irJ.Buijsmedewerker Adviesbureau Dicke enVan den Boogaard, Rotterdam.1Perspectivische schets,2Situatie. - "1BEST GEBOUWI1II1113De unieke ligging langs de Merwedefoto: Cement/B.L de RuiterSchouwburg te D?sseldorfarch.: B.Pfaufoto: M.HanischjEssenCement XXII (1970) nr. 5Kantoor aan de MerwedeU.O.C.693.56:624.012.46Bouwwerk in voorgespannen betonOmschrijving bouwkundig ontwerpDe snelle groei van de NV. Baggermij. Bos & Kalis maakte het noodzakelijk, dat het in1964 evenwijdig aan de Merwede gebouwde kantoor moest worden uitgebreid. Hoewel bijde toenmalige plannen hiermee rekening is gehouden, was niet te voorzien dat dit op zogrote schaal zou gebeuren.Gelegen aan een van de drukste vaarwaters van Europa, op een terrein met een grotewerkhal en een geweldige opslag van baggermaterieel enz. werd een en ander voor dearchitect ruimtelijk zeer boeiend (fig. 1).Zo ontstond een researchafdeling (technische dienst) aan de westzijde van het bestaandekantoor, dat dan zelf een servicegebouw zou worden, terwijl een nieuwe oostvleugel (fig. 2)niet alleen de administratie zou huisvesten, maar tevens onderkomen zou bieden aan deRaad van Bestuur van de NV. Bestuursmij. Bos & Kalis, alsmede aan de directie van deNV. Baggermij. Bos & Kalis.Doordat de nieuwe oost- en westvleugel haaks naast het bestaande gebouw geprojecteerdzijn, ontstaat een voorhof, waarin de hoofdingang zal zijn gelegen.Voorhof en entree dienen niet door de oostvleugel te worden geblokkeerd, doch juist in detotaalsituatie te worden betrokken. Bovendien wenste de principaal uiteraard te profiterenvan de unieke situatie aan de rivier, die eigenlijk onbereikbaar was door de gemeentelijkeRosmolenweg. De oplossing was een representatieve oostvleugel (foto 3) in de vorm vaneen 56,5 m lange doos van drie bouwlagen, die met 12,5 mlange overstekken werd gezetop een enigszins transparante begane grond, waar een reeks schijfvormige kolommetjes dedoosvormige bovenbduw schijnbaar moeiteloos ondersteunen (fig. 4). Inderdaad is de helftvan deze kolommen zelfs niet dragend, maar des te belangrijker voor de constructie zijn de4 hoekkolommen, wat ook uit hun vorm blijkt.Vloerconstructie in IichtbetpnDe 12,5 m lange overstekken waren alleen te realiseren met behulp van dragende langs-gevels, waarop de vloer zonder tussenondersteuning rust (zie dwarsdoorsnede in fig. 9),hetgeen correspondeerde met de wens tot geheel kolomvrije ruimten, om een maximaleflexibiliteit voor de ruimtelijke indeling te verkrijgen.Om de uitkragende langsgevels in aanvaardbare afmetingen te realiseren, moest vooralhet eigen gewicht van de vloerenzoveel mogelijk beperkt worden, zonder afbreuk te doenaan de bouwkundige eisen ten aanzien van stijfheid en geluidsisolatie.1874Aanzicht Oostgevel5T?-vtoerelemeni 50/240BOVENAANZICHTDe vloeroverspanning (gelijk aan de hart op hart afstand van de langsgevels) bedraagt13,2 m. Aanvankelijk was een in het werk gestorte ribbenvloer ontworpen met ribben hartop hart 0,625 of 1,25 m, zodat op elke 1,25 meen scheidingswand kan worden geplaatst,waarbij elke balkrib dan tevens dient als akoestische barri?re in de ruimte boven hetplafond. Ter plaatse van moqelljke gangwanden was een dwarsribgeprojecteerd, met eenkoppelende ?n lastverdelende functie en als akoestische barri?re boven de gangwand.Door dit toch al lichte type vloerconstructie uit te voeren in hoogwaardig lichtbeton, konnog een belangrUkegewichtsbesparing worden bereikt. Prefabricage bleek ter verkortingvan de bouwtijd wenselijk en was economisch verantwoord, omdat ??k de nieuwe west-vleugel inmiddels veel groter moest worden opgezet en daarin dezelfde vloerelementenkonden worden toegepast, zodat een tamelijk grote serie elementen vervaardigd kon worden.De dubbel-T-vloerelementen, profiel TT 50/240 (fig. 5), zUn door NV. Ned. Spanbeton Mij.te Alphen aid Rijn vervaardigd met Hollith (3-11 mm) als grof toeslagmateriaal. De kubus-sterkte na 28 dagen bedraagt 400 kgf/cm2en het volumegewicht 1800 kg/m3?Ten einde elke 1,25 m met een scheidingswand op een rib aan te sluiten, zijn de 2,40 mbrede elementen 0,10 m uit elkaar gelegd (fig. 6). De dwarsisolatie ter plaatse van gang-wanden paste niet in het lange-bank-produktieproces en is op het werk getimmerd. In hetwerk is ten slotte een 5 cm dikke druklaag gestort van lichtbeton met Hollithals toeslag-materiaal, een zetmaat van 8 cm, verdicht met een trilbalk, betonkwaliteit K 225, volume-gewicht 1600 kg/m3.Heteigen gewicht van de totale vloerconstructie bedraagt dan slechts305 kgfjm2?De TT-elementeri zijn berekend volgens de RVB 1967, waarbij echter voor de krimp- enkruipverkorting van het Holltth-beton, uit proeven verkregen waarden zUn aangehouden. Debeide langsgevels verhinderen deze tijdsafhankelijke verkortingen vrijwel niet.De voorspanwapening bestaat uit 26 voorspandraden 0 9, kwaliteit QP 190. Omdat naast deRosmolenweg een aardgasleiding onder het overstek doorgaat en de vloer van de eersteverdieping in geval van brand aan zeer hoge temperaturen blootgesteld zou kunnen worden,is in die vloerelementen behalve de voorspanwapening ook betonstaalwapening toegepast.Hierdoor wordt de brandwerendheid - die door het toepassen van lichtbeton reeds grootis - nog aanmerkelijk verhoogd.6Gedeelte langsdoorsnede over vloerVERPL. SCHEIDINGSWAND-----. ..- - - _-:------- - --.- ----- - ------------.--1310DWARSDOORSNEDEK 225? : 1600HOLLITH BETON10 240 10 240 1052........1161 104240.,....:.:....52K 400HOLLITH BETONCement XXII (1970) nr. 5 1887Montage vloerelementenfoto: Spanbeton8Detail gevelbalk in 'blond beton'9Dwarsdoorsnede en langsgevel Oostvleugel.1369 + P1020 +689+P358+PDe vloerelementen (foto 7) zijn beschouwd als vrij opgelegd in de gevel balken, ten eindedaarin de wringing zoveel mogelijk te beperken. Er is daarom all??n gezorgd voor een zocentrisch mogelijke overdracht van de dwarskracht, door de balkribben enigszins door telaten schieten, terwijl er g??n momentwapening uit het element stak. Anderzijds is uiteraardwel gewapend op een toevallige inklemming van het vloerelement, resp. een toevalligewringing van de randbalk.Het dak bestaat uit stalen raatliggers met daaroverheen lichtbetonnen dakplaten en eenisolatielaag.Onder algehele drukspanning staande wit-grindbetonnen gevelconstructieDe beide langsgevels moeten de krachtswerking kunnen weerstaan, die inherent is aan de12,5 m lange uitkraging. In het ontwerpstadium zijn gevelconstructies in gewapend beton,voorgespannen beton, staal en combinaties van deze materialen met elkaar vergeleken.De materiaalkeus is bepaald op grindbeton met een kubussterktena 28 dagen van 300 kgf/cm", Door ook de gevels in lichtbeton uit te voeren zou, vergeleken bij de vloeren in licht-beton, nog slechts een geringe gewichtsbesparing mogelijk zijn, hetgeen althans ten tijdevan de materiaalkeuze niet opwoog tegen de voordelen van grindbeton, namelijk de grotereervarinq om K 300 in de utiliteitsbouw te maken, alsmede de grotere elasticiteitsmodulusen de kleinere krulpvervormlnq (doorbuiging) van het overstek Bovendien zijn de gevel-balken uitgevoerd als schoon betonwerk in een bekisting van verticaal geplaatste onqe-schaafde delen met wit portlandcement en als witmaker nog 3% (van het cementgewicht)titaandioxyde (foto 8).\ Bij de uitvoering is gebleken dat ontkisten bij een kubussterkte van150 kgf/cm2zowel voor de oppervlakstructuur van het beton als voor de levensduur van debekistingstructuur het beste was.Schoon beton dat aan de buitenlucht is blootgesteld, moet zo min mogelijk onderhevig zijnaan scheurvormlnq ten gevolge van krimp- of temperatuursspanningen. Aan deze eis is bijde constructieve verwezenlllkinq van de langsgevels op diverse wijzen voldaan, zodanig dateen optimaal eindresultaat, vooral ook bouwkundig, is verkregen.Deze optimale oplossing bleek een langsgevel die als ??n geheel de inwendige krachtsover-dracht verzorgt, dus als meervoudlqe vierendeelligger werkt (fig. 9). Dit raamwerk bestaatdan uit vier gevelbalken (b. hl =34.150 ? 200) verbonden door ondiepe brede kolommen(b . hl = 33 . 125), die in hetzelfde vlak zijn gelegen; de gevel zou dus ook beschouwd kunnenworden als een schijf met veel gaten (= raamopeningen).De ramen bevinden zich geheel aan de binnenzijde van de gevelconstructie; de glasstrokengaan vrij achter de kolommen langs, om welke reden ook de essenti?le kolommen in hetoverkragende gedeelte eenzelfde dikte moeten behouden. De normaalkrachten in dezeoverstek-kolommen zijn gering: de eerste verdieping hangt een klein beetje aan de tweedeverdieping, terwijl het dak enigszins rust op de derde verdieping, omdat de gevelbalken vantweede en derde verdieping relatief stijver zijn.Door de kolommen in het overstek moeten vooral grote buigende momenten, die overkorte afstand van teken verwisselen, alsmede belangrijke dwarskrachten worden over-gebracht (zie fig. 12), omdat deze zogenaamde 'deuvelkolommenvervoor zorgen dat de1251 3155 1251Cement XXII (1970) nr. 5 189I0=-I IIIII II II I,. ..III I.. ..II.r>:I I VIIII IIII III10Geveloverstek Oostvleugel met detaildeuvelkolomjvoorgespannen dakgevelbalk(betonstaal weggelaten)gevelbalken niet elk afzonderlijk uitkragen, maar dat de gevel als ??n geheel werkt,waardoor de stijfheid groot is en dus economisch geconstrueerd wordt. De doorbuigingis berekend op cm, hetgeen door metingen is bevestigd. Dekolomafstand bedraagtnormaal 6,25 m hart op hart, doch bij de 'deuvelkolommen' is de afstand teruggebracht tot5,00 m hart op hart; dit versneld kolomritme in het uitkragende gedeelte werd door dearchitect als zeer positief gewaardeerd.Gezien de grote momenten en dwarskrachten lag verticale voorspanning van de 'deuvel-kolommen' voor de hand, doch dat was in 33 cm dikte niet te realiseren. Daarom zijn dezekolommen voorzien van een stalen kern met smalle dikke flenzen (35.150 rnm") en eenlijfplaat van 20 mm dikte (fig. 10). Om ter plaatse van de kruisingen met de gevelbalkeneen goede overdracht van buigende momenten mogelijk te maken, kan betonstaal (resp.voorspanstaal) langs de smalle flenzen worden gevoerd en is verder het lijf excentrischgeplaatst en zijn de flenzen voorzien van enkele gaten 40 mm om ??k in het midden beton-staal door te kunnen voeren. Ook schuifwapening kan links en rechts langs de kernworden gevoerd, terwijl een aantal aangelastedeuveltjes 50 mm deschuifspanningsover-dracht vangevelbalk naar stalen kern verzorgen, omdat niet op aanhechting van betonaan plaatstaal mag worden gerekend.Bij de uitvoering konden de stalen kernen eenvoudig worden gesteld op de tijdelijke stalenondersteuningsconstructie van het overstek (foto 11), hetwelk immers pas op eigen krachtvrij kan ultkraqen als de gevel geheel voltooid is. Ten einde bij eventuele zettingen ensamendrukkingen regelend te kunnen optreden, alsmede om na de voltooiing het verwij-deren van de stalen hulpconstructie zeer g.eleidelijk te doen plaatshebben, is onder elkehulpkolom een platte Freyssinetvijzel geplaatst.Voor de statische berekening is de g.evel geschematiseerd tot een vlak staafwerk volgensde zwaartelijnen van balken en kolommen, uiteraard met zeer stijve staafgedeelten nabij deknooppunten, terwijl de stalen kern in de 'deuvelkolom' n-voudig in rekening is gebracht(fig. 12). In de overstekken treden naar de ondersteuning toe steeds grotere dwarskrachtenop, terwijl de buigende momenten - die onder invloed van de deuvelwerking sterk beperktzijn - links en rechts van elke 'deuvelkolom' van tegengesteld teken zijn.Ten slotte wekken de overstekken axiale trekkrachten op in de gevelbalken van dak enderde verdieping, terwijl deqevelbalken van tweede en eerste verdieping onder druk gezet11T?del?ke stalen ondersteuningsconstructiefoto: H. de Jong/UtrechtCement XXII (1970) nr. 5 190worden. Door nu all??n de dakgevelbalken voor te spannen met 400 tf (8 rechte Freyssinet-kabels 12 0 7,5 mm: QP 170) is het mogelijk ook in de gevelbalk van de derde verdiepingeen belangrijke voordrukspanning op te wekken, omdat de 'deuvelkolommen' een deel Vande voorspankracht naar de gevelbalk van de derde verdieping overdragen (fig. 13); verderneemt hierdoor de drukkracht in de gevelbalk van de tweede verdieping nog met ca. 50%toe, terwijl de drukkracht in de eerste? verdieping acceptabel met 30% wordt verminderd,zodat in vrijwel de gehele gevel een voordrukspanning heerst. Alleen vlak naast de'deuvelkolommen' resteren nog buigtrekspanningen tot een maximum van 15 kgf/cm2?Omdat deze hooggelegen voorspankracht een opbuigend moment op het overstek uitoefentvan 400 tf X 4,50 meter, worden niet alleen de inwendige krachten en momenten geredu-ceerd, maar worden ook de doorbuiging en de kruip van de toch reeds stijve gevel nogmeer beperkt. Maar belangrijker nog is het feit, dat de aldus verkregen v??rdrukspanningervoor zal zorgen dat de nadelige gevolgen van krimp- en temperatuursspanningen tot eenminimum beperkt zullen blijven in deze aan de buitenlucht blootgestelde gevel van witbeton (fig. 14).T-L1JN12Constructieschema met enige M-, N- enT-/?nenArchitect: Architectenbureau Ir.J.Dicke b.i.,DordrechtConstructeur: Adviesbureau Dicke enVan den Boogaard, RotterdamAannemer: Bredero's Bouwbedrijf NederlandNV., UtrechtM-LIJN r-L1JN N-LIJN400 tfOSN.oE.G + N.B.+++++ VOORS PANKRAC Hl13Geve/overstek met enige spannings-diagrammen14Stand van de werkzaamheden op 15 april jl.foto: Cemenl/B.J. oe RuilerCement (1970) nr. 5 191