C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2003 2 63Het project omvat feitelijk tweeeenheden: een multifunctionelehal op de begane grond en eendepot voor het Rijksarchief in dekelderruimte (fig. 2). Tussen bei-de ruimtes bevindt zich een tech-nische ruimte die tot de hal be-hoort. De dichting van de vloervan deze vide markeert de eigen-domsbegrenzing. De hal maaktgebruik van de funderingen vanhet archiefdepot. Deze liggen opgrond die eigendom is van de stadBergen.F u n c t i o n e e l o n t w e r pDe drie ruimtes van het gebouwop de begane grond kennen drieverschillendefuncties.Aan??nzij-de ligt de cilindrische hal (10 450m2), aan de andere zijde bevindenzich de facilitaire ruimtes (2950m2,verdeeldoverfoyer,kantineenkeuken, vergaderruimten en kan-toren) en een glasdakconstructieten slotte (575 m2) vormt de over-gangtussenbeideeerstgenoemderuimtes.Multifunctionele hal te Bergen (Belgi?)Overspannend prefabir. L. Demortier, Greisch Ing?nierie, Luiktechnische ruimtekelderruimtefacilitaire ruimteshal25800+12000+9450+700?63000glasdak4850+1 | Het gebouw in zijnomgeving2 | Dwarsdoorsnede over deconstructieIn het Waalse Bergen vormt een spannende constructie van 22 gelijkvormigeprefab-betonbogen de ribbenkast van een multifunctionele en vrij indeelbarehal (foto 1). De prefabricage van de betonnen spantdelen is sterk vereenvou-digd door toepassing van zelfverdichtend beton. Het resultaat verdient zekereen schoonheidsprijs.C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2003 264De hal kent drie hoofdbestem-mingen. In volgorde van belang-rijkheid zijn dit:? beurzen en exposities;? culturele manifestaties waar-voor een of meer grote over-dekte ruimtes nodig zijn;? indoorsportactiviteiten.In de kelderruimte van de halbevinden zich de archieven en detechnische ruimtes van beide ge-bruikers van het gebouw. Onderhet`parallellepipedum'endeglas-dakconstructie liggen kantoor-ruimte (2700 m2) en een conci?r-geruimte, alsmede leeszalen, ver-gaderruimten en sorteerruimten.Een binnenplaats op kelderhoog-te (3000 m2) verlicht de archief-kantoren op natuurlijke wijze(foto 3).M a t e r i a a l k e u z eOmdat de bestemming van hetbouwwerk de aanwezigheid vansteunpilaren in de hal onmogelijkmaakt,werdalgauwgekozenvooreen boogconstructie. Om de mas-savandeelementenmeteenover-spanning van 63 m te beperken,is een uitvoering in staal overwo-gen. Vooral om brandveiligheids-redenen is hiervan afgezien. Ookhout was een optie. Uiteindelijkbleek beton het meest geschikt,met name bij de voorbereidingvoordebouw(leveringstermijnenvoor de benodigde hoeveelheden,ontwerp van verbindingen enz.).De constructie heeft een cilindri-sche vorm (straal = 34 m), waar-door er ter hoogte van de opleg-ging meer ruimte beschikbaarkomt dan wanneer de vanuit hetkrachtenspel ideale `kettinglijn'zou zijn gevolgd. Een variant inter plaatse gestort beton zou uit-voerbaarzijngeweest,maarenormveel tijd, materiaal en materieelhebben gevergd. Prefabricage lagmeer voor de hand. Bovendienbood de cirkelvorm de mogelijk-heid de boog in gedeelten op teknippen, die bovendien in het-zelfde type bekisting konden wor-den vervaardigd. Zo kwam hetdefinitieveontwerptotstand,waar-in elk van de 22 bogen bestaat uitvijfprefab-betonelementendieopde bouwplaats zijn samengesteld(foto 4).P r e f a b r i c a g eDe prefab-betonelementen zijnrechthoekig van doorsnede (900 x1200 mm2) en licht afgeschuind,om het gebruik van stalen bekis-tingen mogelijk te maken die nietna elk betonstort zouden behoe-ven te worden gedemonteerd.Het ontwerp van het studiebu-reau gaf de aannemer de vrijheiddeuitvoeringswijzetekiezenvoorhet vervaardigen van de koker-vormige betonelementen: hetzijin een tweedaagse cyclus met eenU-vormige bekisting en een lossebinnenbak en een verloren bekis-tingonderdebovenzijde,hetzijineen ??ndaagse cyclus waarbij dekern van de koker opgevuld wordtmet blokken polystyreen. De pre-fab-betonfabrikant heeft bij detweede optie de toepassing vanzelfverdichtend beton (sterkte-klasse C60/70) als variant voorge-3 | De binnenplaats geeftlicht aan de archief-kantoren4 | Getand aansluitvlak voorde overdracht van deschuifkracht, en knoop-detailsC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2003 2 65steld, wat zou voork?men dat hetpolystyreen kon wegzakken. Hetprobleem van wegvloeien van hetbeton tijdens het storten in delichtgekromdebogen(max.hoog-teverschil 950 mm) kon wordenopgelostdoordebovenkanttijdenshet stort stapsgewijs per meter `afte dekselen' tot ongeveer twee-derde van de kistlengte.Over het gedrag op langere ter-mijn (kruip, krimp) van het voor-gestelde beton was, anders danover de mechanische weerstand,nog weinig bekend. Toch is voordeze mogelijkheid gekozen, wantboogconstructies zijn niet erg ge-voelig voor dergelijke verschijn-selen.Doordat in de bogen een kern vanpolystyreenschuimisaangebracht,is hun massa met 50% terugge-bracht. De bogen beschikken indeze vorm over een wanddiktevan 150 mm. Een voltooide boogheeft een ontwikkelde lengte van80 m en een nokhoogte van 21 mbij een massa van 110 ton (foto 5).Met de combinatie van een volko-mendichte,stalenbekistingenhetzelfverdichtend beton kon wor-dentegemoetgekomenaandecon-structie-eisen. Bovendien warende resultaten wat betreft de kwa-liteitvandebuitenzijdebovenver-wachting.M o n t a g eOm het verkeer van hijswerktui-gen en de opbouw van steiger-constructies mogelijk te maken,moest voor de plaatsing van deprefab-betonelementen eerst debetonnen draagvloer worden ge-stort. De boogvoeten werden alslaatste bevestigd. Daartoe waselke boogvoet voorzien van zesstaven ? 32 mm, die in stalenbuizen werden geschoven die inde draagvloer waren ingestort.Nadat de boog was afgesteld engemonteerd, werden de verbin-dingen aangegoten met eenkrimpvrije mortel. Dit type ver-binding maakt het mogelijk delengte van de verankering te be-perken.5 | De bogen worden uitge-rust met de gordingen6 | Verplaatsbare stutwerkv??r het opstorten vande verbindingen7 | De middelste bogen zijntijdelijk voorzien van eenwindverbandC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2003 266Vanwege hun ligging op plaatsenwaar het moment minimaal is,zijn de verbindingen tussen deprefab elementen zo ontworpendat op de bouwplaats geen bekis-ting nodig was. Hieraan liggenzowel technische redenen op ge-bied van toegankelijkheid en vei-ligheid (20 m hoogte) als estheti-sche redenen ten grondslag. Terplaatse van de verbindingen is hetbovenste gedeelte van de boog uit-gespaard om het storten van be-ton mogelijk te maken. Binneninde verbinding zijn slechts vierstaven door middel van een kop-pelstuk verbonden. Om de hoe-veelheid voor het aangieten beno-digd beton te beperken en eenongewenste verandering van demechanische eigenschappen vandit gedeelte te voorkomen, is ge-bruikgemaakt van een blok poly-styreen. Om de overdracht van deschuifkrachttussendeelementente verbeteren is een getand aan-sluitvlak ontworpen.Elke boog is samengesteld opmobiele steigers (foto 6). Na de af-stelling zijn de verbindingen aan-gegoten met een snelbindendemortel die is aangevuld met kift(grind3-8mm).Naeenaantalaan-passingen konden volgens dezemethode twee bogen per weekworden geplaatst.Op de bouwplaats zijn tussen devier middelste bogen windver-banden aangebracht op het eersteen derde spantdeel. De volgendebogen zijn hiermee verbondendoorgelijktijdiggemonteerdegor-dingen (foto 7).A f w e r k i n gDe kopgevels van de hal bestaanuit grote betonnen schermen van0,40 m dik, over een hoogte van21 m en een lengte van 63 m,waarin zes openingen met eenhoogte van 12,6 m zijn aange-bracht (foto 8). Ze rusten in zowelde draagvloer op de begane grondals in de werkvloer en zijn daar-door stabiel. Ze kampen echterwel met een hoge mate van ver-vormbaarheid.Indelaatstefasezijndekopgevelsen de bogen door de gordingencontinu verbonden over de gehelelengte van de hal (165,6 m). Zozijn problemen ten aanzien vandifferenti?le vervorming verhol-pen en gedraagt de constructiezich normaal onder dwarsbelas-tingen (wind, thermische uitzet-ting enz.).Voor het juiste esthetische resul-taat is er speciale aandacht ge-schonken aan de voorschriftenvoordeverwerkingvandezescher-men, en dan met name aan depositie van de bekistingen, aan deregels voor verbindingspunten enaan de stortnaden.O n d e r b o u wDe grond op de bouwplaats be-schikt over middelmatige mecha-nische eigenschappen. Net onderde fundering bedraagt de weer-stand 3 tot 4 MPa; op 30 m diepte8 | De kopgevel geklemddoor zijn steunen tegende draagvloer en deeronder liggendetechnische vloer9 | Principe krachtsafdrachtnaar funderingC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t i l i tei t sb o u wcement 2003 2 67is die nog steeds niet meer dan 5MPa. Pas op een diepte van meerdan 50 m verbetert de weerstand.De afmetingen van het gebouwzijn dusdanig groot dat de bodemop een dergelijke diepte noginzakt. Een extra beperking is datde grondwaterlaag zich dichtbijhet bodemoppervlak bevindt.Omhetgewichtvandebogen(100ton per steun) direct op te vangen,zouden grote investeringen in defundering nodig zijn geweest.Dankzijdesuperpositievandehalen het archief is dit probleemopgelost. De verdeling van de kel-derruimte in kleine brandcom-partimenten (7,2 x 25 m2) heeft ernamelijk voor gezorgd dat eronder elke boog een I-balk van 5m hoogte kon worden geplaatst.Hetlijfvandezebalkenbestaatuitde compartimentschermen en devoetplaten uit de vloeren van hetarchief en van de hal. De I-balken,die een hoge mate van inertiehebben in vergelijking met destijfheid van de bodem, zorgenvoor een gelijkmatige verdelingvan de krachten onder de werk-vloer (fig. 9). De beperkte dieptevandegrondwaterlaag(3mbovenhetlaagstepuntvandefundering)zorgt ervoor dat de druk op dekorrels wordt verminderd en datdeze op hetzelfde niveau blijft vande druk die aanwezig was v??rde afgraving. Het grondwaterpeilmoest worden verlaagd en hetbouwwerk is direct op de `korrels'gebouwd. Zo kon het terrein voor-afwordenversterkt,waardoorookde grond minder inklinkt in gevalvan fluctuatie van het grondwa-terpeil.Terwijl de aanwezigheid van degrondwaterlaag gunstig is voor deconstructie, is het een nadeel voorde uiteindelijke bestemming vanhetgebouw:inhetarchiefvoorhetRijk mag uiteraard geen enkelevorm van water binnendringen.Het gebouw is ontworpen als eendubbelwandig schip: een werk-vloer en een doorlopende ommu-ring aan de rand, versterkt meteen tweede muur, beschermenhet archief.Op de grond draagt de algemenewerkvloer(20 000m2 doorlopend),met een helling van 0,3%, dedraagvloer van het archief. Hier-bij is een tussenruimte voorzien.De ruimte tussen de werkvloer endedraagvloerwordtgevormddoorribben van verschillende hoogte,die in de richting van de hellingzijn geplaatst met een tussenaf-stand van 3,6 m.Op de ribben zijn steunen vanneopreengeplaatst.Behalvedatzijhet gewicht opvangen, bescher-men zij de draagvloer van het ar-chief ook tegen optrekkend vochten vangen ze de verschuivingenop die inherent zijn aan beton-krimp en thermische uitzetting.Derhalve heeft het kantorenge-deelte, met een lengte van 108 m,geen enkele dilatatievoeg. In dehal (foto 10) zijn over de lengtevan 165 m slechts vier dilatatie-voegen aangebracht, terwijl overde breedte van 63 m geen enkeledilatatievoeg aanwezig is.Bij de muren die op de grondsteunen, is een tegenmuur ge-metseld voor alle binnenmuren.Een doorlopende steunmuur vangewapend beton, waarvan hethoogste punt gelijk is met hetgrondniveau, omringt de geheleomtrek van het archief. Al hetwater dat eventueel via spleten ofzwakke plekken naar binnenkomt,stroomtnaarbeneden,naareen opvangruimte die is verbon-denmethetoverloopreservoirvande buitenplaats. sProjectgegevensopdrachtgever:Dexia Bank, voor rekening van de Bel-gische Staat en de Stad Bergengedelegeerd opdrachtgever:Semacoarchitect en adviseur constructie:BEG (Bureau d'Etudes Greisch), Luiktechnisch controlebureau:SECO, Brusselhoofdaannemer:Tijdelijke Vereniging, waarin:Gal?re, LuikBemat, Charleroileverancier prefab beton:Hurks Beton, Veldhovenkosten: 24 miljoen (excl. BTW)bouwperiode:1999-200210 | Binnenzicht van hetcilindrisch gebouwfoto's: www.photo-daylight.com