? utiliteitsbouw ? uitvoeringstechniek?H.A.). Flapper, NBM-Amstelland Utiliteitsbouwir. V. van der Wal, TU Delft UtiliteitsbouwHoogbouw komt in Nederland steeds meer in zwang, al brengt de uitvoering specifiekeproblemen met zich mee. Deze concentreren zich rond de grotere weersafhankelijkheid,de veiligheid en de capaciteit van het verticale transport tijdens de bouw. Door gebruik temaken van een speciale montageloods werden deze problemen bij het hoogbouwproject'Delftse Poort' in Rotterdam voor een groot deel opgelost. Toch moest er nog een bouw?kraan aan te pas komen en waren de arbeidsomstandigheden nog niet ideaal.NBM?Amstelland Utiliteitsbouw onderzocht samen met V. van derWal, student aan de TUDelft, de mogelijkheid om methetprincipevan de montageloodseen hoogbouwcompleetuit te voeren zonderdaarbij andere logistieke transportsystemen te gebruiken. Dit onder-zoek leverde een nieuwe hoogbouwmethode op, waarbij het verticaal transport door debouwkraan is vervangen door containertransport. Kraanloos bouwen is dus mogelijk. Opwelke manier en met welke aanpassingen, beschrijven de onderzoekers in dit artikel.KRAANLOOSBOUWENINDUSTRIEEL BOUWSYSTEEM VOOR HOOGBOUWCD Dwarsdoorsnede van de montageloods26Hoogbouwproject 'Delftse Poort' De buitenschil van de gevel bestond uit alu-Het gebouw 'Delftse Poort' aan hetWeena in minium elementen van 3,60 m breed en bij-Rotterdam is 150 m hoog. De kantoorvleu- na 4 m hoog. Ze werden van buitenafgemon-gelszijn constructief ontworpen in prefab be- teerd, vanuit gondels die aan het gebouwton. In het midden van het gebouw fungeert hingen. De montage van de gevels liep ver-een grote schacht als stabiliteitskern. Deze traging op doordat in de open lucht gewerktwerd uitgevoerd als een in hetwerk gemaak- moest worden en er windverlet optrad. Daar-te betonconstructie. De bouwcombinatie die naast moest de montage soms worden ge-het project uitvoerde, beschikte niet over stopt vanwege ruwbouwwerkzaamheden.bouwkranen die de dragende gevel- en vloer- De materialen voor de installaties en de af-elementen tot 150 m omhoog konden bren- bouw zijn gedeeltelijk met de bovenkranengen. Daarnaast had de bouwcombinatie van de bouwloods opgehesen en verder metgeen ervaring met het monteren van ele- bouwliften.menten meteen gewichtvan 15ton op hoog-ten van meer dan 100 m. De grote stabiliteitskern kon meteen klimbe-kisting of met een glijbekisting worden uitge-Voor de montagevan de prefab kantoorvleu-gels ontwikkelde de bouwcombinatie daar-om een alternatief: een hijs- en montage-loods met twee bovenloopkranen (fig. 1).Gecombineerd konden deze de zware vloer-platen hijsen, apart de dragende prefab ge-velelementen. Door deze bovenkranen teoverkappen, ontstond een loods waarinweersonafhankelijk (tot windkracht 9) enveilig gewerkt kon worden. De loodsen wer-voerd. Door de vele dwarswanden in de kernzou de cyclus met een klimbekisting dertiendagen vergen, terwijl de prefab montage inde bouwloods binnen vijf dagen mogelijkwas. Omdat een glijbekistingook een cyclus-tijd van vijf dagen zou kunnen halen, is voordit systeem gekozen. Er was wel een apartehoge bouwkraan nodigom de wapening naarboven te brengen.den zelfklimmend uitgevoerd: nadateen ver- Innovatieve uitdagingdieping klaar is, kunnen ze zichzelf met vier Voor de bouw van de kantoorvleugels in pre-vijzels omhoog drukken en weer worden fab beton en de bouw van de stabiliteitskernvastgemaakt aan de gevels. metin hetwerk gestortbeton zijn bij de 'Delft-se Poort' zes verschillende logistieke trans-portsystemen toegepast, namelijk:CEMENT1995/7/81. een montageloods voor de prefab beton Gevelbuisprincipekantoorvleugels; Uit vakliteratuur over hoge gebouwen blijktgevelbuis2. gondelsaan kabelsvoordealuminium ge- dat het gevelbuisprincipe een effici?nt sys-velelementen; teem is om hoge windbelastingen op te van-3. een personen/goederenlift voor het per- gen. Als de dragende gevelwanden rondomsoneel en de afbouwmaterialen; een gebouw als een buis fungeren, kan de4. een klimsysteem voor de glijbekisting van gevel de horizontale windbelasting zelf op-de kern; vangen. Voor de stabiliteit van het gebouw isflJ ?kleine krachten door5. een bouwkraan voor de wapening van de dan geen kern nodig (fig. 2). Bij dezelfde hori- grote armkern; zontale windbelasting zijn de krachten in de6. een betonpomp voor het transport van gevel bij hetgevelbuisprincipe kleiner dan de @ Gevelbuis tegenover kernhet beton voor de kern.De montageloods was zonder meer een in-novatie. Helaaswasvoorde bouwvan desta-biliteitskern nog een aparte kraan nodig enmoesten de monteurs bij het monteren vandegevelelementen in wiebelige gondels wer-ken. Hetwas daarom een uitdagingte onder-zoeken of kraanloze hoogbouw mogelijk is.De auteurs onderzochten of een hoogbouw-project helemaal met het principe van demontageloods kan worden uitgevoerd, zon-derdaarbij andere logistieke transportsyste-men te moeten gebuiken. Aanpassing vanhet hoogbouwontwerp in combinatie met detoepassing van hoge sterkte beton (HSB)bleken de sleutels daarvoor. Bij toepassingdaarvan kon tevens de montageloods wor-den verbeterd en bleek een industrieel hoog-krachten die in een kern zouden optreden.Het momentals gevolgvan dewindbelastingblijft hetzelfde.Voor de bouw van een kern is veel klimbekis-ting, wapening en beton nodig. Dat kan al-leen met behulp van een kraan worden aan-gevoerd. Als gekozen wordtvoor een dragen-degevelwand in HSB, kan deze terplekkege-stort worden met een betonpomp. Er is dangeen kraan meer nodig.Met het gevelbuisprincipe is het mogelijk al-lerlei vormen van hoogbouw te realiseren.Het vierkant of de cirkel zijn de meest idealevormen. Het World Trade Center in New Vorkis daarom ook als twee vierkanten ontwor-pen. Vierkante torens met een grote opper-vlakte zijn in Nederland echter niet mogelijk.De ARBO-wet staat inpandige werkkamersbouwproces ook tot de mogelijkheden te be- niet toe en bureaulandschappen zijn binnenhoren. kantoren ongewenst.Materiaal en ontwerp De zelfklimmende produktiehal heeft alsHoge sterkte beton enige beperking dat de gevelwanden verti-NBM-Amstelland Utiliteitsbouw is betrokken caal doorlopen. In het onderzoek is daarombij het proefproject 'Hoge Sterkte Beton' in uitgegaan van een rechthoekig gebouw.Breda [1]. Daarin worden nieuwe mogelijk- Maar er zijn alternatieven, zoals een ronde,heden onderzocht voor de toepassing van een vijfhoekige of zeshoekige vorm.HSB in de utiliteitsbouw. Uit dit onderzoekbleek dat niet alleen de hoge eindsterkte,maar ook de hoge aanvangssterkte en degrote vloeibaarheid belangrijke eigenschap-pen van HSB zijn. De hoge eindsterkte maakteen dunnere constructie mogelijk, waardoorer minder beton getransporteerd hoeft teworden. Vanwege de hoge aanvangsterktekan er sneller gebouwd worden en de grotevloeibaarheid maakt het mogelijk dragendegevelwanden met grote raamsparingen ge-makkelijk met de betonpomp te storten [2]. Het zijn vooral deze eigenschappen van HSB ElI donkere ruimten ? verticaal transportdie bijdragen aan de mogelijkheden voor D kantoor 111 verkeersruimtenkraanloos bouwen. ? Plattegrond verhuurbaar oppervlakCEMENT1995/7/8 27? utiliteitsbouw ? uitvoeringstechniek?De dragende gevel in HSB geeft een con- -------------------------------------------------structiefgoede gevelbuis voor het opvangenvan de horizontale windbelasting. In NewVork is bij de kantoortoren '780 Third Avenue'met een gewone betonconstructie eenbreedte/hoogte-verhouding bereikt van1:8,2. Met beton van een hogere sterk-teklasse moet dat hier ook zeker mogelijkzijn. Bij een breedte van 27 m is dan eenr~! Ii iI Ii ;; ;---------.r~~I Ii it ii ii ;.-------.? ?r~ r~r[] I 1 ; Ii i i iI i ; ii i i i.." -- . i ; ? i? ? .-------... e-------ehoogte van 220 m mogelijk. Als de verdie- L_______________________________________________.1pingshoogte 3,50 m bedraagt, is een hoog- @) Plattegrond betonskeletbouw met 63 verdiepingen te realiseren. Hetis mogelijk om diagonalen in hetgevelopper-vlak op te nemen als extra verstijving van degevelbuis.Mogelijkheden voor materiaalbesparingBetonskeletHet betonskelet omvat een dragende geveldie doortoepassingvan HSB niet dikker dan300 mm hoeft te zijn (fig. 4). Het geveIbuis-principe zorgt ervoor dat er geen andere sta-biliteitsvoorzieningen nodig zijn. In het mid-dengebied zijn alleen kolommen nodig voorhet overbrengen van de verticale belasting.Het middengebied is daardoor vrij indeel-baar. De afmetingen van deze kolommenmoeten zo klein mogelijk gehouden worden.Toepassing van HSB zorgt ervoor dat erslanker geconstrueerd kan worden. Een ko-lom van 91 700 mm in B 35 kan tot91 400 mm gereduceerd worden bij toepas-sing van B 95. Het benodigde oppervlak vande kolom wordt teruggebracht van 0,49 naar0,16 m2. De afmetingen van de kolommenzijn nog verder te beperken door het eigengewichtvan de vloeren te reduceren en doorde verdiepingshoogte zo klein mogelijk temaken.Vloerconstructie en verdiepingshoogteBesparingen op de verdiepingshoogte leve-ren bij hoogbouw de volgende voordelen op:? meer verdiepingen bij dezelfde gebouw-hoogte;? kleinere lengte van de verticale dragers;? minder geveloppervlak per verdieping;? kleinere hoogtevan de scheidingswanden;? minder verticale installatieleidingen perverdieping.De verdiepingshoogte wordt bepaald doorde minimale:? vrije hoogte van kantoorvertrekken(2,70m);28? vrije hoogte van de gangen (2,40 m);? installatiehoogte (maximale kanaalafme-ting: 0,30 m);? constructiehoogte (afhankelijk van devloeroverspanning).Bij het proefproject 'Hoge Sterkte Beton' inBreda zijn de constructie- en de installatie-hoogte ge?ntegreerd door een ribbenvloermet een overspanning van 12,60 m toe tepassen [1]. Uit constructieve overwegingenis een zo groot mogelijke ribhoogte gunstig,want daarmee wordt de hoeveelheid wape-ning beperkt. De grote vloeibaarheid vanHSB maakt het mogelijk een groot aantalgrote sparingen in de ribben te maken. Dezesparingen zijn te benutten voor de installa-ties. Het gebouw met een diepte van 27 mrfgev;w;' rvl=~====-===============:c ==========: ?'Idwarswapening :: hoofddraagricliting : 3,6 ml================~~=~,_ : DIIIIIIIlangswapening)---------------- - - - -- --- ------1r---------------- .../---1;----_.------J~~~ c=>-'\-~~~g? Karakteristiek vloerveldheeft met twee tussensteunpunten eenvloeroverspanning van 9 m (fig. 5). Voor dewapening is onderin de rib een constructie-hoogte van minimaal 90 mm nodig (fig. 6).Voor een verdieping is de benodigde lucht-toevoer en -afvoer berekend. Een verdiepingis opgedeeld in twee afzonderlijke brand-compartimenten met elk een eigen luchtsys-teem. In figuur 7 is te zien dat de luchttoe-voer- en -afvoerkanalen elkaar niet kruisen.Uit de berekeningen kwam een maximalediameter van de luchtkanalen van 300 mmoAls op een inventieve wijze wordt omgegaanmet de indeling van de ruimten, de plaatsvan de ribben en hettrac? van de kanalen, iseen minimale verdiepingshoogte te realise-ren.Totaal:12smm90mm 32mm8mm- 2Smm? Wapeningsruimte in de ribj-----j------------------j j------------------j-----jI I I I I 'l l segment A segment B l lI I I I ? _ .. I Il~ r-tJ'~:-?-?-?-?-?C1-?-?-?-?~-?-?-??-?-n?':-?-?-?-?-?-kJ?-~----?-?-?---D1?-?-?-~:-?l ~j!. -~ 1llJ"1I Ir ! ~ ~! 1 ~ m ! -I.ei ,e'----' e I ie.l :---1 l ;_____._._.___._._._L._________._: ,----?--------..i?-?-?---?-----?---?il !'--~ l? I ? I? ? I II I segment C . . segment D . .I I 11 ? ?._----~------------------~ ~------------------~----_..---- afzuigkanaal ?--,luchttoevoerkanaalCf) Patroon luchtkanalen zonder kruisingen!IJ hoofdkanaal -waterleidingnetCEMENT1995/7/8r ~j fvloerdiktr d-O,~2 m-- - ~ ~?? - -- - - +. -- _. - _.- ? - - -. - _ ??? _.- ?? - - _. - -: fot???--_..f---,"',... 1 1 - ?--; balk~ U: ........-Be'U'---------scheidinpwmd.."',...IDI8~~______________ L~3.60m ~stramienmaat? Doorsnede over vloer en rib ? Aanzicht gevelstramienTabel 1Benodigde materialen per verdieping600,00500,001,.00,00c:...'" 300,00"5Cl200,00Kraanloos De Centrale De Centrale Main Court(HBM) (IJ.) Tower (OC)@ Vergelijking ruwbouwkosten per m2netto vloeroppervlakI11ilf!'~=;;;;';;;==~~====='~==~:, IP= lIFT-Main CourtTower(GB)DelftsePoort_: I SCHACHT'1~~==~~====:5:"'==oIf=='1::== ========1ill===============Ilii~lIFTI@ Werkwijze in de montageloodsCEMENT1995/7/8De ribafstand is 3,60 m met een overspan-ning van 9 m. De rib wordt aan de onderzijde40 mm onder het verlaagde plafond ge-bracht. Ditom onafhankelijk van hetverlaag-d.e plafond een eenvoudige aansluiting vande scheidingswanden aan de vloer mogelijkte maken (fig. 8). De ribhoogte onder devloer is 420 mmo Hiervan is de onderste 90mm nodigvoordewapening. Er blijft dan ma-ximaal 330 mm over voor de luchtkanalen.De minimale verdiepingshoogte komt danop 3 210 mm, opgebouwd uit:2700 mm (vrije hoogte onder plafond)120 mm (constructiehoogte vloer bij3,60m)10 mm (cementgebonden vloeivloeraf-werking)420 mm (constructiehoogte rib ondervloer)- 40 mm (onderuitsteken van de rib)Benodigd materiaalHet gevelbuisprincipe in combinatie metHSB en een minimale verdiepingshoogte le-vert een draagconstructie op waarvoor veelminder materiaal per m2 vloeroppervlak no-dig is dan bij andere hoge gebouwen (fig. 9).Uittabell blijktdatperverdieping (1944 m2)354 m3beton en 27 960 kg wapening nodigis. Perm2 bruto vloeroppervlak is dat0,18 m3beton en 14,4 kg wapening.Kostenvergelijking hoogbouwprojectenHet lage materiaalgebruik heeft ook eengunstig effect op de ruwbouwkosten. In fi-guur10worden deze vergeleken met die vanconventionele hoogbouwprojecten, zoals:? de 'Delftse Poort' in Rotterdam (gereed);? het zakengebouw de 'Centrale' in DenHaag (in voorbereiding);? de 'Main Court Tower' in Amsterdam (inontwerp).Zelfklimmende montageloodsBij de 'Delftse Poort' was de montageloodsuitgerust met twee bovenkranen om de zwa-re gevel- en vloerelementen te kunnen hij-sen. De staalconstructie van de loods zelfwas op het hijsen van 15 ton berekend endaardoor behoorlijk zwaar. De klimconstruc-tie voor het stijgen moest ook weer zijn bere-kend op de zware montageloods. Bij toepas-sing van in het werk gestort beton wordt het~29? utiliteitsbouw ? uitvoeringstechniekbeton meteen betonpomp getransporteerd.In dat geval hoeft een montageloods alleenberekend te zijn op het horizontaal verplaat-sen van de wapening, waardoor de construc-tie ervan veel lichter kan zijn.10,009,008,007,00c: 6,00QJOl", 5,00?" 4,00 i-------,Om het klimmen te vereenvoudigen, is demontageloods, die over de hele lengte vanhet gebouw is aangebracht, in drie?n opge-deeld (fig. 11). In het linkerdeel worden degevelwanden en de vloer in ??n keergestort.3,002,001,000,00Kraanloos De Centrale(HBM)De Centrale Main Court(IJ.) Tower (OC)Main CourtTower (GB)DelftsePoortAan de spanten van de montageloods hangt ~ bruto vloeroppervlak 111 netto vloeroppervlakeen draaibare buisconstructie waarmee het @ Vergelijking bouwtempo per 1000 m2 vloeroppervlak.vloeibare beton vanaf de betonpomp in debekisting van de gevelwanden en boven opde bekistingstafels voor de vloer wordt ge- montageloods worden de bekistingstafels aan de montage van de gevel worden ge-stort. De bekistingstafels zijn aan de gevelzij- weergeplaatstom devolgende verdiepingte werkt. Als de montageloods zichzelf een ver-de voorzien van een verticale binnenbekis- kunnen storten. In een van de grote schach- dieping omhoog drukt, komt de afgewerkteting voor de gevelwand. De buitenbekisting ten van 6 x9 m hangt een transportlift om de gevel onder de gevelsteiger te voorschijn.van de gevelwand is ge?ntegreerd in de verti- bekistingstafels een verdieping hoger tecale constructie van de montageloods. brengen. Industrieel hoogbouwsysteemDoor de hoge aanvangssterkte van HSB is Onder de zelfklimmende buitenwandbekis-het beton na ??n nacht (16 uur) verhard tot ting is een montagesteigervan drie lagen be-een sterkte die minimaal overeenkomt met vestigd voor het plaatsen van de gevelele-B 25. De buitenbekisting van de gevelwan- menten. De lichte prefab geveleiementen enden is uitgevoerd volgens het principe van de de gevelkozijnen worden in containers op dezelfklimmende wandbekisting, zoals datook bouw aangevoerd en met de containerliftbij de hoogbouw ?mstelhoek' is toegepast. naarde verdieping gehesen. Daar worden zeDe staalconstructie van de montageloods naast de containerschacht op de vloer neer-steunt op de zelfklimmende wandbekisting gezet. Met elektrische transportwagen1;iesen in hetmiddendeel klimt de montageloods worden de gevelelementen door de raamo-een verdieping hoger. In het midden is ookde peningen naar buiten gebracht. De trans-containerlift-installatie te'zien die de wape- portwagent;ies hebben een manipuleerbarening naar boven brengt. hefarm, waarmee de elementen buiten degevel op hun plaats te monteren zijn. Zo kanIn het rechterdeel van de zelfklimmende op twee onder elkaar liggende verdiepingenTabel 2Tijdsbeslag uitvoering ruwbouwverharden.. c~n{erP~ririen"I~s.bekistingnac)r.byit,enDagen3,00'\SChoo~frj~k~n buitenbekistiiig0,4730Wa~~t1~n KOIOf.flmentri;nsportt~f?;l~?~i~in~np!a~tsen?b?lkwap?ning.?r030,50.,9,44ActiviteitBouWdeel11""'" ',':,:: ',',>.pl??t$~nbalkw.ap?ningPt