TORENBOUW IN PREFAB BETONIn de schaduw van de veelbesproken Saudi Arabia - Bahrain Causeway heeft deBallast Nedam Groep op het douane-eiland tussen deze twee landen een viertaltorens gebouwd. Een project van kleinere schaal, maar technisch evenzeer de moeitewaard. Net zoals voor het brugproject bleek ook voor de bouw van deze torensprefabricage de beste oplossing. Meer dan honderdschachtelementen zijngeproduceerd met ??n bekisting, volgens het contramal-principe, dat hier op uniekewijze voor een verticale bouwwijze is toegepast. In twee bijdragen wordenachtereenvolgens de prefabricage- en montagetechniek en het ontwerp en deberekening van de draagconstructies toegelicht.BAHRAIN! ,5 I ! ! I !lO~m- planning produktie schachtelemen~ten;- montage op de bouwplaats;- voorspanning van de schacht;- bouw van het panorama-restaurant;- bouw van de coastguard-toren;- bewegingen Demag kraan.--KINGDm;l OFSAUDI-ARABIAmocht zijn aan die van de restaurants,zonderde architectonische aspecten ende functionele eisen van het oorspron-kelijke coastguard-toren ontWerp ge-weld aan te doen.Prefabricage enuitvoeringir.J.P.Koster, Ballast Nedam Groep Hoewel dit artikel met name de uitvoe-ringstechnische en organisatorischeDe bouw van de Saudi Arabia - achtergronden van de restaurants be- Ontwerp van de torens?? Bahrain Causeway heeft in de licht, zal toch geregeld het verband met Restaurantinternationale bouwwereld de coastguard-torens worden gelegd. HetontWerp van de restaurant-torens isgrote bekendheid gekregen. Het project De prefabricagevan de schachtenvormt als volgt:omvatte het maken van een brug-dam de hoofdmoot van de bespreking. a. de onderbouw, bestaande uit:verbinding tussenSaudi-ArabiaenBah- Achtereenvolgens worden behandeld: - een paalfundering, samengesteld uitrain, alsmede het aanleggen van een - ontWerp van de torens; boorpalen met grote diameter;kunstmatig eiland in het midden van - bekisting en produktie van de schach- - een funderingsplaat met daarop ra-het brugtrac?. Het contract voor de telementen; diale en tangentiale balken,waarop debouw werd getekend op 9 juli 1981. ~ maat- en plaatsingstoleranties; begane-grondvloer rust;In september 1984 kreeg de Ballast Ne- r------------------------------ldam opdrachtop dit eiland de benodig- 1 Situatie van de torens op hetde dQuanegebouwen met bijbehorende f--_~d_ou_a_n~e_-e_iIa__n_d_t_u_ss_en_S_au-d-i-Ar_a_bl-?a_e_n_B_a_h_r_ain --ifaciliteiten te bouwen, inclusief eencoastguard-toren aan de Saudi-zijdevan dit eiland.Juni 1985 kwam als ver-volgopdracht op het eiland 2 identiekerestaurant-torens te bouwen, ??n aandeSaudi- en ??n aan de Bahrain-zijde, als-mede een coastguard-toren aan deBah-rain-zijde (fig. 1).De opleveringsdatawaren afgestemd opde fasering in het totale plan en de inge-bruikneming van de Causeway:coastguard-toren aan Saudi-zijde: juni1986;coastguard-toren aan Bahrain~zijde,augustus 1986;restaurant-torens: oktober 1986.Het contractvoor de torens was volgenshet principe 'design and construct'. Tentijde van het ondertekenen van de op-dracht was het ontWerp voor de restau-rants gereed en globaal doorgerekend.Omdatop dat moment nog nietwas be-gonnen met de bouw van de coast-guard-toren aan de Saudi-zijde, kon deoptie worden bedongen dat de schachtvan de coastguard-torens identiekCement 1987 nr. 7 9--+-----~ ~----'6~5~0*0--~-~~~--+_I 459032-336 t/m 93134-35ltim510 t/m 30+----------?I/--_-I2b Primaire doorsnede van deschacht met plaatsvoorspankanalenrn................ 35---........ -~------\' 34 /\ f---, -/\ 33I----/\ 3231~ ..J292827162524232221201918171615141312---- 11 ------.----- ----109876-, 5 I--I 4II 3 II 2 II 1 I1-- --,1 IL __ -,-.___._ _ ~ ~ _____ ,..J2a Doorsnedenen elementindelingvan de schacht voor derestaurant-torens------\"\\\\_---IUITVOERlNGSTECHNlEK IPREFABRlCAGECoastguard-torenHet ontwerp van decoastguard-torensis als volgta. een paalfunderingwaarop een funde-ringsplaat rust, met daarop de aanzetvan de schacht;b. op de schachtaanzet een 29 m hogeschacht, met een stervormige doorsne-de, uitwendig identiek aan de schachtvan het restaurant, doch inwendig aan-gepast voor de lokatie van de lift;c. op deze schacht, op 29 m boven hetmaaiveld, de observatieruimte.Vanafdeobservatievloer verandert de doorsnedevan de schacht zodanig, dat alleen deliftkokerdoorgaattotop het dak. Op hetdak is de technische ruimte gesitueerd.b. 65 m hoge schacht, gefundeerd in hethart van de funderingsplaat.De schacht heeft een uitwendige vormvan een achthoekige ster, die over dehoogtevan in- enuitwendige vormver-andert. De grootste buitenafmeting be-draagt 6,50 m; de dikte van de buiten-wand i's in het algemeen 0,30 m. In deschacht zijn de liften ondergebracht,alsmede het trappenhuis. Boven op debetonnen kern wordt een 25 m hogevlaggemast geplaatst.c. h;tpanorama-restaurantop 54 m bo-ven het maaiveld, met een diameter van16 m. Boven het panorama-restaurantzijn sanitaire en technische ruimten ge-situeerd.- 8 kolommen met elkeen uitkragenderadiale balk, waarop de vloerplaatvanhet hoofdrestaurant rust, op 10 m bo-ven het maaiveld, met een diameter40m;- toiletgroepen, gesitueerd tussenbega-ne-grond en hoofdrestaurant;- technische ruimten en dienstruimtenvoor het personeel, gesitueerd bovenhet hoofdrestaurant.IUTILITEITSBOUWEenanalysevan hetontwerp toonde aandat de bouwvan de schachten in het ge-hele bouwproces kritisch lag. De bouwvan het panorama~restaurantop 54 mboven het maaiveld en de observatie-ruimte bij de coastguard-torens (29 mboven maaiveld) gaven een extra com-plicatie.Er zijn verschillende bouwmethodenonderzocht voor het maken van deschachten, namelijk:- prefabriceren (elementgrootte maxi-maal 50 ton)- ter plaatse storten met klimbekisting;- ter plaatse storten met glijbekisting.Uit de studie is het prefabriceren alssnelste envoordeligste naarvoren geko-men.10 Cement 1987 nr. 7principe IOSSl?n buiten kistPrincipe "an de bekisting voorprefabricage van de schachtelementen3 Doorsnede en elementindelingvan de coastgnard-torens4100 tlrn 116i1201I !11911 1r-,.J L_,IG:: 118 :D\\I>/\ 117 /\\ 1 /\ /\ 116 "I1151114113112111110109108107106: 105i104II 103I 102101100I IIDe prefab yard voor de bouw van deCauseway was hiervoor beschikbaar,alsmede een grote mobiele Demagkraan, met een hoofdmast van 54 m.Voor het plaatsen van de topelementenwas aanschafnodig van een vastejib van30 m voor deze kraan.Bekisting en produktie schacht-elementenBekist?ngVoor het onrwerp van de bekisting zijnde volgende uitgangspunten gehan-teerd:- het hijsvermogen van de mobielekraan, teweten 50 tonop 22 m.Ditre-sulteert bij de gegeven schachtdoor-snede een elementhoogte van 1,80 m;- de elementen los op elkaar storten,volgens het contramal systeem(match-cast), om een zo snel mogelij-ke plaatsingscyc1us op de bouwplaatste kunnen garanderen. De voegen tus-sen de elementen verlijmen (voegdik-te 1 mm);- de bekisting zodanig onrwerpen, datin principe elke dag een element ge-stort kan worden;- de buitenzijde van de kern is schoonbeton, met als consequentie dat bout-gaten voorcenterpennen en in te stor-ten onderdelen in de buitenkist nietworden getolereerd. De binnenzijdeterplaatsevanhettrappenhuis is even~eens schoon beton;~ voor alle schachtelementen van zowelrestaurants als coastguard-torens de-zelfde bekisting gebruiken.De verschillende dwarsdoorsneden vande schacht zijn weergegeven in de figu-ren 2 en 3.Om al deze varianten met ??n bekistingte realiserenis devolgendeoplossingge-kozen:Debuitenbekistingbestaatuit4identie-keschotten, die ieder met 2 x 2 pendel-staven verbonden zijn met eenstijfbui-tenframe. Door dit frame in zijn geheelhydraulisch omhoog te halen, bewegende buitenbekistingenzich,~twaarts rol-lend over rails, naarbuiten (fig. 4).Bij hetsluiten van de buitenbekisimg wordenalle hoekverbindingen gefIXeerd.De binnenbekisting bestaat uit 3 losse,rechthoekige, gesloten bekistingen.Door de middenstijl omhoog te druk-ken lost de bekisting zich, daar de mid-denstijl met 2 x 4 pendelstaven is ver~bonden met het midden van elk bekis-tingsvlak.Bij andere dan rechthoekige vormenvan de binnenbekisting, worden extrabekistingsonderdelenaan de binnen- ofbuitenbekisting bevestigd om dezevorm te realiseren.Produkt?e(foto's 5-7)De gehele buitenbekisitng ?s vast opge-steld op een onderframe, op ca. 2,00 mboven het maaiveld, zodat het laatst ge-storte element onder het nieuw te stor-ten element geplaatst kan worden. Eencyclus van het schachtelement is alsvolgt (fig. 8).Na het verwijderen van de 'stoomtent'enhetlossenvande bekistingworden debinnenbekistingen verwijderd, waarnade buitenkist geopend kan worden. Naplaatsen van de Dywidag hijsstavenworden de rwee elementen tegelijker-tijd uit de kist gehesen. Het ondersteschachtelement wordt in de opslag ge-zet; het bovenste wordt weer terug in debekisting geplaatst, doch op de onderstelokatie om te dienen als bodembekis-ring voor het volgende te storten ele-ment. Nadat het onderste element aande bovenzijde met was is ingesmeerdCement 1987 nr. 7 11van de specifleke interieurvorm zijnnog niet verwijderd6 Na lossen van de bnitenbekistingis de standaard binnenbekistingverwijderd. Hulpstukken ten behoevelUITVOERINGSTECHNIEK IPREFABRICAGE5 Plaatsen van de wapeningskorvenin de kist (t.b.v. paselement metafwijkende hoogte)IUTILITEITSBOUWmaximaal 60?C). De volgende morgenmag worden ontkist bij een minimalebetonsterkte van 15 N/mm2?het slu?ten weg te lopen naar een be-paalde voorkeursr?chting;- het onderste element kan ?ets naast deexacte lokatie staan en trekt dan tij-dens het slu?ten de k?st naar z?ch toe.Na het produceren van 10 elementen ?sbesloten een andere werkw?jze te k?e-zen. Gekozen ?s om de elementen voorhet verw?jderen u?t de bek?sting op temeten, door het bovenvlak op v?erhoekpunten ?n te meten en elk elementna het herplaatsen ?n de hek?sting pre-des op dezelfde plaats en r?chting terugte zetten(alleen 1,80 m lager). Deze me-thode ?s snel u?tvoerbaar en bleek bij-zonder goede en betrouwbare resulta-ten te geven (fig. 9).8 Schema voor de produktiecyclus10001200140016001800200022002400Planning produktie schachtele-mentenDe eerste twee geprefabr?ceerde ele-menten waren de nummers 1van zowelhet Saud?- (SA) als het Bahra?n- (BA)restaurant. D?t h?eld verband met dege-compl?ceerde spar?ngen ?n deze ele-menten. Vervolgens werden de elemen-ten SA 2 tlm 10 gestort. Omdat op datmoment nog geen overeenstemm?ngmet de consultantwas bere?ktoverde ?nte storten veranker?ngen voor de dak-constructie van het hoofdrestaurantwerden vervolgens dezelfde elementenvoor het Bahra?n-restaurant gemaakt(BA 2 tlm 10). De elementen SA 1tlm 10 werden alle zo snel mogelijk800lossen bekisting c:::::luitnemen bekisting c::=pgereedmaken hijsenC::jsurveyelementen hijsensurvey C::Jplaatsen wapening CJbekisting slui tendummy voorspanning c=jstorten .c::::Jstomen ( 50 'e)12 Cement 1987 nr. 77 Na ontkisten worden de tweeelementen tegelijk van de werk-vloer getild. Het onderste element gaatnaar de opslag, het bovenste gaat terugnaar de werkplek en dient als contramalvoor het volgende te storten elementr~------ ------1I II I: II,r~----- -------.1I Ii II IL ~ I46009 a-bPrincipe van de oude enIn de werkvoorbereiding was uitgegaan nieuwe methode voor het inmetenvan een gemiddelde produktie van 5 van de elementenI k n1a Met vijzels de wanden verticaale ementen per wee met een aa oop- stellenverlies van 6 weken, wat zou resulteren b Element herplaatsen volgensin een totale produktietijd van ongeveer ingemeten stortpositie26 weken. In werkelijkheid is dit dus 30 L..----'=-- -jweken geworden.34341717102GEMIDDELD102130= 3-4ELEMENTEN PERWEEK,11 4c:::::J c:::J11c:=J14 3= 017==voegdikte die werd toegepast bedraagtplaatselijk 10 mm. Op dezewijze zijn devier torens gerealiseerd met een maxi-male afwijking van de verticale standvan 30 mmo (De tolerantiegrens be-droeg 0,1%van de hoogte, dus maximaal60mm).Gemiddeld werd er nietmeer dan 1 ele-ment per dag geplaatst, hoofdzakelijkvanwege windverlet.In de winterdag was het ook moeilijkom meer elementen per dag te plaatsen,daar de lijm (Sikadur 31SBA type 02,winterkwaliteitvoorde tropen) nietsnelgenoeg uithardde.Om de te lijmen oppervlakken van de9=lBI9SA ==:::J1BA 0[OAST GUARD TOREN BARESTAURANT(DAST GUARD TOREN SARESTAURANTAANTAL ELEMENTENPER WIEKAls bij de droge plaatsing correctie vande verticale stand nodig blijkt, wordenvulplaatjes toegepast. De maximaleMontage op de bouwplaats(foto's 11-13)Op de bouwplaats zijn de schachtele-menten vanaf de dieplader eerst drooggeplaatst. Blijkendaarbij de afwijkingenvan de verticale stand binnen de to-leranties, dan wordt het onderliggendeelement voorzien van een lijmlaag. Ver-volgenswordthetvolgende elementop-nieuw geplaatst. De uiteindelijke voeg-dikte bedraagt dan 1 ? 2 mmonaar de bouwplaats afgevoerd om erva-ring op te doenbij het monteren, lijmenen voorspannen. Het ontwerp gaf alsdwingende eis, dat de schacht totaalmoest zijn afgespannen op de fundatie,voordat de uitkragende balken voor hethoofdrestaurant mochten wordendoorgekoppeld aan de schacht. De con-sequentie hiervan was, dat elementSA 11 niet gecontramaid was op z'nvoorganger (SA 10), daar deze reeds wasgeplaatstomde schachtvolledig te kun-nen afspannen op de fundering. Ele-ment SA 11 is gestort op BA 10 en is, naenig passen, meten en hakken op debouwplaats met een normale lijmvoeggeplaatst (zij het op sommige plaatseniets dikker dan 2 mm).Nadat de BA-elementen tot en metBA 19 waren gestort, werd weer terug-gegaan naardeSA-elementen 11 tlm 19.De elementen werden geplaatst tlmnr. 18,omde giekvan de torenkraan nogvrij te kunnen houden van de schacht:Een torenkraan met een gieklengte van r------~------~-~--------------~_'____j50 meneenhaakhoogtevan34 mstond 10 Produktie van de schachtelementen,I k h dvolgens de werkelijke dataname ij naast et restaurant om e ge- J---~"::::--------'=-------~~----------~--_'____jhele onderbouw te kunnen bestrijken. i5-09-19 1985 i 1986 ~.2!d.1Nu werd bij de fabricage van de schach- T--,U-,,-D-,,-IN--,W--,E--,KE::.-N_ _--+0~2'-'--L4...L,_'6-'--L8cL-L10-,-1L-2 -'-...!-14_,:-J',-6L...L.18--,--"20~2:.::.2-L:L24~2L6-LL28~30 TOTAALtelementen overgegaan op de produktieten behoevevande coastguard-torens inverband met de opleveringsdatavan de-ze torens. Na voltooiing van de coast-guard-elementen werden de resterendeschachtelementenvoor de restaurantto-rens geproduceerd. Eerst werden alle8-hoekige en vervolgens alle vierkanteschacht-elementen geproduceerd. Hettotaal aantal geprefabriceerde elemen-ten bedroeg 2 x 34 + 2 x 17 ~ 102 ele-menten in een tijdsbestekvan 30weken.Ditbetekenteengemiddeldevan 3,4perweek (fig. JO).Cement 1987 nr. 7 13De mobiele kraan tilt een elementvanafde dieplader naar de schachtIUTILITEITSBOUW IUITVOERINGSTECHNIEK IPREFABRICAGEschacht goed te kunnen bereiken, werdgebruikgemaaktvan eenlijmsteiger,dieom de schacht mee omhoog werd ge-trokken. Steeds na het plaatsen van eenschacht-element, werd in het trappen~huis een betonnen trap geplaatst, zodathetbovensteelementsteedsviahettrap-penhuis bereikbaar waS.Voorspanning van de schachtVolgens het ontwerp konden geen trek-spanningen worden toegelaten, waar~door het nodig was de schachtverticaal,centrisch voor te spannen. Gekozen isvoor het BBRV draad-systeem 1907 mm met koppelverbindingen. De ka-bellengte varieerde van 7 tot 21,5 m. Dekabels zijn als complete kabels in hetvoorspanomhullingskanaal neergelatenmet behulp van de mobiele kraan. Hetmaximum aantal kabels per doorsnedebedraagt 42 stuks. Voor dit grote aantalwas het noodzakelijk de kabels op ver-springende hoogte afte spannenenlaterdoor te koppelen, daar anders geen be-tondoorsnede genoeg overbleefvanwe-ge de grootte van de sparingkasten. Cir-ca de helft van de kabels loopt door vanbenedentotboven; met 2 ensoms3 kop-pelankers kon ditworden gerealiseeerd.De toegepaste omhullingsbuis is 0 80-85 mm en de ankerkop heeft een uit-wendige diameter van 0 69 mmo Delengte van de kabels werd vooraf be-paald en kleine lengte variaties tot30 mm waren in de koppelverankerin~gen op te vangen.Het injecteren van voorspan.kanalengaat gelijk op met het voorspannen,maar eerst dient een schachtgedeelte14volledig gespannen te zijn. Het is name-lijk mogelijk, wanneer de lijm tussenbetonelementen niet correct is aange-bracht, dat de injectiespecie van het enevoorspankanaal in het andere kan ko-men.In verband met de gemiddelde verticalekabellengte van 20 m is speciale aan-dacht vereist om bleeding tegen te gaannaiedereinjectiefasenabij de koppelan-kers. Na het uitharden van de injectie-mortel wordt elk kana.al vanafhet kop-pelanker ge?njecteerd, om de ontstanebleedingholte onder het koppelankerweer geheel tevullen metinjectiespecie.Hiertoe wordt een gat geboord tot in detrompet. Vanuit dit gat wordt de holtevacuumgezogen en vervolgens ge?njec~teerd en afgeperst.Bouw van de panorama-vloer(foto's 14-16) .De vloer voor het hooggelegen panora-marestaurantis uitgevoerd als een balk-rooster en is in 2 gelijke stukken gepre-fabriceerd nabij de torens. Hetonderlig-gende schachtelement een passtuk, meteen afwijkende hoogte van 0,475 misals bodembekisting gebruikt en met debovenzijde exact horizontaal op eenwerkvloer neergezet. Daar omheenwerd een houten bekisting gemaakt,waarin de 2 balkroosters gelijktijdigwerden gestort. Nahetverhardenvandebalkroosters werd het paselement op deschachtgeplaatst, zodanigdatde boven-zijde van dit element exact horizontaalkwam teliggen.Debalkroosterskondenniet meer nagesteld worden en moestendus in ??n keer goed liggen. Nadat hetpaselementwas geplaatstwerd ??n helftvan het balkrooster geplaatst en vastge-spannen aan de schacht.Het tweede bal~krooster werd op identieke wijze ge-monteerd.Op dit balkrooster werden betonnenplaten gelegd, met uitstekende luswa-pening aan de randen. Nadat deze nattevoegen waren gestort, was een veiligewerkvloer ontstaan en kon hetvolgendeschachtelement worden geplaatst. Ditelement werd met behulp van een30 mm hoge groutvoeg verbonden methetbalkrooster.Hetbalkrooster had eentotaal gewicht van 95 ton, zodat de50 tonperelementnietwerd overschre-den. Het was niet mogelijk het uitkra~gende balkrooster ter plaatse van de sa-nitaire en technische ruimten te prefa~briceren binnen de 50 ton, zodat dezeuitkragende vloer ter plaatse moestworden gestort.Werkplatform voor het panora-ma-restaurantOm het gehele panorama-restaurantverantwoord enveilig te kunnen afbou~wen) was een werkplatform vereist. Dieafbouw omvat:- aanbrengen van het verlaagd plafondonder het balkrooster van het panora~ma-restaurant;- aanbrengen van de uitkragende staal-constructie van het dak;- aanbrengen van de dakplaten alsmedede dakbedekking;- aanbrengen van de gordijngevel (alu-minium profielen en de glaspanelen);- aanbrengen van de glazenwassers-voorziening (rondrijdende kooi).Het werkplatform bestaat uit een stijve,ruimtelijke staalconstructie rondom deCement 1987 nr. 714 a-b Plaatsen van het balkroosterten behoeve van hetpanorama-restanrant. Het balkroosteris in verband met het maximumhijsgewicht in twee delengeprefabriceerd15 Voor de bouw van hetpanorama-restaurant is eenwerkplatform gemaakt en opgehangenaan het balkrooster16Op het wetkplatform is langs debuitenrand een hulpbordesgeplaatst voor de afbouw van hetpanorama-restaurantCement 1987 nr. 7 15IUTILITEITSBOUWkernvande schacht.Dezestaalconstruc-tie is op het dakvan het hoofdrestaurantsamengebouwd. In de vloer van het pa-norama-restaurant zijn 4 sparingen ge-cre?erd, waardoorheen het werkbordesmet de mobiele kraan tot onder het pa-norama-restaurant kan worden gehe-sen.Nadat het werkbordes op hoogte wasgehesen,is dit met 8 Dywidag staven aanhet balkrooster verbonden. Vervolgenswerd met de Demag kraan in een keereen torenkraan boven op de schacht ge-plaatst. Met deze torenkraan is de vloervan hetwerkbordes dichtgelegd. Tevenswerd een 8 m hoge wand langs de randvan het werkbordes aangebracht. Dezering diende als veiligheid en tevens alsloop/werkbordes op 7 m boven dewerkvloer. Het gewicht van het plat-form was 35 ton; inclusiefde werkvloe-ren werd dit 50 ton.Nadat het gehele panarama~restaurantaan de buitenzijde gereed was, kondenin omgekeerde volgorde de kraan enhetwerkplatform worden verwijderd.De sparingen in de vloer voor hijsen enneerlaten van hetwerkplatform zijn ge~dicht vanaf de lijmsteiger, die voorzienwas van 4 Sky-climbers en tussen hetdak van het hoofdrestaurant en de pa-norama-vloer op en neer bewogen konworden. Als laatste handeling werd de25 m hoge, stalen vlaggemast door demobiele kraan op de schacht geplaatst.Hierna kon de gehele afbouw binnenverder worden voltooid.Bouw van de coastguard-torens(foto's 17-18)Op de paalfundatie is in het werk een17 Aanzet van de schacht voor decoastguard-toren met eenklimsteiger voor het uitvoeren van delijmvoegen18Plaatsing van het balkrooster opde schacht van decoastguard-toren1.9 Bouw van de observatieruimtemet behulp van eenwerkplatform16funderingsplaat met schachtaanzet ge-stort. Op de schachtaanzet zijn 17 nor~male elementen geplaatst. Het bovensteelement is een passtuk met een hoogtevan 0,60 m, waarop de vloer is gestortvoor de observatieruimte. De schacht isook hier weer centrisch voorgespannenvanaf deschachtaanzet tot aan het pas-stuk bovenin, element nr. 116 (zie voordeelementnummering figuur 3). Alle voor~spankabels bestaan uit ??n lengte, be-halve de 4 montage-voorspankabels, diena het plaatsen van de eerste 8 schacht-elementen zijn afgespannen ten behoe-ve van de veiligheid en naderhand zijndoorgekoppeld. Nadat alle elementenzijn geplaatst en gespannen, worden devoorspankanalen ge?njecteerd.Bovende observatievloerlooptalleendeliftkoker door tot bovenhetdak, om eenzo groot mogelijk nuttig vloeropper-vlak terplaatse van de observatievloer tecre?ren. Op de prefab-liftschacht is eenprefab balkroostergeplaatsttenbehoevevan de dakconstructie om het geheelvanwege het gewicht nog te kunnen til~len met de Demag kraan. Door de ex-centrische liftlokatie was het balkroos-ter asymmetrisch opgelegd en werd hetbalkrooster met 2 vijzels ondersteundom kantelen te voorkomen. De verbin-ding tussen het balkrooster en hetschachtelement werd gerealiseerd meteen groutvoeg (30 mm). Ook voor hetlaatste schachtelement(nr. 119) bovenophetbalkrooster(nr. 118) is een groutvoeggebruikr, waarna deze twee elementenaan schachtelement 115 werden vastge-spannen met 4 Dywidag staven (zie ookfiguur 3).Nu was het mogelijk de tijdelijke steun-vijzels voor het balkrooster te verwijde-ren en de prefab betonplaten op het bal-krooster te plaatsenen aan te storten. Naplaatsing van de liftmotoren en de mo-toren van de airconditioning werd hetprefab dak op de schacht geplaatst. Deruwbouw was nu gereed en nadat hetwerkbordes was aangebracht, kon de af-bouw van de observatieruimte begin-nen.Doordat de lift een andere lokatie in deschacht heeft dan bij de restaurant-to-rens was het nodig de bekisting aan tepassen. Een en ander bracht met zichmee dat twee tussenwanden van de lift-schacht in een latere fase op de prefabyard moesten worden aangebracht.Werkplatforl11 van de coastguard-torenOmde afhouwvan de observatievloer tekunnen realiseren, was.een werkbordesvereist, met een diameter van 13,00 m,gelegen op 2,5 m onder de genoemdevloer. Op 5,00 m boven de werkvloerwas een rondgaand loopbordes van0,75 m breedte noodzakelijk. Dit hulp-bordes werd ontworpen.als een ruimte-lijk vakwerk.Het gehele werkbordes is op het maai~veld rondom de schacht geassembleerd(totaal gewicht ca. 25 ton). Met een hijs~frame, waaraan 4 lange stroppen ver-bonden waren, werd dit werkbordesdoor de Demag kraan opgehesen waar-na het met behulp van Dywidag stavenwerd gefixeerd aan de observatievloer.Bewegingen Del11ag kraanAlle schachtelementen voor de 4 torensCement 1987 nr. 7IUTILITEITSBOUW ICONSTRUCTIEFONTWERP IBEREKENINGir.H.R. van der Sluis, Corsmit Raadgevend Ingenieursbureau BV, RijswijkCONSTRUCTIEVE ASPECTENzijn geplaatst met de Demag kraan.Daarnaast was de Demag kraan nodigvoor de navolgende activiteiten:- het plaatsen en wegnemenvan de giekvan de torenhaan nabij het hoofdres-taurant;- het plaatsen en wegnemen van de to-renhaan op de schacht van de restau-rant-torens;- het ophijsen en neerlaten van hetwerkplatform voor het panorama-restaurant;- het plaatsen van de vlaggemast;- het plaatsenvan de glazenwasserskooiop het panorama-restaurant;- het ophijsen en neerlaten van hetwerkplatform voor de observatie-ruimten van decoastguard-torens;Deze activiteiten vereisten het nodigetransport van de Demag kraan over hetdouane-eiland, maar naarmate de ople-veringsdatum van het douane-eilandnaderde, werd het transport over landsteeds hinderlijker (300 ton eigen ge-wicht met een track breedte van bijna12 m). Om schade aan de asfaltwegen tevoorkomen werd besloten het transporttussen de Saudi- enBahrain-zijdevanafjanuari 1986 over water te doen plaats-vinden. Hiervoor werden 2 aanlegstei-gers aangelegd;eenpontonvan 1500 tondiende als veer. Het aantal transportenvan de Demag kraan diende uiteraardzoveel mogelijk beperkt te worden, wateen grote invloed heeft gehad op de to-tale planning voor de restaurants en decoastguard-torens.ConclusieOm een korte bouwtijd te kunnen ga-randeren, is prefabriceren wenselijk.Hiermee worden de kritische activitei~ten zoveel mogelijk uit elkaar gehaald.Het contramal-principe heeft uitste~kend voldaan, hoewel veel aandachtvereist is voor het meetprotocol zoweltijdens het produceren als bij het mon-teren van de elementen.Het tot in het kleinste detail uitwerkenvan de maatproblematiek en het vast~stellen van de juiste maattoleranties isessentieel bij prefabricage. Indien ditniet goed wordt geanalyseerd, zal ditzich tijdens de montage onherroepelijkmanifesteren.Cement 1987 nr. 7In dit artikel worden de constructie-? veaspectenvan de restaurant-torensbeschreven, voornamelijk voorzoverdeze de betonconstructies betref-fen, waarvan het ontwerpen de uitwer~king door ons bureau zijn uitgevoerd.Daarnaastzijn door derden uitgewerkteonderdelen gecontroleerd en in het ge-heel ge?ntegreerd, bijvoorbeeld destaal-constructies in daken en verlaagde pla-fonds, puien, vlaggemasten en werk-platforms.Het globaal ontwerp vanaf het tijdstipdat de bouwkundige tekeningen be-kend waren, heeft circa twee maandenin beslag genomen. In deze periode zijnde ontwerp-criteria opgesteld, is hetdraagsysteem inhoofdlijnen ontworpenenzijn de dimensies van debelangrijksteconstructieonderdelen bepaald, reke-ninghoudend metwensenvande archi-tect en de verschillende andere discipli~nes. Ook is in dit vroegtijdig stadiumreeds veel overleg gepleegd met de uit-voering in Bahrain om tot een optimaaltotaal-ontwerp tekomen.Beslotenis toteen uitvoeringswijze van de torens in'match-cast segmental construction',ofwel prefabricage volgens het contra-mal-principe.Deze bouwwijze is in horizontale rich-ting bekend in de bruggenbouw. Deverticale toepassing is echter tamelijkuniek. Het contramal-systeem is dehoofdlijn in de gehele constructie; deoverige onderdelen zijn daaraan aange-past. Het ontwerp van de prefab ele-menten is mede afgestemd op het be-schikbare materieel voor de produktieen montage.Het gehele ontwerp behoefde de goed-keuring van de Deense consultant dievanaf het begin betrokken was bij hetCauseway-project. Het vergde een om-vangrijke organisatie om zowel voor alsook tijdens de bouw alle betrokkenenop de hoogte te brengen van de ontwik-kelingen, wijzigingen, uitwerkingen indetail etc., alleen al vanwege de geogra-fische spreiding.VoorschriftenIn principe gelden voor het gehele Cau-seway-project - incl. de douane-facili-teiten ende restaurant-torens- deAme-rikaanse voorschriften. Algemeen is vantoepassing de Uniform Building Code(UBC editon 1982).Voor betonconstructies zijn (aanslui-tend op UBC) van toepassing- ACI 318 edition 1983;- Notes on ACI 318,83;- Precast Concrete Institute Handbook;- Proceedings (aanverwante Ameri-kaanse richtlijnen en publikaties).Van deze voorschriften is slechts afge-weken indiende genoemde normenon-voldoende uitsluitsel gaven inzake eentoe te passen belasting ofeen gewensteconstructieve oplossing. Overige ge-bruikte voorschriften en publikatieszijn:- British Code ofPractice CP3;- TNO windrapporten;- LGM Funderingsrapport;- Leonhardt, Vorlesungen ?ber Massiv~bau;- FIP-CEn Model Code, recommanda-tions.BelastingenIn deze paragraafkomen de belastingenaan de orde, die optreden in het ge-bruiksstadium van de torens. Deze gel-den als randvoorwaarden voor het con-structief ontwerp. Bijzondere belastin-gen tijdens de montage worden bespro-ken bij de constructieveaspectenperge-bouw-onderdeel.EigengewichtVanwege zware toeslagmaterialen is hetsoortelijk gewicht van het beton be-paald op 26,5 kN/m3?Nuttige vloerbelastingenHiervoor is 5 kN/m2aangehouden, openkele uitzonderingen na:installatieruimte 10 kN/m2, toiletruim-ten inclusief tussenwanden 5 kN/m2?Overige nuttige belastingendakbelasting (zand) 1 kN/m2;plunjer hydraulische lift;glazenwas-installatie langs de door-gaande glasstrook inde schacht enlangshet panorama-restaurant.AardbevingenRekening is gehouden met lateralekrachten op de constructie volgens devoorschriften in de UBC voor zone 1,dat is de lichtste categorie van aardbe-vingsgebieden.De eigen frequentie van het gebouwende verdeling van de massa overde hoog-17ILU_T_IL_I_TE_I_TS__B~O~{JW~ ICONSTRUCTIEF ONTWERP IBEREKENINGM wind565.. 2206KNm l11Q.....IiliInSchematiseringvan de onderbouwtot 10 m +In het cirkelvormige gebouw zijn 8 ra-diale assen te onderscheiden, A tlm H,met onderlinge hoeken van 45 graden.Op elkvan deze hoofdassen staan 6 fun-deringspalen, waarvan 4 stuks op hetuiteinde in een poer geconcentreerdzijn.63.80~~o ~.5.... llli.B.K.MlJlM aardbevin- - -- - - ~ - - +--+-=T:..:...,...JHBelastingscombinatiesDe UBC schrijft belastingscombinatiesvoor, opgebouwd uit de bovengenoem-debelastingen.Indiecombinatieswordtde waarschijnlijkheid van gezamenlijkoptreden van deverschillende belastin-gen door vermemgvuldigingsfactorentot uiting gebracht.Tevens is een schaakbordbelasting in devorm van nuttige belasting op de helftvan de gehele constructie berekend.Voor de veiligheidsfactoren geldt dewaarde 1,4 voor belasting uit eigen ge-wicht en nuttige belastingen in hetmontagestadium, 1,87 voor aardbevin-gen en de waarde 1,7 voor overige belas-tingen. Voor de schacht en de onder-TemperatuurIn de schacht kunnen aanzienlijke tem-peratuurspanningen ontstaan (3,5N/mm) door ongelijke verwarmingdoor zonbestraling. Er is gebruikge-maakt van de bij de brugpijlers van deCauseway toegepaste theorie waarmeetemperatuursgradienten worden ver-taald in spanningen over de doorsnede(zie Cement nr. 6 1983, blz. 415-420).WindUit een aantal jaren van windwaarne-mingen ter plaatse (midden op zee) enop een naburigvliegveld isdewindsnel-heid ge?xtrapoleerd van een windvlaagvan 3 seconden naar een storm met eenterugkeertijd van 50jaar. Ditin aanslui-ting op deBritish Code ofPracticeCP 3.Deze norm is op zich uitvoeriger dan deUBC en bovendien is de eraan tengrondslag liggende literatuur uitge-breid en redelijk snel toegankelijk.In de berekening zijn vormfactoren,ruwheidsfactoren, randeffecten, alsme-de een snelheidsverdeling van de windover de hoogte verwerkt. Voor dynami-sche effecten in de richting van de windOverigens wordt het grootste buigendemoment onderinde schachtmet teweeggebracht door de aardbevingsbelasting,maar door de windbelasting. Volgens deUBC behoeftmet op hetgelijktijdig op~treden van wind~ en aardbevingsbelas-ting te worden gerekend.Bij de detaillering van de constructiemoet voor voldoende taaiheid wordengezorgd. In aardbevingszone 1 wordenbeperkte maatregelen al voldoendegeacht: extra bebeugeling aan boven enonderzijde van kolommen en in balkenflankwapemng van minimaal 0,15% vande doorsnede. Ook bevestigingen moe-ten op laterale krachten worden gedi-mensioneerd.te zijn parameters in de berekemng vande buigende momenten die door de la-terale krachten wordenveroorzaakt. Demaatgevende doorsnede is de onderzij-de van de schacht.De eigen frequentie is berekend met deformule van Rayleigh voor samenge~stelde massa-veer-systemen. Arbitrairblijftde aan te nemenwaardevoor de E-modulus van de beton.De ACI relateert deze aan de druksterk-te, maar geeft geen maat voor de ver-houding tussenkortdurende enlangdu-rige belasting. Derhalve is de eigen fre-quentie voorverschillende waarden vande E-modulus tussen 10 000 en35 000 N/mm2berekend.Het buigendmoment blijkt het grootstvoor de hoogste waarde van de E-mo-dulus. Dit stond echter met bij voorbaatvast, vanwege de bijzondere geometrievan het gebouw. De gevoeligheid voor 0variatie in E-modulus is hier niet groot ~. ~ ~gebleken: een factor 2 in E-modulus r e - rsulteerde in 10% momenttoename. Dat 50511.5 KNm~is te verklaren tegen de achtergrond van I--_~_ _~---__~ ~~ ~~ ----jhetvoldoende ververwijderd liggenvan 1 Momentenverloop in de torenschachtde eigen frequentie van het gebouw (ca. ten gevolge van belastingen door wind en aardbeving2 Hz) van de in de UBC aangenomen L- ~~~--------~------~--------Jfrequentie (ca. 0,6 a 1 Hz) voor de maat- en loodrecht daarop (wervels achter de bouw is het windmoment bepalend.gevende beving. schacht) zijn Nederlandse voorschriften- deels nog in ontwikkeling bij TNO- Voor de funderingspalen is voor de!BBC - toegepast. windbelasting een korte-duur-Door co?ffici?nten zijn de dynamische reductiefactor van 0,75 van toepassing.effecten in equivalente statische wind- Hierdoor geeft het windmoment op dedrukken vertaald. De buigende mo- uiterste palen net wat minder belastingmenten over de hoogte van het gebouw dan in het geval van halfzijdige nuttigezijn weergegeven in figuur 1. belasting.FunderingHet gebouw is gefundeerd op 49 boor-palen 0 900 mm, met elk een draagver-mogen van 2100 kN en een veiligheidvan 2. De palen zijn in de grond ge-vormd met toepassingvaneenstalenca-sing. Depaallengte bedraagt 14 m onderde Saudi-toren en 19 m onder de Bah-rain-toren. (De draagkrachtige laagheeft een grillig verloop; de torens staancirca 750 m uit elkaar). De palen bren-genhun krachtdoorkleefovereenleng-te van ca. 5 m over op de dragende laag.De onderlinge paalafstand bedraagt2,3 d; de veerconstante is 3.105N/mm.Op de centrale paal (onderde schacht) iseenproefhelasting uitgevoerd; de overi-ge palen zijn akoestisch getest.18 Cement 1987 nr. 7Kelder (foto 5)De keldervloer bestaat uit een plaatvan0,5 m dikte en een grootste diametervan 19 m (ter plaatse van de poeren)waarmee de bovengenoemde schijvenonderling worden verbonden. Op dekeldervloer is de schachtaanzet in hetwerk is gestort.De radiale balken in de kelder vormenin wezen het onderste gedeelte van deschijven. In tangentiale richting wordende poeren verbonden door de ringwandvan de kelder. Deze ringwand is gedi-mensioneerd op de theoretische belas-ting dat bij het voor 90% uitvallen vaneen paal onder een poer, deze reactie(1900 kN) kan worden overgedragennaar de aangrenzende poeren.Deze belasting brengt niet alleen bui~ging in de ringwand teweeg maar ookwringing, doordat de werklijn van debelasting in feite de koorde is aan de cir-celvormige hartlijn van de ringmuur.3 Element-indelingvan de onderbouwBM/ofl x a/v2-r-p-AFpB= FpB,D= 25%FpB,D=M x aIPFpC= 50%HFpC:F 1. 0I IMr)~~~-~-1==OPP= Poercapaciteit 2 Schema van de funderingFp= Poerkrachtlp = Pxa2 + 2xPx (~y = 2p2rondlopende wapening 17 0 32 mmopgenomen. Inde keldervloer en de be~gane-grondvloer ontstaat een ring-drukkracht.De gekoppelde schijven mogen als on-eindig stijfworden beschouwd ten op-zichte van de paalfundering. Tengevol-ge van de koppelingvan de schijfhelftenvia de schacht en ook door de sparingenin de schijfhelften ontstaan secundaireeffecten. Dit resulteert in een andereverdelingvan de reacties inde palen on~der de schijf dan bij een doorgaandeschijfzonder zulke verstoringen.De deviatie in de paalreacties bedraagtevenwel slechts 6% ten opzichte van diebij een oneindige stijfheid van de schijfDankzij de zeer grote stijfheid van debetonnen onderbouw is het 2e-orde ef-fect van de constructie als geheel be-perkt tot 7%. Op het niveau van 10 m +bedraagt de horizontale uitwijking bijde ontwerp-windbelasting 14 mmo, I I , I~I \ I ..l-l~~I I X X I-, IIX XI I, I- ,I 1 I II I I TTI I 1 T1 1 ' ,I I I, ' 1 m+-~ ,-~2~O..:.:m~ -~1-,,3"-!..1..1!m~ll~65W-j2.75.m".f11rI8--"+-1ir-'1_-,!-9,"-.7..2'm,,--~-+,De vloeren vervullen een belangrijkefunctie in het bijeen houden van deschijfhelften. De schacht is daartoe nietin staat bij asymetrische c.q. laterale be-lastingen, vanwege de harmonica-ach-tige vervorming van de schacht.De ring-trekkracht is het grootst in devloer op 10 m + en bedraagt daarca. 5500 kN. Deze kracht wordt inIn de onderbouw is op elke as een verti-cale schijf van 0,8 m dikte verbondenaan een hoekpunt van de achthoekige,stervormige schacht. De diametraal te-genover elkaar gelegen schijven zijndoorgekoppeld en werken samen alsschijvenAB, BF, CGen DH. De verticalebelastingen worden evenredig verdeeldover deze 4 schijven opgenomen. De la-terale krachten (wind en aardbeving)kunnen in willekeurige richtingen aan-grijpen.De maximale spanningen treden op alsde laterale krachten precies in de rich-ting van de (samengestelde) schijfwerken.Als gevolg van het overall-traagheids-moment van de constructie zullen denaastliggende schijveniederde helftop-nemen van de kracht van de schijfin dehoofdrichting.Zodatvan het totale mo-ment 50% naar de schijfin de hoofdrich~ting gaat en 25% naar de beide naastlig-gende schijven, totaal dus 100% (fig. 2).De schijfloodrecht op de hoofdrichtingbevindt zich in de buigingsas en doetdan niet mee aan het opnemen van demomenten. Voor het berekenen vanverplaatsingen volgt derhalve dat de to-tale stijfheid van de constructie 2 x zogroot is als die van een schijfafzonder-lijk.Op deze wijze is de driedimensionaleconstructie rekentechnisch geredu-ceerd tot eenaantalvlakke raamwerken.De raamwerken zijn in een computer-model geschematiseerd in schijf- enstaafelementendieonderlingdoor ruim200 knopen verbonden zijn (fig. 3). Opdeze schijven zijn de basisbelastingengezetenvervolgens zijnde nodige belas-tingcombinaties samengesteld.Deschijvenzijn niet alle identiek, erzijntwee soorten. Inhet ene schema is tussen '----------~------~-~-----~-----~-twee schijfhelften via de inwendigewand in de schachtoverdracht mogelijkvan schuifkrachten, normaalkrachtenen momenten. In het tweede schemakunnen de twee schijfhelften onderlingalleen via de omtrek van de schachtver-ticale schuifkrachten overbrengen.Uit deze twee schematiseringen volgenverschillende krachtsverdelingen in deschijven. Tevens resulteren boven- enondergrenzen voor de verbindings-krachten tussen de schachtende respec~tievelijke (halve) schijven.Cement 1987 nr. 7 19!UTILITEITSBOUW59m 59mMax afstandtussen boog en koorde is 2.2 mbooglengte = 2x5,9 = 11.8 mICONSTRuctIEFONTWERP IBEREKENING4 Schema van de kelderwanden 5 Uitvoering van de kelderwandenDeze wringing wordt opgenomen doorde keldervloer (druk) en het kelderdekc.q. de begane-grondvloer (trek) (fig. 4).Op deze wijze is een stijve doosvormigeonderbouw gecreerd. Door de kelder tevoorz?en van een capaciteit tot over-drachtvanreacties tussen aangrenzendeschijven, wordt een reserve aangebrachtdie kan worden beschouwd als kwali-teitsverhogend. Hiermee wordt name-lijk zeker scheurvorming in boven~grondse constructie-onderdelen ondercontrole gehouden. Met name de ge-knikte tan~entialebalk tussen 7 m +en10 m + (joto 6) die een aanzienlijkedwarskrachtcapaciteit, maar een gerin-ge wringcapaciteit heeft, behoeft nuslechts gewapend te worden op het ge-lijkmatig verdelen van eventuelescheurvorming ten gevolge van tempe-ratuurspanningen.6 Onderbouw na voltoo?ugvan de ruwbouwRadiale balken onder het hoofd-restaurantDe uitkragende balken onder de groteschotel worden in eerste instantielosge-houden van de kern met een tussen-ruimten van ca. 1,5 m. Deze restmaatwordt pas later aangestort, na het span-nenvan de balken. Daarbij worden tweediametraal tegen overelkaar .liggendeverbindingen tegelijk gestort om ervoorte zorgen dat krimpkrachten symme-trisch op de schacht aangrijpen, opdatscheeftrekken van de schacht wordtvoorkomen.Al eerder is de ontwerpeis vermeld datde verbinding tussen de radiale balkenen de schacht niet eerder mag wordengerealiseerd dan nadat het onderste deelvan de schacht (tot 18 m +) volledig isvoorgespannen. Bij aanspannen na hetverbindenvan de schacht met de radialebalken zouden ongewenste en moeilijkvoorspelbare krachtsverdelingen kun-nen ontstaan.De radiale uitkragende balken onder degrote schotel hebben ondanks hun af~metingen (0,8 x 4,0 m) een geringe bij-drage in het uiteindelijke totale steun-puntsmoment: door de circelvorm vanhet gebouw ligt een groot vloeropper-vlak relatiefver naar buiten.Door het - bij alleen eigen gewicht -volledig aanspannen van de voorspan-strengen in de bovenzijde van de balk,ontstaan trekspanningen aan de onder-zijde. Om deze trek op te nemen is on-derin wapening 14032 mm geplaatst.Moment in de maximaal belaste door-snede van de balk:door eigen gewicht 2000 kNmdoor rustende massa 14700 kNmdoor nuttige belasting 6 700 kNmtotaal 23 400 kNmOverwogen alternatieven zijn:a. gefaseerd spannen, iedere keer na hetaanbrengen van een vloergedeelte. Indeze oplossing zou echter alleen vanaf7 Opbouw van de vloer voor hethoofdrestaurant metgeprefabriceerde elementen20 Cement 1987 nr. 7Hoekti"n 100100.12I ? 150Draadeind H16I ? 700Tijdelijke montageverbindm100405TijdelijkeverbindinGat 1>40Sleufgat8 a-b Bovenaanzicht en details? huitenrand van de restaurant-vloer~BE 95 I = 5~ \!:!!Ho1$!ek~li.J!!?n~M,-,,16,--~~1=400 _----~-BE 95de uitkragende punt van de balk ge-spannen kunnen worden en dat is eenmoeilijk bereikbare plaats. Om uitvoe-ringstechnische redenen isjuistgekozenvoorspannen aan de schachtzijdevan debalk.b. meer centrisch voorspannen, maardan zou in de uiteindelijke belast?ngsi-tuatie de toelaatbare drukspanning snelbereikrworden, nog afgezien van plaat-singsproblemen bij toepassing van eengroteraantal ofeenzwaarder type stren-gen.Geheel overeenkomstig de vervor-mingsberekeningen is de neus van debalk door de voorspanning 10 mm om-hoog getrokken en na het aanbrengenvan de gehele vloer 19 mm doorgebo-gen, zodat per saldo de doorbuigingminder dan 10 mmbedraagt.Bij aanwe-zigheid van de totale nuttige belastingzal de totale doorbuiging nog circa6 mm toenemen tot 11750 van de uit-kraging. Despreidinginde gemetenop-en doorbuigingen was slechts 10%.KolommenIn de schijven van de onderbouw zijngrote sparingen opgenomen van circa2,5 m x 3 m. De buitenste begrenzin-gen van de schijven manifesteren zichdaardoor als kolommen van0,8 m x 1,8 m. Deze kolommen dragenhun belasting rechtstreeks af naar depoeren van de fundering. In de bouwfa-se is buiging maatgevend zolangde een-Cement 1987 nr. 7zijdige uitkragende radiale balknognietis vastgestort aan de schacht. In de ge-bruiksituatie neemt het moment meteen factor 3 toe, en komt daar een aan-zienlijke normaalkracht bij. Door degeometrie van de constructie (als gevolgvan de uitkraging van de schotel op10 m +)ontstaat centraal in het gebouween opwaartsgerichte kracht die de be-lasting uit de gehele bovenbouw boven10 m + vrijwel compenseert.De maximale normaalkracht in de ko-lom bedraagt 12000 kN (incl. veiligheiden 2e-orde effect).Tangentiale balkenDe radiale balk ondersteunt 4 geprefa-briceerde tangentiale balken in lengtevari?rend van 9 m tot 14,5 m, met hart-op-hartafstandenvan2,5 m.Debuiten-ste tangentiale balk wordt met kinder-balken vastgestort aan de naburige, naarbinnen toe gelegen, tangentiale balkomwegdraaien om zijn as te voorkomen.Deze buitenste balk wordt zwaar opdomp belast doordat geheel aan de bui-tenrand van de vloer eenforse sierbalkisgesitueerd waarop de pui en een deelvan het dak rust. Door dedompwerkingwordt de naar binnen gelegen tangen-tiale balk gewipt (f?to 7).Inhet montage-systeemzijn hulpbeves-tigingen aan de kinderbalk toegepasttotdat de aanstorting volledig was ver-hard.De buitenrand van de restaurantvloervormt een 32-hoek, terwijl de hoofd-draagconstructie een 8-hoek is. Dezegeometrie veroorzaakt een complexedetaillering van de onderlinge aanslui-tingen (fig. 8).De tangentiale balken zijn met een tandopgelegd in een inkassing van de radialeuitkragende balk. Alsoplegmateriaal isgelamineerd neopreen toegepast. Deopleg-blokken zijn zo dun mogelijk(20 mm) gehouden om kruip ervan tebeperken. De tangentiale balken zijnonderling gekoppeld door middel vanbovenwapening in de vloer, over de ra-diale balk heen, om scheurvorming vande betonvloer te beheersen. Samen metde bovengenoemde maatregelen isscheuren van de marmeren restaurant-vloer te voorkomen, door het marmerhet eerstin hetveld te plaatsen en pas la-ter stroken van ca. 1,5m breed juist bo-ven de radiale balken.Vloer op 10 tn +De breedplaatvloer van de grote schotelis berekend op het zonder onderstem-peling dragen van de op te storten laagbeton. Dit resulteerde ineen oplegleng-te van 100 mm en extra tralieliggersvoor de dwarskracht-overdracht inmontage-stadium. Onderstempelen ispraktisch niet haalbaar op een hoogtevan 10 m. In verband met de functie vandeze vloer in de stabiliteit van het ge-bouw als geheel, verdienen op dezeplaats breedplaten de voorkeur bovenprefab platen met lusverbindingen.21___-~-_-~~ICONSTRUCTIEFONTWERP IBEREKENINGOverwogen is om de balken voor tespannen. Dit is echter niet haalbaar inverband met:Ter plaatse van een discontinuiteit in dedoorsnede (bijvoorbeeld een deurope-ning ofde open hoekvoor de doorgaan-de glasstrook) ontstaat een verplaatsingvan het zwaartepunt van de doorsnede.Dit introduceert een additioneel over-gangsmoment. Ter plaatse van de openhoek in de schacht wordt torsie in deschachtgeintroduceerd. Deze torsie als-mede de dwarskracht kan opgenomenworden door de ongewapende beton-doorsnede.Boven de vloer van het panorama-res-taurant gaat de schacht als vierkantedoorsnede door. Bovenop is een vier-kante afdekplaat vastgespannen doormiddel van acht voorspankabels (deoverige kabels zijn successievelijk op la-gere niveaus gespannen). Deze plaat isgedimensioneerd op de belastingen uitde vlaggemastfundering. In het !fionta-gestadium is op deze plaats een toren-kraan geplaatst ten behoeve van debouw van het panorama-gedeelte. Hetmoment uit de torenkraan was maatge-vend en bedraagt circa 1000 kNm.De vlaggemastfundering bestaat uit een2 m hoge, cilindervormige betoncon~structiedie met 8 Dywidag-staven 0 36is vastgespannen. Het was hier van be-lang om de betondoorsnede zo dun mo-gelijk te houden om de temperatuur-spanningen te kunnenwegspannen.Be-perkte ruimte in de vierkante dekplaatvan de schacht noopte tot een geringaantal staven.f------J 31040 KN19573 KNIIIf----.CJ' 25574KN14842 KN.:Bij het ontwerp is voorzien in een zestalreservekanalen over de volle hoogte vande schacht. Eventuele hulpkabels kun~nen in deze kanalen opverschillende ni-veaus starten en worden afgespannen.Deze zijn opgenomenomdienst te doenbij het onvoorzien uitvallenvan een ka-bel ofbij hetwijzigenvan de constructie(het panoramagedeelte was nog niet ge-heel ontwikkeld, terwijl in verband metde zeer korte bouwtijd de onderbouwreeds stond). Er is overigens geen ge-bruik gemaaktvan deze reservekanalen.uiterste vezel net geen trek toe te staan,zal daar geen scheurvorming kunnenontstaan. De kabels zijn minstens100 mm vanaf de uiterste vezel verwij-derd en ge?njecteerd; de voegen zijn ge-lijmd en in enkele gevallen gegrout.Bij het bepalen van de benodigde voor-spankrachtin eendoorsnede is rekeninggehouden met verliezen door krimp,kruip, relaxatie, wrijving, en intrekkingin de verankering. Door het op verschil-lende niveaus afspannen van de schachtontstaan verliezen in de kabelkracht tengevolge van elastische verkorting vanhet afgespannen gedeelte, veroorzaaktdoor de belasting uit het daarbovenophoger doorstapelen van de schacht. Ookdit effect is in de berekeningen betrok-ken.In het montage-stadium is de stabiliteitvan de schachtelementen voldoendegroot om 12 stuks los opelkaar te stape-len.63."~5UO~53.20 ~~In het ontwerp van de voorgespannenconstructie is geen trekspanning toege-laten. Dit is gedaan met het oog op destijfheid,omde gehele doorsnedevandeschacht te laten bijdragen aan.het traag-heidsmoment (ongescheurde doorsne-de). De uitbuiging aande top blijft bij demaximale windbelasting binnen de100mm.Behalve uit oogpunt van stijfheid zijntrekspanningen in de betondoorsnedeook vermeden omde voorspankabels tebeschermen tegen corrosie. Door in deSchachtIn de voorgaande bijdrage is reeds uit-voerig ingegaan op de bouwwijze en deverschillende verschijningsvormen vande schacht, zodat die zaken hier bekendverondersteld worden. Het grootstemoment treedt op in de schachtjuist terplaatse van de vloer op 10 m +,waardeschacht in de onderbouw is ingeklemd.(In de onderbouwwordthet uitwendigemoment weliswaar groter, maar ditwordt opgenomendoor eenomvangrij-kere constructie, zodat in de schachtele-menten de spanningen afnemen). Deverbindingen tussen prefab schachtele-menten met in het werk gestorte beton-constructies komen tot stand doorLen~ton-koppelingen.De maatgevende doorsnede voor deschachtligt overigens ter hoo~~evan hetrestaurantdak op ca 19 m + (fig. 9). Hetmoment is daar afgenomen maar detemperatuurspanningen worden toege-voegd.Panorama-restaurant (54 m +)I"----~~----------------------------~-----, De draagconstructie van het panorama~9 Schetna van de restaurant bestaat uit een balkenrooster,voorspankracht in de schacht f b d h lL di-'------------;--~------------~----------_j gepre a riceer in twee e Iten ie op asAB aaneensluiten tot eencircelvan 16 mdiameter (fig. JO). Het was zowel een ar-chitectonische als een uitvoeringstech-nische eis om deze balken zo slank mo~gelijk te houden. De balken zijn zodaniggewapend datzij op zich de totale belas-ting kunnen dragen, datwilzeggenzon-der rekening te houden met de groterenuttige hoogte bij de later ontstane sa-mengestelde doorsnede. Er is daartoedrukwapening toegepast. Het momentin de maatgevende doorsnede neemttoevan 900 kNm tot uiteindelijk totaal1900 kNm (incL veiligheden). De wape~ning in de samengestelde doorsnede isgedimensioneerd op het samen met debalkwapening opnemen van deze mo~menttoename. Op deze wijze wordtscheurvorming in de vloer - hier ookeen marmeren vloer - in de hand ge-houden.22 Cement 1987 nr. 7- - -//cD I/ 32 333435DQorsnede AJl[ Ix 35x 34X33/~x 32Jl[ Lange hoofdbalkBovenaanzicht4BBRV {Korte hoofdbalkI 1IGjI-4~_8__~50~47",-,78""50,,--_t_Or_~~39+90~__r_or_--'-78""5"-0~50_47~ ft~5~14 extra beugels.Fv ~ 666 + ~~ 1592 KNS7zstFV~Krachten op de lange hoofdbalk1916KNm(F H1666 KN2waartepunt van 4BBRV 32 tlm 351916 KNm 1592 KN/ 237 KNiI (I / w: __ ) 457 KNm ij[t-----='---=-~47';'"-"o1!o-~,071' 375 Ia-b Ophanging balkrooster terplaatse van de open hoek in de schacht11ld ~ 47. ~ 1.5 mKrachtenoverdracht van.32 op betonelementover laslengteI II ,I ,I ,I I, I, ,I ,4BBRV 19~75D32~Balkrooster (helft) voor de vloervan het panoratna-restaurant5~45-~drossbachmet SDl2:aid onder-zijde opLentoncoupiersbevestigdInkassingnaderhandaangestortna koppeling1012(links) Overdracht van de verticale belastingvan de stekwapening naar de ophangwapening- de lageaanvangsbelasting uit eigen ge-wicht en relatiefhoge uiteindelijke be-lasting en- onvoldoende ruimte voor het latenkruisen van de horizontale kabels metde verticale kabels van de schacht.Ter plaatse van de open schacht-hoek(op as F) vindt het balkenrooster via eenstalen hulpconstructie tijdelijk steun opde schacht. Uiteindelijk.wordt hetmet 4BBRV kabels opgehangen aan deschachtdie bovendeze hoek als geslotendoorsnede doorgaat. De langere balk is