O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eBouwtechniekcement 2000 672Regelmatig bouwen grote super-marktketens een noodwinkelop het parkeerterrein bij eenbestaande vestiging. Bijvoorbeeldals de bestaande vestiging tijdelijkbuiten bedrijf gaat voor een ver-bouwing,ofbijnieuwbouw.Veelalwordt in het werk een betonvloergestort, waarop een demontabelstaalskelet met sandwich dak- enwandpanelen wordt geplaatst.Er kleven echter wel nadelen aaneen dergelijk systeem:- er gaat parkeergelegenheidverloren;- de betonvloer die voor denoodwinkel wordt gestort,moet na relatief korte tijd weerworden gesloopt;- de relatief fijnmazigekolommenstructuur in denoodwinkel is hinderlijk voorde indeling en het gebruik.Vanuit deze achtergrond werd deafstudeeropdracht geformuleerd:`Het ontwikkelen van een demon-tabel gebouw voor Parkeren +Winkelen: P+W'.O n t w e r pEerst is gekeken naar de wijzewaarop de functies parkeren enwinkelen worden gestapeld, wantstapelen is qua ruimtebenuttinghet meest voor de hand liggend.Er zijn vier opties (figuur 1):- parkeren beneden, winkelboven;- winkel beneden, parkerenboven;- gebouw op maaiveld;- gebouw deels verdiept in degrond.Er is gekozen voor een deels in degrond verdiepte parkeerlaag metdaarboven de winkel. De voor-delen zijn:- overdekt parkeren zonderbijkomende voorzieningen(winkel = overkapping);- hellingbanen ten behoeve vanauto's zijn uit te voeren alsgrondwerk (goedkoper dandemontabele vrijdragendeconstructie);- de hoogte van de winkelvloerten opzichte van maaiveldni-veau kan worden afgestemdop de hoogte van de laadvloervan de toeleverende vrachtwa-gens. Op die wijze kan het be-voorraden van de winkel zeersnel en effici?nt plaatsvinden;- zonder veel extra voorzienin-gen kan de winkelvloer na hetdemonteren van de winkelworden gebruikt als perma-nente parkeerlaag. Na het ver-wijderen van de demontabelewinkel resteert dan een dub-bellaags parkeervoorziening(dit is echter een bijkomstigeoptie, geen uitgangspunt).Mogelijke nadelen van dezevariant zijn het grondwerk en eeneventueel hoge grondwaterstand.De kosten van het grondwerk zijnechter gering als deze tegen detotale investeringskosten wordenafgezet. Als de grondwaterstandte hoog is, kan gedurende deexploitatie van het gebouw een tij-delijk drainage- of bemalingssys-teem worden aangelegd.Voor de winkel wordt een liftin-stallatie geplaatst ten behoeve vanhet transport tussen de tweelagen,terwijldewinkellaagtevensmet een trappartij en hellingbaanvanaf maaiveld bereikbaar is.Na de keuze voor deze variantis gekeken naar afzonderlijkedemontabele bouwsystemen voor:- een betonnen winkelvloer;- een staalconstructie voor dewinkel met demontabeledakvloer en gevels;- ondersteuningen voor dewinkelvloer en de fundering.I n d e l i n g p a r k e e r l a a gEr is begonnen met een varian-tenonderzoek naar de indelingvan de parkeerlaag. Deze indelingParkeren en winkelen in eendemontabel gebouw met H4Dir. J.J.W.J. HoubenIn het kader van een afstudeerproject* aan de Technische UniversiteitEindhoven, faculteit Bouwkunde, Capaciteitsgroep Constructief Ontwerpen,is door ir. J.J.W.J. Houben een demontabel bouwsysteem ontwikkeld voor eensupermarkt met ge?ntegreerde parkeergelegenheid. Het systeem bestaat uiteen geheel demontabele prefab betonnen cassetteplaatvloer op stalen kolom-men en prefab betonnen wanden, met daarop een demontabel staalskelet.*Afstudeercommissie TU Eindhoven:prof.ir. C.S. Kleinman (voorzitter)prof.ir. F. van Herwijnenir. K.B. Lub1 | Varianten stapelenfuncties Parkeren +WinkelenO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eBouwte chniekcement 2000 6 73bepaalt namelijk het constructie-stramien (plaatsing kolommentussen de parkeervakken) en deomtrekmaten van het gebouw.Uitgangspunt is een winkelop-pervlak van circa 1000 m2, zodater met de norm van ??n parkeer-vak per 25 m2 winkeloppervlak,circa 40 parkeervakken nodig zijn.Uit een aantal varianten is ge-kozen voor een dubbele parkeer-strook met gestoken opstelling inhet midden en een enkele par-keerstrook aan weerszijden vanhet gebouw. De vakbreedte (v)bedraagt minimaal 2,5 m inverband met het kortdurend par-keren, de parkeerhoek ( ) 70? ende rijbaanbreedte is 4,50 m. Deomtrekmaten van de plattegrondbedragen daarbij minimaal 35,0 x28,5 m met een verhouding van1,23. Deze verhouding is eenacceptabele waarde voor de reali-satie van een supermarkt. De in-deling is weergegeven in figuur 3.S t r a m i e n m a a tVervolgens is onderzocht welkconstructiestramien (b) het bestepast bij deze vakindeling, waarbijis uitgegaan van een orthogonaalstramien. Daarbij is ook gekekennaar de positie van eventueel toe-gepastekolommenopeenafstand(x) vanaf de rand van de parkeer-strook.Ineenspread-sheetzijndewaarden van x, y en b bepaald, alsfunctie van , v en de breedte vande dubbele parkeerstrook (P2). Intabel1iseendeelvandezespread-sheet weergegeven, met in figuur2 de gebruikte parameters.Gekozen is voor een constructie-stramien van 2,7 m, of een veel-voud daarvan. De vakbreedte be-draagt 2,54 m en indien nodigkunnen kolommen worden ge-plaatst op 0,99 m vanaf de randvan de parkeerstrook.C o n s t r u c t i e w i n k e l v l o e rMet dit gegeven zijn een aantalconstructievarianten opgesteldvoor de winkelvloer. Voor hetbreedtestramien van het gebouwis gekozen voor 2 x 14,4 = 28,8 m.Grofweg kunnen de variantenworden ingedeeld in vijf hoofd-varianten:- dubbel-T platen in dwarsrich-ting van het gebouw met eentussenondersteuning op eenstalen ligger of betonnen T-kolommen;- cassetteplaten in dwarsrich-ting van het gebouw met eentussenondersteuning op eenstalen ligger of betonnen T-kolommen;- vlakke plaatvloer in dwarsrich-ting met overstek, geplaatst opkolommen op een afstand xvanaf de rand van de enkeleparkeerstroken en kolommenin het midden van de platte-grond;- betonnen cassetteplaten ofstaalplaatbetonelementen opkolommen op een afstand xvanaf de rand van de parkeer-stroken en in het midden vande plattegrond;- betonnen cassetteplaten ofstaalplaatbetonelementen opstalen (ge?ntegreerde) liggersin dwarsrichting op ??n ofmeer kolommen.In tabel 2 zijn de best scorendesubvarianten per hoofdvariantweergegeven. Uit de beoordelingblijkt variant 4 het hoogst tescoren. Het betreft echter geenstandaard-systeem. Het vloersys-teem is opgebouwd uit modulen,zoals weergegeven in figuur 3(zie voor een module figuur 4).Een module uit het systeembestaat uit twee platen B die aande omtrek van de module afsteu-nen op kolommen en in hetmidden op de rand van plaat A.Het is vanuit de materiaalecono-mie niet voor de hand liggend omde platen A en B over het geheleoppervlak met dezelfde hoogte uitte voeren. Daarom is besloten dezwaar belaste randrib van plaat Aeen grotere hoogte te geven. Hetontworpen detail over deze rib isweergegeven in figuur 5a. Er ont-staat een visueel doorgaande dra-gende rib onder de vloer. Hetnadeel van dit detail is echter hetTabel 1 | Bepaling stramienmaatx =(P2 ? y) / 2, y = b * tan( ), v = b * sin( )stramienmaat parkeerhoek ( ) 67,5? 70 ? 72,5?(b) strookbreedte P2 9,30 m 9,40 m 9,50 m2,65 m x 1,45 m 1,06 m 0,55 my 6,40 m 7,28 m 8,40 mv 2,45 m 2,49 m 2,53 m2,70 m x 1,39 m 0,99 m 0,47 my 6,52 m 7,42 m 8,56 mv 2,49 m 2,54 m 2,58 m2,75 m x 1,33 m 0,92 m 0,39 my 6,64 m 7,56 m 8,72 mv 2,54 m 2,58 m 2,62 m2 | Parameters indeling parkeerlaag en constructiestramien4 | Module winkelvloer3 | Winkelvloer en indeling parkeerlaagP1 P1vvbbbby xxO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eBouwtechniekcement 2000 674bekisten van het oplegvlak voorplaat B. Daarom is besloten deoplegnok te vervangen door eenhoekstaal volgens figuur 5b.Hierbij wordt de ruimte van debetonnen oplegnok gevormd dooreen omkasting. In deze ruimtekunnen verlichtingsarmaturenen leidingen worden aange-bracht, waardoor de symmetri-sche rib zichtbaar blijft. De cas-setteplaten zijn in de lengtevoorgespannen met strengen?12,9, FeP 1860 en in de breedtegewapendmetbetonstaalFeB500.C o n s t r u c t i e w i n k e l -o p b o u w e n o n d e r s t e u n i n gw i n k e l v l o e rVoor de winkelopbouw zijntevens een aantal constructieva-rianten opgezet, waarop in ditartikel niet verder zal wordeningegaan. Er is gekozen voor eenvariant met verend ingeklemdegevelkolommen en een rij kolom-men in het midden van de platte-grond. Aan de kolommen zijnconsoles bevestigd in de vorm vanstaafwerken. De dakvloer bestaatuit demontabele dakpanelen, diezijn opgebouwd uit een stalenkaderprofiel met daarin stalendakplaten, isolatie en dakbedek-king. Elk element heeft zijn eigenhemelwaterafvoer, die onder hetdak wordt aangebracht. Het prin-cipe voor de indeling van de dak-vloer is geheel identiek aan hetprincipe van de winkelvloer. Degevels bestaan uit demontabelesandwichpanelen, die van bin-nenuit tegen de kolommenworden geklemd. Een doorsnedevandeconstructieisweergegevenin figuur 6.Aan de randen is de winkelvloerondersteund door prefab keer-wanden, in de plattegrond doorstalen buiskolomen. Er is daargekozen voor stalen buiskolom-men, vanwege de geringere afme-tingen in vergelijking met betonen het aanwezige hoogteverschiltussen platen A en B wat in staalmet een verspringende kopplaateenvoudig kan worden opgevan-gen. Er is uitgegaan van een in hetwerk gestorte poerenfundering.Dit is aanzienlijk goedkoper daneen prefab systeem en de poerenzijn met ingestorte hijsogen altijdrelatief eenvoudig te verwijderen.H4D-systeemKern van het project vormt dewinkelvloer. De vloerplaten wor-den zodanig aan elkaar gekoppelddat er sprake is van schijfwerking.Deze verbinding moet uiteraardook demontabel zijn. In eersteinstantie zijn de uitgangspuntengeformuleerdwaaraandedemon-tabele verbinding moest voldoen:- verbinding is eenvoudig enmeervoudig (de-)montabel;- maattolerantie is mogelijk inalle richtingen in het vlak vande vloer;- er is geen herbewerking nood-zakelijk van de elementen oftoevoeging van nieuwe ele-menten;Tabel 2 | Beoordelingsaspecten constructievariantenweegfactor 1 2 3 4 5PLATTEGRONDbruto vloeroppervlak 2 0 0 0 0 0aantal parkeervakken 1 ++ ++ + + +keren binnen plattegrond mogelijk 1 - - - + +parkeerhoek 1 + + + + +breedte rijweg 1 0 0 0 0 0breedte parkeervak 1 + + + + +afstand kolommen tot randparkeerstrook 3 + + 0 - 0VLOERCONSTRUCTIEconstructiehoogte vloer 2 -- -- -- + 0max. afmeting vloerelement 4 - - - 0 +aantal verschillende vloerelementen 2 + + + 0 +max. gewicht vloerelement 3 - -- -- + +min. benodigde kraancapaciteit 3 - -- -- 0 +totale lengte voeg tussen vloerelementen 3 + + + 0 +ONDERSTEUNINGSCONSTRUCTIE VLOERaantal kolommen 3 + + - 0 0afmeting kolommen 1 0 0 0 0 +totale lengte stalen ligger 2 + + + + --extra constructieve voorzieningenin-/uitgang parkeergarage 3 + + + + -bijkomende noodzakelijke afwerkingconstructie 3 + + + + --FUNDERINGmax. puntlast fundering 2 0 0 0 + 0max. lijnlast fundering 1 - - ++ + +KOSTENkosten per m2vloer 3 + - -- 0 0TOTAAL 10+ 2- 12- 14+ 10+Beoordeling: ++: zeer positief, +: positief, 0: neutraal, -: negatief, --: zeer negatief5 | a: Ontwerp randribplaat Ab: Aangepast ontwerprandrib plaat AO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eBouwte chniekcement 2000 6 75- verbinding moet schijfwerkingvan de vloer mogelijk maken.Vervolgens zijn de op de marktaanwezige demontabele bouw-systemen in prefab beton onder-zocht, te weten Mxb-5, CD-20,SMT, Bestcon-30 en Moducon-2000. Mxb-5 maakt gebruik vandroge montage met voorspan-bouten, de overige systemen ma-ken gebruik van natte montage.Bij alle `natte systemen' moetende constructie-elementen na de-montage een bewerking onder-gaan als het uitboren van vloer-hoeken of dienen nieuwe ele-menten te worden toegevoegdom het systeem weer te kunnenmonteren. Mxb-5 is het enigesysteem dat direct volledig her-bruikbaar is. Nadeel is echter datde verbinding aan de onderzijdevan de vloer zichtbaar blijft en dater een brandwerende bekledingnodig is. Geen van de onder-zochte systemen kwam tegemoetaan de geformuleerde uitgangs-punten, zodat een geheel nieuwedemontabele verbinding is ont-worpen, gebaseerd op de zelf-lossende eigenschappen van eenconusvorm: het H4D-systeem.De verbinding is weergegeven infiguur 7.In de hoeken van de vloerplatenwordt een stalen conusvormigering ingestort. In deze conuswordt een onthechtende tussen-laag aangebracht, waarna deconus wordt volgegoten metkrimparme mortel. Vervolgenswordt een koppelplaat, bestaandeuit een stalen plaat met deuvels,in de specie gedreven. De deuvelszijn tevens voorzien van een ont-hechter. De koppelplaat wordtgeborgd met een moer. Nadat demortel is uitgehard, zijn de platenaan elkaar gekoppeld. Bij hetdemonteren moet de moer wor-den los gedraaid, waarna de plaatmet mortelconussen wordt ver-wijderd. De conussen wordenvervolgens van de stekken verwij-derd. De vloerplaten en koppel-platen zijn direct herbruikbaarvoor montage. Dit systeem geeftvoldoende tolerantieruimte in hethorizontale vlak in alle richtingen.Eriseenproevenserieopgezetomde verbinding te testen. Daarbij isgewerkt met stalen conussen enkunststofconussenincombinatiemet verschillende onthechterszoals vet, kunststof folie en in??n geval zonder onthechter.In alle gevallen blijkt de verbin-ding de gebruiksbelasting van34,2 kN te kunnen opnemen enblijkt deze eenvoudig demontabelte zijn. De vervormingen zijngering, het opwaarts bewegen vande mortelconus bedraagt slechtscirca 1 mm. In figuur 8 is eengedemonteerde verbinding weer-gegeven.T e n s l o t t eDe verbinding heeft zich in deproevenserie bewezen. Inmid-dels is op het systeem patent aan-gevraagd en zijn contracten afge-sloten met productontwikkelaars.Naar verwachting zal het systeembinnen afzienbare termijn op demarkt worden gebracht. s6 | Doorsnede constructiewinkelopbouw7 | Demontabele verbindinggebaseerd op zelflossendeconusvorm8 | Gedemonteerde verbinding
Reacties