7Stalen balkbekisting8Stalen bekisting voor de spantendetailb (rechtslprijs per totaalprijs totaalprijsm3 beton staal hout1333 12420001291,50 12116291120 11977501170 12754001408 12186001334 I 1786901658350 1665719Met deze prijsvergelijking als uitgangspuntkan in alle redelijkheid worden vastgestelddat tussen het leveren en storten van betonop de fabriek of in het werk en het leveren enaanbrengen van de wapening op de fabriekof in het werk geen grote prijsverschillenkunnen ontstaan. Blijft dus over debereke"ning van de kosten van vervoer naar en mon-tage van de prefab-elementen op het werktegenover het voordeel van een snellerebouwtijd en een in het algemeen beterekwaliteit, waardoor eveneens materiaal-winst ontstaat. Verder zullen de kosten voorhet demonteren en monteren van dehoutenkist met de daarbij vaak benodigde repara-ties belangrijk hoger zijn dan die bij eenstalen kist. Alles overziende kan dan ookterecht worden gesteld dat in dit geval eeneconomisch verantwoorde kostprijs is ver"kregen.Opgemerkt zij hierbij dat de gebruikte cij-fers voor de balken en spanten geflatteerdzijn aangezien bij korte balken meestal 2stuks per mal konden worden gemaakt, het-geen tevens geldt voor de spanten en spant-stukken.860 stuks kolommen 8~0 "" 123maal830 stuks balken 8~0 = 138 maal550 stuks spanten 5~0 "" 183 maalprijs permal134571172866132958367aantalmallen7265351620m3 betonstaalstaalstaalhout 1620algemene kostenUit het bovenstaande volgt tevens het aantalmalen dat de stalen mallen zijn gebruikt:Per m3 beton is 10 m2 mal noodzakelijk, dus10 x 29,15 '" I 291 ,501m3 beton.Voor een 1 m3 balkbeton en 1 m3 spantbe-ton kan hetzelfde sommetje worden ge"maakt, waarbij dan de cijfers I 170/m3 enI 334/m3 beton ontstaan.De totale prijsvergelijking volgt uit onder-staande tabel.Bij 8 x gebruik dus 233,20 = I 29,15/m28winst 5%totaal per m2span-ten hout 535materiaalkosten per m2 = 11~~ = 1112,50maakloon: 3 uur ? I 33,-/uur = I 99,~1211,50I 10,601222,10I 11,101233,20Voor de houten kolombekisting op het werkkan nu het volgende worden gesteld:per m1 kolom is 1,6 m2 bekisting nodig:1,6 m2 betonplex ? I 40,-/m2 '" I 64,~8 m badding ? I 6,1Olm I 48,80dwarshout I 45,50hoeklatten + verbindingen I 3,70spanstaven e.d. I 18,-I 180,~balkenkolom- ----------~'-------~----_----~---men hout 726bij de trek- en drukinrichting, weer vormvastworden gesteld. De gehele constructie in-elusief de ondersteuning werd door middelvan bekistingtrillers in beweging gebracht.PrijsvergelijkingEerder is gesteld dat door een bepaaldewerkwijze binnen redelijke grenzen eeneconomisch verantwoorde kostprijs voor deprefab-constructie is verkregen. Dan rijstmeteen de vraag: 'Wat is een economischverantwoorde kostprijs en wat zijn redelijkegrenzen.' Zijn dat de grenzen die zijn be"paald door de grootte van het beschikbarebudget of zijn dat wellicht grenzen die vol-gen uit een vergelijkbare in het werk gestor-te constructie?Uitgaande van de aanname dat het laatstejuist is, moeten voor een goede vergelijkingeen aantal afspraken worden gemaakt.1. De prijsvergelijking vindt alleen plaatsvoor de stalen mallen in de fabriek en de aante brengen bekisting in het werk. De kost-prijs van het beton incl. stortloon, weersin-vloeden en daardoor eventueel uitlopen vande bouwtijd, de prijs van het vervoer en hetstellen van de prefab-constructie, de posi-tieve invloeden van een korte bouwtijd, ditalles blijft buiten beschouwing.2. De vergelijking vindt uitsluitend plaatsover de leverprijs van de stalen resp. houtenmal.3. De houten kist wordt 8x gebruikt.4. Onderhouds- en veranderkosten blijvenbuiten beschouwing evenals het aanbren-gen van sparingen.Mal voor de spanten .Dit was een combinatie van de kolommal ende balkmal, zij het dat door de rechthoekigedoorsneden deze mal veel eenvoudiger waste maken (foto 8).Tabel 1 totaalPrijsvergelijking stalen en houten bekistingCement XXXV (1983) nr. 2 889Montage van de prefab-elementen met eenspeciaal hiervoor ontworpen kraan,bijgenaamd de spinDe montage van de prefab-constructieInzake het vervoer van de prefab-onderde-len naar en de opslag op het werk was in hetbestek voorgeschreven dat maatregelenmoesten worden genomen om besctladi-ging van de elementen tegen te gaan. Voorde kolommen betekende dit o.a. het aan-brengen van wrijfhouten in de teruggevallenhoeken die tenminste 20 mm buiten het be-tonoppervlak moesten steken.Het stellen van de betononderdelen gebeur-de in eerste instantie met een door de aan-nemer speciaal ontworpen kraan (foto 9).Met deze kraan konden de toch behoorlijkzware betonelementen op een zeer voor-zichtige wijze worden gesteld waardoor be-schadiging van de elementen werd voorko-men. In verband met de bouwsnelheid wasde aannemer later genoodzaakt om bij hetstellen eveneens gebruik te maken van degrote bouwkraan.Nadat de kolom op zijn plaats was gebracht,werd deze door middel van een steIcon-structie op de juiste hoogte gesteld (fig. 10).De werking van deze stelconstructie is alsvolgt. In de onderliggende constructie werdeen 2" gaspijp met een lengte van 250 mmingestort. In elke kolom werd een schroef-huis M24 ingestort met aangelast anker enaan de onderzijde een stalen plaat.Nadat doormiddel van draaien iran de nippelde kolom op de juiste hoogte was gesteld(aan de bovl'lnzijde gemeten), werd de ko-lom weer omhoog gehesen, het 'dra~\:JeindM24 in de schroefhuls van de kolom ge-1~_~2""2S"----_~-2" NIPPEL LANG ~o MM2" STALEN SOKQK.KOLOM ~o~'lWER~(BEUGELS)2" GASPIJP LANG 2S0 MMUITWENDIG 603 MMINWENDIG S3 MMCement XXXV (1983) nr. 2draaid, de gaspijp tot ca. 20 mm onder derand gevuld met gietmortel TM waarna mende kolom weer liet zakken tot de staalplaatop de nippel rustte. Vervolgens werd de ko?lom in twee loodrecht op elkaar staanderichtingen afgeschoord.De stelconstructie was berekend op een be-zwijkbelasting van ca. 450kN tot 500 kN, watbetekende dat eventueel de verdiepingbal-ken direct konden worden aangebracht.Voorgeschreven was echter dat in ieder ge-val aan het einde van elke werkdag de ko-lommen moesten worden onderstopt, zodatafhankelijk van het tijdstip waarop de kolom22S +M 24LANG 3 0PLASTIC DOP89werd gesteld, al of niet direct verdiepingbal-ken werden aangebracht. De onderstopp?ngvan de kolommen vond eveneens plaats metgietmortel TM. De maximale kolombelas-tingis ca. 2500kN.Om splijten van het kolomeinde tegen tegaan is speciale splijtwapening aange-bracht.Na het aanbrengen van de verdiepingbalkenwerd de koppelwapening boven de kolom-men in de daarvoor gespaarde sleuven aan-gebracht (foto 11-12). Vervolgens werd devoor de stelconstructie benodigde gasbuisgesteld, waarna, na bekisten en aanbrengenvan de wapening in de diagonaal lopendevoegen van de flenzen, de zaak aangestortwerd.De oplegging van de balken op de consolesvan de kolommen geschiedde op Nevimabouwvilt type P, dik 5 mm, 270 x 100 mm2.Om de reacties van de balken zoveel moge?lijk direct op de kolommen te doen plaatsvinden, zijn voor een betere aanhechting inde koppen van de balken inkepingen ge-maakt. Na het verharden van het voor deaanstorting van de balkkoppen gebruiktebeton, konden voorbereidingen worden ge-troffen voor het aanbrengen van de verdie-pingsvloeren.Wellicht rijst de vraag waarom is gekozenvoor flensbalken die toch in produktie entransport belangrijk duurder zijn dan recht-hoekige balken. Deze keuze was gebaseerdop een tweetal uitgangspunten en wel:1. bij gebruik van flensbalken ligt destortnaad op minimaal 450 mm vanaf de zij?kant van de balken en zal de kans op hetlopen van cementwater langs de zijkant vande balken bij het storten van de verdieping-vloer gering zijn;10Aansluiting kolomvoet op de vloer11-12Aansluiting van de flensbalken met dekolommen13Kolom-balkverbinding, uitgevoerd als eenstijf knooppunt+---!I-----,----!KOPPELWAPENING ONDER IN DE BALK DOORSNEDE A-A2. de verrijdbare bekisting die voor het stor-ten van de verdiepingvloeren werd gebruiktkan veel eenvoudiger worden gesteld enverwijderd.Door gebruik te maken van flensbalkenwerd nog een belangrijk voordeel verkre-gen, nl. dat het lopen over de brede flenstijdens de montage minder gevaarlijk was.Het storten van de vloervelden van 200 mmdikte was geen bijzondere gebeurtenis; degebruikte betonkwaliteit was B 22,5, Hetstorten geschiedde op een zodanige wijzedat steeds in alle richtingen minstens tweevelden tegelijk werden gestort.De meeste verdiepingsvloeren zijn bere-kend op een nuttige belasting van 5 kN/m2,terwijl ter plaatse van de archief- en techni-sche ruimten, overeenkomstig het program-ma van eisen, een belasting van 10 kN/m2 isaangehouden. Alle verdiepingbalken zijnbehalve op de reactiekrachten van de vloe-ren, ook berekend op het gewicht van een 4kN/m wegende scheidingswand. De wape-ning van de verdiepingvloeren was ver-gaand geprefabriceerden werd met debouwkraan in het werk gebracht, waarnaCement XXXV (1983) nr. 2plaatselijk de nog benodigde staven werdenbijgelegd. In verband met de te verwachtendoorbuiging kregen alle verdiepingvloereneen toog van 10 mmoHet stellen van de hoger gelegen verdie-pingsvloeren en spanten geschiedde op de-zelfde wijze.De speciale montagekraan van de aannemerwas zo gebouwd dat de reactiekrachten opde verdiepingvloeren geen grotere momen-ten opleverden dan dan die t.g.v. de voorge-sch reven belasting. Hierdoor was het moge"lijk dat deze kraan vanaf de verdiepingvloerkon opereren om de bovenliggende con-structie te stellen. Hetzelfde gold voor derijdende bekisting van de verdiepingvloe-ren.De dakvloeren zijn ter plaatse van de daktui-nen inhet werk gestort; de rest is uitgevoerdin voorgespannen plaatelementen.De vloeren en schachten van de trappenhui-zen werden evenals de liftschachten in hetwerk gestort. Om het systeem niet te onder-breken werden tegen de trappenhuiswan-den ??nzijdige flensbalken met uitstekende90beugels gesteld waarna de wanden werdenaangestort.StabiliteitGezien de bepalingen van het bestem-mingsplan was de maximale bouwhoogtebeperkt tot 16 m waardoor in de definitievetoestand, tengevolge van de aanwezigheidvan diverse muren, geen extra stabili?teitsmaatregelen nodig waren.Alle gebouwen staan op zichzelf, met dienverstande dat zij opdeeerste verdieping zijnverbonden door middel van overdekte ver-bindingsgangen. Deze verbindingsgangenzijn door middel van dilatatievoegen los ge-houden van de gebouwen; in de gebouwenzelf komen geen dilatatievoegen voor.Hoewel de balken als vrij opgelegd zijn uit"gerekend, was het noodzakelijk om ter ver-krijging van voldoende dwarsstabiliteit tij-dens de bouwperiode de balk-kolom aan-sluitingen als stijve knooppunten uit te voe-ren (fig. 13). In de definitieve toestand kun-nen deze stijve knooppunten gecombineerdmet de schachten t.p.v. de trappenhuizen enliften de volledige stabiliteit leveren. Dito -trekspanning0- drukspanni!"9r.za -ingestortisolatiematerical+rz2l -ingestortisolatiemateo -trekspanningo -drukspiJnning+BesluitIn totaal zijn voor het hier omschrevenbouwwerk circa 2500 werktekeningen(groot en klein) geproduceerd. Later zijn de-ze nog aangevuld met de werktekeningenvoor vier bruggen waarvan twee voor lokaalverkeer met een belasting van 300kN entwee voor interlokaal verkeer met een belas"ting van 500 kN, benevens de tekeningenvoor de betonnen vijverconstructie en fun"deringen voor de windmolens. Voor het ra-tioneel produceren van prefab-elementen ishet van groot belang dat de tekeningen snelbeschikbaar zijn. Wat dat betreft is bij ditproject door een goed geco?rdineerde sa-menwerking tussen architect en construc-teur een optimum bereikt. Hetzelfde kanworden gesteld voor het werk van de aanne-mer en de prefab fabrikant. Beiden hebbenook al omdat de relatie tussen ontwerp, toe-zicht en uitvoering goed was, hoogwaardigeprodukten geleverd, hetgeen zichtbaar is inhet eindresultaat.De eerste paal werd geslagen in juni 1979 ende 1e oplevering vond plaats op 29 maart1982.De aanneemsom van het bouwkundige deelwas circa f 38 miljoen. Na afloop bleek hetbudget niet te zijn overschreden.Het temperatuurverloop in de balk is weer"gegeven in figuur 14.In figuur 15 zijn aangegeven de optredendespanningen in x-richting. De in deze rich-ting optredende maximale spanning isgelijk aan 2,0 N/mm2 hetgeen lageris dan detoegestane waarde volgens de VB, zijnde2,5 N/mm2 (art. E-401.2. d en A-202.5.2.). Infiguur 16 zijn aangegeven de optredendespanningen in de y-richting. De in deze rich-ting optredende maximum spanning is2,3 N/mm2. De aanwezigheid van het isola-tiemateriaal veroorzaakt dus geen ontoe-laatbare hoge spanningen in de beton-doorsnede. In de buitenschil is derhalve,ook alom stortmoeilijkheden te vermijden,een praktische wapening aangebracht.Omdat het gebouwencomplex vrij dicht bijde kust ligt was, om eventuele nadelige in-vloeden ten gevolge van chloor uit zeewaterte elimineren, een extra dekking op de bui-tenste wapening van 5 mm boven dein deVB vermelde waarden, voorgeschreven.De keuze voor het instorten van isolatiepla-ten is na een weloverwogen studie gebeurd,waarbij Adviesbureau Peutz voor de bouw-fysica werd ingeschakeld. Zuiver construc"tief gezien neemt bij de gevelbalken de 6 cmdikke betonschil niet aan de krachtsover-brenging deel (fig. 3). De balk is trouwenshet meest kwetsbare onderdeel in dit spelaangezien door de verbindingen met de ko-lommen en vloeren tijdens temperatuurda-lingen resp. -stijgingen de vervormingenaan alle zijden wordt tegengegaan, waar-door trek- en drukspanningen in de diversedoorsneden kunnen ontstaan. De kolom-men zijn in wezen voorgespannen ten gevol-ge van de bovenbelasting en zijn daardoorveel minder kwetsbaar.Om nu de invloed van temperatuurschom-meiingen te onderzoeken is door middel vanhet computerprogramma 'Eacon' de buiten-balk onderzocht op een situatie van -10 oebuiten en + 21?C binnen. Uitgangspunthierbij was de vlakke vervormingstoestand.De reden echter dat voor het instorten vandeze isolatieplaten is besloten ligt in het feitdat bij een eerder en vergelijkbaar bouw-werk van dezelfde architect, grote proble-men zijn qntstaan bij het ontkisten van bal-ken enkolbmmen van lichtbeton, die in sta-len mallen waren gestort. Bovendien zoumen met lichtbeton nooit aan de in het be-stek vermelde stringente eisen kunnen vol-doen, terwijl de kostprijs van de constructiedoor zwaardere afmetingen van de balkenen kolommen ongunstig zou zijn be?nvloed.Maatregelen ten behoeve van deenergiezuinigheidEerder is vermeld dat, omdat de buitenko-lommen en balken deel uitmaken van de ge-vel, ten behoeve van de energiezuinigheiden mede ter voorkoming van vochtvormingaan de binnenzijde, in deze kolommen enbalken een plaat isolatiemateriaal moestworden ingestort. Men kan zich afvragenwaarom in dat geval niet is gekozen voorconstructief lichtbeton, aangezien door hetinstorten van de isolatieplaten een verhoog-de kans op scheurvorming is ontstaan, ter-wijl ook het produktieproces wordt bemoei-lijkt.houdt in dat wanden naderhand zonder risi-co's t.a.v. de stabiliteit kunnen worden ver-wijderd.Na het aanbrengen van de koppelwapeningtussen de balken en het stellen van de busvoor de doorkoppelconstructie van de ko-lommen, werd het geheel afgestort met be-ton B 22,5. Het zal de lezer duidelijk zijn datbij een dergelijke verbindingsconstructie detoleranties niet zo'n heet hangijzer zijn alsbij een verbinding door middel van bouten.Slechts bij de oplegging van de balken vande split-level verdiepingen op de later aan-gestorte tussenconsoles werd gebruik ge-maakt van boutverbindingen.Overigens zal het duidelijk zijn dat voor eendergelijk bouwwerk in principe geen inge-wikkelde berekeningen nodig zijn. Wel washet noodzakelijk om alle voorkomende si-tuaties tijdens de produktie, transport, mon-tageen definitieve toestand in het werk doorte rekenen.Betrokkenenopdrachtgever: directie Provinciaal Elektri-citeitsbedrijf van Noord-Hollandarchitect: ir.A.Bonnema, Hardegarijpconstructeur: ing.Chr.Stoel, Zwolleaannemer: Nelis Uitgeest BV, Uitgeestprefab-beton: Oosthoek, Zoeterwoudefoto's: Marien Stoel, Zwolle15Temperatuurspanningen in x-richting16Temperatuurspanningen in v-richting14Temperatuurverloop in gevelbalk bij- 10 ?C buiten en + 21 ?e binnen.Cement XXXV (1983) nr. 2 91