8 thema In stijl omhoog In het centrum van Rotterdam, tegenover het centraal station, verrijst binnenkort het 125 m hoge gebouw 'First Rotterdam'. De toren wordt grotendeels in prefab beton uitgevoerd. Gelijk met de kern zal ook de betonnen gevel worden opgetrokken, in een bouwsnelheid van maar liefst twee verdiepingen per zes dagen. Ter compensatie van de zetting (circa 100 mm op moment van oplevering) worden ter plaatse van de hoek- punten van de hoogbouw zestien vijzels ingezet. 1 Ongelijkmatige zettingen van First Rotterdam gecompenseerd met vijzels thema In stijl omhoog 2 2014 9 Onderdeel van de ontwikkeling rond het nieuwe Rotterdam Centraal Station is het autoluw maken van het Weena om daarmee een betere ontsluiting richting het centrum te creëren. Hiermee zijn extra mogelijkheden ontstaan voor de herontwik- keling van het Weenapoint. Inmiddels is hier begonnen aan de bouw van First Rotterdam. Dit project omvat een tweelaagse ondergrondse parkeergarage, met daarop een plintgebouw van 7 verdiepingen hoog. Op dit plintgebouw, aan de oostkant, komt een toren van 31 verdiepingen hoog (125 m), bestaande uit een mid-rise gedeelte en een high-rise gedeelte (fig. 3). In totaal omvat het gebouw 54 000 m 2 BVO kantoorruimte. In het gebouw worden onder meer het nieuwe hoofdkantoor van Robeco (16 000 m 2) en het advocatenkantoor NautaDutilh (10 000 m 2) gevestigd. Oplevering staat gepland voor 2015. Ontwerp Kenmerkend aan het gebouw is de indrukwekkende natuur - steengevel. In de toren heeft deze gevel om de verdieping een horizontale band, waardoor de hoogbouw slanker en hoger oogt. Het bestaande koepelgebouw (zie kader 'Geschiedenis') naast de nieuwbouw heeft veel invloed gehad op het ontwerp. Door aan de zuidzijde de gevel over de onderste twee bouwla- gen schuin naar binnen te laten lopen, wordt extra ruimte gecreëerd en komt het koepelgebouw weer beter tot zijn recht als vrijstaand paviljoen. Ook het inpassen van het bestaande kunstwerk van Henry Moore in de gevel van de nieuwbouw was een belangrijke randvoorwaarde voor het ontwerp (fig. 4). Sloop en verplaatsen kunstwerk Moore Om ruimte te creëren voor de nieuwbouw was het noodzakelijk de eerste, in 1955 aangebrachte uitbreiding te slopen. Hier is in september 2012 mee gestart. Deze uitbereiding bestond uit drie bouwlagen en een kelder. Een belangrijk onderdeel van de sloop was de preservering en verplaatsing van het kunstwerk van Moore naar een tijdelijke plek op het binnenterrein van het Weenapoint. Allereerst is een stalen korset geplaatst rondom het kunstwerk. Dit werd aan de onderzijde versterkt met twee in het werk gestorte voorgespannen balken onderling gekoppeld met HEB120-liggers om de 750 mm (fig. 5). Hierna kon het kunst- werk aan de onderzijde worden losgezaagd en met twee trailers voorzichtig naar zijn tijdelijke plek worden gemanoeuvreerd (foto 6). In verband met het risico op beschadiging is vooraf een 3D-laserscan gemaakt waarin de contouren van het metsel- werk tot op de millimeter nauwkeurig zijn vastgelegd (foto 7). ir. Janko a rts en ir. Jeroen l uttmer Royal HaskoningDHV 1 Visualisatie van First Rotterdam tegenover het Groothandelsgebouw, met rechtsonder station Rotterdam Centraal bron: CIE Architecten2 Luchtopname van het Bouwcentrum aan de Diergaardesingel, 1954bron: Stadsarchief Rotterdam Geschiedenis Vlak na de Tweede Wereldoorlog werd op de plek waar kort daar - voor nog Diergaarde Blijdorp lag, het Bouwcentrum gebouwd, naar een ontwerp van Rotterdamse architect Joost Boks (foto 2). Dit koepelgebouw, een initiatief van de BNA, werd opgericht om de voor de wederopbouw zo belangrijke kennis over bouwtech- niek over te dragen aan professionals, door middel van voorlich- ting en documentatie. Het gebouw heeft een kenmerkende koepelvorm met een overspanning van 35 m. Het beton is in de gevel opgevuld met baksteen en vormt een compromis tussen traditioneel en modern bouwen, de zogenaamde shake-hands- architectuur van kort na de oorlog. Het oorspronkelijk vrijstaande paviljoen werd in 1955 uitbreid aan de zijde langs het Weena met een rechthoekig volume van drie lagen hoog. Dit gebouw, eveneens ontworpen door Boks, werd aan de noordzijde (stations-/Weenazijde) voorzien van een bakstenen reliëf 'Wall Reliëf no. 1' van de Engelse beeldbouwer Henry Moore. Deze sculptuur van 18,7 × 8,5 m bestaat uit 16 000 handgevormde klinkers. Tussen 1967 en 1970 werd een tweede uitbreiding gerealiseerd met een langgerekt gebouw aan het Kruisplein, een parkeerga- rage en een hoogbouw van achttien verdiepingen (de zoge - noemde toren A). Hiermee werd het complex uitgebreid tot een kantooroppervlak van 42 000 m 2. Ook hierbij speelde Boks een rol als adviserende architect. Het complex is inmiddels omgedoopt tot het Weenapoint. Het project First Rotterdam betreft de herontwikkeling van dit kanto - rencomplex. Zowel het koepelgebouw, tegenwoordig een rijks- monument, als het kunstwerk van Henry Moore speelden een rol bij het ontwerp van de nieuwbouw. 2 in stijl omhoog 2 2014 10 3 Plattegrond met bestaande bouw en nieuwbouw First Rotterdam 4 Gevel langs het Weena (noordzijde); aan de rechterzijde is nog net het kunstwerk van Henry Moore zichtbaar bron: CIE Architecten Aan de hand van deze nauwkeruige inmeting zou het kunst- werk weer steen voor steen kunnen worden opgebouwd, mocht het ernstig beschadigd raken. Gelukkig bleek dat niet nodig. Bouwput en fundering Nadat het kunstwerk was verplaatst, kon met de bouwput worden begonnen. Deze put wordt afgescheiden door damwan- den (type AZ36-700N en AZ25), die in verband met de mini- maal beschikbare ruimte nauwgezet om het koepelgebouw heen zijn geplaatst. Hierbij zijn nauwkeurige trillingsmetingen uitgevoerd. Ondanks een minimale afstand van circa 1,3 m tot het koepelgebouw bleek het drukken van de damwanden niet noodzakelijk, onder meer dankzij het gebruik van een hoogfre- quent blok. Om schade aan het monumentale koepelgebouw te 3 4 thema In stijl omhoog 2 2014 11 HEB220 trekkolom kunstwerk drukschoor 1330 220 1110 220 betonbalk 800 x 400 mm 800 450 800 1680 dwarsligger 1680 dwarsliggerHEB220HEB220 9760 UNP140 dragline schotten maaiveld 600150 150055 1195 7890 9000 140 400 220 250 400 400 400 400 Ø219x6mm A B UNP140 betonbalk 800x400mm voorspankop voorspankop 2190 koppelbalk HEB120 -S355 best.betonwand kelder 250 zachthout vulling 5 Stalen korset dat om het metselwerk kunstwerk van Henry Moore is geplaatstbron: Techniek en Methode, Heezen6 Verplaatsing van het kunstwerk op 24 januari met behulp van SPTM's (self propelled modular trailers) van Mammoet waardoor het onderwaterbeton toch kon komen te vervallen. Hiermee is de bouwtijd met circa zeven weken verkort. De fundering bestaat uit vibro-combinatiepalen Ø506/560 (schacht/punt). Deze palen zijn verdiept aangebracht in een diamantvormig grid van 1,8 × 1,35 m. Hierbij was een heiver - dichting van 8% mogelijk, waardoor zeer zwaar heiwerk werd voorkomen. Om voldoende draagkracht te genereren, staan de palen zo diep mogelijk in de eerste zandlaag tot circa NAP -28 m. De keuze het gebouw op de eerste zandlaag te funderen, was voor - namelijk een economische. Het betekent echter ook dat zettin- gen tijdens en na afloop van de bouw zullen optreden ten gevolge van de zettingsgevoelige kleilaag van de Formatie van Waalre (voorheen bekend als de Laag van Kedichem) die zich op 16 m onder de eerste zandlaag bevindt. Deze zettingen zijn in eerste instantie onderzocht met DSettlement en vervolgens ook met nauwkeurige 3D-PLAXIS-berekeningen. Hierbij is de bouwfasering meegenomen, gerelateerd aan het tijdsafhanke- lijke verloop van de zettingen. Op de compensatie van deze zettingen wordt verderop in het artikel nader ingegaan. voorkomen, zal een deel van de damwand niet worden getrok- ken. Dit deel wordt gebruikt als permanente kelderwand. Met het voltooien van de damwanden kon de bestaande kelder worden gesloopt en de bouwput tot circa 2 m onder maaiveld worden aangevuld. De damwanden worden gesteund door een tweelaags stempel- raam bestaande uit stempels Ø711×9,5 met gordingen 2 × HE600B op het bovenste niveau en stempels Ø914×12,5 met gordingen 3 × HE700B op het onderste niveau Uit een voorstudie bleek een bouwput met onderwaterbeton technisch de minst risicovolle keuze in verband met de hori- zontale vervormingen ter plaatse van het koepelgebouw. Dit bleek ook financieel mogelijk. Tijdens de contractvorming werd door de aannemer toch een alternatief gezocht. Hierbij zou het noodzakelijk zijn de stijghoogte in het eerste watervoe- rende pakket, door middel van spanningsbemaling, te verlagen in verband met opbarsten van de bouwputbodem. Bovendien bestond er een risico dat het verkrijgen van de benodigde vergunningen voor het onttrekken van grondwater lang zou gaan duren. Uiteindelijk is deze vergunning tijdig verkregen, 6 5 in stijl omhoog 2 2014 12 outrigger wand w x H stabiliteits- kern gevelkolom funderings-balk funderings- palen worden qua uitvoering. Het voordeel is echter dat door de koppe- ling de gevelelementen in de langsgevel de stabiliteit in oost- westrichting voldoende waarborgen waardoor in die richting geen outriggers nodig zijn (fig. 10). In hoogbouw worden outriggersystemen vaker toegepast in combinatie met een belt truss, een over één of twee verdiepin- gen lopende vakwerkconstructie in de gevel waarmee alle gevelkolommen door de outrigger worden geactiveerd. Doordat de gevelelementen onderling gekoppeld zijn, wordt ditzelfde effect bewerkstelligd. Ontwerp van de constructie Voor het waarborgen van de stabiliteit zijn diverse alternatie- ven overwogen. Een volledige gevelbuis bleek niet mogelijk in verband met de benodigde openheid van de onderste lagen en paste ook minder goed in het gewenste gevelbeeld. Een stabili- teitskern in combinatie met een raamwerkconstructie leidde niet tot een rendabel ontwerp aangezien dit te dikke vloeren zou opleveren. Dergelijke vloeren zouden zowel het gebouwge - wicht als ook de totale gebouwhoogte te nadelig beïnvloeden. Als oplossing is uiteindelijk gekozen voor een outriggercon- structie (fig. 8). Hiermee wordt de te slanke kern (met liftin- stallaties en trappenhuizen) door middel van twee verdieping hoge wanden gekoppeld met de gevel. Deze outriggerconstruc- tie is gepositioneerd op de 19e en 20e verdieping (fig. 9). De optimale positie ligt eigenlijk enkele verdiepingen hoger. Hier was deze constructie echter niet mogelijk, omdat deze verdie- pingen samen met 'gewone' verdiepingen al waren verhuurd aan één en dezelfde partij. Het verschil in de betreffende verdiepingen was voor deze partij niet acceptabel. Tijdens de uitwerking van het ontwerp wilde de aannemer méér uniformiteit in de betonconstructie. Daarmee zou de hoogbouw in een hoger tempo kunnen worden gerealiseerd. Om die reden worden de noord- en zuidgevel uitgevoerd met gestapelde gepre- fabriceerde sandwichelementen. Nadeel hiervan is dat de gevels, door het grote aantal constructieve koppelingen, ingewikkelder 8 7 7 Schermafdruk van de 3D-laserscan waarbij enkele punten aan de onderzijde zijn opgemeten bron: Royal HaskoningDHV8 Principe van outriggersysteem om de gevelkolommen mee te laten werken ten behoeve van stabiliteit thema In stijl omhoog 2 2014 13 1e verdieping begane grond 2e verdieping 3e verdieping kelder -1 4e verdieping 5e verdieping 6e verdieping 7e verdieping 8e verdieping 9e verdieping 10e verdieping 11e verdieping 12e verdieping 13e verdieping 14e verdieping 15e verdieping 16e verdieping 17e verdieping 18e verdieping 19e verdieping 20e verdieping 21e verdieping 22e verdieping 23e verdieping 24e verdieping 25e verdieping 26e verdieping 27e verdieping 28e verdieping 29e verdieping kelder -2 30e verdieping 31e verdieping A B C D 32e verdieping liftput 33e verdieping (liftuitloop) 9 Doorsnede over de kern met op de 19e en 20e verdieping de outrigger 10 Outrigger met doorgehaald de vervallen outrigger in oost-westrichting 11 Visualisatie van het 3D-computermodel krachtswerking is te lezen (fig. 12). De vloeren zijn in het model ingevoerd om de horizontale schijfwerking zo goed mogelijk mee te nemen. Deze vloeren zijn echter als dunne platen met een dikte van 25 mm ingevoerd, zodat een over - schatting van de buigstijfheid van het systeem door de inklemming van de vloerschijven is voorkomen. De zettingen zijn meegenomen door aan de onderzijde van de palen een opgelegde vervorming in te voeren. Deze zijn per paal bepaald aan de hand van de contourplots uit het PLAXIS-model (fig. 13). Zowel de situatie zonder zettingen (nulsituatie) als met maximale zettingen (eindsituatie) zijn berekend en hiermee is in de detaillering rekening gehou- den. Gevel Zoals gezegd zijn de gevels uitgevoerd met prefab-betonele- menten (fig. 14). De plattegrond kent een verschoven H-vorm. Daardoor ontstaat ook op as B en C een gevel (fig. 15). Over de onderste twee lagen bestaat deze gevel uit kolommen met een afmeting van 800 × 800 mm 2. Vanaf de tweede verdieping is de gevel opgebouwd uit prefab sandwichelementen. Tot de achtste verdieping is de dikte daarvan 500 mm. Bij de 9e tot en met de 11e verdieping is de dikte afhankelijk van de oriëntatie. Aan de noordzijde, bij de penanten met een breedte van 1000 mm, bedraagt de dikte 380 mm. Aan de zuidzijde, bij penanten met Uiteindelijk is deze variant in relatief kort tijdsbestek uitge- werkt. Hierbij is gebruikgemaakt van een 3D-EEM-compu- termodel (fig. 11). In verband met de complexiteit van de stabiliteitsgevel, de outriggerconstructie en de zettingen die invloed hebben op de krachtswerking, is ervoor gekozen één totaal 3D-model te hanteren. De gevels zijn hierbij als staaf- werkmodel ingevoerd waarbij op een eenvoudige wijze de 9 10 11 in stijl omhoog 2 2014 14 12 13 14 behoeve van de ingang van de parkeergarage vormt zich deels om het bestaande koepelgebouw heen en is aan de onderzijde geïntegreerd met een sprinklerbassin van 200 m 3. Compensatie zettingen Inherent aan het funderen van een hoogbouw op de zandlaag boven de Formatie van Waalre is het optreden van ongelijkma- tige zettingen in de ondergrond. Dit kan leiden tot onaccepta- bele vervormingen in het gebouw. Met een iteratief rekenproces zijn de maatgevende situaties bepaald en is de omhullende krachtswerking vastgesteld. Hierbij is de bandbreedte tussen de zettingsloze situatie en de maximale zetting bestudeerd. Om te grote spanningen in de betonconstructie tegen te gaan, wordt de in het werk gestorte kelderbak gesegmenteerd uitge- voerd. Bij het gedeelte dat de meeste zetting zal ondergaan, wordt deze met een overhoogte van 100 mm aangelegd. Naar de zijkanten, waar de zettingen minder zijn, loopt de kelder een breedte van 1200 mm, 300 mm. Vanaf de 12e tot en met de 30e verdieping wordt een dikte van 250/300 mm toegepast. Om deze slankheid van de gevel te kunnen realiseren, wordt voor diverse verdiepingen beton tot C90/105 toegepast. Ook in de kelder worden delen van de in het werk gestorte stabi- liteitskern in deze zeer hoge sterkteklasse uitgevoerd. Tussen de gevels zijn kanaalplaatvloeren ontworpen met een overspanning van 11,7 m (A-B en C-D) respectievelijk 8,1 m (B-C). Deze kanaalplaten zijn 260 mm dik met een druklaag van 50 mm in het midden van de overspanning. Dit is vanwege de vereiste 120 minuten brandwerendheid. De afwerklaag of verhoogde vloer wordt ontkoppeld door middel van folie. Een en ander is conform de opgestelde detaillering volgens de BFBN-brief van juni 2011. Hierdoor kan brandwerende bekleding achterwege blijven. Parkeergarage De binnenstedelijke locatie vraagt om een kantoorgebouw met geïntegreerde parkeergarage. Op het omliggende terrein is hier immers simpelweg geen ruimte voor. In de kelder is een overspanning van 11,7 m nodig. Om dit mogelijk te maken, wordt voor de beganegrondvloer en 1e keldervloer een VZA-vloer (voorspanning zonder aanhechting) toege- past. Hiermee zijn relatief dunne vloeren mogelijk (330 respectievelijk 300 mm). Hierdoor kon de diepte van de bouwput, ondanks de vrije hoogte in de parkeergarage van ruim 2,5 m, toch nog beperkt blijven. De hellingbaan ten 12 Modellering van de gevel door middel van staafwerkmodel 13 Zettingscontouren ten gevolgen van de formatie van Waalre (Kedichem) 14 Sandwich gevelelement op de 9e verdieping met een 380 mm dik binnen- spouwblad en de benodigde instortvoorzieningen bron: Loveld thema In stijl omhoog 2 2014 15 +15+100 +100 +100 +30 peil aanvankelijk schuin af (fig. 16). Nabij de uiteinden van de hoogbouw worden vijzels geplaatst om de tijdelijke ruimte die daar ontstaat op te vangen. Gaandeweg het opbouwen van de hoogbouw zullen deze vijzels steeds verder worden afgelaten, zodat de rechtgebouwde hoogbouw recht blijft ondanks de zettingen in het midden. De zettingen die optreden na het verwijderen van de vijzels zijn gekwantificeerd. De waarde van restzakking en daarmee gepaard gaande rotatie vallen binnen de geaccepteerde grens van 1:600 per eenheid van lengte. 15 Typische plattegrond van de toren, hierbij niveau 19 weergegeven met de outriggers in noord-zuidrichting 16 Schematisering opzetten en vijzels BREAAM Excellent Het ontwerp is beloond met het BREEAM Excellent ontwerpcerti- ficaat. Installatietechnische aspecten zoals warmte- en koudeop - slag in de bodem, zonnepanelen, een grijswatersysteem en groene daken zorgen voor een hoge score. Ook op de bouw - plaats is hier aandacht voor door onder meer zonnepanelen op de bouwkeet, gescheiden afvalstromen en duurzame herkomst van bouwmaterialen. 15 16 Tot slot Begin februari 2014 is de fundering van het gehele complex voltooid. Op de bouwplaats worden momenteel de voorzienin- gen getroffen voor het plaatsen van de eerste opgaande kolom- men op de -2 vloer en de daarop gelegen -1 vloer. Volgens de planning zullen vanaf mei 2014 de eerste elementen boven maaiveld worden geplaatst om uiteindelijk medio 2015 op te kunnen leveren. Dankzij de vele inspanningen zal de Rotter - damse skyline binnenkort op een zeer duurzame wijze (zie kader 'BREEAM Excellent') worden aangevuld met First Rotterdam. ? 8 9 1 0 11 12 13 14 15 16 17 A B C D p re fab balk 5 50 x 495 prefab penant 250 x 550 prefab penant 250 x 550 pre fab balk 5 50 x 495 p re fab balk 5 50 x 495 p re fab balk 5 50 x 495 kana alp la atv loer d = 260 L 2 00 x 200 x 16 L 2 00 x 200 x 16 L 2 00 x 200 x 16 L150 x150 x1 0 L150 x150 x1 0 L150 x 150 x 10 L150 x 150 x 10 p re fa b b ord es d = 25 0 p re fa b b ord es d = 25 0 p re fa b b ord es d = 25 0 prefab penant 250 x 550 prefab penant 250 x 550 prefab penant 250x550 prefab penant 250 x 550 prefab penant 250 x 550 prefab penant 250 x 800 prefab penant 250 x 800 d ru kla ag d = 70 dru kla ag d = 70 d ru kla ag d = 70 prefab wand d = 250 pre fab p la at d = 180 d ru kla ag d = 70 p re fab p la at d = 180 p re fab p la at d = 180 dru kla ag d = 70 p re fab p la at d = 180 pre fab pla at d = 180 HQ 180 x 5-3 05 x 1 0 -1 40 x 10 L 2 00 x 200 x 16 rib pla a t d = 10 0 ribplaat d = 100 H Q 180 x 5-3 05 x 1 0 -1 40 x 10 prefab wand d = 250 raveli n g L150 x 150 x 10 druklaag d = 70 k ana alp la at- v loer d = 260 druklaag d = 70 k ana alp la at- v loer d = 260 druklaag d = 70 kana alp la at- v loer d = 260 druklaag d = 70 kana alp la at- v loer d = 260 druklaag d = 70 kana alp la at- v loer d = 260 druklaag d = 70 kana alp la at- v loer d = 260 druklaag d = 70 prefab penant 250 x 1000 prefab penant 250 x 550 ? proJectgegevens project First Rotterdam opdrachtgever First CV (Maarsen Groep en MAB Development) architect CIE Architecten constructeur Royal HaskoningDHV aannemer BCF ( Wessels Zeist en Boele & van Eesteren) installateur ICF (Klimaatservice Holland BV en Van den Pol) leverancier prefab sandwichgevel Loveld leverancier prefab beton Westo in stijl omhoog 2 2014