Ellipsen sieren Utrechtse skyline 5 2010 68 Ellipsen sieren Utrechtse skyline Aan de Croeselaan in Utrecht wordt momenteel de laatste hand gelegd aan een bijzondere kantoortoren. Deze gaat deel uitmaken van het nieuwe Bestuurscentrum van Rabobank Nederland. De toren bevindt zich nabij het Centraal Station Utrecht en de Jaarbeurs, aan de voorzijde van het bestaande kantorencomplex van Rabobank Nederland. Het ontwerp bestaat uit twee, iets ten opzichte van elkaar gedraaide torens gekoppeld door tussengelegen vloeren. Nieuwbouw Rabobank Utrecht Ellipsen sieren Utrechtse skyline69 1 Het nieuwe Rabobank- gebouw bestaat uit twee ellipsvormige torens foto: Tom Wolbrink Naast de nieuwe toren wordt tussen de bestaande gebouwen een ontmoetingsplein gerealiseerd (de Plaza) dat de nieuw- bouw met de bestaande gebouwen van de Rabobank verbindt. Verder wordt direct naast de toren en ingeklemd tussen de bestaande bebouwingen een diepe ondergrondse parkeergarage gerealiseerd. De toren zal in de toekomst plaats gaan bieden aan 3300 medewerkers. Het totaal aantal medewerkers van Rabobank Nederland op deze locatie komt hiermee op 6500. Architectonisch ontwerp De toren telt 27 verdiepingen en is 105 m hoog. Hij is daarmee 7 m lager dan de Dom, waarmee wordt voldaan aan de eis dat de maximale hoogte van gebouwen rond een bepaalde straal om de Dom niet hoger mag zijn dan de Dom zelf (foto 2). Het ontwerp bestaat uit een tweetal, iets ten opzichte van elkaar gedraaide, torens gekoppeld door tussengelegen vloeren. Het geheel is omgeven door een glazen gevel, die als een soort jas om de toren heen hangt. Belangrijk speerpunt bij het ontwerp was duurzaamheid. De transparante gevel heeft daar onder meer toe bijgedragen. Door maximale lichttoetreding wordt immers minder energie verbruikt. Daarnaast kent het gebouw een optimale isolatie, klimaatplafonds, het gebruik van groene stroom, stadsverwar - Ellipsen sieren Utrechtse skyline 1 ir. Johan Galjaard MBA en ing. Stephan Toonen ABT Nieuwbouw Rabobank Utrecht Enkele kengetallen Toren ? 65 m breed ? 40 m diep ? 105 m hoog ? 27 verdiepingen ? vloeroppervlak: 49 000 m² Het ontmoetingsplein (de Plaza) ? 130 m breed ? 45 m diep ? 8 m hoog ? 2 verdiepingen ? vloeroppervlak: 7.000m² Parkeergarage ? 120 m lang ? 32 m breed ? 14 m diep ? 4 verdiepingen splitlevel ? vloeroppervlak: 17 000 m 2 ? 620 parkeerplaatsen Brand Op 27 juni 2010 heeft er bovenin de rechtertoren een brand gewoed. De oorzaak van de brand is nog niet bekend en de gevolgen worden de komende weken in kaart gebracht. 5 2010 70 ming en koude/warmteopslag in de bodem. Hiermee wordt een EPC (energieprestatiecoëfficient) gerealiseerd van 0,567, en daarmee 43% lager dan vereist in het Bouwbesluit. De plattegronden van de verdiepingen worden gekenmerkt door open ruimtes zonder kamerindeling (fig. 3). Alleen verga- derruimten en concentratiewerkplekken zijn afgesloten. Rabo- bank kiest voor het 'nieuwe werken': werknemers hebben niet meer hun eigen vaste werkplek. Zodoende wordt een veel betere bezetting van het vloeroppervlak bereikt. Waar normaal 25 m 2 per werknemer nodig is, bedraagt het oppervlak per werknemer nu maar 17 m 2. Het Centraal Station Utrecht bevindt zich op loopafstand van het kantoor waardoor zakelijke kilometers kunnen worden bespaard. Met de toekomstige 'Rabobrug' over het spoor krijgt Rabobank Nederland zelfs een rechtstreekse verbinding met de perrons. Het nieuwe bestuurscentrum zal een van de meest duurzame en innovatieve kantoorcomplexen in Nederland zijn en is inmiddels al bekroond met de FD PropertyNL Vastgoed Award voor de meest innovatieve eindgebruiker. Constructief ontwerp toren Het constructief ontwerp van de toren kent een paar bijzonder - heden: de stabiliteit, de vloerconstructies, de gevelspanten en de fundering. Stabiliteit Constructief gezien bestaat het gebouw uit twee torens die met een tussengelegen vloer aan elkaar zijn gekoppeld, met ieder zijn eigen funderingsplaat (foto 4). De draagconstructie van beide torens bestaat uit een centrale kern en kolommen in de gevellijn. De torens zijn van de 4e tot de 26e vloer aan elkaar gekoppeld door een tussengelegen vloer. Voor de stabiliteit gedragen de torens zich als één gebouw: de horizontale krachten worden over beide kernen verdeeld. In de kernen bevinden zich de schachten voor de liften. Voor deze liften is het zogenoemde TWIN-systeem toegepast. Dit innova- tieve systeem laat twee liftkooien onafhankelijk van elkaar in dezelfde schacht op en neer gaan. De techniek maakt de beno- digde vervoerscapaciteit mogelijk met de beperkte hoeveelheid schachten. Hierdoor bestaat er een betere verhouding tussen het bruto en netto vloeroppervlak. Langs de ellipsvormige gevellijn loopt een kolommenpa- troon met een h.o.h.-afstand van 8,5 m. De gevelkolommen variëren in doorsnede van 800 mm tot en met laag 4 naar 650 mm op de overige 22 verdiepingen. De kolommen ter plaatse van het middengebied hebben over het hele gebouw 2 Ellipsen sieren Utrechtse skyline5 2010 71 4 2 De toren is 7 m minder hoog dan de Domfoto: B.J. de Ruiter Rabobank Nederland3 De plattegronden van de verdiepingen worden gekenmerkt door open ruimtes zonder kamerindeling 4 De torens zijn gekoppeld door een vloer foto: Rob van der Lingen Vloerconstructie Uitgangspunt bij het ontwerp was een vlakke vloer met een zo klein mogelijke dikte. Hierdoor is er bij een minimale verdie- pingshoogte toch voldoende ruimte voor de installaties. De keuze voor het vloersysteem is gevallen op een bollenplaatvloer (foto 5). Dit systeem draagt in twee richtingen en heeft als belangrijk voordeel gewichtsbesparing. Uitdaging bij het ontwerp van de vloeren was dat in het middengebied geen plaats is voor een kolommenstructuur. Hier moest een overspanning worden gerealiseerd van circa 18 m. Voor de vloervelden buiten het middengebied is een dikte van 280 mm gekozen. Maar met deze dikte is een over - spanning van 18 m niet haalbaar zonder aanvullende voorzie- ningen. Een aantal varianten is de revue gepasseerd, zoals een dikkere vloer of een draagconstructie van stalen balken. De hoogte onder de vloer die nodig is voor de installaties en de kosten lieten deze oplossingen echter niet toe. Uiteindelijk is gekozen voor een soort onderspannen vloer, waarbij de vloer in een doorsnede van 800 mm. De betonsterkteklasse van de kolommen varieert van C53/65 tot en met laag 17 tot C35/45 voor de kolommen op de overige verdiepingen. In de kolom- men van het middengebied zijn stalen HD-profielen opge- nomen tot en met laag 13 om de krachten in de doorsnede Ø800 mm te kunnen opnemen. 3 Ellipsen sieren Utrechtse skyline 5 2010 72 deuvels 300x30 1/2HE650A staalkwaliteit S235 350 280 5 6 7 5 Onder meer vanwege gewichtsbesparing is gekozen voor een bollenplaatvloer foto : ABT6, 7 Onder de betonvloer zijn staalprofielen aangebracht en met behulp van deuvels schuifvast aan de vloer gekoppeld foto: ABT 8 De gevel is uitgevoerd met een dubbele huidfaçade, slechts bij één op de vier á vijf verdiepingen loopt de vloer door tot aan de gevel foto: Rob van der Lingen gen. Voor deze oplossing is gekozen om de transparantie zoveel mogelijk te waarborgen. Een stalen trekstaaf is immers slanker te dimensioneren dan een gedrukte staaf. Het stalen vakwerk draagt de belasting af naar twee betonnen kolommen in de twee torens (op de plaats waar de vide stopt). Per verdieping zorgen horizon- tale liggers voor de opname van vooral de windbelastingen. Extra complicatie was dat het stalen vakwerk de gebogen gevel- lijn moet volgen. Zonder verdere maatregelen zou het vakwerk daardoor gaan torderen. Omdat de vloerrand echter om de vier á vijf verdiepingen wel tot de gevellijn doorloopt, rust de bovenrand van het vakwerk ter plaatse van deze verdiepingen tegen de betonvloer. De betonvloer geeft een zuivere horizon- tale steunkracht loodrecht op de bovenregel van het spant. Hiermee wordt het torderen voorkomen. Krachten in andere het veld wordt versterkt door trekwapening ónder (en niet ín) de vloer. Dit principe heeft ABT al eens gerealiseerd in de collegezaal van het Educatorium van de Universiteit Utrecht. De toepassing van kabels of wapeningsstaven onder de vloer leverde nu echter niet voldoende stijfheid op. Daarom is gekozen voor een staal-betondoorsnede. Onder de betonvloer van 280 mm dik zijn staalprofielen h.o.h. circa 3 m aangebracht en met behulp van deuvels schuifvast aan de vloer gekoppeld (fig. 6, foto 7). Dit resulteert in een samenwerkende staal- betondoorsnede. Het staal heeft een hoogte van 350 mm. In de stalen liggers zijn daar waar het krachtenspel dit toestaat op een aantal plaatsen grote sparingen aangebracht om installatiever - loop in alle richtingen mogelijk te maken. Het staal onder de vloer is niet brandwerend behandeld omdat in een brandsituatie de betonvloer sterk genoeg is om de bijbe- horende belasting te kunnen dragen. De vervorming van de vloer zal bij brand wel toenemen maar dat is acceptabel voor deze calamiteitensituatie. Opvang van de gevel Het totale geveloppervlak van de toren bedraagt 20 000 m 2. Voor maximale transparantie is er zoveel mogelijk glas gebruikt, met een zo dun mogelijke profilering. De gevel is uitgevoerd met een dubbele huidfaçade (foto 8). Tussen de twee glazen gevels loopt een bordes zodat onderhoud door bijvoorbeeld glazenwassers mogelijk is. De gevel volgt de ellipsvorm van de toren wordt direct gedra- gen door de vloerrand. In het middengebied tussen de torens liggen de vloerranden echter van de gevel af. Slechts bij één op de vier á vijf verdiepingen loopt de vloer door tot aan de gevel (foto 8). Hierdoor ontstaat een vide van vier verdiepingen waardoor het licht een zeer ruime inval heeft. Ter plaaste van deze vides hangt de gevel aan stalen hangstaven die de gevelbelasting naar een stalen vakwerk erboven afdra- Ellipsen sieren Utrechtse skyline5 2010 73 8 De paal-plaatfundering bestaat uit drie onderdelen: de plaat, de dragende grond onder de plaat en de funderingspalen. Onder de beide kernen van de toren bevinden zich 2,5 m dikke beton- platen met daaronder weer funderingspalen. Voor de palen is gekozen voor het Tubex-groutinjectie systeem. Dit paaltype wordt geluids- en trillingsarm aangebracht, een belangrijke voorwaarde pal naast de bestaande gebouwen van Rabobank Nederland. Als de toren belast wordt, werken funderingsplaat en -palen samen. De verhouding tussen deze twee is afhankelijk van de beddingconstante van de plaat en de veerstijfheid van de palen. Gekozen is voor een nog vrij behoudend concept, met relatief veel palen. Ongeveer de helft van het aantal palen is toegepast, dat nodig zou zijn geweest bij een volledige paalfundering. Op basis van de berekende verwachte zettingen is het peil van de toren iets opgezet. Gedurende de bouw is de zakking van de toren constant gemeten om de theorie aan de praktijk te blijven toetsen. De laatste metingen laten zien dat de ondergrond zich stijver gedraagt dan is aangenomen en de toren minder is gezakt. Daarbij moet wel worden opgemerkt dat er nog een zeker 'na-zakeffect' zal zijn, enerzijds als gevolg van kruip van de ondergrond, anderzijds omdat het gebouw nog niet is belast met de veranderlijke belasting. richtingen kunnen niet worden afgegeven door het toepassen van glijdende knooppunten. Daarmee wordt voorkomen dat het gevelspant verticale belasting afgeeft aan de vloeren. De gevelelementen hebben een verticale onderlinge speling van +/- 20 mm. De gevelelementen worden verdieping voor verdie- ping van onderaf rond het gebouw gemonteerd. De zwaarst belaste vakwerken hebben echter bij volle belasting een door - buiging van maximaal 60 mm. Dit kwam in conflict met de tolerantie. Het vakwerk moest daardoor in de uitvoeringsfase met voorspanning worden voorbelast, in die mate dat bij elke montage van de gevel op een verdieping het vakwerk horizon- taal bleef. Fundering toren Voor het gebouw is voor een bijzondere wijze van funderen gekozen. Onder de toren bevindt zich geen kelder. De bodem- opbouw in Utrecht ter plaatse van de Croeselaan bestaat vrijwel uitsluitend uit matig tot vast gepakte zandlagen. Dit maakt het wat sterkte betreft mogelijk te funderen op staal. Maar de bijbe- horende zettingen zouden in dit geval te groot zijn. Voor de sterkte was een fundering op palen echter niet nodig. Daarom is een fundering ontworpen die de voordelen van beide syste- men met elkaar verbindt: een paal-plaatfundering (fig. 9). Ellipsen sieren Utrechtse skyline 5 2010 74 9 10 9 Voor de toren is een combinatie van een paal- en een plaatfundering toegepast 10 Op sommige plaatsen resulteerde slechts 0,75 m ruimte tussen de buitenzijde van de diepwand en de bestaande bebouwing foto: B.J. de Ruiter Rabobank Nederland Constructief ontwerp parkeergarage Als onderdeel van het plan moesten 620 ondergrondse parkeer - plaatsen worden gerealiseerd. In de eerste ontwerpschetsen was er sprake van een tweelaagse ondergrondse garage onder het gehele oppervlak. Gedurende het Voorlopig Ontwerp is echter een aantal andere varianten onderzocht. Omdat de grondslag in Utrecht vrijwel uitsluitend zand bevat, is al bij een beperkte diepte onder het grondwaterpeil het toepassen van onderwaterbeton noodza- kelijk. Kostentechnisch maakt het dan niet zo veel meer uit om nog iets dieper te gaan. Daarom is gekozen voor een vierlaagse rechthoekige parkeergarage tussen de nieuw te bouwen toren en de bestaande gebouwen (foto 12). Dit levert een veel efficiëntere parkeergarage op. Het oppervlak van de bodemafsluiting en de omtrek van de bouwputwanden worden aanmerkelijk beperkt. Bovendien kon hiermee een aanzienlijke besparing in bouwtijd worden bereikt doordat nu de bouw van de ondergrondse garage parallel aan de bouw van de hoogbouw kon plaatsvinden. Constructief ontwerp De omtrek van de parkeergarage bestaat uit 800 mm dikke diepwanden, tot 21 m diep in de grond aangebracht. Deze diep- wanden zijn met wisselende paneelbreedten uitgevoerd om het ontgravingseffect op de bestaande funderingen zo klein moge- lijk te houden. Gezien de benodigde binnenruimte in de parkeergarage en de dikte van de diepwanden, resulteerde op sommige plaatsen nog slechts 0,75 m ruimte tussen de buiten- zijde van de diepwand en de bestaande bebouwing (foto 10). De onderste vloer van de garage bestaat uit een dikke onderwa- terbetonvloer van 1,4 m met daarbovenop een ter plaatse gestorte vloer van 750 mm. De bovenkant van de onderste vloer ligt 13,5 m onder peil. De verdiepingsvloeren bestaan uit 320 mm dikke kanaalplaatvloeren mm met een druklaag van 100 mm. De bovenste dekvloer bestaat uit prefab liggers met een in het werk gestorte druklaag om de hier optredende hoge verkeersbelasting te dragen. Het dek wordt belast door expedi- tieverkeer voor de toevoer van de Rabobank en door een toekomstige HOV-bus/trambaan (Hoogwaardig Openbaar Vervoer) van de gemeente Utrecht. De diepwanden brengen de horizontale gronddrukken over via de vloeren naar een middenwand in de parkeergarage. Deze betonnen middenwand is 400 mm dik en verzorgt het even- wicht van de horizontale belastingen. Omdat het om een split- level parkeergarage gaat, ontstaan er in deze middenwand aanzienlijke krachten. De horizontale belastingen lopen immers niet in één lijn door (fig. 11). Uitvoering Nadat de diepwanden waren aangebracht is het maaiveld verlaagd tot circa 5 m beneden peil. Het één-laags stempelraam kon nu Ellipsen sieren Utrechtse skyline5 2010 75 11 12 11 Omdat de vloeren in de splitlevel parkeergarage niet in één lijn doorlopen, ontstaan flinke horizontale belastingen in de middenwand 12 Het stempelraam bestond uit stalen buizen Ø 1 m die h.o.h. 5,5 m tegen de diepwand aan zijn geplaatst foto: B.J. de Ruiter Rabobank Nederland werden vooral beïnvloed door het ontgraven en storten van de diepwandpanelen en door het ontgraven van de bouwkuip zelf. Een constructief probleem was bijvoorbeeld dat een bestaand pand gefundeerd was op prefab-betonnen heipalen met het paalpuntniveau op 16 m onder het maaiveld. Tijdens het maken van de diepwanden vanaf het maaiveld ontstond een 21 m diepe openstaande sleuf gevuld met bentoniet op slechts 1 m van deze paalpunten. Om zakkingen te voorkomen is voor het maken van de diepwanden, de draagkracht van deze bestaande fundering verder doorgezet tot een diepte onder het niveau van de diepwanden door middel van waterglasinjectie. De gevolgen van het ontgraven van de diepwandpanelen en de verschillende fasen van de bouwkuip op de funderingscon- structies van de bestaande bebouwing en op de diepwand zelf, zijn berekend met 3D-rekenmodellen. Vooraf is hiermee bepaald wat de eventuele zakkingen en vervormingen van de omgeving zouden zijn. Tijdens de uitvoering zijn de belen- dende percelen constant gemonitord. De monitoring liet vervormingen van de omgeving zien, maar uiteindelijk minder dan berekend. De (bestaande) constructie en de omringende grond blijken zich stijver te gedragen dan theoretisch vooraf was aangenomen. Maar belangrijker nog: de wijze van vervor - men van de belendingen was gelijk aan de wijze zoals vooraf bepaald met de 3D-berekeningen. Daarmee is de uitvoering gecontroleerd gebeurd (theorie en praktijk lieten hetzelfde gedrag zien) en er zijn geen onverwachte of onvoorziene zaken waargenomen. Planning Met de bouw van de Toren, de Plaza en de Parkeergarage is gestart in maart 2007. De parkeergarage is in april 2010 gedeel- telijk in gebruik genomen. Aan de afbouw van de Toren en de Plaza wordt momenteel nog gewerkt. Rabobank Nederland en de stad Utrecht zijn met de nieuwbouw een markant gebouw rijker. Het levert een belangrijke aanvulling op de skyline van Utrecht. ? worden aangebracht. Het stempelraam bestond uit stalen buizen met een doorsnede van 1 m die h.o.h. 5,5 m tegen de diepwand zijn aangeplaatst. De parkeergarage kon daarna verder worden uitgegraven naar een diepte van 16 m ?peil. Omdat de grondwa- terstand in Utrecht relatief hoog is (1,5 m ?peil), ontstond er een bouwkuip vol water (tijdelijk het grootste zwembad van Utrecht). Na het ontgraven werd het onderwaterbeton gestort. Het onder - waterbeton is verankerd tegen opdrijven door middel van trekan- kers (lang 23 m) in een patroon van 2,75 m x 2,75 m. Na het aanbrengen van de trekankers kon de bak leeg worden gezogen en kon worden begonnen met het inbouwpakket van de wanden en de vloeren (foto 12). Belendingen In het ontwerp en de uitvoering is veel aandacht besteed aan de invloed van de bouwput op de belendende panden. Deze ? proJec TGeGevenS opdrachtgever Rabobank Nederland directievoering Arcadis architect Kraaijvanger?Urbis adviseur constructies ABT adviseur installaties Valstar Simonis hoofdaannemer Bouwcombinatie Heijmans / J.P. van Eesteren V.O.F.