Voorgespannen beton voor een groot zakenpandMagazijn en kantoor van Vroom en Dreesmann te HeerlenVoor de bouw van een groot maga-zijn en kantoorpand voor de fa.Vroom en Dreesmann te Heerlen,wordt op grote schaal gebruik ge-maakt van voorgespannen beton;voor de eerste maal in Nederlandworden hier in etagebouw enigevloeren boven elkaar uitgevoerdvolgens deze nog nieuwe bouwwijze,Zoals bekend mag worden veron-dersteld, worden constructies invoorgespannen beton vooral dantoegepast, indien bij grote over-spanningen toch een geringe bouw-hoogte wordt verlangd en dit nietkan worden bereikt door ingewik-kelde raam- of boogeonstructie.Tevens wordt dan de mogelijkheidgeopend om met deze betrekkelijkgeringe hoogte en daardoor kleineigengewicht, de balken van te vo-ren of tijdens de opbouw van hetoverige werk gereed te maken enzodoende thans ook voor betoncon-structies gebruik te maken vanmontage, waar dit tot nu toe veelaldoor de zeer grote eigengewichtenwerd belemmerd.Zoals uit bijgaande tekeningen (fig.1 en 2) blijkt, bestaat het bedoeldein Heerlen in aanbouw zijnde ge-bouw, uit een op normale wijze ingewapend beton opgetrokken skelet,waarbij echter ook ditmaal voor-lopig alle vloervelden ontbreken.In de lengterichting bestaat het ge-bouw uit 9 travee?n van elk12,00 m1h.o.h., het geheel doorfig. 1. principetekening van het constructiesysteem van hetgebouw van Vroom en Dreesmann te Heerlenfoto 3. overzicht van een deel van het betonskelet in aan-bouw met op de grond een aantal voorgespannen betonliggers94fig. 2. gewapend-betonskelet met d?tails van de voorgespannen betonbalken voor de vloerveldentwee dilatatievoegen in drie ge-lijke delen verdeeld. In de breedteneemt het gebouw 25,00 m1in be-slag, waarbij door kolommen h.o.h.6,00 m1, tussensteunpunten wordengevormd. De overspanningen nu vanca 12,00 m1van travee naar traveeworden overbrugd door voorgespan-nen betonliggers en dit zowel voorde vloer van de le en 2e verdiepingals voor de dakvloer. Alle vloerenzijn berekend voor een nuttige be-lasting van 400 kg/m2. Profiel enhoofdafmetingen van de voorge-spannen betonbalken zijn op bij-gaande tekening aangegeven. Deliggers worden met een onderlingeafstand van 1,50 m op de dragendenormale betonbalken van het skeletgeplaatst. De eigenlijke vloerenworden voor ea 1/3 gedeelte ge-vormd door de bovenflenzen dervoorgespannen balken zelf en voorhet overige gedeelte door in debalksponningen opgelegde beton-platen. De onderflenzen van de lig-gers worden gebruikt voor opleg-ging van plafondplaten. De doorliggers, vloerplaten en plafond ge-formeerde ,,kanalen" worden ge-bruikt voor air-conditioning, leidin-gen, verlichting, enz. Doordat tweein elkaars verlengde gelegen bal-ken niet met elkaar verbonden maardoor een vrij grote ruimte geschei-den zijn, bestaat deze ,,kanalisering"ook boven de normale betonbalkenin dwarsrichting. Tenslotte bestaatdoor de vele kleinere 2" openingen,gespaard in het lijf van de voorge-spannen betonliggers, steeds eenmogelijkheid tot verbinding met dedaarnaast gelegen ruimte.Foto 3 geeft een overzicht van eengedeelte van het skelet in aanbouwmet op de vloer een aantal voorge-spannen betonliggers. Voor dezebouw worden in het geheel bijna400 liggers vervaardigd. Over hetmaken dezer liggers nog het vol-gende.Het spannen en verankeren van defoto 6. Bundels hoogwaardig staal, meteen breukvastheid van 17500 kg/cm2,worden in het kanaal gestoken en tijdenshet spannen met 10 000 kg/cm2be-last. De draaddiameter is 5 mm. Afstand-houders (kleine roosters) waarborgen eenjuiste ligging van de draden en brengenkleine zijdelingse of naar boven gerichtekrachten over op de ligger.95foto 4. In stalen bekistingen worden de 400 nog ongewa-pende betonbalken met electrische vibratoren getrild.foto 5. E?n uur na het storten wordt de kokervormige stalenbuis door trekken uit het beton verwijderd.foto 7-8. Het spannen der draden met een eenvoudige hydraulische vijzel, die steeds twee draden iegelijk spant (foto 7). Na bereikingvan de berekende spanning en bij controle van de juiste verlen ging van elk der draden wordt het dradenpaar in het spieblokverankerd door de betreffende wig aan te slaan (foto 8).bundels hoogwaardig staal geschiedthier volgens het Belgische systeemBlaton-Magnel. Allereerst wor-den ongewapende betonbalken ver-vaardigd. Door het groot aantal be-nodigde liggers wordt hier gebruikgemaakt van een aantal stalen be-kistingen, welke tijdens het stortenvan de beton met behulp van elec-trische vibratoren sterk in trillingworden gebracht (zie foto 4). Door-dat bij voorgespannen beton hogedrukspanningen worden toegelaten(in dit geval ca 125 kg/cm2), is eenzeer goede kwaliteit van het betondan ook een eerste vereiste. Behal-ve door het trillen wordt dit verderbereikt door een zorgvuldig samen-gestelde zand- en grindgranulatie,een grotere dan normale doseringsnelverhardend cement en eenzeer kleine watertoevoeging (water-cementfactor hier ca 0,37); hiermedeworden zeer goede vastheden be-reikt (kubusvastheid na 7 dagen ca400 kg/cm2).De dag van het storten worden debekistingen weer losgeschroefd ende volgende morgen verwijderd omvoor nieuwe balken gebruikt teworden. Reeds kort na het storten(ca 1 uur) wordt de kokervormigestalen buis uit het beton verwijderd(foto 5), waardoor een overeenkom-stig hoi kanaal over de gehele balk-lengte wordt gespaard. Al naar ge-lang het momentenverloop en debalkdoorsnede verloopt het kanaalrecht, zwak V-vormig of parabo-lisch. Bij grotere balken wordenvaak meerdere kanalen toegepast,welke op hun beurt wederom indoorsnede kunnen verschillen. Hier-door zijn velerlei variaties mogelijk.In bedoeld kanaal nu worden debundels hoogwaardig staal gestoken,welke straks aan de thans nog zwak-ke balk door het spannen zulk eensterkte moet geven (zie foto 6). Dithoogwaardig staal bezit een breuk-vastheid van ca 17 500 kg/cm2enwordt tijdens het spannen een be-lasting van ca 10 000 kg/cm2toege-laten. Alle draden bezitten de ge-lijke diameter van 5 mm. De dra-denbundels worden van tijd tot tijddoor z.g. afstandhouders in goedevolgorde en in een bepaalde rang-schikking gehouden.Deze afstandhouders zijn kleineroostertjes, waardoor de draden lo-pen. Deze roostertjes kunnen tevenskleine zijdelingse of naar boven ge-richte krachten opnemen, welkeeventueel door de gespannen dra-denbundel op de ligger moeten wor-den overgebracht. Een tussenafstandvan min. 5 mm tussen de dradenonderling of tussen draden en be-ton is absoluut gewaarborgd.Wanneer de betonbalk voldoende isverhard om de grote verankerings-krachten op te nemen, kan met hetspannen der draden worden begon-nen (de eigenlijke voorspanning).Van te voren werd nog tegen hetbalkeinde een stalen plaat geplaatst,welke dusdanig gedimensioneerd is,dat hierdoor een gunstige drukver-deling op het balkeinde wordt be-reikt (zie foto 6). Bij het voor dezebouw genoemde verankeringssys-teem Blaton-Magnel bevinden zichde verankeringsorganen geheel bui-ten de balk. Deze verankeringsor-ganen bestaan uit genormaliseerde,hoogwaardig stalen spieblokken,welke pakketvormig boven elkaarworden geplaatst. Elk spieblok kan8 draden tegelijkertijd opnemen,welke 8 draden wederom paarsge-wijze door 4 wiggen worden vast-geklemd. Tijdens het spannen wordthet ,,pakket" spieblokken door en-kele klemplaten tijdelijk bij elkaargehouden (zie foto 6).Het spannen der draden geschiedtmet een zeer eenvoudige hydrau-lische vijzel, welke steeds twee dra-den tegelijk spant (zie foto 7 en 8).De juiste van te voren berekendespanning wordt gecontroleerd op demanometer van de perspomp endoor de verlenging van elk der dra-den te meten. Na het teweegbren-gen van deze verlenging wordt eendradenpaar in het spieblok, door deovereenkomstige wig aan te slaan,verankerd, nadat reeds eerder aande andere zijde van de balk dezedraden met gelijke spieblokken wa-ren vastgezet. De vastgestelde dra-denverlenging houdt rekening meteen verkorting van de balk door desamendrukking tengevolge van detotale voorspanning. Tengevolge vande zeer eenvoudige en overzichte-lijke outillage bij het spannen ge-bruikt, komt een spanningsverliestengevolge van een doorslippen derdraden in de kleminrichting prac-tisch niet voor. Zou dit door on-voorziene omstandigheden toch eenweinig plaats vinden, dan blijft hetbeperkt tot het bewuste paar, het-geen bij een enigszins grote balkslechts een gering percentage vanhet geheel is.Is de balk geheel gespannen, danworden de holle ruimten in het ka-belkanaal geheel gevuld met eencementinjectie. Niet alleen zijnhierdoor alle draden absoluut roest-vrij opgeborgen, maar tevens wordteen verdere waarborg voor de ver-ankering verkregen. Door de wrij-ving immers van de draden en deverharde injectie kunnen aanzien-lijke krachten worden opgenomen.Reeds verschillende malen werd bijproefbelastingen aangetoond, datbalken, welke ge?njecteerd waren,ook na het verwijderen der veran-keringsblokken tengevolge van deinjectie toch hun voorspanning nietverloren en nog aanzienlijke lastenkonden dragen.Tenslotte worden nu de balkeindenafgewerkt, waarbij de draadeindentezamen met het pakket spieblokjesgeheel door een betonomhullingworden afgesloten. Bij het werk inHeerlen valt in de eerste plaatsdoor de algehele afwezigheid dervloeren het geringe houtverbruikvoor een dergelijk groot betonge-bouw op. Toch wordt er -- en datreeds vanaf het begin, terwijl mennog aan de fundaties bezig was --aan bedoelde vloeren en zelfs aanhet dak ijverig gewerkt, zelfs in eenveel vroeger stadium dan bij eennormale bouw het geval zou kun-nen zijn. Hierdoor kan dan ook aan-zienlijk op de bouwtijd worden ge-wonnen.De arch. ir. F. P. J. Peutz heeft demontagegedachte nog verder door-gevoerd, door ook nog alle buiten-wanden te systematiseren.Deze worden n.l. alle van geheeluniforme betonelementen vervaar-digd en samengesteld; alle elemen-ten zijn genormaliseerd in afmetin-gen van 1,07 x 1,07 m en formerennaast en boven elkaar geplaatstecassettenvormige wanden. Gedeel-telijk bevatten deze elementen ge-sloten betonpanelen, deels worden,in aluminiumomlijstingen draaien-de ramen, in de betonelementen ge-plaatst of wordt het glas in dezebetonomrandingen direct in desponning gezet.Door toepassing van de hierbovenomschreven werkmethode beloofthet Heerlense zakenpand een flinkestap vooruit te zijn in de ontwikke-ling van de betontechniek. Het zaldan ook ten zeerste de moeite lonenom de verdere bouw met belang-stelling te volgen; kan het inder-daad snelle bouwtempo van thansgehandhaafd blijven, dan bezitHeerlen in het komende voorjaade primeur van een technisch eneconomisch zeer verantwoord bouw-werk, hetwelk in de naaste toekomstongetwijfeld door meer dergelijkeconstructies zal worden gevolgd.Rest nog te vermelden dat het ge-bouw werd berekend en thanswordt uitgevoerd door N.V. Beton-bouw DURA te Heerlengeven, voert men voor elke balkrichting een --eveneens convergerend -- momentenvereffe-ningsproces uit. De daaruit resulterende knoop-puntskrachten worden tenslotte als een nieuwebelasting op het balkrooster geplaatst, en eenen ander herhaald, totdat de verlangde nauw-keurigheid is verkregen.Ook hierbij zijn weer versnelde berekenings-methoden gegeven. Rekenvoorbeelden lichtende berekeningswijzen uitvoerlg toe.De berekeningsmethode voor scharnierendebalkroosters is uiteraard veel eenvoudiger dandie voor stijve. Groot is de invloed van dewringing meestal niet en aangezien uit het !n-gezette eenheidsmoment bij het aan de balkenteruggeven van hun verwringbaarheid al spoe-dig de verhouding tussen de opgewekte bui-gende en wringende momenten kan worden be-paald, verdient het aanbeveling deze korte be-rekenlng aan de keuze tussen de twee metho-den te laten voorafgaan.Veel zal ook van de constructie afhangen. In-dien b.v. een plaat monolitisch met de balk-rooster is verbonden, heeft ook dit invloed opde statische werking van de balkrooster. Dochde oplossing van dergelijke invloeden op deberekening is naar de toekomst verschoven.Bij de stijve balkroosters heeft de schrijver zichook voorlopig bepaald tot de meest voorko-mende balkroosters met 2 onderling loodrechtebalkstelsels.(vervolg ,,Boekbespreking" van blz. 107, 3e koiom)De bedoeling is voorlopig het inzicht in de be-rekening van de balkroosters zelf te vergro-ten. Het ultvoerige overzicht van de voornaam-ste literatuur draagt daartoe eveneens bij enmaakt het mogelijk na te gaan, In welke rich-tingen de gedachten daarover reeds zijn uit-gegaan.Met dit boekwerk is door de schrijver onge-twijfeld een stap verder in de goede richtinggezet. Ir. 3. P. VAN EXTER97
Reacties