themaParkeergarage als visitekaartje8201446themaParkeergarageals visitekaartjeIn de Uithof in Utrecht kan sinds eind 2013 worden geparkeerd in de parkeergarageP+R De Uithof. Met 2000 plaatsen is het de grootste parkeergarage in de provincie. Inhet ontwerp ging veel aandacht uit naar de complexe knooppunten tussen de stalenstabiliteitsconstructie en de prefab betonconstructie.1Complexe koppeling stabiliteitsverbanden aan constructie P+R De UithofBIMDe afgelopen jaren is 3D-modelleren steeds verder doorontwikkeld en is op ditmoment mogelijk tot op detailniveau. Hiervan is bij P+R De Uithof dankbaar gebruik-gemaakt. Het project kon daardoor beter worden beheerst, ge-engineerd en gepro-duceerd (fig. 11). Communicatie over complexe vormen richting mallenbouwers envlechters met alleen tekeningen, is erg lastig. Dankzij de exportmogelijkheden van degebruikte BIM-software verliep de productie probleemloos. Zo is de wapening vanuithet model rechtstreeks naar de vlechtmachines gestuurd. Voor dit project won Hurksin 2012 de Tekla Global BIM Award categorie Betonbouw.Parkeergarage als visitekaartje 82014 471IAABAHGFEBBCD2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19De Utrechtse wijk De Uithof is gelegen in het uiterste oostenvan de stad en vormt het universiteitscentrum. Naast veeluniversiteitsgebouwen is er ruimte voor kantoren, studenten-woningen en ziekenhuizen. In 2013 is hier de parkeergarageP+R De Uithof opgeleverd. Ter plaatse ligt ook de nieuwe eind-halte van buslijn 11 en in 2018 zal hier de sneltram, de Uithof-lijn, stoppen. Daarmee vormt de garage, die plaats biedt aan2000 auto's, een belangrijke schakel in de ontwikkeling van ditstadsdeel en de bereikbaarheid van de binnenstad.OntwerpDe parkeergarage heeft een oppervlak van circa 50 000 m2, is150 m lang, 50 m breed en telt negen bouwlagen. De platte-grond van het gebouw wordt gekenmerkt door twee knikken,waardoor het wordt opgedeeld in drie delen van 50 m (fig. 2).In dwarsrichting zijn er drie beuken van elk 16,8 m. Hetmiddelste van de in totaal (3 3 =) 9 beuken is een grote vide.Op maaiveld, onder het gebouw, bevinden zich opstapplaatsenvoor het openbaar vervoer. De parkeergarage is uitgevoerd alshellingbaangarage, dat wil zeggen dat ook de hellingbanenworden gebruikt om te parkeren (fig. 3). Dit resulteert in eengroot aantal auto's per m2. Toegepast zijn hellingen van 3% en6%. In het middengebied van 50 m is gekozen voor een helling-baan van 6%, zodat een verdieping van 3,0 m wordt overbrugd.Zo kon een hellingbaan voor de even en een voor de onevenverdiepingen worden ontworpen.De constructie is opgebouwd uit een prefab betonskelet metkolommen, balken en kanaalplaatvloeren (foto 4). De kolom-men staan op een stramien van 16,8 x 8,2 m. Tussen dezekolommen kan tweezijdig worden geparkeerd. Stabiliteit wordtgewaarborgd door stalen spanten die bestaan uit buisprofielen.DilatatiesVanwege de gebouwlengte en de vorm van de plattegrond zijntwee dilataties in dwarsrichting aangebracht (h.o.h. 50 m). Deafstand tussen de dilataties in de dakvloer bedraagt 25 m,vanwege optredende temperatuurverschillen in de zomertussen deze dakvloer en de daaronder gelegen vloeren. Dit isgedaan omdat de kolommen horizontaal weinig vervormings-capaciteit hebben en het overbrengen van de krachten in dekolomverbinding niet goed uitvoerbaar is. De vloer onder dedakvloer neemt de schijfwerking van de dakvloer over.StabiliteitDe drie gebouwdelen worden gestabiliseerd door vier spantenin dwarsrichting (as 1, 7, 13 en 19) en zes in langsrichting (as Ben C)(fig. 2). Onder vier van de zes spanten in de langsrichtingis een doorgang voor het openbaar vervoer nodig. Dit steldespeciale eisen aan de vorm van de spanten. Behoudens de tweespanten in de kopgevels, hebben de andere spanten een onge-veer gelijke uitstraling.ir. Rob HuijbenHurks delphi engineering1 Met 2000 plaatsen is parkeergarage P+R De Uithof de grootste in de provincieUtrecht2 Plattegrond met in het midden een grote vide2themaParkeergarage als visitekaartje82014483 Langsdoorsnede4 De constructie is opgebouwd uit een prefab betonskelet met kolommen,balken en kanaalplaatvloerenhellende balkoplegneuzen van 200 x 200 mm2in ??n lijn doorte zetten en dus ook aan de kolomkop toe te voegen (foto 5).De vloeren met een overspanning van 16,8 m zijn uitgevoerd alskanaalplaatvloer hoog 400 mm. De vloeren zijn voorzien van eendruklaag, die in het midden 50 mm dik is en aan de randen70 mm (als gevolg van de toog). In verband met brandwerendheidmocht de dikte in het midden maximaal 50 mm bedragen.OpbouwDe kolommen op de verdiepingen zijn 600 x 600 mm2.Vanwege de vorm van de plattegrond zijn deze kolommenzeshoekig en op sommige plaatsen zelfs geknikt (foto 5). Dekolomdoorsnedevorm wordt bepaald door het wiebervormigeen niet geheel orthogonale stramienplan. Het basisprincipe vandeze kolommen was echter overal gelijk waardoor maar eenbeperkt aantal mallen nodig was.Op de begane grond bedraagt de doorsnede van de kolommen800 x 800 mm2, vanwege de grotere kniklengte (verdiepings-hoogte hier 6,0 m en groter) en de benodigde robuustheid voorhet opnemen van aanrijdbelastingen. Om overal dezelfdekolomdoorsnede te realiseren zijn betonkolommen plaatselijkuitgevoerd in sterkteklasse C90/105 in plaats van C53/65.Ter plaatse van de spanten hebben de prefab betonbalken eenmaximale lengte van 18 m en steken over de kolommen heen.Hiermee ontstaat een solide kolombalkknoop, waarop de stalendiagonalen van de spanten kunnen aansluiten. De balkenhebben een omgekeerde T-vorm met een oplegrand van200 x 200 mm waarop de prefab vloeren zijn opgelegd (foto 6).Deze balken zijn 600 mm hoog en aan de bovenzijde 600 mmbreed. De balken zijn voorgespannen met voorgerekt staal ende voorspanning heeft een recht verloop en is meer centrischonderin de balk gepositioneerd. Ter plaatse van de balkuitein-den is een deel van de voorspanstrengen geslipt uitgevoerd enworden inklemmingsmomenten met wapening opgenomen.De prefab betonbalken die geen onderdeel vormen van despanten, zijn door middel van consoles op kolommen opgelegd.Deze balken volgen de helling van respectievelijk 3% en 6%.Om horizontale krachten te voorkomen, is gekozen voor eenhorizontaal oplegvlak van balk en console. De betonconsoleheeft een hoogte nodig van 400 mm. Consolehoogte isgecamoufleerd door de console kolombreed te maken en de34Parkeergarage als visitekaartje 82014 49DET 02A+31 500+30 000+28 500+27 000+25 500+24 000+22 500+21 000+18 000+16 500+15 000+13 500+12 000+10 500+9000+7500+6000+0000DET 035 Vanwege de vorm van de plattegrond zijn de kolommen op de verdiepingenzeshoekig en op sommige plaatsen zelfs geknikt6 De balken hebben een omgekeerde T-vorm met een oplegrand van200 x 200 mm waarop de prefab vloeren zijn opgelegd7 Een zwaar omgekeerd V-vormig spant opgebouwd uit buizen ?457 mm vormtde basis voor het stabiliteitsspant voor het gedeelte van 0,0 tot 18 m +peilbuizen ?244 mm toegepast. Deze diagonalen zijn niet steilgeplaatst om zodoende knooppunten te cre?ren waarbijstaven elkaar niet overlappen. Ook wordt zo voldoendeoppervlak gecre?erd om krachten over te dragen op hetbeton.Alle spanten, in dwars- en lengterichting, hebben min of meerdezelfde vorm. Alleen in het middelste bouwdeel kon de omge-keerde V minder hoog en minder steil worden uitgevoerd,omdat hier geen busbaan onder het gebouw doorloopt.Het omgekeerde V-vormige stalen spant in combinatie methet overige spant, zorgt ervoor dat wisseling van kolom-krachten in de betonnen spantkolommen op de ondersteverdiepingen beperkt wordt gehouden. De hoge spantopleg-reactie ter plaatse van de bovenkant fundering wordt immersmooi verdeeld opgenomen door de betonkolom en stalenbuis.De krachten in het omgekeerde V-vormige stalenspant warendusdanig hoog dat de buizen door de betonnen balken zijngeplaatst (fig. 8). Om dit mogelijk te maken zijn de balken hieruitgevoerd in een breedte van 1200 mm. Op de overige plaat-sen zijn de stalen buizen tegen het beton aan bevestigd (fig. 9)Consoles aan de binnenzijde van het spant waren niet haalbaargegeven de hoge dwarskrachten uit vloer- en windbelastingen.Voor het bereiken van een hoge capaciteit zijn aan de buitenzijdevan het spant de prefab middenbalken uitgevoerd met stalentanden. Betonnen consoles werden hier niet op prijs gesteldvanwege esthetiek en om elementvormen eenvoudig te houden.MontageIn de ontwerpfase is overwogen de twee stalen buizen?457 mm van het spant door te trekken en niet per verdiepingte delen. Daar is uiteindelijk van afgezien vanwege tolerantiesen noodzakelijke tijdelijke stabiliteitsvoorzieningen, die deSpantenAls basis voor het stabiliteitsspant voor het gedeelte van0,0 tot 18 m +peil is gekozen voor een zwaar omgekeerdV-vormig spant opgebouwd uit buizen ?457 mm (staal S355)(fig. 7). De vorm van dit spant werd gedicteerd vanuit dewens voor vrije ruimte op de beganegrondvloer. De benenvan het spant moesten daardoor vrij steil lopen. Naast ditV-vormige hoofdspant zijn vanaf 18 m per verdieping stalen5 67themaParkeergarage als visitekaartje820145010 Opbouw van de stabiliteitsverbanden; de betonbalken steken hier over dekolommen door11 Met behulp van 3D-modellen kon het project beter worden beheerst,ge-engineerd en geproduceerd8 Vanwege de hoge krachten in het omgekeerde V-vormige stalen spant zijn debuizen door de betonnen balken geplaatst9 Op de overige plaatsen zijn de stalen buizen tegen het beton aan bevestigdenkele spanten, onderin geplaatste stalen steile diagonalen?244 mm enigszins moesten worden ontspannen. Met vijzels istijdens de bouw het krachtenverloop in deze diagonalen beheerst.In de berekening is rekening gehouden met de in de normengeldende scheefstand van de kolommen. Er is echter geen reke-ning gehouden met een cumulerende scheefstand per verdie-ping. Hiermee zouden de horizontale krachten veel te grootworden. In plaats daarvan is per verdieping het gebouwgemeten en zijn afwijkingen bij iedere volgende verdiepinggecorrigeerd. Dit overigens in tegenstelling tot wat in Eurocode2 hoofdstuk 5.2 staat vermeld.Incasseringsvermogen constructieIn de berekening zijn bijzondere belastingen volgens NEN 6702ingecalculeerd. Hierbij is gebruikgemaakt van Stufib-rapport 8`Constructieve samenhang van bouwconstructies' (september2006). Tevens zijn delen van de Eurocode, toen nog in concept,geraadpleegd.Op de begane grond zijn tramtrajecten beschouwd. Hierbij zijnhorizontale botsbelastingen van 720 kN en 540 kN op 1,5 m+peil aangehouden. Voor wegverkeer is 540 kN op 1,2 m +peilaangehouden en voor overige ongedefinieerde kolommen dehelft daarvan. Op de verdiepingen is een botsbelasting van90 kN op 0,5 m boven het rijvlak aangehouden. Tevens zijnvoor diverse kolommen aanrijbeschermingen voorzien.Om deze horizontale belastingen op te kunnen nemen, zijn inelk vloerveld in twee richtingen trekbanden aangebracht. Eenvloerdragende middenbalk is aan weerszijde bijvoorbeeld voor-zien van twee ?16 mm ter plaatse van de kanaalplaatvloer. Ookde druklaag is gewapend.Het is belangrijk de kolommen onderling en met de vloerveldente koppelen. Een kolom die een vloerveld ondersteunt vanbijvoorbeeld 16,8 x 8,2 m2heeft een minimale stekwapening vanzes ?25 mm. Deze is bepaald door de oplegreactie van ??n vloer-veld te nemen als een trekkracht voor de kolom. Elke kolom ishorizontaal bevestigd aan de vloer en een hoekkolom is in tweerichtingen zo bevestigd. De betreffende bevestiging dient 150 kNop te nemen, een voorgeschreven belasting die veel hoger ligt dande reguliere belastingen en/of berekende belastingen uit bijvoor-beeld scheefstand. Dit vormt een praktische aanpak om robuust-heid van een belangrijke aansluiting te realiseren.Elke kolom is beschouwd als een kritisch element (key elementvolgens Stufib-rapport 8), zodat geen enkele kolom fictief moetworden weggenomen ter bepaling van een tweede draagweg. Inverband met het open karakter van de garage heeft de volgenshet Stufib-rapport aan te houden extra keyelementbelastingvan 34 kN/m2voor de kolom weinig consequenties.realisatie van de definitieve constructie zouden hinderen. Perverdieping zijn tijdelijke stabiliteitsverbanden aangebracht, van0,0 tot 9 m +peil, omdat de constructie pas in een later stadiumzijn definitieve samenhang kreeg.BerekeningVoor het gebouw is de TGB-1990 normenreeks van toepassing. Destabiliteit- en hoofdberekeningen zijn uitgevoerd met een2D-raamwerkprogramma. De E-modulus van het beton is in dezeberekeningen gevarieerd om de invloed van kruip en bouwfasenop de krachtenverdeling te beheersen. Daaruit volgde dat voor89Parkeergarage als visitekaartje 82014 51FunderingHet gebouw is gefundeerd op betonnen palen lang circa 15 m,uitgevoerd met het Vibro-paalsysteem. Toegepast zijn palen?610, ?508 en ?408 mm. Omdat het gebouw geen begane-grondvloer heeft, waren de horizontale paalstijfheden terplaatse van de onderkant van de constructie relevant. Palen zijndaarom deels schoor geheid 6:1 en 10:1. Er zijn 9-, 6- en 3-paalspoeren. Een 9-paals poer heeft een capaciteit van 24.000 kN.Tot slotHet organiseren van een adequate samenwerking in een eerderstadium dan het technisch ontwerp is van groot belang om hetbeheerst uit te voeren. In dit project is door overleg met deopdrachtgever het ontwerp aangepast op basis van gedeeldeinzichten. Dankzij het tot in detail modelleren, durf en toewij-ding in de uitvoering, konden grenzen van technische moge-lijkheden worden verlegd. Dit resulteerde in grotere ontwerp-vrijheid betreffende ruimtelijke vormen en elementvormen. PROJECTGEGEVENSproject P+R De Uithof, Utrechtopdrachtgever Gemeente Utrechtontwerp KCAP en studioSK (Movares)constructieontwerp IBU stadsingenieursengineering en constructieadviseur Hurks delphi engineeringuitvoering Hurks prefab beton, Hurks bouw en Dura Vermeerstaalconstructie Moeskops staalbouwbouwperiode 09-2012 tot 09-20131011