42016vakblad over betonconstructiesNeem nu een abonnement opde CUR-Aanbevelingen!CUR-AANBEVELINGENJAARABONNEMENTMet een abonnement op de CUR-Aanbevelingen heeft u onbeperkttoegang tot alle CUR-Aanbevelingen. Op www.CUR-Aanbevelingen.nlkunt u gemakkelijk alle Aanbevelingen online doorzoeken op trefwoordof jaartal, downloaden als pdf en printen. Daarnaast bent u altijd alseerste op de hoogte van nieuwe ?n herziene CUR-Aanbevelingen.Prijs: 212,- per jaarMeer informatie of direct bestellen?www.CUR-Aanbevelingen.nl/CUR-jaarabonnementPartners 1Meer informatie over deze bedrijvenen over het partnerschap staat opwww.cementonline.nl/partners.partners42016A NEMETSCHEK COMPANYBuildSoftStructural design analysis solutionsStu bfib-NederlandCentraal overleg BouwconstructiesPartners van Cement, kennisplatform betonconstructiesCement is een platform van ?n voor constructeurs. Het platform legt kennis vast over construeren met beton, en verspreidt dezeonder vakgenoten. Om het belang hiervan te onderstrepen kan een constructiebureau kennispartner van Cement worden.Een partner geniet een aantal voordelen, zoals een flinke korting op het abonnement en een profielpagina op Cementonline. Hetpartnerschap is voorbehouden aan bedrijven voor wie de kennis daadwerkelijk is bedoeld. Hebt u ook interesse om partner te worden,neem dan contact op met Frank Oudman, f.oudman@bureauvanvliet.com.inhoud4 20162 Inhoud4 Samenspel elementaire vormenHet Museumplein in Kerkrade heeft een grondigemetamorfose ondergaan. Er zijn drie nieuwegebouwen gerealiseerd in drie elementairevormen: een kubus, een bol en een prisma.12 Standaardstations voor deHoekse LijnDe spoorlijn tussen Schiedam en de kust vanHoek van Holland wordt omgebouwd totmetrolijn. Om dat te verwezenlijken komen ertwee nieuwe stations en worden zevenbestaande stations omgebouwd.28 Ontwerpen met textielgevormdeconstructiesHet aantal ontwerpen met bijzondere geometrieneemt toe. Textielmallen kunnen daarbij eenuitkomst zijn.34 Kan beton nog duurzamer?SBRCURnet publiceerde het`Preadvies Beton(druk)sterkte na 91 dagen verharding'. Het voorstel is eenCUR-Aanbeveling op te stellen die het mogelijkmaakt gebruik te maken van de doorgaandesterkteontwikkeling.38 Zijn scheuren zorgwekkend?De opdrachtgever, ontwerper en uitvoerendiscussi?ren regelmatig over scheurvorming inmetselwerk. Maar wanneer is het aanvaardbaar enwanneer is het schade?42 Bedrijfsvloeren berekendMet de nieuwe versie van het rekenprogrammaFloor kunnen ook gewapende betonvloeren enverhardingen worden berekend.4 ? 80Cement 2016/4In dit nummer van Cement eenverzameling van artikelen over diverseactuele projecten en ontwikkelingen.62 ? 69Liefde voor het vakDoor zijn enthousiasme en inzet, ondermeer als voorzitter van VNconstructeurs,heeft Johan Galjaard een positievebijdrage geleverd aan het vak vanconstructeur. Bovenal is hij constructiefontwerper.20 ? 27Rekenregels UHSB beproefdRekenregels van constructies metultra-hogesterktebeton zijn op de proefgesteld door een proef met twee 45 mmdikke platen.1 Partners76 Correctie77 Column80 Online/Service80 Colofon61, 76 Cement vacantjuli 2016 / jaargang 68Redactioneel4 2016 3Inhoud50 Soilmix-wanden krijgen vaste voetaan de grondHet soilmix-proces wordt in Nederland steedsvaker toegepast. Er is nu een praktisch toepasbarerichtlijn ontwikkeld.56 Techniek en praktijk ontmoeten elkaarVolgend jaar juni zal het jaarlijkse internationale fibSymposium in Maastricht plaatsvinden. Maar watis fib eigenlijk en wat is het doel van eenfib Symposium?70 Kwaliteit van de kadersDe onveranderbare delen in beton bepalen dekwaliteit van Brede School Zuidhorn bij Groningen.78 De jonge constructeurPaulien Hanckmann geeft haar visie op hetcontructeursvak en deelt haar ervaringen over hetwerken voor de industrie.Internationale samenwerking Het is vrijdag24 juni 2016 in de morgen als ik dit voorwoord schrijf. Hetnieuws op de radio wordt gedomineerd door de uitslag van hetreferendum in Groot-Brittanni?. De meerderheid van de Brittenheeft gisteren gestemd voor een vertrek uit de EU (Brexit). Netnu ik me had voorgenomen in dit voorwoord aandacht te vra-gen voor het belang van internationale samenwerking. Het gaatmij overigens om samenwerking op het gebied van beton enbetonconstructies.Voor u ligt weer zo'n prachtig exemplaar van Cement met eenverzameling aan informatie over nieuwe kennis, inzichten enpraktijkervaringen. U bent dat ongetwijfeld met mij eens. U zulthet er als trouwe Cement-lezer ook mee eens zijn dat het delenvan deze kennis belangrijk is. Dit keer praten wij u bij over o.a.bijzondere gebouwen en stations, beton in bedrijfsvloeren,duurzaamheid, UHSB, textielmallen, soilmix-wanden en scheu-ren in metselwerk.Het bij elkaar brengen en delen van nieuwe kennis op hetgebied van beton en betonconstructies is ook voor deinternationale organisatie fib een belangrijke doelstelling. Alsvoorzitter van de organisatiecommissie maak ik graag van degelegenheid gebruik u te wijzen op het fib Symposium dat van12 t.m. 14 juni 2017 in Maastricht zal plaatsvinden. Zoals u in ditnummer kunt lezen, willen we de praktijk, nadrukkelijker enmeer dan voorheen, betrekken bij dit prachtige evenement vankennis uitwisselen en netwerken. Oftewel dit prachtigevoorbeeld van internationale samenwerking.Waarom nu aandacht voor een evenement dat pas over een jaarplaatsvindt, zult u zich wellicht afvragen. De reden is dat u wordtgevraagd om binnenkort al (v??r 1 september 2016), via eenzogenoemd abstract aan te geven waarover u tijdens het Sym-posium graag een presentatie zou willen verzorgen(www.fibsymposium2017.com).Ik reken erop velen van u volgend jaar op het fib Symposium teontmoeten!Dick HordijkVoor reacties: d.hordijk@cementonline.nlVoorpagina: Continium in Kerkradefoto: Henny van BelkomExtra artikel onlineUHSB in verkeersbruggenVezelversterkt ultra-hogesterktebeton is al toegepastbij fiets- en voetgangersbruggen. In een afstudeer-onderzoek is onderzocht welke mogelijkheden er zijnvoor UHSB bij verkeersbruggen. Zie ook p. 75.Samenspel elementaire vormen4 20164Samenspelelementairevormen1Drie nieuwe gebouwen aan het Museumplein Limburg in KerkradeSamenspel elementaire vormen 4 2016 55 m 25 mHet Museumplein Limburg heeft een grondige meta-morfose ondergaan. Er zijn drie nieuwe gebouwengerealiseerd in drie elementaire vormen: een kubus,een bol en een prisma (foto 1). Hiermee is een van dedrie provinciale musea in Limburg voltooid. Hetproject kende een aantal niet-alledaagse elementenen daarmee bijzonder interessante constructieveuitdagingen.Het Museumplein Limburg ligt aan de oostzijde van Kerkrade,ingesloten tussen het spoor, de stationsstraat en het techniek-museum Continium discovery center (fig. 2). Over het pleinvoert een belangrijke openbare looproute van het centrum vanKerkrade naar het station. De nadrukkelijke wens was dezelooproute bij de uitbreiding te behouden en de openbareruimte op te waarderen en uit te breiden. Aan het plein zijndrie nieuwe, ogenschijnlijk autonome gebouwen verrezen:Cube, Columbus en de Connector (fig. 3).Columbus is aan de buitenzijde herkenbaar door een koepelmet een diameter van 22 m. Hierin zijn het indrukwekkendeEarth Theater (foto 4) en het National Geographic 3D-theaterondergebracht. Cube is een gebouw van 21 ? 21 ? 21 m3datschijnbaar boven het maaiveld zweeft en huisvest een designmuseum met exposities en labs. De Connector verbindt denieuwe bouwdelen met elkaar en met het bestaande techniek-museum. In dit langwerpige gebouw bevinden zich de entreesen de algemene functies van het complex. Vanuit de Connectorzijn alle drie de musea bereikbaar. De gebouwen zijn ondermaaiveld met elkaar verbonden door middel van de kelder(foto 5). Deze kelder, grotendeels uitgevoerd in rood schoonbetonmet plankenstructuur, vormt een ondergrondse wereld die devoormalige mijnbouw representeert. In de kelder zijn ook deinstallaties ondergebracht. De keldervloer is grotendeels uitge-voerd als dubbele vloer waarin met name de luchtkanalenworden versleept (fig. 6).ir. Robert Peters, ir. Leon Mevis ROAdvies- en Ingenieursbureau Van de Laar1 Museumplein Limburgfoto: Ren? de Wit2 Plattegrond Discovery Centre Continium3 Bijschrift Impressie/doorsnede project; links Cube, rechtsColumbus en daar achter de Connectorbron: Shift32spoorcontiniumconnectorcubelooproutestationstraatcolumbusSamenspel elementaire vormen4 201664 Een kijkje in het Earth Theatre van Columbus.foto: Kenneth Tan5 Kelder onder het project uitgevoerd in rood schoonbetonfoto: Ren? de Witgevraagde kwaliteit. In dit artikel wordt een aantal bijzonderhe-den op gebied van betonconstructies uit dit project belicht.Over de bijzonderheden op het gebied van staalconstructies indit werk is een artikel in Bouwen met Staal 250 (04 | 2016)gepubliceerd.ColumbusEen van de nieuwe gebouwen is Columbus dat wordt geken-merkt door de grote koepel, met een diameter van 22 m en eenhoogte van 11 m.Spuitbeton koepelDe koepel bestaat uit een binnen- en een buitenschil met isolatieertussen (fig. 7). Beide schillen zijn uitgevoerd in gewapendspuitbeton (foto 8). De buitenschil is 130 mm dik, voorzien vaneen enkel wapeningsnet in het midden van de doorsnede. Debinnenschil is 70 mm dik, eveneens voorzien van een enkelwapeningsnet. De binnen- en buitenschil zijn met elkaarverbonden door middel van koppelstaven (fig. 7). Een totalebetondikte van 200 mm was vereist in verband met geluidweringvan binnen naar buiten.Engineer & BuildHet ontwerp van de nieuwe gebouwen kende vele niet-alledaagseelementen en constructieve uitdagingen voor het bouwteam.Het project is aanbesteed als een Engineer & Build opdracht opbasis van een Definitief Ontwerp. De aannemer kreeg daarbijde vrijheid optimalisaties door te voeren, zolang deze naaroordeel van de opdrachtgever geen afbreuk deden aan de54Samenspel elementaire vormen 4 2016 7breedplaatvloerd = 400300breedplaatvloerd = 300betonnen binnenschild = 70 mm400-320-720300-50sedumEPS-isolatie-350betonnen buitenschild = 130 mmglijopleggingkoppelingen tussenbinnen- en buitenschilextra trekband6 De keldervloer is grotendeels uitgevoerd als dubbele vloer7 Detail schil koepel8 Aanbrengen spuitbetonfoto: Rick Huibersdoor steigerbuizen (foto 10). Op deze ondersteuningsconstructiewerd de buitenschil aangebracht en eronder een wapeningsnetwaarop van onderaf het beton voor de onderschil is gespoten. Deondersteuningsconstructie is in de koepel achtergebleven.Uitvoering kelderOnder de koepel van Columbus bevindt zich een ronde projectie-ruimte. Het laagste punt hiervan ligt op 13 m onder maaiveld.Dit verdiepte deel van de kelder heeft, net als de koepel, eendiameter van 22 m. De uitvoering van de kelder van dit bouw-Optredende krachten koepelDe optredende krachten in de schillen van de koepel zijn bere-kend aan de hand van een EEM-model in AXIS-VM (fig. 9).Omdat de buiten- en binnenschil elkaars krachtswerking be?n-vloeden, zijn beide schillen in het model ingevoerd. Hieruitkonden ook meteen de krachten worden afgelezen in dekoppelingen tussen de schillen.Permanente belastingen en belastingen als gevolg van sneeuw enwind geven door de geometrie van de constructie feitelijk nauwe-lijks noemenswaardige krachten in de koepel. Het overgrote deelvan de interne krachten in de schillen ontstaat enerzijds als gevolgvan temperatuurverschillen tussen binnen- en buitenschil enanderzijds als gevolg van excentrische temperatuurbelastingen opde buitenschil door ??nzijdige zonaanstraling.Bij de berekening van de koepel is rekening gehouden mettemperaturen tussen -25 ?C en + 60 ?C voor de buitenschil en+20 ?C voor de binnenschil. Voor de excentrische temperatuur-belasting is rekening gehouden met +60 ?C aan de ene zijde(ten gevolge van direct zonaanstraling) en +30 ?C aan deandere kant (schaduw). Vooral deze laatste belasting zorgt voorgrote interne krachten in de betonnen buitenschil. De wape-ning is hierop berekend. Voor de E-modulus van de betonschilis 11 000 N/mm2aangehouden. De optredende krachten zijn zoafgewapend dat na scheuren van het beton de staalspanningniet hoger wordt dan 250 N/mm2.Ter voorkoming van hoge thermische spanningen is de onder-zijde van de koepel losgehouden van de ge?soleerde onderbouwen voorzien van een trekband: als wapening rondom de randvan de koepel (fig. 7). Ter plaatse van de deursparing is de trek-band doorgezet in de vorm van een stalen strip.De koepel is uitgevoerd met een verloren ondersteuningscon-structie in de vorm van een geodetische koepel, ondersteund876Samenspel elementaire vormen4 20168mx[kNm/m]2,9891,5380,086-1,366-2,818-4,270-5,721-7,173-8,625-10,077-11,529-12,980-14,432-15,884-17,3369 AXIS-model koepel met excentrischetemperatuurbelasting (mx)worden gewapend met een centraalstaaf. Ook is de versnijdingtussen de palen om uitvoertechnische redenen zeer beperkt:theoretisch maar 50 mm.Door de geometrie van de boorpalenwand kon gebruik wordengemaakt van ringwerking in de betonconstructie zodat de 8 mdiepe put in theorie zonder verdere voorzieningen kon wordenuitgegraven. Wel is de keldervloer, niveau -1,5, gestort voordathet diepe deel van de put werd ontgraven. De vloer kon zofunctioneren als drukring aan de bovenzijde van de boorpalen-wand. Nadat de put op diepte was gegraven, is de keldervloer inhet diepe deel gestort. Hiermee werd ook een steun op 13 monder maaiveld aangebracht. Vervolgens is in de hele put eenconstructief gewapende betonnen voorzetwand van minimaal200 mm dik gestort. Deze wand is uiteindelijk berekend op detotale belasting in de uiterste grenstoestand.Risico's boorpalenwandHet grootste risico was dat de boorpalen niet goed of zelfs nietop elkaar zouden aansluiten, waarmee de ringwerking in dewand niet zou kunnen optreden. Indien de wand perfect zouworden uitgevoerd, zou een denkbeeldige massieve betonwandontstaan van 240 mm dik. Een relatief kleine afwijking zorgtechter al voor een aanzienlijke vermindering van de doorsnedevan de massieve wand. Een minimale dikte van 160 mm wasbenodigd om de berekende drukkrachten en momenten tengevolge van excentrische belasting te kunnen opnemen.Voor de ontgraving is een uitgebreide risicoanalyse uitgevoerdwaarin de volgende vragen zijn beantwoord:? Welke afwijkingen kunnen ontstaan?? Hoe wordt de kans op afwijkingen verkleind?? Hoe worden deze afwijkingen geconstateerd?? Wat te doen als ??n of meerdere afwijkingen optreden?deel was een van de grootste uitdagingen in het project. Inverband met de tijdsdruk was het nodig te starten met deuitvoering van de bovenste 5 m van de kelder.Voor de uitvoering van het deel van -5 m tot -13 m zijnverschillende opties bekeken. Het oorspronkelijke idee was dekelderwand van de ronde kelder uit te voeren als ??n grote, 8 mhoge putring en deze te laten zakken door middel van eencombinatie van het uitgraven van binnenuit en het naarbeneden trekken met trekankers in de grond. Deze uitvoerings-methode zou echter te veel tijd kosten. In verband met kleefrondom de buitenwand was bovendien het risico te groot datde benodigde krachten ? om de putring naar beneden tekrijgen ? te groot zouden worden.Een voor de hand liggend alternatief was het maken van eentijdelijke kering door middel van verankerde of gestempeldedamwanden. Omdat damwanden geen drukkrachten kunnenopnemen in horizontale langsrichting, kan geen gebruik wordengemaakt van ringwerking in de constructie. Dit zou betekenendat de damwanden op meerdere plaatsen zouden moetenworden gesteund door middel van stempelingen of groutankers.Los van de hoge kosten zouden deze voorzieningen ook deuitvoering van de keldervloer en -wanden belemmeren.Bouwput met boorpalenwandDe ronde put is uiteindelijk uitgevoerd met een boorpalen-wand, opgebouwd uit avegaarpalen ?600 mm. De palen zijn inelkaar versneden waardoor na het gereedkomen van de gehelewand een betonnen cilinder ontstond (fig. 11). Het voordeelvan avegaarpalen is dat het een relatief eenvoudig en voordeligsysteem is. Bovendien was dit systeem snel leverbaar. Nadeelvan avegaarpalen is evenwel dat de momentcapaciteit zeerbeperkt is omdat de palen over grotere lengte alleen kunnen109Samenspel elementaire vormen 4 2016 925 mm afwijkingevenwijdig aan de wand50 mm afwijkingloodrecht op wandnormale situatiee=25mm550 550 550 550 575 5255017023524060010 Ondersteuningsconstructie t.b.v. spuitbeton11 Palenwand gerealiseerd door avegaarpalen die in elkaar zijn versneden.teerde in enkele gevallen in het aanbrengen van betonnen`pleisters' op de betonwand, omdat enkele palen wat te ver naarbuiten stonden (foto 12). Deze aanstorten werden door middelvan ingelijmde stekken op de naastgelegen funderingspalen aande betonwand verankerd. Verder hebben zich geen onregelmatig-heden voorgedaan. Was dit wel het geval geweest, dan kon ??nvan de vooraf bedachte noodmaatregelen worden ingezet.De kunst tijdens dit deel van het project was het inschatten vande mogelijke afwijkingen en risico's en daarnaast het continumeten, monitoren en verifi?ren wat er was gemaakt en wat ergebeurde. Hiervoor is een uitgebreid werk- en monitoringsplangemaakt. De optredende vervormingen bleven beperkt totenkele millimeters (< 5 mm).Fundering kelderHet gehele gebouw is zoals gezegd onderkelderd. De funderingvan deze kelder is uitgevoerd als hybride fundering. Een hybridefundering wil in dit geval zeggen dat ter plaatse van hoge belas-tingen uit de bovenbouw avegaarpalen zijn toegepast en dat deOm het risico op afwijkingen te verkleinen, is op het ontgravings-niveau van de kelder een stalen mal gemaakt die vastgezet is opde ondergrond. De avegaar kon precies op de plaats wordengezet door middel van een stalen ring die op de mal werdgemonteerd. Hierdoor werd de plaatsingstolerantie tot eenminimum beperkt. Het risico op afwijkingen zat hem metname in de scheefstand van de palen.Voor het geval dat zich afwijkingen zouden voordoen, warendiverse scenario's uitgewerkt als:? het maken van plaatselijk reparaties (`pleisters');? het alsnog aanbrengen van een stempelraam halverwege;? de constructieve voorzetwand gefaseerd, in lagen van 2 m,van boven naar beneden uitvoeren.De boorpalenwand werd in fasen (lagen van 2 m) ontgraven enbeoordeeld. Indien bij het beoordelen van de wand onregelmatig-heden werden geconstateerd, kon daar direct op wordengeacteerd met een van bovengenoemde maatregelen. Dit resul-Uitvoeringsvolgorde kelder ColumbusIn het kort was de uitvoeringsvolgorde als volgt:? ontgraven bouwput, met onverankerde stalen damwanden totniveau -1,5; ? 5,0 m (onder maaiveld);? maken boorpalenwand;? storten keldervloer op niveau -1,5; deze functioneert als stem-peling/drukring voor de palenwand;? ontgraven put tot 13 m onder maaiveld, met dieplepelkraan,onder continue begeleiding en monitoring;? zo nodig tussentijdse maatregelen treffen;? storten diepe keldervloer; deze functioneert ook als stempeling;? storten van de gewapende constructieve voorzetwand.11Samenspel elementaire vormen4 201610HEB120(S355)+?177,8x3,2(betongevuld)?177,8x3,2(betongevuld)2 x 2 op kopplaatgelaste stekken ?25bgls. ?8-200dekking 401500IPE360prefab betonnenbovenbouwYJ250?177,8 x 3,2(betongevuld)-3740YJ250HEB120(S355)HEB120?177,8 x 3,2+(betongevuld)2 x 2 op kopplaatgelaste stekken ?25bgls. ?8-200dekking 4037400keldervloervloergronddruk gronddrukmaaiveldmaaiveldbovenbouw bovenbouwbovenbouwvloer vloerstrip70 x 20lg. 2000 strip70 x 20lg. 2000HEB 120YM?10-100?10-100?10-150?10-150?10-200strak om st. kolom ?10-200strak om st. kolom25012512512,5HEB120(S355)+?177,8x3,2(betongevuld)?177,8x3,2(betongevuld)2 x 2 op kopplaatgelaste stekken ?25bgls. ?8-200dekking 401500IPE360prefab betonnenbovenbouwYJ250?177,8 x 3,2(betongevuld)-3740YJ250HEB120(S355)HEB120?177,8 x 3,2+(betongevuld)2 x 2 op kopplaatgelaste stekken ?25bgls. ?8-200dekking 4037400keldervloervloergronddruk gronddrukmaaiveldmaaiveldbovenbouw bovenbouwbovenbouwvloer vloerrest van de keldervloer op staal is gefundeerd. Ook langs deranden van de kelder zijn palen toegepast, enerzijds vanwege dewat hogere belastingen en de beperkte mogelijkheid belasting tespreiden en anderzijds, en misschien nog wel belangrijker, inverband met de negatieve invloed die het trekken van dedamwanden heeft op de ondergrond. Door het deels op staalfunderen, zijn veel palen uitgespaard en zakkingen blijken gelijk-matiger te zijn dan bij toepassing van alleen palen.Voor de berekening van de kelder is gebruikgemaakt van eenEEM-model. Omdat met name de berekende veerstijfhedenvan de ondergrond en de palen vrij grove benaderingen zijn enomdat deze wel een grote invloed hebben op de krachtswerking121314Samenspel elementaire vormen 4 2016 1112 Boorpalenwand met`pleisters'13 Stalen kolom in wand met omhullende wapening enaangelaste strippen14 Vooraanzicht en dwarsdoorsnedes overgangscon-structieUitvoeringDoor de kolommen geheel in de betonwand op te nemen,ontstaat een potenti?le plaats waar grindnesten kunnenontstaan en scheuren zich duidelijk kunnen aftekenen. Dit isnatuurlijk niet gewenst in een wand van schoonbeton. Er is danook veel aandacht besteed aan de wapening rondom de kolom-men, zowel voor de scheurvorming als voor de verdichting vanhet beton rondom de staalprofielen.Om ervoor te zorgen dat het beton goed rondom de kolommenkon vloeien, is de horizontale wandwapening in de buitenste (1elaag) gelegd en is de verticale wandwapening ter plaatse van dekolom weggelaten. Om de kolommen heen is nog extra koppel-wapening aangebracht om het geheel meer samenhang te geven.Op het uiteinde van de betonwanden was het niet mogelijk eenstaalprofiel in de betonwand te plaatsen omdat het beton nietvoldoende om het profiel zou kunnen vloeien en het risico opgrindnesten (of erger) te groot was. Dit risico was, zowel uitconstructief als uit esthetisch oogpunt niet acceptabel. Dezekolommen zijn dan ook uitgevoerd als kleine betonkolomme-tjes met een forse wapening en een stalen omhulling, gelijk aande andere kolommen. Hier is dus alleen een aantal drukstekkeningestort in de onderliggende wand (fig. 14). PROJECTGEGEVENSproject Museumplein Limburg, Kerkradeopdrachtgever Continium Kerkradearchitect Shift Architecture Urbanism Rotterdamaannemer Mertens Bouwbedrijf Weertconstructeur Advies- en Ingenieursbureau Van de Laar Eindhovenadviseur constructie (t.m. DO) ABT Delftgeotechnisch advies ABT Delft en Fugroin de fundering, is een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd. Dit isgedaan door de berekende veerconstanten van de verschillendeondersteuningen te vari?ren met een factor ?2 en /2. In ??nmodel is een hoge veerconstante (?2) voor de palen ingevoerden een lage (/2) voor de ondersteuning op staal. In een andermodel is dit andersom gedaan. Voor zowel de palen, decontrole van de oplegdruk als de wapening zijn de maatge-vende resultaten uit beide modellen gebruikt.CubeCube is een zeven bouwlagen hoog, kubusvormig gebouw datop maaiveldniveau met een aantal zeer slanke pootjes isgeplaatst op de onderliggende kelderwand, een 3,5 m hoge rodewand in schoonbeton van 250 mm dik.Overgangsconstructie ? schoonbetonDe aansluiting tussen de kolommen en de onderliggende wandvroeg speciale aandacht. In het DO-detail is door de architecthet idee van het gewenste beeld van deze aansluiting weergege-ven: een betonwand met daarop een rond stalen kolommetjedat direct de bovenliggende stalen ligger draagt. Naast hogeverticale belastingen voor deze slanke constructie werkt op dekelderwand ook nog een horizontale gronddruk. Deze wordtmede opgevangen dankzij de stalen kolommen die de kelder-wand horizontaal steunen.DetailleringUitgangpunt bij de detaillering was dat verbindingen in hetzicht niet gewenst zijn. Dit was een flinke uitdaging voorconstructeur en aannemer: hoge belastingen in verhouding totde beschikbare constructieruimte en geen mogelijkheid iets tecorrigeren in de afwerking vanwege het schoonbeton en dehoge esthetische eisen.Om deze wens toch mogelijk te maken, moest de wand wordengestort terwijl de staalconstructie al was geplaatst. Er is daaromvoor gekozen de kolommen van de staalconstructie, uitgevoerdals HE-profielen, op de keldervloer aan te zetten en helemaal inde betonwand op te nemen.Om het bovenste deel van de HE-kolommen, het deel dat bovende kelderwand uitsteekt, is een ronde stalen buis aangebracht, dievooraf is gevuld met beton (fig. 14). De stalen buis loopt tot netin de betonwand zodat een perfecte scherpe aansluiting tussenbetonwand en stalen buis kon worden verkregen.Het staalprofiel dat maximaal in het detail paste, een HE120B(S355), was niet voldoende om alle werkende krachten op tenemen. De kolom moest dus samenwerken met de betonwand.Aan de kolom zijn stekken gelast om de kracht in het staalpro-fiel gelijkmatig af te dragen aan de betonwand (fig. 13). Voorhet bovenste deel is de betonvulling in de stalen buis ook nogmeegenomen in de constructieve sterkte van de kolom.LEAN-bouwmethodiekNaast de constructieve uitdagingen die het project kende, moestde bouw binnen een extreem korte bouwtijd worden gereali-seerd. In augustus 2014 is de opdracht aan de aannemerverstrekt op basis van een Definitief Ontwerp. In november 2014gingen de eerste palen de grond in en in oktober 2015 is hetgebouw opgeleverd. Dit hield in dat de uitvoering van de funde-ring en de kelder startte terwijl de bovenbouw nog helemaalmoest worden uitgewerkt. Dit vraagt om een vooruitziende blikvan alle betrokken partijen, wederzijds respect en begrip.Gezien de korte voorbereidings- en uitvoeringstijd is ervoor gekozendit project aan te vliegen met hulp van de LEAN-methodiek, zowel inde voorbereiding als in de uitvoering. Het bouwteam heeft hier veelprofijt van gehad en heeft er ook veel van geleerd. Een ervaring diein volgende projecten zeker weer van pas zal komen.Standaardstations voor Hoekse Lijn4 201612Standaardstationsvoor Hoekse Lijn1Spoorlijn tussen Schiedam en Hoek van Holland omgebouwd tot metroDe Hoekse Lijn, de spoorlijn tussen Schiedam en de kust van Hoek van Holland, wordt omgebouwdtot metrolijn. Er moeten daarbij twee nieuwe stations worden aangelegd en zeven bestaandestations worden omgebouwd. Hiervoor is een basisprincipe ontwikkeld met bouwstenen die opalle stations kunnen worden toegepast.Standaardstations voor Hoekse Lijn 4 2016 13In de periode tussen 2002 en 2009 is de toenmalige Hofplein-lijn omgebouwd tot de RandstadRail. Hierbij werd deNS-spoorlijn losgekoppeld van het hoofdspoorwegennet,omgebouwd tot metro en gekoppeld aan het bestaande Rotter-damse metronetwerk. Deze ombouw is een groot succes: degeprognosticeerde reizigersaantallen worden flink overstegen.In dezelfde regio Rotterdam gaat nu een vergelijkbare operatieplaatsvinden. De NS-spoorlijn `Hoekse Lijn' zal worden losge-koppeld van het hoofdspoorwegennet en worden omgebouwdtot metro. Het ombouwproject zorgt voor een uitbreiding vanhet Rotterdamse metronetwerk van de RET met ruim 25 km.MetrolijnBij het ombouwtraject wordt de bestaande spoorlijn naar Hoekvan Holland geschikt gemaakt voor hoogfrequente metro-exploitatie. Bij Schiedam wordt de lijn gekoppeld aan het regio-nale metronetwerk van Rotterdam richting Nesselande (metro-lijn B) (fig. 2). Ten behoeve van het goederenvervoer van ennaar Vlaardingen blijft de Hoekse Lijn fysiek gekoppeld methet hoofdspoorwegennet. Die koppeling bestaat uit een over-drachtsspoor met aansluiting op de Hoekse Lijn nabij Schie-dam. Het goederenvervoer moet de stations Schiedam Nieuw-land en Vlaardingen Oost kunnen passeren. Daarmee vormt delijn een onderdeel van het landelijke goederenvervoersysteem.Tussen Vlaardingen Oost en Vlaardingen Centrum takt hetgoederenvervoer uit de Hoekse Lijn.Tot het project behoort tevens een verlenging van het huidigetrac? tot in de nabijheid van het strand. Hierbij komt hethuidige station Hoek van Holland Strand te vervallen en wordteen nieuw station Hoek van Holland Strand in de directe nabij-heid van de kust gerealiseerd.Binnen de opgave van het project valt de ambitie de stationsvan de nieuwe Hoekse Lijn veel comfort te bieden, een goedeen moderne uitstraling te geven en goed toegankelijk te latenzijn voor reizigers. Om aan deze ambitie te voldoen, zullenbij alle zeven bestaande stations de oude perrons wordenverwijderd en moeten er twee nieuwe stations wordenBrian Bul, ing. Hendrik Jan de WaardIngenieursbureau gemeente Rotterdam1 Hoekse Lijn station met bouwstenen`multiwand'en`abri'2 Hoekse Lijn en metrolijn BOTP-periodeOm een werkend vervoersysteem te bewerkstelligen, wordt eenaantal kenmerkende activiteiten onderscheiden:1. de Ombouw-periode2. het Testbedrijf3. het ProefbedrijfGezamenlijk worden ze de OTP-periode genoemd. De verlengingnaar het strand komt als een los project tot stand en valt buitende OTP-periode.De Ombouw-periode is de periode waarbinnen de werkendeinfrastructuur moet worden gerealiseerd. Deze periode bedraagtcirca 2,5 ? 3 maanden. Voor het Test- en het Proefbedrijf zijnbeide 1 maand beschikbaar.2Standaardstations voor Hoekse Lijn4 201614dag van het project een belangrijk uitgangspunt. De hele voor-bereiding en engineering is hierop afgestemd.Al snel is voor de ontwerpen van de stations gekozen voor`monteren' in plaats van `bouwen'. Dit principe is in alle onder-delen van de stations als uitgangspunt gebruikt in de enginee-ring. Voor de civiele delen betekent dit: denken in prefab betonen eenvoudig monteerbare stalen onderdelen. Er is een basis-principe ontwikkeld met bouwstenen die op alle stationskunnen worden toegepast. Op die wijze ontstaat over de gehelelijn een eenduidige en eigen identiteit.BouwstenenBinnen het ontwerp zijn vijf bouwstenen te onderscheiden: hetperron, de multiwand, de entreepoort, het voorplein en de abri.Het perron is uitgevoerd als zwevend geprefabriceerd platform.In langsrichting van de perrons bevindt zich de multiwand,waaraan alle voorzieningen die het wachten van de reizigerveraangenamen, worden opgehangen zoals informatieborden,zitbanken en prullenbakken (fig. 1). Er wordt voorzien inflexibiliteit om eventuele toekomstige voorzieningen en wijzi-gingen, binnen het systeem van deze multiwand op te kunnenlossen.Het perron is door de reiziger te bereiken via een entreezonedie bestaat uit een op hoogte gebracht voorplein en eenentreepoort (fig. 3). Deze entreepoort markeert duidelijk detoegang tot het perron en is door zijn hoogte en ontwerp vanafstand als entree zichtbaar en herkenbaar. In de entreepoortzijn ook alle faciliteiten ondergebracht die met de toegang tothet perron te maken hebben: informatie, tourniquets/Check-InCheck-Out apparatuur en kaartverkoopapparatuur. De abri isgebouwd. In dit artikel worden de ombouw en de nieuw-bouw van de stations nader belicht.AanpakDe periode dat de Hoekse Lijn buiten bedrijf is, moet zo kortmogelijk zijn om hinder voor reizigers en goederenvervoer teminimaliseren. Bestuurlijk is daarom vastgesteld dat deombouw in vijf maanden moet worden gerealiseerd (zie kader`OTP-periode'). Deze korte realisatietijd was vanaf de eerstedwarswandvloerplaatbuitenwandfunderingsplaatlage wand34Standaardstations voor Hoekse Lijn 4 2016 15geving wordt verkregen door in de rubberen mat aangebrachtefiguren uitgevoerd in drie verschillende diepten.Voor de bevestiging van de buitenwanden op de funderings-plaat zijn in de wanden gains opgenomen, die over stekkenvallen die zijn opgenomen in de plaat. Na plaatsen en stellende plek waar beschut kan worden gewacht en is onderdeel vande multiwand.In het navolgende wordt nader ingegaan op de entreepoort enhet perron (de multiwand en de abri zijn grotendeels in staaluitgevoerd).Uitwerking entreepoortDe entreepoorten zijn hoofdzakelijk opgebouwd uit prefab-betonelementen die zijn gefundeerd op palen. Alle entreepoor-ten zijn voorzien van tourniquets. Het aantal tourniquets endaarmee de benodigde breedte van de entreepoorten en hethierop aansluitende perron, is afhankelijk van het verwachteaantal reizigers en varieert daarom per station.Na het aanbrengen van de funderingspalen worden deze ophoogte afgewerkt. Hierop wordt de funderingsplaat van deentreepoort aangebracht. Het betreft een 400 mm dikke plaatmet daaraan monoliet verbonden twee lage wandjes in langs-richting (fig. 4). Ten behoeve van de verbinding van de funde-ringsplaat met de palen wordt een deuvel in een geboord gat inde paalkop gelijmd. In de funderingsplaat worden sparingenopgenomen waarin de deuvels worden aangegoten. Op defunderingsplaat worden vervolgens de 7,5 m hoge buitenwan-den geplaatst. Alleen bij station Schiedam Nieuwland zijn deentreepoorten 15 m hoog in verband met de aanwezigheid vanliften en een loopbrug over de spoorlijn (fig. 5). De dikte vande buitenwanden bedraagt 250 mm, waarvan 220 mm eenconstructieve bijdrage levert. De overige 30 mm bestaat uit eentextuur die tijdens het storten in de fabriek wordt aangebracht.Voor het realiseren van deze textuur wordt een rubberen matgemaakt die wordt opgenomen in de mal. De gewenste vorm-3 Hoekse Lijn station metbouwstenen`entreepoort'het omhooggebrachte`voorplein'en de`multi-wand'4 Standaard-entreepoort5 Entreepoorten hoofdin-gang station SchiedamNieuwland6 EEM entreepoort56Standaardstations voor Hoekse Lijn4 201616kolom multiwandkoker 250 x 250deuvelverbindingvoorzijde perronheipaalafschot3004340120CB7 EEM zijperron8 Doorsnede perronplaat zijperron9 EEM eilandenperrongen. Daar ontbreekt namelijk de dwarswand omdat daar geenruimte voor is.Het dak wordt op de wanden geplaatst en hieraan verbondenmet deuvels.De entreepoort is gemodelleerd in een eindige-elementenmodel(fig. 6). De onderdelen hiervan bestaan uit schaalelementen diescharnierend met elkaar zijn verbonden. De lasplaten ? die deverbinding vormen tussen de lage wanden van de funderingsplaaten de buitenwanden ? zijn gemodelleerd als staafelementen. Defunderingsplaat is opgelegd op scharnierende steunpunten.van de wanden worden de gains aangegoten. De buitenwandenworden ook verbonden aan de lage wanden die deel uitmakenvan de funderingsplaat. Hiertoe is in deze onderdelen eenaantal lasplaten aanwezig.Op een hoogte van 1 m boven het niveau van bovenkant spoor(b.s.) wordt een vloerplaat geplaatst, met daarop bij de meesteentreepoorten een dwarswand. Deze dwarswand wordt aan eenvan de beide buitenwanden verbonden met een aantal spanslo-ten. Deze wand heeft een functie in het verzorgen van de stabi-liteit van de entreepoort. Alleen bij de smalste entreepoortenmoet de lasverbinding de stabiliteit van de entreepoort verzor-78Standaardstations voor Hoekse Lijn 4 2016 177,2 m13 mkolommen multiwandh.o.h. 6,5 mde dwarsrichting en 7,5 m in de langsrichting van de perron-platen. Deze laatste afstand resulteert in overstekken van 2,75meter naar de koppen van de platen.De funderingspalen worden op hoogte afgewerkt, waarna debetonplaten worden opgelegd op de palen. De verbindingwordt gevormd door per paal een deuvel in een geboord gat inde paalkop te verlijmen. Tussen de paal en de perronplaat isoplegmateriaal aanwezig met een dikte van 5 mm. In de platenworden sparingen opgenomen waarin de deuvels wordenaangegoten.De prefab platen zijn verdeeld in een aantal stroken in langs-richting met verschillende dikte. Een middenstrook en hetoverstek aan de spoorzijde zijn met een dikte van 120 mm zodun mogelijk gehouden om gewicht te sparen en een slankaanzicht te cre?ren. Ter plaatse van de opleggingen op defunderingspalen is een strook aanwezig met een dikte van 300mm, zodat de platen in langsrichting voldoende stijfheid bezit-ten en de paalkrachten kunnen worden ingeleid (fig.8). Dezedikte van 300 mm is ook nodig ten behoeve van de inleidingvan de krachten vanuit de stalen kolommen van de multiwand(h.o.h. 6,5 m). De kolommen van de multiwand zijn op dezestrook bevestigd met een voet- en contraplaat met ankerboutendoor de perronplaten (fig.8). Op de platen is een afschotaanwezig van 1:100, zodat regenwater van het perron wordtafgevoerd richting het spoor, weg van de stalen onderdelen vande multiwand. In verband met dit afschot is er een verschil inhoogte tussen de twee verzwaarde stroken. De palen aan despoorzijde moeten hierdoor op een iets andere hoogte wordenafgewerkt dan de palen aan de niet-spoorzijde.De ruimte tussen de palen, onder het perron, wordt dichtgezetmet een donker spijlenhekwerk. Met dit hekwerk wordt voor-komen dat er personen onder het perron kunnen komen.De zijperronplaat is in een eindige-elementenmodel gemodel-leerd met een aantal stroken met verschillende dikten (fig. 7).De plaat is scharnierend opgelegd op vier palen. De belastingendie vanuit de circa 3,5 m hoge multiwand worden uitgeoefendop de rand van de perronplaat, waren in combinatie met delichte constructie een belangrijk aandachtspunt in het ontwerp-proces. Om de invloed van met name deze belastingen goed inbeeld te krijgen, zijn de palen die over circa 1 m vrij bovenmaaiveld staan met de bijbehorende beddingen meegenomenin de modellering.EilandperronsDe eilandperrons hebben een breedte van minimaal 7,2 m. Bijeen aantal stations is er op basis van reizigersprognoses voorgekozen meer tourniquets toe te passen in de entreepoorten danvoorzien in de standaardoplossing. Het gevolg hiervan is dat erbij deze stations bredere entreepoorten en bredere perrons zijnUitwerking perronEen belangrijk aspect in de vervoersfilosofie van de RET is detoegankelijkheid van het netwerk. Personen met kinderwagens,mensen die slecht ter been zijn of mensen die in een rolstoelzitten, moeten zo veel mogelijk zelfstandig gebruik kunnenmaken van het vervoersnetwerk. Voor de Hoekse Lijn vertaaltzich dit ? net als op de andere metro/lightrail lijnen ? naareisen voor de ligging van de perrons ten opzichte van de vloervan het voertuig. Gezien de ? in vergelijking met heavyrail ?strenge eisen voor de maattoleranties voor de afstand perrontot vloer rijtuig, is ervoor gekozen de perrons te onderheien. Integenstelling tot de meeste andere metrostations in de regioRotterdam, bestaat er ondanks het onderheien van de perrons,toch nog een re?le kans op het ontstaan van afwijkingen in deafstand perron-voertuig. De reden hiervoor is dat het spoor isgelegen in een ballastbed dat in principe aan zettingen onder-hevig is. Om deze reden is ervoor gekozen de afstand van debetonnen perronplaat tot het voertuig 45 mm groter te houdendan het geval waarin zowel de stations als het spoor volledigonderheid zouden zijn. In het ontwerp is de mogelijkheidopgenomen deze ruimte te vullen met kunststof passtrippen.Er zijn twee soorten perrons: zijperrons, aan weerszijden vande sporen, en eilandperrons, tussen de sporen in.ZijperronsDe zijperrons zijn slechts 4,5 m breed. Gekozen is bij dezegeringe breedte de ruimte onder de perrons open te laten. Hier-door ontstaat een circa 1 m boven de grond zwevend perron.Dit heeft geleid tot een ontwerp waarbij elke perronplaat metafmetingen van circa 4,5 m bij 13 m direct is opgelegd op vierfunderingspalen (fig.7). Dit kunnen prefab-betonheipalen zijnof, indien de relatie met de omgeving dit vereist, schroefinjec-tiepalen. De h.o.h.-afstanden van de palen bedragen 2,7 m in9Standaardstations voor Hoekse Lijn4 201618verzwaring tpv paaldoorgaande in-situ wandin-situ balkmultiwand met abriB.S. B.S.1 m + B.S.asspoorasspoor1 m + B.S.10 Doorsnede eilandperronMarktbenaderingIn verband met de periode waarbinnen de infrastructuurgereed moet zijn en mede vanwege de specifieke eisen tenaanzien van de RET `standaard'-systemen, is gekozen voor eenhoog uitwerkingsniveau van de ontwerpen. De ontworpenprefab onderdelen zijn volledig afgestemd op een snelle bouwen op de `standaard'-componenten en -systemen zoals deze inhet gehele Rotterdamse metronetwerk zijn toegepast. Hetontwerp van de stations en bijbehorende baan is uitgewerkt alseen integraal ontwerp tussen spoorse systemen ten behoevevan ICT, laagspanning stations, spoor- en bovenleidingsyste-men en de bouwkundige en civiele bouwwerken.Vervolgens is ervoor gekozen de ver uitgewerkte integraleontwerpen van de stations en baan te vertalen naar uitgebreideresultaatsbeschrijvingen in een RAW-bestek. Hierin is deexacte wens van de opdrachtgever omschreven, de detailleringafgestemd op de `standaard'-RET-systemen en de bouwperiodemet bijbehorende mijlpalen tot in detail opgenomen. PROJECTGEGEVENSproject ombouw Hoekse Lijn (Schiedam Centrum tot aan Hoek vanHolland Haven)opdrachtgever Gemeente Rotterdamsubsidieverstrekker Metropoolregio Rotterdam-Den Haagopdrachtnemer aannemerscombinatie VolkerRail / Mobilisontwerp en engineering Ingenieursbureau gemeente Rotterdam eningenieursbureau REToplevering 1e kwartaal 2018, ingebruikname 1 september 2017toegepast. De grootste breedtemaat voor een eilandperronbedraagt bijna 9,5 m. In verband met de transporteerbaarheidvan de prefab perronplaten is in de langsrichting van het spooreen andere verdeling aangehouden dan de maat van 13 m, die isgekozen bij de zijperrons. Vanuit de visie van de architect is demaatvoering van de multiwand, die bij deze eilandperrons in hetmidden van het perron staat, leidend. De perronplaten volgendeze maatvoering. Daarom zijn de platen in langsrichtinggesplitst in drie?n en hebben een maat van ruim 4,3 m (= 13 / 3)(fig. 9). Bij deze maat kan de stramienmaat van de kolommenvan de multiwand van 6,5 m zowel op de platen van de zijper-rons als op de platen van de eilandperrons worden toegepast.Door het splitsen van de perronplaten zouden bij hetzelfdeoppervlak meer funderingspalen moeten worden toegepast danbij de zijperrons. Om dit te voorkomen, worden de perronpla-ten bij een eilandperron opgelegd op een in het werk gestortelage wand op funderingspalen. Ter plaatse van de funderings-palen wordt de wand voorzien van een verzwaring waarin depaal wordt opgenomen (fig. 10). Omdat bij perronplaten brederdan 7,2 m de overspanning van wand naar wand te groot zouworden, wordt iets naast het midden van de plaat een extralijnondersteuning gecre?erd in de vorm van een balk op funde-ringspalen. De excentrische plaatsing van deze balk volgt uit demontage van de kolommen van de multiwand. Deze verbindingbestaat uit bouten die door de perronplaten worden gestokenen aan de onderzijde met een contraplaat worden bevestigd.De reden om bij het realiseren van genoemde wanden en balkuit te gaan van in-situbeton is de noodzaak een momentvasteverbinding met de palen te cre?ren. Een oplossing met eenprefab onderdeel, met een natte knoop gekoppeld aan de palen,zou ook mogelijk zijn. Maar hiermee zouden maatafwijkingenin de paalfundering lastiger opneembaar zijn.10> Driejarige NVAO-geaccrediteerde MSEng-opleiding tot Master in Structural Engineering (MSc)> Voor hbo'ers Bouwkunde en Civiele Techniek met een bachelordiploma in de afstudeerrichting Constructie> Praktijkgerichte cases> Met nadruk op krachtswerking en bijbehorende modellering> College ??nmaal per twee weken van 14.00 - 21.00 uur> De opleiding start eind september 2016Meer informatie via hva.nl/structuralengineering ofneem contact op met ir. M.(Michiel) Horikx, m.p.horikx@hva.nl.MASTER IN STRUCTURAL ENGINEERINGALLROUND IN BETON-, STAAL-, HOUT- EN STEENCONSTRUCTIESBEHEERSING ONTWERPPROCES MET VOORTSCHRIJDEND INZICHTCREATING TOMORROWHVA TECHNIEKTNODIANA.COMDIANAfinite element analysisDIANA wordt wereldwijd veel gebruikt om snel en accuraat aardbevingen te analyseren. Sindskort wordt er veel onderzoek gedaan naar aardbevingen in het noorden van Nederland. DIANAwordt gebruikt voor eenvoudige lineaire analyses tot aan complexe 3D niet lineaire analysesmet een dynamisch aardbevingsignaal. Dit kan een bestaande situatie zijn of een nieuwbouwontwerp.De verschillende analyses kunnenzowel met balken als schalen en/ofvolume elementen worden uitgevoerd.Tevens zijn er speciale materiaalmodel-len voor metselwerk beschikbaar.July2016-CementAdvert.indd 1 6-6-2016 13:36:23Rekenregels UHSB beproefd4 201620RekenregelsUHSB beproefd1Proeven met 45 mm dikke platen toneneigenschappen ultra-hogesterktebeton (UHSB)Meer over materiaaleigenschappenMeer over de materiaaleigenschappen van UHSBstaat in het artikel`Praktijkproef bewijst potentieUHSB'. Dit artikel is verschenen in Betoniek 2016/2 en is beschik-baar op www.betoniek.nl. Voor meer informatie over onder-houdsvrije UHSB-bruggen, ga naar www.ultrabrug.nl.Bij de berekening van constructies met ultra-hogesterktebeton wordt veelal gebruikgemaakt van deEurocodes en de Franse richtlijn AFGC [1]. Deze richtlijnen zijn betrekkelijk conservatief ten aanzienvan het constructieve gedrag. De uitkomsten van berekeningen zijn daardoor weliswaar veilig maarook niet erg exact. In werkelijkheid is er bijvoorbeeld een veel grotere momentweerstand haalbaardan uit de richtlijnen volgt. Proeven met twee 45 mm dikke platen leveren het bewijs.Rekenregels UHSB beproefd 4 2016 21Om de eigenschappen en de mogelijkheden van ultra-hogesterkte-beton (UHSB) nader te onderzoeken, zijn twee praktijkproevenuitgevoerd door de samenwerkende bedrijven FDN, ENCI,Mebin en De Jong's Betonbedrijf. Hiertoe werd een speciaalbetonmengsel ontwikkeld door ENCI. Met dit beton zijn twee45 mm dikke proefplaten gestort op locatie bij De Jong's Beton-bedrijf. Vervolgens zijn de platen aan een proefbelastingonderworpen (foto 1). De eerste op dezelfde locatie als waar hijis gestort, de tweede tijdens de opening van de UltrabrugZwaaikom in Eindhoven (foto 2).ProefplaatHet ontwikkelde mengsel bevatte portlandcement (CEM I 52,5R), toeslagmateriaal met een maximale korrelgrootte van 6mm, gecombineerd met zand 0 ? 1 mm, silica fume, kalksteen-meel, een op polycarboxylaat gebaseerde superplastificeerderen vertrager. De totale hoeveelheid bindmiddel bedroeg845 kg/m3, de water-bindmiddelfactor 0,21. Het resultaat vandit mengsel was een zelfverdichtende specie en een beton meteen sterkte die overeenkomt met sterkteklasse UHPFRC175/190, conform de nieuwe uitgave van de Franse richtlijnAFGC [4]. De platen hadden afmetingen van 5,0 ? 3,0 ? 0,045m3. Het constructieve ontwerp is gebaseerd op het CRC-principe(CRC staat voor Compact Reinforced Composite en is deir. Jan FalbrFDNdr.Dipl.-Ing. Martin HungerHeidelbergCement Benelux / ENCI1 Beproeving van de plaat met een truckmixer2 Bij de Ultrabrug in Eindhoven is een slankheid van 1/55-1/60 bereikt, wat bijnatweemaal slanker is dan met normaal beton (1/30)3 Wapening in de platen4 Testopstelling? 12 ? 50 mm? 10 ? 50 mm5045101212561645 700700 1645310300 3004400viltbetonblok(2150 kg)UHSB plaat(45 mm dik)250234Rekenregels UHSB beproefd4 2016225 De eerste test: bezwekenplaat bij een belasting metzeven betonblokkenfoto: Peter Buitelaaraanduiding voor een speciaal type UHSB). Dit principe houdtin dat in het beton zowel staalvezels als een grote hoeveelheidtraditionele wapening worden toegepast. Er is 100 kg/m3staal-vezels gebruikt, ofwel 1,45% (v/v). De vezels hadden eendiameter van 0,3 mm en een lengte van 12 mm. De traditionelewapening bestond uit twee lagen ?12-50 mm in de langsrichting? wat neerkomt op een wapeningsverhouding van 13% ? eneen enkele laag ?12-50 mm in de dwarsrichting (fig. 3).De platen zijn opgelegd op twee betonblokken, met eenopleglengte van 300 mm aan beide zijden (fig. 4). Om slippentegen te gaan, zijn de platen met bouten op de blokken bevestigd.Dit had een minimale inklemming tot gevolg en een verwaarloos-baar effect (aangetoond) op de capaciteit van de platen.Daarom zijn de platen in de berekening beschouwd als vrijopgelegd. Om het `afboeren' van de betonblokken te voorkomen,zijn de platen opgelegd op een hogesterktevilt.Proefbelasting en bezwijkgedragOm de capaciteit van de platen te testen, zijn ze eerst belast met eentruckmixer (foto 1) en vervolgens met betonblokken met een massavan 2150 kg per stuk (foto 5 en 7). De blokken zijn ??n voor ??n inhet midden van de plaat aangebracht. Bij de blokkenproef tradbezwijken op bij de eerste proef bij het plaatsen van zeven blokken,en bij de tweede proef bij acht blokken. De maximale verticalevervorming vlak voor bezwijken bedroeg maar liefst 550 mm.Tijdens het belasten ontstonden buigscheuren aan de onderzijdevan de platen. De scheurafstand was 50 mm, gelijk aan deafstand van de dwarswapeningsstaven (foto 6). Omdat er geenrekmeters waren aangebracht, was het niet duidelijk of het staalvloeide voorafgaand aan het bezwijken. Bij de tweede testbezweek de plaat pas circa drie minuten nadat het laatste(achtste) blok was geplaatst. Dit zou erop kunnen wijzen dat dewapening zich bij het eerste experiment daadwerkelijk al in devloeifase bevond.Berekening momentweerstandOm de resultaten van de beproeving te kunnen beoordelen,zijn ze vergeleken met theoretische waarden. Hiertoe zijn bere-keningen uitgevoerd om de momentweerstand te bepalen.Deze berekeningen zijn gebaseerd op Eurocodes en de Franserichtlijn AFGC (zie ook kader `Richtlijnen/aanbevelingen').Deze schieten echter in een aantal opzichten te kort. Insommige opzichten leiden ze tot een conservatieve inschatting.De berekening van de momentweerstand in de uiterste grens-toestand (ULS) is gebaseerd op de volgende aannamen.? Vlakke doorsneden blijven vlak.? Er is een goede hechting tussen de wapening en het beton.? Treksterkte van het beton wordt verwaarloosd.7 Na de truckmixer is de plaatbelast met acht betonblokkenfoto: Peter Buitelaar6 De scheuren ontwikkelden zich bij de eersteproef met een onderlinge afstand van 50 mm,wat overeenkomt met de dwarsstaafafstandfoto: Peter Buitelaar567Rekenregels UHSB beproefd 4 2016 2310 Output laat zien dat het buigend moment bij belasting mettwee blokken ongeveer 15 kNm/m bedraagt (a). Figuur b laateen vervorming van 54 mm zienDeze vergelijking kan voor dit geval worden vereenvoudigd tot:Fsd,1+ Fcd+ Ft,fibres= 0As1 s1+ As2 s2= 0,5 x b fckmwaarin:As1is oppervlakte van de onderste wapenings1is spanning in de onderste wapeningAs2is oppervlakte van de bovenste wapenings2is spanning in de bovenste wapeningx is hoogte van de drukzoneb is breedte van de beschouwde doorsnedefckmis gemiddelde cilinderdruksterkteDe plaat is erg dun en bevat een grote hoeveelheid wapening.Daardoor is het de verwachting dat de hoogte van betondruk-zone relatief klein is en de wapening niet zal vloeien in deuiterste grenstoestand. Bovengenoemde vergelijking heeft tweeonbekenden: x en spanningen in wapening s2/ s1. Daarommoet er een tweede vergelijking bij worden betrokken.In die tweede vergelijking kan x worden herleid op basis vangeometrische voorwaarden (fig. 9):De vergelijking wordt:Formule 12, ,10sd i cd t fibresiF F F=+ + =Formule 222cu s cud x =+Formule 32s? De bijdrage van de staalvezels in de trekzone is verwaarloosd,omdat deze in dit project niet is aangetoond met laboratorium-testen. Dat terwijl de inschatting is dat de staalvezels circa 5tot 10% bijdragen aan de momentweerstand.? Driehoekige spanningsverdeling in de drukzone. De maximalerek is cud(c0d= cud= 2 ? 10-3) (fig. 10) Proeven laten zien datde aanwezigheid van staalvezels resulteren in een grotereductiliteit van het beton in de drukzone en dus een grotereuiterste rek.? Van het mengsel zijn diverse kubussen beproefd. In de bere-kening is uitgegaan van gemiddelde waarden voor dedruksterkte, omdat het hier een test betreft. Deze gemiddeldekubusdruksterkte voor de tweede plaat bedroeg 170 MPa na28 dagen en 188 MPa na 59 dagen. De plaat is beproefd na 31dagen. Daarom is uitgegaan van een ge?nterpoleerde waarde:172 MPa. In de berekening moet echter worden uitgegaan vande cilinderdruksterkte. Bij UHSB ligt deze normaal een factor1,05 ? 1,15 lager dan de kubusdruksterkte. In de berekening isuitgegaan van een factor 1,09, ofwel fck= 158 N/mm2.? De vloeispanning van de wapening is aangenomen op600 MPa.Uit figuur 8 blijkt dat aan de volgde vergelijking moet wordenvoldaan:Formule 12, ,10sd i cd t fibresiF F F=+ + =Formule 22d x=15.0914.0013.0012.0011.0010.009.008.007.006.005.004.003.002.001.00-0.02mxD - [kNm/m]Uz [mm]11.24.00.0-4.0-8.0-12.0-16.0-20.0-24.0-28.0-32.0-36.0-40.0-44.0-48.0-54.0cucus2s1d2d1xd2d1As2As1Fs,Ihfctd=flFcdFt, fibresfctd=flFcdFs,IIFctZeZIc~codcod=cud= 0,2%s,Is,IZIIs,IIs,II~ 0I IIcmin,1cmin,2c~cod8 Aannamen bij de berekening van de buigendmomentweerstand, gebruikt bijhet ontwerp van de twee proefplaten. De herverdeling van spanning in de mid-delste figuur komt overeen met een ongescheurde doorsnede. De rechterfiguur toont een gescheurde doorsnede in de uiterste grenstoestand9 Algemeen principe rek over de doorsnede10b10a89Rekenregels UHSB beproefd4 201624020004000600080001000012000140001600018000200000 200 400 600 800 1000totalemassablokken[kg]doorbuiging [mm]test 2test 1elastische berekening ULS11 Vervorming van de twee testen in vergelijking met de theorie12 Vereenvoudigde ontwerpmethode voor het bepalen van de momentweer-stand in dunne platen (AFGC/SETRA)13 Aangepaste ontwerpmethode voor het bepalen van de momentweerstandbij hogere doorsneden (AFGC/SETRA)waarin:cuis grenswaarde van de betonstuiks1is rek onderste wapenings2is rek bovenste wapeningcukan worden geschreven als:Formule 12, ,10sd i cd t fibresiF F F=+ + =Formule 222cu s cud x =+Formule 32scusE =Formule 41 1 2262 60017,2mm0,5 0,5 1000 158S scdAxb f = = = Formule 5,2,0bal 0,46002,0200cus i cu syxd < = = =+ +Formule 6117,20,51 0,434xd= = >Hetzelfde principe kan worden toegepast voor de onderstewapening. Als wordt aangenomen dat de neutrale as door debovenste wapening gaat en de spanning in deze as dus verwaar-loosbaar is, kan voor de hoogte van de drukzone bij een vloei-ende onderste wapeningslaag worden aangenomen:Formule 12, ,10sd i cd t fibresiF F F=+ + =Formule 222cu s cud x =+Formule 32scusE =Formule 41 1 2262 60017,2mm0,5 0,5 1000 158S scdAxb f = = = Formule 5,2,0bal 0,46002,0200cus i cu syxd < = = =+ +Formule 6117,20,51 0,434xd= = >Voorts moet worden gecontroleerd of de onderste wapenings-staaf vloeit in het uiterste grenstoestand. Daarvoor moetgelden:Formule 12, ,10sd i cd t fibresiF F F=+ + =Formule 222cu s cud x =+Formule 32scusE =Formule 41 1 2262 60017,2mm0,5 0,5 1000 158S scdAxb f = = = Formule 5,2,0bal 0,46002,0200cus i cu syxd < = = =+ +Formule 6117,20,51 0,434xd= = >Formule 12, ,10sd i cd t fibresiF F F=+ + =Formule 222cu s cud x =+Formule 32scusE =Formule 41 1 2262 60017,2mm0,5 0,5 1000 158S scdAxb f = = = Formule 5,2,0bal 0,46002,0200cus i cu syxd < = = =+ +Formule 6117,20,51 0,434xd= = >Aan deze voorwaarde wordt dus niet voldaan. Dat betekent datde onderste wapeningslaag niet vloeit voordat het betonbezwijkt. Met iteratieve berekeningen is gevonden dat de span-ning in de onderste wapeningslaag bij ULS 420 N/mm2bedraagt. Daarmee:Formule 71 1 2262 42012,0mm0,5 0,5 1000 158S sckAxb f = = = Formule 8134 12,03 - Formule 9,1 0,21Rd c ckE cV f b d = Formule 10De neutrale as gaat exact door de bovenste wapening, dus dezelaag komt inderdaad niet onder spanning.De momentweerstand kan nu als volgt worden bepaald:Mrd= Fsizi= Fs1z1= 2260 420 Formule 71 1 2262 42012,0mm0,5 0,5 1000 158S sckAxb f = = = Formule 8134 12,03 - Formule 9,1 0,21Rd c ckE cV f b d = = 28 501 Nmm/m = 28,5 kNm/mZoals gezegd bevat deze momentweerstand nog geen bijdragevan de vezels.Richtlijnen/aanbevelingenOntwerprichtlijnen zijn oorspronkelijk gebaseerd op de Euroco-des. De AFGC/SETRA stelt een paar afwijkende regels voor metbetrekking tot druk en trek met hardening en softening. Het ideevan deze richtlijn is dat aanbevelingen worden gedaan voor eenglobaal ontwerp en het uiteindelijke ontwerp moet wordenonderbouwd met laboratoriumproeven. Figuur 12 en 13 gevenvoorbeelden van de methoden uit de AFGC om de buigendmo-mentweerstand te bepalen.c0dcmin,1sIIu, limsIcudu, elcmin,2As2As1d2d1hFs,IFt, cFs, IIfcdFcdfctk/ycKs, Is, IZIXXcmin,2cmin,1d1d2hAs2As1cudc0dsIIu, limu, 1%u, pic u, elFs,IFt, cFs, IIfcdXXZIFcds, Is, IFormule 12, ,10sd i cd t fibresiF F F=+ + =Formule 222cu s cud x =+Formule 32scusE =Formule 41 1 2262 60017,2mm0,5 0,5 1000 158S scdAxb f = = = Formule 5,2,0bal 0,46002,0200cus i cu syxd < = = =+ +Formule 6117,20,51 0,434xd= = >131211Rekenregels UHSB beproefd 4 2016 2514 Meewerkende breedte bij een wiel nabij de oplegging. Hierin is d de effectie-ve hoogte van de betondoorsnede en zijn a en b de dimensies van het wielwaarin:fckis cilinderdruksterkte (bij de testen is gemiddelde sterktefckm gebruikt)E;cis resp. veiligheids- en materiaalfactor voor staalvezelbe-ton, normaal gesproken E= 1,15 en c=1,3, zodat hetproduct van beide 1,5 is.b is effectieve breedte van de doorsneded is effectieve hoogte van de doorsnedeAswis oppervlakte dwarskrachtwapeningSwis staafafstand dwarskrachtwapeningz is ~ 0,9dfywdis rekenwaarde van de vloeigrens van dwarskrachtwape-ning is hoek tussen de dwarskrachtscheur en de langswapenings is oppervlakte van de dwarsdoorsnede, inclusief eencorrectiefactor voor de effectiviteit van de staalvezels~0,9bdpis resttreksterkte in de gescheurde doorsnedeuis hoek tussen de betondrukdiagonalen en de as van dedoorsnede, min. 30?Het betonaandeel VRd,cen het aandeel van het betonstaal VRd,skunnen vrij eenvoudig worden bepaald. Het vaststellen van hetaandeel van de staalvezels is minder eenvoudig. Deze hangt afvan de zogenoemde resttreksterkte en nascheursterkte bij eenscheurwijdte van 0,3 mm (p). De waarde van deze spanningenkan alleen experimenteel worden vastgesteld. In de berekenin-gen van FDN wordt de aanname gedaan, dat de resttreksterktein een gescheurde doorsnede (bij w = 0,3 mm) ongeveer 70%van de originele treksterkte is.Bij de berekening van dwarskrachtsterkte is het ook belangrijkonderscheid te maken tussen voorgespannen en niet-voorge-spannen beton. UHSB vertoont onder druk veel hogere sterk-ten dan UHSB zonder voorspanning. Dat is niet van toepassingbij de beproefde platen, want die zijn niet voorgespannen.Bij de beschouwing van de plaat was de theoretische dwars-krachtweerstand:Formule 71 1 2262 42012,0mm0,5 0,5 1000 158S sckAxb f = = = Formule 8134 12,03 - Formule 9,1 0,21Rd c ckE cV f b d = Formule 10, cotswRd s ywdwAV z fs=Formule 11,tanpRd fc usV =Formule 12, , ,0,9 4,01 0,21158 0 5,721,15 1,3 1,3tan35Rd Rd c Rd s Rd fbdV V V V bd bd= + + = + + =Vergelijking met proevenDe platen zijn ook gemodelleerd in een EEM-programma enlineair-elastisch berekend. De resultaten zijn slechts indicatiefomdat het vertoonde plastische gedrag niet aansluit bij de line-aire beschouwing. Door de scheurvorming gaat de stijfheidomlaag en geldt de aangenomen E-modulus niet meer. Figuur10 laat het gedrag zien van de plaat belast door twee betonblok-ken. Het maximale moment is ongeveer 15 kNm/m, wat onge-veer de helft is van de berekende momentweerstand. Dit zoubetekenen dat er ten minste vier betonblokken nodig zijn omde uiterste grenstoestand te bereiken. Maar omdat bezwijkenpas optrad bij zeven tot acht blokken is de weerstand dus nogeens 80 ? 100% meer dan voorspeld.Zoals in figuur 10 is af te lezen, bedraagt de vervorming bijbelasting met twee betonblokken ongeveer 54 mm. De gemetendoorbuiging bedroeg 70 mm (fig. 11). Volgens de theorieontstaat de eerste scheurvorming al na belasting met een blok.Dit zou de verklaring kunnen zijn voor de grotere vervorming.Verder vergelijk van de doorbuiging van de test en de resultatenvan EEM zijn niet relevant.De berekening van scheurvorming van UHSB is overigens nogsteeds lastig. Duidelijk inzicht in materiaaleigenschappen opbasis van verdere studie is hiervoor gewenst.Berekening dwarskrachtDe test van de platen was niet toegespitst op het bepalen van dedwarskrachtweerstand, want die werd niet maatgevend veron-dersteld. Om dat te onderbouwen, volgt hier nu een algemenebeschouwing van de manier waarop de dwarskrachtweerstandmoet worden bepaald. Door gebrek aan kennis en onderzoeks-resultaten, splitsen de huidige rekenmethoden de dwarskracht-weerstand op in drie componenten.VRd= VRd,c+ VRd,s= VRd,fHet eerde deel (VRd,c) is de bijdrage van het beton, het tweede deel(VRd,s) de wapening (indien aanwezig) en het derde deel (VRd,f) destaalvezels. Deze benadering komt niet overeen met het daadwer-kelijke bezwijkmechanisme en verdient nader onderzoek.Voor VRd,c, VRd,sen VRd,fgeldt respectievelijk:Formule 71 1 2262 42012,0mm0,5 0,5 1000 158S sckAxb f = = = Formule 8134 12,03 - Formule 9,1 0,21Rd c ckE cV f b d = Formule 10, cotswRd s ywdwAV z fs=Formule 11Formule 71 1 2262 42012,0mm0,5 0,5 1000 158S sckAxb f = = = Formule 8134 12,03 - Formule 9,1 0,21Rd c ckE cV f b d = Formule 10, cotswRd s ywdwAV z fs=Formule 11,tanpRd fc usV =Formule 71 1 2262 42012,0mm0,5 0,5 1000 158S sckAxb f = = = Formule 8134 12,03 - Formule 9,1 0,21Rd c ckE cV f b d = Formule 10, cotswRd s ywdwAV z fs=Formule 11,tanpRd fc usV =Formule 12bbbb12d2.5daab214Rekenregels UHSB beproefd4 20162602550751001251501752002250 14 28 42 56 70 84 98druksterkte[MPa]leeftijd [dagen]labmengselmengsel 1mengsel 260.00062.50065.00067.50070.00072.50075.0000 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91 98e-modulus[MPa]leeftijd [dagen]mengsel 2De dwarskrachtweerstand uitgedrukt als schuifspanning in debetondoorsnede is dus 5,72 N/mm2.De dwarskrachtweerstand bedraagt dan:VRd= 5,72 3 000 34 = 583 440 N = 583 kNBij een belasting uit de betonblokken van 2150 kg (= bezwijk-belasting) bedraagt de maximale dwarskracht zonder belas-tingsfactor:VEd= 8 21,5 0,5 = 86 kN