WEENATOREUTILITEITSBOUW CONSTRUCTIEF ONTWERPKANTOREN EN WONINGEN OP HOOG NIVEAUing.J.P. van der Windt, Ingenieursbureau irJZonneveld BV, RotterdamOorspronkelijk was de kavel voor de Weenatoren bestetnd voor woningbouw.Verschillende ontwerpen hiervoor hebben gecirculeerd. De probletnatiek van hetbouwen nabij de tnetrotunnel dwong tot verschuiving van het bouwblok naar hetWeena toe. Consequentie hiervan was dat de geluidsbelasting te hoog werd voorwoningbouw. Nu wordt een ontwerp gerealiseerd waarbij het onderste gedeeltebestelTId is voor kantoren en het bovenste gedeelte voor woningen. Het constructiefontwerp wordt toegelicht.Aan de noordzijde verspringt de gevelter hoogte van de 12e bouwlaag; de gevelligt daar 11,0 111 terug ten opzichte vanhet onderste gedeelte. Hierdoor neemtbelasting op de ondergrond in de rich-De Weenatoren (foto 1) omvat10500 m2verhuurbare kan-toorruimte en 72 huurappar-tementen. De 33 bouwlagen zijn in to-taal 106 meter hoog. Het project wordtgerealiseerd op een kleine maar voorna-me kavel, 30 x 40 m2, die bekend is als lo-catie D3 van het stedebouwkundigeplan voor het Weena (fig. 2). Deze locatiewas aanvankelijk bedoeld voor uitslui-tend woningbouw; daartoe was eenvoorlopig ontwerp gemaakt voor een120 m hoge woontoren.Technische factoren hebben echter ge-leid tot een geheel andere opzet. Hetplan is aangepast omdat zo'n hoog ge-bouw, op zo'n korte afstand van de me-trotunnel, te hoge zettingen en een on-toelaatbare torsie van de metrotunnelzou veroorzaken. Het project is daaromop een wat grotere afstand van de me-trotunnel geprojecteerd (kleinste af-stand tot de tunnel bedraagt nu circa 7m). Een ander probleemwas dat nu, me-de door de korte afstand tot de as van hetWeena, de geluidsbelasting door hetverkeer op de gevel te hoog zou zijn in-dien het gebouw uitsluitend een woon-bestemming zou hebben.Om het project in deze moeilijke situa-tie te kunnen realiseren, is besloten deeerste 14 bouwlagen voor kantoren tebestemm~n en de hoger gelegen lagenvoor wonmgen.1 Stand uitvoering februari 1990(foto: Van Hoorn BV)lr----LJ L J - - - - -DELFT5E5TRAAT2 Situatie WeenatorenCON1 """'NJYDiINGEN"'"EXPDFTlEPARKEERGARAGE---- ---- --- --- -------- --------- -----"'----------------- "'--KANTOREN WEENAHUI5GJi70 a"'lil""104259700- - - - - 11:~i"'M~~1 aog11--T10425 jQ780 760010425 915011,1 - - - - -11 - - - 1 - 11----....-500- - -...-+11- - - - - I1...~ "=??".:ltm:;280 1 1":~1n~~"L.r..;.0 Il I ~ l I11 : :;: : :11 11_________ I-I1- - - I11, J ~ ~f t JOODOt10~2~ 9150J:'_8240 ,,.. 880011~I II I 1I I I-I-- I 1I I IH---t-- IIfI- - - - - - fi?i1---............~n--- - - - -: 11III: ---~~---I;;:-~~rwwo:1 1 :::=-125 ~~~30L~~3!!!:~_-.L_L--.J-oorspronkelijke sondering-nieuwe sonderingbodemomschrijvingzand, vastgepaktklei, zilthoudendveen,klei, zilthoudendzand, zeer vastzand, vast tot zeervast, plaatselijk grindRandvoorwaarden metrotunnelZoals reeds eerder vermeld is de afstandtussen metrotunnel en Weenatoren re-latiefgering. Gemeentewerken Rotter-dam heeft eisen gesteld ten aanzien vande zettingen die de metrotunnel magondergaan, te weten:- verplaatsing van de metrotunne-lelementen in verticale zin is toege-staan onder voorwaarde dat er in deuiteindelijke situatie geen groterehoekverdraaiing aanwezig zal zijn dan1:750 ten opzichte van de aangrenzen-de metrotunnelelementen;- verticale verplaatsing(en) van de me-trotunnel, over de dwarsdoorsnedegemeten, mag geen grotere verkan-tingsafwijking in de sporen tot gevolghebben dan 5 mmoDe metrotunnel zal een translatie en eenrotatie ondergaan. Het laatste vanwegehet feit dat slechts aan ??n zijde van detunnel wordt gebouwd.Het gevolg is dat de verbindingsnokkenter plaatse van de voegen tussen de tun-nelsegmenten een belasting op dwars-kracht zouden kunnen ondergaan diegroter is dan de waarde waarop zij zijngedimensioneerd. .30,5 - 38,0o - 3,53,5 - 8,08,0 - 11,011,0 - 17,017,0 - 30,538,0 - 51,0 zilt, verkoold veen,en klei (sterk zilt-houdend en hardmet zandlaag?es)51,0 - dieper zanddiepte in m - NAPOnderPleistoceenperiodeHoloceenBovenPleistoceen!MiddenPleistoceenFormatie vanKreftenheijeklei en veenpakketafzettingenTabellBodetnbeschrijvingFormatie vanKedichem (gaat oponbekende diepteover in de formatievan Tegelen)gen ronde gevel. Voor de belasting-overdracht uit de gevel is een ringbalkvan 1000 x 1300 mm toegepast. Het bui-gende moment dat ontstaat door deexcentrische oplegging van de gevel opde kolommen wordt opgenomen doorhet samenstel van wringstijve ringbalken buigstijf daarop aangesloten tweedeverdiepingsvloer. De wanden van hetrechthoekige deel van de plattegrondzijn tot aan de tweede verdieping in hetwerk gestort.FunderingHoogbouw geeft op een relatief kleinoppervlak grote belastingen op de on-dergrond. De funderingsdruk onder detoren zou, indien de totale verticale be-lasting gelijkmatig wordt verdeeld overde funderingsplaat, 425 kN/m2bedra-gen. De bodemopbouw rond het Weenain Rotterdam is aangegeven in tabel I enfiguur 7. Uit de gegevens blijkt dat tus-sen twee vaste zandlagen een samen-drukbare laag van klei en zilt, de forma-tie van Kedichem, aanwezig is. Bij debouw van het naast gelegen Weenahuiszijn reeds de grondmechanische en fun-deringstechnische uitgangspunten vast-gesteld. De Weenatoren wordt gefun-deerd in de bovenste zandlaag die zichbevindt tussen 17,0 m - NAP en 30,5 m-NAP.Cement 1990 nr. 4 33UTILITEITSBOUW CONSTRUCTIEF ONTWERP70 verdieping6'0 verdieping5e verdiepingI oIementQ,.El=-~ - - --- -,---.J..,.,..."" 'M/1~M ... 350/12001 J- - --- - --- _._--9 Palenplan10 Schematisering van de kernplattegrond ten behoevevan de eindige-elementenberekeninga. plattegrond kernb. geschematiseerde doorsnedec. aanzicht elementinvoerUit de zettingsberekeningen kan wor-den geconcludeerd dat de Weenatorenzelfeen zetting van circa 65 mm zal on-dergaan.VoorzorgsmaatregelenNaar aanleiding van bovengenoemdezettingsprognose en eerder uitgevoerdeberekeningen zijn nu en in het verledende volgende voorzorgsmaatregelen ge-nomen:1. De verbindingsnokken tussen de tun-nelsegmenten van de metro zijndoorgezaagd, waardoor de overbe-lasting op de nokken door vervor-mingen kon worden voorkomen.2. De fundering van het Weenahuis iszodanig uitgevoerd, dat het mogelijkis door middel van platte vijzels dezettingen op enkele plaatsen te corri-geren.3. Bij de aanvang van de bouw is de flln-deringsvloer van de Weenatoren 80mm hoger aangelegd.4. Tijdens de bouw worden metingenverricht om het zettingsgedrag goedte kunnen volgen.De paalfundering bestaat uit in de grondvervaardigde grondverdringende be-tonpalen met een schachtdiameter van610 mm en een puntoppervlak van 0,35m2? Hetdraagvermogen is vastgesteld op2800 kN bij een paalpuntniveau van24,50 m - NAP (fig. 9).Zoals op het palenplan is aangegevenzijn de onderlinge paalafstanden van depaalgroep onder de kern van de torenklein. Plaatselijk was een verdichtingvan 8% te verwachten. Het heiwerk isoverigens vlot verlopen door het kiezenvan een goede heirouting en door hetaanbrengen van schoorstanden, ten ein-de de paalpunten op een watgrotere on-derlinge afstand te brengen.Om een indruk te geven van de verdich-ting welke door het heiwerk tot standkwam zijn een vooraf- en een achteraf-gemaakte sondering afgebeeld (fig. 7).Tijdens het heiwerk is nog enige hindervan obstakels ondervonden; deze warenoverigens voorafgoed te lokaliseren metbehulp van de gegevens van Gemeente-werken. Ter plaatse van as A bleek op 8m onder het maaiveld een 250 mm dik-ke betonplaat aanwezig te zijn, die openkele plaatsen met een stalen voorhei isverbrijzeld.Berekening van de kernDe stabiliteit wordt ontleend aan decentrale kern. Met behulp van het com-puter-programmaDIANAzijn bereke-ningen gemaakt waarbij de geometri-sche- en fYsische niet-lineariteit in re-kening is gebracht. De kern is hierbij ge-schematiseerd tot een twee-dimensio-naal model, waarbij de derde dimensiewerd verdisconteerd door het invoerenvan gekoppelde H-vormige (I-shape)doorsnede-elementen (fig. JO).Met behulp van een ontwerpbereke-ning is in eerste instantie de wapeningvan de wanden die deel uitmakenvan dekern, berekend. De berekende wape-ning is ingevoerd in de doorsnede-ele-menten op de juiste plaats ten opzichtevan de neutrale lijn van het element. Demateriaalgrootheden voor beton enstaal maken de invoer voor de geome-trisch en fYsisch niet-lineaire bereke-ning compleet. Het DIANA-program-ma controleert vervolgens de sterkte enstijfheid van de constructie door hetstapsgewijs opvoeren van de belasting.In deze iteratieve berekening wordt hettweede-orde effect door vervormingenen veranderingen in de fYsische eigen-34 Cement 1990 nr. 4waperrin!~Spl~rCl~n.tage in dekollolJr11Llen ongeveer 7%.D??r dit h?ge wapeningspercentagewas het niet mogelijk overlap-pingslassen te maken;. de wapeningvan de kolommen moest in ??n keervanuit de funderingsplaat tot aan deonderkantvan de tweedeverdiepings-vloer doorlopen (fig. 14).- In de onderste laag wordt de kern dooreen aantal buiten de periferie van dekern gelegen betonwanden gesteund.Hierdoor wordt bij de overgang naarde funderingsplaat de belasting ge-spreid.- De overgang van kantoren naar wo-ningen geschiedt over de II e t.m. 14everdieping; op enkele van deze lagenzijn aan de zijde van de Delftsestraatde technische ruimten van de kan-toorverdiepingen gesitueerd. Op de14everdieping is de liftmachinekamervan de kantoorliften geprojecteerd.Vanwege de toe- en afvoerkanalenvanuit de technische ruimten naar deschachten was het noodzakelijk enke-le vloeren en wanden in het werk testorten.aan de wanden en vloeren kunnen wer-ken.Aan de buitenzijde van de kern wordtper cyclus direct een 1,8 m brede kraaggestort, waarop in een later stadium deprefab-vloeren hun oplegging vinden.Voor de aannemer ontstaatdaardoor te-gelijkertijd een werkruimte rondom dekern, waarop men de volgende verdie-ping kan voorbereiden en uitvoeren.Voor deze bouwmethode van de kern iseen speciale systeembekisting ontwor-Prefab betonDe bijzondere vorm van het gebouwleidt tot niet alledaagse prefab-elementen. Het maatwerk dat voor ditproject is ontwikkeld, is toch econo-misch haalbaarvanwege de grote repeti-tiefactor. Over het algemeen is ernaargestreefd het aantal basiselementen be-perkt te houden. Met behulp van kleineaanpassingen zijn afgeleide elementengemaakt./II///-V IiIII 1i"'! "1 wj :;: ~ :;: ~.11snelling aan de top is O,ll m/S2; deze ver-snelling is voor mensen nauwelijksvoel-baar.Uitvoering van de kernDe kern is, zoals reeds eerder vermeld,uitgevoerd met in het werk gestort be-ton. Op verzoek van de aannemer is terplaatse van de lateien van het trappehuisvan de kantoren een verticale stortnaadtoegepast. Hiermee kon worden bereiktdat de kern trapsgewijs wordt uitge-voerd, zodat timmerlieden, vlechters enstortploeg continu, elkaar afwisselend,De vergrotingsfactor is 1,2 terwijl deuitbuiging door wind 100 mm bedraagt(fig.12). De vervormingswaarden zijn be-rekend met de gebruiksbelasting; in dewaarde voor wind is de