Verdieping uitgevoerd als balkenrooster7201356Verdiepinguitgevoerd alsbalkenroosterRechtbank Zwolle is bezig met de herhuisvesting van het justitiegebouw. Hiertoe iseen nieuw gebouw gerealiseerd en wordt het bestaande gebouw gerenoveerd.Vanwege de onregelmatige draagconstructie speelt de derdeverdiepingsvloer eenbelangrijke rol in de krachtsafdracht. Deze is uitgevoerd als balkenrooster, ondersteund door Vkolommen.Nieuwbouw Rechtbank Zwolle (1)Besteks- enuitvoeringsontwerpAan Rechtbank Zwolle wordtaandacht besteed in twee artikelen.In dit eerste artikel komt hetbesteksontwerp aan bod, in hettweede artikel`Balkenrooster naderuitgewerkt'een alternatief voor hetfunderingsontwerp en het uitvoe-ringsontwerp.Verdieping uitgevoerd als balkenrooster 72013 57bestaand gebouwderdeverdiepingsoverstekeersteverdiepingsoverstek21 De derdeverdiepingsvloer is uitgevoerd als balkenrooster, ondersteund doorV-kolommenfoto: Maarten Noordijk2 Bouwplot en stedenbouwkundige lijnen uit de omgevingRechtbank Zwolle is momenteel gehuisvest op drie locaties: hetgebouw aan de Luttenbergstraat, het Dominicanenklooster enSpoorstate. Het doel van de nieuwbouw is de medewerkers inhet nieuwe en deels gerenoveerde justitiegebouw aan de Lutten-bergstraat te huisvesten.Aan de herhuisvesting is een lang proces voorafgegaan. Almidden jaren tachtig zijn de eerste initiatieven gestart om debestaande bouw, die dateert uit 1977, uit te breiden. Een van deeerste ontwerpen is destijds ? na de afronding van het defini-tieve ontwerp ? gestopt, omdat er te veel oppositie kwamvanuit de omgeving. De nieuwe opgave, die is gestart in 2004,bleef daarom beperkt qua bouwoppervlak en hoogte, respectie-velijk circa 65 ? 65 m2en 25 m.Architectonisch ontwerpDe nieuwe rechtbank wordt tegen de bestaande bouw aange-bouwd. Het ontwerp kenmerkt zich door opbouw in verschil-lende `facetten' ontstaan uit de stedenbouwkundige lijnen uit dedirecte omgeving (fig. 2). De nieuwbouw heeft hierdoor zijnzeshoekige vorm verkregen. De daarbij horende grote overstek-ken op de eerste en derde verdieping en de pliss?gevel zijn eenbijzondere verschijning. Het beperkte oppervlak maakt hetnoodzakelijk de verschillende functies van het gebouw te stape-len ? zowel parkeren, kantoren, rechtszalen, cellen en onder-steunende diensten moeten een plek vinden in het gebouw. Intotaal zijn er acht bouwlagen (fig. 3). Er is rekening gehoudenmet een eventuele uitbereiding met een negende bouwlaag.De onderste twee bouwlagen zijn bestemd voor de onder-grondse parkeergarage van driehonderd parkeerplekken. Debegane grond is voornamelijk voor het ondersteunende perso-neel en de cellen voor de verdachten. Op de eerste en tweedeverdieping bevinden zich de rechtszalen. Boven de rechtszalenbevinden zich nog drie kantoorlagen die zijn gesitueerdrondom vier patio's. Hierdoor komt er voldoende daglicht in dekantoorvertrekken.Net als in het bestaande gebouw is er veel ruimte voor schoonbeton.Constructief ontwerpTijdens het ontwerpproces kwam al snel naar voren datdragende elementen in het gevelvlak niet wenselijk waren. Ditom het open karakter van het gebouw niet te belemmeren. Ookde gebouwoverstekken van ruim 7 m geven weinig ruimte voorhet plaatsen van dragende elementen. Door de stapeling van deverschillende functies is het niet goed mogelijk voor alle bouw-lagen dezelfde constructieve opbouw te vinden. Vooral de watgrotere rechtszalen vragen om een kolomvrije ruimte, terwijldat voor de andere gedeelten niet voor de hand liggend is. E?nof meerdere overgangsconstructies zijn daarom noodzakelijk.1ing. tom Borst roARCADISVerdieping uitgevoerd als balkenrooster720135834parkeergarageentree en cellenomloop en zittingszalenkantoren3 Doorsnede rechtbank met functiesbron: Hootsmans architectuurbureau4 Wanden zittingszalen (blauw); de rode gestippelde lijn geeft de gevel aanDeze constructie had twee nadelen. Ten eerste zouden de over-stekken verdubbelen, omdat de wanden relatief centraal in hetgebouw liggen. Ten tweede zou deze oplossing ten koste gaanvan de flexibiliteit van zowel de kantoren als de zittingszalen.De oplossingUiteindelijk is gekozen voor een stijve derdeverdiepingsvloer(fig. 6). Hiermee kunnen de overstekken van zowel de derdeverdieping als de eerste verdieping worden opgevangen. Voorhet opvangen van de eerste verdieping zijn hangstijlen toege-past in de gevel die worden gekoppeld aan de derde verdieping.Omdat de gevel tussen de eerste en de derde verdieping toch almoest worden versterkt vanwege de windbelasting, was ditgoed te combineren.De benodigde stijfheid van de derde verdieping wordt in eersteinstantie bepaald door de grootte van de overstekken, dedaarop rustende kantoorbelasting en hangende belasting. Omvoldoende stijfheid te krijgen, is hoogte nodig. Een massievedikke vloer zou zwaar zijn. Mede ge?nspireerd door de SintJohns Universiteit in Collegeville Minnesota, is gekozen vooreen balkenrooster, gevormd door balken van 1800 ? 400 mm2hart-op-hart 3600 mm en een vloer van 200 mm (foto 1).Doordat als gevolg van de overstekken een relatief stijveconstructie nodig was, was het mogelijk het aantal dragendekolommen onder deze derdeverdiepingsvloer te beperken. Hetvloerveld wordt gedragen door vijf V-kolommen, tien enkelekolommen (900 ? 900 mm2) en een kern. Door te vari?ren metde posities van de kolommen is het ontwerp van het balken-Eerste ontwerpIn eerste instantie leek het logisch de overgangsconstructie temaken met behulp van de wanden in de zittingszaal op deeerste/tweede verdieping (fig. 4 en 5). Deze wanden, met eenhoogte van circa 8 m, kunnen de overstekken van de eersteverdieping opvangen. De overstekken van de derde verdiepingkunnen worden opgevangen door het toepassen van een staal-constructie met verdiepingshoge diagonalen ter plaatse van dekantoren boven de zittingszalen.Verdieping uitgevoerd als balkenrooster 72013 59liggerwandprefabgevelelementenportaalwandenkern5675 Oplossing stabiliteit met wandliggers6 Oplossing stabiliteit met balkenrooster7 Principe stabiliteitUitwerkingDe diverse onderdelen van de nieuwbouw worden nu naderbeschreven.BalkenroosterVoor de berekening van de vloeren is gebruikgemaakt van driemodellen. In eerste instantie is de vloer geschematiseerd als eenplaat met een fictieve dikte. Dit model is gebruikt om inzicht tekrijgen in het globale gedrag van en de spanningsverdeling inde vloer. Dit model is vertaald naar een EEM-model metbalken, op basis waarvan de definitieve afmetingen van debalken zijn bepaald (fig. 9). De laatste stap is het analyseren vande invloed van de vloer met ondersteuningen op het totalegebouw. Hieruit kwam onder meer naar voren dat een aantaltrappenhuizen en liftschachten geen onderdeel van de draag-structuur konden zijn, omdat deze niet doorlopen tot op defundering. In de schematisering zijn deze schuivend aan dederde verdieping verbonden, zodat verticale krachtsoverdrachtniet mogelijk was.rooster geoptimaliseerd. De krachtsafdracht van de kolommenvindt rechtsreeks plaats naar de fundering en is dus onafhanke-lijk van de onderliggende constructie.Zowel de kolommen als het balkenrooster blijven in het zicht.Dat draagt bij aan de bijzondere uitstraling van het gebouw.Daardoor konden de kantoorlagen relatief eenvoudig blijven.Doordat de wanden van de zittingszaal geen dragende functiehebben, is er voldoende flexibiliteit ten aanzien van de indeel-baarheid. Hierdoor zijn meerdere oplossingen mogelijk voortoekomstige uitbreidingen of functiewijzigingen als gevolg vanveranderend beleid, regelgeving of inzichten. Dit heeft zijn nutal bewezen in het ontwerpproces, waarin diverse wijzigingen inde zittingszalen probleemloos zijn doorgevoerd.StabiliteitDe stabiliteit van het gebouw wordt gewaarborgd door de kernmet drie liften in combinatie met de schuine kolommen. Dekern vormt samen met de derde verdieping en de kolommenals het ware een portaalconstructie.De kantoorlagen worden gestabiliseerd door de kern en dewanden die zich rond de patio's bevinden. De horizontale krach-ten uit deze stabiliteitswanden worden vervolgens via de derde-verdiepingsvloer naar de kern en kolommen afgevoerd (fig. 7).De schuine kolommen vormen geen evenwicht, waardoor dederdeverdiepingsvloer excentrisch is ondersteund. Dit resulteertin een horizontaalkracht en daarmee geringe rotatie van dederdeverdiepingsvloer. De kracht wordt opgenomen in de eerste-verdiepingsvloer. Een aantal lange betonwanden op de beganegrond voert de krachten uiteindelijk af naar de ondergrond.Verdieping uitgevoerd als balkenrooster7201360898 Bouwfase balkenroosterfoto: Maarten Noordijk9 Rekenmodelaantal vloersystemen voor de kantoorverdiepingen. Uiteinde-lijk is gekozen voor een bollenplaatvloer (BubbleDeck). Dezeconstructie levert een optimum tussen vloergewicht, overspan-ning en integratie van installaties.GevelconstructieDe gevelstijlen overspannen grotendeels ??n bouwlaag en lopenvan verdieping naar verdieping. Alleen bij de tweede verdie-ping sluit de gevel niet aan op de vloer. Hier overspant de geveldus twee bouwlagen (foto 10). Hier was het nodig de gevelstij-len te versterken met een koker. Deze kokers dienen tevens alshangstijl voor het opvangen van de eerste verdieping. Omdatde overstekken in grootte vari?ren, wisselt de kracht in degevelstijl. Mede afhankelijk van de belasting en doorbuigingvan de derde verdieping kan het zelfs zijn dat er druk in destijlen komt. Om te voorkomen dat de gevelstijlen uitknikken,is een detail op de eerste verdieping ontworpen dat alleen trekkan overdragen aan de eersteverdiepingsvloer.Zittingszalen en enqu?tekamersVoor het gedeelte met de zittingszalen, tussen de eerste enderde verdieping, was flexibiliteit bepalend. Dit deel is opge-bouwd uit een staalconstructie die de 8 m hoge metal-studwanden en staalplaatbetonvloeren van de tweede verdiepingmoet dragen. Om toekomstige wijzigingen in de indelingmogelijk te maken, is de eersteverdiepingsvloer verzwaard enberekend met hoge variabele belastingen.Eerste verdieping, begane grond en parkeergarageDe constructie voor de parkeergarage, de eerste verdieping ende begane grond is onafhankelijk van de bovenbouw. Deconstructie is voor alle drie deze lagen gelijk: breedplaatvloerenopgelegd op balkbodems.Fundering en bouwputDe bestaande bebouwing is gefundeerd op staal. Bij de aanleg inde jaren zeventig is gebruikgemaakt van een open bemaling. DeDe momenten en dwarskrachten in de verschillende balken vanhet balkenrooster zijn zeer divers. Door de vele kruisingen vande balken moet de wapening in de twee hoofdrichtingenbovendien in aparte lagen worden gelegd. Hierdoor gaat ereffectieve hoogte verloren. Door te vari?ren met ??n, twee, drieen vier lagen wapening is 99% van de momenten gedekt. Vooreen volledige dekking is plaatselijk een verhoogde betonsterkte-klasse toegepast.De aansluiting tussen de kolommen en de balken in de vloer iskritisch. In eerste instantie is gezocht naar een ondersteuningter plaatse van het knooppunt van de balken. Hierdoor zoudende krachten lokaal echter te hoog worden. Door een vak van3,60 ? 3,60 m2tussen de balken vol te storten met beton (totiets boven de onderkant van de balken), ontstaat een soort poerwaar acht balken op aansluiten. Hierdoor vindt spreiding vande krachten in de balken plaats.KantoorlagenEen analyse van de indeling van de kantoren heeft geleid toteen kolomstramien van 7,20 m. Hierdoor is een flexibelkantoorconcept ontstaan dat zowel kantoren als kantoortuinenmogelijk maakt. Het gewicht van de kantoorlagen bepaalt ingrote mate de afmetingen van het balkenrooster van de derdeverdieping. Hierdoor is het belangrijk het gewicht van dekantoorverdiepingen relatief laag te houden. Aan de anderekant was massa in de vloeren juist nodig, aangezien dezevloeren onderdeel zijn van de klimaatinstallatie en om diereden zijn voorzien van betonkernactivering.Deze criteria hebben een rol gespeeld bij de afweging van eenVerdieping uitgevoerd als balkenrooster 72013 61101110 Omloop en gevelstijlenfoto 10 en 11: Michiel Kietvits11 Het nieuwe justitiegebouw in ZwolleAls gevolg van functiewijzigingen wordt de oudbouw op eenaantal plaatsen verbouwd. Er worden onder meer sparingenvoor extra vluchttrappen gemaakt evenals verbindingsgangenen nieuwe installaties. invloed van een dergelijke oplossing strekt zich uit tot 2 kmrondom de bouwput, met alle gevolgen van dien voor de veelal opstaal gefundeerde woningbouw. Om risico's te voorkomen enmaatschappelijk draagvlak te cre?ren, is voor de nieuwbouw inhet ontwerp gekozen voor een gesloten bouwput met damwandenen onderwaterbeton met trekpalen. Het voordeel hiervan is dathet mogelijk werd een compacte tweelaagse ondergrondseparkeergarage te realiseren waarmee het onderwaterbeton en detrekpalen beter worden uitgenut. In de uiteindelijke uitwerking iservoor gekozen het hele gebouw op staal te funderen (zie Cement-artikel `Balkenrooster nader uitgewerkt').Renovatie bestaande rechtbankIn het najaar van 2013 is de nieuwe rechtbank gereedgekomen enzijn de eerste medewerkers verhuisd naar de nieuwbouw. Inmid-dels is gestart met de renovatie van de bestaande rechtbank.Doordat de nieuwbouw op een ander niveau is gefundeerd dande oudbouw bestaat er een risico op zettingsverschillen tussenbeide gebouwen. Aansluitingen tussen oud en nieuw vragen danook om speciale aandacht. Dit is opgelost door wisselconstructieste realiseren op vloerniveau, dus scharnierend vanaf de nieuw-bouw en scharnierend opgelegd op de oudbouw. Op dakniveauen kelderniveau vangen dilataties zettingsverschillen op. ProJeCtgegeVeNSproject Rechtbank Zwolleopdrachtgever Rijksgebouwendienstarchitect Hootsmansarchitectuurbureauconstructieadviseur Arcadisinstallatieadviseur Royal HaskoningDHVaannemer Bouwcombinatie DuraVermeer Trebbeoppervlakte nieuwbouw 16 420 m2renovatie 11 725 m2start bouw 2010oplevering 2013 (2014 incl. oudbouw)bouwsom 65 000 000