\037
\037\037\036\037\035
\037\037\036\037\035
\037\036\035\034\033\032\031\034\030\027\026
\013\n
\037\037\037
\037\037\036\035\034\034\033\035\032
\020\033\035\021
\037\036\035\034\037\033\032\031\034\030
\032\035\024\034\037\023\013
\034
\007\025\037\n\035
\035\022\037\006\035\034\037\f\035\032\031\022\024\037\035\026\017
\035\035\022\037\f\035\n\026\021\004\030\037\033\031\026\034\022\035\026\
\037\003
\024\035\022\021\035\034\037\035\035\022\037\031\031\022\034\013
\032\035\022\005\037\t
\032\021\n\025\031\031\034\020\016\006\031\033\033\035\022\005\037\024\026\
\017
\033\026
\036\035\f\037\004\035\037\027\027\023\037\021\022\034\013
\n\035\022\005\037\022\035\035\025\037\n\031\022\037\016\027\022\034
\025\035\034\020\005\037\037\036\035\034\033\032\035\031\030\033\027\033\030\035
\037
\037\036\035\034
\032\031\030\027\036\034\030\026
\037\036\035\036\034\033
\037 \036\035\035\034\037\033\032\035\032\037\030 \037\013\013\013
partners
CEMENT 1 2023 ?1
2? CEMENT 1 20 23
42 Dw arskrachtweerstand
gebaseer
d op scheurwijdte
D warskracht in de volgende
g eneratie Eurocode voor het
ontwerp en de berekening van
betonconstructies.
52 Dynamische belast ing op
t
ribunes (2)
D e invloed van scheurvorming op
de dynamische belasting van ee
n
be
wegende menigte op een betonnen
tribune-element.
Artikelen
6 'Maanlanding' acht er station
Amst
erdam Centraal
Deel 1 van een serie over IJboulevard:
het ontwe
rp van de fietsenstalling.
20 R ol van constructeurs in
aanpak klimaat
crisis
Ee n stappenplan voor duurzame
constructies.
34 Geopol ymeerbeton voor
inf
rastructurele toepassingen
P roductie op industriële schaal van
pr
efab voorgespannen brugliggers.
6 34
Foto voorpagina:?IJboulevard in Amsterdam, foto: Topview Nederland
COLOFON
Cement, vakblad over betonconstructies, is hét
vakblad van en voor constructeurs en verschijnt
8 keer per jaar. Het vakblad is een onderdeel
van het kennisplatform Cement, een uitgave
van Aeneas Media bv in opdracht van het
Cement&BetonCentrum.
Uitgave Aeneas Media bv, Veemarktkade 8,
Ruimte 4121, 5222 AE 's-Hertogenbosch
T 073 205 10 10, www.aeneas.nl
Redactie prof.dr.ir. Max Hendriks (hoofd-
redacteur), ir. Maartje Dijk, ir. Paul Lagendijk,
ir. Jacques Linssen, ir. René Sterken, ir. Cindy
Vissering, ing. Henk Wapperom, dr.ir. Rob Wolfs
Redactieraad ir. Edwin Vermeulen (voorzitter),
ir. Paul Berendsen, ing. Dick Bezemer, prof.dr.ir.
Jos Brouwers, ir. Henco Burggraaf, ir. Maikel
Jagroep, ir. Hans Kooijman, ir. Ad van Leest,
ing. Michael van Nielen PMSE, ir. Paul Oomen,
ir. Dirk Peters, ir. Kees Quartel, ir. Ruud van der
Rakt, ir. Hans Ramler, ir. Paul Rijpstra, ir. Dick
Schaafsma, ing. Roel Schop, dr.ir. Raphaël
Steenbergen, prof.dr.ir. Kim van Tittelboom,
dr.ir. Rutger Vrijdaghs, prof.ir. Simon Wijte
Uitgever/vakredacteur ir. Jacques Linssen
j.linssen@aeneas.nl, T 073 205 10 22
Planning en coördinatie Hanneke Schaap
h.schaap@aeneas.nl, T 073 205 10 19
Eindredactie Hanneke Schaap,
Redactie & Zo, ir. Caroline van der Meulen
Ontwerp Twin Media bv, Miranda van Agthoven
Vormgeving Twin Media bv, Maarten Bosch
Media/advies Leo Nijs, l.nijs@aeneas.nl,
T 073 205 10 23
Klantenservice klantenservice@aeneas.nl
T 073 205 10 10
Website www.cementonline.nl
Overname artikelen Overname van artikelen en
illustraties is alleen toegestaan na schriftelijke
toestemming.
Lidmaatschappen 2023 Kijk voor meer
informatie over onze lidmaatschappen op
www.cementonline.nl/lidworden of neem
contact op via abonnementen@aeneas.nl of
073 205 10 10.
Voorwaarden Je vindt onze algemene voor-
waarden op www.cementonline.nl/algemene-
publicatievoorwaarden Hoewel de grootst
mogelijke zorg wordt besteed aan de inhoud van
het blad, zijn redactie en uitgever van Cement
niet aansprakelijk voor de gevolgen, van welke
aard ook, van handelingen en/of beslissingen
gebaseerd op de informatie in deze uitgave.
Niet altijd kunnen rechthebbenden van gebruikt
beeldmateriaal worden achterhaald. Belang
-
hebbenden kunnen cont
act opnemen met de
uitgever.
ISSN 0008-8811
Inhoud
Vakblad over betonconstructies
CEMENT 1 2023 ?3
Eens in de zoveel tijd haalt
een constructief probleem het
landelijke nieuws. Recent weer
twee voorbeelden: De Nelson
Mandelabrug in Zoetermeer
dreigde omlaag te komen en
de Prinses Margriettunnel in
Friesland kwam deels omhoog.
Beide zijn weer (gedeeltelijk)
open. Het is indrukwekkend
hoe snel de Nederlandse inge-
nieurswereld in beide gevallen
in actie is gekomen. Opvallend
ook dat over beide projecten
eerder in Cement is gepubli-
ceerd. Een van de problemen
bij de Nelson Mandelabrug was
een onjuiste detaillering van de
wapening in de nokken, precies
waar de voorganger van mijn
voorganger, Cees Kleinman, in
2006 ? 2009 aandacht voor
vroeg.
Het onderstreept nog eens
hoe belangrijk het is kennis met
elkaar te delen, zodat we betere
bouwwerken kunnen realiseren
en het risico op fouten mini-
maliseren. De twee eerder
genoemde projecten laten een
Kennis is kracht
extra reden zien: het vastleg-
gen van informatie, mocht
die vanwege problemen in de
toekomst ooit nodig zijn.
Wat nog te weinig gebeurt, is
het delen van fouten. Te vaak,
merken wij ook bij de reactie,
zijn mensen terughoudend om
te schrijven over dingen die zijn
misgegaan. Begrijpelijk, want
meestal is dat van hogerhand
niet toegestaan. Maar niet
krachtig, want fouten maken
kan, maar het is nog meer fout
als we daar onvoldoende van
leren.
Over kennis en kracht gespro-
ken. Dorien Staal, drie jaar lang
onze vaste columnist, stopt met
haar column. Zij heeft in twaalf
scherpe stukjes veel losgemaakt
in de sector. Wij zijn haar daar
zeer dankbaar voor. Maya Sule
van Rijkswaterstaat neemt het
stokje over. Ook in onze redac-
tie een personele wisseling:
Marloes van Loenhout heeft de
redactie verlaten en Maartje
Dijk heeft haar plek ingenomen.
Veel dank aan Marloes en
welkom Maartje!
Max Hendriks
Voor reacties: cement@aeneas.nl
52
En verder
5 Snel en een voudig rekenen
aan
distributiecentrum Breda
Gesponsor d artikel over 3D-reken-
pakk
et Diamonds van BuildSoft.
30 M ijn slotakkoord
Column D orien Staal.
32 De jonge const ructeur
Caspe r van der Krift over tempera-
tuurmetinge
n van onderwaterbeton
voor Singelgr
achtgarage - Marnix.
62 Out-of-the-box-balkons
Z orgcentrum Ørestad is het eerste
pr
oject met doosvormige balkons
van hogest
erktebeton.
68 Gele zen in Structural Concrete
Structur al Concrete Vol. 23/5; over
constructief e
n materiaalgedrag.
4? CEMENT 1 20 23
auteurs
ir. Roy Crielaard
TU Delft / Arup p. 20 ? 29
dr.ir. Marco Roosen Rijkswaterstaat p. 42 ? 50
Hendrik Herder
Haitsma Beton p. 34 ? 40 ing. Arend Scharringa
Provincie Fryslân p. 34 ? 40
ir. Marc Romans
Van Hattum en Blankevoort p. 6 ? 18
ir. Casper van der Krift
ABT
p. 32 ? 33 ir. Mark Spanenburg RO
BAM Advies & Engineering p. 52 ? 61
dr.ir. Karel Terwel TU Delft /
IMd Raadgevende Ingenieurs p. 20 ? 29
dr. Guang Ye TU Delft
p. 34 ? 40
ir. Kirsten Hannema
Freelance
architectuurjournalist
p. 62 ? 67
ir. Sander den Hertog
Van Hattum en Blankevoort
p. 6 ? 18
ir. Roeder Sewgobind
Van Hattum en Blankevoort
p. 6 ? 18
ing. Erik de Rooij PMSE
Wagemaker
p. 6 ? 18 dr.ir. Mladena Lukovi?
TU Delft
p. 34 ? 40 ir. Dorien Staal
Voorbij Prefab
p. 30 ? 31
dr.ir. Yuguang Yang
TU Delft
p. 42 ? 50
dr.ir. Shizhe Zhang
TU Delft
p. 34 ? 40
Aan dit nummer van Cement werkten mee:
CEMENT 1 2023 ?5
gesponsord bericht
CB-reeks
Meer informatie of direct bestellen? Ga naar de shop op boekenbeton.nl
Wil jij je kennis verbreden over beton?
Wil jij je kennis verbreden over beton, van het materiaal
tot aan de betonconstructie? Dan is de CB-reeks iets
voor jou! De boeken gaan in op constructie, uitvoering,
betontechnologie en duurzaamheid.
De CB-reeks bestaat uit:
Basiskennis Beton (CB1)
Constructieleer Gewapend Beton (CB2)
Constructieleer Voorgespannen Beton (CB3)
Ontwerpen in Gewapend Beton (CB4)
Praktische Betonkennis (CB5)
1
2
3
4
5
In opdracht van vastgoed-
bedrijf WDP heeft Willy
Naessens Industriebouw een
distributiecentrum voor
groente en fruit The Greenery
in Breda gerealiseerd.
Voor
het constructief ontwerp heeft de
ingenieursafdeling van het Belgi-
sche bouwbedrijf gebruikgemaakt
van het rekenpakket Diamonds
van BuildSoft, zoals ze dat overi-
gens de afgelopen 20 jaar met
succes doet in zeer uiteenlopende projecten in binnen- en buitenland.
Daarbij zijn snelheid, eenvoud en
volledigheid sleutelwoorden. Chris
Verbrugghe, constructeur bij Willy
Naessens Industriebouw: "Met alle
productiviteitstools die Diamonds
ons biedt, konden we voor dit pro-
ject binnen een week komen tot
een gevalideerd constructief ont
-
werp. Daarbij maakten we onder
meer intensief gebruik van de mo-
gelijkheid om belastingcombina-
ties te importeren in Diamonds."
Snel en eenvoudig rekenen
aan distributiecentrum in Breda
Meer over het distributie -
centrum v
oor The Greenery in
Breda en de rol van het pak-
ket Diamons van Buil
dso
ft
staat in het volledige artikel
op www.cementonline.nl/
thegreenery .
Vervormingen berekend
met Diamonds
'Maanlanding' achter station Amsterdam Centraal
IJboulevard (1): Ontwerp van de fietsenstalling
1 Inrijden afzinkelement van kade op ponton, foto: Van Hattum en Blankevoort
1
6? CEMENT 1 20 23
Project IJboulevard is een samen-
voeging van diverse ontwikkelin-
gen aan de IJ-zijde van station
Amsterdam Centraal, die worden
gerealiseerd op het grensvlak
van de De Ruijterkade en het IJ.
Hieronder vallen onder andere een fietsen-
stalling, een aanvaarbescherming, de inrich -
ting van de kade en de pontaanlandingen.
In 2015 heeft gemeente Amsterdam beslo-
ten deze onderdelen te integreren tot één
samenhangend project onder de noemer
IJboulevard. Aanleiding voor het project was het
aanleggen van een nieuwe aanvaarbescher-
ming om de Noord/Zuidlijn, de kapspanten
van het station en de achterliggende Michiel
de Ruijtertunnel voldoende te beschermen
tegen een calamiteitaanvaring vanaf het IJ
(fig. 2 en 3). Gedurende de planfase besloten ge-
meente en stakeholders om ook de fietsen-
stallingsproblematiek achter het station aan
te pakken. Dit heeft geleid tot het bouwen
van een onder water gelegen fietsenstalling
tussen de De Ruijterkade en de nieuw aan te
leggen aanvaarbescherming (fig. 3). In het project is tevens de niet afge-
bouwde bouwkuip aan de oostzijde van het
station geïntegreerd (het zogenoemde Water-
plein Oost, fig. 2), zodat deze deel uit kan
maken van de aanvaarbescherming. De fiet-
senstalling en de aanvaarbescherming wor-
den zodanig ingepast in de openbare ruimte,
dat het dak van de stalling en de vlonder op de aanvaarbescherming als boulevard zullen
worden gebruikt.
In dit artikel wordt het ontwerp van
de fietsenstalling toegelicht. Aanleiding en functie
fietsenstalling
Bij het station is een schrijnend tekort aan
fietsenstallingen. In de situatie voor de stal-
ling werden fietsen gestald op het fietsplat-
form aan de westkant en op de voormalige
fietspont direct achter het station (fig. 2). De
inrichting van deze stallingen oogde erg
rommelig. De nieuwe fietsenstalling vervangt
deze twee stallingen en creëert ruimte om
de fietsen onder water te stallen. Hierdoor
kan het dak van de fietsenstalling worden
ingericht als boulevard met vrij zicht over
het IJ. De nieuwe fietsenstalling heeft een
capaciteit voor ruim 4000 fietsen.
Randvoorwaarden
Met een lengte van 238 m, een verlopende
breedte van 17 m in het midden en 24 m aan
de uiteinden, oogt de fietsenstalling behoor-
lijk slank (fig. 4a). De kromming aan de
noordzijde wordt gedicteerd door de vorm
van het IJ en de vaarroute van de schepen.
Door de langgerekte vorm zijn vier entrees
noodzakelijk en twee beheerdersruimtes. De vereiste vrije ruimte tussen de fiet-
senstalling en de bestaande omgevingsob-
jecten (Pier 10 en de De Ruijterkade) is ten-
minste 300 mm. Daarnaast moet de totale
constructie aan de noordzijde buiten de
PROJECTGEGEVENS
project
IJboulevard
opdrachtgever
Verkeer Openbare Ruimte, gemeente Amsterdam
opdrachtnemer Van Hattum en Blankevoort architect
VenhoevenCS ontwerp
Van Hattum en Blankevoort
detailengineering Van Hattum en
Blankevoort, Wagemaker en Knüwer Bouwadvies
engineering en levering staalvezel beton NV Bekaert
brandveiligheid SGS Floriaanoplevering
februari 2023
Aan de De Ruijterkade in Amsterdam, achter het station Amsterdam Centraal, is de realisatie
van de IJ boulevard gereed. Een van de onderdelen van dit bijzondere project is een
fietsenstalling. Bepalend in het ontwerpconcept van deze fietsenstalling was het volledig beheersen van de toprisico's. Dit heeft geleid tot een out-of-the-box-ontwerp, waarbij
precisiewerk nodig was om de constructie op een complexe stedelijke locatie te realiseren.
CEMENT 1 2023 ?7
2 Bestaande situatie projectlocatie IJboulevard, foto: Jannes Linders, © Benthem Crouwel Architects3 Impressie IJboulevard, bron: VenhoevenCS
2
IR. ROEDER
SEWGOBIND
Sr. Ontwerpleider Van Hattum en Blankevoort
IR. SANDER DEN HERTOG
Hoofdconstructeur Van Hattum en Blankevoort
IR. MARC ROMANS HoofdconstructeurVan Hattum en Blankevoort
ING. ERIK DE ROOIJ PMSE
Constructeur Wagemaker auteurs
1)
station
Amsterdam Centraal
fietsplatform
De Ruijterkade
Waterplein Oost
Pier 10
fietspont
locatie zinktunnel Noord/Zuidlijn
3
1) Aan dit artikel hebben behalve de genoemde auteurs
bijgedragen: ir. Sandro Castellani (Specialist Geotechniek,
Van Hattum en Blankevoort) en
ing. Jaap van Vliet (Sr. Modelleur, Van Hattum en Blankevoort)
8? CEMENT 1 20 23
veiligheidsgrens van de scheepvaart blijven.
Deze randvoorwaarden, samen met de te
realiseren capaciteit van de stalling én het
verlopende bodemprofiel, zorgden voor
strenge toleranties aan de geometrie in de
ontwerp- en uitvoeringsfase (fig. 5).Ondanks een veranderlijke belasting
op het dak van 10 kN/m² en een permanente
waterdruk tegen de onderzijde van de vloer
van minimaal 44 kN/m², is voldaan aan de
voorwaarde om de ruimte in de fietsenstal-
ling vrij van kolommen te houden. Alleen ter
plaatse van de toegangssparingen zijn enkele
kolommen noodzakelijk. Deze zijn uit het
zicht gehaald door ze te integreren in de
wanden onder de trappen. Door het kolom-
loze ontwerp is de ruimte vrij indeelbaar en
daarmee toekomstvast. Met een inwendige
vrije hoogte van 3,5 m geeft dit kolomloze
ontwerp bovendien een adembenemende
ruimtelijke uitstraling aan de fietsenstalling
(foto 6).
Vervormingseisen
De fietsenstalling is gerealiseerd in een
complexe omgeving: direct tegen het station Amsterdam Centraal aan en midden in het
druk bevaren IJ. Daarnaast overkluist de
fietsenstalling halverwege de Noord/Zuidlijn-
tunnel. Omdat deformaties van de onder-
grond tijdens de bouw- en gebruiksfase van
de fietsenstalling zouden kunnen leiden tot
een onveilige situatie in de tunnel, zijn door
de opdrachtgever strenge eisen gesteld aan
de toelaatbare vervormingen van de tunnel.
Deze zijn maximaal 6 mm, waarbij er een
relatie is tussen de verticale- en horizontale
verplaatsing loodrecht op de tunnelas (fig. 7).
Deze eisen gelden voor een periode van 100
jaar en zijn inclusief de beïnvloeding door
een eventuele aanvaring van de aanvaarbe-
scherming. Ook voor de vervorming van de
kapspanten van het station, die aan de zijde
van de De Ruijterkade op een kistdam zijn
gefundeerd, zijn door de opdrachtgever
strenge eisen gesteld. Zo mogen de verticale
en horizontale verplaatsingen maximaal
respectievelijk 50 mm en 30 mm bedragen
gedurende een periode van 100 jaar. Voor
de verschilverplaatsing tussen twee kap-
spanten geldt een maximum van 10 mm
(fig. 8).
4 Bovenaanzicht (a) en langsdoorsnede (b) fietsenstalling
Ondanks de
grote belasting
op het dak en
een permanente
waterdruk tegen
de onderzijde
van de vloer, is
de fietsenstalling
vrij van kolom -
men gehouden
4a
4b
CEMENT 1 2023 ?9
5
6
5 Dwarsdoorsnede fietsenstalling en aanvaarbescherming met de randvoorwaarden6 Binnenzijde fietsenstalling, zonder kolommen, foto: Van Hattum en Blankevoort
Onvoorziene zaken in de
ondergrond
De projectlocatie kenmerkt zich door diverse
ontwikkelingen in de tijd. Zo lag op de pro-
jectlocatie tot eind 19e eeuw het historische
haven- en watergebied van Amsterdam,
waarna het Stationseiland is aangelegd.
Hierbij zijn toen veel objecten verwijderd
(onder andere 14 steigers/vingerpieren).
Niet bekend is of er eventueel restanten in
de ondergrond zijn achtergebleven. De mo-
gelijkheid dat er delen van deze constructies
in de ondergrond konden worden aangetrof-
fen, was een belangrijk uitgangspunt voor
het ontwerp en uitvoering van de fietsen-
stalling.
Ontwerpuitgangspunten en het
referentieontwerp
1?Tijdens de bouw én in de gebruikssituatie
van de objecten mogen de vervormingseisen
van de Noord/Zuidlijn-tunnel niet worden
overschreden.
2?
Bij het uitvoeren van het project én in de ge-
bruikssituatie mogen de vervormingseisen
v
an de kapspanten niet worden overschreden.
3?De fietsenstalling moet ook na een aanva-
ring veilig zijn functie kunnen vervullen.
4?Onvoorziene zaken in de ondergrond kun-
nen de ontwerp- en uitvoeringsplannen ne-
gatief beïnvloeden, waardoor projectkosten
kunnen stijgen en vertragingen kunnen ont-
staan.
10? CEMENT 1 20 23
Naast bovenstaande uitgangspunten moest
worden voldaan aan onderstaande eisen:
Duurzaamheid: minimale milieu-impact in
de ontwerpfase ten aanzien van hoeveelheid
toegepaste materialen en in de uitvoerings-
fase ten aanzien van milieuvriendelijk bou-
wen (zie artikel 'Duurzaamheid leidend bij
IJboulevard' uit Cement 2021/3).
Minimale omgevingshinder: uitvoerings-
plannen moeten passen binnen de vereiste
BLVC-kaders (Bereikbaarheid, Leefbaarheid,
Veiligheid en Communicatie) (zie artikel
'Hoe risicobeheersing leidt tot innovatieve
oplossing' uit Betoniek Vakblad 2022/2).
Het referentieontwerp voorzag in een geïnte -
greerde fietsenstalling en aanvaarbescherming
(
fig. 9), gefundeerd op ruim 150 trillingsvrije
buispalen. Deze constructie zou worden opge -
bouwd uit tien elementen van circa 23 m lang,
w
aardoor negen voegconstructies nodig zou -
den zijn. Voor de bouw was uitgegaan van het
toepassen
van een bouwkuip.
Risicobeheersend ontwerpen
In een intensief aanbestedingstraject is het
referentieontwerp dusdanig geoptimaliseerd
dat niet alleen de toprisico's volledig zijn
beheerst, maar ook is voldaan aan de eisen
met betrekking tot duurzaamheid en mini-
male omgevingshinder. Het aanbiedingsont-
werp is zonder enige aanpassing een-op-een
in uitvoering gebracht. Na een diepgaande technische analyse
van de risico's, was in de pre-kwalificatie
-
f
ase al besloten om de fietsenstalling en de
aanvaarbescherming constructief te ont-
koppelen (fig. 5). De ruimte tussen beide
constructies is daarbij zodanig gekozen,
dat bij een aanvaring altijd 500 mm vrije
ruimte (ontwerpuitgangspunt/robuustheid)
overblijft en de stalling daardoor nooit
wordt geraakt. Deze ontkoppeling leidt niet
alleen tot een duidelijke krachtsafdracht,
maar zorgt er ook voor dat de constructieve
veiligheid én de functionaliteit van de fiet-
senstalling bij een aanvaring gewaarborgd
zijn. Hiermee wordt risico R3 volledig be-
heerst.
Daarnaast was het onmiskenbaar dat de
interactie met de ondergrond en de omge-
ving sterk moest worden beperkt. Dat was
de reden om het aantal funderingspalen en
de paalbelastingen te minimaliseren en de
afstand tussen de palen en de omgevings-
objecten te vergroten. Immers:
1
H
et inbrengen van funderingselementen
(palen/damwanden) in de ondergrond ver-
groot het risico op negatieve beïnvloeding
van omgevingsobjecten.
2
N
egatieve beïnvloeding van de omge-
vingsobjecten kan worden beheerst door
afstand te creëren tussen de funderingspalen
en de omgevingsobjecten.
3
Reductie
van paalbelasting werkt risico-
verlagend t.a.v. vervormingen.
4
Minder
funderingselementen verkleint het
risico op het stuiten op onvoorziene objecten
in de ondergrond.
7
Door de
opdrachtgever
zijn strenge
eisen gesteld aan
de toelaatbare
vervormingen
van de Noord/
Zuidlijn-tunnel
en de kapspanten
7 Additionele vervormingseisen Noord/Zuidlijn-tunnel t.o.v. de nulmeting: (A) vervormingsgebied conform eis, (B) zelf opgelegde vervormings- gebied. De blauw
e stip geeft de berekende waarden aan van het definitief ontwerp; gemeten waarden tijdens bouw van de fietsenstalling
vielen binnen gebied B?8 Additionele vervormingseisen kapspanten op de De Ruijterkade t.o.v. de nulmeting: (A) vervormingsgebied conform eis, (B) zelf opgelegde
vervormings
gebied. De blauw
e stip geeft de berekende waarden aan van het definitief ontwerp; gemeten waarden tijdens bouw fietsenstalling vielen binnen gebied B
8
CEMENT 1 2023 ?11
5 Minder funderingselementen verkleint
het aantal uitvoeringshandelingen op de
bouwlocatie en daarmee ook het aantal po-
tentieel onveilige situaties.
Bovenstaande inzichten hebben geleid tot
een aantal wijzigingen ten opzichte van het
referentieontwerp:
a
Er
is geen bouwkuip gemaakt. De fietsen-
stalling is op een voorbouwlocatie voorbereid
en getransporteerd naar de bouwlocatie en
vervolgens afgezonken op de reeds aange-
brachte palen. Deze keuze had als voordeel
dat zoveel mogelijk bouwactiviteiten op de
voorbouwlocatie kon worden uitgevoerd en
daardoor de hinder voor de omgeving kon
worden beperkt (zie eerder genoemde
Betoniek-artikel).
b
De af
stand tussen de palen en de kistdam
is verruimd van 2 m naar 4,5 m.
c
De af
stand tussen de palen en de Noord/
Zuidlijn-tunnel is vergroot van 4 m naar 18 m
(de fietsenstalling overkluist de Noord/Zuid-
lijn-tunnel, fig. 4).
d
H
et gewicht van de fietsenstalling is geop-
timaliseerd door het dak uit te voeren met
stalen liggers met een betonnen druklaag en
door de (inwendige) hoogtemaat van de stal-
ling te balanceren met de opwaartse water-
druk. Hierdoor was het mogelijk het aantal
buispalen te reduceren van 150 naar 72 stuks.
Door de grotere h.o.h.-afstanden van de palen was het mogelijk een flexibiliteitszone in te
bouwen in de vloer van de fietsenstalling,
waarbinnen de palen eventueel verschoven
konden worden bij het tegenkomen van een
obstakel in de ondergrond.
e
H
et aantal afzinkelementen is van tien
naar drie teruggebracht. Hierdoor is het
aantal voegconstructies teruggebracht van
negen naar twee, waardoor de kans op
mogelijke lekkages sterk is gereduceerd.
Met het geoptimaliseerde ontwerp- en uit-
voeringsplan (fig. 4 en 5) is ruim voldaan
aan de vervormingseisen (risico's R1 en R2).
De ontkoppeling van de fietsenstalling en
de aanvaarbescherming heeft geleid tot het
volledig beheersen van risico R3. Door het
reduceren van het aantal palen samen met
de flexibiliteitzone is het risico op obstakels
volledig beheerst (risico R4). Het minimale
materiaalverbruik heeft sterk bijgedragen
aan de duurzaamheidseisen en heeft de
gekozen uitvoeringsmethode de omgevings-
hinder significant vermindert.
Overwogen varianten? Varianten om de
fietsenstalling volledig als een drijvend object
uit te voeren of op staal te funderen, bleken
onder gegeven omstandigheden technisch en
financieel niet aantrekkelijk te zijn. Echter,
in het gekozen ontwerp is de constructie
nagenoeg drijvend bij permanente belasting
9
9 Referentieontwerp fietsenstalling en aanvaarbescherming geïntegreerd 12? CEMENT 1 20 23
in de gebruikssituatie. Er heerst dan een
funderingsdruk op paalkopniveau van circa
1 kPa. In extreme omstandigheden treden in
de palen wel forse druk- en trekkrachten op.
Definitief constructief ontwerp
In het definitieve ontwerp is de fietsenstal-
ling in drie afzinkelementen opgesplitst
(element West 90 m, element Noord/Zuidlijn
71 m en element Oost 77 m), waarbij het
middelste element de Noord/Zuidlijn over-
kluist. Tussen de elementen is een dilatatie-
voeg aanwezig, waardoor de elementen
onafhankelijk van elkaar kunnen vervormen
(fig. 4). Een vulling in de voegconstructies
zorgt ervoor dat wel drukkrachten van het
ene op het andere element kunnen worden
overgebracht (fig. 10). De vloer en wanden
zijn uitgevoerd in gewapend beton en op de
voorbouwlocatie is op de wanden een staal-
betonnen dak aangebracht. Het dak bestaat uit stalen hoofdliggers (HEB700/800/900) waarop een geprofileerde
stalen plaat en een betonnen druklaag is
toegepast. De druklaag en de liggers zijn ge-
koppeld door middel van stiftdeuvels. De
stalen plaat fungeert als bekisting voor de
betonnen druklaag. Alle stalen hoofdliggers
zijn ter plaatse van inkassingen in de wanden
op rubberen oplegblokken opgelegd (foto 11).
Bij de elementen West en Oost is aan
de uiteinden van de hoofdliggers een stalen
balk (HEB200) aanwezig die dient als trek-
verbinding (fig. 12). Deze neemt de horizon-
tale kracht op die door het circa 3,5 m lange
overstek van de vloer/wanden ten opzichte
van de palenrijen ontstaan (fig. 5). De
betonnen druklaag kon hierdoor los van de
wanden worden gehouden (fig. 13), waar-
door de inwendige krachten in het dek
beperkt bleven en deze licht kon worden
uitgevoerd. Omdat de elementen West en
Oost over de gehele lengte op palen zijn
gefundeerd, was een integrale verbinding
Het referentie-
ontwerp is
dusdanig geop-
timaliseerd dat
de vier toprisico's
volledig zijn
beheerst en is
voldaan aan
eisen met
betrekking tot
duurzaamheid
en omgevings-
hinder
11
10
10 Voegconstructie in de vloer tussen twee elementen
11 (A) stijlen voor de kopschot, (B) dakliggers met stiftdeuvels, (C) wapening op de geprofileerde stalen plaat,
(D) gestorte dek en (E) oplegdetail ligger/wand, foto: Van Hattum en Blankevoort
A
B
C
E
D
CEMENT
1 2023 ?13
dak/wand bij deze elementen niet nodig.Ter plaatse van het element Noord/
Zuidlijn is wel gekozen voor een integrale
verbinding tussen het dak en de wanden
(fig. 14). Dit aangezien dit element alleen aan
de uiteinden op palen is gefundeerd (fig. 4) en
zich daardoor als een koker
v
ormige brug-
constructie gedraagt. Op deze wijze kan het
dak fungeren als een op druk of trek belaste
bovenflens van een koker
v
ormige element.
Slim beheersen van scheurvorming? Het
voorkomen van watervoerende scheuren in de betonconstructie in de transport- en
eindfase was een belangrijk aandachtspunt.
Om de scheurwijdte in de constructie te
beheersen is met name in de wanden een
combinatie van traditionele wapening en
staalvezels toegepast (type DRAMIX 5D
65/60GG). Door het toevoegen van 25 kg
staalvezels per m³ beton was aanzienlijk
minder langswapening nodig en kon de
maximaal optredende scheurwijdte worden
teruggebracht van 0,2 mm tot 0,12 mm. In
de veelal maatgevende transportfase zijn
dan ook geen noemenswaardige scheuren
Resultaten uit
een 3D-model
en een langs-
krachtenanalyse
komen samen in
de uitwerking
van de paal/
vloer verbinding
12 Oplegdetail en trekverbinding bij de elementen West en Oost
13 Oplegdetail dak op wand bij de elementen West en Oost
trekverbinding
betonnen dak
afwerking
hoofdligger
oplegging
hoofdligger betonnen
wand
12
13
14? CEMENT 1 20 23
opgetreden. De reductie van de traditionele
wapening had ook een gunstig effect op de
duurzaamheidseisen.
Flexibiliteitszones? De afzinkelementen zijn
grotendeels voor het aanbrengen van de
palen voorgebouwd. Zoals eerder benoemd,
is door het aanbrengen van flexibiliteitszones
in de vloer rekening gehouden met afwij-
kende paalposities. Om de krachten uit de
afwijkende paalposities op te kunnen van -
gen, is in deze zones extra wapening (o.a.
T-head-staven) aangebracht. In de bouwfase
is dit in een aantal gevallen nodig gebleken.
Rekenmodellen en krachtswerking
Voor het bepalen van de verticale paalreac-
ties en de krachtswerking in de vloer, de
wanden en de liggers van het dak, is per
element een 3D-rekenmodel opgesteld in
SCIA-engineer. Door de relatief grote lengte
van de afzinkelementen hebben opgelegde
vervormingen ten gevolge van krimp en
temperatuurwisselingen veel invloed gehad
op de krachtswerking. In het horizontale
vlak zijn de vervormingen daarom bepaald
op basis van een langskrachtenanalyse, waar-
in de palen en afzinkelementen gemodel-
leerd zijn als staafelementen. Ten opzichte
van de 3D-modellen geeft deze vereenvou-
digde modellering snel inzicht in de onder-
linge voegvervormingen tussen de elementen
en de vervormingen van en krachtswerking
in de palen. De resultaten uit het 3D-model en de
langskrachtenanalyse komen samen in de
uitwerking van de paal/vloer-verbinding.
Met de verticale reacties uit het 3D-model
is de invloed van tweede-orde-effecten in
rekening gebracht op de vervormingen en
krachten die volgen uit de langskrachten-
analyse.
Verbinding palen
Voor de belastingoverdracht tussen afzink-
elementen en palen is gekozen voor schar-
nierende verbindingen (fig. 15 en fig. 16). Dit
vereenvoudigt niet alleen de krachtswerking
in de verbinding (geen buigende momenten),
maar ook de totale uitvoering (zie ook eer-
der genoemd Betoniek-artikel). Door het be-
perkte eigen gewicht van de elementen en
de opwaartse waterdruk is de verticale paal-
reactie, afhankelijk van de belastingcombi-
natie, een normaaltrek- of drukkracht. Bij
een drukkracht rusten de elementen op de
permanente oplegblokken op de bovenzijde
van de palen. Trekkrachten worden overge-
dragen door GEWI-ankers (korte GEWI-
staven met schroefdraad en ankerplaten), die
zijn voorgespannen om te voorkomen dat de
elementen bij een opwaartse belasting los-
komen van de oplegblokken. De afdracht
van deze normaalkrachten naar de buispalen
vindt plaats via een gewapende betonprop
en stalen ringen (zogenoemde knaggen) die
gelast zijn aan de binnenkant van de buis-
paal (fig. 16).
14 Monoliete verbinding dak/wand van het element Noord/Zuidlijn
MEER IN CEMENT E N
BETONIEK
Zowel in Cement als in Betoniek
is eerder een artikel verschenen
over het project IJboulevard:
'Duurzaamheid leidend bij
IJboulevard' uit Cement 2021/3;
'Hoe risicobeheersing leidt
tot innovatieve oplossing' uit
Betoniek Vakblad 2022/2.
In twee vervolgartikelen in
Cement wordt ingegaan op het
ontwerp van de aanvaarbe-
scherming en op de uitvoering.
14
CEMENT 1 2023 ?15
De maatgevende horizontale dwars-
kracht in de verbinding volgt uit de vervor-
mingen van de elementen die door de zijde-
lings gesteunde palen worden verhinderd, en
door de waterdruk tegen de uiteinden van de
buitenste elementen. Deze dwarskrachten
worden op de palen overgedragen door koker-
vormige stalen doken. In deze doken zijn de
GEWI-staven opgenomen, die daarin vrij
kunnen transleren. De optredende hoekverdraaiingen
tussen onderzijde afzinkelement en boven-
zijde palen zijn bij de uitwerking van de
dook, het GEWI-anker en het oplegblok in
rekening gebracht. Door de buigstijfheid van
deze drie onderdelen samen, is de verbin-
ding in werkelijkheid niet zuiver scharnie-
rend en treedt er in deze onderdelen enige
momentwerking op. Dit heeft geleid tot een
iteratief rekenproces om de drie onderdelen
te dimensioneren. Globale uitvoeringsmethode
Zoals eerder is aangegeven, zijn de drie
afzinkelementen geprefabriceerd op een
voorbouwlocatie (Westelijke havengebied,
Amsterdam). Na productie zijn de elemen-
ten op een afzinkponton gereden (foto 1), te
water gelaten, naar de bouwlocatie aan de
De Ruijterkade gevaren en vervolgens afge-
zonken op de reeds aangebrachte funderings-
palen. Nadat de aansluiting paal en onder-
kant vloer waterdicht was, is de definitieve
paalverbinding gerealiseerd. Vervolgens zijn
de voegconstructies aangebracht.
Invloed van de transportfase op
de afzinkelementen
De vier maatgevende stappen tijdens het
transporteren van de afzinkelementen zijn
weergegeven in figuur 17 (zie ook eerder ge-
noemd Betoniek-artikel). Elke transportstap
is een belastingsituatie waarop de afzinkele-
15 Doorsnede fietsenstalling t.p.v. mootvoeg: (A) de De Ruijterkade, (B) druklaag dak, (C) stalen dakliggers,
(D) wand, (E) vloer, (F) mootvoeg, (G) paalverbinding, (H) bekisting voor mootvoeg en (I) voegvulling PE-HD 16 Paalkopdetail fietsenstalling
15 16
16? CEMENT 1 20 23
menten zijn getoetst. In het nu volgende zijn
de bijzonderheden bij deze vier stappen be-
noemd:
STAP 1: Afzinkelementen transporteren van
de voorbouwlocatie naar het afzinkponton
Bij de eerste stap, waarbij de afzinkelemen-
ten met SPMT's (zelfrijdende voertuigen)
werden vervoerd van de voorbouwlocatie
naar het afzinkponton, waren de torsie-
krachten (wringing) in de constructie maat-
gevend. De afzinkelementen West en Oost
hebben een asymmetrische vorm, waarbij
wanden en dak zoals gezegd niet monoliet
verbonden zijn. Hierdoor liggen de buig- en
torsiestijfheden van de elementen lager dan
bij een symmetrische kokervormige door-
snede, zoals bij het Noord/Zuidlijn-element
het geval is. Dit zorgde ervoor dat bij het
oppakken deze elementen om de lengteas
tordeerden. Bij het Noord/Zuidlijn-element
waren de vervormingen door de nagenoeg
symmetrische vorm en kokervormige door-
snede veel kleiner.
STAP 2: Rijden van de afzinkelementen op
het afzinkponton?
De tweede stap, waarbij
de afzinkelementen ingereden werden op
het afzinkponton (foto 1), was kritiek voor de
betonnen constructie vanwege de vervor-
mingsinteractie tussen constructie en pon-
ton. De elementen mochten geen watervoe-
rende scheuren vertonen, maar ook het
ponton moest stabiel blijven. Door de ge-
deeltelijk gevulde ballasttanks van het pon-
ton lag het ponton initieel in langsrichting
hol of bol en lagen daardoor de opleggingen
voor de afzinkelementen op het ponton niet
op dezelfde hoogte. Bij het inrijden van de
elementen op het ponton was deze situatie een opgelegde vervorming voor het betref-
fende element. Bij het verder ballasten van
het ponton veranderden de vervormingen
van het ponton voortdurend. Deze vervor-
mingen moesten binnen de opneembare
deformaties van de elementen blijven. Voor
het afzinkelement Noord/Zuidlijn was deze
stap het meest kritiek. Door de kokervorm
is dit element relatief stijf waardoor een op-
gelegde vervorming meer impact heeft op
de interne krachtswerking.
STAP 3: Ponton laten afzinken en de
afzinkelementen laten drijven?
In de derde
stap werd het ponton afgezonken en door de
opwaartse waterdruk kwamen de elementen
los van de opleggingen en gingen vervolgens
drijven. Om tijdens het varen van de elemen -
ten naar de bouwlocatie deze nagenoeg hori-
zontaal te houden, is de asymmetrische lig-
ging van het zwaartepunt van de elementen
g
ecorrigeerd door het plaatsen van ballast
(big bags, foto 18) op de vloer van de elemen -
ten. Om de stabiliteit van de elementen tij-
dens het varen te waarborgen, is onder an-
dere de invloed van golfslag in rekening
g
ebracht. Hierbij is lokaal in het midden of
aan beide uiteinden een hogere waterdruk
tegen de bodem in rekening gebracht.
STAP 4: Afzinken van de elementen op de
funderingspalen?
In de vierde stap, waarbij
de elementen werden afgezonken op de palen,
was extra ballast in de elementen geplaatst.
Daarnaast werden de watertanks op het dak
van de elementen gevuld met water. Een be-
langrijke randvoorwaarde hierbij was dat de
elementen gelijkmatig zouden zakken en
landen op de palen. Nadat de elementen op
de palen waren geland, is om voldoende
17 Maatgevende stappen tijdens het transporteren van de elementen
17
CEMENT 1 2023 ?17
druk te houden op de tijdelijke waterafdich-
tende opleggingen ('de donut-opleggingen',
fig. 15) meer ballast in de vorm van big bags
aangebracht in de elementen. Met niet-line-
aire rekenmodellen is onderzocht waar de
big bags moesten worden geplaatst om op
alle opleggingen voldoende druk te houden.
Daarbij is rekening gehouden met een ver-
schil in oplegniveau van +/- 10 mm. Om zeker
te zijn van een waterdichte aansluiting én
om overbelasting van palen te voorkomen,
waren de bouwtoleranties voor het afwerk-
niveau van de opleggingen en afwerking
van de onderkant van de vloer gesteld op
+/- 2,5 mm. Stap vier was de meest spannende
stap in het bouwproces, omdat een water-
dichte aansluiting noodzakelijk was om de
paal/vloer-verbinding te realiseren conform
plan.Ook deze stap is met het noodzakelijke
precisiewerk heel goed verlopen. Het plaatsen
van de elementen op de palen werd daarom
gezien als een 'maanlanding' in het IJ achter
station Amsterdam Centraal.
De transportfase vroeg om een intensieve
samenwerking tussen het ontwerp- en uit-
voeringsteam. Door continue afstemming is de bandbreedte bepaald waarbinnen het
proces gecontroleerd kon plaatsvinden. Dit
heeft ertoe geleid dat het transporteren en
afzinken van de elementen binnen de gestel-
de tijd en bandbreedte is verlopen.
Out-of-the-box-ideeën
Door vroeg in het aanbestedingstraject de
risico's goed te doorgronden én inhoudelijke
verdiepingsslagen met de juiste specialisten
te maken, is het mogelijk geweest om met
out-of-the-box-ideeën en durf de risico's van
het project volledig te beheersen. Na de aan-
bestedingsfase is de focus van het ontwerp-
en uitvoeringsteam op het plan ongewijzigd
gebleven. Dit heeft ertoe geleid dat de afzink-
elementen van de fietsenstalling zonder
schade, binnen de vereiste toleranties, tijdig
op de funderingspalen konden worden ge-
plaatst voor verdere afbouw. Het project
IJboulevard is in februari 2023 opgeleverd.
18
18 Ballast op de vloer van de afzinkelementen, in de vorm van met grind gevulde big bags, foto: Van Hattum en Blankevoort 18? CEMENT 1 20
23
Met een lidmaatschap kun je inloggen
op de website en heb je toegang tot alle
beschikbare CROW-CUR Aanbevelingen.
Interesse?
Vraag een lidmaatschap aan via www.cur-aanbevelingen.nl
of neem contact op met onze klantenservice 073-205 10 10
Maak jij regelmatig
gebruik van
CUR?Aanbevelingen?
De rol van
constructeurs in de aanpak van de klimaatcrisis
Een stappenplan voor duurzame constructies
1 Betonnen casco Van Vollenhovenkwartier Rotterdam - transformatie kantoor- naar woongebouw,
foto: IMd Raadgevende Ingenieurs
1
20? CEMENT 1 20 23
De CO?-uitstoot van de mens heeft
de afgelopen 100 jaar tot een
opwarming van de aarde geleid.
Dit resulteert steeds vaker in overstromin -
gen, periodes van droogte, stormen en
branden, met catastrofale gevolgen van
dien. We naderen in rap tempo het kantel -
punt waarna de effecten van de opwarming
extreme vormen aannemen. Het is overdui -
delijk dat er gedragsverandering nodig is,
om de uitstoot te beperken, zo bevestigt ook
IPCC [1]. De bouw heeft een belangrijk aandeel
in het bereiken van de nationale en interna-
tionale doelstellingen voor het beperken van
de emissie van CO? en andere broeikasgas-
sen¹. Het bouwen (11%) en gebruiken (28%)
van gebouwen zorgt namelijk voor ongeveer
40% van de wereldwijde uitstoot van CO? [2].
In het gebruik van gebouwen is een flinke
reductie in uitstoot gerealiseerd. Het aan-
deel in de uitstoot ten gevolge van de bouw
zelf is daarmee als aandeel gegroeid tot on-
geveer een kwart [3] tot de helft [4] van de
uitstoot. Het aandeel van de constructie in
de uitstoot ten gevolge van de bouw is onge-
veer de helft tot twee derde [5]. Deze impact
zal alleen maar toenemen door een verwach -
te verdere reductie van de uitstoot tijdens
gebruik, bijvoorbeeld door passieve gebouw-
concepten maar ook door de decarbonise-
ring van onze energievoorziening. Het is
daarom de hoogste tijd dat constructeurs
zich veel bewuster worden van de rol die zij spelen in het verlagen van de milieu-impact
van gebouwen en het leveren van een bijdrage
in het voorkomen van een klimaatcrisis. Dus:
wat kunnen we doen?
Eisen MPG
Om ook de uitstoot bij de totstandkoming
van het gebouw te reduceren, zijn er in
Nederland eisen gesteld aan de Milieu Pres-
tatie van Gebouwen en GWW-werken (MPG).
Deze MPG geeft aan wat de milieubelasting
is van de toegepaste materialen in een ge-
bouw. Hoe lager de MPG, hoe duurzamer het
materiaalgebruik. Bij elke aanvraag van een
omgevingsvergunning moet worden aange-
toond dat de MPG voldoet aan een vastge-
stelde eis. Voor kantoren en woningen was
deze eis aanvankelijk 1,0. Voor woningen is
deze eis in 2021 aangescherpt naar 0,8. Deze
eisen zijn op dit moment nog niet heel be-
lemmerend. In 2025 of 2030 zullen ze verder
worden aangescherpt naar 0,5. De verwach-
ting is dat dan niet meer elke bouwwijze kan
worden toegepast.
De rekenwijze voor de MPG staat mo-
menteel ter discussie. Daarbij gaat het er
bijvoorbeeld om in welke mate CO?-opslag in
hout moet worden meegenomen en of het
uitsmeren van uitstoot over de levensduur
wel een goede aanpak is. Daarnaast gaan er
steeds meer stemmen op om de eisen nog
verder aan te scherpen en om te werken
met CO?-budgetten die zijn afgeleid van de
wereldwijde doelen voor reductie. DR.IR. KAREL TERWEL
TU Delft /
IMd Raadgevende Ingenieurs
IR. ROY CRIELAARD TU Delft / Arupauteurs
MKI, MPG, BENG, CO?-neutraal, LCA, EPD, cascadering, circulair bouwen, donorskelet. De
duurzaamheidsdiscussie is de laatste jaren opgelaaid en heeft geleid tot nieuwe termen,
afkortingen en in gespecialiseerde duurzaamheidsconsultants met eigen jargon. Door de
grote hoeveelheid en soms tegenstrijdige informatie, zie je door de bomen het bos niet meer. Wat is duurzaam construeren eigenlijk? Vraag het drie constructeurs en je krijgt vier
verschillende antwoorden. Om de studenten van TU Delft hier meer houvast in te geven is
op basis van inzichten uit de literatuur en praktijkervaring een stappenplan opgezet.
1) In dit artikel wordt
verder de term 'CO?' gebruikt voor alle broeikasgassen,
waarmee in feite
wordt gedoeld op
CO?-equivalent (CO?e).
CEMENT 1 2023 ?21
Huisvestigingsvraagstuk Er is een bestaand gebouwEr is nieuwbouw nodig
Werk het ontwerp uit Er zijn donorelementen beschikbaar
Verwerk de donorelementen
in een nieuw ontwerp
2. Vergroot de waarde van bestaande elementen
a. Zoek geschikte donorelementen
b. Pas de eisen aan zodat de vraag past bij de bestaande elementen
c. Pas donorelementen aan
1. Vergroot de waarde van bestaande gebouwen
a. Bouw niet en los de vraag op binnen een bestaand gebouw
b. Pas de eisen aan zodat de vraag past bij een bestaand gebouw
c. Renoveer of verbouw het bestaande gebouw
d. Overweeg afwachten op toekomstige herbestemming
e. Win bruikbare constructieve elementen uit het bestaande gebouw
f. Sloop en recycle materialen
g. Verbranden of storten
3. Voeg waarde toe door lange levensduur en
toekomstbestendigheid
a. Beschouw reële toekomstscenario's van het te ontwerpen gebouw
b. Vergroot de levensduur door een adaptief ontwerp
c. Vergroot de levensduur door een ?exibel ontwerp
d. Vergroot de levensduur door een remontabel ontwerp
4. Optimaliseer het ontwerp op milieulast
a. Vergelijk verschillende varianten, inclusief bio-based en hybride constructies
b. Optimaliseer het ontwerp op materiaale?ciëntie door een slimme keuze in
het type constructie, de geometrie, de pro?elen en afmetingen
c. Beschouw de bouwmethode
d. Optimaliseer de materiaalspeci?catie op milieulast
e. Compenseer residuele milieulast
Impact constructeur
Ongeacht de rekenmethode en de doelen
moeten constructeurs actie ondernemen.
Zij kunnen ervoor kiezen bijvoorbeeld niet
op vliegvakantie te gaan naar New York van-
af Schiphol (en ongeveer 1,5 ton CO? te be-
sparen op een retourvlucht) of om vlees,
zuivel en bier uit het dieet te schrappen (en
ongeveer 2 ton CO? te besparen op jaarba-
sis). Maar verreweg de grootste impact heeft
de constructeur door duurzame keuzes te
maken in het ontwerp. Uiteraard is dit af-
hankelijk van de schaal en de type projec-
ten, maar de impact van ons werk is, na
een simpele rekensom, één à drie ordes
groter dan wat wij met bovenstaande privé-
maatregelen kunnen bewerkstelligen. Voor-
beelden laten zien dat een besparing van
tientallen tot wel honderden tonnen CO?
binnen handbereik is op een breed scala
van projecten [6]; voor grootschalige projec- ten is een nog grotere besparing mogelijk.
Maar dan moet een constructeur wel weten
welke keuzes echt duurzaam zijn voor welk
project.
Stappenplan
In Nederland zijn diverse publicaties ver-
schenen die een overzicht geven van moge-
lijkheden om circulair te bouwen dan wel
duurzaam te construeren (10R-model, 5
principes duurzaam construeren, CB'23
etc.). In het Verenigd Koninkrijk, vanuit The
Institution of Structural Engineers [7], is
een eerste opzet gemaakt van een overzicht
van de diverse keuzemogelijkheden die er
zijn. Op basis hiervan en met de eigen erva-
ring, hebben de auteurs de verschillende
modellen en strategieën samengevoegd in
een hanteerbaar stappenplan. In dit stap-
penplan worden vier kernstrategieën be-
noemd (fig. 2):
2 Stappenplan met vier kernstrategieën
2
22? CEMENT 1 20
23
REFUSE
REUSE,
REMANUFACTURE ,
REPURPOSE REPAIR
,
REFURBISH
FUTURE REUSE
,
REPAIR ,
REFURBISH REFURBISH
RECYCLE
,
RECOVER REUSE
nee
nee nee nee
ja
ja
ja
ja
M.b.t. het bestaande gebouw
M.b.t. de
huisves tings-
opgave
nee
ja
nee
ja
Niet veel
ja ja
nee ja
nee
nee
Is er een a nder gebouw dat voldoet aan de eisen
voor beoogd gebruik?
Voldoet het best
aande
gebouw aan de eisen voor het beoogd
gebruik?
Bestaa
nde situa tie
behouden
Kunnen de eisen zodanig worden aangepast dat het
gebouw voldoet
aan de eisen van het beoogd
gebruik? Voldoet het bestaa
nde
gebouw na
(construc tieve)
ingegrepen aan de eisen van het beoogd
gebruik?
Is het technisch en ?nancieel haalbaar om het
bestaande
gebouw
grote
ndeels te
behouden?( )
Ga naar schema nieuwbouw Is het gebouw geschikt
voor een andere func tie?
Is construc
tieve
verbouwing vereist?
Is tijdelijke leegsta nd
acceptabel/?nancieel haalbaar?
Zijn er bruikbare
construc tieve elementen? Tijdelijke leegstand in
afwach
ting op herbestemming
Hergebruik elementen
(m.n. i ndien gebouw demontabel is)
Sloop en hergebruik mater ialen en
verbranden resten
Best
aand hergebruiken
opknappen/renove
ren
Construc tieve
verbouwing
Best
aand hergebruiken
na
opknappen/renoveren zonder veel
ja
ja
nee
nee
START huisves
tingsvraag en ontwerpeisen
(inclusief
ambi tieniveau
duurzaamheid)
:
Is er wel echt nieuwe
ruimtebehoeft e ?
Past de nieuwe
ruimtebehoe fte
in het bestaande gebouw?
1 Vergroten van de waarde van bestaande
gebouwen
2
V
ergroten van de waarde van bestaande
constructie-elementen
3
V
ergroten van de waarde door lange levens-
duur en toekomstbestendigheid
4
Optimaliser
en van het ontwerp op milieu-
last
Elk van deze strategieën heeft een plaats
gekregen in een stappenplan.
Stap 1: Vergroot de waarde van
bestaande gebouwen (fig. 3)
Helaas, maar waar: de meest duurzame
constructie is de niet-gebouwde constructie.
Wanneer er een huisvestingsvraag komt,
moet men zich eerst afvragen of het echt
wel nodig is, of dat wellicht het anders invul-
len van bestaande huisvesting het (ver-)bou-
wen kan voorkomen. Voor de bouwsector
misschien geen gewenste boodschap, maar
gezien de enorme bouwambitie die er is,
kan vermindering in de nieuwbouwvraag
geen kwaad. Het moet de verantwoordelijk-
heid van de constructeur en het ontwerp-
team worden dat de achterliggende doelen
van een huisvestingsvraag worden behaald. Daarbij is het niet zo zeer van belang dat er
wordt gebouwd of verbouwd. Constructeurs
zijn dan veel meer adviseurs die uitdagen en
adviseren om duurzame keuzes te maken,
dan alleen rekenaars.
Wanneer blijkt dat er wel behoefte
aan nieuwe huisvesting is, moet worden na -
gegaan of het eventuele bestaande gebouw
geschikt kan worden gemaakt. Wanneer dit
redelijkerwijs niet het geval is, moet worden
bepaald of er een ander bestaand gebouw is
dat in deze behoefte kan voorzien. Hiervoor
moet, vaak op basis van archiefstukken en
op basis van NEN 8700, worden bepaald of
die constructie voldoet aan de nieuwe eisen.
Wanneer de constructieve haalbaarheid
van het oorspronkelijke bestaande gebouw
of een alternatief bestaand gebouw niet vol -
doende is, moet worden gekeken of eisen
kunnen worden bijgesteld. Hier ligt een ver-
antwoordelijkheid voor de constructeur in
het kritisch ondervragen van de opdrachtge-
ver en het beschouwen van de daadwerkelijk
behoefte. Kunnen er bijvoorbeeld lagere
vloerbelastingen worden geaccepteerd? Kan
hiermee een ingrijpende versterking worden
voorkomen?
3 Stappenplan kernstrategie 1: hergebruik bestaande bouw
Het is de
hoogste tijd dat
constructeurs
zich bewuster
worden van de
rol die zij spelen
in het verlagen
van de milieu-
impact van
gebouwen
3
CEMENT 1 2023 ?23
4
4 Voor het kantoor van IMd Raadgevende Ingenieurs werd een loods van Struyken & Co uit 1951 getransformeerd in een modern 'open' bedrijfspand. De bestaande fundering en staalconstructie zijn daarbij in zijn geheel behouden, foto: Vincent Basler
Wanneer de eisen niet verder kunnen worden
bijgesteld, moet worden nagegaan of het
mogelijk is om het bouwwerk aan te passen
of te versterken. Naast de technische haal-
baarheid is het evident dat de financiële
haalbaarheid moet worden getoetst, waarbij
wordt bepaald of herbestemming van het
bestaande pand een goede business case
oplevert.
Wanneer er geen sluitende business
case is voor herbestemming van het bestaan -
de pand, moet worden nagegaan of tijdelijke
leegstand acceptabel is met de verwachting
van toekomstig gebruik. Wanneer dit ook
niet realistisch is, dan rest verantwoorde
sloop/demontage. Hierbij moeten zoveel
mogelijk elementen worden hergebruikt.
Het overige materiaal kan dienen als grond-
stof voor nieuwe producten, of in het slecht-
ste geval worden verbrand om energie op te
wekken. Stap 2: Vergroot de waarde van
bestaande constructie-elementen
(fig. 5)
Als nieuwbouw toch noodzakelijk blijkt, is
het goed om eerst na te gaan of er bestaande
donorelementen uit een andere constructie
beschikbaar zijn, die geschikt zijn voor toe-
passing in de nieuwe constructie. Het is van belang dat deze elementen
tijdig beschikbaar zijn. Daarnaast moeten ze
voldoen aan de eisen. Hiervoor is een nadere
constructieve beoordeling nodig en vaak ook
materiaaltesten. Daarnaast moet de prijs voor
het donormateriaal acceptabel zijn. Vaak zijn
er nog diverse, soms kostbare, aanpassingen
nodig en moet worden bepaald of na deze
aanpassingen er een sluitende business case
overblijft. Het is raadzaam om de beschikbare
afmetingen en capaciteit van de elementen
uit een donorskelet leidend te laten zijn in
het ontwerp, omdat er anders te veel aan-
UPDATE
De verwachting is dat komende
jaren het stappenplan kan wor-
den geüpdate met de nieuwe
inzichten die zullen ontstaan.
Studenten en ervaringsdeskun-
digen worden uitgenodigd om
aanvullingen of commentaar
te delen met de auteurs
(k.c.terwel@tudelft.nl en
roy.crielaard@arup.com).
24? CEMENT 1 20 23
REDUCE by REUSE,
REPURPOSE or
REMANUFACTURE
nee ja nee
ja
nee
ja
ja
Zijn er geschikte
donorelementen
beschikbaar binnen redelijke termijn
afstand en b udget?
Gebruik
donorskelet
componenten en of
elementen
Is het technisch
en ?nancieel
haalbaar om de
bestaande
elementen te
hergebruiken?
Voldoen de
bestaande
elementen aan de
eisen voor beoogd gebruik na
construc tieve
aanpa ssingen?
Kunnen de eisen
zodanig worden
aangepast zodat de bestaande
elementen voldoen aan de eisen van het beoogd
geb ruik?
( /
)
, Ga naar Nieuwbouw het
Vervolg
:
?
Nieuwbouw ?
Donorskelet
passingen en versterkingen nodig zijn, met
hoge kosten tot gevolg. In de praktijk kan het
voorkomen dat de optie van een donorskelet
pas later in het proces wordt beschouwd,
vanwege het later beschikbaar komen ervan.
Stap 3: Voeg waarde toe door
lange levensduur en toekomst-
bestendigheid (fig. 7)
Als wordt besloten tot nieuwbouw, is het eerst
van belang de toelaatbare milieulast scherp
te stellen. De huidige MPG-eisen dragen bij- voorbeeld te weinig bij aan het behalen van de
milieudoelen. Een ontwerpteam zal, samen
met de opdrachtgever, moeten besluiten een
hogere ambitie te hanteren. De laatste tijd
wordt dit ook steeds vaker geëist door finan-
ciers of vanuit de gemeente bij een tender.
Een reële waarde voor de uitstoot van nieu-
we constructies die op korte termijn ont-
worpen worden, is < 200 kgCO 2e/m² [8].
Vervolgens moet binnen die doelstelling
van de milieulast een toekomstbestendig
gebouw met een lange levensduur worden
5
6
Een stappen -
plan met vier
kernstrategieën
geeft inzicht in
de verschillende
mogelijkheden
voor duurzaam
construeren
5 Stappenplan kernstrategie 2: hergebruik bestaande elementen
6 BioPartner 5 in aanbouw met gebruik van donorstaal uit Gorlaeus-gebouw, foto: René de Wit CEMENT 1 2023 ?25
FUTURE REMANUFACTUREREPURPOSEREUSE
ja
nee
ja
Is er sprake
van een te
verwachten
levensduur langer dan 25
jaar? Zijn er vera
nderingen
in gebruikseisen te
verwachten? Hoe frequent zu llen deze
eisen zijn?
Zijn de beoogde elementen/
componenten
poten tieel geschikt
voor hergebruik na levensduur gebouw?
Nauwelijks: >25 jaar
Frequent/periodiek Overweeg adap
tief
ontwerpen
aanpasbare construc ties
Overweeg ?exibel ontwerpen zoals
grotere vloeroverspanningen en
hogere vloerbelas tingen
Overweeg remontabele
uitvoering zoals
,
, Ga naar Nieuwbouw
Donorskelet:
-
Nieuwbouw:
nadere
speci ?cering ontwerpeisen en
bepa ling
toelaatbare
mi lieulast
ontworpen. Bij deze strategie gaat het om het
inzicht dat op de dag van oplevering een ge-
bouw niet af is. Op dat moment begint het
'leven' van het gebouw pas, met alle wijzigin-
gen die zich zullen voordoen gedurende de
levensduur. Een uitgangspunt om met deze
toekomstige wijziging om te gaan is om de
verschillende 'lagen' in het gebouw (gevel,
draagconstructie, installaties, etc.) zo veel
mogelijk los van elkaar te houden [9] (fig. 8).
Om deze stap succesvol te doorlopen
moet worden bepaald wat de beoogde levens -
duur is van de nieuwe constructie in relatie
tot mog
elijke toekomstscenario's. Wanneer de
beoogde levensduur van de constructie (veel)
minder is dan 25 jaar, dan is het te overwegen
een remontabele constructie toe te passen,
wanneer de constructieve elementen redelij -
kerwijs geschikt zijn voor hergebruik. Deze
str
ategie wordt steeds interessanter wanneer materialen schaarser en duurder worden.
Wanneer de beoogde levensduur lan-
ger is dan 25 jaar, is het van belang om te
bepalen of er veel veranderingen in gebruik
en bijbehorende eisen worden verwacht.
Wanneer er vrijwel geen veranderingen
zijn te verwachten, dan moet een degelijk
gebouw worden ontworpen dat goed is be-
schermd tegen aantastingsmechanismes,
zodat het daadwerkelijk lang mee kan gaan. W
anneer er frequent de nodige veran -
deringen zijn te verwachten, kan het verstan -
dig zijn om een constructie te ontwerpen die
een
voudige aanpassingen van gebruik moge -
lijk maakt. Bijvoorbeeld door een bepaalde
modulair
e maat te hanteren, waarbinnen
aanpassingen van bijvoorbeeld installaties
en scheidingswanden mogelijk zijn. Daar -
naast kan worden overwogen om te ontwer-
pen met een hogere vloerbelasting, met grote
Als wordt
besloten tot
nieuwbouw, is
het eerst van
belang de
toelaatbare
milieulast
scherp te stellen
7
8
7 Stappenplan kernstrategie 3: lange levensduur en toekomstbestendigheid
8 De verschillende lagen van een gebouw en het onderlinge verschil in technische levensduur van Stewart Brand [9] 26? CEMENT 1 20 23
kolomvrije ruimtes, of hoge verdiepingen, zo-
dat er flexibiliteit ontstaat voor toekomstige
in
vulling. Dit kan bijvoorbeeld succesvol
worden toegepast als vaak wijzigingen plaats -
vinden of die wijzigingen elkaar snel opvolgen.
Stap 4: Optimaliseer het ontwerp
op milieulast (fig. 10)
Als eenmaal bepaald is volgens welke strate-
gie (bestaand gebouw, bestaande elementen,
of toekomstbestendig nieuw met lange levens-
duur) er gebouwd gaat worden, moet de
milieulast van het ontwerp verder worden
geminimaliseerd. Allereerst kunnen diverse constructie-
varianten in verschillende materialen wor-
den ontworpen, die uiteraard voldoen aan
de eisen en ook binnen budget passen. Ook
de wijze van uitvoering (gezaagd of gelami-
neerd hout, prefab of in situ beton etc.) kan
van invloed zijn op de milieulast. Gezien de
urgentie van de milieuproblematiek is het
een verantwoordelijkheid voor constructeurs
bij opdrachtgevers biobased en low carbon
oplossingen voor te stellen. Ook dient te worden beschouwd of het ge-
kozen systeem slim is wat betreft het type
constructie, de geometrie en de gekozen
profielen en afmetingen. Denk bijvoorbeeld
aan axiaal belaste elementen in plaats van
elementen belast op buiging, het kiezen van
een efficiënte overspanning of het vergroten
van de constructieve hoogte. Ook de afme-
tingen en profielen van elementen kunnen
worden geoptimaliseerd, waarbij de uitvoer-
baarheid in het oog moet worden gehouden,
zeker ook van de verbindingen.
Als laatste stap moet worden nage-
gaan of de materiaalspecificatie optimaal is.
Bijvoorbeeld: zijn er mogelijkheden om het
betonmengsel duurzamer uit te voeren?
Heeft het hout een goede herkomst? Is de
beoogde materialisering bij einde levens-
duur geschikt voor hergebruik of recycling,
of zijn diverse materialen zodanig geïnte-
greerd dat dit ingewikkeld wordt? Wanneer binnen de gekozen strategie
de milieulast is geminimaliseerd, kan worden
nagegaan of voor de overgebleven milieu-
impact nog een compensatie wordt gedaan,
9 Voor het tijdelijke hoofdpaviljoen voor het World Design Event tijdens de Dutch Design Week 2017 werd een gebouw neergezet dat
geheel bestond uit geleend materiaal. Het constructief ontwerp zorgde nagenoeg voor een zero footprint, foto: Filip du Jardin
9
CEMENT 1 2023 ?27
REDUCE by RETHINK: Materiaalkeuze met voldoende lage mileuimpact E
? ci nte bouwmethode REDUCE by RETHINK
E ? ci nt element ontwerp REDUCE by RETHINK
Op timale materiaal
speci ?ca tie
REDUCE by RETHINK:
E ? ci nt systeem ontwerp :
ë :
-
REDUCE by RETHINK:
ë
ë
nee
ja ja ja ja
Ontwerp een constructie in
biobased material
staal beton metselwerk of overige materialen die aan
alle ontwerpeisen inclusief
toelaatbare milieulastvoldoet en binnen budget
past
(
natuursteen, hout, grond, leem, stroo, bamboe, etc), , ,
(
) Is een slim en
optimaal
constructief systeem
gekozen? Is de bouwmethode
geoptimaliseerd op milieulast?
Zijn de elementen
geoptimaliseerd naar vorm en afmeting ? Is de materiaal-
speci?catie
geoptimaliseerd
op milieulast en recycling? Overweeg de
residuele
milieulast te compenseren
Nieuwbouw ?het vervolg
waarvoor verschillende mogelijkheden be-
staan met wisselende effectiviteit [10].
Dilemma's en tegenstrijdigheden
In bovenstaande aanpak doen zich verschil -
lende dilemma's voor en soms zijn strategieën
strijdig met elkaar.
Hergebruik van bestaande gebouwen of be-
staande elementen geeft ontwerprestricties.
V
aak is dit oplosbaar, maar het kan als be -
lemmering worden gezien. Daarnaast is er
soms onzek
erheid over de eigenschappen en
betrouwbaarheid. Het borgen hiervan geeft
extra verantwoordelijkheid voor de construc -
teur, bouwteamleden en opdrachtgever. Ook
moeten
vraag en aanbod beter bij elkaar wor -
den gebracht dan momenteel gebeurt.
Wanneer met een donorskelet wordt ont-
worpen, wordt het beschikbare materiaal als
uitg
angspunt genomen. Dit kan betekenen
dat lokaal unity checks heel laag zijn, omdat
alleen 'te zware' profielen beschikbaar zijn.
Hierop zou het ontwerp kunnen worden ge -
optimaliseerd, wat extra advieskosten met
zich mee br
engt. Daarnaast kan er sprake
zijn van grote knipverliezen wanneer profie -
len moeten worden ingekort.
Wanneer wordt ontworpen op verlenging
van levensduur, kan het nodig zijn de con -
structie te verzwaren, met een initieel hogere
milieu
-impact tot gevolg. Dit kan voorkomen
bij zowel het ontwerpen van iconische ge -
bouwen met een lange beoogde levensduur,
maar
ook als een hoge mate van flexibiliteit
in het ontwerp wordt meegenomen. Wanneer
de levensduur daadwerkelijk wordt verlengd,
is de milieulast per jaar vaak gunstiger door
de beperkte verzwaring. Wanneer echter
geen gebruik wordt gemaakt van de overca -paciteit, dan is de milieulast hoger geweest
dan strik
t nodig zou zijn. Overwogen kan
worden om niet voor meer dan 50 jaar te
ontwerpen, en na 50 jaar te evalueren of de
levensduur kan worden verlengd.
Wanneer puur wordt geoptimaliseerd op
de milieulast voor één enkele gebruikscyclus,
zal initieel materiaal worden bespaard. Het
bouwwerk kan echter vroegtijdig verouderd
zijn en daarmee minder duurzaam over de
totale levensduur.
Het rekenkundig verdelen van uitstoot
over een lange termijn is een concept dat
onderdeel is van de huidige MPG-methodiek.
Maar gezien de urgentie van de klimaatpro-
blematiek hebben we daar niet veel aan voor
het behalen van de klimaatdoelen op korte
termijn (2030). De absolute milieu-impact
vindt namelijk voor een groot deel nu plaats.
Deze dilemma's vragen een zorgvuldige be-
oordeling per project. Ook is het goed om de
komende jaren de ervaring te delen binnen
de (brancheverenigingen van de) bouwsector,
om ervan te leren.
De beste duurzaamheidsstrategie?
Het is de uitdaging voor de constructeur om
met bovenstaande dilemma's toch tot een
goed ontwerp te komen. Een uitweg kan zijn
om stappen te combineren: Eerst kijken
naar behoud van de bestaande situatie en
overwegen eisen aan te passen, daarna kan
hergebruik van gebouwen en elementen
worden onderzocht. Als toch de keuze op
nieuwbouw valt, moeten vervolgens gebruiks-
sscenario's worden opgesteld en een realisti-
sche levensduur worden ingeschat. De sce-
nario's die realistisch zijn, kunnen dan in
10
LITERATUUR
1?Climate change widespread, rapid,
and intensifying ? IPCC, The
Intergovernmental Panel on Climate
Change.
2?United Nation Environment
Programme, UNEP.
3?Koezjakov et al, 2018.
4?LETI, 2020 Embodied Carbon Primer.
5?Kaethner, S.C., Burridge, J.A.,
Embodied CO2 of Structural Frames.
The Structural Engineer, 90 (5), 2020,
pp. 33?40.
6?Arnold, W., The structural engineer's
responsibility in this climate emergency.
The Structural Engineer 98 (6), 2020,
pp. 10?11.
7?MacNamara, E., Applying circular
principles to the design process. The
Structural Engineer 98 (8), 2020, pp. 9?11.
8?Arnold, W., Setting carbon targets:
an introduction to the proposed
SCORS rating scheme. The Structural
Engineer 98 (10), 2020, pp. 8?12.
9?Brand, S., How buildings learn: What
happens after they're built, 1994.
10?Arnold, W. A short guide to carbon
offsetting. The Structural Engineer 99 (7),
2020, pp. 16?17.
10 Stappenplan kernstrategie 4: optimaliseren ontwerp
28? CEMENT 1 20 23
het ontwerp van de constructie worden
meegenomen en resulteren in een reële en
wenselijke toekomstige flexibiliteit. Het ont-
werp moet vervolgens worden geoptimali-
seerd om de milieu-impact zo laag mogelijk
te houden. Het verdient aanbeveling om
eerst materialen te onderzoeken met een
lage of zelf negatieve uitstoot én om het ma-
teriaalgebruik te minimaliseren. Niet één aanpak is in alle situaties de
beste. Onze vakbroeders in het Verenigd
Koninkrijk maken daarom gebruik van het
credo: Long life, loose fit and lean design.
Ontwerp op lange levensduur, waarin flexi-
biliteit is meegenomen, maar waar binnen
die kaders ook is geoptimaliseerd.
11
12
11 Het ontwerp van Liander Westpoort van Alliander in Amsterdam kent een groot aantal slimmigheden. Daarmee wordt het gebouw niet
alleen flexibel en schaalbaar, maar ook circulair en losmaakbaar, foto: Mariska Korver i.o.v. IMd Raadgevende Ingenieurs
12 HAUT, het hoogste houten hybride woongebouw van Nederland, dat begin 2022 is opgeleverd, foto: Jannes Linders CEMENT 1 2023 ?29
30? CEMENT 1 20 23
column
Amen. En zo bereikten we de laatste noot van het slot-
akkoord van de Messiah van Händel.
Drie uur lang luister-
de ik in Tivoli Vredenburg Utrecht ademloos naar een prachtige
uitvoering van dit meesterwerk. Ik genoot niet alleen van de
diversiteit aan klanken, het harmonieuze samenspel in verschil-
lende formaties, maar vooral ook van het zichtbare plezier waar-
mee de muzikanten samenspeelden. De eerste violist was tevens
de dirigent van het orkest. Hij stond tussen de orkestleden en
dirigeerde met kleine knikjes.
Het is inmiddels alweer een paar jaar geleden dat ik mijn
Reacties