A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pGeschiedenis26 cement 2008 6dra.ir.-arch. S. Van de Voorde, prof.dr.arch. R. DeMeyer en prof.dr.ir. L. Taerwe, Universiteit GentAbraham Lipski (1911-1982) verhuisde in 1931 vanPolen naar Belgi? om er ingenieursstudies te volgen bij deGentse professor Gustave Magnel. Na het behalen vanzijn diploma in 1935, liep hij stage bij Magnel en werktehij bij diverse studiebureaus. In 1947 richtte hij met suc-ces zijn eigen studiebureau `A. Lipski n.v.' op. Naastenkele originele bouwwerken en theorie?n, is hij vooralbekend als uitvinder van de Preflex-balk, een stalen pro-fielbalk omhuld met beton.De inleiding van een technische brochure, uitge-geven door de Nederlandse Spanbeton Mij in1958, start met een bespreking over de hogevlucht van voorgespannen beton sinds de TweedeWereldoorlog. Ir. Bruggeling, de auteur van debrochure, stelt dat "deze ontwikkeling nauwsamenhangt met de mogelijkheid beton en staalals hoogwaardige materialen te vervaardigen" [1].Hoogwaardig staal (toen aangeduid als A52- ofQR36-staal) kan veel grotere spanningen opnemendan `zacht' staal (A37- of QR24-staal) en vond eendankbare toepassing in voorgespannen beton.Maar Bruggeling merkte ook op dat profielbalkenvan hoogwaardig staal jarenlang slechts opbescheiden schaal waren toegepast. Dit ondanksde nieuwe mogelijkheden die de industri?le ver-vaardiging van hoogwaardig staal bood en hetgeringe prijsverschil tussen beide staalsoorten.De reden lag voornamelijk in de beperkte stijf-heid van het materiaal.Dezelfde bedenkingen hadden Abraham Lipski erin 1950-1951 toe gebracht een nieuw constructie-element te ontwikkelen: de Preflex-balk. Dezebalk, bestaande uit een voorgebogen stalen I-pro-fiel waarvan de onderflens omhuld was metbeton, maakte ongeziene overspanningen moge-lijk met minimale constructiehoogtes [2]. Dehoogwaardige draagbalk vormde het onderwerpvan de technische brochure van de NSM, die voorNederland de licentie- en fabricagerechten van dePreflex-balk had verworven.ABRAHAM LIPSKIEN DE UITVINDING VAN DE PREFLEX-BALKBeton in de Belgische Architectuur (2)1 |Toepassing van dePreflex-balk in het RTT-gebouw te Brusselbron: Preflex-archief(collectie VakgroepArchitectuur &Stedenbouw, UGent)A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pGeschie deniscement 2008 6 27D e P r e f l e x - b a l kHet idee stalen profielbalken te omhullen metbeton, teneinde de stijfheid van de balk te vergro-ten, ontstond al aan het einde van de 19de eeuw.Het gehoopte resultaat bleef echter uit: beton isimmers niet in staat hoge trekspanningen op tenemen en scheurt zodra de treksterkte wordtbereikt. De beoogde voordelen gingen hierdoor vrijsnel verloren [3].Het principe van de Preflex-balk (fig. 2), bijna net zoeenvoudig als vernuftig, bood een oplossing voorzowel de grote vervormingen als de hinderlijkescheurvorming [4]. Een stalen profielbalk werdvoorgebogen door een belasting aan te brengen dienagenoeg gelijk is aan de te verwachten totalegebruiksbelasting. De profielbalk was in de walserijvoorzien van een zeeg, zodat de balk na belastingeen recht langsprofiel vertoonde. In de praktijkwerden Preflex-balken per twee vervaardigd: tweeprofielbalken werden gestapeld met behulp vanafstandshouders, met de bovenflenzen naar elkaartoe (foto 3). Aan beide uiteinden werden de balkennaar elkaar toe getrokken, totdat de gewenste span-ningstoestand bereikt was. Vervolgens werden debalken in deze toestand geblokkeerd en de onder-flenzen met hoogwaardig beton omhuld. De voor-buiging werd pas gelost wanneer het beton vol-doende sterkte had en een goede hechting tussenstaal en beton was ontstaan. Door zijn elastischeeigenschappen probeerde het staalprofiel na hetdeblokkeren zijn oorspronkelijke vorm weer aan tenemen, maar slaagde hier slechts gedeeltelijk indoor de aanwezigheid van het beton. Het betonwerd op zijn beurt sterk samengedrukt, enigszinsvergelijkbaar met voorgespannen beton: de trek-spanningen die onderaan de balk zouden optredenbij belasting, werden door de voorafgaand opge-wekte drukspanningen tot een minimum herleid.Ten slotte werd de merknaam `Preflex' op de balkengeschilderd en werden de balken vervoerd naar debouwplaats, waar ze meestal werden opgenomen ineen ter plaatse gestorte vloerplaat.Lipski, niet alleen een baanbrekend ingenieur maarook een handig zakenman, nam een patent op zijnuitvinding en richtte de `Soci?t? Anonyme Preflex'op. Een uitgebreide reclamecampagne werdopgezet, waarbij de nadruk werd gelegd op de uit-zonderlijke stijfheid (1,5 tot 3 maal hoger dan eeneenvoudig staalprofiel), sterkte en slankheid. Ookde belangrijke gewichtsbesparingen van staal enbeton, de hoge veiligheidsmarge, de mogelijkheidtot serieproductie en de verbeterde brandweerstandmaakten dat de Preflex-balk al gauw een plaats ver-overde in de wereld van de burgerlijke bouwkundeen architectuur. Het succes van de Preflex-balkbeperkte zich trouwens niet tot Belgi?. Lipskiexporteerde zijn uitvinding onder meer naar Neder-land, Frankrijk, Groot-Brittanni?, Zuid-Afrika,Amerika en Australi?, waar de Preflex-balk onderlicentie werd gefabriceerd.H e t s t u d i e b u r e a u ` A . L i p s k i n . v . 'In het licht van Lipski's carri?re kwam het succesvan de Preflex-balk niet onverwacht: met enkeleopmerkelijke ontwerpen op zijn palmares was hijal een bekend ingenieur. Hij was onder meerbetrokken bij de voltooiing van de treinverbindingtussen het Noord- en Zuidstation in Brussel, ??nvan de grootste 20ste-eeuwse infrastructuurwer-ken in Belgi?. Representatief voor de opdrachten(a) = stalen profiel AE36 met de bijde walserij aangebrachte zeeg;(b) = aanbrenging van de voorbuigings-lasten;(c) = storten van het beton dat degetrokken flens omhult en verhardingvan dit beton;(d) = deblokkering van de voorbuigingen voordrukking van het beton. Dezeeg is sterk verminderd. De balkwordt in deze staat op de bouwplaatsafgeleverd;(e) = plaatsing op de bouwplaats, stortenvan de dekplaat, aanbrenging van debevloering en ingebruikstelling.(a)(b)(c)(d)(e)2 |Het principe van dePreflex-balk aan de handvan de verschillendestappen van het fabrica-geprocesbron: Preflex-balken,Brussel, N.V. Preflex3 |Paarsgewijze fabricagevan de Preflex-balkbron: Preflex-archief(collectie VakgroepArchitectuur &Stedenbouw, UGent)A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pGeschiedenis28 cement 2008 6die hij verwierf en de ingenieuze manier waarmeehij ze uitvoerde, is de paddestoelconstructie ingewapend en voorgespannen beton voor de bus-halte aan het Brusselse Zuidstation. Nadienzouden ze vaak in bouwtechnische tijdschriftenopduiken als advertentie voor zijn studiebureau(fig. 6).Eveneens in Brussel realiseerde Lipski `Parking 58'.Deze parkeergarage vormde de eerste schakel vaneen nieuwe keten parkings met grote capaciteit, omhet door Expo 58 toenemende autoverkeer en par-keerprobleem op te vangen. De omvang van deparkeergarage met elf verdiepingen en een opper-vlakte van 25 000 m? is vandaag misschien minderindrukwekkend, Lipski's ontwerp voor de internecirculatie heeft echter nog niets van zijn originelebeeldkracht verloren. Hij ontwierp een spiraalvor-mige oprit, waarbij twee auto's elkaar kunnenkruisen (f 4). Hij combineerde hiervoor gewapendbeton met voorgespannen beton: dit maakte groteoverspanningen mogelijk en tussenkolommenoverbodig, waardoor zowel het parkeren als het in-en uitrijden vlotter verliep [5].Op het terrein van de wereldtentoonstelling wasLipski verantwoordelijk voor de stabiliteit van ver-scheidene paviljoenen. Het meest innovatieve iswellicht het Transportpaviljoen (foto 5). De uiterstlichte constructie van dit gevelloze paviljoen bestonduit negentien vakwerkliggers in aluminium met eenoverspanning van 96 m. Deze liggers hadden hetprofiel van `gelijke weerstand' en bezorgden het dakzijn karakteristieke vleugelvorm. De liggers, onder-ling verbonden met dwarse vakwerkspanten, warenscharnierend opgelegd op twee rijen kolommen. Destabiliteit van deze dynamische constructie werdverzekerd door een uniek kabelsysteem dat perma-nent onder spanning werd gehouden met behulpvan veren. De elegante constructie kreeg internatio-nale waardering en werd in 1958 bekroond met de`R.S. Reynolds Memorial Award'. Pier Luigi Nervi,??n van de juryleden, prees de originaliteit van hetkabelsysteem en de manier waarop architectuur enconstructie perfect op elkaar waren afgestemd [6].Lipski droeg ook bij tot de theoretische ontwikke-ling van de ingenieurswetenschappen. Zo ontwik-kelde hij de `drie-stangentheorie', die tot een beterbegrip leidde van de dwarskrachtproblematiek ingewapend beton. De toenmalige PolytechnischeSchool van Delft bekroonde deze theorie met deprestigieuze ENCI-prijs.D e Z u i d e r t o r e nNaast originele bouwwerken en nieuwe theorie?n,blijft Lipski's naam onlosmakelijk verbonden metde Preflex-balk, zijn belangrijkste uitvinding. Hijontwikkelde de Preflex-balk tijdens een periode vanwederopbouw, gekenmerkt door een grote vernieu-wingsdrang en grootschalige programma's vanopenbare werken. Niet alleen ingenieurs maaktendankbaar gebruik van de nieuwe mogelijkheden diede Preflex-balk bood, ook enkele prominente archi-tecten uit die periode zoals L?on Stynen, VictorBourgeois en Willy Van Der Meeren pasten de balktoe in hun werk. Het succes van de Preflex-balkwordt bevestigd door een brochure uit 1965, die eenoverzicht biedt van de belangrijkste toepassingen:meer dan 500 worden er hierin opgesomd; nietalleen bruggen en tunnels, maar ook kantoorto-rens, winkelcentra, musea, scholen en industri?legebouwen [7].De meest markante toepassingen van de Preflex-balk zijn van Lipski's hand: in zijn functie als raad-gevend ingenieur stelde hij vaak zijn opdrachtge-vers voor om Preflex-liggers toe te passen, en ditmeestal op een zeer vooruitstrevende en gedurfdemanier. De Zuidertoren in Brussel, een 150 m hogekantoortoren met 37 verdiepingen (foto 7), ishiervan een sprekend voorbeeld [8].In het ontwerp van deze toren werd gestreefdnaar een optimale benutting van de kantoor-ruimte, zonder hinderlijke tussenkolommen.Dragende kolommen aan de rand van elke verdie-ping, zoals oorspronkelijk voorzien, zoudenechter de transparantie van de gevel zeer nadelig4 |Parkeergarage `Parking58' te Brussel [5]5 |Transportpaviljoen opExpo 58 te Brussel [5]A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pGeschie deniscement 2008 6 29be?nvloeden. Lipski stelde daarom voor de vier-kante kantoorvloeren, met zijden van 38,5 m, inuitkraging uit te voeren, ondersteund door ??ncentrale kern. Met een totale lengte van 38,5 m,waarvan een vrije uitkraging van 10 m aan elkuiteinde, werden in de Preflex-balken indrukwek-kende krachten opgewekt . Het hoeft niet te ver-bazen dat Lipski met dit ontwerp de superioriteitvan de Preflex-balk poogde aan te tonen. Hettransport en vooral de montage van de enormePreflex-balken (met een massa van 39 ton) warenal een heuse krachttoer op zichzelf.De uitkragingen zorgden nog voor een bijko-mende moeilijkheid, aangezien het loodrechtkruisen van twee Preflex-balken op hetzelfdeniveau onmogelijk was. Lipski ontwierp daaromeen constructie waarbij de verdiepingen per tweegekoppeld werden tot ??n constructief geheel.Elke verdieping bestond uit vier Preflex-balken,respectievelijk noord-zuid of oost-west geori?n-teerd, en vier ringbalken. Twee ringbalken rusttenrechtstreeks op de Preflex-balken, twee andereringbalken werden ondersteund door trekstangenof drukstaven die de belasting afleidden naar deboven- of onderliggende verdieping. Aangezien detrekstangen en drukstaven elk slechts een kleindeel van ??n vloerplaat ondersteunden, was hundoorsnede minimaal en waren ze nauwelijkszichtbaar in het gevelbeeld. Om het uitkragendeen `zwevende' karakter van de kantoortoren nog tebenadrukken, werd de doorsnede van de torenonderaan gereduceerd tot die van de centrale kern.Dit levert een indrukwekkend beeld op wanneermen onderaan de toren staat.Het succesverhaal van de Preflex-balk hield echterniet aan: de economische evolutie, waarbij arbeids-kosten steeds duurder werden, en de teloorgangvan de staalindustrie in de Benelux, maakten datde Preflex-balk niet meer concurrerend was metvoorgespannen beton. Afgeleide producten, zoalshet systeem `Flexstress', worden echter nog steedstoegepast, bijvoorbeeld bij de bouw van spoorweg-bruggen. nL i t e r a t u u r1. Bruggeling, A.S.G., Preflex-balken. Publicatienr. 3 in de serie Technische Documentatie derNSM, n.v. Nederlandse Spanbeton Mij, Alphenaan den Rijn, 1958.2. Onderhavige tekst is gebaseerd op een studievan het Preflex-archief (coll. Vakgroep Architec-tuur & Stedenbouw, UGent).3. Dobruszkes, A., Preflex-balken. Cement 1959nr. 4.4. Voor het theoretische werk rond de Preflex-balkliet Lipski zich bijstaan door Louis Baes, profes-sor burgerlijke bouwkunde aan de Universit?Libre de Bruxelles. In minder dan een jaar tijdwerden de nodige proefnemingen uitgevoerden een berekeningsmethode opgesteld. Deresultaten hiervan werden voorgesteld op hetEerste Internationaal Congres voor Voorgespan-nen beton, georganiseerd door Magnel in Gentin 1951.5. Studiebureau A. Lipski n.v. (overzichtspublica-tie). Brussel, Lipski, 1979.6. Lipski, A., Aluminium roof proves economical.Civil Engineering, oktober 1958.7. Lipski, A. en L. Baes, La poutre Pr?flex. Li?ge,Editions Desoer, 1965.8. Novgorodsky, L., La Tour du Midi ? Bruxelles. LaTechnique des Travaux 1966 nr. 11-12.6 |Advertentie van het stu-diebureau A. Lipski n.v.(bushalte aan hetZuidstation te Brussel)bron: Pr?contrainte ?Prestressing 1953, nr. 17 |Constructie van deZuidertoren te Brusselbron: Preflex-archief(collectie VakgroepArchitectuur &Stedenbouw, UGent)