1. 18Rekening
Het in het Vlaamse Houthalen gevestigde bedrijf TcS (Timmers cranes and
Steelworks) is een leverancier van industriële kranen, staalconstructies en indus-
triële gebouwen voor klanten in alle takken van de industrie. Het bedrijf verzorgt
daarbij zowel de engineering als de productie en de montage van de producten en
levert bovendien servicediensten. cAd-Magazine ging in gesprek met de engi-
neers van de Business unit Steelstructures. Door Lambert-Jan Koops
De knopen van Canary Wharf Crossrail Station
D
e business Unit steelstructures bij TCs voert zeer uiteen-
lopende projecten uit. Zo ontwerpt en realiseert het team
diverse staalconstructies, van het podium van de
360°tournee van U2 tot loodsen en van hallen tot com-
plete fabrieken, en dit voor bedrijven in diverse secto-
ren overal ter wereld. Het werk voor de engineers is daarmee afwis-
selend en interessant, want het betreffen bijna altijd complexe
constructies die de nodige uitdagingen met zich meebrengen.
canary Wharf
Een van de tot de verbeelding sprekende constructies waarbij TCs
de werken heeft uitgevoerd voor aannemer Wiehag, is de overkap-
ping van het Canary Wharf Crossrail station in londen. Deze over-
kapping is ontworpen door het internationaal opererende architec-
tenbureau Foster & partner, terwijl het eveneens wereldwijd werken-
de Arup het studiebureau was voor dit project.
Het Canary Wharf Crossrail station maakt deel uit van de nieuwe
ondergrondse oost-westverbinding in het hart van de britse hoofd-
stad. Op deze verbinding worden een achttal stations gebouwd,
waarvan Canary Wharf een van de grootste is. Het ontwerp van
Canary Wharf valt op door zijn sierlijke, halfopen dakconstructie,
een meer dan driehonderd meter lang schelpvormig raster van gela-
mineerde houten liggers. De houten liggers worden onderling ver-
bonden door 564 stalen verbindingsstukken, ook wel knopen
TCS maakt extreem nauwkeurige stalen verbindingen
Maart 2014-2

2. genoemd. Aan beide uit-
einden wordt de dakcon-
structie begrensd door een
dragende eindring van 84
meter lang, een 3D gezette
buis met een diameter van
508 millimeter. TCs stond
in voor het ontwerp en de
productie van de knopen
en de twee eindringen.
Het ontwerp van de over-
kapping ziet er met al zijn
bogen en golven voor
de OV-reizigers natuurlijk
prachtig uit, maar vergde
wel het een en ander van
de engineers die het pro-
ject moesten uitvoeren. Zo
vereiste de vorm van de
constructie een groot aan-
tal verschillende knopen. In
de meest gangbare con-
structies liggen balken in
elkaars verlengde, maar dit
is hier niet het geval.
Daarom moest TCs voor elk
knooppunt een andere aan-
sluiting ontwerpen en door-
rekenen. bovendien moest
de tolerantie van de kno-
pen minimaal zijn om de
constructie überhaupt mo-
gelijk te maken.
Krachten
Het studiebureau Arup had
voor aanvang van het pro-
ject zelf berekend wat de invloed zou zijn van de weersomstandig-
heden op de constructie. Op basis daarvan werd per knoop bepaald
wat de krachten waren die op dit onderdeel zouden gaan werken.
Deze gegevens werden vervolgens doorgespeeld naar TCs. De
belgische staalbouwer modelleerde vervolgens de knopen in 3D in
het door Construsoft geleverde ontwerppakket Tekla en voerde daar-
na berekeningen uit om te zien of de onderdelen de vereiste krach-
ten konden weerstaan. Hierbij werden in eerste instantie een aantal
typische knopen met de hand doorgerekend en vervolgens gecon-
troleerd met behulp van het eindige elementenpakket RFEM.
Wanneer de knoop volgens de berekening niet aan de eisen bleek
te voldoen, werd de geometrie iteratief aangepast tot de knoop wel
aan de voorwaarden voldeed.
bij het maken van de eindige elementenberekeningen kon de ont-
werpafdeling voor ondersteuning voor het softwarepakket RFEM
steeds rekenen op de hulp van Jo gijbels van softwareleverancier
Whitebox. Uitgaande van de geometrie van de onderdelen die
rechtstreeks vanuit Tekla kon ingelezen worden door RFEM, werden
eindige elementenmodellen opgesteld en doorgerekend in (een com-
binatie van) 1D-, 2D- en 3D-elementen.
productie
De rekennota’s en de detail-
tekeningen die de ontwerp-
afdeling van TCs produ-
ceerde voor de verschil-
lende onderdelen, vonden
vervolgens hun weg naar
Arup. Nadat deze laatste
partij zijn goedkeuring had
gegeven, kon bij TCs de
productie van de knopen en
de twee eindringen van
start gaan. Van de in totaal
564 geproduceerde kno-
pen waren er maar liefst
300 met een uniek ont-
werp, zodat de mogelijk-
heid tot reproductie zeer
gering was.
Het is daarom des te opval-
lender dat alle knopen, die
in gewicht varieerden tus-
sen de 200 en de 1300
kilo, binnen de afgesproken
termijn werden afgeleverd.
Een prestatie van formaat,
aangezien alle knopen
daarmee dus binnen de ver-
eiste marge van 1,5 milli-
meter zijn geproduceerd,
waarbij er geen enkele con-
cessie is gedaan voor de
toleranties. Over de totale
lengte van de overkapping,
die 315 meter bedroeg,
was er geen verloop, waar-
mee de nauwkeurigheid
van het werk nog eens extra tot uiting kwam.
Bewezen combinatie
Terugkijkend op het Canary Wharf-project zijn de engineers van de
staalconstructie van TCs zeer tevreden over hun werk. De combina-
tie van ontwerpen en doorrekenen heeft zichzelf bewezen binnen
de procedures van het bedrijf. De ontwerpafdeling kijkt nu naar de
mogelijkheden om de inzet van de software verder te optimaliseren
en toe te passen bij volgende projecten. De goede resultaten bij het
werk voor Canary Wharf zijn daarbij geen reden om tevreden ach-
terover te leunen, maar juist een motivatie om de lat nog hoger te
leggen.
www.timmers.be
www.construsoft.nl
whiteboxsoft.wordpress.com
19
Maart 2014-2