? utiliteitsbouw ? architectonisch ontwerp ? prefabricage;ng.F. de Groot, Lo.v. Ingenieursburo Bartels, LochemHetenarme sport- en vrijetijdscentrum Sportiom in 's-Hertogenbosch biedt een voor onsland unieke combinatie van sporten en recre?ren. Bijzonder is echter ook het construc-tief ontwerp. Het oppervlak van het beton moest aan de hoogste afwerkingsklasse vol?doen en aan het lijnenspel in de talrijke in het zicht blijvende betonconstructies werdeneveneens zeer hoge eisen gesteld. Een zware opgave voor de constructeur die deze eisenmoestvertalen naareen constructiefontwerp. Metde nodigeinventiviteitwerden diversebijzondere betonconstructies en aansluitingen uitgedacht, die natuurlijk ook nog uit-voerbaar moesten zijn.GEDREVENDOORHETLIJNENSPELBIJZONDER CONSTRUCTIEF ONTWERP SPORTlOMIndeling van het SportiomSinds april 1998 beschikt 's-Hertogenboschover een sport- en vr?et?dscentrum dat nu alinternationaal de aandacht trekt. Sportiom,zoals het complex heet, herbergt diversefuncties. In de zogenoemde 'droge sector'bevinden zich een ijshockeybaan, een re-creatieve schaatsbaan in een decorvan eenberglandschap met ijsgrotten en verder nogeen sportzaal. In de 'natte sector' aan de an-dere zijde van het complex vindt de bezoe-ker een zeer uitgebreid subtropisch zwem-bad en een wedstrijdbad. Tussen deze tweesectoren bevinden zich de ontsluitings- enpersoneelsruimten, horeca en een gezond-heidscentrum met fitness-, aerobics- ensquashruimten en een sauna.Sportiom is een initiatief van de gemeente's-Hertogenbosch, dievervanging zochtvoorbestaande, verspreid liggende accommo-daties. HetEngelse architectenbureau Faulk-nerBrowns ontwierp het gebouw.De vestiging Lochem van IngenieursburoBartels had de taak om het strakke ontwerpvan FaulknerBrowns te vertalen naar eenconstructief ontwerp. Gezien de complexi-teit van het gebouw beperken we ons in ditartikel tot de constructieve oplossingen diezijn gevonden voor de droge sector. De uit"werking van de draagconstructie bleek hiernamelijk het meest gecompliceerd te z?n.OntwerpWie hetSportiom van devoorzijde naderton-derscheidt drie 'secties', die qua architec-tuur onderling afwijkend zijn, maar zich in to-taliteit toch als ??n geheel presenteren.wedstrijdbadr---------------------,I II II aarden wal II II Ikantorenrecreatie- zwembadIII IijshockeyI II II II Ir------~------------~----------?I II II aarden wal II II I26 CEMENT1998j12Het gebouw bestaat uit vijf niveaus: van viermeter onder maaiveld, tot twaalf meterdaarboven. Nog wat getallen: de grootstelengte is 185 meter en de grootste breedteis 113 meter en het hoogste punt bevindtzich op zestien meter boven maaiveld.De natte sector is aan de zuidzijde gesi"tueerd, in een ovaal bouwdeel met eentransparante gevel en een, schijnbaar vrij"hangend, stalen dak. Aan de noordzijde ligtde droge sector met een opvallend gebogendak dat aan ??n zijde overloopt in .een aar"den wal op maaiveldniveau. Op het hoogstepunt eindigt het dak in een grote wand diehet hele complex doorklieft en aan de voor"en achterzijde ooknog uitsteekt. De wand isniet massief, maar bestaat uit doosvormigekolommen die op regelmatige afstand vanelkaar staan. Op de plaatsen waar de wandaan de voor" en achterzijde uitsteekt, be-staat de gevel uit glazen bouwstenen.De twee secties zijn met elkaar verbondendoor een as van twaalf meter hoog. In dezeas bevinden zich drie rechthoekige torensvan zestien meter hoog, met gevels uit gla"zen bouwstenen. Aan de voorzijde bevindtzich de entreetoren, met de centrale entreeop 4,00 meter boven maaiveld. In het mid"den van de as staat een centrale toren enaan de andere zijde bevindt zich een glij"baantoren. Nadat de bezoekers via de en"treetoren zijn binnengekomen, waaieren zevia de centrale toren uit over het complex.Hoge kwaliteitseisenElementen die een snelle veroudering in uit"stralingen beleving van het complex zoudenveroorzaken, zijn achterwege gelaten. De ar"chitect heeftgekozen voor 'eerlijke' materia"len, in hoofdzaak beton en glas. In hetinteri"eur is het beton zoveel mogelijk in het zichtgebleven. Als we ook nog in ogenschouw ne-men dat de architect hoge eisen stelde aanhet afwerkingsniveau van het interieur, danwordt duidelijk dat het oppervlakvan het be"ton zeer vlak moest zijn.Het moest dan ookvoldoen aan de hoogste oppervlaktebeoor"delingsklasse uit NEN 6722: lA: Beton meteen glad oppervlak zonder nabewerking.'De hoge vlakheidseisen en het feit dat dedraagconstructies in het gebouw, ondankshet complexe karakter, veel repetitie verto-nen, leidde tot de keuze voor geprefabri"ceerde betonnen elementen. Bovendien re"sulteert deze keuze in een hoge bouwsnel"heid',vertelt projectleider en constructeur ir.Andr? de Witte van Ingenieursburo Bartels.Hij heeft samen met constructeur Ben Gr?"neveld en vestigingsdirecteur Andr? Hee"CEMENT1998/12De droge sectorin aanboUwrink, veel tijd in dit project gestopt.FaulknerBrowns stelde ook hoge eisen aanhet lijnenspel in het gebouw. Alle voegen ennaden moesten doorlopen en mochten nietplotseling worden onderbroken. De con"structeur vertelt: 'De architect was niet zogecharmeerd van de manier waarop we inNederland detailleren. Normaal werk je bijprefabricage bij de opleggingen met conso"les. Maar de architect wilde een doorgaandlijnenspel en hij wilde al helemaal geen op"legconstructies zien. Alles moest op eenharmonieuze wijze doorlopen. Hierdoormoesten we op veel plaatsen nieuwe opleg-constructies verzinnen.'Droge sectorDe constructeurs hebben nog het meestge-worsteld metde droge sector. Hiervaltvooralhet gebogen dak op. De draagconstructiebestaat uit 25 gebogen, geprefabriceerdebetonnen spanten, die rusten op de door"gaande geprefabriceerde betonnen wand.De geprefabriceerde wand is op een heel bij-zondere wijze geconstrueerd. Deze bestaatuitgeprefabriceerde dozen en wordt door dearchitect 'spine"wall' genoemd. De aandui"ding 'wand' is wat misleidend, want de con"structie bestaat eigenlijk uit holle, doosvor"mige kolommen die op regelmatige afstandvan elkaar staan. Iedere kolom is opge-bouwduit de al eerder genoemde betonnendozen. Deze elementen bestaan alleen uitvierwanden en worden in hetwerkgestapelden onderling gekoppeld door stekken. lede"re doos is 3,40 meter lang (is tevens defoto: Adde Kok, 's-Hertogenboschbreedte van de kolom) en 1,00 meterbreed.De opening tussen de kolommen is even-eens 3,40 meter, zodat een repeterend pa"troon van open en dichte wanddelen ont"staat.De hoogte van de dozen is bepaald door hethorizontale lijnenspel in het gebouw. Op eenhoogte van 1,33 meter (de verdiepings"hoogte van 4,00 meter is door drie gedeeld)lopen overal horizontale voegen. De hoogtevan de dozen is 2 x 1,33 meter == 2,66 meter.Om de horizontale voegen door te laten lo-pen zijn deze dozen op halve hoogte voor-zien van een horizontale schijnvoeg.De constructeur over de ontwikkeling van dedozen: 'We dachten, stapelen kunnen we inde bouw vanuit onze ervaring met prefabri"cage goed, dat wordt daarom ons uitgangs"punt. Stapel elementen op voor de kolom"men en leg daar balken overheen. De fabri"cagevan de dozen bij defabrikantvroegech-ter de nodige inventiviteit, want je kunt eenprefab doos met deze afmetingen heelmoeilijk aan de binnenzijde ontkisten. Bo"vendien moesthetoppervlak van de vier bui"tenzijden aan hoge eisen voldoen.Uiteindelijk zijn de wanden aan de binnen"kant ietstaps toelopend gemaakt, waardoorde dozen met twee eenvoudige en gelijkvor-mige mallen (onder" en bovenmal) te makenwaren. Na elke stort werd de bovenste maluit het element getrokken. Vervolgens werdhet element van de onderste mal getild.'27? utiliteitsbouw ? architectonisch ontwerp ? prefabricageOmdat de drie bovenste rijen dozen horizon-taal doorlopen, moesten voor deze toepas~sing andere geprefabriceerde elementenworden ontwikkeld. De onderste rij over-spant de afstand tussen de kolommen. Ge-kozen werd voor een langwerpige doos metbodem (vanwege het onderaanzicht terplaatse van de overspanning), door de con-structeurs tot 'U~bak' gedoopt. Een U-bak istwee keerzolang als een doos, zodat dezeinprincipe keurig op het midden van de kolom-men opgelegd kon worden (de openingentussen de kolommen zijn immers gelijk aande breedte van de kolommen zelf). De con-structeur: 'Dat wilde de architect niet, wantde verticale lijnen van de kolommen moes-ten doorlopen in de verticale voegen tussende bovenliggende rijen dozen. Hierdoor lijkthet net alsof de dozen boven de kolommengewoon zijn doorgestapeld en de andere do-zen er tussen zijn gehangen.'Door de eisen die aan de voegen werden ge-steld bleek het ook niet mogelijk om de do~zen op consoles tussen de kolommen tehangen. De betonnen bak is nu zo opgelegdop de kolommen dat de linkerzijde van debak gelijk ligt met de linkerzijde van eenko-lom. De rechterzijde ligt dan gelijk met de lin-kerzijde van de volgende kolom. De U-bak isop die plaats aan de onderzijde voorzien vaneen nok die ineen sparing valt van de vol~gendebak. Doordatde nok alleen in het mid-den van hetkopse eind van de bak zit, is deoplegging van buitenaf niet te zien.Spine?wallDe wand is elf vakken van 1,33 meter hoog.De bovenste drie rijen lopen door. In dezerijen zijn ook de spanten opgelegd. De af-drachtvan de krachten in combinatie metdeesthetische eisen van de architect resul-teerde in veel extra reken- en tekenwerk.Andr? de Witte vertelt: 'De horizontale voe-gen tussen de dozen lopen in het hele ge-bouw door. Dat geldt ook voor de verticalevoegen. Zelfs de plaatsen van de voegentussen de tegels op de vloeren zijn afge-stemd op de voegen in de wanden. Niets isaan het toeval overgelaten!'De hoge kwaliteitseisen die zijn gesteld aanhet betonoppervlak en het lijnenspel impli-ceerden al direct dat bij hetstapelen van deprefab dozen geen uitgevulde aangietope-ningen van de stekeinden te zien mochtenzijn. Men heeft daarom gekozen voor dozenwaarin de gaines verticaal doorlopen. Destekeinden zijn nu na het plaatsen van eendoos van bovenaf aangegoten met eenkrimparme gietmortel.Definitieve optieEen kolom opgebouwd uit dragendedoosvormige elementen. De elementenzijn op een hoogte van 1,33 meter voor-zien van een schijnvoeg. De wanden zijnaan de binnenzijde taps toelopend,zodat de binnenkistin defabriekgoed is te lossen. Een zelflos-sende binnenkist was te duur,vroeg meer binnenruimte, meerontkistingstijd en meer hande-lingen tijdens het lossen.Optie 2Een enkele middenkolom, waaraan dra-gende prefab U-elementen worden be-vestigd.Optie 3Een kolom opgebouwd uit dragende L-vormige prefab elementen.Optie 1Dragende betonnen kolommen waarte-gen prefab betonnen platen worden be-vestigd. Zoveel mogelijk werken metstandaard elementen.40voegvoegvoeg3380binnenkistbinnenkistschijnvoeg~~~~~~~~~~~===~~~,";250 40Ti!"IT---~~----ir-------+OverwegingenDe architect koos voor de laatste optie, omdat hierbij de verticale naden ontbreken. Hijstelde strenge eisen aan het lijnenspel in het sportcomplex. De kolommen moesten bo-vendien hol zijn, zodatze plaats konden bieden aan kanalen voor de luchtbehandeling inhet gebouw. De 'dubbele' hoogte (2 x 1,33 meter) bood als voordeel dat er minder ele-menten nodig waren en dat voor alle dozen dezelfde mal gebruikt kon worden. Hogereelementen waren niet wenselijk in verband met hetverticale transport tijdens hetontkis-ten.Voor de opbouw zijn dooringenieursburo Bartels verschillende opties ontwikkeld.Spine?wall: dozenDe 'spine-wall' is de doorgaande wand in de droge sector die bestaatuitholle, doosvormi-ge kolommen. Iedere kolom is opgebouwd uitprefab betonnen dozen met een lengte van3,40 meter(isook de kolombreedte), een breedte van 1,00meter (isgelijkaan de kolom-dikte) en een hoogte van 2,66 meter. De bovenste drie rijen lopen door over alle kolom~men en bestaan uit 'U-bakken'. Dit zijn open betonnen bakken.28 CEMENT1998/12CL.12500CLI.4000+Montage van een U-bakfoto: Ad de Kok, 's-Hertogenbosch8000+11880+,,'3400I :I i__~ l L _,------~---~---~---~~--.'..Eldersin deze uitgave van Cementwordt opde prefabricage van de spanten ingegaan.De spanten worden naar de oplegging in dewand toe steeds slanker. Iedere 'inhanglig-ger' is opgelegd in een soort uitkragendedook die in een doos is meegestort. Ook bijde spanten vroeg het lijnenspel veel aan-dacht. Zo is de kolomvoet om de 1,33 metervoorzien van horizontale schijnvoegen. Bij-zonder is ook de voeg tussen de uitkragingen de inhangligger. 'De voegranden moes-ten na de montage van de inhangliggereven-wijdig blijven lopen. Het zijn allemaal detailsdie veel aandacht vroegen', aldus de con-structeur.34006800.'1111;;-0"""":L2._CLI3400~-----~-----~-----~--~-----~ -----~~-----~--~-~--I I IJ I: I detail)-- f I: I I : I I-{------"-----r----------+ -f------------r----------+: I : : ," :: I : : I :I II II I r I I I-1------------r"-"-------"}- -1--"---------r-----------t-I :I :_______l~ J__~__~ _-~---~-~-~----~---~--------~-I I I :r-- voeg I .1-- schijnvoeg I !-r-~ l ~ __J ~_--~----C_- _-':-J_~_~l -L--- _Spine-wall: U-bakkenDe bovenste drie lagen van despine-wall bestaan niet uit gewone dozen, maar uit zoge-noemde 'U-bakken'. Aan de U-bakken werden de volgende eisen gesteld: peil? geschikt voor oplegging van de betonspanten van de droge sector; ~~!i!!'!!!~? geschikt voor het herbergen van luchtkanalen;? onzichtbare opleggingen: dus doorgaande verticale naden.Gezien de eisen viel de keuze op open 'U-bakken' zonder dwarsschotten (in verband metde luchtkanalen). De lengte van de bakken istwee keer die van de dozen: 2 x 3,40 = 6,80 r-~~~~~~~~~~~~~~~--"meter. Hierdoorwaren minder U-bakken nodig en ook minder opleggingen tussen de ele-menten. Om de verticale voegen niette onderbreken zijn de bakken halverwege voorzienvan een verticale schijnvoeg, zodat het lijkt alsof de dozen naar boven toe gewoon zijndoorgestapeld.Vanwege het lijnenspel was de constructeurgedwongen om een inwendige nokopleggingte ontwerpen.SpantenDe gebogen spanten zijn niet zonder slag ofstoot tot stand gekomen. Er zijn diverse al-ternatieven in hout, staal en beton bekeken.De architect koos uiteindelijk voor betonnenspanten, omdat hij in dit complex stalen ofhouten spanten niet mooi vond. De con-structeurmerkt op: 'Opmerkelijk was datsta-len spanten goedkoper waren, maar de es-thetische eigenschappen wogen hier duide-lijk zwaarder.'Na diverse alternatieven voor de betonnenspanten kwam men uit op een massievedoorsnede. De spanten zijn ingeklemd in defundering en bestaan uit eenkolomvoet,een uitkraging en eeninhangligger.CEMENT1998/12 29? utiliteitsbouw ? architectonisch ontwerp ? prefabricageBoogspantenDe keuze van de uiteindelijke vormgeving en hetmateriaalgebruik heeft bij de boogspan-ten veel tijd gekost. In eerste instantie werd gedachtaan houten spanten, maardie blekenvoor dit project economisch nietinteressantte zijn. Nadien zijn alternatieven bekeken instaal en beton. Bij staal werd gedacht aan IPE-achtige vollewandliggers of vakwerkspan-ten. Uiteindelijk heeftdearchitectuitesthetische overwegingen voor beton gekozen, hoe-wel stalen spanten in dit project goedkoper bleken te zijn.Er zijn diverse betonnen spantvormen bekeken.?UitdagingAndr? de Witte kijkt met gemengde gevoe"lens terug op het project, waarbij de trotsoverheerst: 'We zijn trots op het eindresul-taat. Het complex geeft aan wat er met pre-fab beton allemaal mogelijk is. Naast de al-gemeen bekende standaard prefab-beton-oplossingen dwong de architect ons na tedenken over nieuwe, nog niet eerder uitge-voerde aansluitingen en detailleringen. Innauw overlegmet de leverancier van de pre-fab-betonelementen zijn uitvoerbare detail-leringen ontworpen, zogenoemde P-details.Hierbij is de nodige creativiteit van de ont-werpende en uitvoerende partij met betrek-king tot prefab-betonconstructies gebun-deld. De hierdoor vergaarde kennis kunnenwe ook bij nieuwe projecten gebruiken. Hetiswel belangrijk om in de besteksfase tijd tenemen voor de zeer hoge ontwerpeisen endetailleringen, zoals die bij dit project zijn ge-steld. Hierdoor wordt voorkomen dat er pro-blemen ontstaan in de uitvoeringsfase.'Andr? de Witte legt daarmee de vinger op degevoelige plek bij de samenwerking tussenarchitect, bouwmanagement en construc-teur: de communicatie. 'In het ontwerppro-ces moetvoldoendetijd en ruimte zijn om bij-zondere detailleringen en elementen te ont-wikkelen naar de idee?n van de architect. Bijdit project zat de architect in Engeland enverliep de communicatie via het bouwmana"gement. Doordat de door de architect ge-stelde hoge eisen niet altijd pasten binnenhet beschikbare budget, kwam het regelma"tig voor dat oplossingen die bedacht warenweer herzien moesten worden. Bij dergelijkeprojecten is het dan ook wenselijk een pro-jectarchitect op locatie te hebben, zodatadequaat en oplossingsgericht kan wordengewerkt. Ja, het was soms wel eens fruste-rend. Maar het positieve gevoel overheerstgelukkig.'BetrokkenenOpdrachtgever: Gemeente 's-Hertogen-bosch en Lib?ma bv, RosmalenDirectie en bouwmanagement: Hevo Bouw-manegement bv, 's-HertogenboschArchitect: FaulknerBrowns, Newcastle (UK)Bouwkundige aannemer: V.o.f. SVCDe Vliert,Habo/Besix, Den Haag/BrusselConstructeur: Ingenieursburo Bartels,LochemInfrastructuur: Infratech bv, RosmalenLeverancier spanten: Beton Son bv, SonLeverancier prefab draagconstructie:Schokbeton bv, ZwijndrechtOptie 2Een massieve ligger bleek meer voorde-len te bieden door de eenvoudiger bekis-ting en het feit dat de doorsnede meerruimte bood aan de voorspanstrengen.Deze doorsnede was dus goedkoper uitte voeren dan de V-vormige ligger.Optie 3Uiteindelijk is de definitieve vorm be-paald. Hierbij is de ligger aan de bovenzij-de ingekast, zodat de geprofileerde sta-len dakplaten hierin konden worden op-gelegd. Hierdoor bleef de totale con-structiehoogte van de dakconstructiebeperkt.Optie 1In eerste instantie werd gedacht aan eenV-vormige betonnen ligger. Nadelen vandeze vorm waren: lastig bekisten in ver-band met de verlopende vorm en weinigruimte voor voorspanstrengen. Voordeelwas het relatief geringe gewicht.30 CEMENT1998/12inklemming in funderinginwendige tandconstructieIIIIIuitkraging IIoplegnok spine-wallI--,I dookverbmdlng --------III verticale voeg gevuld -"'-=--"tft'"'-ilI met krimpvrije gietmortelI oplegmateriaal - - - - - , "IIstatisch systeemStatisch systeem van de spantconstructie. De spanten zijn aan ??n zijde ingeklemd en vrijopgelegd in de spine-wall.leder spant bestaatuit een inhangligger, een uitkraging en een kolomvoet. De inhanglig-geriszo opgelegd in de uitkragingdatgeen oplegging zichtbaaris. Daartoe heeftmen eensoort inwendige tandoplegging gecre?erd. De architect stelde ook nog als eis dat debreedte van de voeg ter plaatse van de oplegging constant moest zijn. Vanwege de on-voorspelbaarheid van de werkelijke zakking, en daarmee gaping van de voeg, was datgeen eenvoudige opgave.Oplegging spantenDe spanten zijn opgelegd in de U-bakkenvan de spine-wall. Voor de opleggingenzijn gestyleerde nokken aangebracht inprefab U-bakken. Ook hier werden doorde architect weer hoge eisen gesteld aanhetafwerkingsniveau. De uitdaging wasdook verbindingr~~-~-----~--~lt-~-~-~~---~- I-I -----------,I IIr:~-;;------ ----~~;-;:1 I: : I::( :{~~~ .p.'P":{ ::: II I:}: ~=:::.::::: :::=::=:;. ::: II I I::: ., :: ::: I:" " :: ::: I: : IL_:" " :: ::: _JI l ~----~ J II II IL~ Jom met ??n standaardkist alle afwijken-de U"bakken met nokken te kunnen ma-ken. Uiteindelijk is gekozen voor twee on-afhankelijke prefab elementen die in eentweede stort aan elkaar zijn gekoppeld.Het eerste element is een standaard U-bak met een ronde sparing 0 790 mmoHet tweede element is de ronde op-legnok0 750mm. Deze oplegnok is in deronde sparing geschoven. Vervolgens isrondom de nok, begrensd door verlorenbekisting aan weerszijden van die nok,beton gestort. Door zowel aan de beidezijkanten van de nok als aan de binnenzij-devan de U-bak instortvoorzieningen opte nemen was het mogelijk om op eeneenvoudige wijze in de tweede stort eenverbinding te maken.r-"-r --_stekankersr-~--oplegnokoplegmateriaalOplegging van een spant op de console foto: Ad de Kok, 's-HettogenboschCEMENT1998j12 31