ir. A.R. van Eerden en ir. G.J.C. Rozemeijer, ABT advi-seurs in bouwtechniekBij het begrip `hybride constructie' denken we vrijweldirect aan een combinatie van stalen en betonnen ele-menten binnen ??n constructief stabiliteitsprincipe. Deruwbouw van de woontoren Montevideo op de Rot-terdamse Kop van Zuid is evenwel opgebouwd volgenseen andere definitie: hier is juist sprake van een stapelingvan aparte, op zichzelf stabiele betonnen en stalen con-structies. E?n aspect blijft onveranderd: de aparte delenmoeten onderling nog altijd met elkaar worden verbon-den.De woontoren ligt naast Hotel New York en tegen-over het World Port Center (foto 1). De naam Mon-tevideo verwijst naar de benaming van de oude pak-huizen van de Holland Amerika Lijn die op dezeplaats hebben gestaan. Het project omvat 192 luxeappartementen, waarvan de bewoners exclusiefgebruik kunnen maken van een HealthClub met fit-nessruimte en zwembad die zijn ondergebracht inhet lagere gedeelte van het complex. Daarnaast is er6000 m2kantoorruimte aanwezig en is 1800 m2gere-serveerd voor winkels en horeca. Ten slotte is onderhet gebouw een tweelaagse parkeergarage gesitu-eerd, goed voor 272 auto's (fig. 2).G e b o u w d e l e nBoven deze parkeergarage zijn drie verschillendegebouwdelen van het complex te herkennen: deToren, de Plint en de Cantilever.De Toren is een blikvanger met maar liefst 43 ver-diepingen boven maaiveld en een hoogte van bijna150 m. Daarmee wordt de Toren het hoogste woon-gebouw van Nederland!De Cantilever is aan het andere einde van het ge-bouwcomplex gepositioneerd en ongeveer 45 mhoog. Dit gebouwdeel kraagt circa 16 m uit boven debestaande kademuur. De voorzijde van de Cantileverligt daarmee nagenoeg gelijk met de voorzijde vande kade.De Plint bevindt zich tussen beide voorgaandegebouwdelen in en is een bescheiden acht verdie-pingen hoog (ca. 28 m).De publieksfuncties winkels en horeca zijn op debegane grond van het gehele complex gesitueerd.Daarboven bevindt zich een laag bergingen voor dewoningen. Daar weer boven zijn in de Toren en deCantilever de appartementen geplaatst. In de Plintzijn de voorzieningen voor de woningen en de ver-huurbare kantoorruimten ondergebracht.A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pU t i l i t e i t s b o u wcement 2004 6 171 |Situatie op de Kop vanZuid dd 21 juli 2004 tij-dens afmeren van deQueen Mary 22 |Artist impression van dewoontoren in hetMontevideoprojectBeton en staal wisselen elkaar af in constructie MontevideotorenMAATPAKVEREISTPASSENDEVERBINDINGENC o n s t r u c t i e f m a a t p a kVoor de verschillende functies in het gebouw zijnverschillende constructieve oplossingen gekozen,die het beste aansluiten bij de specifieke functie-eisen (fig. 3). Zo vraagt de begane grond een grotemate van flexibiliteit zonder de aanwezigheid vanteveel vaste betonwanden. Dit is constructief opge-lost door het toepassen van een staal-betonconstruc-tie tussen de begane grond en de tweede verdieping.In het midden van de Toren en de Cantilever bevindtzich een betonnen kernconstructie. Rondom dezekern bestaat de draag- en stabiliteitstructuur uit ver-ticale en diagonale stalen kolommen.Voor de appartementen (en bergingen) zijn beton-wanden, vanwege de ge?iste geluidsisolatie, juist w?laantrekkelijk. Vandaar dat de verdiepingen 2 t.m. 27van de Toren en 3 t.m. 12 van de Cantilever wordenuitgevoerd als betonskelet (foto 4).In de Sky-appartementen, die zich op de verdiepin-gen 28 t.m. 43 bevinden, is juist weer flexibiliteit eenvereiste voor de opdrachtgever. Het moet namelijkmogelijk zijn om een verdieping, naar gelang dewensen van een koper, onder te verdelen in vier, drie,A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pU t i l i t e i t s b o u wcement 2004 6183 |Hoofdprincipes van de constructie4 |Uitvoeringsmethodiek met betonwanden voor Plint en middendeel Torentwee of zelfs ??n appartement. Om aan deze functie-eis tegemoet te komen is hiervoor gekozen voor eenstaalconstructie. Het constructiesysteem bestaat uiteen gevelbuis die deels in de gevel en deels achter degevel ligt. Hiermee is de constructie in de apparte-mentenverwordentotonderdeelvandearchitectuur.Alle binnenwanden vanaf verdieping 28 worden uit-gevoerd als lichte metalstud scheidingswanden.Door in te spelen op de specifieke wensen van deopdrachtgever is een constructief maatpak ontstaanmet voor elke functie een passende constructieveoplossing.O v e r g a n g i n d e t a i lDoor de keuze voor verschillende constructieveoplossingen ontstaat er een stapeling van draag-structuren. De Toren bijvoorbeeld bestaat van ondernaar boven uit: betonwanden in de kelder, een staal-betonconstructie tussen begane grond en tweedeverdieping, vervolgens weer een betonwandenstruc-tuur (foto 5) en bovenin ten slotte een stalen gevel-buisconstructie.VoordeCantilevergeldt,behoudensde gevelbuisstructuur, hetzelfde. Op de overgangtussen de verschillende constructieve systemen ont-staancomplexeknopen,waargrotebelastingenmoe-ten worden overgedragen. In het constructief ont-werp is aan deze overgangsdetails dan ook veelaandacht besteed.Drie essenti?le verbindingen worden hiernabeschreven. Allereerst is dat de aansluiting tussende gevelbuis en de betonwanden op verdieping 28.Vervolgens komen de verbindingen tussen de beton-wanden en de stalen kolommen en diagonalen op detweede verdieping aan de orde; dit geldt zowel deToren als de Cantilever. Ten slotte wordt de aanslui-ting van de staal-betonconstructie op de onderbouwvan de kelder belicht.(NB: bij de uitwerking van de toren is gebruikgemaakt van een 3D-model. In ??n van de volgendenummers van Cement zal dieper worden ingegaanop de wijze van modelleren en de manier waarop deresultaten zijn gebruikt.)I n s t a l l a t i e v e r d i e p i n gDe installatieverdieping (niveau 27A) vormt de over-gang tussen de stalen top van vijftien verdiepingenen het betonskelet van de lager gelegen verdiepin-gen. Op deze laag komt techniek in de vorm vanA r c h i t e c t u u r & o n t w e r pU t i l i t e i t s b o u wcement 2004 6 196 |Geconcentreerde opleg-ging betonwand op sta-len kolommen7 |Detail bij foto 65 |Bouwsituatie Toren op7 augustus 20041501201450 1450120150280290050150 150A- -gelast I-profiel2x(100x300) + 1x(740x100)betonwandd=300stekken 2x?32-100 l=1650gelast aan stalen blok+8020+7470600x50/40schoor 600x600stekken 2x?16-300 aan beide zijdengelast aan stalen blokbetongevuldbetongevulddmv staalkamdrsn. Astalen platen naast stortopeningHE240Minstallaties en overgangsconstructies samen. Niveau27Ais de fundering voor een vijftien verdiepingenhoog woongebouw, maar dan 88 m in de lucht!De hoogste verdiepingen van de Toren zijn opge-bouwd uit een staalskelet met bekistingsplaatvloe-ren. In de gevelbuis bevinden zich negentien kolom-men (vari?rend van HE280M/HE300B tot HE300A).Hoewel de stalen top excentrisch staat ten opzichtevan de onderbouw, staan alle kolommen van debovenbouw op een betonwand geplaatst. Dit geldtniet voor een aantal gevelkolommen. Deze moetenvia speciale opvangconstructies hun belastingenafdragen naar de betonwanden. Door de excentrici-teit van de bovenbouw worden de kolommen onge-lijkmatig belast. De maximaal over te dragen verti-cale belasting op de betonwand bedraagt circa9700 kN.De inleiding van deze krachten dient zorgvuldig tegebeuren om te voorkomen dat het beton ter plaatsevan de oplegpunten wordt verbrijzeld. Om de belas-tingen te spreiden wordt gebruik gemaakt van stalenblokken onder de kolommen. De blokken zijn voor-zien van aangelaste wapening om het effect van deongelijkmatige drukverdeling onder de blokken opte vangen. De blokken meten maximaal 1200 x 300x 300 mm3. De laatste maat komt overeen met debreedte van de betonwanden.Naast verticale belastingen moeten er ook horizon-tale belastingen uit de bovenbouw afgedragenworden op het betonskelet. Deze overdracht vankrachten heeft voornamelijk plaats in de vloer vanniveau 28, die de onderrand vormt van de gevelbuis.In deze vloer moeten de horizontale belastingen uitstabiliteit en wind worden overgedragen van degevelbuis naar de betonwanden. Aan de horizontaleliggers van de gevelbuis is wapening gelast om debelasting in te leiden in de betonvloer. Door het aan-brengen van trekbanden wordt de vloer benut alshorizontale ligger die de krachten overbrengt naarde wanden.T w e e d e v e r d i e p i n gDaar waar op niveau 27Ageconcentreerde belas-tingen aangrijpen op een betonwand, gebeurt opniveau 2 het omgekeerde. In plaats van een gecon-centreerde belasting op, bevindt zich een gecon-centreerde oplegging onder de betonwand (foto 6).Alleen de wanden ter plaatse van de kern in hetmidden van het gebouw lopen door naar de kelder.De overige wanden worden opgevangen door destalen kolommen tussen de begane grond enniveau 2 (fig. 7).Het principe van de krachtswerking is vergelijkbaarmet niveau 27A; de krachten moeten wordengespreid om het beton niet te doen splijten. Deoptredende krachten op dit niveau zijn wel onge-veer drie keer zo hoog als op de installatieverdie-ping door de extra 26 verdiepingen die moetenworden gedragen.De maximaal in te leiden kracht bedraagt circa32 000 kN. Ondanks het toepassen van sterkte-klasse B 65 zijn hiervoor grote stalen I-profielennodig (foto 8). De I-profielen zijn samengesteld uitflenzen en lijfplaten van 100 mm dik; de profielenzijn 940 mm hoog en maximaal 2900 mm lang.Voor de afdracht van horizontale belastingen vande betonwanden naar de schoren van de staalcon-structie is gebruik gemaakt van ingestorte profie-len. Door aangelaste wapening of deuvels wordende horizontale belastingen overgedragen naar devloer van de tweede verdieping (foto 9). Tegelijker-tijd is deze zelfde vloer opgehangen aan de beton-wanden. Ook hiervoor is wapening aan de stalenliggers gelast. De wapening aan de bovenzijde moetde vloer van niveau 2 ophangen aan de betonwan-den en de horizontale belastingen uit de wandeninleiden in het profiel. Horizontaal is er wapeningA r c h i t e c t u u r & o n t w e r pU t i l i t e i t s b o u wcement 2004 6208 |Stalen I-profielen leidende krachten het beton in9 |Aangelaste wapeningvoor de overdracht vande horizontale belastin-genaangelast aan de profielen om de vloerwapening teverankeren en om de horizontale belastingen uithet profiel door te kunnen geven aan de vloer vande tweede verdieping. Via de vloer kunnen de hori-zontale belastingen oversteken naar de stabiliteits-elementen van de staalbetonconstructie van debegane grond.B e g a n e g r o n dDe staal-betonconstructie van de begane grondwordt ondersteund door de wanden in de kelder. Dewanden van de kern in het midden van het gebouwlopen door tot op de fundering. De wanddikte in dekelder bedraagt 500 tot 600 mm.Onder de stalen kolommen en schoren bevindenzich staal-betonkolommen (fig. 10). Op de kop vande kelderwanden zijn kolommen ?750 mm toege-past. Om de afmeting van de kolommen enigszinste beperken is er een stalen HD-profiel in opgeno-men. Onder de stalen kolommen zijn vierkante voet-platen opgenomen met een dikte van 250 mm (foto11). De overdracht van de verticale belasting heeftplaats zowel via het ingestorte HD-profiel als via hetbeton.Om de staalconstructie van de begane grond tekunnenplaatsen,zijntijdelijkesparingeninhetbetonaangebracht. Op het moment dat de stalen spantenvan twee verdiepingen hoog zijn geplaatst, was debetonkern al op het niveau van de tweede verdieping.Na het inhijsen van het staal en het aflassen van destalen voetplaten op de HD-profielen is de wapeningin de tijdelijke sparingen gevlochten en zijn de spa-ringen aangestort. Daarmee waren de verbindingentussen staal en betonconstructie een feit. Projectgegevensopdrachtgever:ING Real Estatearchitect:Mecanoo Architecten bvconstructeur:ABT bvaannemer:Besix nvleverancier bekisting:Doka Nederland bvleverancier staalconstructie:Iemants nvA r c h i t e c t u u r & o n t w e r pU t i l i t e i t s b o u wcement 2004 6 21500675 325300501200 1200-schoor 600x25stalen blok 1000x1000x250kolom ?750+HD400x592d=400kolom 600x40kolomplaat2400x2400x500betongevuldbetongevuldB.B10 | Detail van de knoop opde begane grond11 | Stalen schoren komensamen op vierkantevoetplaat