18Rek

ening

Het in het Vlaamse Houthalen gevestigde bedrijf TcS (Timmers cranes andSteelworks) is een leverancier van industriële kranen, staalconstructies en indus-triële gebouwen voor klanten in alle takken van de industrie. Het bedrijf verzorgtdaarbij zowel de engineering als de productie en de montage van de producten enlevert bovendien servicediensten. cAd-Magazine ging in gesprek met de engi-neers van de Business unit Steelstructures. Door Lambert-Jan Koops

De knopen van Canary Wharf Crossrail Station

De business Unit steelstructures bij TCs voert zeer uiteen-lopende projecten uit. Zo ontwerpt en realiseert het teamdiverse staalconstructies, van het podium van de360°tournee van U2 tot loodsen en van hallen tot com-plete fabrieken, en dit voor bedrijven in diverse secto-

ren overal ter wereld. Het werk voor de engineers is daarmee afwis-selend en interessant, want het betreffen bijna altijd complexeconstructies die de nodige uitdagingen met zich meebrengen.

canary WharfEen van de tot de verbeelding sprekende constructies waarbij TCsde werken heeft uitgevoerd voor aannemer Wiehag, is de overkap-

ping van het Canary Wharf Crossrail station in londen. Deze over-kapping is ontworpen door het internationaal opererende architec-tenbureau Foster & partner, terwijl het eveneens wereldwijd werken-de Arup het studiebureau was voor dit project. Het Canary Wharf Crossrail station maakt deel uit van de nieuweondergrondse oost-westverbinding in het hart van de britse hoofd-stad. Op deze verbinding worden een achttal stations gebouwd,waarvan Canary Wharf een van de grootste is. Het ontwerp vanCanary Wharf valt op door zijn sierlijke, halfopen dakconstructie,een meer dan driehonderd meter lang schelpvormig raster van gela-mineerde houten liggers. De houten liggers worden onderling ver-bonden door 564 stalen verbindingsstukken, ook wel knopen

TCS maak t ex t r eem nauwkeu r i ge s t a l en ve rb i nd i ngen

Maart 2014-2

genoemd. Aan beide uit-einden wordt de dakcon-structie begrensd door eendragende eindring van 84meter lang, een 3D gezettebuis met een diameter van508 millimeter. TCs stondin voor het ontwerp en deproductie van de knopenen de twee eindringen.Het ontwerp van de over-kapping ziet er met al zijnbogen en golven voor de OV-reizigers natuurlijkprach tig uit, maar vergdewel het een en ander vande engineers die het pro-ject moesten uitvoeren. Zovereiste de vorm van deconstructie een groot aan-tal verschillende knopen. Inde meest gangbare con-structies liggen balken inelkaars verlengde, maar ditis hier niet het geval.Daarom moest TCs voor elkknooppunt een andere aan-sluiting ontwerpen en door-rekenen. bovendien moestde tolerantie van de kno-pen minimaal zijn om deconstructie überhaupt mo -gelijk te maken.

KrachtenHet studiebureau Arup hadvoor aanvang van het pro-ject zelf berekend wat de invloed zou zijn van de weersomstandig-heden op de constructie. Op basis daarvan werd per knoop bepaaldwat de krachten waren die op dit onderdeel zouden gaan werken.Deze gegevens werden vervolgens doorgespeeld naar TCs. Debelgische staalbouwer modelleerde vervolgens de knopen in 3D inhet door Construsoft geleverde ontwerppakket Tekla en voerde daar-na berekeningen uit om te zien of de onderdelen de vereiste krach-ten konden weerstaan. Hierbij werden in eerste instantie een aantal typische knopen met de hand doorgerekend en vervolgens ge con-troleerd met behulp van het eindige elementenpakket RFEM.Wanneer de knoop volgens de berekening niet aan de eisen bleekte voldoen, werd de geometrie iteratief aangepast tot de knoop welaan de voorwaarden voldeed. bij het maken van de eindige elementenberekeningen kon de ont-werpafdeling voor ondersteuning voor het softwarepakket RFEMsteeds rekenen op de hulp van Jo gijbels van softwareleverancierWhitebox. Uitgaande van de geometrie van de onderdelen dierechtstreeks vanuit Tekla kon ingelezen worden door RFEM, werdeneindige elementenmodellen opgesteld en doorgerekend in (een com-binatie van) 1D-, 2D- en 3D-elementen.

productieDe rekennota’s en de de tail-tekeningen die de ontwerp-afdeling van TCs produ-ceerde voor de ver schil- lende onderdelen, vondenvervolgens hun weg naarArup. Nadat deze laatstepartij zijn goedkeuring hadgegeven, kon bij TCs deproductie van de knopen ende twee eindringen vanstart gaan. Van de in totaal564 geproduceerde kno-pen waren er maar liefst300 met een uniek ont-werp, zodat de mogelijk-heid tot reproductie zeergering was.Het is daarom des te opval-lender dat alle knopen, diein gewicht varieerden tus-sen de 200 en de 1300kilo, binnen de afgesprokentermijn werden afgeleverd.Een prestatie van formaat,aangezien alle knopendaarmee dus binnen de ver-eiste marge van 1,5 milli-meter zijn geproduceerd,waarbij er geen enkele con-cessie is gedaan voor detoleranties. Over de totalelengte van de overkapping,die 315 meter bedroeg,was er geen verloop, waar-mee de nauwkeurigheid

van het werk nog eens extra tot uiting kwam.

Bewezen combinatieTerugkijkend op het Canary Wharf-project zijn de engineers van destaalconstructie van TCs zeer tevreden over hun werk. De combina-tie van ontwerpen en doorrekenen heeft zichzelf bewezen binnende procedures van het bedrijf. De ontwerpafdeling kijkt nu naar demogelijkheden om de inzet van de software verder te optimaliserenen toe te passen bij volgende projecten. De goede resultaten bij hetwerk voor Canary Wharf zijn daarbij geen reden om tevreden ach-terover te leunen, maar juist een motivatie om de lat nog hoger teleggen.

www.timmers.bewww.construsoft.nl

whiteboxsoft.wordpress.com

19

Maart 2014-2