Ce diaporama a bien été signalé.
Nous utilisons votre profil LinkedIn et vos données d’activité pour vous proposer des publicités personnalisées et pertinentes. Vous pouvez changer vos préférences de publicités à tout moment.

Vakblad Bouwen met Staal 269 - Optop kantoorgebouw Diamantbeurs A'dam 3

333 vues

Publié le

In juni verscheen in het vakblad Bouwen met Staal nr 269 een trilogie over de bijzondere dakopbouw van de voormalige Diamantbeurs te Amsterdam:
1. Ontwerpoverweging
2. Constructief ontwerp
3. Detailengineering en uitvoering

Hier deel 3 over de detailengineering en de uitvoering van Booosting voorzitter Robert Capel van Octatube: Parametrische Koh-i-Noor.

Booosting organiseerde samen met Bouwen met Staal voor hun leden op 10 april 2019 een special tour naar Capital C, foto-impressie > https://booosting.nl/news/show/id/1283.

Publié dans : Technologie
  • Soyez le premier à commenter

  • Soyez le premier à aimer ceci

Vakblad Bouwen met Staal 269 - Optop kantoorgebouw Diamantbeurs A'dam 3

  1. 1. 14 JUNI 2019 | BOUWEN MET STAAL 269 De gridshell-constructie met de elegante lijnen van ‘de nieuwe diamant’ op de Diamantbeurs, kon binnen budget worden uitgewerkt tot een slanke constructie met minimalistische details in staal met glas, dankzij een parametrische tool. ir. R. Capel Robert Capel is Sales Manager bij Octatube in Delft. De vorm van de koepel op de voormalige beurs voor diamanthandel is een afgelei- de van de Koh-i-Noor diamant. Dit is een 186-karaat diamant die in 1849 door de Brit- ten gestolen werd van de Indiase Sikh-keizer om aan koningin Victoria te schenken. In 1852 werd deze diamant in Amsterdam (Cos- ter Diamants) herslepen tot een 109-karaat diamant. Schaalwerking Het constructief systeem van de dakopbouw kan worden omschreven als een cilindrische gridshell met twee koepels aan beide uitein- den. Door belendende bebouwing op het dak en een opening voor de entreegevel zijn er delen weggesneden uit de vorm van de grids- hell. Alle profielen in de koepels zijn gelijk. Echter, voor het relatief vlakke middendeel, die overspant over de korte zijde van kolom naar kolom, zijn de liggers in die richting uitgevoerd met een dikkere wanddikte. In verband met thermische belasting kan de onderrand van de koepel vrij bewegen parallel aan de ondersteuningsconstructie. De hoekopleggingen bij de oostgevel (Weesper- straatzijde), zijn wel gefixeerd parallel aan de onderrand. Parametrisch ontwerpen De dakopbouw met twee verdiepingen is 45x21x10 m (lxbxh). De koepel heeft in prin- cipe maar één repeterend constructief princi- pedetail, maar door de vrije vorm is toch elke knoop anders en zijn veel unieke onderdelen OPTOP KANTOORGEBOUW DIAMANTBEURS, AMSTERDAM (3): DETAILENGINEERING EN UITVOERING Parametrische Koh-i-Noor Montage koepel in de binnenstad van Amsterdam.
  2. 2. BOUWEN MET STAAL 269 | JUNI 2019 15 nodig. Ongeveer 1000 verschillende stalen elementen en 200 diverse glaspanelen. In een traditionel proces zouden de elementen één voor één worden gemodelleerd. Dat zou bete- kenen dat bij kleine wijzigingen in het grid of aan een verbinding, alle onderdelen (of een groot deel ervan) handmatig moeten worden aangepast. Een tijdrovend en foutgevoelig karwei. Daarom is ervoor gekozen om het ontwerp te automatiseren, door middel van het ontwikkelen van een parametrische tool die de complexe basisgeometrie omzet naar een rekenmodel en een gedetailleerd produc- tiemodel. Informatie koppelen Voor complexe projecten is een flexibel soft- warepakket nodig waarin de veelal unieke elementen kunnen worden gemodelleerd. Hier is Inventor gebruikt in combinatie met Rhinoceros (Rhino) en Grasshopper, RFEM en Idea Statica. Bij de aanvang vormde een lijnmodel in Rhino-Grasshopper van de architect het uitgangspunt. Daarin stonden de hoofdlijnen en onderverdeling aangegeven. De rastermaten en de kromming zijn in dit model verder bestudeerd en geoptimaliseerd. Het lijnmodel en de constructieve belastingen zijn vanuit grashopper gekoppeld aan RFEM, waarin het model naar een constructief opti- mum is gebracht. De constructie is getoetst op alle voorge- schreven belastingen, zoals het eigengewicht en sneeuw- en windbelasting. Voor de combinatie van koepels aan de uiteinden en een cilindrische vorm in het middendeel zijn de belastingen gegenereerd via een koppeling met Rhino en een in eigen beheer gemaakt script. Hierbij is een indirec- te koppeling tussen Grasshopper en RFEM via Excel gebruikt. Voorwaarde voor de geo- metrie was wel, dat de vierzijdige glaspanelen allemaal vlak zijn, zo recht als een facet van een diamant. Doorontwikkelen Met Inventor worden gedetailleerde 3D-mo- dellen gemaakt om het ontwerp technisch uit te werken, te visualiseren en te simuleren, en uiteindelijk producties aan te sturen. In het 3D-model is alles opgenomen, tot bout en stelring. Een koppeling tussen Inventor en bovengenoemde systemen was al eerder ontwikkeld, maar bij de overdracht van het ene softwarepakket naar het andere, ging de aanpasbaarheid van het draadmodel verloren. Daarom is voor Capital C speciale software ontwikkeld, waarmee kon worden doorge- werkt in het draadmodel aan variantenstudies en optimalisatie. Het script zette vervolgens het draadmodel om naar Inventor, waarbij alle productie-onderdelen zijn aangemaakt zonder verder modelleerwerk. De weg is slechts twee uur per dag afgesloten voor het inhijsen van de frames.
  3. 3. 16 JUNI 2019 | BOUWEN MET STAAL 269 Verbinden Verschillende verbindingsmethoden zijn overwogen. Voor de knooppunten van een gridshell zijn in de praktijk eerder al meer- dere oplossingen bedacht. Rechte, gezaagde kokers aangesloten op een samengesteld element waarin alle schuinstand en rotatie is opgelost bijvoorbeeld. In een ander project zijn de buizen gezaagd met dubbelverstek en aangesloten op een simpeler vierkante koppeling. Veel van deze gebouwde referenties echter, hebben mo- mentvaste verbindingen die op de bouwplaats zijn gelast. In dit project is juist gekozen voor een sys- teem met gelaste frames vanuit de fabriek en een boutverbinding op locatie. Doordat de frames in de fabriek zijn vervaardigd, hebben zij een grote maatvastheid, een hoogwaardige conservering en een hoge montagesnelheid op de bouwplaats. Onder- en bovengrens Met berekeningen uit RFEM en IDEA Statica zijn de maten van kokers (RHS) gevalideerd. Ook is gekeken naar mogelijke onderverde- ling van te prefabriceren en te transporteren staalframes. Daarbij is een optimum gezocht tussen montagetijd, transport en conser- veringskosten en een zo slank mogelijke staalconstructie. Doordat de rotatiestijfheid van de verbindin- gen van belang is om de stijfheid en sterkte van de koepel als geheel en de aansluitingen te controleren, zijn er twee modellen ge- bruikt. Deze twee modellen gelden als onder- en bovengrens qua stijfheid. De bovengrens is aangenomen met volledig stijve verbindingen voor de sterktecontrole van de verbindin- gen. De ondergrens voor de rotatiestijfheid is iteratief bepaald tussen RFEM en IDEA Statica, per type aansluitdetail. Dit model met slappere verbindingen is interessant voor de toetsing van de stijfheid en stabiliteit van de koepel. Hierbij is ook de onderliggende staal- constructie als ondersteuningsconstructie meegenomen ten aanzien van de krachtsver- deling. Dit was nodig omdat het benaderen van de veerstijfheid van de verticale onder- steuningen een intensief iteratief proces zou zijn, doordat de stijfheden zouden variëren per belastinggeval. Dit is in goede samenwer- king uitgevoerd met de hoofdconstructeur Pieters Bouwtechniek. Werkwijze De volledige dakopbouw is file-to-factory geproduceerd. CNC-productietechniek is gebruikt voor deelproducties van de ko- keronderdelen. De knopen van de gridshell zijn zo ontworpen dat ze met een buislaser maatvast konden worden geproduceerd. In de startfase van de engineering zijn twee varianten van de knoopverbinding gemaakt Validatie knoop, mock-up schaal 1:1. Gekromd frame met vlakke glaspanelen. Pre-assemblage voor inspectie. Aanpasbare lasmal.
  4. 4. BOUWEN MET STAAL 269 | JUNI 2019 17 en verder doorontwikkeld en gefabriceerd in testproducties. Met drie schaal 1:1 productie- modellen is de knoop gevalideerd. Met deze input is de software doorontwikkeld speciaal voor deze maakmethode. Voordeel van de eigen parametrische tool is dat na wijzigingen van het lijnmodel snel, in maar vier uur, een compleet Inventor-model is aangemaakt, dat voor de productie kan worden gebruikt. In het model zijn alle voorzieningen opge- nomen; zoals boorgaten voor de verlichting, mist-installatie, glasbevestiging en akoesti- sche panelen. Spijkerbed In de werkplaats is een aanpasbare mal opgesteld, waarin negentien verschillende frames zijn samengesteld en afgelast. De gekromde frames hebben een maximale afmeting van ± 16x3,5x2 m. Alle benodigde, buislasergesneden, stalen onderdelen van één samengesteld element werden op één palet klaargezet. Vervolgens konden de onderdelen worden gemonteerd op een verstelbare mal met in lengte verschuifbare pootjes, ook wel spijkerbed genoemd. Het laswerk is vanwege de complexiteit niet eenvoudig. Met het ‘spijkerbed’ konden de lassers controle houd- en op de toleranties.  Pre-assemblage Om zeker te zijn van een correcte maatvoe- ring van de staalconstructie, is een deel van de constructie gepre-assembleerd. De proef- passing van het meest complexe deel van de koepel ging voorspoedig. Daardoor kon al in de werkplaats de omvang van de schaalcon- structie worden ervaren. Nadat opdrachtge- ver en ontwerpteam de proefopbouw hadden geïnspecteerd, is de constructie gedemon- teerd en geconserveerd middels schopperen en poedercoaten. Soepele montage Het isolatieglas van de koepel is uitgevoerd in gehard en gelaagd glas met een neutrale zonwerende coating. In het hoogste deel van de koepel is glas toegepast met pv-panelen voor stroomopwekking uiteraard, maar ook om de lichttoetreding en opwarming van de binnenruimte te beperken. Elk glaspaneel is uniek met een unieke positie. In de aanle- vering is daarom vooraf besproken in welke volgorde en hoe de panelen gegroepeerd moesten worden op de glasbokken. De montage in de binnenstad van Amster- dam is voorspoedig verlopen. Ondanks dat de weg maar twee uur per dag mocht worden afgesloten voor het hijsen van de frames is de koepel in acht dagen gemonteerd. • Het stalen frame van de koepel is in acht dagen gemonteerd.

×