Structuur in concept 3XN2201168Structuur inconcept 3XN1In Nieuwegein is momenteel een groot stedenbouwkundig plan in uitvoe-ring. Onderdeel daarvan is het nieuwe stadhuis. Voor architect Kim Nielsenwaren openheid, licht en ruimte de belangrijkste ingredi?nten. Kenmer-kend is het grote atrium met een grote spiraalvormige trap. Mede doorverspringende plattegronden rond die trap ontstaan enkele constructiefinteressante uitdagingen.In het nieuwe stedenbouwkundig plan voor Nieuwegein zijn deverbindingen tussen de verschillende stedelijke functies bepa-lend voor de samenhang in het gebied. Om deze verbindingente bereiken worden zowel fysieke als visuele koppelingen gerea-liseerd. Voor het ontwerp van het stadhuis was de stedelijkeinpassing een belangrijk uitgangspunt. Zo is de routing doorhet centrum bepalend geweest en past het volume van hetgebouw zich aan de omgeving aan (fig 2).Concept3xN heeft een concept voor een openbaar gebouwontwikkeld, dat voor diverse programma's kan wordentoegepast. Het concept betreft een gebouw waarineen groot atrium in de verdiepingen wordt uitgespaard. Het gebouw krijgt hierdoor een verrassendopen karakter.Met de terrassen en overstekken worden de verdiepingen visueel met elkaar verbonden. De fysieke verbinding wordt verzorgd door een kenmerkende spiraalvormige trap. In Kopenhagen ? ?restad is al eerdereen gymnasium met dit concept gerealiseerd (projectwon de award Best building in Scandinavia 2007). HetStadshuis in Nieuwegein is een doorontwikkelde engrotere versie van dit type gebouw.Stadhuis Nieuwegein naar een ontwerp van 3XNStructuur in concept 3XN 22011 69Ontwerp / architectuurHet gebouw heeft zes verdiepingen en is ontworpen in de vorm vaneen trapezium, met een grootste lengte en breedte van circa 64 m?.De voorgevel is deels terugliggend, zodat een overdekte ingangontstaat naar het `binnenplein' in het gebouw. Dit binnenplein, datonderdeel is van het stedenbouwkundige circuit, loopt dwars doorhet gebouw. Aan de ene kant van het plein bevinden zich winkelsen aan de andere kant de grote zaal van het multiculturele centrum.Het gebouw heeft veel functies en een gevarieerd programma:12000 m? gemeentehuis3100 m? centrale bibliotheek400 m? centrum voor beeldende kunst1200 m? maatschappelijk centrum1500 m? winkelruimte95 parkeerplaatsenIn figuur 3 is geschetst hoe het programma over het gebouw isverdeeld.ing. Jan van der WindtZonneveld Ingenieurs1 Impressie van het Stadhuis Nieuwegein naar eenontwerp van 3XN bron: 3XN2 Stedenbouwkudige route tussen cultuuranker eninformatieanker3 Verdeling van het programma over de niveauscity circuitcity circuitinformatieankercultuurankercultuurankerambtelijkefunctiesambtelijkefunctiesambtelijkefunctiesbibliotheekwinkelswinkelsmaatschappelijkcentrumgemeentehuisbib/cbkcbkrestaurantvergaderzaalvergaderzaalraadszaalbestuurfunctiesDe architect van het stadhuis Nieuwegein, Kim Helforth Nielsen,oprichter van het Deense 3XN, is keynote spreker op het CementEvent op 12 april. Dit Event staat in het teken van de dialoogtussen architecten en constructief ontwerpers en hoe zij elkaarkunnen inspireren. Het evenement vindt plaats in het Bimhuis inAmsterdam.Naast Nielsen spreken ook ir. Walter Spangenberg (ABT), ir. ArjanDingst? (UNStudio), prof.dr.ir. Joop Paul (Arup), ir. Jeroen Coenders(Arup). De middag wordt afgesloten met een paneldiscussie onderleiding van prof.ir. Cees Kleinman, hoofdredacteur van Cement.Voor meer informatie of aanmelden kijk op www.cementevent.nl.23Structuur in concept 3XN2201170trapvanaf2etrapnaar4ebordes4 De vides draaien kloksgewijs rondomeen enorme spiraalvormige trap5 Videtrap met afsteunconstructie opniveau 3, waarbij door middel van eenhangstaaf ook de capaciteit van niveau4 wordt gemobiliseerd6 De doorsnede over het atrium laat ziendat balkons en terrassen ontstaan, diede verdiepingen visueel met elkaar ver-binden bron: ABT7 Vanwege de willekeurige verdraaiingvan de vides ontstaan grote overstekkenSuperkolommen, vloersysteemDe stabiliteit van het gebouw wordt verzorgd door vier kernen,die door de architect superkolommen worden genoemd. Dehorizontale belastingen worden verdeeld over deze kernen,afhankelijk van stijfheid en positie. De kernen zijn vanuit hetatrium bijzonder goed zichtbaar door hun opvallende rondevorm. In de kernen zijn liften, schachten, trappen en toiletgroe-pen ondergebracht.In het gebouw bevinden zich geen dilataties.De constructieve gegevens zijn als volgt:- stramienmaat 8,0 x 8,0 m- breedplaatvloeren d = 220 mm en 250 mm, met verzwaardestroken in oost-westrichting d = 400 mm, b = 2400 mm- kolommen ?600 mm, betonsterkteklasse C28/35, C53/65- wanden superkolommen d = 300 mm, betonsterkteklasseC28/35- funderingsvloer d = 300 mm, betonsterkteklasse C28/35- 3- en 4-paalspoeren h = 1000 mm, betonsterkteklasse C28/35- 353 palen ?560 mm, inheiniveau NAP -23,0 mIn eerste instantie was in het ontwerp gekozen voor kanaal-plaatvloeren op hoedliggers. Om verschillende redenen is over-gegaan naar breedplaatvloeren, opgelegd op breedplaatstroken.Met de breedplaatvloeren kunnen de horizontale krachten tengevolge van de overstekken beter worden opgenomen enkunnen de schuine vloerdelen, die worden veroorzaakt door deverdraaiingen in de plattegronden, eenvoudiger worden uitge-voerd. Daarnaast bleek deze oplossing op dat moment meereconomisch te zijn.Vides en spiraalvormige trapDe hoofdentree is gelegen aan de zuidzijde en geeft toegang tothet Atrium. Op deze plaats is in de eersteverdiepingsvloer eenvide gemaakt. De vides in de bovenliggende plattegronden zijnoverwegend in noord-zuidrichting geori?nteerd, maar wordenmet de klok mee op elk niveau enige meters verdraaid.Vanwege de willekeurige verdraaiing van de vides, ontstaangrote overstekken ten opzichte van de stramienlijnen waaropde kolommen zijn toegepast (fig. 6).Door de verzwaarde betonstroken loodrecht op de vides aan tebrengen, kunnen de overstekken voor een groot deel binnen deafmetingen van deze betonstroken worden gerealiseerd.De breedte van de spriraalvormige trap is 3500 mm. Ter plaatsevan de bordessen wordt hij opgelegd op twee uitkragendeliggers. De uitkraging is op vele plaatsen meer dan 5,0 m. Dit alsgevolg van de trapbreedte (3500 mm), de afstand tussen trap enviderand (700 mm) en de teruggeplaatste kolommen (fig. 7).Het binnenplein is driedimensionaal uitgevoerd waardoor allefuncties aan dit plein hun adres kunnen vinden. Dit plein iseigenlijk een groot atrium dat wordt gevormd door vides in alleverdiepingsvloeren. De vides zijn niet recht boven elkaar gelegen,maar draaien kloksgewijs rondom een enorme spiraalvormigestalen trap (foto 4). Deze statige trap loopt over vier verdiepin-gen, draait 360? en doet op elke 90? een verdieping aan.De verdiepingen verspringen in de vorm van een waaier. Daar-door krijgen ze allemaal een zelfstandig oppervlak, dat zichuitstrekt naar het publieke atrium. Er ontstaan balkons en terras-sen, die de verdiepingen visueel met elkaar verbinden (fig. 5).Met deze ingrepen heeft de architect Kim Nielsen een open endemocratisch gebouw ontworpen met openheid, licht enruimte als ingredi?nten.Het ontwerp heeft door de genoemde verdraaiing een aantalinteressante constructieve uitdagingen.45Structuur in concept 3XN 22011 718000460040004000400040004000575047508000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000niveau 1 niveau 2niveau 4 niveau 5dakniveau 1 niveau 2 niveau 3niveau 4 niveau 5dakniveau 6niveau 1 niveau 2niveau 4 niveau 5dakniveau 1 niveau 2niveau 4 niveau 5niveau 2 niveau 3niveau 5 niveau 6niveau 1 niveau 2 niveau 3niveau 4 niveau 5dakniveau 6niveau 1 niveau 2niveau 4 niveau 5dakDe regelmatige betonstructuur is op veel plaatsen aangevuldmet plaatselijke oplossingen in staal. Zo rusten de genoemdeuitkragende liggers bij de viderand op een stalen ligger, met eenoverspanning van 16 m. Om trillingshinder te voorkomen isvoor een relatief zware uitvoering gekozen. En bij de afsteun-constructie voor de videtrap op niveau 3 wordt door middelvan een hangstaaf ook de capaciteit van niveau 4 gemobiliseerd.Uitkragende gevelsDoor de verdraaiing in de plattegronden ontstaat in de zuid-oosthoek van het gebouw een overhangend bouwdeel (foto 8).Onder deze uitkraging loopt van de begane grond naar de 1everdieping de zogenoemde trouwtrap.Voor de uitkragende hoek van het gebouw is een hoofddraag-constructie in staal ontworpen. Deze staalconstructie bestaatuit vakwerken over verscheidene verdiepingshoogten (fig. 9).Omdat de oostgevel trapsgewijs naar buiten uitkraagt, zijn dezevakwerken bovendien gelegen op verscheidene niveaus.De belastingafdracht van de uitkragende hoek van het gebouwwordt geheel verzorgd door de vakwerken in de oostgevel en dezuidgevel, die respectievelijk 16 m en 20 m uitkragen (fig. 9).De vorm van de vakwerken heeft een duidelijke relatie met dearchitectuur en de uitwerking van de gevel. De vakwerken zijnonderling gekoppeld, waardoor de belasting van het meestuitkragende bouwdeel in twee richtingen wordt weggeleid.In de noordgevel is eveneens een vakwerkligger opgenomenom op beganegrondniveau een kolomvrije entree te realiseren.Afmeting van de uitkragingBij de montage van de vakwerken in de gevel is het noodzake-lijk om rekening te houden met de vervormingen van dehoofddraagconstructie. In het project is hierover goed gecom-municeerd. De leveranciers van de gevelonderdelen zijn op dehoogte gebracht van de vervormingen die het gebouw nog zalondergaan nadat hun elementen zijn bevestigd.Ook voor de hoofddraagconstructie zelf zijn de vervormingen67 ProJectgegevensproject Stadhuis NIeuwegeinopdrachtgever GemeenteNieuwegein, ProjectbureauBinnenstadarchitect 3XN A/S (KimNielsen, Palle Holsting)coarchitect ABT: PaulKlunder, Rowan van Welyconstructeur Zonneveldingenieurs b.v. (Jan van derWindt, Arnold van der Keur,Martin Durian)installatieadviseur NelissenIngenieursbureau b.v. (IvoSpierts, Chrit Cox)aannemer BouwcombinatieStadhuis Nieuwegein (BAMUtiliteitsbouw / Ballast Nedam)= vide= uitkragend bouwdeelStructuur in concept 3XN2201172vakwerk in as A (zuidgevel)8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 1200016 m?8121 8121 8121 8121 8121 8121 8121 8121vakwerk in as 15 (oostgevel)20 m?Raadszaal, terrasDe raadszaal is het hart van het bestuurlijk centrum. De plat-tegrond van de zaal is ovaalvormig en de doorsnede is rond,waardor een dubbele kromming in het geveloppervlak ontstaat.De raadszaal ligt op de derde verdieping en steekt door hetterras-dak van de vierde verdieping. De constructie van de zaalbestaat uit gebogen stalen spanten die in twee richtingen hunbelasting afgeven op de derdeverdiepingsvloer. Deze vloer isplaatselijk verzwaard uitgevoerd, om de belasting uit despanten naar het regelmatige kolomgrid af te voeren.Parkeergarage en funderingDe parkeergarage op niveau -1 ligt op een hellend vlak datverschillende ondergrondse functies in het gebied koppelt. Deparkeergarage is aangesloten op de parkeergarage van hetwinkelcentrum. De ronde superkolommen / kernen van hetstadshuis zijn ook in dit gedeelte goede ori?ntatiepunten.Naast de parkeerfunctie zijn ook winkelruimten op dit niveauopgenomen. Deze sluiten aan op het winkelgebied aan de west-zijde van het project.De bouwput kan, met uitzondering van een verdiept gedeelteten behoeve van technische installaties, met een beperktebemaling worden uitgevoerd. Het grondwaterniveau ligt opNAP, terwijl de -1-vloer op NAP -900 mm is aangebracht. Destijghoogte van het diepere grondwater is ten behoeve van deontgraving van het plaatselijk diepere niveau -2 op NAP -3,5 mtijdelijk verlaagd. tijdens de bouw goed geanalyseerd. In overleg met de aanne-mer en de staalleveranciers is hier op verschillende plaatsen denoodzakelijke zeeg toegepast.Gevel en gevelschermenHet concept van de architect wordt ondersteund door debehandeling van de gevel en het gevelscherm. De gevel zelfbestaat uit een relatief conventionele oplossing met prefabborstweringen en raamstroken. De prefab borstweringen zijnuitgevoerd als sandwichelementen.Op een afstand van 900 mm uit de prefab gevel en de puienwordt over grote geveldelen een gevelscherm aangebracht. Metdit scherm zijn de gevarieerde functies van het gebouw metbehulp van wisselende transparantie aan de gevel af te lezen.Door een wisselende doorzichtigheid toe te passen is het lichtgebruikt om het stadshuis een sculpturale verschijningsvorm tegeven. Daarnaast is het verschil in lichttoetreding gebruikt omop de plaatsen waar het voor het binnenklimaat nodig is, dewarmtelast van de zon te reduceren.In de detaillering van het scherm is veel aandacht besteed aanhet voorkomen van koudebruggen ter plaatse van de bevesti-gingspunten. Uitzetting door temperatuursverschillen en tole-ranties voor het monteren speelden bij de uitwerking van dedetails eveneens een belangrijke rol.8 Door de verdraaiing in deplattegronden ontstaat inde zuid-oosthoek van hetgebouw een overhangendbouwdeel9 Voor de uitkragende hoekvan het gebouw zijn stalenvakwerken over verschei-dene verdiepingshoogtenontworpen8 9