C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gUi t voer i ngs tech niek24 cement 2008 7Een tafelbekisting is een bekistingwaarbij het bekistingsdeel (hettafelblad) en het ondersteunings-deel (het onderstel) ge?ntegreerdzijn tot ??n hijsbaar element. Invergelijking met de andere vloerbe-kistingssystemen heeft de tafelbe-kisting weinig arbeid nodig maarwel zwaar materieel, zoals eentorenkraan, transportkarren en uit-rijdsteigers. Met een kleine ploegen een kraan is een tafelbekistingvan ? 50 m? bekistingsoppervlak in30 minuten om te zetten naar devolgende verdieping.G e v o n d e n k n e l p u n t e nTijdens het analyseren van decyclus van tafelbekistingen op tweehoogbouwprojecten viel op dat demeeste knelpunten te maken heb-ben met de kraan. De volgendeworden genoemd: gevaar bij uithij-sen, windverlet en kraancapaciteit.Gevaar bij uithijsenOp beide hoogbouwprojecten bleekhet uithijsen van een tafelbekistinggevaarlijk. Er bestaat valgevaar voorbouwplaatspersoneel en er is kansop vallende objecten.WindverletEen tweede knelpunt is windver-let. Er zijn drie bepalende factorenvoor windverlet: de kritische wind-kracht die de machinist doet bepa-len de hijswerkzaamheden testoppen, het toenemende verloopvan windsnelheid over de hoogteen de frequentie van windsnelhe-den in een bepaald gebied.De verantwoordelijkheid voor hetstoppen van hijsactiviteiten ligt bijde machinist maar wordt voor hethijsen van een tafelbekistinggehouden op windkracht 6. Uithet logaritmisch windprofielafkomstig van het KNMI blijkt datde windkracht met ongeveer 1Beaufort toeneemt bij een hoogte-verschil van 10 naar 70 m. Hetoffici?le weerbericht is gebaseerdop een hoogte van 10 m. De kriti-sche windkracht 6 voor het hijsenvan tafelbekistingen wordt op 70m dan dus windkracht 5. De der-de bepalende factor voor windver-Minder verlet metkraanonafhankelijktafelbekistingssysteemir. D. Aldenberg, Interbeton1)Bij hoogbouwprojecten wordt het beeld, veel meer nog dan door de constructiezelf, bepaald door torenkranen ? ??n, twee en soms zelfs drie stuks. Juist dezetorenkranen blijken voor een aantal knelpunten te zorgen. Daarom is er behoef-te aan kraanonafhankelijke bekistingssystemen. Voor het storten van wandenzijn er al jaren systemen op de markt die geheel kraanonafhankelijk omhoogklimmen of glijden. Vloerbekistingen zijn echter of geheel afhankelijk van dekraan of erg arbeidsintensief. In een afstudeerproject nu is een ontwerp gemaaktvoor een kraanonafhankelijke tafelbekisting met als voordelen: minder gevaarbij uithijsen, minder windverlet en minder aanslag op de kraancapaciteit.1) ir. D. Aldenberg is op ditonderzoek afgestudeerd aan deTechnische Universiteit Eindho-ven. De afstudeercommissiebestond uit ir. C.A.J. Sterken enJ. Cederhout van BAM Advies &Engineering en dr.ir. P.A.J. vanHoof (hoofdbegeleider), dr. ir.E.W. Vastert en prof.ir. F.J.M.Scheublin, van de TechnischeUniversiteit Eindhoven, master-track Construction Technology.1 |Hoogbouw WTC 4, tweetorenkranen en een klim-bekistingfoto: J. CederhoutC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gUit voer ings te chniekcement 2008 7 25let is de frequentie van windsnel-heden in een bepaald gebied. Uitstatistische gegevens van hetKNMI blijkt dat windkracht 5 ofhoger in ongeveer 18% van deuren van 6:00 tot 18:00 voorkomtin de omgeving Rotterdam.KraancapaciteitHet derde knelpunt van de kraanis de kraancapaciteit. Op een hoog-bouwproject is er weinig ruimtevoor grote torenkranen. Doordathet aantal in te zetten torenkranenbeperkt is, is het aantal kraange-bonden activiteiten ook beperkt.De aannemer moet bij het kiezenvan de uitvoeringsmethoden voorde hoogbouwconstructie dan ookrekening houden met het aantalkraangebonden activiteiten. Eengecompliceerde keuze, vooral alser meer kraangebonden activitei-ten zijn dan dat er ruimte is voorhet aantal in te zetten kranen. Eenkraan is bovendien ook niet goed-koop. Zo kost een torenkraanongeveer 1 miljoen aan vaste entijdgebonden kosten per project.Daarom bestaat er behoefte aankraanonafhankelijke bouwsyste-men.K r a a n o n a f h a n k e l i j k t a f e l -b e k i s t i n g s s y s t e e mDoor genoemde knelpunten en debehoefte vanuit de aannemerijnaar kraanonafhankelijke bouwsy-stemen, is besloten een kraanonaf-hankelijke tafelbekisting te ontwer-pen. Referentie daarbij vormt dezelfklimmende bekisting voor wan-den die al lange tijd gebruikt wordtop hoogbouwprojecten. Omdat hetontwerpen van een bekisting veelraakvlakken heeft met de werktuig-bouw is een ontwerpmethodegebruikt die veel in de werktuig-bouw wordt toegepast. Het driefa-senmodel [4] bestaat uit de pro-bleemdefini?rende fase, dewerkwijzebepalende fase en devormgevende fase. Het idee vandeze ontwerpmethode is om eeningewikkeld ontwerpprobleem tefragmenteren in kleinere, meereenvoudig op te lossen ontwerp-problemen, gedefinieerd als func-ties. Door voor deze functies meer-dere schematische oplossingen teontwerpen en deze samen verschil-lende en afgewogen combinaties telaten vormen, ontstaan meerderegestructureerde oplossingen voorhet grote ontwerpprobleem.P r o b l e e m d e f i n i ? r e n d ef a s e , h e t o n t w e r p p r o -b l e e mIn de ingangstoestand staat detafelbekisting gefixeerd onder deuithardende betonvloer. In de uit-gangstoestand staat deze klaar opde bovenliggende vloer, klaar voorhet vlechten en storten. Het ont-werpprobleem is het ontwerpenvan een `technische inrichting' diehet proces tussen de ingangstoe-stand en uitgangstoestand waarmoet kunnen maken. Hiervoor isin overleg met BAM Advies &Engineering een programma vaneisen opgesteld waarin eisen staanmet betrekking tot het gebruik vanhet systeem tot en met windkracht7, de tijdsduur, de kosten, hettransport, de montage/demontageen het voldoen aan veiligheid- enarbonormen. Volgens de ontwerp-methode is tenslotte een functie-omschrijving gedefinieerd.De deelfuncties van het kraanonaf-hankelijk tafelbekisting systeemzijn: 1) ontkisten, 2) transporteren,3) positioneren, 4) fixeren, 5) aan-helen, 6) transporteren transport-middel en 7) fixeren transportmid-del. Als voor elke deelfunctieoplossingen kunnen worden ont-worpen en deze deeloplossingenkunnen worden gecombineerdvormt deze combinatie een oplos-sing voor het ontwerpprobleem.Dit proces heet de werkwijzebepa-lende fase.W e r k w i j z e b e p a l e n d ef a s e , d e z o e k t o c h t n a a rm e t h o d i e k e nIn de werkwijzebepalende fase zijnschematische oplossingen ontwor-pen voor de deelfuncties. Dezeoplossingen worden in de methodevan Siers `werkwijzen' genoemd.Als eerste stap is een inventarise-rend literatuuronderzoek gedaan,gericht op bestaande werkwijzen ennieuw te ontwerpen mogelijkhe-den. Als werkwijzen voor de deel-functie `horizontaal transporteren'zijn er bijvoorbeeld een lopendeband, een lier met wielconstructieen hydraulische cilinders met tef-lon glijschoenen. De verzamelingvan alle ontworpen werkwijzen isvervolgens geschematiseerd tot eenmorfologisch overzicht.Door de verschillende oplossingenvan de deelfuncties te selecterenen samen te voegen ontstaat ereen schematische oplossing voorhet ontwerpprobleem. Dit wordteen structuurlijn genoemd. Elkecombinatie kan een structuurlijnvormen maar lang niet alle combi-naties van werkwijzen vormeneen logische oplossing voor hetontwerpprobleem. Het vormen2 |Het transporttraject vande tafelbekistingC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gUi t voer i ngs tech niek26 cement 2008 7van de structuurlijnen is gedaanop basis van een aantal algemeneconcepten waarbij bij elke werk-wijze een afweging is gemaaktdeze wel of niet toe te passen bin-nen de structuurlijn. Dit heeftgeleid tot vijf mogelijke oplossin-gen voor het ontwerpprobleem(zie kader).Door middel van tijdsduurschat-tingen en globale kostenbereke-ningen van de vijf structuurlijnenen door deze vervolgens te verge-lijken met behulp van de `Additiveutility function' van R.T. Clemen[1] is de tweede structuurlijn (zelf-klimmende steiger met horizon-taal verplaatsbare goederenlift eninklapbare tafelbekistingen) ermet de beste score uitgekomen endaarom geselecteerd als keuzevoor de definitieve structuurlijn.T o r o n t o e n d e v o r m g e -v e n d e f a s eNa het afronden van de werkwij-zebepalende fase heeft er een stu-diereis plaatsgevonden naar deCanadese stad Toronto. Torontokent zeer vooruitstrevende beton-technieken vanwege de extremeklimatologische omstandigheden.Om het storten van vloeren ophoogbouwtorens bij temperaturenvan -20 ?C mogelijk te maken,kennen de Canadezen tal vanmaatregelen. Denk aan ge?soleer-de tafelbekistingen, afdekzijlen,heaters, ventilators en specialebetonmengsels. Tevens viel op datde mengsels zo waren gedimensi-oneerd dat het mogelijk was omcyclustijden te realiseren van drietot vier dagen met slechts ??n laagtafelbekistingen, een in Nederlandnog niet vertoonde prestatie. Debelangrijkste waarneming betrefteen speciale toepassing van hetRail Climbing System (RCS) vanhet bedrijf PERI bv, dat sinds kortgebruikt wordt op hoogbouwpro-jecten met tafelbekistingen inToronto. Dit systeem is uitgevoerdmet panelen die in horizontalepositie kunnen klappen voor hetuithijsen van tafelbekistingen.Naar aanleiding van deze waarne-mingen is structuurlijn 2 kritischbekeken en is een aantal kantteke-ningen geplaatst bij het ontwerp.Vanuit de kanttekeningen is erbij wijze van experiment een ver-eenvoudiging toegepast op struc-tuurlijn 2 (fig. 3). Hierbij is hetaantal mechanische processengeminimaliseerd tot de striktnoodzakelijke. Bovendien is hettransporttraject speciaal ontwor-pen voor ??n laag tafelbekistin-gen en is er meer gebruikge-maakt van de beschermendeeigenschappen van het RCS-systeem. Dit heeft geleid tot eenontwerpwijziging die is verkozenals definitief ontwerp en die isuitgewerkt tot het niveau van pro-fieltypes.H e t d e f i n i t i e v e o n t w e r pHet definitieve ontwerp is eenzelfklimmende inklap-tafelbekis-ting met klimaatpaneel (fig. 4 en5). Dit bestaat uit de volgendehoofdonderdelen: een tafelbekis-ting die door scharnieren op dehoofdliggers kan inklappen, eensteiger die de tafelbekisting kantransporteren en een klimaatpa-neel. Bij het inklappen van detafelbekisting wordt deze in lengtegereduceerd van 10 m tot 2,5 m.Tijdens het inklappen rijden deonderstellen langs elkaar waar-door deze elkaar niet hinderen.Het inklappen van de tafelbekis-ting en het horizontaal transporte-ren, gebeurt met een lier. Doorhet inklappen is er minder ruimtenodig voor het transport buiten degevel en is de tafelbekisting min-der gevoelig voor harde windsto-ten. De transportsteiger bestaat uiteen zelfklimmend steiger, hetgenoemde RCS-systeem, en eenklimaatpaneel. Het klimaatpaneelheeft twee functies. Zo biedt hetpaneel in verticale stand bescher-ming tegen de klimaatinvloedenzodat werkzaamheden en de uit-harding van het beton onder meergeconditioneerde omstandighedenplaats kunnen vinden. In horizon-tale stand dient het klimaatpaneelals ondersteuningsplatform voorde ingeklapte tafelbekisting tij-V i j f m o g e l i j k eo p l o s s i n g e n v o o r h e to n t w e r p p r o b l e e mStructuurlijn 1: Zelfklimmende steiger metgoederenlift en elektrische karrenStructuurlijn 3: Paternosterlift met tafelbe-kisting modulesStructuurlijn 4: Roterende tafelbekistingenop tandheugels langs de gevelStructuurlijn 2: Zelfklimmende steiger methorizontaal verplaatsbare goederenlift eninklapbare tafelbekistingenStructuurlijn 5: Hijsloods met portaalkranen,tafelbekisting modules en elektrische karrenC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gUit voer ings te chniekcement 2008 7 27dens het transport. Het klimaatpa-neel wordt aangedreven methydraulische cilinders die gemon-teerd zitten op de RCS-steiger. DeRCS-steiger hangt met stalenschoenen aan de vloeren en kaneveneens met hydraulische cilin-ders ??n bouwlaag klimmen. Doorhet klimmen van de steiger wor-den de bekistingen een bouwlaagomhoog getransporteerd.Van het ontwerp zijn analysesgemaakt voor het functioneren bijharde wind. Zo blijkt de zelfklim-mende steiger van PERI te kun-nen blijven opereren tot en metwindkracht 7. Door het inklappenwordt de te transporteren tafelbe-kisting zo veel mogelijk verkleindin oppervlak waardoor deze min-der gevoelig is voor harde wind tij-dens het transporteren. En het kli-maatpaneel biedt beschermingtegen de wind tijdens de werk-zaamheden op de vloer. De ver-wachting is dat de bouwtijd van devloeren hierdoor met 10% verkortwordt door het wegvallen vanwindverlet door windkracht 6.De detailplanningen geven weerdat een vloer van 842 m2met dezelfklimmende inklap tafelbekis-ting met klimaatpaneel binnen 15uur is te be- en ontkisten. Dit issnel genoeg voor snelle cyclustij-den.Het grootste deel van het materi-eel is te gebruiken op verschil-lende projecten waardoor deinvesteringskosten kunnen wor-den afgeschreven op meerdereprojecten. Aangenomen dat hetsysteem een bezettingsgraadheeft van 60% en dat het materi-eel wordt afgeschreven over eenperiode van vijf jaar, blijkt hetsysteem net goedkoper dan deconventionele kraanafhankelijketafelbekisting inclusief kraantijd.De kosten worden echter signifi-cant lager als men alle vermin-derde indirecte kosten van hetproject gaat meerekenen door10% minder windverlet.Het ontwerp van de zelfklimmen-de inklap tafelbekisting met kli-maatpaneel staat nog in de kinder-schoenen. Er moeten nog veleschaalmodellen, testen en verbete-ringen worden gemaakt, wil hetzich gaan bewijzen in de praktijk.Toch is met dit ontwerp aange-toond dat een zelfklimmendetafelbekisting kan meedingen inhet kraanonafhankelijk bouwenvan de toekomst. nL i t e r a t u u r1. Clemen, R.T. Making HardDecisions, 2nd Edition. Dux-bury Press, 19962. Hoof, P.A.J. van, Montageplan3. Maas, G.J. Uitvoeringstech-niek 2, p. 764. Siers, F. J. Methodisch Ont-werpen, Volgens H. H. vanden Kroonenberg. 3e druk,2004, Wolters Noordhoff5. Handboek Uitvoering Beton-werken. Stubeco / Betonver-eniging. 1e druk, 2005, Gouda4 |Definitieve ontwerp:de zelfklimmende inklaptafelbekisting metklimaatpaneel5 |Het inklappen van detafelbekisting. De langselkaar rijdende wielon-derstellen zijn op hoogteverstelbaar met dommekrachten3 |Ontwerpwijziging vanstructuurlijn 2.Combinatie van trans-portsteiger en bescher-mingspaneel in `klimaat-paneel'