O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eU t i l i tei t sb o u wcement 2005 460In de vuilbunker van de verbran-dingsinstallatie wordt het aange-voerde vuil opgeslagen alvorenshet in de ovens wordt verbrand. Deinhoud van deze bunker bedraagtcirca 18 000 m3. Het vuil kan optwee manieren worden aange-voerd: door vrachtwagens die hunlading vanuit de naastgelegenstorthal via stortopeningen in debunker storten, of door scheeps-containers die via een lopendeband over het dak van de storthalworden aangevoerd en op eenhoger niveau worden geleegd.In de bunker bevinden zich vuil-grijpers met een capaciteit van 10ton, die het vuil mengen, opstape-len en zorgen voor de aanvoer naarde verbrandingsovens. Een onder-deel van de vuilbunker zijn de slak-kenbunkers, waarin de niet-ver-brande hete resten uit de ovensworden opgeslagen. Aan de boven-zijde van de bunker bevindt zichaan beide uiteinden een zoge-noemd zwaluwnest. Dit is een uit-kraging over de gehele breedte vande bunker, waar de grijpers tijdelijkkunnen worden gestald voor repa-ratie en onderhoud.O p t i m a l i s e r i n gBij het onderzoek naar de optima-lisering van de bunkerconstructieis eerst een selectie gemaakt vande belangrijkste eisen waarmeerekening moet worden gehoudenbij het ontwerp van de construc-tie. Enkele van deze eisen hebbenbetrekking op de stijfheid. Zo magvanwege de kraanbanen op dewanden het onderlinge verplaat-singsverschil aan de bovenzijdevan de wanden niet groter zijndan 25 mm. Ook mag vanwege deaansluiting van de bunker opandere gebouwen, de horizontaleuitbuiging van de wanden nietgroter zijn dan 1/1000 van dewandhoogte.Aan de hand van deze eisen zijnvoor een zo gunstig mogelijk ont-werp varianten opgesteld ten aan-zien van:? constructiemateriaal;? doorsnedevorm;? positionering ten opzichte vanmaaiveld;? koppeling van de bunkerwan-den;? stijfheid van de constructie.Voor elk van deze aspecten zijn devarianten tegen elkaar afgewogenen is de beste oplossing bepaald.Voor de eerste drie aspecten konde afweging vrij eenvoudig wor-den gemaakt. Gekozen is voor eenbetonnen bunker met een recht-hoekige vorm. Uit een kostenana-lyse bleek een bunker geheelboven maaiveldniveau het goed-koopst.K o p p e l i n g b u n k e r w a n d e nEr moest een keuze wordengemaakt voor het al dan nietonderling koppelen van de bun-kerwanden. Zoals aangegevenworden er strenge eisen gesteldaan de horizontale stijfheid van deconstructie. Wanneer de bunkergeheel is gevuld met vuil enmogelijk ook voor een gedeeltedoor bluswater na een brand, zul-len de bunkerwanden uitbuigen.Een eenvoudige manier om dezeuitbuiging te verhinderen, is hetWinnaar ENCI Studieprijs 2004Optimalisering vuilbunkering. E. Seegers en ing. M. Teunissen, Hogeschool van Arnhem en NijmegenVoor de bouw van een vuilbunker is veel beton en staal nodig; het te bekistenoppervlak loopt in de duizenden vierkante meters. Een effici?nt ontwerp vande bunkerconstructie kan betekenen dat er veel geld kan worden bespaard opmateriaal- en uitvoeringskosten. In een afstudeerproject aan de Hogeschoolvan Arnhem en Nijmegen, afdeling civiele techniek, is voor de nieuwe vuilver-brandingsinstallatie in Amsterdam (zie voor algemene informatie omtrenthet project en de opdrachtgever ook het artikel op blz. 22) onderzocht wat demogelijkheden zijn voor een economisch ontwerp van de vuilbunker.Bepaalde aspecten die in dit onderzoek naar voren zijn gekomen, zijn om ver-schillende redenen anders uitgevoerd.1 |Doorsnede over vuilver-brandingsinstallatiea. storthalb. bunkerhalc. verbrandingsoven, tur-binegebouw en rook-gasreinigingd. schoorsteena b c daanbrengen van een koppeling tus-sen de wanden in het midden vande bunker, waarbij het kraanbedrijfniet mag worden gehinderd. In ditgeval was het geen probleem debunker in twee compartimenten teverdelen, aangezien er twee onaf-hankelijk van elkaar werkende kra-nen waren voorzien.Bij het afwegen van de koppelingtussen de bunkerwanden is ook demogelijkheid onderzocht de wan-den via de dakconstructie te koppe-len. Uiteindelijk is besloten debunkerwanden aan elkaar te kop-pelen met een betonnen tussen-wand, aangezien dit het grootsteeffect heeft op de stijfheid van deconstructie. Deze wand loopt nietgeheel tot aan de bovenkant van debunker, waardoor de kranen zichover de wand kunnen verplaatsen.S t i j f h e i d v a n d ec o n s t r u c t i eMet het koppelen van de bunker-wanden was reeds een grote stapgezet om de horizontale uitbuigingvan de wanden tegen te gaan. Tochmoest er nog meer gebeuren omde uitbuiging binnen de perken tehouden. Om een goed beeld tekrijgen van het gedrag van de con-structie is deze ingevoerd in het3D-rekenprogramma ESA-PrimaWin. Hierop zijn alle mogelijkoptredende belastingen geplaatst,waaruit de in totaal 24 verschillen-de belastingscombinaties zijngegenereerd.Voor de stijfheid van het beton isin eerste instantie uitgegaan vaneen globale schatting van31 000 N/mm2voor de korte duuren 10 000 N/mm2voor de langeduur. De minimaal benodigdewanddikte is vanwege de sterkteen waterdichtheid bepaald op400 mm. Vervolgens zijn de diver-se mogelijkheden in het rekenpro-gramma ingevoerd. Het bleek bij-voorbeeld dat bij het toepassenvan een massieve constructie (fig.2) een minimale wanddikte nodigwas van 800 mm om aan de stijf-heidseisen te voldoen. Vervolgenszijn mogelijkheden onderzochtmet het plaatsen van verstijvings-ribben op de bunkerwand. Hierbijis gevarieerd in aantal, positie,afmetingen en vorm van de rib-ben (fig. 3 t.m. 6). Rekening hou-dend met materiaalverbruik enuitvoeringskosten is het optimaleresultaat uiteindelijk gevonden inhet combineren van verticale rib-ben met twee horizontale verstij-vingsringen rondom de bunker-constructie (fig. 5). Met name dehorizontale verstijving rondom deconstructie blijkt een groot aan-deel te hebben in het vergrotenvan de stijfheid ervan. De verstij-vingsribben worden uitgevoerd ingewapend beton.W a p e n i n gMet het programma ESA-PrimaWin is de wapening van de wan-den bepaald, uitgaande vanmilieuklasse 5d (zeer agressiefmilieu). Door het agressievemilieu in de bunker worden stren-ge eisen gesteld aan de maximalescheurwijdte van het beton (max.0,25 mm), waardoor is gekozenvoor een betondekking van70 mm. Deze dekking dienttevens als bescherming van dewand tegen het botsen van de grij-per met een stootbelasting van115 kN.Bij het bepalen van de wapeningtraden enige knelpunten op. Zoontstaan er grote trekkrachten inde aansluiting tussen bunkerwanden tussenwand. Om alle wapeningte kunnen plaatsen, is de dikteO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eUtiliteitsbouw3 |Verticale verstijvingsrib-ben4 |Horizontale verstijvings-ribben5 |Combinatie verticale enhorizontale verstijvings-ribben6 |Dubbele U-vorm2 |Constructieprincipe kop-peling bunkerwandenmet gesloten tussen-wandcement 2005 4 61De Belgische Betongroeperingreikt jaarlijks ter gelegenheid vande Belgische Betondag twee stu-dieprijzen uit. De Groepering wilhiermee het meest verdienstelijkeeindwerk bekronen dat werdingediend aan een Belgische uni-versiteit of industri?le hogeschoolin de studierichting burgerlijkbouwkundig ingenieur, burgerlijkingenieur-architect of industrieelbouwkundig ingenieur.De studieprijzen worden toege-kend voor eindwerken die vol-gens de jury blijk geven vaninzicht, diepgang en originaliteit.Het onderwerp van de studiemag een breed gebied bestrijken:? cement en betontechnologie;? onderzoek naar het gedrag vanbeton en betonconstructies;? ontwerp en berekening vanbetonconstructies in de sectoren`gebouwen' en `civiele techniek';? uitvoering betonconstructies.I n z e n d i n gDe inzendingen worden beoor-deeld door een jury, voorgezetendoor prof.dr.ir. L. Vandewalle.Meer informatie: www.gbb-bbg.beDoor het bestuur van het ENCIStudiefonds worden jaarlijks stu-dieprijzen verleend, waarmeebeoogd wordt belangstelling tewekken voor het bouwen metbeton en nieuwe ontwikkelingenop dit gebied te stimuleren. Deorganisatie van de Studieprijs2005 is opgedragen aan de Be-tonvereniging. De prijzen wordenuitgereikt tijdens de Betondag.Studieprijzen worden toegekendvoor studies, die naar de meningvan de jury blijk geven van in-zicht, diepgang en originaliteit endie betrekking hebben op:? winning en eigenschappen vangrondstoffen voor beton(specie);? cement en betontechnologie;? onderzoek naar het gedrag vanbeton en betonconstructies;? ontwerp en berekening vanbetonconstructies;? uitvoering betonconstructies.Voor de Studieprijs zijn drie cate-gorie?n ingesteld:? afstudeeronderwerpen en stu-dies op academisch niveau vanstudenten/afgestudeerden vanuniversiteiten, master- of scien-ce-opleidingen (met uitsluitingvan dissertaties);? studies van studenten/afgestu-deerden van technische hoge-scholen of bacheloropleidingen;? studies van studenten/afgestu-deerden van betongerelateerdeprofessional masteropleidin-gen.I n z e n d i n gDe inzendingen worden beoor-deeld door een jury, voorgezetendoor prof.dr.ir. J.C. Walraven.Meer informatie:www.betonvereniging.nlO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eU t i l i tei t sb o u wcement 2005 462van de tussenwand bepaald op600 mm. Een ander knelpunt wasde aansluiting van de wanden opde bunkervloer. Voor een goedeaansluiting is over 0,5 m eenafschuining aangebracht. Dezeafschuining is bovendien prak-tisch, aangezien de vuilgrijper meteen diameter van 5 m toch niet ineen scherpe hoek kan komen.VervormingenBij het bepalen van de wapeningis nog geen rekening gehoudenmet de temperatuurinvloeden enhydratatiekrimp. Om het effecthiervan te bepalen, is een strookuit de constructie beschouwd.In de slakkenbunker moet reke-ning worden gehouden met eentemperatuur van 60 ?C, waardoorals gevolg van verhinderde uitzet-ting momenten optreden.Hydratatiekrimp treedt op wan-neer de bunkerwanden op de vloerworden gestort. De bunkervloerheeft de krimp reeds ondergaan,terwijl in de pas gestorte wandendit proces nog moet plaatshebben.Als gevolg hiervan ontstaan span-ningen in het beton, die veel groterbleken te zijn dan de temperatuur-spanningen. Om de scheurwijdtebinnen de perken te houden wasin beide richtingen ?20-150 nodig.Voor de wapening van de 1 mdikke bunkervloer is rekeninggehouden met het effect van ver-schillende veerstijfheden van depalen op de vloer. Hiervoor is eenstrook met een breedte van 1 muit de bunkervloer nader bekeken,waarop de diverse belastingen zijngeplaatst. Vervolgens is het effectvan variabele paalstijfheden nage-gaan. Hieruit bleek dat rekeningmoest worden gehouden met een10% groter moment in de bunker-vloer en 20% grotere paalreacties.T e n s l o t t eZoals hiervoor is aangegeven, isvoor de stijfheid in eerste instan-tie een waarde aangehouden,gebaseerd op ervaringsgetallen.Nadat het totale ontwerp met debenodigde wapening bekend was,kon worden bepaald of dezegeschatte stijfheid overeenkwammet de werkelijke stijfheid.Hiervoor is de constructie fysischniet-lineair-elastisch doorgere-kend. Dit is een proces waarbijdoor middel van iteraties de uit-buiging wordt bepaald aan dehand van de stijfheid van hetbeton. Uit deze berekening bleekdat het beton een stuk stijver isdan in eerste instantie was ver-wacht. Dit kan worden verklaarddoor het grote eigen gewicht vande constructie, waardoor optre-dende scheuren dicht wordengedrukt. BBG-Studieprijs 2005ENCI-Studieprijs 2005