2 april 2022 Belasting stadions Interview Johan Bolhuis Vancouver House II? CEMENT 2 20 22 Cement is een kennisplatform van én voor constructeurs. Het platform legt kennis vast over construeren met be- ton en verspreidt deze onder vakgenoten. Om deze kennisdeling te ondersteunen en het belang ervan te onderstrepen, kan een bedrijf partner worden. Een partner geniet een aantal aantrekkelijke voorde- len, zoals zichtbaarheid, flinke korting op lidmaatschappen, gratis plaatsing van vacatures en de mogelijkheid mee te praten over de inhoud van het platform. Heb je ook interesse om partner te wor- den, neem dan contact op met Marjolein Heijmans, m.heijmans@aeneas.nl. Onze partners CEMENTONLINE Meer informatie over deze bedrijven en over het partner schap st aat op www.cementonline.nl/partners. Cement wordt mede mogelijk gemaakt door:  partners CEMENT 2 2022 ?1 2? CEMENT 2 20 22 48 Dynamische belast ing op tribunes Belastinge n op tribunes door syn - chr oon springende mensen. 57 Implement atie coördinerend constructeur D eel 2 uit de serie 'Borgen van constructie ve veiligheid'. 64 Int erview Johan Bolhuis D e lijst met projecten waar hij bij betr okken is of is geweest is indruk- wekk end. In gesprek met Johan Bolhuis o ver zijn motivaties. 72 Beschermend bét on brut H et rode beton van het INES inno- vat iecentrum in Concepción speelt ee n dubbelrol. Artikelen 6 V ancouver House prikkelt de v erbeelding Bijzonde r ontwerp vereist creativi- t eit en innovaties. 18 R ubberblokken voorkomen trillingshinder Appart ementencomplex op ENKA- t errein in Ede dicht tegen het spoor aangebouwd. 31 T esten voor toegang Construct eur van het Jaar Mathew V ola geeft zijn visie op ontwikkelin- g en in het constructeursvak. 36 Onderz oek instorting van t ribune-element Goffertstadion H oe een springende menigte een pr efab element liet bezwijken. 18 48 Voorpagina:?Vancouver House, Canada, foto: Pierre Mazeau COLOFON Cement, vakblad over betonconstructies, is hét vakblad van en voor constructeurs en verschijnt 8 keer per jaar. Het vakblad is een onderdeel van het kennisplatform Cement, een uitgave van Aeneas Media bv in opdracht van het Cement&BetonCentrum. Uitgave Aeneas Media bv, Veemarktkade 8, Ruimte 4121, 5222 AE 's-Hertogenbosch T 073 205 10 10, www.aeneas.nl Redactie prof.dr.ir. Max Hendriks (hoofdredac- teur), ir. Paul Lagendijk, ir. Marloes van Loenhout, ir. Jacques Linssen, ir. René Sterken, ir. Cindy Vissering, ing. Henk Wapperom, dr.ir. Rob Wolfs Redactieraad ir. Edwin Vermeulen (voorzitter), ir. Paul Berendsen, ing. Dick Bezemer, prof.dr.ir. Jos Brouwers, ir. Henco Burggraaf, ir. Maikel Jagroep, ir. Hans Kooijman, ir. Ad van Leest, ing. Michael van Nielen PMSE, ir. Paul Oomen, ir. Dirk Peters, ir. Kees Quartel, ir. Ruud van der Rakt, ir. Hans Ramler, ir. Paul Rijpstra, ir. Dick Schaafsma, ing. Roel Schop, dr.ir. Raphaël Steenbergen, prof.dr.ir. Kim van Tittelboom, dr.ir. Rutger Vrijdaghs, ing. Jan van der Windt, prof.ir. Simon Wijte Uitgever / vakredacteur ir. Jacques Linssen j.linssen@aeneas.nl, T 073 205 10 22 Planning en coördinatie Hanneke Schaap h.schaap@aeneas.nl, T 073 205 10 19 Eindredactie Hanneke Schaap Ontwerp Twin Media bv, Miranda van Agthoven Vormgeving Twin Media bv, Maarten Bosch Media-advies Leo Nijs, l.nijs@aeneas.nl, T 073  205 10 23 Klantenservice abonnementen@aeneas.nl, T 073 205 10 10 Website www.cementonline.nl Overname artikelen Overname van artikelen en illustraties is alleen toegestaan na schriftelijke toestemming. Lidmaatschappen 2022  Kijk voor meer informatie over onze lidmaatschappen op www.cementonline.nl/lidworden of neem contact op via abonnementen@aeneas.nl of 073 205 10 10. Voorwaarden Je vindt onze algemene voor- waarden op www.cementonline.nl/algemene- publicatievoorwaarden Hoewel de grootst mogelijke zorg wordt besteed aan de inhoud van het blad, zijn redactie en uitgever van Cement niet aansprakelijk voor de gevolgen, van welke aard ook, van handelingen en/of beslissingen gebaseerd op de informatie in deze uitgave. Niet altijd kunnen rechthebbenden van gebruikt beeldmateriaal worden achterhaald. Belang - hebbenden kunnen cont act opnemen met de uitgever. ISSN 0008-8811 Inhoud Vakblad over betonconstructies CEMENT 2 2022 ?3 Stel dat over x jaar al het beton cementvrij is, moet vakblad Cement dan nog wel Cement heten??Die vraag kwam voorbij toen ik onlangs op bezoek was bij Havenbedrijf Rotterdam en waar we over een cementarme moot van een kademuur spraken. Een veilig interval voor die x lijkt mij tussen 28 jaar en + oneindig; daar kan ik me geen buil aan vallen. Wie het beter weet, mag het zeggen! Dit is echter niet waar het om gaat. Cement staat niet voor dat hydraulische bind - middel, maar voor de verbinder van kennis en dus van mensen. 'Ik ben een echte verbinder', las je vroeger in sollicitatie- brieven. Nu lees je op LinkedIn: 'constructeur | betonspecialist | verbinder'. De Afsluitdijk is de verbinder tussen Fryslân en Noord-Holland, en daar kwam de redactieraad van Cement bijeen voor de jaar- lijkse redactieraadsvergadering. Op een herinneringsplaat op de Lorentzsluizen staat 'in 5 jaren totstand gebracht door Verbinder het vernuft en den arbeid van de Nederlandsche ingenieurs, aannemers en werklieden', aldus toenmalig koningin Wilhelmina. Het is mooi om te zien hoe dit waterbouwkundig project ook nu de betonconstructeurs verbindt. In woord en gebaar wordt kennis gedeeld over cul- tuurhistorie, veiligheid, water- afvoer, ecologie, constructieve uitdagingen en vernuftige oplossingen. Ook dit nummer van Cement staat weer vol verbinding. Twee artikelen gaan over Vitesse-supporters die hun verbondenheid uitten door in het NEC-stadion synchroon te springen. Verder verbinden we jong en oud: Gerben van der Meijde is de jonge constructeur en Johan wat-heeft-hij-niet-ge- bouwd Bolhuis is geïnterviewd. En er is nog veel meer. Cement blijft Cement voor tenminste y jaar, y ? [1000, ?); daar kan ik me geen buil aan vallen. Max Hendriks Voor reacties: cement@aeneas.nl 64 En verder 5 Closing the Loop W erkt aan hergebruik viaduct A76. 5 Consort ium Liggers2.0 M aakt viaducten circulair door he rgebruik prefab liggers. 14 Hee ft beton nog wel toekomst? Column Sande r den Blanken. 16 De jonge const ructeur Ge rben van der Meijde deelt zijn e rvaring als constructeur van het iconische pr oject Sluishuis. 35 V an bron tot zee - Bruggen o ver de Maas Boekbespr eking. 47 OKU House P aal en perk aan schaarse ruimte. 78 St ructural Concrete 22/6 Same nvatting van een selectie papers uit Structur al Concrete Vol. 22/6. 82 Bet onvloer in een brand- situatie R ekenen in de praktijk (18). 83 Dw arskrachtcapaciteit betondoorsnede N aschrift Rekenen in de praktijk (17). 4? CEMENT 2 20 22 auteurs ir. Sander den Blanken BAM Infraconsult p. 14 - 15, p. 57 - 63 ir. Jacques Linssen Redactie Cement / Aeneas Media p. 64 - 71 drs. Wybo Gardien Movaresp. 18 - 30 ir. Gerben van der Meijde Van Rossum Raadgevende Ingenieurs p. 16 - 17 ing. Jorrit van Ingen MSEng RC WSP p. 82 - 87 ing. Henk Hazelaar RC BAM Advies en Engineering p. 18 - 30 ir. Erik Middelkoop RO Royal HaskoningDHV p. 48 - 56 ir. Mark Slotboom BAM Advies en Engineering p. 18 - 30 ing. Henk Wapperom Betonvereniging / redactie Cement p. 34 - 35 ir. Mathew Vola Arup p. 31 - 33 ir. Johan Bolhuis RO CEng HOCHTIEF Infrastructure GmbH Nederland p. 64 - 71 ir. Kirsten Hannema Freelance architectuurjournalist p. 72 - 77 ir. Wouter Meijers Royal HaskoningDHV p. 48 - 56 ir. Paul Lagendijk Aronsohn Constructies / redactie Cement p. 6 - 13 ir. Joris Hesselink PMSE BAM Advies & Engineering p. 31 - 33 ir. Rudi Roijakkers ABT p. 57 - 63 ir. Mark Spanenburg RO BAM Advies & Engineering p. 36 - 46 Prof.dr.ir. Joost Walraven TU Delft p. 88 Aan dit nummer van Cement werkten mee: CEMENT 2 2022 ?5 gesponsorde berichten Eén van de geselecteerden van de SBIR-uitvraag van Rijkswaterstaat is het consortium Liggers2.0, be- staande uit Royal HaskoningDHV, Dura Vermeer Urban Miner, Vlas- man Beton- en sloopwerken en Haitsma Prefab Beton. Tijdens het haalbaarheidsonderzoek (fase 1) heeft de combinatie al enkele liggers uit het voormalige viaduct Kromwijkdreef in de A9 geoogst. Tijdens de prototype-fase is een methode ontwikkeld om de druk - laag te verwijderen met behoud van de aansluitw apening. Ook is aangetoond dat liggers in te korten zijn tot circa 80% van hun originele lengte. Hierbij is het eveneens mogelijk de kruisingshoek aan te passen. In dit stadium zijn van het viaduct over de Europaweg in de A7 Zuidelijke Ringweg Groningen nog eens 26 liggers geoogst, deels voor toepassing in een tijdelijke brug in Appingedam, deels voor toepassing in een nieuw viaduct v an Rijkswaterstaat over een Rijksweg. In twee volgende nummers van Cement wordt uitgebreid aandacht besteed aan de technische aspect en van deze innovatie. Consortium Liggers2.0 Maakt viaducten circulair door hergebruik prefab liggers Het consortium Closing the Loop (bestaande uit Nebest, Antea Group, GBN Groep en Strukton Civiel) is een van de drie partij- en die een prototype van een circulaire viaduct mogen ont - wikkelen, in het kader van SBIR. SBIR is een initiatief van Rijkswater- staat waarin ondernemers worden uitgedaagd om circulaire oplossin- gen voor viaducten te ontwikkelen. Binnen Closing the Loop wordt ieders specialisme benut om de cirkel voor hoogwaardig hergebruik te sluiten. Als gastproject gebruikt het consortium de ongelijkvloerse kruising van de Daelderweg over de A76 bij Nuth. Deze kruising bestaat uit twee via- ducten, die worden vervangen door één nieuw viaduct. Met een haalbaar- heidsonderzoek, waarbij zowel de impact, haalbaarheid als het econo- misch perspectief zijn onderzocht, toonde het consortium de potentie aan voor het hergebruiken van de onderdelen uit deze objecten. Het resultaat is een nieuw viaduct dat wordt gebouwd met onderdelen uit drie bestaande viaducten, en zo- doende voor meer dan 65% uit hoogwaardig hergebruikte object - onder delen bestaat. Closing the Loop Werkt aan hergebruik viaduct A76 WWW.CEMENTONLINE.NL /CLOSINGTHELOOPA76 Meer over de aanpak van Closing the Loop bij hun SBIR-project staat in het artikel 'Closing the Loop over circulaire viaducten' van Nebest op www.cementonline.nl/closingtheloopA76 . WWW.CEMENTONLINE.NL /LIGGERS2_0 Meer over de aanpak van consortium Liggers2.0 staat in het artikel van RHDHV op www.cementonline.nl/liggers2_0 . Impressie van het nieuwe viaduct over de A76 bij Nuth Het 'oogsten' van liggers van het viaduct over de Europaweg in de A7 Zuidelijke Ringweg Groningen 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 14? CEMENT 2 20 22 column Een aantal bouwbedrijven, waaronder BAM, hebben stappen gezet om een deel van hun huizenproductie uit te voeren in hout, met als reden dat hout voordelen heeft zowel op constructief vlak als op het vlak van CO?-opslag. Bovendien is duurzaam hout in Europa in voldoende mate beschik - baar en is er ruimte voor duurzame groei van houtproductie. De vraag doet zich dus voor: heeft beton nog wel een toekomst? Innovatie of marginalisatie Door recente ontwikkelingen is de kans reëel dat beton marktaan- deel gaat verliezen. Wil de betonsector dat voorkomen, dan moeten hoge duurzaamheidsambities worden waargemaakt. Er zijn investe- ringen in disruptieve innovaties nodig om grotere sprongen in ver- duurzaming te maken. Maar van oudsher is de betonsector operatio- neel ingericht en ontbreekt het aan innovatiekracht, zo is mijn observatie. Gelukkig laat het Betonakkoord zien dat koplopers in de betonsector bereid zijn te innoveren, de leiding nemen en investeren. Dat is maar goed ook, want als deze innovaties er niet komen, dan treedt er verdere marginalisatie op. Beste combinatie Het is te eenvoudig enkel de discussie te voeren of beton beter of slechter is dan hout (of een ander materiaal). Bij het ontwerpen en bouwen van huizen, bruggen en tunnels is het van belang dat het materiaal zo efficiënt en gunstig mogelijk wordt toegepast. Immers, inefficiënt gebruik van materialen is niet duurzaam. Het komt zelden tot nooit voor dat een bouwwerk voor 100% uit één materiaal wordt gemaakt. In bijna alle gevallen gaat het om de beste combinatie. Veel is al mogelijk Het streven naar de beste combinatie geldt niet alleen voor hout, staal en beton, maar ook in beton zelf. Vertrouwde betonsamenstel- lingen maken door duurzaamheidsdoelen en schaarste van grond- stoffen plaats voor nieuwe samenstellingen. Het beste wat we daarbij kunnen bereiken is een betonsamenstelling met 'zero impact'. Bijna de helft van de gestreefde reductie van de CO?-uitstoot met beton, is al haalbaar met middelen die nu bekend zijn. Denk hierbij aan CO? afvangen bij de productie, alternatieve bindmiddelen, cementsteen- recycling, klinkervervanging, slimmere bouwplanning en nog veel meer. Maar er zijn meer mogelijkheden voor CO?-reductie dan alleen in relatie tot cement. Bijna 80% van de mogelijke reductie wordt be- paald voordat de bouw start. Dus het is voor opdrachtgevers, ontwik - kelaars, ontwerpers en constructeurs cruciaal om vooraf kennis te vergaren over de mogelijkheden. Helaas is dat kennisniveau binnen de gehele bouwsector anno 2022 nog ver onder de maat. Gelukkig Heeft beton nog wel een toekomst? Ir.ing. S.M. (Sander) den Blanken RO?(48) studeerde Civiele Techniek aan de TU Delft. Hij heeft meer dan twintig jaar ervaring bij diverse ingenieursbureaus, waaronder Arcadis, Ingenieursbureau Gemeente Amsterdam en Arup. Sinds maart 2019 is Den Blanken werkzaam bij BAM Infra Nederland. In maart 2019 werd hij Managing Director van BAM Infraconsult. Nu is hij Statutair Directeur van BAM Infra Asset- management (sinds augustus 2020) en Director Commercial Business Development BAM Infra Nederland (sinds maart 2022). Samen met Dorien Staal, statutair directeur van Voorbij Prefab, neemt Den Blanken gedurende twee jaar de column in Cement voor zijn rekening. Wil je reageren op deze column, stuur dan een email naar cement@aeneas.nl. CEMENT 2 2022 ?15 worden er, o.a. door de Betonvereniging, trainingen en opleidingen aangeboden om deze kennisleemte te vullen. Maak daar gebruik van! De concurrentieslag winnen of verliezen? Cementproducenten hebben CO?-rechten, maar die worden jaarlijks verminderd. Bij gelijkblijvende productie moeten emissierechten wor- den bijgekocht. Je zou kunnen beweren dat dit een tijdelijk karakter heeft, maar feit is dat de prijs voor CO?-rechten in de tussentijd flink is gestegen. Het gevolg is dat ook de materiaalkosten van beton snel en waarschijnlijk blijvend omhoog zijn gegaan. Deze kosten worden doorbelast aan de markt en uiteindelijk aan de consument, maar dit heeft nog niet geleid tot verwachte innovatie: lagere CO?-uitstoot en dus ook minder behoefte aan CO?-rechten. Als we deze opwaartse trend willen doorbreken, moet er een fundamentele verandering plaatsvinden in de markt. Bijvoorbeeld door nieuwe toetreders die daadwerkelijk hun CO?-emissie verlagen en concurrerend zijn op milieu- impact. Een lage MKI wordt als inkoopcriterium steeds belangrijker. Het wordt het verschil tussen wel of niet een project winnen. Beton met minder of geen CO?-uitstoot is straks een must have en cruciaal in de concurrentiestrijd. Kennis van de reductie van CO?-uitstoot is dan essentieel voor het voortbestaan van bedrijven. Hoge restwaarde Er is nog een andere manier om naar duurzaamheid te kijken. Zowel in de woningbouw als in de infrastructuur zien wij dat bestaande be-tonnen constructies met een aantal ingrepen een geheel nieuwe toe- passing krijgen of dat de levensduur ervan kan worden verlengd. Denk aan kantoorpanden die worden omgebouwd naar woningen, waarbij het betonnen skelet een nieuwe bestemming krijgt. En beton- nen bruggen waarvan de levensduur wordt verlengd door monitoring, zelfhelende reparatiemortels en/of kunstvezelversterking. Deze moge- lijkheden zijn grotendeels nog onbenut terwijl hier beton ze juist meer kansen biedt in vergelijking met andere materialen. Bestaande beton- constructies hebben namelijk een hoge restwaarde, die door de functie- verandering of levensduurverlenging kan worden verzilverd. Toekomst in eigen hand De noodzaak tot het verminderen van de CO?-uitstoot leidt tot een verschuiving in toepassing van materialen. Er moet continu worden gezocht naar de optimale combinatie van materialen en optimale betonsamenstellingen. Als er grotere innovatieve stappen worden ge- zet, kan de concurrentiestrijd worden gewonnen en blijft er toekomst voor beton. Die toekomst wordt bepaald door het lerend vermogen van de sector zelf en de innovatiekracht van koplopers en nieuwe toetreders. "Gelukkig laat het Betonakkoord zien dat koplopers in de betonsector bereid zijn te innoveren" "Beton met minder of geen CO?-uitstoot is straks een must have en cruciaal in de concurrentiestrijd" 16? CEMENT 2 20 22 Wat zeg je als je op feestjes wordt gevraagd wat voor werk je doet? In tegenstelling tot sommige andere landen is in Nederland het beroep constructeur niet algemeen bekend. Zo hoefde ik een Oostenrijkse berggids geen verdere toelichting te geven dan dat mijn beroep Statiker is. Hij begreep direct dat de veiligheid van de gebouwen er sterk van afhankelijk is of de constructeur van het gebouw zijn werk goed doet. Veel mensen zijn zich niet bewust van de veiligheid van gebouwen. Men heeft er zelf geen aandeel in, anders dan bijvoorbeeld in het verkeer. Dat die veiligheid niet vanzelf komt, en dat er nauwelijks doden te betreuren zijn door falende ge- bouwen, is te danken aan de zorgen van constructeurs en bouwers. Constructeurs zijn daarin de ontwerpende, advise- rende en ook vaak controleren- de partij. Wij gebruiken onze kennis van mechanica, materia- len, vormen en bouwmethoden om gebouwen veilig te ontwer- pen en tot in detail uit te reke- nen. Als wij ons werk níet goed doen en het gaat fout, is dat vaak groot in het nieuws en weet men ons wel te vinden. Zou je jezelf liever als specialist of allrounder willen doorontwikkelen? De constructieve bouw is een breed vakgebied met veel din- gen om te ontdekken. Het past meer bij mij om van veel van die gebieden wat te weten en zo als allrounder te kunnen bijdragen aan een project. Per onderdeel wil ik kennis opdoen tot aan de uitvoering, omdat ervaring met die laatste fase van meerwaar- de is om goed te kunnen bijdra- gen in een vroege fase. De eer- ste jaren bij Van Rossum heb ik vooral ervaring opgedaan met constructies van in situ beton, prefab beton en staalconstruc - ties, en met combinaties daar- van. Bijvoorbeeld bij de projec - ten Sluishuis in Amsterdam en Wonderwoods in Utrecht. De route ligt nu richting houtcon- structies en herbestemmingen, zo wordt mijn kennispalet stukje bij beetje uitgebreid. "Als wij ons werk níet goed doen en het gaat fout, is dat vaak groot in het nieuws en weet men ons wel te vinden" In deze rubriek maken we kennis met Gerben van der Meijde. Hij deelt zijn ervaring als constructeur van het iconische project Sluishuis in Amsterdam. Hoe kunnen we als constructeurs leren van andere disciplines? De gemiddelde constructeur is een nuchter type. Doe maar normaal, dan doe je al gek genoeg. En dan is het gebouw veel veiliger. Die instelling is ook te merken aan de be- perkte promotie voor ons vak - gebied. Constructeurs vervul- len een belangrijke taak, daar mogen we best wat trotser op zijn en dat ook uitdragen zodat de maatschappij een beter beeld krijgt van ons vakgebied. IR. GERBEN VAN DER MEIJDE leeftijd 29 jaar opleiding TU Eindhoven, Master Structural Design afstudeerproject Accelerating early strength and stiffness development of a portland cement- based mortar for 3D printing werkgever Van Rossum Raadgevende Ingenieurs, vestiging Rotterdam functie constructeur werkzaam sinds 2019 baan gekregen door sollicitatie belangrijk in ontwikkeling ir. Steven Schoenmakers en alle collega's bij Van Rossum eerste project Sluishuis rol bij eerste project constructeur Mijn mening de jonge constructeur Deze rubriek is tot stand gekomen in samenwerking met YouCon, de vereniging van en voor jonge constructeurs. CEMENT 2 2022 ?17 Mijn project Mijn rol Iconisch woongebouw aan het IJ Sluishuis is een appartementen- complex bij IJburg in Amster- dam. Het 40 m hoge gebouw staat op een plot van 85 x 85 m2 en bevat en mix van huur- en koopappartementen met eron- der een tweelaagse parkeerkel- der. Het iconische gebouwont - werp door BIG en Barcode architects kenmerkt zich door de grote uitkraging over het water, met een constructie van in het werk gestorte betonnen wanden en vloeren. De uitvoe- ring is inmiddels vergevorderd. Door de sterk ontwikkelde rekensoftware kunnen complexe geometrieën zoals die van het Sluishuis steeds makkelijker wor- den gemodelleerd en berekend. Dit maakt het echter niet mak - kelijker om de resultaten te interpreteren en te controleren. Het vertalen van een complex ontwerp naar een overzichtelijk schema is essentieel om goed te kunnen beoordelen of de uit - komsten van het 3D-rekenmodel correct zijn. Het constructief ontwerp van Sluishuis is hier een goed voorbeeld van. De constructie die de uitkraging ondersteunt kan worden omschreven als een taps toelopend H-profiel met dubbel lijf en verstijvingsschot - ten. Het dak is de bovenflens, de schuine vloer de onderflens, de corridorwanden de dubbele lijven. De woningscheidende wanden zijn de tussenschotten die de vloerbelasting naar de corridorwanden brengen. Met dit duidelijke ontwerp zijn de krachten uit het 3D SCIA-model goed te interprete- ren, en dat maakte het voor mij als beginnend constructeur mogelijk om bij zo'n complex project in een latere fase goed aan te kunnen haken. UO-uitwerking en begeleiding bouw De onderste flens van de uitkra - gende constructie is door de gr ote krachten zwaar gewapend. In combinatie met de flauwe hoek gaf dit de nodige uitdagin - gen voor het storten van het beton. Bij een van de onderste delen v an de onderflens is tijdens de bouw besloten de beton- kwaliteit en homogeniteit te verifiëren met proeven. Met onze bet onspecialisten, ervaren colle - ga's en mijn studieboeken als vr aagbaak, heb ik in overleg met de aannemer een plan opgesteld voor het beproeven van het be - ton en het verbeteren van de st ortprocedure. Hiermee zijn hoge herstelkosten voorkomen en werd de bouw zo min moge - lijk vertraagd. Hoger op komen de onder - flensen v an de uitkragende delen bij elkaar, samen met aansluiten - de vloeren en wanden vanuit ver- schillende hoeken. De detaillering v an de wapening op deze punten, rekening houdend met stortvolg - ordes en de forse krachten, was ook een flink e uitdaging. Uitein - delijk zijn we tot een oplossing gek omen die voor de betonbou - wer goed maakbaar was. Ik ben trots op de bijdrage die wij als Van Rossum en ook ik persoonlijk heb kunnen leveren aan de realisatie van dit prach- tige project, en zie het als een waardevolle ervaring. Door de complexe vormen in het gebouw heb ik veel ervaring opgedaan met het vinden van simpele en uitvoerbare oplossingen, die me nu nog dagelijks goed van pas komt. PROJECTGEGEVENS project Sluishuis opdrachtgever en bouwer Besix / Vorm architect BIG en Barcode Architects constructeur Van Rossum Raadgevende Ingenieurs Wapening bij de aansluitingen tussen vloeren en wanden vanuit verschillende hoeken , foto: M. van Arragon, Besix de jonge constructeur Rubberblokken voorkomen trillingshinder Appartementencomplex op ENKA-terrein in Ede dicht tegen het spoor aangebouwd 1 Blokken waarmee de bovenbouw is ontkoppeld van de fundering 1 18? CEMENT 2 20 22 Op het ENKA-terrein wordt een appartementencomplex gebouwd met 201 sociale huurwoningen. De oude fabriek op het terrein is voor het project grotendeels gesloopt. Wel zijn enkele kenmerkende gebouwen bewaard gebleven, waaronder de oude hoofdingang en de di- rect daaraan gelegen fabriekshallen, inclu- sief de karakteristieke sheddaken (zaag- tanddaken). De vorm van deze daken komt terug in de architectuur van de nieuwbouw.Het appartementencomplex bestaat uit twee blokken, H2 en H4. Deze zijn weer zijn onderverdeeld in de delen H2A, H2B, H2C, H4D, H4E en H4F. Deze delen zijn on- derling gedilateerd en op zichzelf stabiel. De gebouwen zijn zes of zeven lagen hoog en deels onderkelderd.. Ontwerpproces met betrekking tot trillingen Bij het realiseren van een prettig woon- en leefklimaat in gebouwen hoort het beperken van trillingshinder voor bewoners en ge- bruikers. ProRail volgt de laatste jaren de bouwplannen van gemeenten waar dicht bij het spoor wordt gebouwd. Als er geen aan- dacht voor het beperken van trillingshinder is, dient ProRail zienswijzen in bij bestem- mingsplanprocedures. Om vervelende ver- rassingen in late fasen van het ontwerppro- ces te voorkomen, is het van belang bij bouwprojecten nabij het spoor in een vroeg stadium trillingsonderzoek uit te voeren. Vanwege de nabijheid van de spoorlijn Ede-Arnhem, is met een quickscan inge- schat dat trillingshinder in de woningen op het ENKA-terrein op voorhand niet is uit te sluiten. Trillingsonderzoek? In 2018 heeft Movares voor een ander, eerder gebouwd apparte- mentenblok op het terrein, blok H5, een trillingsprognose afgegeven met een advies voor het bevorderen van het wooncomfort. Dit gebouw is nagenoeg vierkant en negen lagen hoog en staat op ongeveer eenzelfde afstand van de spoorlijn als de woonblokken H2 en H4. De draagstructuur van H5 bestaat uit haaks op elkaar staande, in het werk ge- storte betonwanden en betonvloeren. Hier- mee is een stijve en stabiele structuur gerea- liseerd. De extra voorzieningen die nodig waren voor dit gebouw bleven daarmee be- perkt tot het verzwaren van de begane- grondvloer. Voor het eerste ontwerp van de woon- blokken H2 en H4 is dit onderzoek in eerste instantie als uitgangspunt genomen. In een later stadium is voor de gebouwen H2 en H4 aan Movares een aanvullend beperkt advies gevraagd. Toetsingskader? In Nederland wordt voor het meten en beoordelen van trillingen het meest gebruikgemaakt van de SBR-richtlijn 'Meet- en beoordelingsrichtlijnen voor tril- lingen'. Deze richtlijn is gebaseerd op de Duitse DIN 4150-norm. De SBR-richtlijn heeft geen wettelijke status, maar vergun- ningsverleners verwijzen er wel regelmatig naar. De richtlijn bestaat uit 3 delen: ING. HENK HAZELAAR RC Projectleider / Adviseur BAM Advies en Engineering IR. MARK SLOTBOOM Projectconstructeur BAM Advies en Engineering DRS. WYBO GARDIEN Adviseur Dynamica Movaresauteurs Op het voormalig bedrijfsterrein van de ENKA-fabriek in Ede, tegen de spoorlijn Utrecht- Arnhem, wordt een nieuwe woonwijk gebouwd. Twee woonblokken staan erg dicht op het spoor: de kortste afstand tussen de gebouwen en het hart van het hoofdspoor bedraagt circa 39 m (fig. 2). Om trillingsoverlast door het treinverkeer te voorkomen, worden de woonlagen van de bovenbouw met behulp van rubberblokken ontkoppeld van de fundering en de onderbouw (foto 1). CEMENT 2 2022 ?19 Deel A: Schade aan gebouwen Deel B: Hinder voor personen in gebouwen Deel C: Verstoring van apparatuur Op basis van langdurige ervaring met trillin- gen langs het spoor, is schade als gevolg van passerende treinen onwaarschijnlijk op een afstand van meer dan 30 m tot het spoor en is ook verstoring van apparatuur niet aan de orde. Omdat de afstand in dit project 39 m bedraagt, is het project in dit onderzoek al- leen beoordeeld aan de hand van de SBR-B- richtlijn. Gedurende de looptijd van het project is de Handreiking Nieuwbouw en Spoortrillingen van het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat verschenen. Deze handreiking helpt gemeenten, projectinitiatiefnemers en andere stakeholders om bij nieuwbouw naast het spoor tijdig en concreet rekening te houden met trillingen van het spoor als gevolg van treinverkeer. De handreiking biedt houvast en handvatten om trillings- hinder voor bewoners en gebruikers zo veel mogelijk te voorkomen. Het is echter geen beoordelingskader; hiervoor wordt verwe- zen naar de SBR-richtlijnen. 2 Situatie blok H2 / H4 t.o.v. het spoor 3 Visualisaties blok H2 / H4 PROJECTGEGEVENS project OP ENKA Ede opdrachtgever AM/Woonstede architect MIX Architecten constructeur BAM Advies & Engineering adviseur trillingen Movares aannemer BAM Wonen Bouwen op Maat leverancier rubberblokken Vilton/CDM 2 3 20? CEMENT 2 20 22 De handreiking maakt, afhankelijk van de toepassing, onderscheid in verschillende de- tailniveaus voor de toe te passen rekenmo- dellen. Het rekenmodel dat is toegepast voor de eerste prognose is van detailniveau II conform de handreiking (empirische omre- kenfactoren met frequentie-afhankelijkheid). Voor de uitgebreide trillingsprognose is ge- bruikgemaakt van een rekenmodel met het hoogste detailniveau IV (driedimensionaal eindige-elementenmodel). Eerste trillingsprognose? De trillingsprognese voor de nieuwbouw op het ENKA-terrein is in eerste instantie gebaseerd op een combi- natie van trillingsmetingen en empirische frequentie-afhankelijke overdrachtsrelaties (detailniveau II conform de handreiking). De metingen zijn uitgevoerd op verschillende posities op het maaiveld (fig. 4, foto 5). Hier- mee is zowel de spreiding in de langsrichting van het spoor, als de afname van trillingen loodrecht op het spoor bepaald. Deze metin- gen hebben ruim een week geduurd en dat heeft geresulteerd in een representatief beeld van de trillingen over een looptijd van een week. Dit is vooral belangrijk voor de variatie in trillingen van goederentreinen. 4 Maaiveldmeetpunten in onderzoeksgebied 5 Straatkast voor maaiveldmeting met cameraregistratie Het is van belang om bij bouw- projecten nabij het spoor in een vroeg stadium trillingsonder- zoek uit te voeren 4 5 CEMENT 2 2022 ?21 6 Dynamisch 3D eindige-elementenmodel gebouw H2A 7 Trillingsspectrum voor vloer op bovenste verdieping van gebouw H2B 8 Blok H2 (a) en H4 (b) met de verschillende minimaal benodigde afveerfrequenties 6 7 8a 8b 22? CEMENT 2 20 22 Ontwerpproces met betrekking tot trillingen op basis van de eerste trillingsprognose? Uit de eerste trillingsprognose kwam naar voren dat de gebouwen H2 en H4 gevoeliger zijn dan het gebouw H5 en dat in de woonblok- ken H2 en H4 kans bestond op overschrij- ding van de SBR-B-streefwaarden. Dit is het gevolg van het ontbreken van langsstabili- teitswanden, die in blok H5 wel aanwezig zijn. Om de overlast door trillingen te be- perken, zijn verschillende scenario's beke- ken, zoals een blijvende damwand tussen de woonblokken en de spoorlijn en het toe- passen van langsstabiliteitswanden (dwars- wanden) in de bovenbouw. De blijvende damwand is afgevallen vanwege de kosten en gaf niet het gewenste effect; er moesten nog steeds aanvullende voorzieningen wor- den getroffen. Met het toepassen van langs- stabiliteitswanden in de bovenbouw zou het project niet meer uitvoerbaar zijn met tun- nelgietbouw en daarmee te duur worden. Bovendien moesten ook dan nog aanvullen- de voorzieningen getroffen worden. Uitgebreide trillingsprognose? Voor het goed en juist beoordelen van de invloed van het trillen op het wooncomfort in de blokken H2 en H4 was dus een uitgebreide trillings- prognose noodzakelijk. Bij deze uitgebreide trillingsprognose zijn de gebouwen met dy- namische 3D FEM-modellen gesimuleerd. Movares gebruikt hiervoor een model dat parametrisch is opgezet, waarbij op basis van de constructieve tekeningen in relatief korte tijd een efficiënt 3D FEM-model van de gebouwen wordt opgezet. Door de parame- trische opzet zijn constructieve maatregelen eenvoudig aan het model toe te voegen. Een voorbeeld van een dergelijk FEM-model is weergegeven in figuur 6. Het model berekent de frequentie- afhankelijke overdracht van trillingen op de fundering naar alle vloeren in het frequen- tiegebied van 1 ? 100 Hz. Met het resultaat van de al tijdsafhankelijke trillingssignalen en deze berekende overdracht, worden de trillingssignalen op de vloeren voor alle trei- nen voorspeld. Zo ontstaat voor het hele ge- bouw een beeld van de trillingen gedurende een week. Vervolgens zijn uit de trillingssig- nalen de waarden V max (waarde van de maxi- male trillingssterkte) V per (trillingssterkte over de beoordelingsperiode) berekend en getoetst aan de streefwaarden uit de SBR-B- richtlijn. De uitgebreide trillingsprognose be- vestigde het beeld van overschrijding van de SBR-B-streefwaarden. De grootste trillingen traden op in de bouwblokken H2A en H4F, die het dichtst bij het spoor liggen. Verder was bij de beoordeling de trillingssterkte V max in de verticale richting maatgevend. De verticale trillingen overschreden de streef- waarden in alle gebouwen. Voor de horizon- tale trillingen was er alleen een enkele over- schrijding op de begane grond van blok H2B/H2E. Aanvullende maatregelen in verband met trillingen Vanwege de voorspelde overschrijding van de SBR-B-streefwaarden, is onderzocht met welke maatregelen de trillingen tot een aan- vaardbaar niveau terug te brengen zijn. Op de vloeren bleek de grootste bijdrage te komen van trillingen tussen 10 en 20 Hz (fig. 7). Maatregelen moeten de trillingen vooral in dit frequentiegebied reduceren. In de horizontale richting leveren fre- quenties tussen 3 en 8 Hz een bijdrage aan het trillingsniveau. Maatregelen om trillin- gen in de verticale richting te reduceren, mogen deze laagfrequente horizontale tril- lingen niet te veel versterken. In eerste in- stantie is een kwalitatieve inschatting ge- maakt van de maatregelen die het meest kansrijk zijn. Vervolgens is het effect van deze maatregelen met het 3D dynamisch FEM-model doorgerekend. Voor bouwblok H2A ging het om de volgende maatregelen: verwijderen van het zand en de 'kelder' dicht maken met een extra wand; eén bouwlaag minder; afveren van het gebouw met rubber; Voor de overige blokken (H2B, H4E, H2C, H4D en H4F): afveren van het gebouw met rubber. Voor alle gebouwen zijn rubberblokken met verticale afveerfrequenties van 7 en 8 Hz Voor een uitge- breide trillings- prognose zijn de gebouwen met dynamische 3D FEM-modellen gesimuleerd CEMENT 2 2022 ?23 beschouwd (lager dan 7 Hz is economisch gezien niet haalbaar). Deze afveerfrequentie is afgestemd op het voorspelde trillingsspec- trum van de vloeren. De stijfheid van de rubberblokken is vervolgens gebaseerd op de afveerfrequentie. Van belang is dat rub- berblokken in de horizontale richting een aanmerkelijk lagere stijfheid hebben dan in de verticale richting. De leverancier van de rubberblokken heeft geholpen met de bepa- ling van de horizontale veerstijfheid. Constructieve uitwerking In blok H2A zit een commerciële plint (in de 'kelderlaag') met daarboven een berging- slaag en vijf woonlagen. De bergingslaag en de vijf woonlagen worden uitgevoerd met een tunnelbekisting, de commerciële laag met een kolommenstructuur (de ruimten vallen buiten de gebruiksfuncties waarvoor de SBR-B van toepassing is).Aan de bovenzijde van de kolommen is een balk aangebracht voor het plaatsen van de rubberblokken. De ontkoppeling in H2A zit dus niet in de fundering, maar tus- sen de kelder en de beganegrondvloer. De vloer van de bergingslaag is een breedplaatvloer van 290 mm dik. Samen met de bovenbouw is dit een gesloten struc- tuur die in zijn geheel op veren staat. De knoop van de bergingswand met de ber- gingsvloer is één geheel en daarom is er geen dubbele balk nodig voor het ontkoppe- len. In de commerciële laag leveren de grondkerende wanden de stabiliteit. Onder de eerste verdieping is een extra horizontaal stabiliteitsframe aangebracht om de boven- bouw stabiel op de commerciële laag te kun- nen plaatsen (fig. 9). Behalve blok H2A, worden ook de blokken H2C, H4D en gedeeltelijk H2B en H4D on- derkelderd. De ontkoppeling bij de kelders zit hier aan de bovenzijde van de kelderwan- den en bij de overige gedeelten van de blok- ken en blok H4F boven op de funderingsbal- ken. Doordat de kelderwanden bovenin door de ontkoppeling niet meer horizontaal zijn gesteund, zijn er dwarswanden in de kelder gerealiseerd voor het opvangen van de hori- zontale gronddruk. Door het toepassen van een wanden- structuur en een vlakke beganegrondvloer in deze blokk en, die samen één geheel vormen, is er geen dubbele funderingsbalk nodig. Met andere woorden, de gehele bovenbouw is een gesloten structuur die op veren staat. De verdiepingsvloeren zijn 290 mm dik en de wanden 250 mm. De momentvaste knopen van de wanden-vloerenstructuur le- veren de stabiliteit in de langsrichting. De dwarswanden leveren de stabiliteit in de dwarsrichting. Rubberblokken zijn aangebracht boven de kelder- laag of boven de funderingsbalken 9 Stabiliteitsframe onder de beganegrondvloer, met in groen schematisch de locatie van de rubberblokken 9 24? CEMENT 2 20 22 Het gevelmetselwerk zit vast aan de boven- bouw en mag niet op de fundering worden geplaatst. Trillingen zouden dan via het met- selwerk kunnen worden doorgegeven aan de woonlagen. Het gevelmetselwerk wordt daarom op beganegrondniveau opgevangen met een geveldrager.Alle blokken zijn onderling gedilateerd en gefundeerd op mortelschroefpalen van rond 500 mm. Modellering Met de ontwerpnota's en de resultaten uit het trillingsonderzoek van Movares is de constructie verder uitgewerkt. Bij de ge- wicht- en stabiliteitsberekening werd al snel de impact duidelijk van de interactie tussen de rubberblokken en de palen. Er is een sys- teem ontstaan met twee 'veren' (de rubber- blokken en de palen) die beide zo veel moge- lijk gelijkmatig zijn belast en uitgenut, uiteraard met inachtneming van de mini- male onderlinge afstand van de palen. De onderlinge afstand van de rubberblokken was een variabele en deze blokken kunnen zelfs 'mannetje-mannetje' (zonder tussen- ruimte) worden gepositioneerd. Hiervoor is voor alle unieke wanden (in de zin van geometrie, bovenbouwbelas- ting, met of zonder kelder) een raamwerk- model gemaakt waarin zowel de palen als de rubberblokken zijn gemodelleerd als veren (fig. 11, 12). De rubberblokken zijn gemodel- leerd met een vaste onderlinge afstand. De in werkelijkheid variërende onderlinge af- stand van de blokken wordt in rekening ge- bracht door de stijfheid van de veren aan te passen. Door iteratief de posities van de palen en de stijfheid van de blokken aan te passen, is een optimaal resultaat gegene- reerd. Op deze manier werd de belasting op zowel de blokken als de palen zo duidelijk mogelijk inzichtelijk gemaakt voor alle ver- schillende belastingssituaties (fig. 13). Dit had als bijkomend voordeel dat de raam- werken direct konden worden gebruikt in de fase Uitvoeringsgereed Ontwerp om de wapening van de fundering, de kelder en de wanden te bepalen. De horizontale belasting gaat via de- zelfde blokken en wordt door de boven- bouwwanden gelijkmatig verdeeld, waar- door de belasting per rubberblok laag genoeg is. De horizontale veerstijfheid van de onderbouw en rubberblokken hadden hier een niet-merkbare invloed op. Door de hoeveelheid blokken / lengte stabiliteitswan- den en de zo veel mogelijk gelijkmatige ver- deling zijn de krachten/vervormingen ook gelijkmatig. Voor bouwdeel H2A is ervoor gekozen een 3D EEM-model toe te passen in verband met de overgang van wonen (wanden- 10 Constructie blok H2 en H4; grijs: in-situbeton, geel: prefab-betonwanden, oranje: prefab kolommen, blauw: prefab balkons 10 CEMENT 2 2022 ?25 11 12 13 11 Stijfheid van 7 Hz-rubberblokken met 4 en 5 lagen rubber, die als input voor de raamwerkmodellen geldt12 Voorbeeld van een gebruikt raamwerkmodel 13 Resultaat van de belastingen op de rubberblokken 26? CEMENT 2 20 22 structuur) naar de commerciële ruimte (ko- lomstructuur) met het bijbehorend excen- trisch stabiliteitsprincipe (fig. 14). Voor de bepaling van de belasting op de rubberblok - ken en de palen is hetzelfde systeem (met de vaste onderlinge afstand van de veren, fig. 15) g ebruikt als in de raamwerkmodellen. In de voorgevel van bouwdelen H2B en H4E zijn enkele kolommen naast de dub- bele balkons aanwezig die op de begane grond uitkomen. Door middel van een stalen HEM280 ter plaatse van de kelders of een prefab-betonbalk ter plaatse van de funde- ring onder de begane grond, wordt de belas- ting naar de bouwmuren overgebracht en is een minimale belasting op de oplegblokken gerealiseerd (fig. 16, foto 17, foto 18). Overige aandachtspunten Overige aandachtspunten vanuit de ont- werpfase als gevolg van de toepassing van de trillingsisolatie waren de minimale opleg- breedten van de rubberblokken (zowel bo- ven als onder de vloer), het hoogteverschil tussen de 7 Hz (VHS-150)- en de 8 Hz (SEB-UHR80)-rubberblokken, de brandwe- rende afwerking ter plaatse van de rubber- blokken en de opvang van het metselwerk en de trappen uit de kelder op beganegrond- niveau. In de eerste ontwerpen was de begane- grondvloer overal een massieve plaat van 290 mm dik (met waar mogelijk de toepas- sing van breedplaten). Omdat de vloeren 14 15 14 EEM-model H2A 15 Resulterende belasting op de ontkoppeling CEMENT 2 2022 ?27 16 17 18 16 Locatie stalen HEM (groen), THQ-liggers (oranje), prefab balk (blauw), kolommen (rode cirkel) en de afdracht op de akoestische ontkoppeling (paarse rechthoek) 17 Uitvoering prefab randbalk, THQ-ligger en HEM-ligger 18 Oplegging HEM-profiel op de 7 Hz-blokken 28? CEMENT 2 20 22 19 20 19 Detaillering van de oplegging kanaalplaat (incl. prefab-betonplaatje) / breedplaat op de 8 Hz-rubberblokken 20 De oplegging van de 8 Hz-blokken op de vlakke funderingsbalk met daarop het prefab-betonplaatje CEMENT 2 2022 ?29 geen blijvende ondersteuning kunnen heb- ben (en dus niet op een werkvloer kunnen worden gestort), is er vrij snel in het proces voor gekozen om op de locaties waar geen kelder aanwezig is, kanaalplaten toe te pas- sen met een dikke druklaag. Om te blijven voldoen aan het trillingsonderzoek is de dik- te van de druklaag zodanig gekozen, dat de begane grond zowel bij de massieve bekis- tingsplaatvloer als de kanaalplaat met dru- klaag dezelfde massa heeft.Om de kanaalplaten te kunnen leggen (en direct aan de vlakheidseis van de opleg- ging op de rubberblokken te voldoen), wordt eerst in de richting van de bouwmuur een prefab-betonplaatje op de rubberblokken gelegd, waar de kanaalplaat kan worden op- gelegd (fig. 19, foto 20). Om er in de bouwfase voor te zorgen dat de kanaalplaten niet weg- draaien van de oplegging, of de rubberblok- ken kantelen, worden de blokken versprin- gend toegepast, met een onderlinge afstand van de breedte van de dragende wand erbo- ven. De blokken hebben dan 'meer breedte' en staan dan deels direct onder de kanaal- platen in plaats van enkel centrisch onder de wand (foto 21). De bovenzijde van de funderingsbalken/kel- derwanden wordt afgewerkt met een giet- mortel om de vlakheid onder de rubber- blokken te garanderen. De rubberblokken zullen door de uit- gezochte gelijkmatige belasting allemaal, op 1 à 2 mm onderling verschil, in de eindsitua- tie 20 mm indrukken ten opzichte van de onbelaste situatie. De indrukking verloopt echter niet lineair in relatie tot de belasting. Voor de uitvoering is per bouwlaag de in- drukking van de rubberblokken bepaald, zodat dit buiten kon worden gemonitord. Economische oplossing Uiteindelijk was de ontkoppeling met rub- berblokken de enige economische oplossing om trillingen veroorzaakt door treinverkeer te neutraliseren. De kosten zijn daarbij het hoogst voor de rubberblokken met de laag- ste afveerfrequenties (7 Hz). De kosten voor de rubberblokken inclusief de overige aan- passingen in de constructie zijn uiteindelijk uitgekomen op 5% van de totale bouwsom. Er zullen steeds vaker woongebouwen dicht tegen het spoor worden gerealiseerd. Daar- bij moet rekening worden gehouden met trillingen uit treinverkeer. Hier zijn steeds meer gemeenten en ProRail zich al bewust van. Door zo vroeg mogelijk in het ontwerp- proces de trillingsonderzoeken uit te voe- ren, kunnen de kosten zo laag mogelijk wor- den gehouden. Het later inpassen van oplossingen in een ontwerp kan namelijk erg ingrijpend en kostbaar zijn. Bovendien zijn niet alle oplossingen geschikt voor alle typen gebouwen en constructies. Bij de toe- passing van verticale trillingsisolatie is het belangrijk dat in een vroeg stadium de inter- actie tussen fundering, blokken en de boven- bouw inzichtelijk wordt gemaakt in het con- structieve ontwerp. Als vanaf het begin van een bouwplan rekening met trillingen wordt gehouden, is comfortabel wonen vlak naast het spoor op een economisch verantwoorde manier mo- gelijk. 21 21 De 7 Hz-blokken worden verspringend toegepast op de fundering van H4F 30? CEMENT 2 20 22 CEMENT 2 2022 ?31 De enige constante in de wereld is dat alles steeds sneller verandert. De bouw is echter een bedrijfstak waarin verandering nog steeds langzaam gaat. Zo is de groei in productiviteit per arbeidskracht historisch een stuk lager dan die van veel andere be- drijfstakken. De laatste twintig jaar dat ik werkzaam ben in deze sector is dat niet anders. Toch lijkt er nu sprake van een kentering. Het gebruik van software in euro's per werknemer is de laatste jaren fenomenaal gestegen en gelet op de ont- Constructeur van het Jaar Begin november 2021 werden Mathew Vola (Arup) en Joris Hesselink (BAM) door een onafhankelijke jury uitge- roepen tot respectievelijk Constructeur van het Jaar en Talent van het Jaar. Deze jaarlijkse verkiezing wordt georganiseerd door VNconstructeurs. In een serie columns, die Cement in samenwerking met VNconstructeurs publiceert, geven beiden hun visie op een aantal belangrijke ontwikkelingen in het constructeursvak. In deze eerste aflevering trapt Mathew Vola af. Testen voor toegang wikkeling in andere industrieën, is dit een voorbode van een toenemende industrialisatie. Het gebruik van machines per werknemer is in de bouw daarentegen nog altijd relatief laag en dat geldt ook voor het ge- bruik van robots. We zien echter steeds meer partijen die een geïndustrialiseerd bouwproces omarmen, bij- voorbeeld in de prefab bouw waar steeds meer kant- en-klare halffabricaten met behulp van technologie worden geproduceerd. Dat is om meerdere redenen goed nieuws. Dankzij geavanceerde materiaalkunde en digitale mogelijkheden staan we aan de vooravond van een revolutie. Zo wordt er in toenemende mate met nieuwe materialen geëxperimenteerd. Ultra-hoge- sterktebeton, natuurlijke of gerecyclede toeslagmateri- alen, zeer-hogesterktestaal, hergebruikt staal of beton, kruislaags gelamineerd hout (CLT), bamboe, hooi, koolstofvezel: ontwerpend constructeurs proberen het allemaal. We passen deze materialen ook op nieuwe manieren toe. Het 3D-printen van plastic, beton, staal en zelfs houtachtige producten is geen uitzondering meer en lijkt aan momentum te winnen. Door de "Het gebruik van software in euro's per werknemer is de laatste jaren fenomenaal gestegen" constructeur van het jaar (1) Constructeur van het Jaar Mathew Vola IR. MATHEW VOLA 47 jaar WERK 2001 ? 2006 constructeur bij DHV 2007 ? heden achtereenvolgens constructeur, projectleider en (project)directeur bij Arup, gespecialiseerd in vastgoed betrokken bij diverse iconische bouwwerken in Europa, Australië en Azië; duurzaamheid, innovatie en digitalisering staan daarbij centraal OPLEIDING1994 ? 2001 Bouwkunde, TU Eindhoven 2010 Chartered engineer, Engineers Australia 32? CEMENT 2 20 22 Volgende keer geeft Talent van het Jaar Joris Hesselink zijn visie op ontwikkelingen in het constructeursvak industrialisatie van de bouw zal implementatie van deze nieuwe materialen en technieken steeds eenvou- diger schaalbaar worden. ?????Maar hoe zit het met de constructieve veiligheid van deze producten? Hoe kunnen we zeker zijn dat deze is geborgd als we meer en meer nieuwe materia - len, productiewijzen of halffabricaten gaan toepassen? V oor beton en staal kunnen we terugvallen op de Euro - code. Die heeft er, samen met een schat aan ervaring in de k eten, voor gezorgd dat er in Nederland maar zeer zelden bouwwerken naar beneden komen als gevolg van falende materialen. Dit is overigens precies h et voorbeeld dat ik geef op feestjes als vrienden wil - len weten wat een constructeur eigenlijk voor werk doet . Hoe kunnen we een vergelijkbaar veiligheids- niveau borgen voor nieuwe materialen en productie- wijzen? Voor staalvezelbeton heeft het meer dan twintig jaar geduurd voordat er een norm kwam. Ook de norm voor CLT is nog volop in ontwikkeling hoewel er toch al veel met dit materiaal wordt gebouwd. Ondertussen stapelen de uitdagingen voor de bouw zich op: nieuwe gebouwen moeten duurzaam worden gerealiseerd en tegelijkertijd moet de produc - tie omhoog. En dat tegen een achtergrond van schaarste op de arbeidsmarkt. Hebben we eigenlijk wel tijd om te wachten op nieuwe normen? Gelukkig geeft de Eurocode een uitweg. Anders dan sommige andere normenstelsels hebben we de NEN-EN 1990 Bijlage D: 'Door proeven ondersteund ontwerp'. Hiermee mag door middel van testen worden aangetoond dat constructies voldoen. In de afgelopen periode hebben we dit op een aantal innovatieve projecten toegepast, waaronder de 3D-geprinte MX3D-brug en de hybride hout-beton woontoren HAUT, beiden in Amsterdam. Als je een brug gaat printen in roestvrij staal, zoals bij de MX3D-brug, zijn er nauwelijks normen beschikbaar en is testen de enige manier om de veiligheid van het eindproduct te kunnen aantonen. Zowel voorafgaand aan het ontwerp, als voor het uit - eindelijke aantonen van de constructieve veiligheid is een uitgebreid testprogramma doorlopen: van testen op materiaalniveau ? denk hierbij aan trekproeven, vermoeiingstesten en ductiliteitsonderzoek, ? via testen op componentniveau, druk- en buigproeven op geprinte onderdelen, tot aan full-scale belastingproeven op het eindproduct. Bij de 70 m hoge hybride woontoren HAUT zijn speciaal ontwikkelde timber concrete composite (TCC)- vloeren toegepast en ook hier was uitgebreid testen de sleutel tot succes. Zo is de inbrandsnelheid van het CLT vastgesteld aan de hand van uitgebreide brand- Full-scale belastingproef van de MX3D-brug, foto: Universiteit Twente CEMENT 2 2022 ?33 "Kleuters beginnen meestal meteen met bouwen, testen gaandeweg hun ontwerp en passen dit waar nodig aan. En dat leidt regelmatig tot hele verrassende en ook betere resultaten" proeven. Daarnaast is de stijfheid van de vloer gecon- troleerd met een in situ belastingtest. Beide testen speelden een doorslaggevende rol in het project, zowel in de ontwerpfase als bij het verkrijgen van goedkeuring door het bevoegd gezag. Testen blijkt dus hét medium om de constructieve veiligheid te borgen bij innovatieve constructies. Maar het is tegelijk een inspirerende en speelse manier om met constructief ontwerpen om te gaan. De marsh- mallow challenge is een bekende ontwerpoefening voor kleine groepen. Het doel is om een binnen een bepaalde tijd een zo goed mogelijke constructie te bouwen met wat spaghetti, schilderstape, een stuk touw en een marshmallow (voor in de top). Studenten storten zich tijdens de oefening vaak eerst op een dichtgetimmerd constructief plan, waardoor ze niet genoeg tijd overhouden voor de uitvoering en prakti- sche tests om hun ideeën te vervolmaken. Hoe anders gaan kleuters te werk: zij beginnen meestal meteen met bouwen, testen gaandeweg hun ontwerp en pas- sen dit waar nodig aan. En dat leidt regelmatig tot hele verrassende en ook betere resultaten. Door testen de norm te maken kunnen we de constructieve veiligheid in de bouw blijven borgen en tegelijkertijd de innovatie in de bouw versnellen. Testen voor toegang dus.? Hybride woont