Kennisplatform over betonconstructies

Ere wie ere toekomt!
Dirk Rinze Visser

woe 16 mei 2018

Vele lezers zullen relatief onbekend zijn met de Republiek Kazachstan in het algemeen en de bouwsector van dit Centraal-Aziatische land in het bijzonder. Kazachstan was van 1936 tot eind 1991 één van de transcontinentale deelrepublieken van de Sovjet-Unie. De onafhankelijkheid van Kazachstan, met hoofdstad Almaty, maakte het land op slag het negende grootste land ter wereld. Almaty was tot 1955 vooral befaamd om zijn appels, berglandschappen en aardbevingen, maar de eerste hoofdstad van Kazachstan sinds 1997 is Astana de hoofdstad? heeft veel meer te bieden. Zo is er een duidelijke ontwikkeling zichtbaar in bouwmethodieken.

De eerste jaren van het Sovjettijdperk werden gekenmerkt door de Tweede Wereldoorlog. Kazachstan werd vanwege zijn geografische ligging voornamelijk gebruikt als een fabriek die legeruitrustingen en voedsel voor de frontlinie produceerde. Hoewel het land ver van de slagvelden verwijderd was, accepteerde het vluchtelingen uit de gehele Sovjet-Unie.

Na de oorlog werd het land geconfronteerd met een huisvestingscrisis, die werd geattaqueerd met seriematige ontwerpen voor appartementsgebouwen in metselwerk van 2 tot 5 verdiepingen. In totaal werden vijftig gebouwontwerpen gebruikt om  het vooraf bepaalde (enorme) aantal appartementen te verkrijgen. Elk gebouwtype werd overigens gerealiseerd met dezelfde constructieve elementen, waardoor ook alle details identiek waren.

Omstreeks 1960 werd duidelijk dat deze gebouwontwerpen onvoldoende mogelijkheden boden om grotere gebouwen te realiseren, maar tevens niet bijzonder kosteneffectief waren. De oplossing werd gevonden in het prefabriceren van betonnen (wand)elementen. Door over te schakelen van metselwerk naar prefab beton, de verdiepingshoogte te verlagen, en de gevel te vereenvoudigen, slaagde de overheid erin de bouwkosten met circa 35% per flat te verlagen. Prefab beton maakte het tevens mogelijk het aantal verdiepingen te verhogen, waardoor er meer appartementen in één gebouw konden worden ondergebracht.

Het was tevens de tijd waarin geprefabriceerd beton in massaproductie ging, hetgeen resulteerde in grote flatgebouwen bestaande uit vijf tot negen verdiepingen. In de Sovjet-Unie werden meer dan 400 fabrieken gebouwd om iedere bouwplaats te voorzien van prefab beton. Deze constructiemethode had echter één groot nadeel: het missen van een architectonische uitstraling.

Het was echter niet allemaal donker en somber in Kazachstan. Er stond iets bijzonders te gebeuren in de toenmalige hoofdstad Almaty. Begin jaren 70 kondigde de regering aan een nieuw iconisch hotel te bouwen in het hart van de stad. Het ontwerp van het negen verdiepingen tellende gebouw was al klaar toen architecten en ingenieurs voorstelden om hoogbouw te realiseren. Hun oorspronkelijke doel van 15 verdiepingen werd omgezet in 25 verdiepingen, louter en alleen om Tasjkent – de hoofdstad van buurland Oezbekistan, waar reeds een 17 verdiepingen tellend hotel was gebouwd – te overtreffen. Een ongelofelijk dapper besluit, want Almaty bevindt zich in een gebied met een hoge seismiciteit en heeft te kampen gehad met een aantal verwoestende aardbevingen. De grootste met een kracht van 8,2 op de schaal van Richter (1911).

Ingenieurs accepteerden de uitdaging, die overigens tot een grote doorbraak leidde in de realisatie van betonconstructies, niet alleen in Kazachstan, maar in de gehele regio. Het was namelijk de eerste keer dat klimbekisting werd gebruikt om een stabiliteitskern te construeren. Afhankelijk van de buitentemperatuur werd een betonsterkte van 0,2-0,5 MPa bereikt in de eerste 24 uur, waardoor de bekisting met 6 tot 7 cm per uur kon worden opgetild. In twee dagen bereikte de betonsterkte 5 MPa, terwijl 14-20 MPa en 30 MPa sterkte werd bereikt in respectievelijk 14 en 28 dagen.

1 Hotel Kazakhstan in Almaty tijdens de bouw in de jaren 70

2 Hotel Kazakhstan is nog altijd een iconisch gebouw en de meest aardbevingsbestendige constructie in Almaty

Het project (zie foto's) was tevens het eerste gebouw waarbij een tunnelbekisting werd gebruikt voor de betonwanden en -vloeren. Beide methoden zorgden niet alleen voor een aanzienlijke vermindering van de constructietijd (84 dagen) voor het hotel, maar ook het aantal benodigde bouwvakkers (minus 5200 manuren) en de bouwkosten werden hiermee flink gereduceerd.

Bij het hotelproject werd tevens voor de eerste keer in Kazachstan antivriesmengsels in beton toegepast in plaats van de tot dan toe gebruikelijke verwarming.

Om de laterale stabiliteit van het gebouw te verifiëren, werd de stabiliteitskern van het hotel na voltooiing aan verschillende tests onderworpen. Een trillingsmachine werd bovenin het gebouw geplaatst, waarna op iedere verdieping de oscillaties werden geregistreerd. Aangezien de theoretische en de optredende spanningen in de dragende elementen – bij oscillaties gelijk aan een aardbeving van 7 tot 8 op de schaal van Richter – sterk overeenkwamen, werd de constructie als veilig betiteld.

Tot op de dag van vandaag verklaren experts dat het Hotel Kazakhstan, opgeleverd in 1977, nog altijd de meest aardbevingsbestendige constructie in Almaty is. En dat al voor ruim 40 jaar!

Het grote succes van het Hotel Kazakhstan heeft geleid tot de realisatie van meer iconische betonconstructies in Almaty. Deze gebouwen laten tot op de dag van vandaag de rijke geschiedenis van de voormalige hoofdstad van Kazachstan zien. Het was een meer dan opmerkelijke prestatie van lokale architecten en ingenieurs, die zonder de luxe van de technologische vooruitgang die we sindsdien geboekt hebben, de meest complexe klus van hun tijd hebben voltooid en daarmee een blijvende nalatenschap achterlieten voor toekomstige generaties.

Ere wie ere toekomt!

Hetgeen overigens ook geldt voor mijn Kazakse collega Azat Tatygulov voor zijn inbreng in deze column.

Reacties

Copyright 2018 Aeneas Media

Mis het niet!

Martinus van de Ruitenbeek komt spreken op de Softwaredag

Lees zijn bio

Deze website maakt gebruik van cookies. Meer informatie AccepterenWeigeren