Issuu on Google+

HOOFDRAPPORT

CONSTRUCTIEF ADVIES KANTOORPAND GREEN INVESTMENT B.V.

Student Studentnummer Opleiding

H.J. (Rick) van Andel 0840484 BBE - Bouwkunde

bouAFS-Hoofdrapport-Bijlagen


Documentcode Onderwerp Status Datum

bouAFS-Hoofdrapport Constructief advies kantoorpand Green Investment B.V. Definitief 4 juni 2014

Student Studentnummer Opleiding

H.J. (Rick) van Andel 0840484 BBE - Bouwkunde

Onderwijsinstelling Afstudeerbegeleiding

Hogeschool Rotterdam ing. A. Vasluianu Main PMSE ing. G. v. Engelen

Afstudeerbedrijf

DAR Bouwadvies B.V. Edisonweg 60 2952 AD Alblasserdam

BouAFS-Hoofdrapport_1

2


VOORWOORD Voor u ligt het hoofdrapport, het hoofdonderdeel van het afstudeeronderzoek dat de afronding is van de deeltijd opleiding bouwkunde aan de Hogeschool Rotterdam. Dit hoofdrapport beschrijft het doorlopen proces tijdens het afstudeeronderzoek en de hierbij behorende conclusies. Het onderzoek is gedaan voor DAR Bouwadvies B.V. te Alblasserdam. Dit bouwkundig adviesbureau heeft de opdracht verworven voor de uitwerking en begeleiding van het nieuw te bouwen kantoor van Green Investment B.V. te Zwijndrecht. Het doel van het afstudeeronderzoek is om tot een constructief advies te komen bij het gegeven architectonisch ontwerp. Mijn dank gaat uit naar iedereen die mij tijdens het afstudeeronderzoek heeft geholpen, gecorrigeerd en gesteund. In het bijzonder wil ik mijn bedrijfsbegeleider en begeleiders van de Hogeschool Rotterdam bedanken voor hun inzet en constructieve inbreng. Alblasserdam, juni 2014 H.J. v. Andel

BouAFS-Hoofdrapport_1

3


INHOUDSOPGAVE Voorwoord .............................................................................................................................................. 3 Samenvatting .......................................................................................................................................... 7 1

Inleiding........................................................................................................................................... 8 1.1

Aanleiding en achtergrond...................................................................................................... 8

1.1.1

Achtergrond en aanzet tot onderzoek ............................................................................ 8

1.1.2

Doel van het onderzoek .................................................................................................. 8

1.2

Afbakening en randvoorwaarden ........................................................................................... 9

1.2.1

Projectresultaat............................................................................................................... 9

1.2.2

Afbakening; wat is het resultaat wel/niet? ..................................................................... 9

1.2.3

Randvoorwaarden........................................................................................................... 9

1.3

Projectgegevens .................................................................................................................... 10

1.4

Leeswijzer.............................................................................................................................. 11

1.4.1 2

Uitgangspunten ............................................................................................................................. 12 2.1

Algemeen .............................................................................................................................. 12

2.2

Hoofddraagstructuur ............................................................................................................ 12

2.2.1

Materiaalkeuze ............................................................................................................. 12

2.2.2

Varianten hoofddraagstructuur .................................................................................... 12

2.3

Vloerkeuze ............................................................................................................................ 13

2.4

Belastingen............................................................................................................................ 14

2.4.1

Veiligheidsklasse ........................................................................................................... 15

2.4.2

Brandwerendheid ......................................................................................................... 16

2.4.3

Aanrijdbelasting ............................................................................................................ 16

2.4.4

Veranderlijke belastingen ............................................................................................. 17

2.4.5

Dakbelastingen.............................................................................................................. 17

2.4.6

Wind .............................................................................................................................. 17

2.5

3

Referentiedocumenten ................................................................................................. 11

Permanente belastingen ....................................................................................................... 18

2.5.1

Uitgangspunten ............................................................................................................. 18

2.5.2

Begane grond ................................................................................................................ 18

2.5.3

Verdiepingen ................................................................................................................. 19

2.5.4

Gevels ............................................................................................................................ 20

Voorontwerp ................................................................................................................................. 21 3.1

Algemeen .............................................................................................................................. 21

3.2

Onderzochte varianten ......................................................................................................... 21

BouAFS-Hoofdrapport_1

4


3.2.1

Variant 1 ........................................................................................................................ 21

3.2.2

Variant 2 ........................................................................................................................ 23

3.3 4

5

6

Aanbevolen Ontwerpvariant................................................................................................. 23

Definitief Ontwerp ........................................................................................................................ 25 4.1

Algemeen .............................................................................................................................. 25

4.2

Analyse staal-beton............................................................................................................... 25

4.3

Aanrijding V-Kolom ............................................................................................................... 26

4.4

Detaillering V-Kolom ............................................................................................................. 27

4.5

Uitvoering.............................................................................................................................. 29

4.5.1

Uitgangspunten ............................................................................................................. 29

4.5.2

Aandachtspunten .......................................................................................................... 29

Artist Impressions ......................................................................................................................... 31 5.1

Exterieur ................................................................................................................................ 31

5.2

Interieur ................................................................................................................................ 33

Conclusies- en aanbevelingen ....................................................................................................... 34 6.1

Conclusie ............................................................................................................................... 34

6.1.1

Voor ontwerp ................................................................................................................ 34

6.1.2

Definitief ontwerp ......................................................................................................... 35

6.2

Aanbevelingen ...................................................................................................................... 36

6.2.1

Specifieke aanbevelingen.............................................................................................. 36

6.2.2

Algemene aanbevelingen.............................................................................................. 37

7

Reflectie ........................................................................................................................................ 38

8

Literatuurlijst ................................................................................................................................. 39

9

8.1

Literatuur .............................................................................................................................. 39

8.2

Geraadpleegde websites....................................................................................................... 39

8.3

Software ................................................................................................................................ 39

Referentielijst ................................................................................................................................ 40

Bijlage A: Stuurdocumenten Bijlage A1, bouAFS-Documentenlijst Bijlage A2, bouAFS-Plan van Aanpak

BouAFS-Hoofdrapport_1

5


BouAFS-Hoofdrapport_1

6


SAMENVATTING De eigenaar van Green Investment B.V. heeft de visie om het hoofdkantoor van Jongen B.V. te realiseren op de kop van de Uilenhaven te Zwijndrecht, met uitzicht over de haven en eigen schepen. Stedenbouwkundig is aangegeven dat de zichtlijn vanuit de kruin van de dijk tot aan de rivier behouden moet blijven. Dit heeft geleid tot het karakteristieke ontwerp voor het kantoor. De opdracht van DAR Bouwadvies omvat het bouwkundig uitwerken van het Schetsplan. In dit afstudeeronderzoek ligt de focus op de constructieve uitwerking van het overkragende gedeelte van het kantoor. Om tot een passend constructief advies te komen zijn de ontwerpuitgangspunten vastgelegd. Op basis van deze uitgangspunten is een variantenstudie gemaakt. In deze variantenstudie zijn twee varianten onderzocht:  constructief ontwerp met V-Kolom, genoemd Variant 1;  constructief ontwerp met volledig overstek, genoemd Variant 2. Variant 1 is opgesplitst in twee sub-varianten:  variant met zogenoemde ‘vierendeel’ ligger, genoemd Variant 1A;  variant met vakwerkligger, genoemd Variant 1B. Tussen de twee meest kansrijke varianten is met behulp van een Multi-Criteria Analyse (MCA) een advies bepaald. Variant 1B is uit deze MCA als meest geschikte variant gekozen. Variant 1B scoorde goed op duurzaamheid en kosten. Door het toepassen van een vakwerkligger wordt de in het pand aanwezige hoogte efficiënt benut en dit leidt tot een lichtere constructie. De vakwerkligger heeft een kleine invloed op het architectonisch ontwerp. Echter door het gebruik van slanke verbanden kan dit worden geminimaliseerd. Daarnaast sluit het visuele effect van de verbanden goed aan bij de voor het pand karakteristieke V-Kolom. De aanbevolen variant is vervolgens uitgewerkt op definitief ontwerp (DO) niveau. Bij deze uitwerking is gekeken naar de volgende, voor het ontwerp belangrijke onderdelen:  analyse mogelijke constructieve verbinding tussen staal- en beton;  toetsing profilering;  aanrijding V-Kolom;  detaillering V-Kolom;  uitvoering. Het constructief advies, de hoofdconclusie: De meest geschikte constructie, is de constructie zoals beschreven in het constructief rapport DO. Het ontwerp voldoet aan de vastgelegde technische uitgangspunten en geldende normen, met respect voor het architectonisch ontwerp.

BouAFS-Hoofdrapport_1

7


1 INLEIDING 1.1 AANLEIDING EN ACHTERGROND In dit hoofdstuk wordt een korte uitleg gegeven over de achtergrond en aanleiding van het onderzoek.

1.1.1

ACHTERGROND EN AANZET TOT ONDERZOEK

Door het in oktober 2012 vastgesteld bestemmingsplan "Grote Lindt" in Zwijndrecht is, het mogelijk om een bedrijfsgebouw te realiseren op de kop van de Uilenhaven te Zwijndrecht. De grond is in eigendom van Green Investment B.V. de Holding van Jongen B.V. (www.milieuboten.nl). Green Investment B.V. heeft een aantal jaren geleden de grond gekocht van de gemeente om daar later het hoofdkantoor van Jongen B.V. te kunnen realiseren. Momenteel zijn zij gevestigd aan de Uilenkade 14 te Zwijndrecht en liggen hun schepen in de Uilenhaven. De eigenaar van Green Investment B.V. heeft de visie om het hoofdkantoor van Jongen B.V. op de kop van de Uilenhaven te realiseren met uitzicht over de haven en de schepen. Stedenbouwkundig is aangegeven dat de zichtlijn vanuit de kruin van de dijk tot aan de rivier behouden moet blijven. Dit heeft in het ontwerp van de architect geleidt tot een relatief grote overspanning welke ook deels uitkragend is.

1.1.2

DOEL VAN HET ONDERZOEK

Het doel van het onderzoek is om tot een constructief advies te komen voor het gegeven architectonisch ontwerp. Dit leidt tot een hoofdvraag: Wat is een duurzaam constructief concept voor de overkragende constructie? Voor deze hoofdvraag zijn de volgende deelvragen van toepassing:  Wat zijn de uitgangspunten en randvoorwaarden van het ontwerp? 1. vastleggen materiaalkeuze hoofddraagconstructie; 2. vastleggen vloerkeuze; 3. vastleggen relevante normen en regelgeving; 4. vastleggen relevante aangeleverde ontwerpinformatie, en eventuele wijzigingen en afwijkingen van het ontwerp.



Wat zijn mogelijke contructieve oplossingen voor het vraagstuk? Om deze deelvraag te beantwoorden is een analyse uitgevoerd. Uit deze analyse volgen een aantal varianten. De varianten worden getoetst op de volgende onderdelen: 1. duurzaamheid, materiaalgebruik; 2. kosten; 3. vrije indeelbaarheid: bestaat er in het kader van de levensloop van het gebouw de mogelijkheid om een nieuwe indeling te realiseren? 4. invloed draagconstructie op architectonisch ontwerp: heeft het constructief ontwerp invloed op het beeld van het architectonisch ontwerp?

BouAFS-Hoofdrapport_1

8


Hoe zijn de grondcondities in de omgeving? Een analyse van de grondcondities van het nabijgelegen terrein moet uitwijzen of de grondcondities invloed hebben op de gewenste constructie. Hoe dient het Definitief Ontwerp voor de overkragende constructie er uit te zien? Hiervoor worden een aantal principedetails vervaardigd en profielen gedimensioneerd en getoetst conform de geldende normen. Conclusies en aanbevelingen.

1.2 AFBAKENING EN RANDVOORWAARDEN 1.2.1   

1.2.2 

 

PROJECTRESULTAAT Vooronderzoek: onderzoek naar mogelijke oplossingsvarianten - twee varianten op voorlopig ontwerp (VO) niveau. Hoofdonderzoek: Uitwerking van de meest geschikte ontwerpvariant op definitiefontwerp (DO) niveau. Bij afronding van het afstuderen zal er constructief advies liggen op basis van constructieve rapportages.

AFBAKENING; WAT IS HET RESULTAAT WEL/NIET? In het constructieve onderzoek wordt gekeken naar stalen varianten voor de overkragende constructie; Gezien de vorm en aanwezige overspanning is hout geen rendabele oplossing. In het kader van lichter construeren is een mogelijke samenwerking tussen de hoofddraagconstructie en de betonnen vloeren wel interessant om te onderzoeken. Er worden geen bouwkundige tekeningen/uitwerkingen en details vervaardigd. Het onderzoek beperkt zich tot de overspanning en het overstek. De bedrijfsruimten worden buiten beschouwing gelaten. De focus zal liggen op het geel omkaderde deel van het pand. Waar relevant en noodzakelijk, zullen andere bouwdelen bij de analyse worden betrokken.

Afb. Isometrie pand

1.2.3    

RANDVOORWAARDEN randvoorwaarden van het ontwerp dienen te worden vastgelegd; voldoende begeleiding vanuit school en bedrijf; derden dienen hun medewerking te verlenen; benodigde informatie en stukken dienen door het afstudeerbedrijf aangeleverd te worden.

BouAFS-Hoofdrapport_1

9


1.3 PROJECTGEGEVENS Project: Opdrachtgever: Architect: Constructeur:

Nieuwbouw kantoorpand Green Investment B.V. Green Investment B.V. van Es Architecten DAR Bouwadvies B.V.

Gebouwtype:

Kantoor- en bedrijfsgebouw

Het nieuwe bedrijfspand van Jongen B.V. zal worden gesitueerd op de kop van de Uilenhaven te Zwijndrecht. Het betreft een perceel van ongeveer 1500m 2. Op dit perceel zal een pand gerealiseerd worden met 1020m2 bedrijfsruimte en 970m2 kantoorruimte. Stedenbouwkundig is aangegeven dat de zichtrelatie vanaf de dijk met de rivier behouden dient te blijven. Hieruit is het karakteristieke ontwerp met overstek voortgekomen.

Afb. Projectlocatie uit Google maps, Uilenhaven te Zwijndrecht

Afb. Architectonisch ontwerp

BouAFS-Hoofdrapport_1

10


1.4 LEESWIJZER Dit hoofdverslag beschrijft de rode draad door de, voor het onderzoek gemaakte documenten. In het verslag worden per onderdeel de belangrijkste uitgangspunten en conclusies worden uitgelicht. Er wordt veelvuldig verwezen naar de in paragraaf 1.4.1 genoemde referentiedocumenten. Alle voor het afstudeeronderzoek gemaakte documenten zijn benoemt in de documentenlijst1. Het hoofdverslag bestaat uit de volgende 5 onderdelen:     

1.4.1

uitgangspunten; variantenstudie; definitief ontwerp; artist impressions; conclusies- en aanbevelingen.

REFERENTIEDOCUMENTEN

Onderstaande lijst toont de referentiedocumenten voor het hoofdverslag. Waar nodig wordt met een voetnoot naar het betreffende document verwezen. Daarnaast zal aan het begin van elk hoofdstuk aangegeven op basis van welke referentiedocumenten het hoofdstuk is opgezet.

1.4.1.1 Document control 

bouAFS-Documentenlijst, Documentenlijst Afstudeerproject

1.4.1.2 Uitgangspunten  

bouAFS-Uitgangspunten, Uitgangspunten voor het voorontwerp bouAFS-Constructief Rapport VO, Variantenstudie

1.4.1.3 Variantenstudie 

bouAFS-Constructief Rapport VO, Variantenstudie

1.4.1.4 Definitief Ontwerp 

bouAFS-Constructief Rapport DO, Definitief ontwerp

1.4.1.5 Schetsen 

bouAFS-Schets-001, Schets stramienplan

1.4.1.6 Tekeningen    

1

bouAFS-CO-DO-001, Plattegronden en Doorsnede bouAFS-CO-DO-002, Doorsneden bouAFS-CO-DO-003, Principe Details bouAFS-CO-DO-004, Isometrie

Zie Bijlage A1 – Documentenlijst

BouAFS-Hoofdrapport_1

11


2 UITGANGSPUNTEN 2.1 ALGEMEEN Ten behoeve van het afstudeeronderzoek zijn uitgangspunten vastgelegd om vervolgens de stap naar de variantenstudie te kunnen maken. In dit hoofdstuk zijn de belangrijkste keuzes samengevat en vastgelegd. In het onderstaande document zijn alle uitgangspunten en ontwerpkeuzes uitgebreid beschreven: bouAFS-Uitgangspunten

2.2 HOOFDDRAAGSTRUCTUUR 2.2.1

MATERIAALKEUZE(2)

Voor de hoofddraagconstructie is een materiaalkeuze gemaakt tussen de drie meest gebruikte materialen in de utiliteitsbouwsector:  beton;  hout;  staal. Wanneer het ontwerp wordt bestudeerd en de randvoorwaarden naast elkaar worden gelegd, kan geconcludeerd worden dat staal de enige juiste keuze is om toe te passen. Het voegt geen overbodig gewicht toe aan de constructie en de gereserveerde constructiehoogte kan met staal worden ingevuld. Daarnaast biedt staal de mogelijkheid tot een uitdagende ontwerpvariant. Deze variant zal in de volgende paragraaf worden toegelicht.

2.2.2

VARIANTEN HOOFDDRAAGSTRUCTUUR

Voor de hoofddraagstructuur worden twee varianten in staal worden uitgewerkt tot VO niveau. De twee ontwerpvarianten:  constructief ontwerp met V-Kolom;  constructief ontwerp met volledig overstek. Stabiliteit en het beheersen van vervormingen zijn hierin kernpunten. Het mag duidelijk zijn dat het ontwerp zonder V-kolom invloed zal hebben op het ontwerp van de architect. De gevolgen van het wegnemen van de V-kolom zijn in het Constructief Rapport VO onderzocht3.

2 3

Zie bouAFS-Uitgangspunten – Paragraaf 2.1.1, Onderbouwing materiaalkeuze hoofddraagconstructie Zie bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 9, Conclusies- en aanbevelingen Variant 2

BouAFS-Hoofdrapport_1

12


Variant met V-kolom

Variant met volledig overstek

2.3 VLOERKEUZE Onderdeel voor het vaststellen van de uitgangspunten is het maken van een vloerkeuze om in de varianten toe te passen. Om deze keuze te kunnen maken is een analyse gemaakt van 3 verschillende vloeren 4:   

4

kanaalplaatvloer; staal-betonvloer; infravloer.

Zie bouAFS-Uitgangspunten – Paragraaf 2.2, Onderbouwing per onderzocht vloertype

BouAFS-Hoofdrapport_1

13


De drie vloeren zijn vervolgens elk afzonderlijk beoordeeld op de volgende onderdelen:     

schijfwerking; gewicht; bouwsnelheid; kosten; flexibiliteit.

In de tabel en de grafiek hieronder zijn de resultaten van de gemaakte Multi-Criteria Analyse gegeven5 (MCA). De staal-betonvloer heeft de hoogste score behaald en is daarmee de aan te bevelen variant. In alle varianten is de staal-betonvloer als uitgangspunt toegepast. MCA

Kanaalplaatvloer 1 Kanaalplaatvloer 2 Staal-betonvloer Infravloer

SCHIJFW .

GEWICHT

BOUWSN.

KOSTEN

FLEX.

TOT.

1x6=6 2x6=12 3x6=18 2x6=12

1x8=8 1x8=8 3x8=24 3x8=24

3x2=6 3x2=6 1x2=2 2x2=4

3x10=30 3x10=30 2x10=20 1x10=10

1x4=4 1x4=4 2x4=8 2x4=8

54 60 72 58

GRAFISCHE WEERGAVE 60 50 40 30 20 10 0 Kanaalplaat 1 Schijfwerking

Kanaalplaat 2 Staal-betonvloer Gewicht Bouwsnelheid Kosten

Infra-vloer Flexibiliteit

2.4 BELASTINGEN Specifieke eisen of wensen met betrekking tot belastingen zijn vanuit de opdrachtgever en de architect niet gespecificeerd. Belastingen zijn in het afstudeeronderzoek conform de eurocode toegepast.

GEHANTEERDE NORMEN: NEN-EN 1990 – Grondslagen van het constructief ontwerp NEN-EN 1991 – Belastingen op constructies

5

Zie bouAFS-Uitgangspunten – Paragraaf 2.4, Multi-Criteria Analyse vloeren

BouAFS-Hoofdrapport_1

14


2.4.1

VEILIGHEIDSKLASSE

Type gebouw: Kantoor-en bedrijfsgebouw Gevolgklasse: Voor de te hanteren belastingfactoren worden de eisen conform CC2 aangehouden

Ontwerplevensduur klasse: 3 (50 jaar), gebouwen.

STR/GEO

ALS

BouAFS-Hoofdrapport_1

15


SLS Blijvende belastingen

Veranderlijke belasting

Ongunstig

Gunstig

Overheersende

Andere

Karakteristiek (onomkeerbaar)

Gkj,sup

Gkj,inf

Qk,1

Ψ0,iQki (i>1)

Frequent (omkeerbaar/lokaal)

Gkj,sup

Gkj,inf

ѱ1,lQk,l

ѱ2,lQk,i

Quasi permanent (lange termijn effecten)

Gkj,sup

Gkj,inf

ѱ2,lQk,l

ѱ2,lQk,i

2.4.2

BRANDWERENDHEID

De hoogste gebruiksvloer ligt op 14,4 meter boven het maaiveld. Hiervoor geldt een brandwerendheid van 90 minuten. Wanneer de permanent aanwezige vuurbelasting lager is dan 500MJ per m2 mag deze waarde met 30 minuten worden gereduceerd. De hoofddraagconstructie en vloeren worden uitgevoerd in staal- en beton, Er mag worden aangenomen dat er sprake is van een vuurbelasting lager dan 500MJ per m 2.  

Hoofdraagconstructie (HDC) Secundaire constructie welke geen HDC is

60min. 30min.

Afb. Bouwen met staal, brandwerendheidseisen hoofddraagconstructie incl. reductie i.v.m. lage vuurbelasting

Een brandwerendheidseis van 60 minuten is niet extreem en is eenvoudig met brandwerende bekleding te realiseren. In het afstudeeronderzoek is de belastingssituatie brand niet specifiek onderzocht. De in het definitief ontwerp toegepaste verbanden6 zijn dikwandig uitgevoerd en over gedimensioneerd, de verwachting is dat de toegepaste verbanden voldoen op brandwerendheid zonder aanvullende maatregelen.

2.4.3

AANRIJDBELASTING

Om te voorkomen dat het gebouw instort ten gevolge van een aanrijding worden aanrijbeveiligingen geplaatst op de hoekpunten van het pand en tussen de overheaddeuren. Ter plekke van de V-kolom heeft het plaatsen van aanrijbeveiligingen een ongewenst esthetisch effect. Bij de V-kolom is een belasting in rekening gebracht van een aanrijding door een langzaam rijdende vrachtwagen conform de NEN-EN 1991-1-7.

6

Zie bouAFS-CO-DO-001

BouAFS-Hoofdrapport_1

16


Bovenstaande krachten dienen aan te grijpen op een hoogte van 1,2m

2.4.4

VERANDERLIJKE BELASTINGEN

RELEVANTE VERANDERLIJKE BELASTINGEN Klasse van belaste oppervlakte

qk

Qk

Ѱ0

Ѱ1

Ѱ2

2

[kN/m ] [kN] Klasse B Kantoorruimten 2,5 3 0,5 Balkons en dakterrassen 2,5 3 0,5 Klasse E2 Opslag en industrieel gebruik 3 7 1,0 Lichte scheidingswanden zijn opgenomen in de veranderlijke belasting de Eurocode. (0,5kN/m2)

2.4.5

0,5 0,5 0,9 conform

0,3 0,3 0,8

DAKBELASTINGEN

Voor daken is een sneeuwbelasting in rekening gebracht. Bij aansluitingen van hogere gebouwdelen op lagere bouwdelen dient rekening te worden gehouden met sneeuwophoping. - Sneeuwbelasting (platte daken) pq;rep = 0,56 kN/m2 - Sneeuwbelasting (ophoping) pq;rep = 2,80 kN/m2 In het afstudeeronderzoek is 0,56kN/m2 toegepast. De belasting van 2,80 kN/m2 komt slechts op een klein aantal locaties voor en geeft geen maatgevende verschillen. Wateraccumulatie bij platte daken is een belangrijk aspect. Er dienen voldoende spuwers en nood overstorten opgenomen te worden. Echter, het belastingsgeval regenwater leidt zelden tot zwaardere staalprofielen 7. De bouwkundige voorzieningen (hemelwaterafvoer) zijn bepalend. Met deze reden is wateraccumulatie in het afstudeeronderzoek buiten beschouwing gelaten.

2.4.6

WIND

Zwijndrecht:

Windgebied II, onbebouwd

Maximale gebouwhoogte:

Ongeveer 19m

Stuwdruk:

qp = 1,05 kN/m2

7

Wateraccumulatie, technisch dossier februari 2006, Bouwen met Staal

BouAFS-Hoofdrapport_1

17


2.5 PERMANENTE BELASTINGEN 2.5.1

UITGANGSPUNTEN

Deze paragraaf beschrijft de in het afstudeeronderzoek aangehouden volumieke gewichten en permanente belastingen. De specifieke belastingen per stramien zijn beschreven in het Constructief Rapport VO- en DO8,9. Het eigen gewicht van de constructie is apart verrekend met behulp van de toegepaste rekensoftware 10.

Gewichten per m2

Comflor 95 staalbetonvloer

3,05 [kN/m2]

Stalen dakplaten

0,20 [kN/m2]

Plafond, installaties & leidingen

0,20 [kN/m2]

Trespa plafond + isolatie

0,20 [kN/m2]

Bitumen dakbedekking

0,10 [kN/m2]

Draintegels

0,90 [kN/m2]

HSB Wand

0,60 [kN/m2]

Vliesgevelsysteem

1,50 [kN/m2]

Kozijnen incl. glas

0,50 [kN/m2]

Aluminium gevel cassettes

0,06 [kN/m2]

Soortelijk gewicht per m3 Gewapend beton

25 [kN/m3]

Cementdekvloer

20 [kN/m3]

Kalkzandsteen

20 [kN/m3]

Drukvaste isolatie

0,5 [kN/m3]

Minerale wol

0,2 [kN/m3]

Kunstharspleister

19 [kN/m3]

2.5.2

BEGANE GROND

In het afstudeeronderzoek ligt de focus de overspanning en het overstek, de begane grond is grotendeels buiten beschouwing gebleven. Om de belasting van de begane grond vloer te bepalen is gebruik gemaakt van het Tekla Structures model om een m2 belasting te bepalen, hierin is het totale gewicht van de begane grondvloer opgenomen, inclusief vloer en funderingsbalken.

8

Zie bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 5, belastingen Zie bouAFS-Constructief Rapport DO – Hoofdstuk 5, belastingen 10 Matrix Frame 5.0 SP11 9

BouAFS-Hoofdrapport_1

18


Begane grond Vloerdikte Funderingsbalken Belasting per m2

2.5.3

250 [mm] 400x600 [mm] 8,79 [kN/m2]

VERDIEPINGEN

1e Verdieping

G

Comflor 95 (150 dik)

3,05 [kN/m2]

Dekvloer+afwerking

1,00 [kN/m2]

Plafond, installaties & leidingen

0,20 [kN/m2]

=0.05*20

4,25 [kN/m2]

2e Verdieping

G

Comflor 95 (150 dik)

3,05 [kN/m2]

Dekvloer+afwerking

1,00 [kN/m2]

Trespa plafond + isolatie

0,20 [kN/m2]

=0.05*20

4,25 [kN/m2]

3e & 4e Verdieping (kantoor)

G

Comflor 95 (150 dik)

3,05 [kN/m2]

Dekvloer+afwerking

1,00 [kN/m2]

Plafond, installaties & leidingen

0,20 [kN/m2]

=0.05*20

4,25 [kN/m2]

4e Verdieping (Dakterras) Draintegels op noppen Cellulaire isolatie 120mm Bitumen dakbedekking Comflor 95 (150 dik)

G 0,9 [kN/m2] 0,06 [kN/m2]

=0.12*0,5

0,1 [kN/m2] 3,05 [kN/m2] 4,11 [kN/m2]

Tussen de belasting van het dakterras en de kantoorvloeren is het verschil miniem. Bij het ontwerpen van de varianten en de constructie wordt de maatgevende belasting van 4,25kN/m2 aangehouden.

BouAFS-Hoofdrapport_1

19


Dak

G

Bitumen dakbedekking

0,10 [kN/m2]

PS Dakisolatie 120mm

0,06 [kN/m2]

Stalen dakplaten

0,20 [kN/m2]

Plafond, installaties & leidingen

0,20 [kN/m2]

=0.12*0,5

0,46 [kN/m2]

2.5.4

GEVELS

Glazen gevelvulling Vliesgevelsysteem

1,50 [kN/m2]

Kozijnen incl. glas

0,50 [kN/m2]

Gevel stucwerk 1

G

150mm kalkzandsteen

3,00 [kN/m2]

=0.15*20

200mm Minerale wol

0,04 [kN/m2]

=0.2*0,2

3mm Kunstharspleister

0,57 [kN/m2]

=0.03*19

3,61 [kN/m2]

In het Constructief Rapport VO- en DO is een vereenvoudiging toegepast voor de gevelbelasting. Het onderzochte gebouwdeel bestaat volledig uit een stucwerk gevel met glazen stroken van kozijnen. Aangenomen is dat de gevel voor grofweg 50% uit glas bestaat. Aan de hand van deze aanname is onderstaande m 2 belasting bepaald en in de constructieve rapportages toegepast.

Gevelbelasting Gem. permanente gevelbelasting

BouAFS-Hoofdrapport_1

G 2,31 [kN/m2]

=0,50+3,61/2

20


3 VOORONTWERP 3.1 ALGEMEEN In het voorontwerp is een variantstudie uitgevoerd op basis van de vastgelegde uitgangspunten. De haalbaarheid van de varianten is onderzocht. Bij de studie naar de haalbaarheid is gezocht naar oplossingen, die op technische- en economische haalbaarheid getoetst zijn. De variantenstudie is beschreven in: Constructief Rapport bouAFS-Constructief Rapport VO Schets bouAFS-SCHETS-001 – Stramienplan

3.2 ONDERZOCHTE VARIANTEN 3.2.1

VARIANT 1

Bij de analyse van variant 1 zijn twee oplossingsrichtingen onderzocht. Deze richtingen zijn opgesplitst in:  Variant 1A  Variant 1B Bij variant 1A is getracht het aangeleverde architectonische ontwerp zoveel mogelijk te respecteren, door de voor het ontwerp zo kenmerkende raamstroken niet te onderbreken. Bij variant 1B is gezocht naar mogelijkheden om de constructie efficiënter te ontwerpen. Deze twee verschillende invalshoeken hebben dan ook geleid tot twee verschillende oplossingen. Een gedetailleerde beschrijving van de varianten is beschreven in de volgende alinea’s.

Afb. Architectonisch ontwerp

BouAFS-Hoofdrapport_1

21


Variant 1A(11) In het architectonisch ontwerp zijn voor het onderzochte gebouwdeel voornamelijk de transparante raamstroken een in het oog springend onderdeel van het ontwerp. Om dit te kunnen realiseren wordt de overspanning gerealiseerd met behulp van een vierendeelligger. Door het toepassen van dit principe worden de raamstroken alleen door kolommen onderbroken.

Afb. Schets variant 1A

Variant 1B(12) De in variant 1A toegepaste vierendeelligger heeft een groot aantal moment vaste verbindingen. Moment vaste verbindingen zijn duurder en complexer dan scharnierende verbindingen. In variant 1B is gezocht naar een oplossing met scharnierende verbindingen. Dit is gerealiseerd door verbanden toe te voegen tussen 2 bouwlagen. Op deze manier wordt de aanwezige hoogte efficiënt benut en ontstaat een vakwerkligger. Nadeel van deze oplossing is het feit dat de raamstroken deels zullen worden doorbroken door verbanden. In het ontwerp van variant 1B is getracht dit effect te minimaliseren door het toepassen van slanke verbanden.

Afb. Schets variant 1B

11 12

Zie bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 7, Uitwerking Variant 1A Zie bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 8, Uitwerking Variant 1B

BouAFS-Hoofdrapport_1

22


3.2.2

VARIANT 2(13)

In Variant 2 is de mogelijkheid onderzocht om de V-Kolom volledig weg te laten. De krachten worden opgevangen worden door het creëren van 2 vakwerkliggers. Deze vakwerkliggers zijn 2 verdiepingslagen hoog. In het constructief rapport VO is onderzoek gedaan naar de technische- en economische haalbaarheid van de variant. In het rapport zijn de ontwerpconsequenties14 van het verwijderen van de V-Kolom beschreven en is de krachtsverdeling15 bepaald. Kritisch onderdeel van deze variant is de op trek belaste fundering16.

Afb.Variant 2

3.3 AANBEVOLEN ONTWERPVARIANT Uit onderzoek is blijkt dat variant 2 zonder V-Kolom geen wenselijke oplossing is. De hoeveelheid technische en economische consequenties is dusdanig complex dat er is geconcludeerd dat verder onderzoek niet rendabel is17. Variant 1A- en B zijn globaal gedimensioneerd op basis van vervormingen en vervolgens is tussen deze twee varianten een definitieve keuze gemaakt 18. Deze keuze is beoordeeld op:  invloed op gevelontwerp;  gewicht;  kosten;  flexibiliteit.

AFb. Impressie Variant 1A

AFb. Impressie Variant 1B

13

Zie bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 9, Uitwerking Variant 2 Zie bouAFS-Constructief Rapport VO – Paragraaf 9.2.1, Ontwerpconsequenties verwijderen V-Kolom 15 Zie bouAFS-Constructief Rapport VO – Paragraaf 9.3, Trekbelasting stramien 7 16 Zie bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 6, Analyse sonderingen 17 Zie bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 9, Conclusies en aanbevelingen Variant 2 18 Zie bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 10, Vergelijking variant 1A en 1B 14

BouAFS-Hoofdrapport_1

23


Beide varianten hebben geen directe invloed op de flexibiliteit van het pand. Met deze reden is dit punt beschouwd als neutraal en niet in de uiteindelijke Multi-Criteria Analyse opgenomen19. De resultaten van deze MCA zijn in de tabel en de grafiek hieronder weergegeven.

MCA Variant 1A Variant 1B

GEVELONTWERP

GEWICHT

KOSTEN

TOTAAL

2x4=8 1x4=4

1x2=2 2x2=4

1x2=4 2x6=12

14 20

GRAFISCHE WEERGAVE

25 20 15 10 5 0 Variant 1A Gevelontwerp

Variant 1B Gewicht

Kosten

Uit de bovenstaande MCA kan worden geconcludeerd dat Variant 1B de aanbevolen variant is. De variant scoorde het maximale aantal punten op gewicht en kosten. Door het toepassen van slanke verbanden is het effect op het gevelontwerp geminimaliseerd.

19

Zie bouAFS-Constructief Rapport VO – Paragraaf 10.5, Multi-Criteria Analyse variant 1A en 1B

24 BouAFS-Hoofdrapport_1


4 DEFINITIEF ONTWERP 4.1 ALGEMEEN In het definitief ontwerp is de aanbevolen ontwerpvariant verder uitgewerkt. De mogelijkheidom de betonvloer constructief te verbinden met de stalen liggers is onderzocht. Hiermee kan een slankere constructie worden gerealiseerd. De profilering is geoptimaliseerd en getoetst. Extra aandacht is besteed aan het belastingsgeval aanrijding en de detaillering rondom de V-Kolom. Tot slot is schematisch een mogelijke bouwvolgorde onderzocht en beschreven. Dit is gedaan om eventuele problemen met monteerbaarheid, stabiliteit- en veiligheid uit te sluiten. Het volledige definitief ontwerp, inclusief berekeningen en ontwerpkeuzes is vastgelegd in een constructief rapport en tekeningen: Constructief Rapport bouAFS-Constructief Rapport DO Do Tekeningen bouAFS-CO-DO-001 bouAFS-CO-DO-002 bouAFS-CO-DO-003 bouAFS-CO-DO-004

– – – –

Plattegronden en doorsnede Doorsneden Principe Details Isometrie

4.2 ANALYSE STAAL-BETON De hoofdvraag bevat het kernwoord duurzaamheid. De aanbevolen ontwerpvariant is dan ook gekozen op basis van de positieve score op duurzaamheid (gewicht) en kosten. Een mogelijkheid tot verdere optimalisatie is het realiseren van een constructieve samenwerking tussen de staalconstructie en de betonnen vloeren. Bij het schuifvast verbinden van beide elementen fungeert de betonnen vloer als drukflens en vangen de stalen liggers de optredende trekkrachten ten gevolge van de doorbuiging op. Het schuifvast verbinden van de staalconstructie met de vloeren heeft een aantal consequenties. De verbinding wordt gerealiseerd met een verbindingsmiddel, zoals bijvoorbeeld deuvels. De deuvels dienen te worden afgetekend en geplaatst, dit vergt veel arbeid. In de ontwerpfase maakt de verbinding de berekeningen complexer. Sparingen en verbindingen vereisen extra aandacht.

Afb. staal-betonvloer, brochure DutchEngineering Comflor 95

BouAFS-Hoofdrapport_1

25


In het Constructief Rapport DO20 is onderzocht of een constructieve samenwerking tussen staal en beton rendabel is. Om een vergelijking te maken zijn de IPE600 vloerliggers uit de aanbevolen ontwerpvariant gebruikt. Bij de ligger zijn de effecten van het schuifvast verbinden met de betonvloer onderzocht voor sterkte en stijfheid. Op basis van de resultaten uit de vergelijking op sterkte is het profiel geoptimaliseerd en is de mogelijke besparing op materiaalkosten bepaald. De winst op materiaalkosten is afgewogen tegenover de kostenverhogende consequenties van het realiseren van de verbinding. In de vergelijking zijn de volgende zaken vastgelegd:  De sterkte- en stijfheid van een schuifvast verbonden IPE500 ligger is ongeveer gelijk aan die van een niet verbonden IPE600 ligger 21  De kostenbesparing op materiaal voor het onderzochte gebouwdeel bedraagt €3630,3622 De exacte kosten die het verbinden van de stalen liggers met het beton vereist op het gebied van uitvoering en engineering zijn niet in beeld gebracht. Wel kan worden geconcludeerd dat de besparing op materiaalkosten klein is en snel teniet zal worden gedaan door de kostenverhogende consequenties in de uitvoering en engineering. Er is besloten om in het definitief ontwerp niet uit te gaan van een constructieve samenwerking tussen staal- en beton23.

4.3 AANRIJDING V-KOLOM De V-Kolom is berekend op een lichte aanrijding met een vrachtwagen conform. de NEN-EN-1991-1-724.

Afb. Schema V-Kolom met aanrijding

De kolom is berekend op een aanrijdbelasting conform paragraaf 3.4.3. Door de aanrijding zal de kolom vervormen, met dit 2e orde effect is rekening gehouden. De kolom voldoet met een Unity Check van 0,6924.

20

Zie bouAFS-Constructief Rapport DO – Hoofdstuk 7, Analyse staal-beton Zie bouAFS-Constructief Rapport DO – Paragraaf 7.3, Sterkte vergelijking 22 Zie bouAFS-Constructief Rapport DO – Paragraaf 7.4, Kostenvergelijking 23 Zie bouAFS-Constructief Rapport DO – Hoofdstuk 7, Conclusies en aanbevelingen 24 Zie bouAFS-Constructief Rapport DO – Paragraaf 8.5, Berekening aanrijding conform NEN-EN-1991-1-7 21

BouAFS-Hoofdrapport_1

26


De V-Kolom is een hoofdonderdeel van de constructie, er is geen 2 e draagweg beschikbaar voor de krachten die door de kolom worden afgevoerd. De berekening van de norm voorziet in een aanrijding met een langzaam rijdende vrachtenwagen. Met mogelijke andere extreme belastingen is in het afstudeeronderzoek geen rekening gehouden.

4.4 DETAILLERING V-KOLOM Voor de aansluitingen van de V-Kolom aan boven- en onderzijde zijn een aantal opties onderzocht25. Het type verbinding is grofweg in twee typen te verdelen:  scharnier;  (gedeeltelijke) inklemming. Aan de onderaansluiting zijn de volgende randvoorwaarden gesteld:  Esthetisch moet het lijken of de V-Kolom in de vloer “verdwijnt”, de verbinding mag niet te hoog worden.  De verbinding moet enige stelmogelijkheden bezitten.  Deling van de V-Kolom in verband met montagevrijheid en transportafmetingen. Een lasverbinding in het werk is onwenselijk in verband met de kostenverhogende extra werkzaamheden. De lasverbinding moet in het werk worden gemaakt, daardoor moet de conservering ter plekke worden hersteld. Voor de bovenaansluiting gelden deze voorwaarden niet. Het zal niet eenvoudig zijn om beide zijden van de kolom stelmogelijkheden te geven, daarom moet de maatvastheid worden geaccepteerd. De bovenaansluiting zit weggewerkt boven een plafond, daarom zijn hier geen esthetische eisen aan verbonden. Bij de bovenaansluiting is een aandachtspunt de thermische schil. De verbinding is een potentiële koudebrug en moet worden ingepakt met isolatiemateriaal. Op de detailtekening26 is de thermische schil ingetekend om aan te tonen dat er voldoende ruimte aanwezig is tussen de ligger en het verlaagde plafond isolatie aan te brengen. Dit heeft uiteindelijk geleidt tot 2 mogelijke oplossingen voor de onderaansluiting:

Afb. Scharnierende verbinding

25 26

Afb. Praktische verbinding

Zie bouAFS-Constructief Rapport DO – Hoofdstuk 9, Ontwerpproces boven- en onderaansluiting Zie bouAFS-CO-DO-003, Detail 2

BouAFS-Hoofdrapport_1

27


Bij de praktische verbinding treedt een inklemmingsmoment op. De gevolgen hiervan zijn onderzocht27. Na onderzoek blijkt dat deze gevolgen verwaarloosbaar zijn. In combinatie met de voordelen op het gebied van een lagere complexiteit, aantal onderdelen en montagevrijheid is de praktische verbinding de aanbevolen oplossing 28, 29. Na analyse blijkt voor de bovenaansluiting een inklemmingsmoment wel problematisch30. Met deze reden is de verbinding scharnierend uitgevoerd. De verbinding is scharnierend uitgevoerd door gebruik te maken van een oplegblok met een afrondingsstraal. Onderstaande afbeeldingen maken het detail inzichtelijk31. Bij de verbindingen is de krachtsinleiding kritisch, het schot in de balk en de oplegnok zijn gecontroleerd32.

Afb. Aanzicht bovenaansluiting

Afb. Doorsnede bovenaansluiting

Afb. Detail oplegnok

27

Zie bouAFS-Constructief Rapport DO – Paragraaf 9.3, Praktische onderaansluiting Zie bouAFS-Constructief Rapport DO – Paragraaf 9.4, Aanbevolen onderaansluiting 29 Zie bouAFS-CO-DO-003, Detail 2, Uitgewerkte onderaansluiting 30 Zie bouAFS-Constructief Rapport DO – Paragraaf 9.5, Verbindingstype bovenaansluiting 31 Zie bouAFS-CO-DO-003, Detail 3, Uitgewerkte bovenaansluiting 32 Zie bouAFS-Constructief Rapport DO – Paragraaf 9.6, Schotberekening en controle spanning oplekblok 28

BouAFS-Hoofdrapport_1

28


4.5 UITVOERING Bij overkragingen en verhoogde gebouwen is de uitvoering een aandachtspunt. De stabiliteit, vervormingen en veiligheid tijdens de uitvoering zijn belangrijke punten die bij een overkraging extra aandacht vereisen. In het Constructief Rapport DO is een voorgeschreven bouwvolgorde opgezet aan de hand van het constructief ontwerp 33. De bouwvolgorde is het constructief rapport DO34 stap voor stap beschreven. Voor de bouwvolgorde zijn de in paragraaf 5.4.1- en 5.4.2 benoemde uitgangspunten en aandachtspunten aangehouden. Het staat de opdrachtnemer vrij hier alternatieven in aan te dragen. Bij deze alternatieven dienen te allen tijde de consequenties voor het constructief ontwerp te worden onderzocht en gemeld aan de constructeur.

4.5.1 

UITGANGSPUNTEN De fabricage en montage dient te geschieden conform de NEN-EN 1090, Execution Class 2

Afb. NEN-EN 1090-2 bijlage A1

 

4.5.2  

33 34

Een deel van het pand, rechts van stramien 4 dient te zijn opgebouwd, op dit deel van het pand zal worden aangesloten.47 De betonvloer is niet in de bouwvolgorde opgenomen, de vloer is geen maatgevend onderdeel. Wanneer al het staal van een verdieping is aangebracht kan worden gestart met het uitlegen van de vloerplaten.Het uitleggen van de vloerbeplating kan in verband met de veiligheid niet gelijktijdig met de hijswerkzaamheden, die noodzakelijk zijn voor de opbouw/montage van de volgende verdieping. Wanneer het volledige staalskelet is opgebouwd mag worden gestart met het afstorten van de betonvloeren.

AANDACHTSPUNTEN Blijvende vervormingen die kunnen optreden tijdens de uitvoeringfase dienen te worden voorkomen Een deel van de stabiliteit wordt ontleend aan schijfwerking van de vloeren. Zolang de vloeren niet zijn aangebracht en uitgehard dienen hier (tijdelijke) voorzieningen voor de stabiliteit te worden aangebracht. Deze kunnen worden verwijderd na afstorten en uitharden van de betonvloer

Zie bouAFS-Constructief Rapport DO – Hoofdstuk 10, Uitvoering Zie bouAFS-Constructief Rapport DO – Paragraaf 10.2, Bouwvolgorde per stap beschreven

BouAFS-Hoofdrapport_1

29


Onderstaande afbeeldingen tonen de meest significante stappen uit het opbouwproces.

Afb. Beginsituatie, voor aanvang montage stramien 1 t/m 3

Afb. V-Kolom inclusief onderslagbalk geplaatst

Afb. Vakwerkspanten geplaatst

Afb. Staal t/m vloerniveau +10.800 geplaatst

Afb. Staalskelet t/m vloerniveau +14.400 geplaatst

Afb. Eindsituatie, inclusief vloeren

BouAFS-Hoofdrapport_1

30


5 ARTIST IMPRESSIONS Om het eindresultaat goed in beeld te brengen zijn een aantal 3D impressies gemaakt. Deze 3D impressies geven een goed beeld van de transparante raamstroken en de details waar naar gestreefd is om deze zo “schoon” mogelijk te houden.

5.1 EXTERIEUR

Afb. Aanzicht vanuit Uilenhaven

Afb. Detail onderaansluiting V-Kolom

BouAFS-Hoofdrapport_1

31


Afb. Aanzicht vanaf Lindtsedijk

Afb. V-Kolom

BouAFS-Hoofdrapport_1

32


5.2 INTERIEUR

Afb. Interieurimpressie vloerniveau +7.200

Afb. Detail aansluiting verband vakwerkligger

BouAFS-Hoofdrapport_1

33


6 CONCLUSIES- EN AANBEVELINGEN

6.1 CONCLUSIE In dit hoofdstuk worden de onderzoeksresultaten geanalyseerd en de hoofdvraagstelling beantwoord. Vervolgens worden conclusies getrokken en aanbevelingen gedaan voor verdere uitwerking, eventueel nadere onderzoeken en/of nadere detaillering. De hoofdvraag: Wat is een duurzaam constructief concept voor de overkragende constructie? Om de hoofdvraag te beantwoorden zijn de in paragraaf 1.4.1 benoemde referentiedocumenten gemaakt. Om tot een advies te komen zijn de uitgangspunten voor het constructief ontwerp vastgelegd. Op basis van deze uitgangspunten is een variantenstudie gemaakt. Vervolgens is de aanbevolen variant uitgewerkt op DO niveau. Het constructief advies, de hoofdconclusie: De meest geschikte constructie, is de constructie zoals beschreven in het constructief rapport DO35. Het ontwerp voldoet aan de vastgelegde technische uitgangspunten en geldende normen. Hierbij is het architectonisch ontwerp gerespecteeurd In de onderstaande paragrafen 6.1.1- en 6.1.2 worden de belangrijkste conclusies en keuzes in het ontwerpproces benoemd worden.

6.1.1

VOOR ONTWERP

In het voorontwerp is een variantenstudie gemaakt, hierin zijn de mogelijkheden onderzocht van twee hoofdvarianten:  constructief ontwerp met V-Kolom, genoemd Variant 1;  constructief ontwerp met volledig overstek, genoemd Variant 2. Variant 236 is vroegtijdig afgevallen. Aan het wegnemen van de V-Kolom zitten de nodige ontwerpconsequenties verbonden 37. Deze consequenties leiden tot hogere kosten, zowel in de ontwerpfase als in de uitvoeringfase. Daarnaast kan een invloed op de flexibiliteit van het pand verwacht worden. Deze lijst van consequenties, in combinatie met de bevindingen met betrekking tot de trekbelasting voor de fundering38 hebben geleidt tot het advies om te stoppen met het verder uitwerken van variant 2 en de focus op variant 1 te leggen. Variant 1 is opgesplitst in 2 sub-varianten:  variant met zogenoemde ‘vierendeel’ ligger, genoemd Variant 1A 39;  variant met vakwerkligger, genoemd Variant 1B40.

35

Zie bouAFS-Constructief Rapport DO Zie bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 9, Conclusies en aanbevelingen 37 Zie bouAFS-Constructief Rapport VO – Paragraaf 9.2.1, Ontwerconsequenties verwijderen V-Kolom 38 Zie bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 6, Analyse sonderingen 39 Zie bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 7, Variant 1A 40 Zie bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 8, Variant 1B 36

BouAFS-Hoofdrapport_1

34


Beide varianten zijn globaal gedimensioneerd op vervormingen. Op basis van deze uitgangspunten is een Multi-Criteria Analyse gemaakt tussen beide varianten. Hierin    

is beoordeeld op: invloed op gevelontwerp; gewicht; kosten; flexibiliteit.

Variant 1B is de aanbevolen ontwerpvariant. De variant scoorde goed op duurzaamheid (gewicht) van de hoofddraagconstructie en kosten. Er is sprake van een klein effect op het architectonisch ontwerp. Dit effect is geminimaliseerd door het toepassen van slanke verbanden in de vakwerkligger.

6.1.2

DEFINITIEF ONTWERP

De aanbevolen variant is vervolgens uitgewerkt op DO niveau. Bij de uitwerking zijn de volgende onderdelen onderzocht:  Analyse staal-beton41: De hoofdvraag bevat het kernwoord duurzaamheid. De mogelijkheid om de constructie slanker uit te voeren door een constructieve samenwerking te realiseren tussen staal- en beton is onderzocht. De constructieve verbinding tussen staal- en beton leverde echter niet het gewenste resultaat op en is economisch onrendabel gebleken.  Toetsing profilering42: In de variantenstudie is globaal gedimensioneerd op vervormingen. Deze profilering is geoptimaliseerd en getoetst conform de geldende normen.  Aanrijding V-Kolom43: Aanrijdbeveiliging rondom de V-Kolom is esthetisch onwenselijk. De V-Kolom is getoetst op een lichte aanrijding met een vrachtwagen conform de geldende normen.  Detaillering V-Kolom44: De V-Kolom is één van de belangrijkste onderdelen uit het ontwerp, met deze reden is voor dit specifieke onderdeel extra aandacht besteed aan de detaillering. Voor de boven- en onderaansluiting zijn principedetails vastgelegd.  Uitvoering45: Om onpraktische, onveilige en on-monteerbare punten uit het ontwerp te halen is schematisch een bouwvolgorde opgesteld. De bouwvolgorde is inclusief minimaal benodigde hulpvoorzieningen om de stabiliteit en vervormingen tijdens de uitvoeringsfase beheersbaar te houden. Wanneer de constructie wordt uitgevoerd zoals in het constructief rapport DO is beschreven voldoet het conform de gestelde uitgangspunten en geldende Eurocode normen.

41

Zie bouAFS-Constructief Rapport DO – Hoofdstuk 7, Analyse staal-beton Zie bouAFS-Constructief Rapport DO – Hoofdstuk 8, Toetsing profilering 43 Zie bouAFS-Constructief Rapport DO – Paragraaf 8.5, Byzondere belasting aanrijding 44 Zie bouAFS-Constructief Rapport DO – Hoofdstuk 9, Detaillering V-Kolom 45 Zie bouAFS-Constructief Rapport DO – Hoofdstuk 10, Uitvoering 42

BouAFS-Hoofdrapport_1

35


6.2 AANBEVELINGEN In dit afstudeeronderzoek is voor de hoofddraagconstructie van een specifiek gedeelte van het pand een constructief advies geschreven. Dit is gedaan op basis van de op dat moment beschikbare informatie en tijd. Met deze reden zijn onderdelen buiten beschouwing gebleven, omdat deze niet direct relevant waren voor het onderzoek. In deze paragraaf zullen een aantal aanbevelingen worden benoemd voor verdere uitwerking van het volledige project. Hier is onderscheidt gemaakt tussen aanbevelingen welke specifiek invloed en/of raakvlakken hebben met het onderzochte gebouwdeel en algemene aanbevelingen voor het totale project.

6.2.1

SPECIFIEKE AANBEVELINGEN

Het verdient de aanbeveling om bij verdere uitwerking van het project aandacht te besteden aan de onderstaande onderdelen, gezien onderderstaande onderdelen niet volledig zijn uitgewerkt of niet in het afstudeeronderzoek aan bod zijn gekomen:  Brand: Gezien de relatief lage eis van 60 minuten is geen extra aandacht besteed aan de belastingsituatie brand. Voor de volledigheid dient deze berekening te worden uitgevoerd, en waar nodig dient extra bescherming te worden aangebracht. De verwachting is dat voor de dikwandige buizen in het vakwerk geen extra bescherming noodzakelijk is.  Sparingen: Ten tijde van het maken van dit rapport is onvoldoende informatie bekend over de in het pand toe te passen installaties. Met deze reden zijn in de hoofddraagconstructie geen sparingen opgenomen. De Unity Checks bevatten echter voldoende ruimte om de nodige sparingen aan te brengen in de hoofdliggers.  Vloeren: Voor de toegepaste staalplaatbeton vloeren zijn specialistische bedrijven op de markt, met deze reden is aan de detaillering van de vloeren in het afstudeeronderzoek geen verdere aandacht besteed.  Afbouw: In het rapport is niet gekeken naar verdere afbouw. Er is voldoende ruimte gereserveerd voor gevels, bouwkundige afwerking- en installaties. Aandachtspunt is de bevestiging van gevels en het verlaagde plafond onder de overkraging. Hier moet met de mogelijke effecten van de wind rekening worden gehouden.  Detail Engineering: Het rapport is uitgewerkt tot aan DO niveau. Getoonde detaillering46 zijn principe details en mogen onder geen beding als zijnde definitief worden beschouwd. Detail Engineering is de verantwoording van de opdrachtnemer.  Onderbouw: De op DO tekeningen47 getoonde poer is gedimensioneerd op basis van vuistregels. Er dienen sonderingen te worden uitgevoerd van het te bebouwen terrein. Op basis van deze informatie moetl een palenplan inclusief fundering worden ontworpen.  Kosten: In het voorontwerp is een begroting gemaakt op basis van materiaalkosten. Het verdient de aanbeveling om op basis van het definitief ontwerp een volledige kostenraming te maken voor de hoofddraagconstructie, inclusief detaillering en uitvoering.

46 47

Zie bouAFS-CO-DO-001 en 002 Zie bouAFS-CO-DO-003

BouAFS-Hoofdrapport_1

36


6.2.2

ALGEMENE AANBEVELINGEN

Het verdient de aanbeveling bij verdere uitwerking van het onderzochte gebouwdeel, het gehele pand in een vroeg stadium bij het onderzoek te betrekken. De stabiliteitsvoorzieningen zijn hierin een belangrijk onderdeel van het constructief ontwerp. Door het gehele pand bij het onderzoek te betrekken ontstaat een goed totaalbeeld. Dit beeld zal helpen bij het maken van ontwerpbeslissingen. Daarnaast dient aandacht te worden bestaand aan verdere bouwkundige uitwerking, zoals installaties en toetsingen conform het geldende bouwbesluit.

BouAFS-Hoofdrapport_1

37


7 REFLECTIE In dit hoofdstuk wordt teruggeblikt op het doorlopen proces. De eerste stap in het afstudeerproces is het vinden van een geschikte opdracht. Deze opdracht is gevonden bij DAR Bouwadvies B.V. in de vorm van een kantoorpand met als ontwerpuitdaging een overkraging. Van het pand was een schetsplan aanwezig. De opdracht van DAR Bouwadvies B.V. omvat het uitwerken van het schetsplan. Op basis van het schetsplan is een plan van aanpak opgesteld voor het schrijven van een constructief advies. Om tot een constructief advies te komen zijn de benodigde uitgangspunten vastgelegd voor het maken van een constructief ontwerp. Op basis van de vastgestelde uitgangspunten is een variantenstudie uitgevoerd waarin twee hoofdvarianten zijn beoordeeld op technische- en economische haalbaarheid. Uit deze studie is uiteindelijk één variant aanbevolen. In de variantenstudie zijn de krachtswerking en mogelijke ontwerpconsequenties inzichtelijk gemaakt. De Hogeschool competentie BOU248 sluit aan op het in de variantenstudie doorlopen proces. De aanbevolen variant is uitgewerkt op DO niveau. Hierbij is aandacht besteedt aan de profilering, bijzondere belastingssituatie, detaillering en de uitvoering. Tijdens dit proces is gewerkt aan de competentie BOU349. De constructie zoals deze in het Constructief Rapport DO is beschreven is de uiteindelijke constructie zoals in het Hoofdrapport is aanbevolen. De constructie voldoet aan de gestelde technische randvoorwaarden conform de Eurocode zonder het architectonisch ontwerp te schaden. Er kan met tevredenheid op het proces worden teruggeblikt. Het afstudeeronderzoek is projectmatig aangepakt. Tijdens dit afstudeerproces is gewerkt aan de competentie BOU650 Er zijn voldoende besprekingen geweest, waarin met de juiste kritiek is toegewerkt naar een goed verslag. De documenten zijn tijdens het proces binnen de opgestelde projectstructuur opgeslagen en beheerd. Alle documenten en de laatste revisies zijn inzichtelijk gebleven tijdens het afstudeerproces. Er zijn echter een aantal punten op te merken waar het proces verbeterd had kunnen worden. De architect was helaas niet beschikbaar voor het geven van feedback op de gemaakte ontwerpkeuzes. Op basis van de beschikbare documenten is getracht de visie van het architectonisch ontwerp te respecteren. Belangrijke onderdelen hiervan zijn de grote raamstroken en de V-Kolom die in de grond lijkt te verdwijnen. Om de krachtswerking in de constructie inzichtelijker te maken is het waarschijnlijk beter om de constructie van het volledige pand in de analyse te betrekken. In verband met de eis van een specifiek afstudeeronderwerp is dit echter niet voldoende gebeurd. In het afstudeeronderzoek werd een specifieke hoofdvraag geëist, dit in combinatie met de eis dat gedurende het afstudeeronderzoek drie competenties aan bod dienen te komen, is gekozen om in het project de focus te leggen op een afgebakend gedeelte van het totale pand.

48

Maken van een integraal ontwerp conform opleidingsbijlage Bouwkunde 2013-2014 Specificeren van een ontwerp conform opleidingsbijlage Bouwkunde 2013-2014 50 HBO werk- en denkniveau conform opleidingsbijlage Bouwkunde 2013-2014 49

BouAFS-Hoofdrapport_1

38


8 LITERATUURLIJST 8.1 LITERATUUR Bouwkunde Tabellenboek. (2007). Groningen/Houten: Wolters-Noordhoff BV. H.H. Snijder, H. S. (2011). Krachtswerking. Zoetermeer: Bouwen met Staal. J.W.B. Stark, R. S. (2009). Staal-beton. Zoetermeer: Bouwen met Staal. Jellema 2, Onderbouw. (2005). Utrecht/Zutphen: ThiemeMeulenhoff. Jellema 3, Draagstructuur. (2004). Amersfoort: ThiemeMeulenhoff. Jellema 9, Utiliteitsbouw. (2004). Utrecht/Zuthphen: ThiemeMeulenhoff. Tabellen voor bouw- en waterbouwkundigen. (2006). Amersfoort: ThiemeMeulenhoff.

8.2 GERAADPLEEGDE WEBSITES http://www.bouwenmetstaal.nl/index.php?page=staal-en-co2 http://www.berekeningvanconstructies.be/2_682.htm http://www.DutchEngineering.nl http://www.mcb.nl http://www.vanleeuwen.eu/ https://connect.nen.nl.ezproxy.hro.nl/ , benaderd via http://www.hint.hro.nl voor het raadplegen van de in de constructieve rapportages benoemde normen.

8.3 SOFTWARE Afbeeldingen varianten gemaakt m.b.v. Tekla Structures 18.0 Afbeeldingen/scans/schetsen m.b.v. Jing ‘Screen Capture’ Architectuur impressies varianten m.b.v. Trimble Sketch

BouAFS-Hoofdrapport_1

39


9 REFERENTIELIJST

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50.

Bijlage A1 – Documentenlijst; bouAFS-Uitgangsputnen – Paragraaf 2.1.1, Onderbouwing materiaalkeuze hoofddraagcosntructie; bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 9, Conclusies- en aanbevelingen Variant 2; bouAFS-Uitgangspunten – Paragraaf 2.2, Onderbouwing per onderzocht vloertype; bouAFS-Uitgangspunten – Paragraaf 2.4, Multi-Criteria Analyse vloeren; bouAFS-CO-DO-001; Wateraccumulatie, technisch dossier februari 2006, Bouwen met Staal; bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 5, belastingen; bouAFS-Constructief Rapport DO – Hoofdstuk 5, belastingen; Matrix Frame 5.0 SP11; bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 7, Uitwerking Variant 1A; bouAFS-Constructief Rapport DO – Hoofdstuk 8, Uitwerking Variant 1B; bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 9, Uitwerking Variant 2; bouAFS-Constructief Rapport VO – Paragraaf 9.2.1, Ontwerpconsequenties verwijderen V-Kolom; bouAFS-Constructief Rapport VO – Paragraaf 9.3, Trekbelasting stramien 7; bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 6, Analyse sonderingen; bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 9, Conclusies en aanbevelingen Variant 2; bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 10, Vergelijking variant 1A en 1B; bouAFS-Constructief Rapport VO – Paragraaf 10.5, Multi-Criteria Analyse variant 1A en 1B; bouAFS-Constructief Rapport DO – Hoofdstuk 7, Analyse staal-beton; bouAFS-Constructief Rapport DO – Paragraaf 7.3, Sterkte vergelijking; bouAFS-Constructief Rapport DO – Paragraaf 7.4, Kostenvergelijking; bouAFS-Constructief Rapport DO – Hoofdstuk 7, Conclusies en aanbevelingen; bouAFS-Cosntructief Rapport DO – Paragraaf 8.5, Berekening aanrijding conform NEN-EN-1991-1-7; bouAFS-Constructief Rapport DO – Hoofdstuk 9, Ontwerpproces boven- en onderaansluiting; bouAFS-CO-DO-003, Detail 2; bouAFS-Constructief Rapport DO – Paragraaf 9.3, Praktische onderaansluiting; bouAFS-Constructief Rapport DO – Paragraaf 9.4, Aanbevolen onderaanslutiing; bouAFS-CO-DO-003, Detail 2, uitgewerkte onderaansluiting; bouAFS-Constructief Rapport DO – Paragraaf 9.5, Verbindingstype bovenaansluiting; bouAFS-CO-DO-003, Detail 3, Uitgewerkte bovenaansluiting; bouAFS-Constructief Rapport DO – Paragraaf 9.6, Schotberekening en controle spanning oplegblok; bouAFS-Constructief Rapport DO – Hoofdstuk 10 , Uitvoering; bouAFS-Constructief Rapport DO – Paragraaf 10.2, Bouwvolgorde per stap beschreven; bouAFS-Constructief Rapport DO; bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 9, Conclusies en aanbevelingen; bouAFS-Constructief Rapport VO – Paragraaf 9.2.1, Ontwerpconsequenties verwijderen V-Kolom; bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 6, Analyse sonderingen; bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 7, Variant 1A; bouAFS-Constructief Rapport VO – Hoofdstuk 8, Variant 1B; bouAFS-Constructief Rapport DO – Hoofdstuk 7, Analyse staal-beton; bouAFS-Constructief Rapport DO – Hoofdstuk 8, Toetsing profilering; bouAFS-Constructief Rapport DO – Paragraaf 8.5, Byzondere belasting aanrijding; bouAFS-Constructief Rapport DO – Hoofdstuk 9, Detaillering V-Kolom; bouAFS-Constructief Rapport DO – Hoofdstuk 10, Uitvoering; bouAFS-CO-DO-001 en 002; bouAFS-CO-DO-003; Maken van een integraal ontwerp conform opleidingsbijlage Bouwkunde 2013-2014; Specificeren van een ontwerp conform opleidingsbijlage Bouwkunde 2013-2014; HBO werk- en denkniveau conform opleidingsbijlage Bouwkunde 2013-2014.

BouAFS-Hoofdrapport_1

40


Final thesis Bachelor of Build Environment