Glooiende vlakken5201076Glooiendevlakken Lausanne is gezegend met een fee?rieke omgeving:de Zwitserse stad ligt ingeklemd tussen de Alpenaan de noordzijde en het meer van Gen?ve aan dezuidzijde. Lausanne bezit ook twee universiteiten,waarvan er ??n is gespecialiseerd in technischestudies. Deze technische universiteit is recent verrijktmet een nieuw en opvallend gebouw: het RolexLearning Center. Naast huisvesting vanverschillende bibliotheken, werkplaatsen voorstudenten en culturele activiteiten, voorziet hetgebouw ook in een iconische toegangspoort tot decampus. Belangrijkste constructieve voetafdruk:enorme vloeiende betonnen overspanningenwaarin elk detail ontbreekt.1Complexe constructie mogelijk dankzij voorspanningGlooiende vlakken 52010 77E?n van de gedachten achter het ontwerp van de Japanse archi-tect SANAA (Kazujo Sejima en Ryue Nishizawa, Tokio) is dathet technische `landschap', oftewel het gebouw, in de architecto-nische bouwopgave in zekere zin een overlap vertoont met hetnatuurlijke landschap van de geaccidenteerde omgeving.Gezeten bovenop het gebouw en uitkijkend over ??n van debinnenplaatsen, wordt die overlap snel duidelijk.Het architectonische landschap, dat zich uitstrekt over eenoppervlak van 121,5 x 162,5 m, wordt gevormd door tweeconstructieve lagen: een betonnen vloer en een stalen dak.Daartussen zijn de gevels geheel beglaasd. De constructeursBollinger + Grohmann Ingenieure ontwierpen, in nauwesamenwerking met hun Zwitserse collega Walther Mory Maier,de 35 000 m2grote betonvloer als een golvende structuur. Ener-zijds kwamen zij hiermee tegemoet aan architectonische eisenen gebruikerswensen; anderzijds gaven zij het landschap zo ookvoldoende constructieve robuustheid mee.Het eisenpakket omvatte onder meer aspecten als maximumhellingspercentages op de hoofdverkeersas in het gebouw, degebouwindeling en de zichtlijnen, niet alleen het gebouw in,maar ook naar buiten, naar het adembenemende panorama vande Zwitserse Alpen.OntwerpprocesDe ontwerpfase werd gekenmerkt door een uitgebreide zoek-tocht naar de optimale vorm, `formfinding' genoemd. Ditproces resulteerde in twee schaalconstructies:- een kleine schaal, met een maximum overspanning van 40 men een hoogteverschil van ongeveer 4 m;- een grote schaal, met overspanningen tot 85 m en eenmaximum hoogteverschil van 4,85 m.De kleine schaalconstructie heeft een relatief gunstige lengte-hoogteverhouding (l/h 10), maar een asymmetrische geome-trie. Drie patio's doorsnijden de schaal; daaromheen dragenvier dwarsbogen hun belasting op de fundering af. De tussende dwarsbogen liggende zones hebben nog voldoende krom-ming, zodat de belasting grotendeels via drukkrachten kanworden afgedragen.De grote schaalconstructie heeft een ongunstige lengte-hoogte-verhouding (l/h 17,5). De verschillende patio's zijn tamelijkongunstig gesitueerd, waardoor op slechts zeven plaatsenbelastbare dwarsbogen konden worden geformeerd. Bovendienmoesten aan het zuidelijke deel van deze schaal drie verticalebelastingdragende elementen worden toegevoegd, omvoldoende stabiliteit te kunnen garanderen en de doorbuigingte beperken. In ??n van deze elementen is een liftschachtondergebracht. Een tweede element bestaat uit een wand onderhet westelijke deel van de zuidelijke dwarsboog; daardoor kandeze boog met een tegenpijl eindigen. Het derde element is eenkolom die de diagonale boog met de grootste overspanningstabiliteit geeft.Onder het gebouw bevindt zich ??n kelderniveau, waarinparkeerplaatsen, werkplaatsen, archieven en andere nutsvoor-zieningen zijn ondergebracht. Het dak van de kelder wordtgevormd door een vlakke, betonnen plaat. Deze plaat fungeertals horizontaal steunpunt voor de schaalconstructies; de hori-zontale belasting wordt door voorspanning opgenomen.Constructieve uitwerkingHet ontwerp van de schalen werd hoofdzakelijk bepaald doorde volgende drie randvoorwaarden:1 De Technische Universiteit in Lausanne isrecent verrijkt met een nieuw opvallendgebouw: het Rolex Learning CenterGlooiende vlakken52010782 Het gebouw voorziet in een iconische toegangspoort tot de campus3 Het gebouw wordt gevormd door twee constructieve lagen: een betonnenvloer en een stalen dak. Daartussen zijn de gevels geheel beglaasdfoto's 1-3: Hisao Suzuki4 In de constructie is tot 470 kg/m3wapening toegepastOm de constructie van de grote schaal stabiel te krijgen, zijn dedwarsbogen 800 mm en de vloeren 600 mm dik. De construc-tiedikte van de kleine schaal bedraagt 400 mm, behalve eengedeelte waar een dikte van 500 mm vereist is. Verder is tot470 kg/m3wapening toegepast.De `tegenbogen' en grote excentrisch gelegen openingen van depatio's veroorzaken grote buigende momenten; daardoor kande constructie niet als een dunne schaal werken. Sommigeschaaldelen werken nu als ingeklemde dwarsbogen; andereschaaldelen rusten juist weer op deze dwarsbogen. In de intotaal 11 ingeklemde dwarsbogen bevinden zich 21 (6 in dekleine schaal, 15 in de grote schaal) bundels van 5 tot 14 voor-spankabels die als `trekstang' fungeren. De hoeveelheid en aardvan de voorspanning is imposant: in totaal betekent dit 240 tonaan staal. Er worden eenheden ingezet die normaliter gebruiktworden in civiele constructies.De betonstort van de kleine schaal vergde aaneengeslotenongeveer 15 uur.OpleveringDe formfinding en het schaalontwerp vormden een flinkeuitdaging voor alle deelnemers aan dit project. De indrukwek-kende foto's van de betonnen constructie benadrukken de onge-wone vorm en de immense complexiteit van de constructie.Bijzonder aan het 90 miljoen Zwitserse frank kostende projectis de financiering ervan. Eenderde van de bouwkosten wordtopgehoest door horlogefabrikant Rolex; de rest is door anderefabrikanten betaald. De overheid betaalt dus niets!Het Rolex Learning Center is in de lente van 2010 opgeleverd.De prestigeslag met de ETH in Z?rich slaat weer voor evendoor in het voordeel van de EPF in Lausanne. Henk Wapperom- doorrekenen van de dwarsdoorsnedes op ontwerpbelastingenen karakteristieke belastingen;- doorbuigingen;- standzekerheid.Al deze onderwerpen werden onderzocht met inbegrip van deeffecten van scheurvorming, kruip en krimp. Daarom moesteen eindige-elementenprogramma worden ingezet dat met aldeze niet-lineaire fenomenen rekening houdt. Het programmaSOFISTIK werd gekozen.Met betrekking tot de karakteristieke belasting werden despanningen gelimiteerd tot waarden behorend bij een scheur-wijdte w < 0,2 mm. Voor de ontwerpbelasting werd gerekendmet de grenswaarden van spanning en rek volgens het Zwit-serse voorschrift.Behalve de spanningscontrole van de wapening bij de gegevenscheurwijdte, vroeg ook de berekening van de doorbuiging doorde karakteristieke belasting de nodige aandacht. Omdat debouwvoorschriften geen maximum aan de doorbuiging stellenvoor schaalconstructies met overspanningen tot 80 m, moestende grenswaarden worden aangehouden van de stalen dakcon-structie en de op de schalen te installeren glasgevel. Een door-buiging in de eindtoestand van 220 mm lijkt behoorlijk veel,maar bij een overspanning van ongeveer 80 m is de verhoudingkleiner dan l/300, wat gebruikelijk is voor betonvloeren.Ten slotte is een uitgebreide stabiliteitsanalyse van de schalenuitgevoerd. Last-zakkingsdiagrammen zijn opgesteld, metinbegrip van de niet-lineaire effecten ten aanzien van geome-trie (tweede-orde-effect) en materiaal (scheurvorming, kruipen krimp). Uit deze last-zakkingsdiagrammen is de bijkomendedoorbuiging bepaald.DimensioneringDe vereiste hoeveelheid wapening in de schalen is bepaald uitde drie beschreven ontwerpaspecten: controle van de door-snede, doorbuiging en stabiliteit. Voor de gebogen vloergedeel-ten was hoofdzakelijk de stabiliteit en voor de meer vlakkegedeelten vooral de doorbuiging maatgevend.Zwitserse traditieTwee technische universiteiten telt Zwitserland, en beide hebbenze een faam die tot ver over de landsgrenzen uitstrekt. DeEidgen?ssische Technische Hochschule (ETH) in Z?rich (gestichtin 1855) bedient het Duitstalige deel van Zwitserland; de EcolePolytechnique F?d?rale de Lausanne (EPFL, uit 1853) is er voor deFranstalige gemeenschap.Drie aandachtsgebieden staan centraal op de EPFL: onderwijs,onderzoek en kennisverspreiding. De campus heeft een interna-tionale uitstraling: ze telt 112 nationaliteiten en 60% van dedoctoraalstudenten komt van elders. De EPFL omvat zeven facul-teiten; op ??n daarvan worden de vakgebieden architectuur,civiele techniek en milieutechniek aangeboden.2Glooiende vlakken 52010 79 Projectgegevensopdrachtgever Ecole Polytechnique F?d?rale de Lausannearchitect SANAA, Tokioconstructeur Bollinger + Grohmann Ingenieure i.s.m. Walther MoryMaier, AG Baselhoofdaannemer Losinger SAvoorspantechniek Freyssinet SA bronnen1 Grohmann, Manfred, Klaus Bollinger, Agnes Weilandt und MichaelWagner, Shell structures of the Rolex Learning Center in lausanne.Concrete Engineering International, 2009 no. 3.2 240 T of Prestressing for an Unprecedented Project. Soils & Structures,Oktober 2008.34