18Bouw verkeerskern gebouw IC") Het eerste deel van dit artikel werdgepubliceerd in Cement XIX (1967) Nr. 1,blz. 24-31.Cement XIX (1967) Nr. 2De nieuwe Ruhruniversiteitte Bochum ( )*Constructie van hoog- en laagbouwIn constructief opzicht kan de Ruhruniversiteit, evenals dat het geval is in bouwkundigopzicht, verdeeld worden in drie afzonderlijke delen, nl. de hoogbouw (de instttuutsqe-bouwen), de laagbouw en de gebouwen van het Forum. Door de geheel eigen aard van degebouwen op en rond het Forum zal in het kader van dit artikel niet op de constructiedaarvan worden ingegaan.De hoog- en laagbouw is, zoals bij het bouwplan reeds is uiteengezet, zo ontworpendat een ver doorgevoerde standaardisering is bereikt. Hierdoor kunnen deze vrijwel ge-heel gebouwd worden met behulp van geprefabriceerde elementen, die in grote seriesworden vervaardigd.Het gebruik van geprefabriceerde elementen op grote schaal heeft het voordeel dat eenmeer Industri?le bouwwijze wordt verkregen, waarbij het gebouw op een zeer snelle wijzekan worden opgetrokken en bovendien minder arbeidskrachten benodigd zijn. Ook in eco-r.omisch opzicht kunnen voordelen worden bereikt, mits zoveel mogelijk gelUke elementenworden toegepast, waardoor grote series ontstaan. Door de invoering van het moduul-raster van 7,50 X 7,50 m2 is dit in Bochum inderdaad bereikt.Bij prefabricage vragen echter ook steeds weer enige karakteristieke vraagstukken omeen oplossing. De oplossing van deze vraagstukken is bepalend voor de mate waarin detoegepaste prefabricage geslaagd genoemd kan worden. Deze vraagstukken betreffen:de variabiliteit van de te realiseren gebouwen - de wens om plaatselijk veranderingenaan te kunnen brengen in de bouwkundige of constructieve opzet van het geheel zal al-tijd optreden. Dergelijke veranderingen zullen des te moeilijker aan te brengen zijn, naar-mate de afzonderlijke elementen een grotere onderlinge afhankelijkheid vertonen. Bij destatische en constructieve opzet zal men dan ook uit moeten gaan van de kleinst moge-lijke onderlinge be?nvloeding van de afzonderlijke elementen.de constructieve verbindingen - het maken van trek- en stootvaste verbindingen wordtmoeilijker en kostbaarder, naarmate de op te nemen krachten groter worden. De plaatsvan de verbindingen moet dan ook bij voorkeur daar gekozen worden, waar slechts gerin-ge krachten zullen optreden.de toleranties en passingen - het bepalen van de vereiste passingen en de daaruit voort-vloeiende toleranties voor elementen en montage is van uitermate groot belang voor hetslagen van een geprefabriceerde constructie.montagesnelheid - de snelheid en kosten van de montage hangen voornamelijk af van denauwkeurigheid die nodig is bij het plaatsen van de afzonderlijke elementen, en van detijd benodigd voor het op de juiste wijze maken van de verbindingen.Bij de behandeling van de gekozen constructies zal aan de oplossing van deze vraagstuk-ken de nodige aandacht worden besteed.LaagbouwDe voor de laagbouw te ontwikkelen constructie-systemen moeten voldoen aan de volgen-de eisen:? de constructie moet bijzonder variabel en flexibel zijn, dat wil zeggen er moeten varian-ten ontwikkeld worden, die onderling volledig verwisselbaar zijn. Daarnaast moeten velemogelijkheden aanwezig zijn tot het maken van sparingen van allerlei formaten in de vloe-ren;? de constructie moet binnen zekere grenzen bestand zUn tegen zettingen in de bodem tengevolge van de aanwezige mijnbouw;? alle elementen moeten een dusdanig gewicht bezitten, dat zij gemakkelijk vanuit bestaandebetonwarenfabrieken over de weg naar het bouwterrein kunnen worden getransporteerd;? de constructie moet gemakkelijk uit te breiden of te veranderen zijn, een optimale benut-ting van het gekozen bouwmateriaal mogelijk maken en geringe onderhoudskosten tot ge-volg hebben.Om de gewenste variabiliteit te kunnen bereiken moeten alle te ontwerpen vloerconstruc-ties gelijke afmetingen hebben: de moduulmaat van 7,50 X 7,50 m2? Daarnaast moet de6619De gebouwen IA en 18 in gebruikhoogte van alle constructies gelUk zijn: gekozen is een hoogte van 80 cm, terwijl verderde insnoering van de kolommen aan de kop zodanig moet zijn dat een goed oplegvlakwordt bereikt. Als minimale insnoering werd een maat van 37 X 37 c vereist.IIIIIIIIIIIIIIIIIIIBij de constructies voor de diverse laagbouwen zal een keuze gemaakt worden uit de infig. 20 in principe aangegeven varianten. Bij de I-gebouwen zullen de moer- en kinder-balken in ??n laag gelegd kunnen worden met in de balken sparingen voor de leidingen.Bij de N-gebouwen zullen moer- en kinderbalken in twee lagen gelegd moeten worden,omdat de vele leidingen hier niet meer door middel van sparingen door de balken gevoerdkunnen worden.20Mogel?ke variantoplossingen voor delaagbouw, weeroi] de constructie variabelen flexibel is21 en 22Montage van de vloerplaten, met detail-opname, en bouw van de verkoers-kernen van gebouw ICHoogbouwHet statisch systeem is voor alle instituutsgebouwen in principe gelijk. Elk gebouw isdoor een dilatatievoeg verdeeld in twee delen, die elk een verstljvlnqskern bevatten. Dedilatatievoeg is tot stand gebracht door een dubbele rij kolommen in het midden van hetgebouw. Een uitzondering vormen de gebouwen van de natuurwetenschappelijke afdelin-gen, waar in het midden een zelfstandige kern met collegezalen is aangebracht. Hier zijnaldus twee dilatatievoegen ontstaan.De verticale belastingen worden door de over alle verdiepingen doorlopende kolommen enkernwanden overgebracht naar de fundering. De horizontale belastingen ten gevolge vanwind en excentriciteit, worden door de vloeren overgebracht op de verstijvingskern.Cement XIX (1967) Nr. 2 6723Constructieve opbouw van de gebouwenIA en IBDe constructie van de I-gebouwenDe instituutsgebouwen van de technisch-wetenschappelijke afdeling zijn opgebouwd uitbetonnen vloerelementen van 7,50 X 7,00 m2, die bevestigd zijn aan stalen kolommen dieover de gehele hoogte van het gebouw doorlopen. De verkeerskernen zijn eveneens op-gebouwd uit stalen kolommen, waarbij dwarsschoren(gebouwenlA en IB) of betonwanden(gebouw IC) voor de benodigde stijfheid zorgen (zie foto 22 en fig. 23). De bij deze ge-bouwen gevolgde montage doet zonder meer denken aan staalbouw, waarbij 'toevallig'ook gebruik gemaakt wordt van betonnen elementen. Dit blijkt zeer sterk uit de constructievan de vloerelementen.De verdiepingshoogte bedraagt voor de eerste drie verdiepingen 4,55 m - deze moetennamelijk aansluiten aan de laagbouw - en voor de overige zes verdiepingen 3,55 mvoor de gebouwen IA en IB en 3,82 m voor gebouw IC. De vereiste nuttige belasting be-draagt 750De kernen van de gebouwen zijn .gefundeerd op een betonblok van ca. 28,50 X 13,50 X2,00 m, waarop de stalen kolommen van de kern zo zijn aangespannen, dat in de voeg tus-sen kolom en fundering alleen maar drukspanningen optreden. De overige stalen kolom-men zijn op afzonderlijke blokken gefundeerd.De vloerplaten zijn betonribbenplaten met een totale constructiehoogte van 75 cm. Deribben staan loodrecht op de langste zijde van de plaat, met een onderlinge afstand vanh.o.h. 93,75 cm, en worden opgevangen door 2 zgn. 'Stahlverbundtr?ger' met een lengtevan 7,50 m. De ribben lopen van boven naar onder taps toe met een breedte van 18 cm aande bovenzijde en 11 cm aan de onderzijde. De dikte van de druklaag van de plaat bedraagt8 cm. Het totale gewicht van de plaat bedraagt ca. 30 ton.Het vloerelement blijft aan de onderzijde in het zicht, waardoor de uiterlijke vorm medeuit architectonische overwegingen is bepaald. De wapening van de plaat is aangepastaan de wijze van vervaardiging, terwijl tevens de eisen van het Duitse Bouwtoezicht tenaanzien van brandwerendheld in acht zijn genomen. De platen zijn nl. zo geconstrueerd,dat zij, zonder dat breuk optreedt, meer dan 90 minuten een temperatuur van 1000 ?C bijvolledige belasting kunnen weerstaan.De kolommen bestaan uit samengestelde I-profielen, 500 X 500 mmo De kolommen van dekern zijn berekend op een maximale belasting van 1650 tf; de vrijstaande kolommen opeen maximale belasting van 900 tf. Tussen de kolommen die h.o.h, 7,50 m uit elkaar staan,worden de vloerplaten aangebracht. Omdat in verband met de slechte bodemgesteldheidrekening gehouden moet worden met een mogelijke zakking van 1 cm en om een eenvou-dige montage te verkrijgen, is een slappe verbinding tussen vloerplaat en kolom aange-bracht. Aan de kolommen zijn oplegplaatjes gemonteerd, waarop de 'Verbundtr?ger' vande vloerplaat komt te rusten. Bovendien worden de vloerplaten met bouten en met behulpvan veerplaten aan de kolom bevestigd voor het overbrengen van de horizontale krach-ten en het opnemen van horizontale verplaatsingen.De voeg die in de lijn van de kolommen tussen de vloerplaten ontstaat, wordt aan deboven- en aan de onderzijde gedicht met behulp van speciaal vervaardigde betonplaatjes.24 en 25Bevestiging van de vloerplaten aan dekolommen bij de I-gebouwenCement XIX (1967) Nr. 2Bij de verbindingsconstructie is uitgegaan van een maximale tolerantie van 5 mm voor destalen kolommen en van 20 mm voor de betonnen platen. Deze toleranties bleken in depraktijk groot genoeg te zijn, terwijl ook het monteren van de betonplaten bij deze tole-ranties in het geheel geen moeilijkheden opleverde.De rond elke verdieping lopende galerijen bestaan eveneens uit geprefabriceerde beton-eiementen. Deze elementen zijn 7,50 m lang, 1,30 m breed en 75 cm hoog, het gewicht be-draagt ca. 6 ton. De elementen zijn opgelegd op stalen consoles, die aan de buitenste rijkolommen zijn bevestigd.Vermeldenswaard is nog dat de trappen van de gebouwen IA en IB eveneens geheel ge-prefabriceerd zijn en als ??n geheel (per verdieping) in het werk zijn geplaatst.De constructie van de N-gebouwenBij de constructie van de instituutsgebouwen van de natuurwetenschappelijke afdelingenvallen enige wezenlijke verschillen te constateren met die van de technisch-wetenschap-pelijke afdelingen. Hier komt duidelijk een ontwikkeling naar de beton-montagebouw naarvoren.De verstijvingskernen van deze gebouwen zijn ter plaatse gestortegewapend-betoncon"6826Gewapend betonnen verkeerskernen vande N-gebouwen in uitvoeringstructies. Door de vele openingen in de wanden wordt het beton, aangezien de belastin-gen zeer hoog zijn, op vele plaatsen maximaal belast. Hierdoor zou het optrekken van dekern uit geprefabriceerde elementen een bijzonder kostbare aangelegenheid zijn gewordenin verband met de noodzakelijke verbindingen. Bovendien zou prefabricage niet zondermeer geleid hebben tot een verkorting van de bouwtijd.De wanden van de kern zijn nu gestort met behulp van een kltrnklst, omdat een glijbekis-ting door de vele benodigde consoles en uitsparingen niet economisch was.De verdiepingshoogte bedraagt voor de verdiepingen die corresponderen met de drie totvier verdiepingen tellende laagbouw, 4,55 m en voor de overige verdiepingen 3,82 m. Devereiste nuttige belasting bedraagt 750De kolommen en vloerplaten zijn ook hier weer geprefabriceerd. De stalen kolommen, dievan vloer tot vloer lopen, kunnen een maximale belasting opnemen van 1600 kgf. De ko-lommen hebben een kokerprofiel en zijn vierkant met zijden van 500 mm. De maximale be-lasting treedt op bij de kolommen van de onderste verdieping. De daarboven gelegen ko-lommen hebben gelijke afmetingen, maar een, in verband met de afnemende belasting, ge-ringer wordende wanddikte. In verband met de vereistebrandwerendheid worden alle ko-lommen rondom voorzien van een ca. 6 cm dikke betonmantel.De vloerplaten zijn qewapend-betcnnen cassetteplaten met afmetingen van 7,50 >< 7,50 m2?Men is hier dus afgestapt van de ribbenplaten, die bij de l-qebouwen werden toegepast, enwel om de volgende redenen:door de sterke uitbreiding van de technische installaties in deze gebouwen moeten ermeer en grotere sparingen in de vloer en in de ribben aangebracht worden;de vloerplaten moeten in staat zijn plaatselijk hogere geconcentreerde belastingen te dra-gen dan de 750 kgf/cmz aan vereiste nuttige belasting;de platen dienen zo stijf mogelijk te zijn om geen onnauwkeurigheid bij de te gebruikenpreciste-Instrumenten te veroorzaken.27Details oplegconstructie van vloerplatenen galer?"elementen van de N-gebouwen2.1ood lmm1. slijtploot 2 mmoplegging bij kern oplegging boven kolom oplegging galerij-element28Isometrische schets van de opleg-constructie29Montage van een vloerplaatCement XIX (1967) Nr. 2De vloerplaten worden met hun hoekpunten op de nokken van de kolomkop opgelegd.Figuur 28 geeft een beeld van deze oplegconstructie. Het oplegpunt van de betonplaat ende hoekuitsparing ter plaatse van het stalen drukstuk worden door een ingebetonneerdstaal profiel beschermd om beschadigingen van het beton te voorkomen. Om oneffenhedenen verdraaiingen van de oplegging op te vangen wordt tussen de plaat en de nok een 6 mmdikke neopreenplaat gelegd. Een massief stalen drukstuk zorgt voor de overbrenging vande bovenkolom naar de daaronder staande kolo:n. De platen worden vervolgens twee aantwee met elkaar verbonden door trekankers. Op deze wijze worden de afzonderlijke ele-menten tot ??n vloerplaat samengevoegd. De voegen tussen de platen worden met beton-specie gedicht.6930Montage N-gebouwen31De montage van de N-gebouwen vr?welgeheel gereed op 15 oktober 1966De geprefabriceerde galerij-elementen worden op gelijke wijze als de vloerplaten op dekolomkoppen opgelegd en eveneens met trekankers aan de platen verbonden.Zoals reeds opgemerkt wordt in het midden van de N-gebouwen een speciale collegezalen-kern gebouwd. Deze kern wordt, na het monteren van de vloerelementen rond de beideverkeerskernen, ter plaatse gestort. Tussen de collegezalen-zone en de beide andere delenvan het gebouw wordt een dilatatievoeg gehouden.doorsnede in velddoorsnede bij kolom'11 ,,5 161 ,,5 I:' bovenaanzichtDe constructie van de G- en M-gebouwenAangezien met de bouw van deze beide afdelingen nog begonnen moet worden en zelfsde aanbesteding nog moet plaatsvinden, kan uiteraard over de uiteindelijke constructienog niet gesproken worden. Interessant is echter de ontwikkeling te volgen, die bij hetuitwerken van de te kiezen constructievorm heeft plaatsgevonden. Het uiteindelijke re-sultaat van deze onderzoekingen, die hier in het kort behandeld zullen worden, is geweestdat 5 variantoplossingen in het bestek zijn geplaatst.De verschillende variantoplossingen zijn:a. De ribbenplaat. 7,00 X 7,50 mZ, met 'Stahlverbundtr?qer' en doorlopende stalen kolom-men, zoals is toegepast bij de gebouwen voor de technische wetenschappen;b. De cassetteplaat, 7,50 X 7,50 mZ, met stalen pendelkolommen, zoals toegepast bij de ge-bouwen voor de natuurwetenschappen;c. Een gelijke constructie als bij de I-gebouwen, alleen zijn aan de betonribbenplaten enigeveranderingen aangebracht. De ribben zijn nu namelijk h.o.h. 1,875 m uit elkaar geplaatst,terwijl in verband daarmee de totale hoogte van de plaat 80 cm en de dikte van de druk-laag 10 cm bedraagt;d. Een gelijke constructie als hiervoor onder c. Het enige verschil is gelegen in het feit datde afmetingen van de ribbenplaten nu 7,50 X 7,50 m2bedraagt. Hierdoor behoeft de voegtussen de kolommen niet meer met speciale betonplaatjes te worden afgedicht (vergelijkde constructie van de I-gebouwen);e. Een gelijke constructie als onder d. Het verschil is gelegen in het feit dat de 'Stahlverbund-tr?ger' komt te vervallen. De buitenste draagbalken zijn dus duidelijk gewapend betonnenbalken. Alleen ter plaatse van de bevestiging aan de stalen kolommen komt een zgn.'Stahlverbundschuh'. Aan de bovenzijde van de platen ontstaat tussen de kolommen weereen voeg, die door speciale betonplaatjes moet worden afgedekt;34Details ribbenplaat met 'Stahlverbuno-schuh' (variant e)35Doorsnede vloerconstructie b? variant33Bevestigingsconstructie van vloerplaataan kolom bi] variant d32Doorsnede vloerconstructie bij variant cf. Betonribbenplaat, 7,50 X 7,50 mZ, met ribben h.o.h. 1,875 m, zonder 'Stahlverbundtr?ger'of 'Stahlverbundschuh'. De plaat wordt opgelegd op consoles aan de kolommen. Er zijntwee soorten kolommen mogelijk, nl.: (1) stalen kolommen, die over de volle hoogte vanhet gebouw doorlopen, zoals bij de I-gebouwen, en (2) geprefabriceerde betonkolommen,die Van vloer tot vloer lopen, met consoles voor de oplegging van de platen.Cement XIX (1967) Nr. 2 7036Details oplegging bij variantconstructie fmet toepassing van betonkolommen37Doorsnede vJoerconstructie bij variantgg. Betonplaten met afmetingen van 1,875 X 7,50 m2? De platen hebben afwisselend tweeeindribben en g??n ribben. De platen zijn middels de ribben opgelegd in twee langs balken,die van kolom tot kolom spannen. Er zijn twee soorten kolommen mogelijk, nl.: (1) stalenkolommen die weer over de volle hoogte van het gebouw doorlopen, en (2) geprefabriceer-de betonkolo:nmen die van vloer tot vloer Jopen, met consoles voor de oplegging van dekolommen.De keuze van deze laatste variant komt voort uit de wens om kleinere montage-elementente krijgen in verband met de in dat geval te gebruiken lichtere bouwkranen en om de ele-menten ook in bestaande betonwarenfabrieken rendabel te kunnen laten vervaardigen,waarvoor zij uiteraard gemakkelijk transportabel moeten zijn.38Details bij vloerconstructie met behulpvan kleine betonelementen (variant g)bovenaanzichtdoorsnede in veld1doorsnede over Ianqsb?lkenen kolom39Overzicht van de openluchtfabriekCement XIX (1967) Nr. 2De zeven hier genoemde variantoplossingen werden zorgvuldig bestudeerd, waarbij devolgende factoren een rol speelden: architectonische vormgeving; invloed op de afbouw;economie en de montage. Uiteindelijk werden de varianten e, ((1) en (2), en g(1) en (2) alskeuzemogelijkheden in het bestek opgenomen.Uitvoering van de hoogbouwVoor de fabricage van de vloerelementen werd op het terrein een openluchtfabriek ge?n-stalleerd (zie foto 39 en 40). De fabriek is zo ingericht dat de produktie een gesloten krin-7140Schema produktielijn openluchtfabriekverklaring: 1. plaatsen van de wapening ;2. over-brengen van de mal naar de andere produktie lijn viaeen rolbrug; 3. betonneren; 4. wachttijd; 5. .stocm-kamer; 6. ontkisten door middel vaneen hydraulischehefinrichting; 7. schoonmaken van de meliS. ver-wijderen van sparingsbekistingen opslag vloer-elementen; 10. plaatsen element op dieplader; 11.transport; '12.prefabricage wapening; 13. betonlabo-ratorium i 14. betoninstallatie ; 15. ketelhuis; 16. repa-ratie mallen; 17. baan torenkraan; 18. portaalkraan41De montage-kraan wordt na hetvoltooien van de montage van het enegedeelte, overgeschoven naar de anderekern42Stalen mal van de betonen cassette-platen gereed voor het aanbrengen vande wapeningtoto'e.Heinz Lohoff/BochumStrabag Bau-AG/KeulenArge Beton Uni Bochum/BochumCement XIX (1967) Nr. 2_I 12_' __"._'._" :_"._loop vormt. De bekistingsmal passeert achtereenvolgens de verschillende werkfasen vanschoonmaken, wapenen en sparingen aanbrengen. Daarna wordt de mal op de triltafel ge-bracht en volgestort met betonspeere. De mal passeert vervolgens de stoomtent, waarindrie secties met verschillende temperaturen zijn afgescheiden. Ten slotte wordt de verhar-de betonplaat hydraulisch uit de mal gelicht en naar het opslagterrein getransporteerd.De totale tijd voor een produktiecyclus bedraagt gemiddeld 16 uur. Hiervan zijn 2 urenwachttijd voordat de mal de stoomkamer ingaat; 1 voor de eerste sectie van destoomkamer met een temperatuur van 50 ?C; 3 uur voor de tweede sectie met een tempe-ratuur van 85 90 ?C en uur voor de derde sectie met een temperatuur van 40 - 45 ?C.De overige 8 uur zijn dus nodig voor het schoonmaken, vlechten, storten,e.d.Met 7 mallen bereikt de fabriek haar optimale capaciteit van 10 betonplaten per dag. Datbetekent dus dat per dag meer dan 500 m2vloeroppervlak worden gefabriceerd.De mallen zijn vervaardigd van staal, maar momenteel draait als experiment ook een malvan kunststof mee in de roulatie. De resultaten met deze mal zijn. naar het zich laat aan-zien,bUzonder gunstig.De. montage van de elementen gebeurde bi] de gebouwen van de technisch-wetenschap-pelijke afdelingen met behulp van een zeer slank uitgevoerde portaalkraan. Nadat de bei-de verkeerskernen van een hoogbouw op een zekere hoogte waren gebracht, werd be-gonnen met de plaatsing van de vloerplaten.Bij de gebouwen voor de natuurwetenschappelijke afdelingen heeft men eerst ten minsteeen van de beide verkeerskernen op hoogte gebracht, alvorens te beginnen met het mon-teren van de vloerplaten. De montage geschiedde met behulp van een speciale montage-kraan, die op de verkeerskern was geplaatst. Nadat de montage van het ene gedeeltevan het gebouw was voltooid, werd de kraan 'overgeschoven' naar de andere kern. Alsde montage van beide delen gereed was gekomen, werd begonnen met de bouw van decollegezalen-zone.Kr.72
Reacties