A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pGlasconstr uc ties14 cement 2008 2Wereldwijd opent Apple showrooms met als kenmerkimposante trappen van louter helder glas. De onder-grondse Apple Store op 5th Avenue in New York gaat eenstap verder. Het entreegebouwtje boven de grond is eenvolledig transparante glazen kubus. In het hart van dekubus `spiraalt' een glazen trap naar beneden rond deglascilinder van een panoramalift. Voor de realisatie vandit ontwerp zijn vernieuwende verbindings- en productie-technieken ontwikkeld die nieuwe perspectieven biedenvoor de toepassing van constructief glas. Door glas enstaal te verlijmen ontstaat een krachtige materiaalsyn-these vergelijkbaar met die van staal en beton.Op een plein in de zuidoosthoek van Central Parkaan 5th Avenue staat sinds vorig jaar een volledigtransparante kubus die toegang geeft tot de onder-grondse winkel van Apple (foto 1). Met als enigornament het stalen, verlichte Apple-logo dat cen-traal in de ruimte hangt en de ingang markeert,lijkt het glazen volume eerder een hologram dantastbare materie. De glaskubus van 10 x 10 m2isgeplaatst over een vierkant gat in de pleinvloer.Achter de centrale deuropening van circa 3 x 3 m2leidt een glazen loopbrug de bezoeker naar eenwijde wenteltrap. De trap wikkelt zich spiraalsge-wijs naar beneden af rondom de glascilinder vaneen panoramalift. Inmiddels maken de markanteglazen trappen deel uit van de `corporate identity'van Apple. Apple verkreeg onlangs het US-patentop de glazen trapconstructies en de constructieveverbindingstechniek van de treden (foto 2). In sub-tiele RVS verbindingselementen die deels fabrieks-matig tijdens het lamineerproces in de glastredenzijn verlijmd, worden bouten geschroefd die detrapbelasting overbrengen naar de dragende glaspa-nelen van de balustrade.De draagconstructie van de kubus is opgebouwd uit`kolommen' in de vorm van verticale glasvinnenlangs de binnenkant van de gevelwanden op eenhart op hartmaat van 1,65 m. De vinnen dragen hetdak en ondersteunen de gevelpanelen.G e l e e n d c o n s t r u c t i e p r i n c i p eVoor de draagconstructie van het dak is een `balken-raster' van glaslamellen ontwikkeld waarop de glas-panelen van het kubusdak rusten. Het rasterpa-troon volgt de stramienmaat van de verticale vin-nen, waardoor er een logisch ruitpatroon ontstaatvan elkaar kruisende glasspanten. De opbouw vanhet raster is geleend van de traditionele Chinesehoutbouwtechniek. Units van vier even grote lamel-len in de vorm van een molenwiek zijn telkensgekoppeld met een penverbinding tot de gewensterastergrootte. Deze constructiemethode leent zichuitstekend voor glasconstructies, want het gedragvan complexe momentverbindingen is in dit mate-riaal moeilijk te voorspellen. Met deze constructie-methode worden lastige momentverbindingen ver-meden, evenals de hi?rarchische opbouw van groteoverspanningen en kleine dwarsbalken. De eindla-mellen van het raster zijn gekoppeld aan de vinko-lommen met een simpele penverbinding die debelasting vanuit de dakconstructie afdraagt naar defundering.De gevelwand bestaat uit panelen van drie lagengelamineerd thermisch versterkt glas. De verbin-ding van de glasvinnen met de wandpanelen kanwindbelasting en krachten uit de vin opnemen,waardoor de wanden ook de stabiliteit kunnen ver-zorgen in dwarsrichting.P r o d u c t i e g l a s k o l o m m e nDe glazen vinnen zijn samengesteld uit vijf lagengelamineerd thermisch versterkt glas van 12,7 mmdik en 482,6 mm breed. (totaal pakket = 63,5 mmdik) De lamineertechniek was voorheen beperkt toteen lengte van 19 ft (= 5791,2 mm). Oorspronkelijkwas het plan de lengte van de vijf glaslagen te ver-GLAZEN KUBUSVOOR SHOWROOM1 |Apple Store in New YorkA r c h i t e c t u u r & o n t w e r pGlasconstr uc tiescement 2008 2 15delen in twee ongelijke delen en te verbinden metbouten. Om de verbinding te verbeteren werd voor-gesteld de panelen te verlijmen samen met de bou-ten. Vervolgens is onderzocht of het mogelijk is alletien lagen van de vin te verlijmen. Uit het onder-zoek van glasfirma Seele GmbH en glasproducentBischoff Glas Technik bleek het technisch welmogelijk, mits een in de bouwsector ongebruikelijkgrote autoclaaf kon worden ingezet.BGT en Seele vonden een autoclaaf die gebruiktwordt bij de fabricage van vliegtuigvleugels. Nauitgebreide testen bleek de kwaliteit van het lami-neren aan de gestelde eisen te voldoen. Het resul-taat van deze productie-ontwikkeling is baanbre-kend in termen van kansen voor grootschaligeconstructieve glaselementen. De grootte van deautoclaaf lijkt nog de enige beperkende factor. Hetnu door Apple gepatenteerde principe van de gla-zen trapconstructies, waarbij de lamineertechniekis gebruikt om metalen verbindingsmiddelen inglas te verlijmen, is ook toegepast voor de verbin-ding van de vinnen aan de gevelwand.D a k p a n e l e n e n b a l k e nDe dakpanelen zijn opgebouwd uit twee lagen van12,7 mm thermisch versterkt glas gelamineerd metbehulp van een PVB-tussenlaag. Deze glaspanelenworden op de hoek van elk paneel ondersteunddoor de speciaal voor dit doel ontworpen verbin-dingsschoen die de dakbalken aan elkaar verbindt.De stijve hoekverbinding is ontworpen om dwars-krachten te verdelen over het dak. Het dak is lichthellend in de vorm van een vlakke piramide tenbehoeve van een goede, betrouwbare afwatering.Om deze reden zijn de hoekpanelen gevouwen overde diagonaal. Het vouwen en lamineren van depanelen is uitgevoerd door de firma Cricursa inSpanje.De dakbalken zijn gefabriceerd van vijf lagen ther-misch versterkt glas in lengtes van circa 3,30 m. Inelk balkeind is een dunne RVS-schoen verlijmd diede verbinding met een balkvlakplaat mogelijkmaakt. De plaat is verbonden met de verticalebenen van een metalen `zadel' die over de draagbalkheen loopt, en de belasting overdraagt. Dit heeft hetvoordeel dat er geen gat gemaakt hoeft te worden inhet midden van de draagbalk op de plek waar hetmoment het grootst is. Bovendien ontstaat er zoeen eenvoudige verbindingsconstructie.K a n s e n v o o r d e t o e k o m s tDe grootste uitdagingen bij het realiseren van deglazen kubus waren het perfectioneren van de ver-bindingen, de interactie tussen glas en staal en deontwikkeling van grootschalige monolithische con-structieve verlijming. Door stalen verbindingsele-menten in glas te lijmen, de verbindingen dievoorheen met platen werden gemaakt, zijn dezeniet alleen constructief beter, maar ook esthetischfraaier. Bovendien zijn er minder verbindingspun-ten nodig. Nieuwe methoden die de verbindingenkunnen verfijnen, zoals door het proces van verlij-men van glas en staal zijn in onderzoek. Deze tech-nologie is nieuw en moet nog verder worden uitge-test zoals bij de firma Seele GmbH al wordt gedaan.Hun nieuwe fabricagefaciliteiten in Duitsland enhun uitgebreide proeven hebben geleid tot interes-sante details die ontwikkeld zijn op basis van hetconcept van synthese tussen glas en staal. Het lami-neren van vlakglas tot zelfstandige monolithischeconstructieve elementen was heel spannend. Devinnen van 10 m lang zijn de langste monolithischeconstructieve elementen ooit geproduceerd.De productie van deze vinnen heeft de weg geopendnaar toekomstige ontwikkelingen van nog grotereelementen en zelfs gevelpanelen, afhankelijk vanhet vakmanschap, ervaring en de beschikbarefabrieksinfrastructuur. In de nieuwe fabrieksfacili-teit bij Seele is het inmiddels mogelijk zelfstandigmonolithisch glaslaminaat te produceren tot13,70 m lang en 3 m breed. nRedactieB r o nwww.ifoapplestore.comProjectgegevensopdracht:Apple Computer Inc., USAarchitect:Bohlin Cywinski Jackson, Philadelphiaconstructief ontwerp:Eckersley O'Callaghan Structural Design, Londenglasproducent:Seele GmbH, Duitslandglasleverancier:Bischoff Glas Technik, Duitslandproductie dakpanelen:Cricursa, Barcelona2 |Gepatenteerde verbin-ding voor de trappen