themaZuid-Amerika de hoogte in5 201644themaZuid-Amerikade hoogte inGran Torre Costanera in Chili een-na-hoogste gebouw zuidelijk halfrondZuid-Amerika de hoogte in 5 2016 45De volledige, nagenoeg vierkante bouwlocatie van het CostaneraCenter heeft een oppervlakte van circa 47 000 m2. De vijflaagseondergrondse parkeergarage en de zeslaagse bovengrondsecommerci?le laagbouw beslaan dit volledige oppervlak. Op dehoeken is het complex aangevuld met vier hoge gebouwen metelk een verschillende hoogte (foto 9). Het hoogste gebouw istoren 2, een kantoortoren met een hoogte van circa 300 m,goed voor 128 000 m2vloeroppervlak. (Op het zuidelijk half-rond is alleen de Q1 toren in Australi? met 323 m iets hoger.)Totale kosten van alleen al toren 2 bedragen circa1 miljard Amerikaanse dollars. Ook de overige drie torens1, 3 en 4 kunnen, zeker naar Nederlandse maatstaven, in de cate-gorie hoogbouw worden ingedeeld:? toren 1 en 3: elk 170 m hoog en met 105 000 m2vloeroppervlak;? toren 4: 109 m hoog en met 88 000 m2vloeroppervlak.Deze torens worden voornamelijk gebruikt als kantoor; eendeel is in gebruik als hotel, medisch centrum en winkels. Intotaal is meer dan 900 000 m2vloeroppervlak gerealiseerd.Geschat wordt dat er dagelijks 240 000 mensen naar hetcomplex toe gaan. Opdrachtgever en een van de bewoners vandit megaproject is Cencosud, een van de grootste retailbedrijvenvan Zuid-Amerika.In dit artikel zal verder worden ingegaan op het ontwerp en deconstructieve opbouw van toren 2.Ontwerp toren 2: Gran Torre CostaneraHet architectonische ontwerp van toren 2, dat op de noord-westhoek van het Costanera-complex staat, is van architectCesar Pelli van Pelli Clarke Pelli architects. Het gebouw telt63 bovengrondse verdiepingen. De toegankelijkheid van deverdiepingen wordt verzorgd met door totaal 24 liften (fig 3.),waarvan er 19 zijn uitgevoerd als dubbeldeksliften. De gebouw-installaties zijn geconcentreerd op de 7e en 51e verdieping enop het dak van het gebouw.1ir. Paul Lagendijk 1 Costanera CenterDe skyline van Santiago is recent ingrijpendveranderd: in het Providencia-district, het finan-ci?le en culturele hart van de Chileense hoofdstad,is het Costanera Center gerealiseerd. Meest inhet oog springend onderdeel is de Gran TorreSantiago. Met 300 m is dit het hoogste gebouwin Zuid-Amerika en het op een na hoogstegebouw van het zuidelijk halfrond.BronnenDit artikel is mede tot stand gekomen dankzijinput van Claudio Gahona en diverse van zijncollega's van het ingenieursbureau Rene LagosEngineers uit Santiago (Chili).Zuid-Amerika de hoogte in5 201646thema2 Het gebouw in aanbouw3 Plattegrond typischeverdieping4 Dwarsdoorsnede5 Langs de buitenomtrek iseen raamwerk van beton-nen gevelkolommen enrandliggers toegepast43 ? 43 m2. De hoeken zijn iets afgesnoten om de slankheid vande toren te benadrukken.Het gebouw is voorzien van een volledige vliesgevel, met glasvan vloer tot plafond. De glaselementen van 1500 mm bij 3300mm zijn zo bijzonder van afmeting dat deze uit China moestenworden ge?mporteerd.De constructie bestaat uit een moderne mix van staal- enbetonconstructies. De constructie van de toren is ontworpenop een brandwerendheid van 180 minuten.KernDe stabiliteit wordt grotendeels verzorgd door de kerncon-structie. Deze is uitgevoerd met in het werk gestort beton,waarbij gebruik is gemaakt van een klimbekisting. Binnen dekern zijn liften, trappen, schachten voor installaties en nietdaglicht vereisende functies geconcentreerd. De uitwendigeafmetingen van de kern zijn circa 24,20 ? 26,35 m2aan de voetvan de toren (fig. 4).Omdat de belastingen op de kernconstructie hogerop in hetgebouw sterk afnemen, is hier in het ontwerp op geanticipeerd.? De uitwendige maat van de kern reduceert naar boven toe;dit kan op een natuurlijke manier omdat bijvoorbeeld nietalle liftschachten doorlopen over de volledige gebouwhoogte.? De dikte van de wanden neemt van beneden naar boven toeaf van 1100 mm tot 500 mm in stappen van 200 mm.Er is gebruikgemaakt van hogesterktebeton. In de sterkte van hetbeton van de kernwanden is bovendien variatie toegepast: in deonderste twintig bovengrondse bouwlagen is C60/75 gebruikt;daarboven is C50/60 toegepast. Alle betonmengsels zijn doormiddel van pompen op hoogte gebracht. Als wapening is kwali-teit A63-42H toegepast (sterkte vergelijkbaar met B600).De verdiepingshoogte over de onderste zeven bouwlagenvarieert van 5,00 tot 8,00 m. De resterende bouwlagen hebbeneen verdiepingshoogte van 4,10 m. De vrije hoogte is 3,00 m.Op de top van het gebouw staat een stalen kroonconstructie.De gebouwplattegrond neemt naar boven toe iets in afmetingaf: aan de voet meet de toren circa 47 ? 47 m2, aan de top circa23Zuid-Amerika de hoogte in 5 2016 47uitgevoerd (fig. 4). Ook de afsnuiting van de hoeken van detoren die naar boven toe groter wordt, draagt hieraan bij. Door dewijziging in vorm die hierdoor ontstaat, zijn ook devortexbelastingen op het gebouw gereduceerd. Het frame vangevelkolommen en -liggers speelt een belangrijke rol in hetopnemen van excentrische belastingen (torsie) op het gebouw.Dit vraagt om een raamwerk met momentvaste verbindingen.Omdat beton als constructiemateriaal voor gebouwen gangbaaris in Chili en het maken van momentverbindingen in staalduur is, is gekozen voor een in het werk gestort betonnenraamwerk. Desondanks is een korte cyclustijd van ??n verdie-ping per week gerealiseerd.VloerconstructieDe vloerconstructie buiten het kerngebied wordt gevormd doorstaalplaatbetonvloeren met een dikte van 150 mm en een over-spanning van 4000 mm. De vloer wordt ondersteund door 450mm hoge stalen liggers die door middel van deuvels (diameterRaamwerkLangs de volledige buitenomtrek van het gebouw is een raam-werk van betonnen gevelkolommen en randliggers toegepast(fig. 3). De randliggers van 1200 mm breed en 800 mm hoog,overspannen circa 9,00 m en dragen hun belasting af aan debetonnen gevelkolommen. Net als bij de kernconstructie is bij dedimensionering van de kolommen rekening gehouden met hetfeit dat de belastingen hogerop in het gebouw steeds kleinerworden.? De afmeting van de vierkante kolommen reduceert van1500 mm in de onderbouw tot 900 mm boven in het gebouwin stappen van 200 mm.? De betonsterkteklasse van het beton voor de kolommen isover het onderste gedeelte van het gebouw C70/85. Naarboven toe wordt de toegepaste sterkte stapsgewijs teruggebrachtnaar C50/60.Om de reductie van het vloeroppervlak te realiseren, zijn dekolommen vanaf de 10e verdieping naar boven toe licht hellend4 5super hoogbouwhoogbouwstopplaatsen liftmidden hoogbouwlaagbouwZuid-Amerika de hoogte in5 201648themaNELSON STUD ? 3/4"x 4"2 + 2 + 2 + 2 stiftdeuvelsslobgat151210550500300150 75751007070120120PL 500 x 300 x 12PL 500 x 300 x 12PL 250 x 50 x 81 + 1 PL 120 x 350 x 812019 mm, 100 mm lang, 200 mm hart-op-hart) zijn gekoppeldmet de staalplaatbetonvloer en als staalbetonliggers werken. Deliggers overspannen circa 10,50 m van de kern naar de beton-nen randliggers in de gevel (fig. 3). Om de verbinding van deliggers met de kernwanden mogelijk te maken, zijn aan debuitenzijde van deze wanden staalplaten met aangelastestiftdeuvels ingestort. Aan de ingestorte staalplaat is na hetgereedkomen van de kern een verticale plaat gelast waaraan deliggers met behulp van een enkele slobgatverbinding zijn beves-tigd (fig. 6). De liggers zijn uitgevoerd in ASTM A36 (in sterktevergelijkbaar met S235). De gebouwinstallaties zijn onder destalen liggers doorgevoerd.Stabiliteit: wind en aardbevingenBij het ontwerp is aan de top van het gebouw rekening gehoudenmet een windbelasting van 4 kN/m2in combinatie met een 50jaar herhalingstijd. De grootte van de te hanteren windbelastingis mede gebaseerd op het uitgevoerde windtunnelonderzoek(foto 8). Het ontwerp is niet alleen gebaseerd op een statischuitbuigingscriterium, maar ook op een dynamisch comfortcri-67Zuid-Amerika de hoogte in 5 2016 498 Windtunnelonderzoek9 Gebouw is gefundeerd op een 3,0 m dikke funderingsplaatterium: bij een herhalingstijd van 1 jaar is de verwachtehorizontale versnelling 3,1 milli g; bij 5 jaar 4,5 milli g en bij10 jaar 5,2 milli g. Bij het bepalen van de optredende versnel-lingen is voor de demping 2,5% aangehouden bij de toetsingop comfort. Bij de toetsing voor UGT is 5% dempingaangehouden. Toevoegen van een actieve of passieve demperwas niet nodig om de versnelling tot een acceptabel niveau tebeperken.Santiago maakt deel uit van de Pacific Ring of Fire: eengebied waar met enige regelmaat zware aardbevingenvoorkomen. De constructie is dus ontworpen om die teweerstaan. Bij het ontwerp is rekening gehouden met eenpeak ground acceleration van 0,8 g en daarnaast moest reke-ning worden gehouden met een minimale base shear forcevan 5% bij het aan te houden ontwerpspectrum. De laatsteeis dwingt de ontwerper de weerstand in het elastischegebied te vinden. Hierdoor kan de controle op schade dooraardbevingen met een kortere herhalingstijd achterwegeblijven. In februari 2010 werd het gebouw, tijdens de bouw,al blootgesteld aan een aardbeving van 8,8 op de schaal vanRichter. Het gebouw doorstond de beving, die leidde tot veelverwoesting in Chili, probleemloos.De toren is op staal gefundeerd binnen een diepe bouwput,begrensd door een verankerde palenwand (foto 7). Een3,0 m dikke funderingsplaat, waarvan de onderkant opcirca 19 m onder maaiveld ligt, zorgt voor de afdracht vande optredende belastingen (foto 9). In het ontwerp van defundering is onderscheid gemaakt tussen het statische enhet seismische ontwerp. Voor de toelaatbare verticalefunderingsdruk is bij het statische ontwerp 1,5 ? 1,7 N/mm2aangehouden; voor het seismische ontwerp is 2,0 N/mm2aangehouden. De verticale beddingsconstante voor stati-sche belastingen is K0= 0,25 N/mm3; voor het seismischeontwerp lag deze een factor 2,5 hoger. De waterdichtheidvan de kelder is, zoals gebruikelijk in Chili, gerealiseerddoor het toepassen van een waterdicht membraan aan debuitenzijde. Omdat het freatisch grondwater op 40 m ondermaaiveld ligt, is opdrijven in de eindfase en waterbezwaarin de bouwfase geen issue.UitzichtDe toren is in 2013 afgrond. Sinds 2015 bevindt zich eenuitzichtplatform op de 61e en 62e verdieping. Dit platformgenaamd `Sky Costanera' is toegankelijk voor het publiek.De toren biedt hiermee een schitterende mogelijkheid vanalle richtingen van de stad en de nabije omgeving tegenieten. PROJECTGEGEVENSproject Gran Torre Costaneraopdrachtgever Cencosud S.A.architect Pelli Clarke Pelli architects (VS)constructief ontwerp Rene Lagos Engineers (Chili)aannemer SalfaCorp (Chili)adviseur installatie Inspecta (Chili)896 Detail verankering ligger7 Truckmixers naast verankerde palenwand