Voorspanning maken extreme uitkraging mogelijk

Om de overkraging van circa 30 meter van kantoorgebouw Acanthus in Amsterdam Zuid-Oost te realiseren, paste staalbouwer Nagelhout Bakhuizen bij de montage van stalen spanten voorspanning toe.

Driehonderd ton voorspanning per spant bleek voldoende om de uitkraging van kantoorgebouw Acanthus tijdelijk op de fundatie vast te klemmen.

Het beeld dat de architecten Medic en Puljiz voor het kolossale kantoorcomplex Acanathus voor ogen hadden, stond niet ter discussie: op de begane grond moesten twee open hoeken komen zodat passanten vanaf de straat vrij uitzicht hadden op de binnentuin. Een paar kolommen zouden het de bouwers een stuk gemakkelijker hebben gemaakt, maar die zouden het ontwerp te veel verstoren.
Het constructieve ontwerp van D3BN civiel ingenieurs – vanaf de bestekfase overigens overgenomen door Ingenieursbureau Bartels uit Utrecht – was vooral een uitdaging wat de betreft de maatvoering. “We hebben de constructie keer op keer laten doorrekenen en met name ook uiterst zorgvuldig gekeken naar het gedrag van de constructie tijdens de montage”, vertelt Arthur de Backker, projectleider namens hoofdaannemer Bouwcombinatie Zuid-Oost. “Omdat in de gevel op elke verdieping van vloer tot plafond glas is opgenomen, waren we genoodzaakt te werken met minimale toleranties. De maximale afwijking mocht 13-15 millimeter bedragen.”
De uitkragingen op de hoeken van het pand zijn tweedimensionaal en krijgen dermate forse krachten te verwerken dat extreem zware profielen nodig zijn voor de staalconstructie. Alle kolommen, diagonalen, boven- en onderregels van de spanten zijn samengesteld uit HE 400 profiel. Voor sommige verbindingen waren lasdikten van meer dan 30 millimeter nodig en kopplaten van 70 millimeter zijn in de staalconstructie evenmin uitzondering. Op de drie verdiepingen in de uitkraging blijven de diagonalen van de zware spanten in het zicht. Om het gewicht in de uitkragingen te beperken is gekozen voor relatief lichte staalplaatbetonvloeren. Aan de ballastzijde is als contragewicht de keuze gevallen op massieve breedplaatvloeren.

Indrukwekkend
De spanten hebben een indrukwekkende afmeting van 43 meter lang bij 10,8 meter hoog. Vanaf het drukpunt tot aan het trekpunt bij de kern i.c. het eindpunt van het geballaste deel, is eerst de staalconstructie voor het ballastgedeelte ingehangen. Daarna konden de vloeren in het ballastgedeelte worden gestort. Omdat tijdens de montage in het ballastdeel van het gebouw nog te weinig bovenbouw was gerealiseerd, moest per spant 300 ton voorspanning aangebracht worden om voldoende tegenwicht te geven aan de trekzijde. Na het aanbrengen van de voorspanningen, zijn de spanten van de uitkragingen per spant in één keer ingehangen en onderling met elkaar gekoppeld. Tijdens de montage kon de spantconstructie nog enigszins worden gecorrigeerd door toepassing van dikkere of dunnere kopplaten. Dit is overigens slechts één keer gebeurd, maar daarvoor was wel de inzet van een 400 tons kraan nodig.
Vervolgens kon een begin worden gemaakt met het storten van de vloeren. “We begonnen met de twee middelste vloeren en eindigden met de onderste. Daardoor werd de onderste vloer niet onnodig op horizontale drukspanning belast.

Scheuren
Het storten gebeurde vanaf de uiterste punt van de uitkraging in de richting van de kern om scheuren direct na het storten te voorkomen. De staalconstructie stond 12 centimeter op en heeft na het storten de grootste vervorming ondergaan. Toch zijn de bovenste verdiepingen tijdelijk losgehouden van de kern om horizontale vervorming toe te staan.
Met de uitvoering van de korte uitkraging is dezelfde volgorde aangehouden, maar daarbij was geen voorspanning nodig.