Complex prefab beton (1)8201236Complex prefabbeton (1)Door te kiezen voor prefab beton kan worden ingespeeld op devraag naar een snelle uitvoering, waarmee in de uitvoerings-fase tijd en dus geld wordt bespaard. Dit stelt de prefab-beton-leveranciers regelmatig voor een uitdagende engineerings-opgave. Om het ontwerp uitvoerbaar te krijgen, is een goed enslim ontwerp immers onontbeerlijk. Daarbij moet verderworden gedacht dan de eindfase. Ook vervaardigings-methoden, transportmogelijkheden en restricties ten aanzienvan de montage spelen een rol. Met twee voorbeelden in tweeartikelen wordt toegelicht hoe hieraan in de praktijk invullingkan worden gegeven. In dit eerste artikel: het Meander MedischCentrum.1Uitdagingen van een prefab-betonontwerp: Meander Medisch CentrumMet twee voorbeelden in twee artikelen licht Bartels Ingenieursvoor Bouw & Infra toe hoe invulling kan worden gegeven aan deuitdagende eisen van een prefab-betonontwerp. In dit eersteartikel wordt het Meander Medisch Centrum belicht. Het tweedeartikel, over het Orion-gebouw op de campus van de UniversiteitWageningen, verschijnt binnenkort.Complex prefab beton (1) 82012 371 Voor het 100 000 m2grote Meander Medisch Centrum is een prefabbouwsysteem toegepastIn Amersfoort wordt gebouwd aan het Meander MedischCentrum, een 100 000 m2groot project aan de Eem (foto 1).Voor de zes SK-gebouwen (spreekkamers en kantoren) is hetontwerp geoptimaliseerd, zodat een prefab bouwsysteem goedkon worden toegepast. Zo maakte het aanpassen van de detail-lering het mogelijk om de druklagen n? de montage van hetgehele skelet aan te brengen. Dit bracht veel voordelen voor deaannemer en de opdrachtgever. De montagetijd van het skeletis hierdoor namelijk behoorlijk ingekort en door het aanbren-gen van de druklagen in een binnensituatie is een beterevloerafwerking te realiseren.De fundering bestaat uit palen en in het werk gestorte beton-nen balken. De bovenbouw bestaat grotendeels uit prefabbeton. Voor een aantal gebouwdelen is ook de draagconstructievan kolommen, wanden en vloeren van de eerste verdiepingmet in het werk gestort beton gemaakt.De ontwerpopgaveIn het ontwerp van de hoofdconstructeur is een aantal rand-voorwaarden gesteld, onder andere het bouwen in een prefabbouwsysteem. Dit had de nodige consequenties voor de prefabengineering, vooral voor de vloeren.De volgende randvoorwaarden zijn gesteld aan het vloerontwerp:a) overspanningen met een lengte van 8,7 m of 7,5 m, metminimale vloerdikte;b)uitkragingen van 2,6 en 3,3 m; hierbij mag de vlakheid vande onderzijde niet worden aangepast, dus geen toepassingvan consoles;c) een brandwerende scheiding van 60 tot 90 minuten;d)integratie installatietechniek (verwarming, koeling, BKA);e) onderzijde van de vloer is zichtwerk (minimale voegenzichtbaar), bovenzijde krijgt een monolithische afwerking;f) ondersteuning middenas ge?ntegreerd in vloerhoogte;g)hoge bouwsnelheid.Om te komen tot de keuze voor het juiste vloersysteem is eenvloerenmatrix opgesteld (tabel 1). Aan de hand hiervan koneenvoudig worden bepaald welk systeem het beste kon wordentoegepast.De optie met prefab voorgespannen massieve vloerplatenkwam er als beste uit en is derhalve verder uitgewerkt. Bij dezeoptie was het niet nodig extra kosten te maken om het systeemaan te passen, waardoor het ook economisch gezien het slimstebleek.UitwerkingHet ontwerp gaat uit van dragende wanden en spouwbladen.De vloerplaten hebben een standaard breedte van 3600 mm. Zebieden veel flexibiliteit, want de plaatdikte en het patroon vande voorspanstrengen zijn vrij te kiezen. De breedte van hetgebouw is dusdanig dat er op de middenas een rij kolommenmet SFB-liggers (stalen I-ligger met daaronder een stalen plaatgelast) is geplaatst. Dit concept biedt veel vrijheid voor deindeling en latere aanpassingen.Overspanningen (a)De dikte van de vloerplaten wordt bepaald door de overspan-ning en op te nemen belastingen. Bij twee bouwdelen is vooreen dikte van 240 mm gekozen, waarbij een maximale over-spanning van 8700 mm wordt gehaald. De standaardplatenhebben zestien strengen met een diameter van 12,9 mm (fig. 2).In de andere vier bouwdelen is de optimale dikte 200 mm, waareen overspanning van maximaal 7500 mm mogelijk is. Dezestandaardplaat bevat veertien strengen.ir. eugene glorieBartels Ingenieurs voor Bouw & Infra, Utrechting. Roel strijbos pMseBartels Ingenieurs voor Bouw & Infra, EindhovenTabel 1 Vloerenmatrixontwerpopgave breedplaat kanaalplaat bollenvloer in het werkgestortprefab voorge-spannenstaalplaat-betonvloerTT-vloer Infra+ vloera - + + - ++ - - - - -b + - + + ++ - - - -c + - - + + + + + +d + - - + + - - - ++e ++ + + - ++ - - - - +f + + + - + + - +g - - + - - - - ++ - + -totaal 5 0 2 - 2 11 - 5 - 6 1Complex prefab beton (1)8201238268016 strengen ?12,924050doorkoppeling200100 100prefab wand d = 200stekeind ?20 / M24 x 965mortelvoeg K70druklaag C28/35prefab plaat2x SBR 50 x 5stekanker ?20 / M24 x 705SBRgaines vullen met krimparmemontagemortel (K70)702454030240525 2550 50 502 Doorsnede plaat met zestien voorspanstrengen3 Detail van stapeling wanden4 Uitkragingen tot 2,8 m zijn gerealiseerd; enkele platen zijn verjongdnodig en is voorspanwapening onderin de doorsnede alleenmaar nadelig. Maar de productiemethode van de vloerplatenbiedt ook hier ruimte voor aanpassingen. Door de voorspan-wapening, door middel van onthechten, in de uitkraging niet telaten functioneren en door traditionele wapening bovenin deplaten te leggen, was het mogelijk uitkragingen te realiseren tot2,8 m, bij een achterliggend veld van 7,5 m.Brandwerendheid (c)De hoofdconstructeur heeft in het ontwerp de vloeren aange-geven als brandwerende scheiding (van 60 tot 90 minuten).Voor massieve vloerplaten bestaan geen twijfels omtrent brand-In dit systeem zijn geen oplegnokken nodig voor de wanden enspouwbladen omdat de vloeren zijn opgenomen in de wand-stapeling (fig. 3). Het inklemmingsmoment dat ontstaat, isopneembaar door de toepassing van een kopnet met traditio-nele wapening. Er zijn geen natte verbindingen met hamer-koppen en kopsleuven nodig zijn.Uitkragingen (b)Er moesten uitkragingen worden gerealiseerd tot 2,8 m(foto 4). Echter, prefab voorgespannen vloeren zijn niet erggeschikt voor uitkragingen. De voorspanning is recht en ligtper definitie onderin. Bij een uitkraging is wapening bovenin234Complex prefab beton (1) 82012 39140100268013806506504760600 33504260750100 200 200200bovenaanzicht(stortzijde)KD KC15 Productietekening vloerplaat met inkassing voor BKA6 Wapeningsnet met BKA-leidingenplafond. De leidingen van de BKA zijn in de prefab platenge?ntegreerd. Bij de platen met dikte 200 mm liggen de leidin-gen op circa 60 mm vanaf de onderzijde. De positie van deleidingen is vrij te kiezen binnen de grenzen van de dekking opde wapening. Het oppervlak van de prefab plaat is nagenoeggeheel te benutten, afhankelijk van de oplegcondities. Elke plaatis lijnvormig opgelegd bij de gevel en op de middenas, waarzich de structuur van SFB-liggers op kolommen bevindt.De watervoerende slangen voor de BKA zijn aan een net ?5-250geknoopt (fig. 5, foto 6). Het begin en einde van de slangenwerendheid. De massieve doorsnede is immers amper onder-hevig aan vervormingen en scheuren in dwarsrichting, dusblijft de vloerplaat dwarskrachten bij de opleggingen fatsoenlijkopnemen. De toepassing van een hechtende druklaag metwillekeurige dikte is dan ook ontwerptechnisch toegestaan.Integratie installatietechniek (d)In de vloeren is betonkernactivering (BKA) toegepast. Deopbouw van de vloer, van boven naar onder, is als volgt:vloerafwerking, gevlinderde druklaag 70 mm dik met wape-ning, 200 mm of 240 mm dikke prefab platen met BKA, geen56Complex prefab beton (1)82012407 Vloerplaat in de fabriek: de randbekisting is net verwijderdOndersteuning middenas (f)In het ontwerp van de hoofdconstructeur was de onder-steuning van de middenas ge?ntegreerd in de vloerhoogte.Echter, vanwege de grote vloervelden, vastliggende kolom-posities en beperkte hoogte (vloerplaathoogte is 240/200 mm)bleek dit een lastige opgave. Hierbij is gekozen voor flexibeleondersteuning. Dus niet door de stijfheid van de ontworpenligger te vergroten, maar juist door per vloerplaat twee discreteopleggingen toe te passen waarbij vervormingen mogelijk zijn.Bouwsnelheid (g)De verhardingstijden van de vloeren zijn bij de bouwsnelheidbepalend. Dit kon echter bij de seriematige bouw van deSK-gebouwen niet worden geaccepteerd. Met de toepassingvan prefab vloeren, waardoor in de bouwfase de stabiliteit vanhet gebouw al gerealiseerd kon worden, is dit probleem vooreen groot gedeelte weggenomen. Nadat het casco geheel staaten de druklagen zijn aangebracht, kan met de afbouw wordenbegonnen.Tot slotHet Meander Medisch Centrum is een mooi voorbeeld van eenproject waar de gekozen oplossing van dit prefab vloersysteemeen perfect antwoord heeft gegeven op de gestelde ontwerp-opgave. Op het eerste oog tegenstrijdige voorwaarden zijn in deuitvoering toch verenigbaar gebleken. komen uit in de inkassing (450 x 50 mm), vanaf waar ze wordendoorgezet naar het aan- en afvoerpunt, meestal een schacht.Zichtwerk (e)De onderzijde van de platen is bijna overal zichtwerk; nokkenin het zichtwerk waren bijvoorbeeld niet acceptabel. De stan-daard breedte voor de vloerplaten van 3580 mm (werkendebreedte 3600 mm) impliceert dat er relatief weinig platen, endaarmee weinig naden tussen de platen onderling, nodig zijn.Het legplan van een plattegrond is altijd op te bouwen uit heleplaten en pasplaten. Hierdoor zijn er geen stortstroken nodig.Pasplaten zijn in elke kleinere breedte mogelijk, waarbij hetbelangrijk is de plaat dusdanig in de mal te plaatsen, dat ervoldoende strengen in de plaat zitten. In dit project, waar overgrote delen geen plafond is voorzien en de onderzijde van deplaat dus zichtwerk is, kan met dit vloertype toch een zeergoede visuele kwaliteit worden gehaald. pROjecTgegevensproject Meander Medisch Centrum, Amersfoortopdrachtgever Meander Medisch Centrumarchitect Atelier PROhoofdconstructeur Arsonsohn raadgevende ingenieursaannemer Heijmansprefab engineering Bartels Ingenieurs voor Bouw & Infraleverancies prefab vloeren Bestcon7