? utiliteitsbouw ? algemeen ontwerp ? prefabricageir.H. van Diggelen en ing.W.Nijland, Grontmij FlevolandOp het schiereiland Utopiain het Weerwater te Almere-Stad is een 24 meter hoge uitkijk-toren gebouwd. Detoren bestaat uit 21prefabbetonelementen, afwisselend grijs en roodvan kleur. De toren is een geschenk van Rijkswaterstaat, directie IJsselmeergebied aande gemeente Almere, ter gelegenheid van het be?indigen van de Bestuursovereenkomstper 31 december 1996 tussen de voormalige Rijksdienst voor de Ijsselmeerpolders(RIJP) en de gemeente Almere.EERSTEBETONNENUITKIJKTORENFLEVOLANDDe locatie Utopia ligt op het snijpunt van deas-richting van de A6 op de Hollandsebrugen de centrale as van Almere-centrum.Dankzij verlichting is de toren 's avonds eenherkenningspuntvoor de omgeving nabij hetWeerwater (foto 1).De top van de uitkijktoren is voorzien vaneen koperkleurig dak, zodat ook bij slechtweer naar boven kan worden geklommen.Als eenmaal het hoogste punt is bereikt,biedt de toren uitzicht over Almere-Stad, hetWeerwater en Almere-Haven.Het schiereiland is alleen voor voetgangerstoegankelijk.FunderingDe toren is gefundeerd op acht voorgespan-nen betonpalen ( y1 350 mm2, I = 10 m).In de funderingsplaat (d = 800 mm) zijn zesblinde voorspanankers opgenomen, waar-mee de schachttoren is verankerd.TorenDe toren bestaat uit 21 ringvormige, prefabbetonelementen, waarvan er elf in grijs be-ton zijn uitgevoerd (fig. 2). De overige tienelementen zijn uitgevoerd metTerrament enzijn lichtrood van kleur. De buitenzijde van deelementen is voorzien van een structuur. Deelementen (inwendig IZI 2,50 m, d = 250mm) zijn wisselend gestapeld.Het inwendige van de toren wordt verlichtdoor vijf kijkgaten (1ZI600 mm) die zijn opge-nomen in de betonelementen. Inde torenbevindt zich een stalen spiltrap, die is opge-bouwd uit zeven secties van 3,0 m.CD Zicht vanaf de jachthaven @ Doorsnede over een element50 CEMENT1997/3@ De eerste zes elementen zijn geplaatstIn het bovenste element zijn tien ankersta-ven M 27 opgenomen voor de bevestigingvan de bordesplaatvan de uitkijktoren. ~De eerste elf elementen zijn met zesDywidag-staven 0 26 mm verbonden aan deblinde verankering in de funderingsplaat(fig. 3). De elementen 12t.m. 21 zijn doorge"koppeld met vier Dywidag-staven. Verticaleafwijking in de schacht tijdens de bouwfasediende tot een minimum beperkt te blijven.Dit werd bereiktdoor elk element aan de bo-venzijde te voorzien van drie stelbouten. Inde vlakke onderzijde van de elementen(kistvlak) waren drie stalen plaatjes opgeno"men. Voordat hetvolgende elementwerd ge-plaatst, werden de drie bouten zuiver water-pas gesteld.De bouten zijn berekend op zes elementen.Daarna werden de voegen tussen de ele-menten ge?njecteerd, zonder dat daarbij desparingen voor deverticale voorspanstavenvolliepen (foto 4).J,---~~92:..::.,.8~~-.,j'-..f.,deurhoogte n1 b.FabricageDe kleurschakering en de structuur warenbepalend voor de fabricage van de bekistingen de elementen. Het willekeurig door el-kaar storten van de elementen (contramal-systeem) was vanwege de twee verschillen-de kleuren niet mogelijk en door hettoepas-sen van een structuurmat konden er geencenterpennen worden toegepast. Door tekiezen voor een stalen mal konden alle pro-blemen worden ondervangen.? Bovenaanzicht onderste elementgfT"lxoo~N"g~0I0 Iex> L ___________---I15000l'0 0 D00e D00L()0 rol DCEMENT1997/3 51? utiliteitsbouw ? constructief ontwerp?? Montage van het bordesBordesplaatEen betonnen bordesplaat (0 5,10 m, d =300 mm) met zes kolommen (0250 mm,h = 2,50 m) en een dakplaat (05,10 m, d =200 mm) vormen hetuitkijkgedeelte voorhet publiek op ruim 21 m hoogte boven hetmaaiveld. In de bordesplaat zijn tien sparin-gen opgenomen die corresponderen met deankerstaven uithet laatste schachtelement.De drie onderdelen van het uitkijkgedeeltezijn in de fabriek met zes voorspanstavenaan elkaar gespannen en naar de bouw-plaats vervoerd ('transport exceptionel'). Opde bouwplaats zijn de leuningen op de bor-desplaat gemonteerd, waarna ter afsluitingop de dakplaat een kunststof koepel metbliksemafleider is geplaatst.Het prefab aanleveren van het uitkijkgedeel-te had als voordeel, dat men geen rekeningbehoefde te houden met allerlei ARBO-be-palingen omtrent werkbaarheid en veilig-heid,die bouwkundige activiteiten op grotehoogte met zich brengen.Het complete uitkijkgedeelte is met eengro-te kraan opgepakt en op de schacht gezet(foto 5). Wat restte, was het aangieten vande voeg tussen de bordesplaat en het bo-venste schachtelement en het aanbrengenvan de borgmoeren op de ankerstaven dieuit het bovenste schachtelement staken.52Rekenkundige aspectenBerekening van de gewapende funderings-piaat op palen (rotatieveer voor de toren)De funderingsplaat rust op acht palen( \ll 350 mm2) waarvan de vier hoekpalenondereenhellingvan 5:1 staan. Hetsnijpuntvan de schoorpalen valt ongeveer samenmet het zwaartepunt van de windbelasting.Het paalsysteem is in twee richtingen door-gerekend,loodrecht op de plaatrand en overde diagonaal, voorde maximale en minima"Ie verticale belasting in combinatie met be-lasting uit wind.De rotatiestijfheid van de fundering bepaal-de de toeslagfactor voorde dynamische in-vloeden van de windbelasting op de toren.Onder volle windbelasting zal de top van detoren circa 25 mm verplaatsen (J:Oim hl.Berekening van de voorgespannen schachtonder normaalkracht en windbelastingDe veranderlijke belasting op de bordes-piaaten detrap is slechts een fractie van heteigen gewicht van de toren. De windbelas-ting is w?l een factor waarmee rekeningmoet worden gehouden. Voor de bouwfaseis bekeken hoeveel elementen er zoudenkunnen worden gestapeld, zodat er bij maxi-male windbelasting overal in de schacht-doorsnede nog drukspanningen heersen.Het stapelen van elf losse elementen bleekhaalbaar.Na het spannen van de zes voorspanstavenwerden de laatste tien elementen gesta-peld. Het buigend moment ten gevolge vande windbelasting was halverwege deschacht belangrijkafgenomen, zodat de restvan de elementen met vier staven kon wor-den doorgespannen.Berekening van de ringvormige gewapendebordes- en dakplaatAls veranderlijke belasting werd voor de bor-desplaat 4 kN/m2aangehouden en voor dedakplaat 1 kN/m2? De tangentiale en radialemomenten in de ringvormige, cirkelvormigondersteunde bordesplaat en de puntvor-mig ondersteunde dakplaat zijn bepaaldmet behulp van de tabellen uit het boek 'Sig-mud & Wippel'. Voor de bordesplaat is eenafschatting gemaakt naar de mate van in-klemming door de ankers uit het bovensteschachtelement.Berekening van de voorgespannen kolom-men tussen de bordes- en dakplaatDoorde kolommen heen lopen de voorspan-staven, die aan de onderzijde van de bordes-plaat en de bovenzijde van de dakplaat zijnverankerd. Horizontale belasting van dewind op de koepel en de dakplaat wordt viade zes kolommen overgebracht naar de bor-desplaat. De buigstijfheid van (een bepaal-de strookbreedte in) de dakplaat en de bor-desplaat ten opzichte van de buigstijfheidvan de kolommen, bepaalt de grootte vanhet moment in de kolommen.DetailberekeningenBij de bepaling van de spanvolgorde en deaanspankrachten van de voorspanstavenvoor de schacht is het laatst geplaatste ele-mentmaatgevend. Ook hierwerdaangehou-den dat eronder de gehele ringvormigedoorsnede van de schachtelementen druk-spanningen zouden blijven heersen.Het spannen van zes voorspanstaven voorde eerste elf elementen leverde dan ook an-dere aanspankrachten op dan het spannenvan devierdoorgekoppelde voorspanstavenvoor de laatste tien elementen. Voor de ko-lommen van het uitkijkgedeelte gold hetzelf-de principe.Hetophijsen van het complete uitkijkgedeel"te gaf een totaal andere krachtsverdeling inde bordesplaat en de kolommen. In plaatsvan een cirkelvormig ondersteunde bordes-plaat veranderde het systeem naar een vier-puntig ondersteunde bordesplaat met eenbelasting die tegengesteld werkte aan degebruiksfase.Door de grote hoogte zijn de leuningen enleuningstijlenop de bordesplaat berekendop 3 kN/m, conform NEN 6702. Dit leiddetot behoorlijke dikten van de voetplaten enstrippen voor de stijlen. De leuningankers,ingestort in de bordesplaat, zijn u-vormig enuitgevoerd in kwaliteit 8.8.BetrokkenenOpdrachtgever: Rijkswaterstaat, directie IJs-selmeergebied, LelystadOntwerp + constructie: Grontmij, LelystadArchitectonische vormgeving: P. de Maar,gemeente AlmereAannemer: Reimert, AlmerePrefab beton: Romein Beton, Dodewaard?CEMENT1997/3