Intermediair en adaptief - EGM...BOUWEN MET STAAL 237 I FEBRUARI 2014 8. Studie vannoordelijk gat...

8
ONDERWIJS- EN ONDERZOEKGEBOUW 012, VU AMSTERDAM De grote uitsneden in het kubusvormige 012-gebouw, voor biomedisch en bio - chemisch onderwijs en onderzoek van de Vrije Universiteit in Amsterdam, vra- gen om .een bijzondere constructieve aanpak. Temeer omdat het gebouw ook moet beschikken over adaptief vermogen. De schuin geplaatste 'mikado- kolommen' faciliteren een regelmatige kolomstructuur en grote vloervelden voor de belangrijkste verdiepingen, boven en onder de uitkragingen. Veel aan- dacht gaat uit naar de detailengineering van de speciale onderdelen. En naar de regie in het bouwproces. Belangrijk daarbij is de scheiding tussen ontwer- pend constructeur en coördinerend hoofdconstructeur. de overgang van het ondergrondse parkeer- ke ld erstramien naar het laboratoriumstra- mien (vanaf verdieping 1) in de bovengele- gen gebouw geh eel op de begane grond opgelost (afb. 3). De constructieve hoofdopze t van de labver- diepingen (afb. 2) bestaat uit enkel een skelet van prefab betonkolommen en vloeren, opgebouwd uit vloerliggers (grotendeels pre- Intermediair en adaptief ir. M.J.G. Hermens, ir. W.P.A. van Adrichem en ir. J.G. Kraus Mau rice Hermens, Walter van Adrichem en John Kraus zijn respectievelijk ra adgevend ing enieur, constructeur projectleider en le ad ing professional bij Roy al HaskoningDHV. Onderwijs en onderzoek moeten kunnen reageren op veranderingen. Drager, installa- ties en afbouw van het 0 12-gebouw zijn daarom gescheiden, zodat aanpassingen relatief eenvoudig zijn. Ook voor het con- structief ontwerp zijn eenvoud, flexibiliteit en aanpasbaarheid het uitgangspunt. De constructieve opgave, met een stapeling van functies en een 'uitgehapte' hoofdvorm, was echter allerminst eenvoudig. Om risico's in de prijsvorming en uitvoe- ringsplanning te verminderen is met de opdrachtgever besloten een heldere en ver- gaande scheiding tussen ontwerp en uitvoe- ring aan te brengen. De bestekstukken zijn zodanig uitgewerkt dat ze én geschikt zijn voor het zeer nauwkeurig bepalen van de bouwkosten én voor de verdere uitwerking door de aannemer. Royal HaskoningDHV is ontwerpend constructeur, de aannemer neemt de rol van coördinerend constructeur op zich, en schakelt Pieters Bouwtechniek in 1 Complexe of bepalende onderdelen wor- den in bestekfase uitgewerkt tot niveau uit- voeringsgereed. Specifieke onderdelen, zoals met name de mikado-kolommen en V-con- structies, worden zelfs uitgewerkt tot en met de detailengineering. 40 Extra motief voor deze aanpak is de gewens- te hoge bouwsnelheid, onder meer omdat de tweelaagse ke lder onder het gebouw al is uit- gevoerd; het 012- en het naastgelegen ACTA-gebouw (opgeleverd in 2010) delen één parkeergarage onder beide gebouwen. Het is dus wenselijk dat snel na de opdracht kan worden gestart met de bouw, zonder lange voorbereidingstijd. Hoofdstructuur De hoofdstructuur van het gebouw bestaat uit vier (programma-)onderdelen: 1) de eerder uitgevoerde parkeerke ld er; 2) de begane grond met bijzondere, en deels publieke functies, zoa ls ontvangst, horeca en informatiecentrum; 3) de verdiepingen met kantoren en labora- toria (het grootste deel va_n het bvo); 4) de 'happen' uit het gebouw, van de Se tot en met de.9e verdieping. De opgave was dat het construc ti ef ontwerp, en daarmee de functionaliteit van het gebouw, niet zou lijden onder de kwaliteit van de bijzondere vorm, met uitges neden massa. Dit zou ten koste gaan van de heldere opzet en flexibiliteit van de verdiepingen met daarin de kantoren en de laboratoria. Om die reden is met de architect gezocht naar een cons tructieve opzet die alléén bij de 'happen' tot bijzonderheden leidde. Dit mocht in de naast-, onder- en bovengele- gen delen geen nadelige invloed op functio- naliteit hebben. Op een vergelijkbare wijze is fab betonliggers en lokaal geïntegreerde sta- len liggers) en kanaalplaatvloeren. De liggers maken gelijke overspanningen van 7,2 m. In de andere richting maken de kanaalplaten verschillende overspanningen, afgestemd op de generieke functies: 10,8 m voor de labs (9,0 m lab+ 1,8 m gang), 7,2 m voor de ondersteunende functies en verticaal trans- port en 14,4 m voor de open transparante middenzone. Alle vloervelden zijn gemaakt met kanaalplaten van 320 mm dik met druk laag. Deze vloer kan de 14,4 m over- spannen, waar de belastingen het laagst zijn (met name kantoorfunctie) en waar geen sparingen voorkomen. In de 10,8 m over- spanning is met dezelfde vloer voldoende reserve aanwezig om om iedere 7,2 m spa- ringen voor sub schachten (1,7x0,8 m) op te nemen en daarnaast zijn er extra zones opgenomen waar het later boren van sparin- gen mogelijk is . In de 7,2 m overspanning is capaciteit voor hoge vloerbelastingen (archieven of zwa re onderzoeksopsteil in- gen). Alle bouwlagen hebben hetzelfde stramien en dezelfde constructieve opbouw, en zijn da ardoor all e even geschikt voor een vrij gebied aan functies voor kantoren en labora- toria. De stabiliteit wordt gehaald uit prefab beton- elementen in de dragende geve ls, waardoor geen wanden in het gebouw nodig zij n. Hier- door kunnen de trappenhuizen en lifthallen transparant, flexibel en aanpasbaar worden uitgevoerd. Installaties k unnen vrij in de FEBRUARI 2014 I BOUWEN MET STAAL 237

Transcript of Intermediair en adaptief - EGM...BOUWEN MET STAAL 237 I FEBRUARI 2014 8. Studie vannoordelijk gat...

Page 1: Intermediair en adaptief - EGM...BOUWEN MET STAAL 237 I FEBRUARI 2014 8. Studie vannoordelijk gat met 12 mikado's. grond en de 1e verdiepingvloer uit te voeren in bollenplaat in plaats

ONDERWIJS- EN ONDERZOEKGEBOUW 012, VU AMSTERDAM

De grote uitsneden in het kubusvormige 012-gebouw, voor biomedisch en bio­chemisch onderwijs en onderzoek van de Vrije Universiteit in Amsterdam, vra­gen om .een bijzondere constructieve aanpak. Temeer omdat het gebouw ook moet beschikken over adaptief vermogen. De schuin geplaatste 'mikado­kolommen' faciliteren een regelmatige kolomstructuur en grote vloervelden voor de belangrijkste verdiepingen, boven en onder de uitkragingen. Veel aan­dacht gaat uit naar de detailengineering van de speciale onderdelen. En naar de regie in het bouwproces. Belangrijk daarbij is de scheiding tussen ontwer­pend constructeur en coördinerend hoofdconstructeur.

de overgang van het ondergrondse parkeer­kelderstramien naar het laboratoriumstra­mien (vanaf verdieping 1) in de bovengele­gen gebouw geheel op de begane grond opgelost (afb. 3). De constructieve hoofdopzet van de labver­diepingen (afb. 2) bestaat uit enkel een skelet van prefab betonkolommen en vloeren, opgebouwd uit vloerliggers (grotendeels pre-

Intermediair en adaptief ir. M.J.G. Hermens, ir. W.P.A. van Adrichem en

ir. J.G. Kraus

Mau rice Hermens, Walter van Adrichem en John

Kraus zijn respectievelijk ra adgevend ing enieur,

constructeur projectleider en lead ing professional

bij Royal HaskoningDHV.

Onderwijs en onderzoek moeten kunnen reageren op veranderingen. Drager, installa­ties en afbouw van het 0 12-gebouw zijn daarom gescheiden, zodat aanpassingen relatief eenvoudig zijn. Ook voor het con­structief ontwerp zijn eenvoud, flexibiliteit en aanpasbaarheid het uitgangspunt. De constructieve opgave, met een stapeling van functies en een 'uitgehapte' hoofdvorm, was echter allerminst eenvoudig. Om risico's in de prijsvorming en uitvoe­ringsplanning te verminderen is met de opdrachtgever besloten een heldere en ver­gaande scheiding tussen ontwerp en uitvoe­ring aan te brengen. De bestekstukken zijn zodanig uitgewerkt dat ze én geschikt zijn voor het zeer nauwkeurig bepalen van de bouwkosten én voor de verdere uitwerking door de aannemer. Royal HaskoningDHV is ontwerpend constructeur, de aannemer neemt de rol van coördinerend constructeur op zich, en schakelt Pieters Bouwtechniek in1

• Complexe of bepalende onderdelen wor­den in bestekfase uitgewerkt tot niveau uit­voeringsgereed. Specifieke onderdelen, zoals met name de mikado-kolommen en V-con­structies, worden zelfs uitgewerkt tot en met de detailengineering.

40

Extra motief voor deze aanpak is de gewens­te hoge bouwsnelheid, onder meer omdat de tweelaagse kelder onder het gebouw al is uit­gevoerd; het 012- en het naastgelegen ACTA-gebouw (opgeleverd in 2010) delen één parkeergarage onder beide gebouwen. Het is dus wenselijk dat snel na de opdracht kan worden gestart met de bouw, zonder lange voorbereidingstijd.

Hoofdstructuur De hoofdstructuur van het gebouw bestaat uit vier (programma-)onderdelen: 1) de eerder uitgevoerde parkeerkelder; 2) de begane grond met bijzondere, en deels publieke functies, zoals ontvangst, horeca en informatiecentrum; 3) de verdiepingen met kantoren en labora­toria (het grootste deel va_n het bvo); 4) de 'happen' uit het gebouw, van de Se tot en met de.9e verdieping.

De opgave was dat het constructief ontwerp, en daarmee de functionaliteit van het gebouw, niet zou lijden onder de kwaliteit van de bijzondere vorm, met uitgesneden massa. Dit zou ten koste gaan van de heldere opzet en flexibiliteit van de verdiepingen met daarin de kantoren en de laboratoria. Om die reden is met de architect gezocht naar een constructieve opzet die alléén bij de 'happen' tot bijzonderheden leidde. Dit mocht in de naast-, onder- en bovengele­gen delen geen nadelige invloed op functio­naliteit hebben. Op een vergelijkbare wijze is

fab betonliggers en lokaal geïntegreerde sta­len liggers) en kanaalplaatvloeren. De liggers maken gelijke overspanningen van 7,2 m. In de andere richting maken de kanaalplaten verschillende overspanningen, afgestemd op de generieke functies: 10,8 m voor de labs (9,0 m lab+ 1,8 m gang), 7,2 m voor de ondersteunende functies en verticaal trans­port en 14,4 m voor de open transparante middenzone. Alle vloervelden zijn gemaakt met kanaalplaten van 320 mm dik met druklaag. Deze vloer kan de 14,4 m over­spannen, waar de belastingen het laagst zijn (met name kantoorfunctie) en waar geen sparingen voorkomen. In de 10,8 m over­spanning is met dezelfde vloer voldoende reserve aanwezig om om iedere 7,2 m spa­ringen voor subschachten (1,7x0,8 m) op te nemen en daarnaast zijn er extra zones opgenomen waar het later boren van sparin­gen mogelijk is. In de 7,2 m overspanning is capaciteit voor hoge vloerbelastingen (archieven of zware onderzoeksopsteil in­gen). Alle bouwlagen hebben hetzelfde stramien en dezelfde constructieve opbouw, en zijn daardoor alle even geschikt voor een vrij gebied aan functies voor kantoren en labora­toria. De stabiliteit wordt gehaald uit prefab beton­elementen in de dragende gevels, waardoor geen wanden in het gebouw nodig zijn. Hier­door kunnen de trappenhuizen en lifthallen transparant, flexibel en aanpasbaar worden uitgevoerd. Installaties kunnen vrij in de

FEBRUARI 2014 I BOUWEN MET STAAL 237

Page 2: Intermediair en adaptief - EGM...BOUWEN MET STAAL 237 I FEBRUARI 2014 8. Studie vannoordelijk gat met 12 mikado's. grond en de 1e verdiepingvloer uit te voeren in bollenplaat in plaats

Architectonische motieven Het architectonisch ontwerp van het 012-gebouw is het resultaat van enerzijds

het beeldkwaliteitsp lan van de Zuidas dat uitgaat van een monoliete onderbouw

met daarop een torenvormige bovenbouw en anderzijds de wens tot meer expres­

sie en het programma van de opdrachtgevers VUmc en VU. EGM architecten gaat

uit van het maximaal haalbare volume op die locatie: ongeveer 60x60x60 m.

De hoogte is gedicteerd door de aanvliegroutes van Schiphol. Om te komen tot de

maximale hoeveelheid vierkante meters maakt EGM architecten geen torens

maar haalttwee happen uit het blok: aan de De Boelelaan en de kant van de rand­

weg AlO. Centraal in het gebouw is een 'atrium koker' bedacht, die vanaf beneden

een blik naar de hemel biedt, door een glazen overkapping op de vijfde verdieping.

De buitenhuid is 'hard ' (een monoliet crème-witte huid), de binnenzijde (atrium)

heeft humane (hout)tinten om het publiekelijk belang en menselijk karakter van

het translationeel onderzoek te openbaren. De stramienen boven en onder de uit­

snedeszijn gelijk, maar de overgangsconstructies - met de zogenaamde mikado's

-zijn niet eenvoudig recht geplaatst. Een enkele massieve kolom of tafelcon­

structie is overwogen, maar uiteindelijk wint het spel van schuin geplaatste

kolommen om deze betreedbare buitengebieden 'spannend' te maken ten opzich­

te van de verder orthogonaal opgebouwde kantoor- en Jabdelen. Met de con­

structeur zijn de mikado's zodanig in duo's geplaatst dat ze de horizontale krach­

ten opheffen en dus in evenwicht zijn. Het aantal duo's volgt uit de belastingen .

De aanzichten vanaf tekening tonen ook min of meer gelijkmatige driehoeken,

BOUWEN MET STAAL 237 I FEBRUARI 2014

maar door het verschuiven van de mikado's in de tegenovergestelde richting ont­

staat willekeur. De kolommen sluiten onder aan op de kolommen van de onder­

bouw. Op de negende verdieping liggen ze wel op de primaire const ru ctie-assen

maar niet onder de kolommen. Dit komt 1) doordat de gevelkolommen in het over­

stek van de bovenbouw aan drie zijden terug liggen om de ruimtelijke beleving te

versterken, een beweging waaraan de esthetische configuratie van de kolommen

meedoet en 2) omdat de onderlinge 'balans' van de duo's meer constructieve

winst oplevert dan een exacte aansluiting op stramienassen. Tijdens de eerste

schetsen van het 012-gebouw (2007) is het eerste deel van de parkeerkelder, dat

het gebouw deelt met het achterliggende ACTA, al in uitvoering. De werkteken in­

gen van hettweede deel, de fundering van 012. zijn aangepast op de nieuwbouw.

Extra fundering en aanvullende overgangsconstructies zijn aangebracht. Zware

overgangsconstructies van V-kolommen en een enkele A-kolom zijn ook geïntro­

duceerd. Dit is gedaan om de krachten over te kunnen brengen op de ko lomstruc­

tuur van de parkeerkelder.

Oorspronkelijk heeft het 012-gebouw een antraciete huid met oranjetinten in het

hart, in de huisstij l van de toen leidende opdrachtgever VUmc. Met het wisse len

van opdrachtgever, nu VU, is het uiterlijk aangepast.

De speciale clickbricks zijn hier voor het eerst op deze schaa l toegepast: een

voegloze droge stapel ing van stenen waardoor de buitenhuid extra ventileert,

snel droogt, vlot kan worden gebouwd en waarbij geen sprake is van vervuiling of

uitbloeden van de voeg en evengoed een monoliete verschijning heeft.

41

Page 3: Intermediair en adaptief - EGM...BOUWEN MET STAAL 237 I FEBRUARI 2014 8. Studie vannoordelijk gat met 12 mikado's. grond en de 1e verdiepingvloer uit te voeren in bollenplaat in plaats

1. De V-constructies en lokale stabiliteitswanden op

de begane grond.

4. De V-constructies zijr1 als één geheel aangevoerd

en gemonteerd. Bove11 is aan de rechterkant de vaste

knoop te zien en aan de linkerkant de vrije knoop

met de verlengde kopplaat en stalen doos.

5. In blauw de centrische V-constructie met gelijke

belasting uit de bovenstaande kolommen, in rood de

excentrische V-constructie met ongelijke belasting

uit bovenstaande kolommen.

42

2. Constructie verdiepingen: balken (L = 7,2 m) met

prefab vloeren met verschillende overspanningen.

12

I 1 11

' I ~===~

13 -I

10------------r-14

1 volledig doorgelast rondom 2 plaat B t = 45 mm 3 plaat A t = 80 mm .

'

4 strip 40x20 mm. lassen op het werk A = 8 5 aangieten K70 6 stalen kolom 600x600x28 mm 7 plaat C1 t = 28 mm 8 plaatC1 t= 18mm 9 12x draadeinden M30 8.8.1g 2000

10 kolom 1 e verdieping 11 teflon 12 (verlengde) kopplaat t = 30 mm 13 stalen doos d.m.v. platent = 10 mm 14 vloer 1 everdieping

I

I

3. In rood de constructieve oplossingen i11 de begane

grond en in de uisnedes.

rc~f 11

I I

10

12 15

r----r~------ 10

15 HD 400x187 16 polystyreen 17 glijfolie 18 6x draadeinden M42

14 L__ _______ 18

L-------------- 12 ,------- 19

19 aanstorten nadat ruwbouw op hoogte is 20 hrsp. gelast aan staalprofiel

6. Boven. V-constructie voetplaat op de aanwezige instortvoorziening in de begane grond. Om maatafwijkin­

gen op te vangen is er ruimte gespaard die vervolgens aangegoten wordt. Met stalen strippen zijn de platen

daarna aan elkaar gelast, zodat de horizontale belasting uit onbalans overgedragen kan worden. Onder.

Bovendetail van de V-constructie. Links is de vaste knoop, rechts de vrije knoop

FEBRUARI 20141 BOUWEN MET STAAL 237

Page 4: Intermediair en adaptief - EGM...BOUWEN MET STAAL 237 I FEBRUARI 2014 8. Studie vannoordelijk gat met 12 mikado's. grond en de 1e verdiepingvloer uit te voeren in bollenplaat in plaats

7. Studie vannoordelijkgat met 10 mikado's.

schachten worden doorgevoerd, nu en bij toekomstige aanpassingen.

V-constructies De tweelaagse parkeergarage vraagt om een ander stramien dan het labgebouw. Eén gezamenlijk stramien zou ertoe leiden dat één of beide bouwdelen zouden inleveren op functionaliteit, kwaliteit of flexibiliteit. Door op de begane grond een V-vormige over­gangsconstructie op te nemen, zijn beide gebouwdelen met het meest optimale stra­mien uitgevoerd: de garage met 14,4 m, het 012-gebouw met het genoemde stramien (afb. 1).

De V-constructies zijn opgebouwd uit diago­nalen (kokerprofielen 600x600 met een wanddikte afhankelijk van de aanwezige belasting) en horizontale trekstaven (HD­profielen) opgenomen in de 1e verdieping­vloer. De V-constructies zijn onder perma­nente belasting in evenwicht. Daar waar de belasting op de benen verschilt, zijn de con­structies excentrisch, zodat ook deze in evenwicht zijn (afb. 5). De punt van de V is in die gevallen verschoven, tot 1,05 m uit de symmetrielijn. De kleine verschuiving voor­komt enorme horizontale krachten die een symmetrische V in die gevallen zou uitoefe­nen op de begane grond en le verdieping­vloer. Maar door de veranderlijke belastingen (vel­den belast-onbelast) worden de V's altijd uit evenwicht gebracht. De bijbehorende krach­ten zijn kleiner dan bij de genoemde onba­lans, maar nog steeds aanzienlijk, door het volume van het gebouw. Door de begane

BOUWEN MET STAAL 237 I FEBRUARI 2014

8. Studie vannoordelijk gat met 12 mikado's.

grond en de 1e verdiepingvloer uit te voeren in bollenplaat in plaats van kanaalplaten ontstaat een stijve vloerschijf, die goed in staat is de onbalans uit de V's op te nemen en over te brengen naar de stabiliteitswan­den. Daarnaast zijn van -2 tot onderkant le verdieping vier lokale stabiliteitswanden in de plattegrond toegevoegd, bij de achterwan­den van de liften (afb. 1).

V-details De V's staan op de beganegrondvloer, die al in de parkeergaragefase is uitgevoerd. De krachten uit de V's zijn hoog en geconcen­treerd. Het was daarom nodig dikke stalen platen in de beganegrondvloer in te storten. Daarbij moest rekening worden gehouden met de scheiding tussen twee uitvoerende partijen, bijvoorbeeld op gebied van maaton­nauwkeurigheden. Reden om de onderde­tails al vroeg volledig uit te werken (afb. 6). Het bovendetail is complex daardat de bouwfase sterk bepalend is voor het ontwerp ervan. Gedurende de bouw loopt de belas­ting op, waardoor de trekstaaf verlengt. Bij een monoliete verbinding met de 1e verdie­pingvloer, kan dit leiden tot ongewenst krachtenverloop en scheurvorming. De V's zijn daarom gedetailleerd op ongehinderde verlenging. Beide knopen zijn in basisont­werp hetzelfde, met een dikke kopplaat op de diagonale kokerprofielen aan de onder­kant van de vloer. De ene knoop is vast ver­ankerd in de vloer en neemt de horizontaal­krachten uit onbalans op (afb. 4 en 6). Bij de andere, vrije knoop is de kopplaat aan de achterzijde verlengd om oplegging van de

9. Studie vannoordelijk gat met 8 mikado's.

vloer buiten de oplegging van de kolom te realiseren, waardoor de staalconstructie vrij kan bewegen ten opzichte van de vloer. Voor de oplegging van de bovenstaande kolom is een stalen, volgebetonneerde doos gemaakt op de kopplaat. De zijkanten van de doos zijn voorzien van teflon zodat deze kan schuiven ten opzichte van de vloer, de ach­terkant heeft polystyreen dat ingedrukt wordt wanneer het HD-profiel verlengt. Het HD-profiel tussen de beide knopen is tijdens de bouw gespaard van de vloer. Nadat de ruwbouw op hoógte was, en het merendeel van de vervormingen plaatsgevonden had, is de sparing aangestort.

Mikado's Met de architect zijn verschillende concep­ten onderzocht om het bouwvolume boven de gebouwgaten te ondersteunen. Er moest een ondersteuningsconstructie komen die, vergelijkbaar met de V-constructies, zowel erboven als eronder het optimale stramien mogelijk maakte. Dat betekende: hetzelfde stramien onder én boven de gaten zonder extra constructies. De oplossing is gevonden door de schuine kolommen die al snel wer­den omgedoopt tot mikado's. Vervolgens is met de architect gezocht naar het aantal mikado's (afb. 7 t/m 9). Voor de architect speelde esthetische overwegingen. Con­structief was belangrijk dat er voldoende steunpunten waren om de staalconstructie onder de lOeverdiepingvloer uit standaard profielen te kunnen opbouwen. In het zuide­lijke gebouwgat heeft dit geleid tot zes mika­do's, in het noordelijke gebouwgat tot acht,

43

Page 5: Intermediair en adaptief - EGM...BOUWEN MET STAAL 237 I FEBRUARI 2014 8. Studie vannoordelijk gat met 12 mikado's. grond en de 1e verdiepingvloer uit te voeren in bollenplaat in plaats

D·····

0,5

a. Ligger 101 L-11 in TK houden b. In hijsen van Mikado 1 02K-6 met MK c. Beide kranen kunnen nu los

Deze stap is nu stabiel

STAP 5 MK

D··

0,5

a. Mikado 1 02K-4 in MK houden b. Ligger 101L-12 inhijsen met TK c. Ligger 101 L-12 aan onderz. afspannen aan BD vloer d. Afspanning van ligger 101 L 11 verwijderen e. TK kan los

44

STAPPENPLAN MONTAGE KOLOMMEN STAP 1

D

a. Tijdelijke ondersteuning I en Tilfors I en 11 plaatsen met MK, deze vast blijven houden met MK

TK = toren kraan, MK = mobiele kraan en het oranje voertuig is een hoogwerker.

STAP 3 STABIEL

spannen aan vloer

.. ·· D··

!<: .. ·· .. ·o.5

STAP 6 TK

D·····

0,5

a. M ikado 1 02K-4 in MK houden b. Ligger 101 L-19 in hijsen met TK en monteren

waarna TK los kan

STAP 2

a. Tijdelijke ondersteuning in MK houden b. Ligger 101 L-11 inhijsen rnet TK,

deze vast blijven houden met TK c. Ligger in het hart afspannen aan vloer d. MK kan nu los

STAP 4 MK

a. lnhijsen van M ikado 1 02K-4 met MK. deze vast bl ijven houden met M K

STAP 7

D··

0,5

a. Mikado 102K-4 in MK houden

3

b. Ligger 101 L-2 inhijsen met TK en monteren c. Beide kranen kunnen nu los

Deze stap is nu stabiel

FEBRUARI 20141 BOUWEN MET STAAL 237

Page 6: Intermediair en adaptief - EGM...BOUWEN MET STAAL 237 I FEBRUARI 2014 8. Studie vannoordelijk gat met 12 mikado's. grond en de 1e verdiepingvloer uit te voeren in bollenplaat in plaats

Robuuste montage Oe mikado-kolommen zijn om kosten en tijd te besparen gemonteerd zond er gebrui­

kelijke hulpconstructies en steigers. Daarvoor in de plaats zijn de geprefabriceerde

schuine kolommen (±6 ton per stuk) aangebracht met de torenkraan, een mobiele

kraan en een hoogwerker. Oe belangrijkste voorwaarde bij de werkzaamheden is

(buig)spanningsvrij monteren om onbedoelde krachten en momenten (door monta­

ge en eigen gewicht van de staalconstructie) in het raamwerk te voorkomen. Daar­

toe is door het staalcon structiebedrijf en de coördinerende constructeur een volle­

dig montageplan (in 88 pagina 's) uitgewerkt. Alle montagestappen zijn nauwkeurig

berekend en uitgetekend. Een belangrijk streven was om zo snel mogelijk tot sta ­

biele driehoeken te komen, waarmee extra hulpmateriaal wordt vermeden. Oe

mikado's onder de 'kleine hap' vergen de meeste aandacht, omdat de configuratie

van deze mikado's en de indeling van de stalen overgangsconstructie op de 10e

verdieping pas na meerdere stappen tot een eigen, stijve driehoek komt. Daarom is

eerst de meest logische HEM 1000 geplaatst met een strategisch ophangpunt van

de torenkraan, om de overspanning van de onderslagbalk (en de bu igspanning door

het eigen gewicht) niette grootte laten worden. Vervolgens is de mikado eronder

STAP 7 STABIEL STAP 8

geplaatst. Hierdoor wordt de ligger belast met ongewenste buigspanning in de

zwakke as. Daarom is de ligger tijdelijk bevestigd (met spankabels) aan de bollen­

plaatvloer. Oe hoogwerker is door de torenkraan op speciaal hulpstaal in aangewe­

zen zones op de kanaalplaatvloeren van het 5e niveau getild. Omdat de mikado's

schuin staan, werkt hun ondersteuning (voor de bovenbouw) als een veer. Op

bepaalde locaties zakt de kolom 3-4 cm door, waardoor de bovenbouw navenant

meezakt Dat is constructief geen bezwaar; het zettingsverschil 'a an de bovenzijde

is verholpen door de verdiepingvloeren hoger te stellen (de opleglip van de vloer is

schuin in de hoogte oplopend gelasttegen de liggers). Door zakking van liggers en

mikado's komen de vloeren zodoende nagenoeg vlak te liggen na gereedkomen van

de ruwbouw. Het vraagstuk van de brandwerendheid van de kanaalplaatvloeren is

opgelost door de druklaag aan weerszijden naar het midden van de overspanning te

laten verlopen van 80-50-80 mm. Oe middenmaat voldoet zo aan de 'adviezen van

BFBN' (s 50 mm bij gevolgklasse 2b). Ook voldoet het gebouw aan de eisen voor

'robuustheid', niet via een 'tweede draagweg', maar wel door de onderdelen in de

hoofddraagconstructie als 'kritisch element' te benoemen en te ontwerpen op een

horizontale belasting van 34 kN/m' (conform NEN-EN-1991-1-7).

STAP9

o·······

a. lnhijsen van M ikado 102K-3 met TK. deze vast blijven houden met TK

a. Mikado 1 02K-3 in TK houden b. Ligger 101 L-14 inhijsen met MK

MK

o····

A 0,5

a. Mikado 1 02K-3 in TK houden b. Ligger 101 L-8 inhiisen met M K en monteren

waarna MK los kan

BOUWEN MET STAAL2371 FEBRUARI 2014

STAP 11 MK

0,5

a. Mikado 1 02K-3 in TK houden b. Ligger 101 L-9 inhijsen met MK en monteren

waarna M K los kan

c. Ligger aan Mikado monteren waarna MK los kan

STAP 12

a. Mikado 1 02K-3 in TK houden b. Ligger 101 L-3 inhijsen met MK en monteren c. Beide kranen kunnen nu los

Deze stap is nu stabiel

45

Page 7: Intermediair en adaptief - EGM...BOUWEN MET STAAL 237 I FEBRUARI 2014 8. Studie vannoordelijk gat met 12 mikado's. grond en de 1e verdiepingvloer uit te voeren in bollenplaat in plaats

JO. Montage staalconstructie van de JOe verdieping in het noordelijke hoek.

1 opvullen met epoxy hars 2 HEM 1000 3 kopplaat t = 50 mm 4 stelbouten 5 bolvormige kopplaat r = 6000 mm 6 mikado

11. Montage van eei1 mikado op een stalen blok.

12. Opbouw kopdetail: de mikado met bolle kop, het tussenstuk en de staalconstructie JOe verdieping, waarop het koppelstuk aansluit. Met vier M16 tapbouten, die in

staat zijn het gewicht uit de bovenliggende staalconstructie te dragen, wordt de ruimte tussen het tussenstuk en kopplaat gesteld. Nadat de gehele staalconstructie

gemonteerd is, wordt de tussenruimte met epoxyhars aangegoten.

46 FEBRUARI 20141 BOUWEN MET STAAL 237

Page 8: Intermediair en adaptief - EGM...BOUWEN MET STAAL 237 I FEBRUARI 2014 8. Studie vannoordelijk gat met 12 mikado's. grond en de 1e verdiepingvloer uit te voeren in bollenplaat in plaats

Projectgegevens

OpdrachtVrije Universiteit Amsterdam • ArchitectuurEGM architecten, Dordrecht • Constructief ontwerp Royal

HaskoningDHV, Rotterdam • Coördinerend constructeur Pieters Bouwtechniek, Haarlem • Adviseur installaties

Valstar Simonis, Rij swijk • Adviseur bouwfysica Peutz, Zoetermeer • UitvoeringTBI (J.P. van Eesteren, Wolter &

Dros, Croon) • Staalconstructie RijnDijk Construction, Eindhoven

13. Kopdetail met de stelruimte tussen de kopplaat

en het tussenstuk.

omdat het gat hier groter is. De mikado's ondersteunen HEM 1000-liggers die de overgang naar het stramien boven de gaten verzorgen. Op de Se verdieping staan de mikado's direct op de onderstaande kolom­men. Nadat de aantallen en posities van de mikado's waren bepaald, is gezocht naar hun configuratie. Voor de architect wederom een esthetisch vraagstuk, constructief zaak een configuratie te ontwerpen waarbij de resul­tante van de horiz"ontaalkrachten uit de mikado's zodanig klein is dat deze door het stabiliteitssysteem van het gebouw kunnen worden opgenomen. Een complex vraagstuk, omdat behalve krachtenevenwicht in de twee ·richtingen ook het momentenevenwicht in de schijven in de Se en de lOeverdieping moet worden voorkomen zodat geen buitensporig grote krachten moeten worden afgedragen naar de stabiliteitswanden en fundering. Met testen en analyses van veel varianten is een confi­guratie ontworpen waarbij de horizontaal­krachten een belasting op het stabiliteits­systeem geven van slechts S% van de windbelasting (afb. 17).

Om de horizontaalkrachten van de verschil­lende mikado's in het boven- en ondervlak evenwicht te kunnen laten maken, zijn in die vloeren stalen frames opgenomen die ver­volgens verankerd zijn aan de achterliggende vloerdelen. Deze dragen de belasting af aan de stabiliteitswanden. Die vloeren zijn, net als de le verdiepingsvloer, uitgevoerd als bollenplaatvloer, waarbij in de zones met hoge spanningen bollen zijn weggelaten voor een goede krachtsafdracht.

BOUWEN MET STAAL 237 I FEBRUARI 2014

14. Het stalen blok op een kolom van de 4e verdie­

ping. Hierop komen de vloerliggers en een mikado.

Detaillering mikado's In het onder- en bovendetail van de mika­do's komen veel profielen bijeen in één knoop. In het onderdetail is centraal in de knoop een massief stalen blok van 200 mm dik ontworpen (afb. 11, 14 en 15).

Gezien de grote afmeting van de doorgaande HEM 1000-liggers is het bovendetail anders. Hier is het door een speciale configuratie van de aan de liggers gelaste staalplaten mogelijk gemaakt om alle staven aan te slui­ten. Doordat de hoeken van de mikado's overal verschillen, zijn de afmetingen en ori­entatie van de platen telkens anders, maar het principe is overal hetzelfde. De mikado's zijn zuivere pendels waarmee momenten in de kolommen worden voorko­men. De beide koppen zijn voorzien van een bol met een straal van 6 m. Aan de onderzij­de sluit de bol koud aan op een massief rond 300 mm, die op het stalen blok is gelast, aan de bovenzijde op een kopplaat aan de zijde van de HEM 1000-ligger (afb. 12 en 13).

Voor stelruimte is een tussenstuk tussen de bol en kopplaat opgenomen.

Hoogste punt Het hoogste punt werd bereikt op 13 novem­ber 2013, waarmee de ruwbouw binnen planning en zonder problemen tot stand kwam. Het hoge uitwerkingsniveau van de bestekstukken en de duidelijke scheiding van werkzaamheden tussen ontwerpend constructeur en coördinerend constructeur zijn hierbij belangrijke factoren geweest. Door de juiste voorwaarden kwam goede samenwerking tot stand. En met het ver uit-

Noot

1. Compendium Aanpak Constructieve Veiligheid,

QuantesArtoos, Rijswijk 2011.

15. Wederom het stalen blok (zie ook afb. 14), nu

met de vloerliggers eraan gemonteerd.

gewerkte bestek lag er voor de aannemer een duidelijk startpunt. Via het instellen van een coördinerend constructeur werd gewaar­borgd dat het pakket van engineeringswerk­zaamheden compleet en 'rond' was en dat de werkzaamheden van de verschillende deel­constructeurs goed werden afgestemd. •

16. 3D-model van de definitieve kolomconjiguratie,

weergegeven als staven.

1Z 3D-model, nu weergegeven als volle doorsneden.

47