ir. Hans RoosenAdviesbureau voor bouwconstructiesF.Tielemans BV, EindhovenCement XXXVII(1985)nr. 1Hoogbouw in prefab betonKantoorgebouw BZEONGZ, in het Fellenoord-complex te EindhovenInleidingHet kantoorgebouw van de ziekenfondsen RZEOen VGZ in het Fellenoord-complex te Eind-hoven is in 1983 onderscheiden met de Betonprijs in de categorie 'gebouwen'.Het bouwteam dat de ontwikkeling van het gebouw ter hand genomen heeft bestond uit:L.L.J. de Bever en ir. LJ.H.F. de Bever architecten bna, Bouwgroep Hurks BVen adviesbu-reau voor bouwconstructies F.Tielemans BV, alle gevestigd te Eindhoven. Later is hieraande Vereniging van Krachtwerktuigen als adviseur voor de technische installatiestoegevoegd.Bovengronds zijn er 16 kantoorlagen en 2 technische lagen. Het gebouw is onderkelderdmet 2 bouwlagen, die aansluiten op de parkeergarage onder het gehele kantorencomplex.Prefab constructieEen optimaal gebruik van geprefabriceerd beton wordt eerst bereikt als het kritieke pad vande planning door de montage wordt bepaald. Bij hoogbouw vormt het traditioneel stortenvan stabiliteitskernen vaak een vertragende factor. In dit gebouw, waar de stabiliteitskernenaan de buitenzijde zijn geprojecteerd, zou bij prefabricage de dragende wand, isolatie enbuitenplaat kunnen worden ge?ntegreerd. Daardoor wordt het aantal montagehandelingenaanzienlijk beperkt. Beide factoren resulteerden in een economische oplossing bij volledigeprefabricage. Het gekozen prefab systeem heeft geleid tot een montagecyclus van 4 dagenper verdieping.Een standaard verdieping (zie fig. 1) is opgebouwd uit: stabiliteitswanden (a),vloerdragendegevelelementen zonder stabiliteitsfunctie (b), vloerelementen (c en d) en kolom- en balkele-menten (e)als middenondersteuning. Door toepassing van de tussenondersteuning bleef deverdiepingshoogte beperkt tot 3,20 m bij een vrije hoogte van 2,70 m.Het volledige inpandige karakter van de beide kelderverdiepingen heeft ons doen besluitenook deze constructie te prefabriceren, zodat op de fundering direct met montage van deprefab constructie is gestart. De capaciteit van de torenkraan was bepalend voor de afme-tingen van de elementen. Bij de grootste hetboomsarmen was een hefvermogen van 70 kNbeschikbaar.111Plattegrond standaard verdieping, metaanduiding van de constructieveelementen2a-eConstructieve elementena. stabiliteitswandb. dragend gevelelementc. cassette-vloerplaatd. vlakke vloerplaate. kolom en balk middenondersteuningstaalplaat voorlasverbindingstaalplaat ehirikassingvoorlasverbindingrandkolom 300 250mmbbuiteilblad60 mmsteenwoldraagconstructieBouwkostenbouwkundig gedeelte: f 10 100 000,-installaties (inel. liften): f 4 525 000,-Bouwtijdstart bouw: december 1981oplevering: mei 1983tempo montage prefab beton: gemiddeld 5dagen per verdiepingBetrokkenenarchitect: L.L.J. de Bever en ir.L.J.H.F. deBever architecten bna, Eindhovenconstructeur: adviesbureau voor bouwcon-structies F.Tielemans BV, Eindhovenaannemer: Bouwgroep Hurks BV, Eindhovenprefab beton: Hurks Beton BV, Veldhoven/Roeselaere (B)foto's: Jos Lammers, EindhoveneCement XXXVII(1985) nr. 1 123Stabiliteitsysteemr>.U-LStabiliteitswanden (fig.2a)Plaats en afmetingen van dichte wanden die als stabiliteitswanden kunnen dienen, wordendoorgaans sterk functioneel bepaald en komen dan ook vaak niet overeen met de wens vande constructeur. In het onderhavige gebouw wordt kern 1 (zie fig. 3) door het ontbreken vanvoldoende bovenbelasting OP trek belast, evenals kern 2 in de langsrichting van het gebouw.Toepassing van het zgn. 'gevelbuisprincipe', waarbij de open gevelelementen eveneens eenstabiliteitsfunctie vervullen, kan trekspanningen in de stabiliteitswanden weliswaar voorko-men; echter de maatregelen die daartoe moeten worden genomen zijn kostbaarder dan dienodig omtrekspanningen in de stabiliteitswanden te kunnen opnemen.Voorspanning van de op trek belaste onderste 5 bouwlagen zou leiden tot een grotere wand-dikte en door de gewichtstoename dientengevolge tot meer elementen. Een en ander heeftgeleid tot toepassing van ge?njecteerde stekverbindingen bij een wanddikte van 20 cm(fig. 4). De kernen zijn niet-lineair elastisch berekend met een op het adviesbureau beschik-baar computerprogramma, waarbij druk-, trek- en schuifspanningen in beton en staal wordenberekend evenals de vervormingen voor zowel eerste als tweede orde.Horizontale voegenDe horizontale voegen in de aansluiting tussen kernwand enkantoorvloer zijn met een 30 mmdikke zand-cementvoeg uitgevoerd, die na het stellen gelijktijdig met de stekomhullingenzijn ge?njecteerd.De vloer in kern 2 (fig. 2c) fungeert als medium voorspanningsoverdracht tussen de kernwan-den zodat de gehele kern als een constructieve eenheid werkt. Gekozen is daarom voor eenmonoliete vloer-wandverbinding met behulp van luswapening (fig. 4) en een 20 cm dikke inhet werk gestorte voeg. De verharding hiervan, voor zover nodig voor de voortgang, werdbinnen de cyclustijd van de montage bereikt.4Wand-vloerverbinding van destabiliteitskernCement XXXVII(1985) nr. 1qeinjekfeerde stekkenvoeg 30 rnrnnatte verbindinghaarspeldenst abiliteitswand60 rnrn steenwolbuitenblad 90 mm13L _tixotropischemortel5a-bVerticale voegen in de stabiliteitskern6Verankering buitenschil aan draagstructuur1jJ1],, ,illI /Verticale voegenDe schuifspanningen tussen de elementen zijn voor een deel te groot voor toepassing vande gangbare natte voegverbindingen. Om deze, alsook om montage-technische redenen,zijn voor de verticale voegen waarin schuifspanningen moeten worden overgebracht, lasver-bindingen toegepast (fig. 5).Zwaarte en aantal lasverbindingen per verdieping vari?ren met de over te brengen schuif-krachten. Ter afdichting van de voegen en conservering van de lasverbindingen, zijn devoegen gevuld met een tixotrope mortel.Dragende gevelelementen (fig. 2b)De elementen met raamopeningen in de kantoorgevels zijn vloerdragend uitgevoerd, maarhebben geen stabiliteitsfunctie. Ook deze elementen zijn compleet gemonteerd, dat wil zeg-gen het dragende deel met isolatielaag en buitenschil. De verdiepingshoge elementen zijn3,60 m breed, waarin twee raamopeningen.Het buitenblad is met behulp van een machetanker centrisch opgehangen aan de draagstruc-tuur (fig. 6) waardoor een vrije vervorming van het buitenblad mogelijk is en tevens eenminimale koudebrug ontstaat. In de hoeken is een horizontale verankering aangebracht meteen schuifmogelijkheid in de richting van de stippellijn.Cement XXXVII (1985) nr. 1draa konstruktiestek 20doorgaandisolatte 60 mm steenwolrandbalk refabrandbalk opgestartbuitenbladingestorte L montage-verbinding?IIII II Iafdracht verfikaleIbetasting buitenbledm.v. manthetenke II III [I- - - -11111111nl[I8Verbinding vloerelement-gevelelement7Dragend deel van netqevetetemem9a-bDoorgaand bezwijkena. wegvallen van middenkolomb. wegvallen van dubbele randkolomHet dragende deel van het gevelelement bestaat uit een middenkolom 300 x 500 mm entwee randkolommen 300 x 250 mm, verbonden door een balk waarop de vloerelementenzijn opgelegd (fig. 7-8). De vloer-gevelverbinding wordt bij montage als tijdelijke lasverbin-ding uitgevoerd. De definitieve 'natte' verbinding wordt gevormd bij het aanbrengen van demonoliet afgewerkte druklaag. Deze bewerking loopt enkele lagen achter op de montage,zodat weersinvloeden bij de vloerafwerking minimaal zijn.Doorgaand bezwijkenHet toekennen van een dragende functie aan de gevel vergroot de kwetsbaarheid van deconstructie, zeker als deze over een groot aantal kolommen wordt verdeeld. In dit ontwerpzijn bij een veiligheid y = 1,1 alternatieve belastings-afdrachten voorzien bij het wegvallenvan de dragende functie van-een middenkolom (fig. 9a)-een dubbele randkolom (fig.9b), of-een volledig element.In het eerste en tweede geval zorgt per verdieping de randbalk als vrij opgelegde balk res-pectievelijk als uitkraging voor belastingafdracht naar de naaste kolommen. In het derdegeval zorgen bovendien per verdieping deuvels in de vorm van twee staven 0 16 voor dwars-krachtoverdracht. In het in het werk gestorte deel van de randbalken zijn hiertoe doorgaandeboven staven opgenomen. De vloer-gevelverbinding is bovendien berekend op horizontalekrachten van binnenuit.Het dragende deel van de gevel elementen is voor alle bouwlagen gelijk in afmeting en detail-lering, met uitzondering van de kelderverdiepingen. Daar is tussen de kolommen, als afslui-ting, een 20 cm dikke wand aangebracht.Uiterlijk zijn er echter grote verschillen in de vormgeving van het buitenblad (fig. 10 a-c).Cement XXXVII(1985) nr. 1 15Itoe-?Varianten van metgevelelementa. normaal elementb. element zonder borstwering (t.b.v.begane grond)c. element gedeeltelijk zonder buitenschil(t.b.v. dakrand)10dFunctionele vormgeving; het regenwaterwordt langs de kolommen geleidCement XXXVII(1985) nr. 1Hierin zijn met SUCCeS enkele vormgevende aspecten verwerkt. Zo is de kolommenstructuurzichtbaar gemaakt door een profilering met een diepe negge, door een groef gescheidenvan de borstwering. Daardoor ontstaat een sterk verticalisme, hetgeen extra wordt benadruktdoor het weglaten van de borstwering op de begane grond en 1everdieping.De buitenzijde van de borstwering is in hetzelfde vlak gebracht als de voorzijde van de'kolommen', zodat aan de bovenzijde ruimte ontstaat voor een gootje, waarmee regenwatervan het raam naar de groef tussen borstwering en kolom wordt gebracht. Dit is een belangrijkemaatregel om vervuiling van de gevel te vermijden (fig. tOd).Overige prefab elementenVoor de kantoorvloeren zijn standaard cassette-vloerplaten van Hurks Beton toegepast meteen dikte van 23 cm (fig. 2c). De vloer met druklaag heeft een brandwerendheid van 90minuten. Voor montageverbindingen zijn lasplaatjes ingestort.De middenportalen. kolommen 500 x 500 mm met aangestorte balken 500 x 450 mm,(fig. 2d) uitgevoerd in twee verschillende elementen, hebben een brandwerendheid van 120minuten.Fundering (fig. 11)Ter plaatse zijn vanaf 7,00 m - peil zeer draagkrachtige zandlagen met konusweerstandenvan ? 40 N/mm2aanwezig. De aanleg van de fundering op 7,21 m - peil maakte fundatie opstaal zeer wel mogelijk, zij het nadat hiervoor een tweetalleemlaagjes dienden te wordenvervangen door een grondverbetering ter beperking van zettingen. Bij de bouw van debelen-dende parkeergarage was op een diepe bouwput voor de hoogbouw gerekend door eenkeerwand onder de parkeerlagen aan te brengen.Het gebouw staat op een 1,50 m dikke betonplaat, die rondom 1,00 m buiten de gevelsuitsteekt. Door toepassing van middenkolommen zijn deplaatmomenten gereduceerd waar-door de plaatdikte tot 1,50 mbeperkt bleef. De plaatmomenten zijn berekend met een ele-mentenprogramma. Voor elk belastinggeval zijn met behulp van een plotprogramma iso lijnenvan de wapeningsmomenten gemaakt. Deze zijn in dezelfde schaal getekend als de wape-ningstekening en konden daardoor als 'onderlegger' voor het intekenen van de wapeningworden gebruikt (fig. 12).16peilparkeergarageparkeergarage11Fundering hoogbouw, met aansluitendeparkeergarage12Isotijnen van wapeningsmomenten in defunderingsplaatBouwmetrologieDoor ir.C.A.Quirijns is als afstudeerproject aan de TH-Eindhoven een bouwmetrologischonderzoek verricht naar fabricage en montage van de dragende gevelelementen. In de voor-bereidingsfase zijn de processen prefabricage, maatvoering en montage opgedeeld in deel-processen. Voor elk deelproces is een onnauwkeurigheid aangenomen als gevolg van nor-maal werken. Voor diverse aansluitingen zijn hiermee passingsberekeningen uitgevoerd,waaruit de te verwachten onnauwkeurigheden in de aansluitingen volgen, die binnen devastgestelde tolerantiegrenzen dienen te liggen.Voor de montage is een maatvoeringsmethodiek opgesteld gebaseerd op de methode'mous'. Meting van de onnauwkeurigheden in de aansluitingen geeft na evaluatie van hetuitvoeringsproces inzicht in de aangenomen onnauwkeurigheden van de deelprocessen (bijv.scheluwte van het buitenblad) en levert aldus belangrijke informatie voor beheersing vantoekomstige maatvoeringsprocessen.Cement XXXVII(1985) nr. 1 17
Reacties