Kennisplatform over betonconstructies

3D-rekenuitdaging aan de Belgische kust

do 17 sept 2020

Woontoren O'Sea is een uitdagend project aan de Belgische kust in Oostende. Het is voor Koen Coelus (zaakvoerder en oprichter) en ir.ing. Maarten Vervaet (technisch directeur) van ingenieursbureau Stedec "een mooi voorbeeld van hoe we dankzij 3D-rekenen met Diamonds volstrekt unieke constructieve uitdagingen kunnen waarmaken."

- Gesponsord artikel - 

Het O’Sea-project bestaat uit een reeks lagere gebouwen, en als absolute blikvanger de 16 verdiepingen hoge woontoren (fig. 1). Die heeft een eenvoudig rechthoekig grondplan van 17 x 25 m2, maar over vier boven elkaar gelegen verdiepingen wordt dat grondplan telkens over ruim 2,5° om een hoekpunt geroteerd. Dat geeft het torengebouw een verwrongen aanblik. Het opvangen van de torsiekrachten was een belangrijke constructieve uitdaging.

Figuur 1 - 3D-aanzicht van het ontwerp voor O'Sea (bron: CONIX RBDM Architects)

Figuur 2. Diamonds 3D-rekenmodel dat werd gebruikt voor het constructief ontwerp van de woontoren

Rekenen aan torsie

Om goed te begrijpen hoe de vork precies in de steel zit, is het interessant om in te zoomen op de vier gedraaide verdiepingen. Hoewel een rotatie van ruim 2,5° niet zo veel lijkt, betekent dit toch dat per verdieping het verst gelegen hoekpunt haast 1,37 m verschuift in ten opzichte van het grondplan. Over de vier verdiepingen samen is dat circa 5,5 m. Dit blijft niet zonder gevolgen voor de indeling van de woonruimtes. Niet alleen moeten binnenwanden worden verplaatst om voor de bewoners op elke verdieping een ruime en comfortabele leefruimte te garanderen, ook de kolommen moeten meedraaien om belastingen van hoger naar lager gelegen verdiepingen af te dragen (fig. 3).

Als gevolg van de rotatie van de vier verdiepingen om een hoekpunt ontstaat een excentriciteit tussen de resultanten van de belastingen voor de opeenvolgende verdiepingen. Het resultaat is een torsiebelasting op de draagconstructie. Die torsiebelasting zorgt ervoor dat onder inwerking van verticale lasten horizontale vervormingen ontstaan. Het berekenen en beperken van die vervormingen is een van de uitdagingen waar dankzij het 3D-rekenen met Diamonds een antwoord op gevonden kon worden.

Figuur 3. Het rechthoekig grondplan van de O'Sea toren wordt over vier boven elkaar gelegen verdiepingen telkens over ruim 2,5° geroteerd omheen een hoekpunt. Om de gevolgen van de bijhorende horizontale verschuivingen op te vangen, moeten binnenwanden worden verplaatst en kolommen meedraaien

Stijve kern

De centrale kern van de O’Sea-woontoren speelt bij dit alles een cruciale rol. Vanuit deze kern lopen een aantal dragende betonwanden tot in de gevel van het gebouw, om op die manier samen met de vloerplaten een torsiestijf geheel te vormen. De stijve vloerplaten staan in voor het opnemen van de horizontale component van de torsiebelasting, en brengen die horizontale krachten over naar de dragende wanden en de centrale kern. De schuine kolommen kunnen daarom scharnierend worden uitgevoerd. Er zijn extra kolommen voorzien daar waar het noodzakelijk is om dragende binnenwanden te ondersteunen.

Zoals reeds werd aangehaald, was het berekenen van de horizontale vervormingen een van de belangrijkste aspecten van het 3D-rekenen met Diamonds van BuildSoft (fig. 4). Daarbij bleken de permanente belastingen, en het eigengewicht in het bijzonder, verreweg het grootste aandeel te hebben. Horizontale vervormingen door windbelasting bleken zelfs kleiner te zijn dan horizontale vervormingen te wijten aan het eigengewicht van de constructie.

Figuur 4. Horizontale vervormingen van de O'Sea-toren onder inwerking van vaste en quasi-permanente lasten, zoals berekend door Diamonds

Bakens blijven verzetten

“Hoewel ons projectportfolio een breed gamma aan bouwconstructies omvat, is het O’Sea-project echt wel representatief voor de manier waarop wij denken en werken,” besluit Koen Coelus. “Sinds 1985 heb ik de bouwwereld ingrijpend zien veranderen. Het is enkel door alert te blijven voor de veranderingen in de markt dat Stedec kon uitgroeien tot wat het is vandaag. Bakens blijven verzetten, daar gaat het om bij ons. En zeg nu zelf, is dit project daarvan geen mooi voorbeeld?”

Copyright 2020 Aeneas Media

Nieuwste ontwikkelingen software!

Meld je aan voor de online Softwaredag op 28 oktober. Gratis voor Cement-leden!

Aanmelden

Deze website maakt gebruik van cookies. Meer informatie AccepterenWeigeren