Het Vancouver House in de gelijknamige stad in Canada is een bijzondere verschijning. Met name de aanblik vanaf één zijde spreekt tot de verbeelding: een 156 m hoog gebouw dat onderin even breed is als jezelf lang bent. Naar boven toe wordt de toren naar één kant toe geleidelijk aan breder, zonder zichtbare kolommen die de toren ondersteunen. Aan één zijde van de plattegrond neemt de breedte maar liefst met een factor zestien toe, waardoor de vloeroppervlakte bijna verdubbelt. Vanzelfsprekend stelde dit alles ook de nodige eisen aan het constructief ontwerp.
1 Vancouver House vanuit noordelijke en zuidelijke richting kort voor oplevering
1
6? CEMENT 2 20 22
Het Vancouver House in de gelijknamige stad in Canada is een bijzondere verschijning. Met name de aanblik vanaf één zijde
spreekt tot de verbeelding: een 156 m hoog gebouw dat onderin
even breed is als jezelf lang bent. Naar boven toe wordt de toren naar één kant toe geleidelijk aan breder, zonder zichtbare
kolommen die de toren ondersteunen. Aan één zijde van de
plattegrond neemt de breedte maar liefst met een factor zestien toe, waardoor de vloeroppervlakte bijna verdubbelt. Vanzelfsprekend stelde dit alles ook de nodige eisen aan het constructief ontwerp.
Vancouver House prikkelt de
verbeelding
Bijzonder ontwerp vereist creativiteit en innovaties
CEMENT 2 2022 ?7
Het Vancouver House bestaat uit
een zestig verdiepingen hoge woon-
toren, direct naast de Granville
Street Bridge.
Op maaiveldniveau wordt
de toren omzoomd door een plint van meer-
dere bouwlagen met een hellend dakvlak.
Onder het complex is een zevenlaagse kelder
aanwezig (foto 2). De onderste vloer van de
kelder vormt ook direct de fundering. Het idee voor het ontwerp van de toren
is ontstaan vanuit het vereiste profiel van
vrije ruimte ten opzichte van de Granville
Street Bridge. De architecten van Bjarke
Ingels Group moesten rekening houden met
een minimale afstand van 30 m ten opzichte van de brug. De vorm die is ontstaan wordt
door de architect omschreven als een opzij
geschoven gordijn.
Aan de top heeft het gebouw een
rechthoekige plattegrond van circa 30,5 m
bij circa 40,2 m en een vloeroppervlak van
1226 m² (fig. 3) Naar beneden toe worden de
vloeren kleiner en transformeren ze naar
een driehoekige plattegrond van 725 m² die
aan de noordzijde nog maar 1,80 m breed is. Het ontwerpteam van Vancouver
House stond voor de uitdaging dit te realise-
ren. Nu het gebouw gereed is, trekt de speelse
curve van het gebouw de aandacht van
iedereen die er langs komt.
2 Stort van onderste keldervloer
PROJECTGEGEVENS
project
Vancouver House ontwikkelaar Westbank
ontwerpend architect
BIG (Bjarke Ingels Group) uitwerkend architect DIALOG
adviseur constructies Glotman Simpson
Consulting Engineers
landschapsarchitect PFS Studio
adviseur W-installaties Integral Group
adviseur E-installaties Nemetz (S/A) & Associates Ltd. geveladviseur
Morrison Hershfield hoofdaannemer
ICON West Construction
BRON
Dit artikel is een vertaalde bewerking
van een artikel van Geoff Poh P.Eng van
Glotman Simpson Consulting Engineers,
dat in januari 2020 verscheen in het
Amerikaanse vakblad STRUCTURE
Magazine. STRUCTURE Magazine heeft
ingestemd met een herduk van het
artikel, maar geeft geen garantie met
betrekking tot de juistheid van de
vertaling ervan.
Projectingenieur Geoff Poh is project-
manager en een van de constructief
ontwerpers van het Vancouver House.
De Nederlandse bewerking is gedaan
door ir. Paul Lagendijk (Aronsohn
Constructies / redactie Cement). 2
8? CEMENT 2 20 22
Constructieve eisen veroorzaakt
door de geometrie
Alle 60 verdiepingen zijn uitgevoerd als vlak-
ke betonnen vloeren met een combinatie
van traditionele wapening en voorspanning
met nagerekt staal. De vloeren worden on-
dersteund door verticale kolommen en in
afmeting variërende, rechthoekige kolom-
schijven in de oostgevel. Deze laatsten vol-
gen het gebogen silhouet van de gevel. Daar
waar de verticale kolommen van bovenaf de
curve van het gebouw raken, vloeien deze
samen met de gevelkolom (fig. 4).De over de hoogte van het gebouw wij-
zigende kolomposities in de oostgevel en de
verticale belastingen die door deze kolommen
worden gedragen, leiden tot horizontale
krachten op de vloerschijven: over het bo-
venste gedeelte van het gebouw trekken
deze krachten het gebouw naar de brug toe
(in oostelijke richting), terwijl in het lagere
gedeelte juist krachten in de andere (weste-
lijke) richting ontstaan (fig. 5). Doordat alle
zeven oostgevelkolommen een ander ver-
loop over de hoogte hebben, is de verdeling
van de horizontale krachten op ieder stra-
mien en op iedere verdieping anders. Als de rechthoekige plattegrond van
de bovenste verdieping over de min of meer
driehoekige plattegrond van de onderste
verdieping wordt gelegd, wordt duidelijk
waarom de kern met liften en trappenhuis excentrisch in de plattegrond ligt in de zuid-
westelijke hoek van het gebouw (fig. 3). Door
de 'wandelende kolommen' en de excentrisch
geplaatste kern, wordt de toren door de
zwaartekracht niet alleen aan horizontale
krachten maar ook aan torsiemomenten
blootgesteld, en ontstaan horizontale ver-
plaatsingen over de hoogte van het gebouw.
Seismische belasting
Om de constructieve uitdaging nog groter te
maken, moest ook rekening worden gehou-
den met de hoge seismiciteit die langs de
westkust van Noord-Amerika voorkomt. De
combinatie van zwaartekracht en seismi-
sche krachten op de constructie vereist een
verticale ruggengraat die zowel buigstijfheid
als wringstijfheid verzorgt. Vancouver
House heeft een kern van in het werk ge-
stort, gewapend beton die is uitgevoerd met
innovatieve systemen die niet eerder zijn
toegepast in hoogbouw voor woningen in die
omgeving.
Door de aanwezige deursparingen in
de rechthoekige kern ontstaan twee C-vor-
mige kerndelen. In de betonnen lateien die
de delen onderling verbinden, zijn zware
stalen breedflensbalken ingestort, tot 1,5 m
in de aangrenzende wanden. Hierdoor wor-
den de twee delen van de kern verbonden
tot een wringstijve, kokervormige doorsnede
(foto 6). Anders dan de gebruikelijke tot
De combinatie
van zwaarte-
kracht en
seismische
krachten vereist
een verticale
ruggengraat
die zowel buig-
stijfheid als
wringstijfheid
verzorgt
3 Plattegrond
west
outriggerwand kern (twee
c-vormige delen
outriggerwand oost
3
CEMENT
2 2022 ?9
LEVEL 9 FLOOR PLATE
ROOF FLOOR PLATE
4a
4b
4 3D-modellen: complete constructie (a), constructie opgesplitst in doorsnedes (b) 10? CEMENT 2 20 22
vloeien belaste lateien, is er hier bewust voor
gekozen het gedrag van deze staalprofielen
elastisch te houden bij de combinatie van
zwaartekracht en cyclische, seismische
belasting. In de noordwestelijke en zuidwestelijke
hoek is de kern voorzien van outriggerwan-
den. Per vloerniveau is in één van de twee
wanden om en om een deuropening aanwe-
zig. Aan de uiteinden van deze outrigger-
wanden zijn 11 hoge sterkte voorspanstaven
(Dywidag) opgenomen, waarmee een tegen-
belasting wordt gecreëerd die de toren weer
bijna volledig verticaal trekt (foto 7).
Beperken scheurvorming
Scheurvorming is inherent aan het materiaal
beton als het verhardt en op spanning komt.
Hoewel krimp- en buigscheuren normaal
zijn voor gewapend beton, is het heel belang -
rijk om het gedrag van een toren met deze
comple
xiteit op detailniveau te begrijpen.
De expertise van Glotman Simpson op
het gebied van niet-lineair performace based
ontwerpen van betonnen hoogbouwconstruc-
ties aan de westkust van Noord-Amerika,
kwam van pas bij het bepalen van de vereis-
te voorzieningen in de constructie. Er zijn
constructiemodellen gemaakt met het niet- lineaire rekenpakket PERFORM3D, die reke-
ning houden met de materiaaleigenschappen
na vloeien. Hierbij is gerekend met grondbe-
wegingen die gelden voor deze bouwlocatie
(éénmaal de maximale te verwachten aard-
beving: 1,0 MCE (MCE = Maximum Credible
Earthquake)). Bij de bijbehorende belastingen
zijn rekken en spanningen van de kritieke
elementen gecontroleerd. Vervolgens is ge-
keken naar een tweemaal zo zware aardbe-
ving (2,0 MCE).
Het is essentieel om een totaalbeeld te
hebben van de resulterende scheurwijdtes
in de kernwanden en de voorgespannen
vloerschijven omdat de som daarvan mede
de horizontale verplaatsing van het gebouw
bepaalt. Het ontwerp was erop gericht om
de scheuren in de kritieke elementen zoveel
mogelijk te beperken. Uiteindelijk is het ont-
werp zo uitgewerkt dat bij 1,0 MCE het ge-
drag elastisch blijft en dat bij 2,0 MCE de
verticale stabiliteit en veiligheid zijn gewaar-
borgd. Zowel bij zwaartekrachtbelastingen
als bij seismische belastingen is de bruik-
baarheidsgrenstoestand beoordeeld.
Flexibiliteit installaties
'Elk onderdeel is uniek.' Deze uitspraak was
voor dit project geen marketing, naar
5 6
5 Voorbeeld van optredende horizontale belastingen
6 Lateien met ingestorte staalprofielen tijdens de uitvoering CEMENT 2 2022 ?11
gold letterlijk. Minstens zo complex als de
constructieve uitdagingen waren de coördi-
natie van het gevelontwerp en alle installa-
ties in een tijdens de bouw vervormende
constructie. Van de E- en W-installaties werd
een enorme flexibiliteit verwacht. Vanuit
één centraal punt op de begane grond aan
de noordzijde, net buiten de kern, versprei-
den alle installaties zich als takken van een
boom over de verschillende plattegronden.De optredende spanningen in de voor-
gespannen en zwaar gewapende betonvloe-
ren resulteerden in flinke beperkingen voor
de in het beton in te storten leidingen. De
leidingen en kanalen voor verwarming, ven -tilatie, airconditioning en elektra zijn niet
ingestort in de vloeren maar boven verlaagde
plafonds aangebracht; alleen een beperkt
aantal verlichtingselementen en installaties
konden na uitvoerige coördinatie in de ver-
diepingsvloeren worden ingestort.
In de bouwwereld die gewend is te werken
met constructies die zich statisch gedragen
bij verticale belastingen, vroeg Vancouver
House om een andere benadering. Alle se-
cundaire elementen, die zorgen voor de
architectonisch uitstraling van het gebouw,
zijn ontworpen rekening houdend met extra
vervormingstoleranties en aanpasbaarheid
In de betonnen
lateien van
de kern zijn
zware stalen
breedflensbalken
ingestort
waardoor een
kokervormige,
wringstijve
doorsnede
ontstaat
ONDERSCHEIDINGEN
Vancouver House is in 2021
door The Council of Tall Buil-
dings and Urban Habitat
(CTBUH) verkozen tot 'Best Tall
Building Worldwide' in 2021 en
beloond met de 'Structural
engineering award of excellence'.
7
7 Voorspanning met verticale voorspanstaven tijdens de uitvoering 12? CEMENT 2 20 22
op de te verwachten horizontale en rotatie-
beweging in loop van de tijd.
Monitoring van constructief
gedrag
Als dit gebouw op een traditionele manier
was ontworpen en gebouwd, zou de con-
structie, op het moment van op hoogte
komen, een horizontale verplaatsing ten
opzichte van de fundering naar het oosten
laten zien van ongeveer 250 mm. Om de to-
ren min of meer verticaal te krijgen en in te
spelen op langetermijnkruipgedrag, is de
draagconstructie met opzet uit het lood
gebouwd, tegengesteld aan de verwachte
vervorming. De bovenste vloeren zijn op af-
schot gemaakt om de helling veroorzaakt
door de rotatie van de kern en de verschillen
in kolomverkorting te compenseren. De ingenieurs van Glotman Simpson
werkten nauw samen met de hoofdaanne-
mer, ICON West Construction, zowel tijdens
de werkvoorbereiding als bij de daadwerke-
lijke uitvoering. De vervormingen van het
gebouw per gerealiseerde verdieping werden
gemonitord. Om de verdieping werden controle-
metingen verricht tijdens de bouw, tot een
jaar na het bereiken van het hoogste punt.
De meetresultaten volgden nauwkeurig de
berekende vervormingen: geen betere ma-
nier om de berekende prestaties van het ge-
bouw te bevestigen voor de levensduur van
dit bijzondere gebouw.
Een icoon voor de westkust van
Noord Amerika
Creativiteit, innovaties, zeer gedetailleerd ont -
werpen en coördinatie vormden het succes
v
an dit bijzondere project. Prestatiegericht
ontwerp in combinatie met het gebruik van
de nieuwste technologie met niet -lineaire
analyses, maken het ontwerp van een gebouw
als dit mogelijk. Samenwerking, met als doel
onder meer een juiste fasering van uitvoering,
zorgden ervoor dat het papieren ontwerp
werkelijkheid is geworden. Alleen de veel
meer dan gebruikelijke aandacht voor details
zorgde voor een praktisch en uitvoerbaar ont -
werp. Vancouver House is in 2020 in gebruik
g
enomen en zal altijd een inspiratie blijven
voor creatieve architecten en ingenieurs.
8
9
8 Vancouver House tijdens de uitvoering
9 Overzicht van het project en de omgeving CEMENT 2 2022 ?13
Bron
Dit artikel is een vertaalde bewerking van een artikel van Geoff Poh P.Eng van Glotman Simpson Consulting Engineers, dat in januari 2020 verscheen in het Amerikaanse vakblad STRUCTURE Magazine. STRUCTURE Magazine heeft ingestemd met een herduk van het artikel, maar geeft geen garantie met betrekking tot de juistheid van de vertaling ervan.
Projectingenieur Geoff Poh is projectmanager en een van de constructief ontwerpers van het Vancouver House. De Nederlandse bewerking is gedaan door ir. Paul Lagendijk (Aronsohn Constructies / redactie Cement).
Projectgegevens
Project Vancouver House
Ontwikkelaar Westbank
Ontwerpend architect BIG (Bjarke Ingels Group)
Uitwerkend architect DIALOG
Adviseur constructies Glotman Simpson Consulting Engineers
Landschapsarchitect PFS Studio
Adviseur W-installaties Integral Group
Adviseur E-installaties Nemetz (S/A) & Associates Ltd.
Geveladviseur Morrison Hershfield
Hoofdaannemer ICON West Construction
Het Vancouver House bestaat uit een zestig verdiepingen hoge woontoren, direct naast de Granville Street Bridge. Op maaiveldniveau wordt de toren omzoomd door een plint van meerdere bouwlagen met een hellend dakvlak. Onder het complex is een zevenlaagse kelder aanwezig (foto 2). De onderste vloer van de kelder vormt ook direct de fundering.
Het idee voor het ontwerp van de toren is ontstaan vanuit het vereiste profiel van vrije ruimte ten opzichte van de Granville Street Bridge. De architecten van Bjarke Ingels Group moesten rekening houden met een minimale afstand van 30 m ten opzichte van de brug. De vorm die is ontstaan wordt door de architect omschreven als een opzij geschoven gordijn.
Aan de top heeft het gebouw een rechthoekige plattegrond van circa 30,5 m bij circa 40,2 m en een vloeroppervlak van 1226 m2 (fig. 3) Naar beneden toe worden de vloeren kleiner en transformeren ze naar een driehoekige plattegrond van 725 m2 die aan de noordzijde nog maar 1,80 m breed is.
Het ontwerpteam van Vancouver House stond voor de uitdaging dit te realiseren. Nu het gebouw gereed is, trekt de speelse curve van het gebouw de aandacht van iedereen die er langs komt.
Reacties