtoren (1910)
Station Moskva Kievskaja (1918)
Bakhmetevsky Busgarage (1927)
Shukhov toren
22
Dak van het warenhuis GUM (1893)
Vakinhoudelijke kennis, creativiteit en innovatieve oplossingen Corsmit Raadgevend Ingenieursbureau ontwerpt constructies voor gebouwen in het topsegment van de Nederlandse- en internationale onroerend goed markt en loopt voorop bij maatschappelijke ontwikkelingen als meervoudig ruimtegebruik, duurzaam en milieuvriendelijk bouwen en hoogbouw. Nieuwe technologieën, bouwmethoden en materialen zorgen voor voortdurende veranderingen in een wereld die zelf constant haar eisen bijstelt. Groeiende bewustwording en aandacht van de samenleving voor ons leefmilieu, spelen in ons werk als constructief ontwerper een belangrijke rol. Als onderdeel van Royal Haskoning loopt Corsmit voorop in een multidisciplinaire projectaanpak, zowel nationaal als internationaal. Ontwerpende constructeurs met motivatie, gedrevenheid en enthousiasme voor het vak affiniteit met de architectuur en het bouwproces teamgeest en constructief inzicht
George Hintzenweg 77 3068 AX ROTTERDAM Postbus 8781 3009 AT ROTTERDAM
[email protected] telefoon 010 2865666 Wijchenseweg 132 6538 SX NIJMEGEN Postbus 112 6500 AC NIJMEGEN
[email protected] telefoon 024 3284284 Entrada 301 1096 ED AMSTERDAM Postbus 94241 1090 GE AMSTERDAM
[email protected] telefoon 020 5697700 internet: www.corsmit.nl
januari 2013
the shard
Renzo Piano’s latest and greatest
U By Dennis Woutering You can call it however you want. With names like “The London Shard”, “London Bridge Tower” and “The Shard of Glass” this building is the highest building in the United Kingdom, and for now even the highest in the whole of the European Union. The only higher building in Europe (outside the union) is the Mercury City Tower in Moscow, of which the construction has only been finished since November 2012. Between May and November 2012, the Shard held the top position.
24
Design history Over 12 years ago the entrepreneur Irvine Sellar wanted to redevelop the Southwark Towers in London. He needed a larger and preferably more outstanding building, but he felt nothing but contempt for the designs of the ‘usual’ high-rise buildings. Instead of a normal ‘square’ tower he was inspired by several key features of the London city, one of which were the spires (18th century Victorian railway lines laying close to the project site). One of the names for the current building, the London Spire, was derived from this concept.
In 2000, the architect Renzo Piano was contacted by Sellar. Not long after he came up with the design of a glass pyramid-like structure. The use of the glass was important to give the building a sophisticated look and to reflect the skylight into London in different angles, depending on the time of the day and the seasons in the year. Though some parties were not particularly fond of the design, calling it a “shard of glass through the historic heart of London”, the construction had been approved in 2003.
U PROFIEL
the shard
struction was finished in time, real use operations will only start in early 2013, when the building will opened for the public. Would the building have been constructed with contemporary methods, it probably wouldn’t be finished in time. Instead, they managed to shave some time off by using a very unconventional building process.
An early sketch of The Shard
Structure As is the case with many of the highest buildings around the world, the structure and construction process of this tower is not of the usual kind. First of all, taking a quick look at the structural plans, this building is made out of four different layers. The first layer is the basement, almost completely made out of concrete. Above this, 40 layers are made with a steel structure, with inward facades to create the lower part of the ‘pyramid’ structure. The real surprise however, is in the next part. The floors 41 through 72 have a concrete core structure, surrounded by a supporting steel structure. This is basically a tower-in-tower structure. The final layers are made out of steel again. The highest floors, ranking from the 72nd to the 95th, reach up to a total height of 310m. Construction The construction deadline for the London Shard was relatively small. This was because they wanted to finish the construction in July 2012, just before the start of the Olympic games, so the piercing glass could serve as a nice backdrop. Though the con-
The first 72 floors have been built with the help of a crane standing inside the building (and four others), supported by the concrete core. This in itself is already quite unusual, but it is still a method that is used all around the world for buildings of this height. However, this “core-crane” was used to build another crane, cantilevered off the building from the 55th floor and up. This second crane, which required some very special support structures on the inside of the building, helped build the last layers up to the final floor. The use of a cantilevered crane was never used outside of the USA, so this is a huge step forward for European building projects.
Besides the use of this crane, a few other time-saving processes have been used, such as the preassembling huge parts of the building before transport (3-floor high steel structures) and trialbuilding (where they tested the building process off-site, creating a more efficient building environment on-site).
The Shard
Building specifications Names: The Shard, Shard of Glass, London Shard, London Bridge Tower, Shard London Bridge Architect: Renzo Piano Floors: 95 Highest public floor: 72 (Observatory at 245m) Elevators/stairs: 44 Building height: 309.6m Construction height: 308.5m Roof height: 304.1m Construction: March 2009 – July 2012 Opening: February 2013
The cantilevered crane in action
25
Constructies De ruggegraat van het gebouw
Wie zijn we? ARCADIS is een toonaangevende, wereldwijd actieve, kennisgedreven onderneming. Wij leveren design-, advies- en ingenieursdiensten aan bedrijven in binnen-en buitenland. Het succes van de klant staat voorop in onze aanpak. We realiseren projecten en programma’s vanaf het concept en ontwerp tot de oplevering en het beheer. Onze klanten uit de private en publieke sector doen een beroep op ons voor een breed programma aan integrale diensten. Tot ons takenpakket behoren feasibility studies, ontwerpen, engineering, projectmanagement, implementatie en onderhoud en beheer. Daarnaast kijken we naar de verbonden juridische en financiële consequenties van de projecten. De draagconstructies vormen de ruggengraat van een gebouw. Het is onze ambitie om aansprekende gebouwen te ontwerpen waarbij de draagconstructies tevens een wezenlijke bijdrage leveren aan het architectonische beeld. ARCADIS maakt hierbij vergaand gebruik van BIM modellen, biedt geintegreerde oplossingen, beheerst constructieve risico’s en levert een grote bijdrage aan de realisatie van duurzame gebouwen. www.arcadis.nl
Imagine the result
U PROFIEL
apps u need
Apps U need Engineering on the go!
U By Steven van Eck Every issue we bring you the current ‘must-have’ applications for your mobile phones and tablets, related to the field of building engineering.
FormIt
Autodesk inc. IPAD Free Google is pretty much dominating the mobile world at this point, but there is one glaring oversight that has to be mentioned. There is no SketchUp available in any mobile form whatsoever. And yes, we know that Google sold SketchUp earlier this year, but that doesn’t mean we can’t still be mad at them. In comes Autodesk with the answer to our prayers. FormIt is as close to a mobile version of SketchUp as you can get. The whole app revolves around the concept of “a 10-minute model”. So while it might lack the precision of a desktop version of SketchUp, it’s great for working out ideas in the field. Just like with SketchUp you can import map data to see how your idea would fit into its surroundings. Its true power lies in the fact that you can import models into your BIM workflow using Autodesk Revit, so that you can continue with your idea once you get back into the office!
Buildings
Openbuildings Ltd. IOS ANDROID Free Ever had a craving for some refined architecture but didn’t know where to look for it? Those days are over with ‘Buildings’, a comprehensive encyclopaedia containing over 40,000 buildings! Each building contains interesting photos and information supplied by architects all over the world. It kind of works like Wikipedia, in that users can add their own buildings or add photos to existing ones, helping ‘Buildings’ expand its already overwhelming library. The best part is that it uses your phone’s GPS function to locate architectural curiosities near your location. Just hit navigate and it instantly gives you directions (using Google Maps) on how to get there. And, as with almost every App nowadays, you can login using your Facebook credentials and comment on or share buildings you have visited, even if it is just to show off your interest in the higher arts. If there is one pet peeve we have with ‘Buildings’, it’s that ‘Nearby Buildings’ are sometimes located pretty far away…
World of Goo
2D Boy IOS 2,69 ANDROID 3,99 Who says Engineers aren’t allowed to have a little bit of fun? Now you can finally show off the fun side of structural engineering to your family and friends. World of Goo continues the trend of physics-based mobile games, which started with the Angry Birds craze. What makes World of Goo different from these other physicsbased games though, is that the whole game is basically one big statics puzzle. Basically you are building trusses by linking ‘balls of goo’ to one another, trying to reach the end of the level. This could be in the form of a bridge, a tower, anything the imagination can conjure up. The further you get, the crazier it gets. At its core it’s structural engineering 101: gooball links are either in compression or tension, causing them to shrink or stretch. Overhanging structures will eventually succumb to gravity and slender structures will buckle when they reach too high. But the best part is that you don’t even realize your playing an educational game, the game is that immersive. Bright colors, fluid animations, a great soundtrack and a whole lot of charm will suck you right in. But don’t take our word for it, just try it out yourself! The whole version will set you back a few bucks, but there is no harm in trying out the free demo right?
Too bad its only available on iPads at the moment.
Conceptualize ideas on the go”
Find architecture all around you
Build trusses to reach the finish
27
januari 2013
cardboard structures The art of building lightly
U By Lucia Cimpoi Corrugated cardboard is increasingly being used in a variety of modern applications. As a structural building element, corrugated cardboard has many advantages: low cost material; it possesses very strong insulation (thermal and acoustical) properties; is easily recyclable, and can be manufactured using renewable sources. As a building element, corrugated cardboard possesses a high degree of structural strength and stiffness. Manufacturing paper material with current technologies such as waterproofing films, polyurethane and acrylic paints can be used to improve its material properties. Architect Shigeru Ban is known around the world for his cardboard structures. Octatube have collaborated with him several
28
times on the creation of his cardboard tube buildings, in projects involving the building of a theatre (“Paper Dome”), a sculpture (“Vasarely Pavillion”) and a bridge (“Paper Bridge”). The “Paper Bridge” is the third cardboard project developed by Octatube from the design of
Paper dome
Shingeru Ban. The bridge, located over the Gardon River in southern France, weighs 7.5 tonnes. The bridge in made from 281 cardboard tubes, each 11.5 centimeters across and 11.9 millimeters thick. The steps are made out of recycled paper and plastic and the foundations are wooden boxes packed with sand. The structure can be easily disassembled during the winter and reassembled during the summer. Due to the fact that insufficient technical data regarding behavior of cardboard as a structural material was available at the time, tests had been carried out at the Octatube Laboratory of Product Development.
U PROFIEL
cardboard structures
“Paper too can be permanent, can be strong and lasting. We need to get rid of these prejudices...” - Shigeru Ban Shigeru Ban (born 1957) is an international Japanese architect, most famous for his innovative work with paper, particularly recycled cardboard paper tubes. One of the most important themes in his work is the “invisible structure”. The materials he chooses to use are deliberately chosen for how they aid the structural elements to incorporate into the design. His formal explorations with basic building materials helped to lead him into unique structural solutions. Ban’s experimental development of paper tubing structures came in 1986 before the question of any his programmatic commissions. He found paper’s structural integrity to be much better than expected and it is also available all around the world.
In parallel, material design – exact geometry, calculating tube lengths and detailing the nodes - was done as well. Research and design could be described as concurrently influential. The cardboard tubes were supplied for tests by numerous Dutch companies, and the final conclusion was a 40% increase in strength in case of new paper, compared to recycled paper. This became a lesson for the entire cardboard industry. Regarding the connections, in order to have a stiff node with transition of moments, the cardboard tubes were fixed with steel headends placed inside the tubes, and then connected to a star-shaped noted with two vertically aligned bolts. The star-shaped node consisted in a round steel tube with six steel plates welded together on it. Due to this arrangement, the threads of the membrane connection in star-shaped node could be adjusted in height.
Star-shaped node
The Paper Bridge was built by 24 French and three Japanese architecture students over the course of a month. It was designed as a summer event for the tourist season near the Pont du Gard, a Roman aqueduct in the south of France near Nimes, registered by UNESCO as a World Heritage.
There was a stark contrast of the materiality where Pont du Gard is made of stone which is heavy, hard and durable, and the Paper Bridge which is made of the paper tubes that are light, weak and short-lived.
Paper bridge Pont du Gard
Roman aqueduct Pont du Gard
29
januari 2013
Contest question Can you guess who it is? Since the office is currently overloaded with gifts and prizes to give away, it is time to have another ungoogleable contest question. The question is rather simple: Identify the infamous person on the right, send his or her name to udispuut-citg@tudelft. nl, and let us know the most creative reason why he or she has such an intense look on his or her face in this picture, and you might win a brilliant prize!
Benut iedere euro Benut iedere kilo Benut iedere kans
Constructies Nieuwbouw Hergebruik Renovatie
Piekstraat 77 3071 EL Rotterdam T E
010 201 23 60
[email protected]
www.imdbv.nl
Start je carrière bij Heijmans
Heijmans is een veelzijdig bedrijf, actief in vastgoed, woningbouw, utiliteitsbouw, installatietechniek en infra. Mensen maken het bedrijf. Met meer dan 8.000 collega’s bouwen we aan de ruimtelijke contouren van morgen. Samen maken we mooie projecten van blijvende waarde, voor onze klanten en voor de samenleving. Dat is het succes van Heijmans. Ook deel uitmaken van dit succes? Heijmans biedt volop kansen om jezelf te ontwikkelen, nieuwe uitdagingen aan te gaan en verantwoordelijkheid te nemen. Ook voor studenten en starters. Er zijn diverse stagemogelijkheden, afstudeeropdrachten en traineeships. Meer weten? Kijk op onze website: www.heijmans.nl onder ‘Carriere’.
Website: www.heijmans.nl Twitter: www.twitter.com/HeijmansNL
