HOOFDKANTOOR NATIONALE NEDERLANDEN 150 M HOOGir.AJ. de Boo, Aronsohn raadgevende ingenieurs BV, Rotterdamir.D.G.Mans, Ingenieursbureau Grabowsky & Poort BV, Den HaagVan alle projecten die thans aan het Weena in uitvoerlng zijn, Is dat voor NatlonaleNederlanden het meest in het oog springend. Alleen al door de formidabele hoogte, namelljk150 m. Daarm.ee Is het voorlopig het hoogste kantoorgebouw van Nederfand. Het ontwerp vanarchitect Abe Bonnema heeft ruime publiciteitgetrokken. Dit artikel Is de eerste publikatle waarin het constructief ontwerp wordt toegelicht.oor de vestiging van een nieuwhoofdkantoor te Rotterdam konhet verzekeringsconcernNationale Nederlanden beschikkenover een terrein van circa een hectare,direct gelegen naast het plein voor hetCentraal Station. Het stedebouwkundigplan voorzag in de ontwikkeling vangrootschalige bebouwing aan hetWeena, de schakel tussen stadscentrumen Centraal Station. Een belangrijk ge-geven was de doorkruising van het ter-rein door de in het begin van de jarenzestig gebouwde metro. Denieuwbouw kreeg de naam 'DelftsePoort', daarmee verwijzend naar de in1764 op deze plaats gebouwde poort ennaar het voormalig station. Terassistentie bij de planontwikkeling envoor inbreng van technische advie-zenverzekerde de opdrachtgever, NationaleNederlanden VastGoed, zich van dehulp van twee adviesbureaus, Aron-sohn en Grabowsky & Poort.VAlvorens het architectonisch ontwerp testarten werd het wensenpakket van deopdrachtgever vertaald in een program-ma van eisen en werd een haalbaar-heidsstudie uitgevoerd. Dit resulteerdeonder meer in de volgende uitgangs-punten:- circa 70.000 m2bruto-vloeroppervlakten behoeve van kantoren, over tweegebouwen verdeeld, met een vrije in-deelbaarheid op een moduul van 1,80m, kamerdiepten van 5,40 m en 7,20m, gangbreedte van 1,80 m en bijCement 1990 nr. 4 21UTILITEITSBOUW _______ CONSTRUCTIEF ONTWERPvoorkeur vlakke binnengevels;- circa 15.000 m2bruto-vloeroppervlakten behoeve van diverse functies;- circa 1.200 parkeerplaatsen.Op basis van de verrichte voorstudieszijn hier ook enige constructieve hand-reikingen aan toegevoegd, vooral metbetrekking tot de aanwezigheid van demetro, de funderingsmogelijkheden ende stabiliteitsvoorzieningen in hoge ge-bouwen.In mei 1986 is aan vijf architecten ge-vraagd een ontwerp te maken. Na eenanalyse van de plannen is in november1986 door de raad van bestuur van Na-tionale Nederlanden gekozen voor hetontwerp van architect ir. A. Bonnema.Dit plan is nader uitgewerkt door eenbouwteam, bestaande uit opdrachtge-ver, architect, constructeurs en diverseadviseurs. Na de totstandkoming vaneen definitief ontwerp is de aannemergeselecteerd. Vervolgens is het plan indelen besteksgereed gemaakt en opge-dragen. De eerste opdracht, voor bouw-put en paalfundering, had plaats in au-gustus 1988; de oplevering is geplandmedio 1991.Omschrijving van het gebouwHet beschikbare terrein is circa 100 x 100m2; de metro doorkruist dit terrein inOost-West richting op een diepte vancirca 4 tot 10 m onder maaiveld (fig. l).De onderbouw (bouwdeel 0) bestaat uiteen kelderlaag ten behoeve van technieken parkeren en vier bovengrondsebouwlagen ten behoeve van diversefuncties, waaronder eveneens parkeren.Aan de Noordzijde van de metro is eengebouw van deels 70 m, deels 150 mhoog voorzien (bouwdeel 1), aan deZuidzijde een gebouw van deels 45 m,deels 93 m hoog (bouwdeel 2). Eenderde bouwdeel van 36 m hoog istussen beide hoogbouwen in op de ge-noemde onderbouw geplaatst.De uitdaging van hoogbouwBij een hoogbouw wordt de ontwerper,meer dan anders, gedwongen zich re-kenschap te geven van de samenhangtussen ontwerp, voorbereidingstijd,bouwtijd en stichtingskosten. Hetconstructief ontwerp en de materi-aalkeuze hebben invloed op de wijze ensnelheid van bouwen. Op onderdelenkan soms een keuze worden gemaaktzonder het totale concept te beinvloe-den, meestal zal echter een integrale be-schouwing noodzakelijk zijn. Debruikbaarheid van het gebouw wordtbei'nvloed door de keuze van con-structie, materiaal en materiaalkwali-teit. Kolommen kunnen zo groot wor-den, dat ze een belemmering gaan vor-men, stabiliteitswanden kunnen de in-deelbaarheid beinvloeden. Het eigengewicht van de constructie bepaalt me-de de dimensies van kolommen en fun-deringsmogelij kheden. Bouwtijd eninvesteringskosten zijn on-losmakelijkmet elkaar verbonden. Een extrapolatievan de gebruikelijke bouwtijd vanlaagbouw naar hoogbouw leidt totaanzienlijke toename van de rente-verliezen. Het is noodzakelijk anderebouwmethoden toe te passen om dit tevoorkomen. Ook de voorbereidingstijdspeelt een rol bij het oplossen van huis-vestingsproblemen en de actualiteits-waarde van de nieuwbouw.Voor dit project hebben genoemde af-wegingen geleid tot een gebouwcon-structie in overwegend gewapend envoorgespannen beton, voor belangrijkedelen geprefabriceerd en waar zinvolonder toepassing van hoge materiaal-kwaliteiten en wapeningspercentages.Bij de behandeling van de diverse con-structieonderdelen wordt een en andernader toegelicht.Ter voorkoming van tijdverlies in devoorbereidingsfase is na de totstandko-ming van het voorlopig ontwerp de aan-nemersselectie gestart. Aan de hand vanhoeveelhedenstaten en ontwerpteke-ningen hebben een drietal aannemers-combinaties bouwkosten en bouwtijdbepaald en een uitvoeringsmethodiekontwikkeld.22 Cement 1990 nr. 4UTILITEITSBOUW CONSTRUCTIEF ONTWERP TConstructief ontwerp (fig. 2 en 3)Bouwdelen 1 en 2De draagstructuur van bouwdeel 1 is inhoofdzaak als volgt:- een gewapend-betonnen funde-ringsplaat met een dikte van 2,50 tot 3m, gefundeerd op voorgespannen be-tonpalen;- tussen 3,30 m onder en 18,35 m bovenpeil enkele doorlopende wanden, als-mede gewapend-betonnen kolom-men, diameter 1,40 m, in een stramienvan 10,80 x 13,60 m2;- tussen 18,35 m en 22,50 m boven peileen doosconstructie van gewapendbeton als overgang tussen de kolom-men en de gevelwanden;- tussen 22,50 m en 150 m boven peildragende gevels en wanden van gewa-pend beton, van gevel naar gevel dra-gende voorgespannen betonvloerenmet een overspanning van 14,40 m.De ontworpen draagstructuur speeltdaarmee in op het architectonisch ont-werp van een hoogbouw, die door uit deonderbouw komende kolommen wordtgedragen, gesteund door een aan de kopvan de hoogbouw geplaatste steunbeeren een door de onderbouw heengaandekern met schachten ten behoeve van lif-ten en trappenhuizen. De stabiliteit vande hoogbouw wordt verkregen door hetstelsel van verticale wanden endragende gevels, voor een deelafgesteund via de doos op de onder-liggende kolommen, voor een anderdeel als schacht direct doorlopend naarde fundering.De draagconstructie is aan de buiten-zijde geisoleerd. De gevels zijn gedeelte-lij k bekleed met in aluminium profielengevat glas, gedeeltelijk met natuursteen.Bouwdeel 2 is op overeenkomstige wij-ze ontworpen.Bouwdeel 0Bouwdeel 0 is ter plaatse van de proj ee-rie van bouwdelen 1 en 2 ontworpen opeen stramien van 10,80 x 6,40, respectie-velijk 7,20 m2, in het middendeel vanhet terrein op een stramien van 16,20 x7,20 m2. Ter plaatse van de metro zijn inde kelder voorgespannen dragendewanden voorzien, h.o.h. 16,20 m, die demetro in Noord-Zuid richting over-bruggen en waarop de bovenliggendebebouwing is afgesteund. De onderlin-ge afstand van de wanden is gekozen inverband met een optimale indeling vande parkeergarage op de niveaus -1, 1 en2. De vloerconstrucries zijn overwegendopgebouwd uit balken en voorgespan-nen vloerplaten. In verband met de teverwachten zettingsverschillen is hetgebouweomplex op twee plaatsen inOost-West richting gedilateerd.Enige gebruikte sterkteklassen en mate-riaalsoorten:- voorgespannen, geprefabriceerde on-derdelen: B 55;- in het werk gestorte kolommen onderde hoogbouw en voorgespannen bal-ken: B 45;- in het werk gestorte wanden en overi-ge kolommen: B 35;- in het werk gestorte vloeren en druk-lagen: B 25;- wapeningsstaal FeB 500;- voorspanstaal FeP 1860.Fundering en bouwputEen karakteristieke sondering van deondergrond is weergegeven in figuur 4.De aanwezige metrobuis is indertijd alsafgezonken tunnel op palen gefundeerdin de eerste zandlaag op circa 21 m -NAP. De draagkracht van deze eerstezandlaag tussen 18 m - NAP en 35 m -NAP is voldoende om ook het gebouw-eomplex door middel van palen op tefunderen. Door de aanwezigheid van dekleilaag tussen 35 en 51 m - NAP zullenzettingen optreden tot maximaal circa80 mm. Deze zijn voor de gebouweon-structies niet bezwaarlijk, onder meerdoor toepassing van een tweetal dilata-ties.Ondanks het feit dat de hoge bouwde-len zover als mogelijk van de metro zijngeplaatst, zullen ter plaatse van de metrozettingen optreden tot circa 50 mm. Uithet overleg met de eigenaar van de me-tro, de RET, en zijn adviseur Gemeente-werken Rotterdam, bleken de zettings-verschillen die in dwars- en langsrich-ting van de metro zouden optreden, inverband met de spoorligging en desterkte en vervormingscapaciteit van demetrobuis, niet aanvaardbaar. Ont-werpaanpassingen van het gebouw in devorm van diepere kelders en/of lichterebouweonstrucries bleken niet afdoende,dan wel op grond van kosten niet aan-trekkelijk.In nauwe samenwerking met Gemeen-tewerken Rotterdam en Grondmecha-nica Delft zijn de volgende oplossingenbeschouwd:- het gebouw funderen op circa 55 m -NAP;- de metro voorzien van een nieuwepaalfundering op circa 55 m - NAP;- de metro voorzien van een nieuwepaalfundering op circa 27 m - NAP,met een nastelmogelijkheid ter com-pensatie van zettingen.Laatstgenoemde oplossing bleek finan-cieel en technisch de meest aantrekkelij-ke en is dan ook uitgevoerd (fig. 5), zieCement 1990 nr. 4 25UT1LITEITSBOUW ICONSTRUCTIEF ONTWERPook Cement 1989, nr. 2, biz. 6 t.m. 12. Hetvoegprofiel tussen metro en vijzelkeldermoet de vervormingen ten gevolge van hetopvijzelen van de metro, naar ver-wachtingcirca 50 mm, kunnen opne-men. Toegepastis het profiel Vredestein W9UI.Door het ontlasten van de ondergrond tengevolge van ontgraving en voorbe-lastingin eerdere geologische tijdper-ken zullen dezettingen, voortkomend uit de consolidatievan de kleilaag, zich eerst belangrijkmanifesteren na over-schrijding vangenoemde voorbelasting. Tijdseffecten inhet samendrukkings-proces zullen totgevolg hebben dat de zettingen ook naafloop van de bouw nog zullen toenemen.Dat heeft tot gevolg dat de vijzels ook nade bouw nog enige tijd operationeel zullenblijven.PaalfunderingDe paalfundering van het gebouwcom-plexis uitgevoerd met geprefabriceerdevoorgespannen betonpalen, 450 x 450 en400 x 500 mm2, in lengte varierend vancirca 23 tot circa 28 m, met een paal-belasting van maximaal 2500 kN. Terplaatse van de grootste paalconcentra-tiesbedraagt de grondverdringing circa 5,5%.Een en ander bleek nog goed uit-voerbaar(foto 6).Wei moesten maatregelen worden ge-nomen, in de vorm van voorboren, om tevoorkomen dat door de grotere paal-concentraties aan de noordzijde van demetro, deze in zuidelijke richting zouworden gedreven.\J Palenveld/ Wapening funderingsplaatFunderingsplaatDe monoliete funderingsplaat vanbouwdeel 1 is in drie delen gestort. Elkdeel werd in twee dagen (met een on-derbreking 's nachts) gestort. Ter beper-king van de warmteontwikkeling is eenbetonsamenstelling per m3toegepast met280 kg hoogovencement klasse A, 30 kgvliegas, vertrager en een water-ce-mentfactor van 0,54. Het maximaletemperatuurverschil tussen oppervlak enhart van de constructie bedroeg 35 ?C enwerd bereikt na vier dagen. De foto's 7a enb tonen de wapening van defunderingsplaat.BouwputHet freatisch water reikt tot circa 1 a 2 m-NAP.De vereiste bouwputdiepte bedraagtcirca 7m- NAP.Ter voorkoming van bei'nvloeding van deomgeving is een gesloten bouwputontworpen, geformeerd uit tijdelijkedamwanden, verankerd met verwijder-baregroutankers.Ter plaatse van de metro is een onder-breking van de gesloten bouwputwand niette voorkomen. Ten gevolge van debouwwijze van de metro (afzinken) waseen spleet onder de metro aanwezig. Terbeperking van de watertoetreding tot debouwput is deze spleet vanuit een naast demetro verticaal geplaatste buis ge-vuld metgrout.Overbrugging van de metroOnder meer als compensatie voor deverwijderde grond van het metrodek is dezevoorzien van een ballastlaag van beton. Hetmetrodek is daarmee op het-zelfde niveaugekomen als de overigekeldervloer en vormt ter plaatse de par-keervloer. Tussen metro en gebouw iseen volledige dilatatie voorzien. Over demetro zij n wanden geplaatst, dikte over-wegend 0,90 m, h.o.h. 16,20 m, hoogte2,85 m, ter opvang van de bovenlig-gende vloeren. Door gefaseerde voor-spanning blijven de verticale vervor-mingen beperkt en wordt een economi-sche wapeningsconstructie verkregen.Tussen het metrodek en deze wanden isuiteraard ruimte gehouden om het ge-bouw te kunnen laten zakken, terwijl demetro door middel van vijzels min ofmeer op zijn plaats kan worden gehou-den.Stabiliteit en dynamisch gedragDe dwarsafmeting van bouwdeel 1 be-draagt ter plaatse van de kantoor-vleugels slechts circa 15 m. Dankzij deschakeling in de plattegrond van het ho-ge en het lage deel ontstaat een kernge-bied met een dwarsafmeting van circa22 m. In het ontwerp is tevens een steun-beer opgenomen in de kopgevel van hethoge bouwdeel, met een dwarsafmetingop het laagste punt van circa 22 m.Uitgangspunt voor de detaillering is eenmin of meer volledig monoliete verbin-ding van gevelwanden onderling en ge-velwanden met dwarswanden. Op dezewijze wordt vanaf de doos naar boveneen buisvormige constructie verkregen.Rekening houdend met een verende in-klemming in de paalfundering en dekolommen, wordt voor het gebouw eenuitbuiging van circa 100 mm gevondenten gevolge van een statische windbelas-ting van 1,4 kN/m2. Voor desterkteberekeningen is dewindbelasting vermenigvuldigd meteen factor 1,2, om de invloed van dyna-mische vergrotingen in rekening tebrengen.De eigen frequentie in dwarsrichting isberekend op circa 0,27 Hz. De dynami-sche invloed van de wind en de beoorde-ling van de aanvaardbaarheid van detrillingen voor personen in het gebouwis onder meer bepaald met behulp vande concept-norm TGB 1990 'Belastin-gen en vervormingen'. De amplitudevan de dynamische beweging is daarbijvastgesteld op circa 25 mm; deze is on-der meer gebaseerd op een overschrij-dingskans van eenmaal per jaar. De op-tredende maximale versnelling volgtdan uit:a = (2n -ff 0,025 = 0,07 m/slDezeligt royaal onder de gestelde grens (fig. 8).Detaillering dragende gevels enwanden (fig. 9 en 10) Het constructiefontwerp vereist een min of meermonoliete uitvoering van de wanden.In verband met de korte bouwtijd, degewenste hoge sterkte-klasse en deeisen ten aanzien van het ui-terlijk vande binnenzijde van de gevelwanden,was er een sterke voorkeur voorprefabricage. De gekozen uitvoerings-methode behelsde onder meer een doormiddel van glijbekisting vooraf opge-trokken kern met liftschachten, trap-penhuizen en aangrenzende vertrekken.Dit heeft geleid tot een verdeling in ge-prefabriceerde en in het werk gestorteelementen zoals aangegeven in figuur 3.De gevelwanden zijn grotendeels 0,30m dik, de penantafmetingen 0,30 x 0,60m2per 1,80 m, sterkteklasse B 55, maxi-maal toegepast wapeningspercentage8%. In het hoge bouwdeel is aan denoordzijde over 48 m een gevelwand-dikte van 0,40 m toegepast. Dit was no-dig om de excentriciteit tussen dezwaartepunten van de werkzame be-tondoorsnede en de belasting te verklei-nen en de spanningsverhoging, welkehieruit volgt, op te nemen. Ook de in-teractie tussen gebouw en ondergrondleidde tot een grotere belasting in denoordgevel dan in de zuidgevel.Ter verkrij ging van een monoliet gedragvan de uit geprefabriceerde elementenopgebouwde geveldelen zijn diversevoegconstructies beschouwd. Gekozenis voor het plaatsen van de elementen inverband, in combinatie met geinjec-teerde, getande voegen. Voor de bepa-ling van de krachtsverdeling in de wan-den zijn deze met behulp van een lineairelastische elementenmethode doorge-rekend. Daarbij is in verband met inter-actie tussen fundering en ondergrondde veerstijfheid van de fundering geva-rieerd ter vaststelling van de variatie vankrachten.In de te glijden wanden en de gepre-fabriceerde gevelwanden zijn koppelin-gen ten behoeve van de in het werk ge-storte sluitwanden opgenomen.Ter plaatse van de overgang van gevel-wanden naar kolommen zijn in hetwerk gestorte wanden ter dikte van dekolom ontworpen. De excentriciteit vande dragende gevel ten opzichte van dekolommen wordt opgenomen door dedoosvormige constructie ter plaatse vande vloerniveaus 5 en 6 en de wanden. Dekolommen zijn maximaal van 8% wape-ning voorzien, de doorkoppeling van dewapeningsstaven vindt in dat gevalplaats door middel van G-locks. Dekruising van kolommen en balken ver-eist bij dergelij ke wapeningspercentageszorgvuldige maatvoering.Geprefabriceerde vloerconstruc-tievan de hoogbouw (fig. 9 en 10) Bij dekeuze voor een kolomvrije vloer-overspanning van gevel naar gevel heb-ben de volgende factoren een rol ge-speeld:- de wens de hoogbouw visueel alleen telaten dragen door kolommen onderde gevels;- de functionele voordelen van kolom-vrije ruimten;- de verticale zonering van constructie,installaties en afwerking;- de constructieve mogelijkheden enkosten.Door gedeeltelijke integratie van instal-Cement 1990 nr. 4 27UTILITEITSBOUW CONSTRUCTEF ONTWERPlatie en constructiezone, waardoor eenverdiepingshoogte van 3,60 m mogelijkwerd, alsmede door het ontwerp van eenop economische wijze te vervaardigengeprefabriceerde, voorgespannenvloerplaat, kon een optimaal resultaatworden verkregen.Door het formeren van een monolieteverbinding met de dragende gevelwordt een gunstiger gedrag van de vloerten aanzien van de doorbuiging verkre-gen, terwijl ook de opbuiging ten gevol-ge van de voorspanning kan wordenverminderd door het kiezen van een la-gere voorspanning. De doorbuiging vande vloer ten gevolge van de veranderlij-ke belasting (4 kN/m2) bedraagt circa 10mm; door de voorspanning ontstaat eenopbuiging in de vloeren van circa 35mm.Naast het dragen van de verticale belas-ting dienen de vloeren de dragende ge-vels te koppelen en als schijf te fungeren.Uit de berekeningen van de overall-constructie volgen ter plaatse van deveranderingen van stijfheid van het ge-bouw (ter plaatse van de verjonging)concentraties van schijfkrachten. Tervoorkoming van vertraging in de uit-voering en ter verkrijging van een mini-male verdiepingshoogte is een con-structie zonder druklaag ontworpen. Devoegen tussen de vloerplaten zij n gevuldmet beton. Uit de koppen van de vloer-elementen steekt wapening, die via eenin het werk gestorte strook verbonden ismet in de dragende gevelelementen ge-schroefde wapening. In deze strook istevens de trekbandwapening opgeno--men. Ook de gevel levert een aandeel inde trekband, dankzij de verspringendeverticale voegen.Uitvoering van de hoogbcrawDe wanden in het kerngebied wordendoor middel van een glijbekisting uitge-voerd. De eerste glijfase ging tot 22 m, detweede glijfase van 22 tot 150 m (bouw-deel 1). De glijsnelheid bedroeg 3 a 4 mper etmaal. Tot en met de doosconstruc-tie werden de kolommen, balken, vloe-ren en overige wanden deels uitgevoerdals geprefabriceerde, deels als in hetwerk gestorte betonconstructies.Door de aannemer is een hijsloods ont-worpen, die zelfklimmend is en waar-mee het verticaal transport en de mon-tage van de geprefabriceerde vloer- engevelelementen boven de dooscon-structie plaatsheeft. Deze montageme-thode heeft ten opzichte van kranen hetgrote voordeel van een betere geleidingvan het verticaal transport en de gunsti-ge (binnen)condities op de montage-plaats; de planning is gebaseerd op eenmontagesnelheid van een verdiepingper week.TenslotteFoto 11 toont de stand van het werk injanuari 1990. Op het moment van ver-schijnen van dit artikel zullen de glij-werkzaamheden van de kerngebiedenvan bouwdeel 1 en 2 zijn afgerond. Dehoogste punten zijn daarmee bereikt.De montage van de vloerconstructie endragende gevels van bouwdeel 1 is danin voile gang. Weldra zullen bouwdeel 2en bouwdeel 3 volgen. De ruwbouw zal0 Aansluiting vloer- engevelelementenomstreeks de jaarwisseling 1990 - 1991zij n afgerond. De gevelbekledingen vol-gen de ruwbouw op enige afstand. Begin1991 zal het gebouw zijn definitieve ui-terlijk hebben verkregen en is Rotter-dam een imposant gebouw rijker.28 Cement 1990 nr. 41