ir.J. Van den Broeck, Van Rymenant NV, BrusselMomenteel wordt te Sint-Pieters-Leeuw bij Brussel de laatste hand gelegd aan de nieuwezend- en straalverbindingstoren van de BRTN. Met een hoogte van 300 m, waarvan 256 min beton, wordt deze toren het hoogste betonnen bouwwerk van de Benelux. De toren zaldienst doen als draagconstructie voordiverse antennes: FM-radio,VHF- en UHF-televisie,allen meteen zendbereik van 60 ? 80 km. Op verschillende hoogten zijn platforms aange-bracht ten behoeve van paraboolantennes voor straalverbindingen.Hiermee wordt in Vlaanderen voorzien in de vervanging van de getuide zendmast van detoenmalige BRT-RTB te Waver, die in oktober 1983 is ingestort. De RTBF liet een nieuwezelfdragende stalen mast bouwen in Waver. De BRTN gaf de voorkeur aan een nieuwe to-ren in Vlaanderen, op een locatie die een betere ontvangst in Brussel mogelijk maakt.NIEUWEZENDTORENVOORDEBRTN:300 M HOOG!4De opdracht van de BRTN voor de bouw hadplaats door middel van een wedstrijd voordecombinatie van ontwerp en uitvoering. Dithield in dat elke deelnemer nietalleen moestinstaan voor een eigen ontwerp dat rekeninghield met het programma van eisen, maarook voorde realisering van zijn ontwerp. Voorde BRTN bood dit het voordeel dat de volledi-ge verantwoordelijkheid bij ??n enkele partijlag: zowel ten aanzien van uitvoering, co?rdi-natie als bouwtijd.Overeenkomstig het wedstrijdreglementwerden in november 1988 de ingediendeontwerpen door vakkundige jury's beoor-deeld naar:? de esthetische bijdrage aan het Vlaamseerfgoed en het landschap;? technische degelijkheid ten aanzien vanruwbouw, afwerking en elektro-mechani-sche installaties;? bouwkosten en onderhoud (tweeschilder-beurten voor een stalen mast).Zeven van de vijftien ingediende ontwerpenvoldeden aan alle criteria. Winnaar werd detijdelijke combinatie Van Rymenant - Reyn-ders Bouwbedrijf- Borie SAE, alle drie beho-rend tot de groep Eiffage.Het architectonisch ontwerp is van het bu-reau De Gregorio en partners te Hasselt. Destabiliteitsberekening werd uitgevoerd doorCitec te Houthalen.Programma van eisenDrie pakketten eisen bepaalden in grote ma-te het uiteindelijke ontwerp:Geometrische randvoorwaarden, zoals on-der meer ten aanzien van de totale hoogte,de platforms en dienstruimten op verschil-lende hoogten en de minimale en maximalediameters van de torenschacht vanaf 197 m.Voor het gedeelte lager dan 197 m warengeen eisen gesteld aan de horizontale door-snede.Tot een hoogte van 256 m kon worden geko-zen tussen beton of staal, het gedeelte bo-ven 256 m moestin staal worden uitgevoerd.Gezien de financi?le beoordelingscriterialag de keuze voor een toren die grotendeelsin beton zou worden uitgevoerd, voor dehand.De laatste 19 m bestaatuiteenglasvezelver-sterkte polyesterbuis, deze viel echter bui-ten de wedstrijd.Technische uitrustingen, zoals onder meerde lift (tot 193 m), trappen, ladders en kabel-ladders, regenwaterafvoer, bliksemafleidingen voorzieningen voor brandbestrijding en(rook)evacuatie.Voorschriften voor stabiliteit en stijfheidIn tabel 1 zijn de eisen hiervoor weergege-ven. Vooral de stijfheidseisen zijn bepalendgeweest voor het uiteindelijke ontwerp.Bij de bepaling van de vorm van de toren is dedoorsnede zo goed mogelijk aangepast aande belastingen. De drukspanningen vari?renvan 3,5 tot 5,5 N/mm2. Wegens het vrij hogeTabel 1Eisen voor stabiliteit en stijfheidOntwerpberekeningOvereenkomstig NBN B03-001 zijn de berekeningen uitgevoerd volgens de methode vande grenstoestanden.De toren is ontworpen voor een levensduur van 100 jaar ( tref = 100 jaar).Primaire belastingen? eigen gewicht van de constructie;? uitwendige belastingen op de platforms (paraboolantennes);? belasting bij montage en installatie (hijskraan);? ijs- en sneeuwbelasting;? windbelasting volgens NBN B03-002 met een karakteristieke winddruk:% = K2? K2? ke2 %waarin:qb is basiswinddruk van een wind met retourperiode van 10 jaar voor een bepaaldehoogte van kunstwerk en omgeving (hier klasse II; landelijke omgeving);ks is terreinco?ffici?nt (vorm van het terrein);kK is statistische correctie voor niet 10-jarige retourperiodes;ke is reductieco?ffici?nt voor minder belaste windrichtingen.Het bestek bepaalde dat ks? kt = lenke = 1. Als veiligheidsco?ffici?ntyq moest echter1,7 in plaats van de in de norm voorziene waarde 1,5 worden aangehouden.Tweede-orde berekening? vervorming onder invloed van de wind;? bouwonnauwkeurigheid van 100 mm ten opzichte van de verticale as;? zettingsverschil van 20 mm tussen de uiterste punten van de fundering;? AT = 15 ?C tussen de aan de zon blootgestelde delen en de overige beschutte delen;? elastische grondvervorming.ControleberekeningStijfheidBij een wind met retourperiode van twee jaar, k3 ? k,. = 0,84 en zonder veiligheidsco?ffi-ci?nt maximaal:? inclinatie van 0,5? ten opzichte van de rusttoestand ter hoogte van de voet van de UH-F-antenne (281m);? voor de platforms van de paraboolantennes een inclinatie en torsie van 0,25?.AardschokkenDe constructie moet weerstand bieden aan een schok met kracht VII op de MSK-schaal(vernieuwde Mercallischaal) volgens DIN 4149.Vermoeing metalen delenVolgens BS 5400.Aanvullend dynamisch onderzoekBijzondere aandacht is besteed aan a?ro-elastische fenomenen en het Von Karman-ef-fect of vortex-shedding.eigen gewicht van de toren treden er bij wind-belasting geen verticale trekspanningen inhet beton op. Scheurvorming door bezon-ning werd met horizontale wapening binnende perken gehouden.Bij maximale windbelasting treden de vol-gende belastingen op aan de basis van de to-ren:M = 520 MNm; N = 180 MNe/R = 0,196; R = 13,5 m.OntwerpIn figuur 1 is de langsdoorsnede van de torenweergegeven, in figuur 2 een aantal kenmer-kende horizontale doorsneden. De diameteronderaan de toren bedraagt 27 m. Door de-ze relatief grote diameter, aangegeven in hetbasisontwerp, kon de architect van de BRTNhet oorspronkelijk afzonderlijk voorzienezendergebouw opnemen in de toren. Dit ge-bouwteltvierverdiepingen voor kantoren, dezenders voor de grote antennes, nuts- ennoodstroomvoorzieningen.Het gedeelte tot 193 m bestaat uit drie ke-gelvormige delen. Op 193 m is de zenderzaalvoor de straalverbindingen voorzien, in eenkoepelgebouw met een diameter van 15 m,bereikbaar met een centraal in detoren gele-gen lift. De lift bevindt zich in een betonnen5(g) Enige kenmerkende horizontale door-sneden van de torena. niveau O mb. niveau 8,75 mc. niveau 117 md. niveau 193 me. niveau 214 m( ) Betonnen steunkolommen enarchitec-tonische uitsparingen voor glasapplicatieskoker tot 200 m, waaromheen een stalentrap ?s aangebracht.Boven de zenderzaal bestaat de toren uitdrie op elkaar gestapelde cilinders. De dia-meter aan de bovenzijde van de betoncon-structie bedraagt nog maar 2,5 m. De wand-dikte is tot 35 m: 700 mm (ter compensatievan de drie openingen tot 20 m), tot 221 m:500 mm en tot 256 m: 400 mm. De stalenbuis heeft een diameter van 1300 mm eneen wanddikte van 30 mm. De kunststofbuisdie hierop wordt geplaatst heeft een diame-ter van 1600 mm.Op verschillende hoogten (75, 117, 197,207, 214 en 221 m) zijn platforms voorzienvoor paraboolantennes. Om architectoni-sche redenen steunen de onderste plat-forms op twaalf betonnen steunberen.In het verlengde van de drie openingen on-deraan de toren zijn inkepingen voorzien,waarin op verschillende hoogten kaders metglasstenen zijn aangebracht (foto 3).UitvoeringDoor problemen met het verkrijgen van debouwvergunning ais gevolg van plaatselijkebezwaren tegen het bouwproject, kon hetwerk pas op 9 september 1991 starten. Deuitvoeringstermijn voor toren en zenderge-bouw bedroeg 530 werkbare dagen.Tijdens de uitvoering werd intensief samen-gewerkt met hetteam van de BRTN-directiesGebouwen (de bouwheer) en Zenders- enstraalverbindingen (de gebruiker). In op-dracht van de BRTN controleerde het onaf-hankelijke controlebureau SECO de bereke-ningen en de uitvoering.Het werk is uitgevoerd dooreen gemotiveer-de ploeg van ongeveer25 mensen; geduren-de twee jaar hebben zij in weer en wind aande toren gebouwd.FunderingAls fundering werd gekozen voor diepwan-den vanaf 15 m onder het maaiveld in de ter-tiaire kleilagen. De torenmantel is gefun-deerd op 21 wanden van 1,5 m breed en 7 mlang. De liftkoker is gefundeerd op een onderwater gestort betonnen blok, omgeven dooreen zeshoekig scherm van diepwanden. Tus-sen beide funderingen zijn nauwelijks zet-tingsverschillen te verwachten.Om de verwachte zetting van 300 mm van de30 000 ton zware toren te compenseren, ishet niveau 0 van de toren 300 mm boven hetmaaiveld aangelegd.In totaal werd ongeveer 3200 m3diepwandgemaakt. Te zamen met het betonnen bloken de verbindingsbalken (foto 4) bevindt zichhierdoor 40% van de massa van de toren on-der de grond.TorenmantelDe toren is uitgevoerd met een klimbekis-ting: het bestek liet geen glijbekisting toe uitbezorgdheid van de BRTN voor de kwaliteitvan het betonoppervlak.Het gedeelte tussen 0 tot 193 m, dat uit driekegelvormige delen met verschillende hel-ling en variabele wanddikte bestaat, werd tezamen met de liftkoker uitgevoerd. Destalenklimbekisting bestond uit een stijve spinne-webconstructie (foto 5).De 200 ton zware bekisting steunde met 18steunvoeten op het beton van mantel enkern. Door middel van schroefstaven werdhet geheel opgeduwd. Na de klimfase werdde bekisting ondersteund door koppelsta-ven in het beton en werden de steunvoetenopgetrokken. Wegens openingen in de wandwerden tijdens de eerste zes fasen vier vande steunvoeten ondersteund door vier tijde-lijke kolommen, die later werden afgebroken.Het klimmen had plaats in fasen van 3 m. Denormale cyclus: klimmen, ontkisten, aan-brengen van de wapening, sluiten van de be-kistingen betonnerenduurdetwee dagen. Ingecompliceerde fasen, waar vensters, deur-openingen en architectonische uitsparingenwaren voorzien, kon de duur van de fase wor-den verlengd tot vier dagen.De toren tussen 193 en 256 m, die uit driecylinders bestaat, is uitgevoerd met een een-voudige klimbekisting die klom op ingestorteklimstaven (principe van de glijbekisting).De klimfase van 1,5 m werd dagelijks her-haald (foto 6).Het beton, dat op het werk werd gefabri-ceerd, werd naar boven getransporteerd metbehulpvan een aan de buitenzijde van de to-ren verankerde torenkraan (foto 7), telesco-pisch verlengd tot een hoogte van 260 m.(4) Fundering centrale zeshoek; ringbalkals overgang tussen de 21 diepwanddelenen de torenmantel(5) Klimbekisting, gebruikt tussen0 en 193 m( ) Klimbekisting 193 tot 256 m; steigersdie platform op 214 m ondersteunen7() Bevestiging torenkraan en optrekkenvan geprefabriceerd vloerplaatelement vanplatform op 193 m(D Afgewerkt platform (207 m) metHEB 200 profielen voor bevestiging van deparaboolantennesPlatforms en koepelgebouwDe consoles en platforms zijn in 12 delen ge-prefabriceerd en na montage voltooid metter plaatse gestort beton. De zwaarste ele-menten hadden een massa van 8 ton. Delichtere consoles (74 en 117 m) werden viatrekstangen aan de torenmantel verankerd,ondersteund door inox-consoles.De consoles op 193 m zijn met een tand in-geklemd inde ringbalk ter hoogte van de ver-springingin de diametervan de torenmantel.Op dit platform werd het koepelgebouw op-gericht door middel van 12 geprefabriceerdewandpanelen en dakplaten. De dakplatenrusten op 12 stalen liggers, die de wandpa-nelen verbinden met de torenmantel.De platforms op 207,214 en 221 m bestaanuit 12 geprefabriceerde vloerplaten metrandbalk, tijdelijk ondersteund door een stei-ger op het vorige platform (foto 6). De plat-forms op 207 en 221 m zijn opgelegd op deringbalk in de torenmantel. Het platform op214 m is opgelegd op een aangestortesteunconsole rond de torenmantel. Voor be-vestiging van de paraboolantennes op deplatforms zijn HEB 200 profielen aange-bracht (foto 8).Op 256 en 278 m bevinden zich nog tweekleine kraaienesten ten behoeve van werkenaan de antennes.Zoals reeds is vermeld, is de liftkoker tegelijkmet de buitenmantel gestort. In feite is hiersprake van twee torens, waarbij bijzondereaandacht diende te worden besteed aan hetverschil in beweging tussen beide, voorna-melijk tengevolge van verschil in kruip enthermische uitzetting. Op 200 m kan er in. verticale zin tussen beide een verschil in be-weging zijn van meer dan 50 mm.De vloerplaten zijn dan ook slechts aan ??nvan beide torens vast bevestigd. Tegen uit-knikken van de liftkoker zijn tussen de vloer-platen op 117 en 200 m enerzijds en de lift-koker anderzijds, glijvoegen voorzien.Stalen mastDestalen mast werd in drie stukken van 6 men ??n stuk van 9 m met behulp van de toren-kraan in de toren neergelaten en neergezetop de plaat op 200 m. Na het be?indigen vanhet betonwerk en het aan??nlassen van destukken, werd de27 m lange buisaan drie ka-bels opgetrokken door middel van drie trek-vijzels, bevestigd op het platform op 256 m(foto 9). De buis is aan de toren verankerddoor middel van 18 inox-voorspanstaven.UHF-buis (281 tot 300 m)De montage had op de klassieke wijzeplaats: eerst werd een vakwerktoren van20 m op de stalen buis opgericht. Vervolgenswerden kabels gespannen en werd de buisopgetrokken, in het vakwerk geplaatst en de-finitief verankerd aan de stalen buis.Technische installatiesDe belangrijkste installaties zijn de lift, deventilatie en verwarming op 193 m en het ge-hele systeem van brandbeveiliging en rook-8afvoer. De lift gaat tot 193 m met een snel-heid 0,63 m/s en een maximale belastingvan 630 kg. De machinekamer bevindt zichop 197 m, de controlekamer en de thornbe-sturing bevinden zich gelijkvloers. Om de11 m zijn in de liftschacht nooddeuren voor-zien.Er is veel aandacht besteed aan beveiligingtegen brand eh rookafvoer: achtereenvol-gens evacuatie van personen, brandbestrij-ding en afvoer van rookgassen. In geval vanbrand is het gebruik van de lift verplicht; danwordt overdruk in de liftkoker aangebracht.Om brandschade te beperken is de toren invier zones gecompartimenteerd.BetonVoor de toren boven het maaiveld was ce-ment P40 (klasse B) voorgeschreven. Naaraanleiding van recente aanbevelingen vanhet Departement Leefmilieu en Infrastruc-tuur van de Vlaamse Gemeenschap is laagalkalisch (LA) cement gebruikt, om de ramp-zalige gevolgen van een eventuele Alkali-Ag-gregaat-Reactie (AAR) te voorkomen.In tabel 2 is de betonsamenstelling weerge-geven.De Alkali Aggregaat Reactie is een chemi-sche reactie van alkali?n en reactieve granu-laten, die in de betonmassa kan optreden.Dit veroorzaakt aanzienlijke zwellingen enleidt tot scheuren en barsten. Opdat de AARkan optreden moet zijn voldaan aan drievoorwaarden:? alkalische (Na,K) bestanddelen in de po-ri?noplossingvan het beton (bijvoorbeeldvia het cement);? reactieve granulaten;? een hoge vochtigheidsgraad in het beton.De bouw van de toren tussen 0 en 256 mduurde langer dan ??njaar. Ermoestdusookin de winter worden gewerkt. Om te kunnenklimmen moest het beton na ??n dag echtereen minimale sterkte bereiken, andersmoest het werk een dag worden uitgesteld.Het was dus essentieel om de sterkte vanhetjonge beton te kennen v??r het klimmen.Hiervoor zijn drie meetmethodes mogelijk:verhardingskubussen op het werk, sclero-meter en de methode van de gewogen rijp-heid (CUR-Aanbeveling 9). Alleen deze laat-ste methode was voldoende nauwkeurig.Het temperatuurverloop in het beton werdpermanent geregistreerd. Op basis van dezeinformatie kon de werkelijke sterkte van hetbeton tamelijk nauwkeurig worden geschat( . 10).In totaal werd 11000 m3beton gest?rten bij-na 1000 ton wapeningsstaal verwerkt.Ten slotteHet werk is zeer vlot en veilig verlopen en iseind januari 1994 be?indigd: zes maandenvoor de voorziene opleveringsdatum. Dit isonder meer te danken aan de intensieve sa-menwerking tussen alle betrokken partijen.In het voorjaar wordt een aanvang gemaaktmet het aanbrengen van de antennes en dezendapparatuur. Tegen de zomer van 1994zullen de radio- en televisie-uitzendingenvanuit Sint-Pieters-Leeuw starten. De BRTNzal dan in het centrum van Belgi? opnieuwoveral uitstekend te ontvangen zijn.(g) Hijsinrichting voor de stalen buis; nadatde buis 4 m was opgehesen is het kleineplatform op 278 m hieraan bevestigdTabel 2Betonsamenstelling toren@ Temperatuurontwikkellng in het middenvan de betonwand, buitentemperatuur engeraamde betonsterkte9cement P40 LA 370 kgzand 0/5 750 kggebroken grind 7/20 1100 kgwater 1611vloeimiddel Demula fm 86/6 1% van de cementmassa