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 1999 1 51ing. P.M. van Wingerden, HBM-UOB afdeling constructie, RijswijkDe depottoren van het NationaalNatuurhistorisch Museum Naturalisis een 62 m hoog, vierkant gebouw,met twintig verdiepingen die elkdoor een tussenwand in twee?nworden gedeeld. Om de optimaledraagconstructie in relatie met deuitvoering te kiezen, zijn in de fasevan het voorlopig ontwerp verschil-lende varianten beschouwd. Hetinzetten van tunnelbekistingen bleekniet alleen financieel, maar ook quauitvoeringstijd het aantrekkelijkst.Bij de overige gebouwen zijn enkelebijzondere constructies toegepast.Via de ingang in het gerenoveer-de Pesthuis (bouwdeel A) (fig. 1)en de nieuwe stalen verbin-dingsbrug (bouwdeel B) is denieuwbouw toegankelijk. Hierbevinden zich de kantoorruim-ten met de bibliotheek (bouw-deel C), de tentoonstellings-ruimten met laboratoria (bouw-delen D1 t.m. D3) en de depot-toren (bouwdeel E).D e p o t t o r e nDe depottoren is een vierkantgebouw met afmetingen vanongeveer 22 x 22 m2 (fig. 2). Elkeverdieping wordt door een tus-senwand in twee?n gedeeld,waardoor de vloeroverspanning10,55 m wordt. Dit geeft eenmaximum aan vrijheid van inde-ling van de ruimten. De verdie-pingshoogte is 2,765 m. Om zon-der hoogteverschil op de aan-grenzende bouwdelen aan tesluiten, hebben de eerste vierverdiepingen een afwijkendehoogte van 3,40 m. Naast hetgebouw bevinden zich het trap-penhuis en de liften.De volgende varianten zijnbeschouwd om de optimaledraagconstructie te kiezen inrelatie met de uitvoering.Variant 1: wanden en vloeren metelk een eigen bouwstroomIn het geval van ter plaatsegestort beton hebben alle wan-den een dikte van 250 mm. Deverticale belasting wordt opgeno-men door drie dragende wandenin ??n richting. Deze wandenverzorgen samen met de tweekopwanden de stabiliteit.Bij gebruikmaking van het holle-wandsysteem is de dikte van hetter plaatse gestorte gedeelte 130mm. Het nadeel is dan dat nietde volledige wanddoorsnedeeffectief is, doordat de stekken inhet gestorte gedeelte staan.Hierdoor wordt het opnemenTunnelbekisting ineen depottoren2| Plattegrond depottoren(niveau 7 t.m. 20)1| Situatie bouwdelenNationaal Natuurhistorisch Museum NaturalisBAED3D1D2 CC 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 1999 152van inklemmingsmomenten vande ter plaatse gestorte vloerbeperkt en daarmede de doorbui-ging van de vloer vergroot.Toepassing van een 260 mmkanaalplaatvloer met gewapendedruklaag ? tevens dienend alsafwerklaag ? zou gezien de over-spanning van 10,55 m een idealeoplossing zijn geweest. Dezevloer heeft een laag eigengewicht en kan snel ? zondertussenstempeling ? worden aan-gebracht. Deze oplossing vielechter af vanwege de gebruikseisdat zich in de constructie geenholle ruimten mochten bevin-den. De zich mogelijk hier neste-lende bacteri?n zouden de kost-bare wetenschappelijke collectiekunnen aantasten.Naast de uitvoering met eentraditionele bekisting zijn ookverloren bekistingssystemen alsbekistingsplaatvloeren en staal-plaat-betonvloeren beschouwd.De veelheid van handelingenmet de daarbij benodigde kraan-bezetting zou bij deze variant toteen cyclustijd van vijf dagengeleid hebben.Variant 2: uitvoering wanden envloeren met tunnelbekisting in ??nbouwstroomTunnelbekistingen worden nor-maliter in de woningbouw toege-past. Door twee van dergelijkeunits naast elkaar te plaatsen ende tussenruimte te overbruggenmet een passtrook om de over-spanning van 10,55 m te kunnenmaken, ontstond de mogelijk-heid om de wanden en vloeren in??n arbeidsgang te storten. Omde vervorming van de 300 mmdikke vloer te beperken, zijn indeze tussenruimten kruipstem-pels geplaatst. Door het aanbren-gen van een stortnaad werd eenverdieping in twee delen ge-maakt met telkens een stort vanongeveer 100 m3 (fig. 3).De tunnelunits waren onafhan-kelijk van elkaar te verplaatsen,waardoor een goede spreidingvan de werkzaamheden, zoalsbekisting stellen en het aanbren-gen van wapening, mogelijk was.Genoemde variant heeft gevol-gen voor het ontwerp van dedraagconstructie. Kopwandenworden gewoonlijk niet gemaaktmet tunnelbekistingen. Enerzijdszou een kopwandbekisting decyclustijd verlengen, terwijl ander-zijds een kopwand niet gemaaktkan worden voordat de tunnel-bekisting uitgereden is.Deze problematiek is vermedendoor de toepassing van prefabbeton bekistingswanden aan deene zijde en een wand in kalk-zandsteenmetselwerk aan deandere zijde.Vanwege het uitrijden van detunnelbekisting is het aanbren-gen van een balk op het eind vanhet vloerveld niet mogelijk. Omde vloerbelasting uit het overstekbij het trappenhuis en uit demetselwerkwand in de vloerdiktevan 300 mm naar de funderingaf te dragen, zijn tussenkolom-men geplaatst met een zodanigedwarsafmeting dat het uitrijdenvan de tunnelbekisting mogelijkbleef (fig. 2).Het toepassen van de metsel-werkwand heeft verder tot gevolgdat de stabiliteit van de torenwordt verkregen uit de beton-wanden die samen een Evormen.Met de tunnelbekistingsvariantwas een cyclustijd van vier dagenper verdieping te halen. Medevanwege de financi?le aantrekke-lijkheid is voor deze variant geko-zen, toegepast vanaf de vierdeverdieping in verband met deaanwezigheid van de daarboven3| TunnelbekistingdepottorenC 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 1999 1 53constante verdiepingshoogte envoldoende uitrijruimte.D r i e h o e k i g e p r e f a be l e m e n t e nBouwdeel C is opgebouwd uitprefab-betonelementen.Opmerkelijk zijn de zeven drie-hoekige draagelementen dievanaf de fundering in de vijvertot aan de onderkant van de eer-ste verdiepingsvloer reiken. Hetgebouw verrijst hiermee als hetware uit het omringende water(zie foto op blz. 49 ).Het gebouw telt vijf verdiepin-gen. Op zeven stramienen mettussenafstanden van 10,50 mwordt de verticale belasting naarde fundering afgevoerd. Per stra-mien zijn er vanaf de eerste ver-diepingsvloer drie steunpunten.Tussen de beganegrond/funde-ring en de eerste verdiepings-vloer worden twee steunpuntensamengevoegd tot ??n (fig. 4).Het gebouw rust nu op tweesteunpunten en is daarmee sta-tisch bepaald.Op vier van de zeven stramienenis boven de eerste verdieping eenbetonwand aanwezig.Gecombineerd met het daaron-der staande driehoekige en daar-door vormvaste element en dehoekkolom vormen zij de stabili-teitswanden in dwarsrichting.Bij ??n kopwand, waar de beton-wand op de eerste verdiepingniet over de volle breedte konkomen, is de stabiliteit verkregendoor een stalen schoor tussen debegane grond en eerste verdie-ping aan te brengen (fig. 5). Dehorizontale trek-/drukbelastingwordt nu door een buisprofielnaar de fundering afgevoerd.Uit symmetrie-overweging is inde andere kopwand ook eenschoor aangebracht.Vanwege de krachtswerking is inde bovenregel van het driehoeki-ge prefab-betonelement altijdeen trekkracht aanwezig. Demaximale rekenwaarde van dezekracht is 2600 kN. Om scheur-vorming te voorkomen is metvier Dywidag staven ? 32 voor-spanning aangebracht (fig. 6,foto 7).De maximum-rekenwaarde vande verticale belasting die via hetprefab element (betonsterkte-klasse B 65) naar de ter plaatsegestorte fundering (betonsterkte-klasse B 35) moet worden overge-bracht, is 7300 kN. Het zwaarte-punt van deze belasting ligt dichtbij de rand van het daar circa 300mm dikke, taps toelopende ele-ment. Bij toepassing van eennormale mortelvoeg tussen ele-ment en fundering zou de toe-laatbare voegspanning ruim-schoots overschreden worden.4| Doorsnedebouwdelen C en D5| Driehoekigprefab elementmet stalen schoorin kopwanden6| Wapeningprefab elementmet stalenvoetplaatC 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 1999 154Met het instorten van een 100mm dikke, hoogwaardig stalenplaat, zowel in het element als inde fundering, is een staal op staaloplegging verkregen, waardoorde voegspanning niet meermaatgevend is. Voorwaarde voordeze oplossing was dat de platenop de juiste locatie en hoogte,waterpas ingestort zouden wor-den. De vorm en afmetingen vande stalen plaat in het elementzijn zodanig gekozen, dat deinleiding van de normaalkrach-ten over grote oppervlakkenwordt gespreid. Dit vermindertde splijtkrachten. Door staafan-kers op deze oppervlakken te las-sen is dit effect vergroot en is eengoede verbinding tussen wape-ning en staalplaat gewaarborgd.Om de oplegspanning in deranke fundering te verminderenen het stellen mogelijk te maken,zijn er wapeningsstaven onderde ingestorte staalplaat gelast.K o l o m m e n m e t p o t l o o d -p u n t e nIn de bouwdelen D1 t.m. D3 is devorm van de ronde kolommenbijzonder. Juist onder de vlakkeplaatvloer zonder kolomplaatneemt de doorsnede over eenbepaalde hoogte gelijkmatig af,waardoor deze kolommen devorm van een potloodpunt krij-gen (foto 8).De tentoonstellingsruimten zijn6,40 m hoog met een vloerop-pervlak van 21,6 x 21,6 m2. Omde mogelijkheid open te houdenlater over een deel van de vloereen entresol te maken, is geko-zen voor een 400 mm dikke,voorgespannen (VZA) vlakkeplaatvloer. De dakvloer is 350mm dik. In het midden wordt devloer ondersteund door eenkolom ? 650 mm. Aan de vloer-randen zijn wanden en/ofkolommen aanwezig.Het bijzondere van de kolom-men is dat juist aan de onderzij-de van de vloer de diameter overeen hoogte van 400 mmafneemt. Voor de middenkolom-men verloopt de diameter van7| Detail hoekwapeningachterzijde met omhullings-buizen voor vier Diwidag-staven in bovenregel9| Detaillering zwaarst-belaste potloodpuntC 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 1999 1 55650 mm naar 320 mm.De maximum-waarde van derekenbelasting die door de ver-minderde doorsnede van de mid-denkolom moet worden overge-bracht, is 7400 kN. Beton vol-doet hier niet meer. Dit is opge-lost met een massieve, hoog-waardig stalen kolom, ? 220mm. De kolom is aan de onder-zijde voorzien van een dikkevoetplaat met verstijvingsribben.De lengte is zodanig dat de voet-plaat binnen de nog niet geredu-ceerde doorsnede van de kolomkomt te staan. De stalen over-gangsconstructie is in de beton-kolom verankerd met ingestortedraadeinden (fig. 9).Voor de maximaal belaste kolomwas de mortelvoegspanning tehoog. Om deze spanning te ver-minderen zijn extra wapenings-staven onder de voetplaat gelast,zodat de belasting meer ver-spreid de kolom wordt inge-voerd.Door het toepassen van hoog-waardige stalen dwarskracht-kransen in de betonvloer werd deponsspanning niet overschre-den. Tevens was het hierdoormogelijk de belasting met maxi-mum-rekenwaarde van 2900 kNdirect via een aangelaste stalenoplegring op de stalen over-gangsconstructie over te bren-gen. Deze is met beton omkleed,zodat zestig minuten brand-werendheid en de gewenste pot-loodpuntvorm werd verkregen.Het inleiden van de belasting inde betonkolom gaat gepaard metsplijtkrachten. Door het toepas-sen van extra beugels kunnendeze worden opgenomen.Voor de zwaarst belaste kolom-men is de betonsterkteklasse ver-hoogd van B 35 naar B 55. sProjectgegevensopdrachtgever:Mabon BV, Rijswijkarchitect:Architectenbureau Verheijen VerkorenDe Haan BV, Leidenbouwkundige uitwerking:HBM-UOB afd. bouwkunde, Rijswijkconstructeur:HBM-UOB afd. constructie, Rijswijkadviseur installaties en bouwfysica:BV Technical Management (TM),Rijswijkaannemer:HBM-regio West,Capelle a/d IJsselprefab beton:Schokbeton, Zwijndrecht8| Kolommen met potlood-puntenfoto: Ger van der Vlugt,Amsterdam