Houtconstructies Triodos knap staaltje vakmanschap

Optimalisatie houtconstructies

Toen ons bureau in de tender-fase bij het Triodos-project werd betrokken, bleek de noodzaak voor een aantal optimalisaties aan de houtconstructie al snel. Uiteindelijk hebben wij deze kunnen uitwerken en in het ontwerp mogen doorvoeren.

Onze volgende stap was de complete hoofdberekening van alle hout- en staalconstructies. Een uiterst verantwoordelijke klus, omdat de sterkte van het toegepaste materiaal i.c.m. de constructie mede bepalend zijn voor de draagkracht van het bouwwerk. Daarnaast hebben wij ook de detailberekeningen van alle houtconstructies uitgevoerd.

Houtconstructies berekenen vereist vakmanschap

Om de specialistische kennis van ons bureau te illustreren, geven wij in dit artikel een paar constructieve principes die wij voor het Triodos-project hebben ingezet. Het gaat daarbij om aansluitingen van hout-op-hout, hout-op-staal en hout-op-beton.  Al deze aansluitingen moeten tot in detail en tot met de laatste bout en stift worden berekend. Daarnaast geven wij inzage in de eerder genoemde optimalisaties die wij hebben doorgevoerd.

Innovatieve houtconstructies borgen stabiliteit bouwwerk

In het Triodos-kantoor is – met uitzondering van de begane grond en kelder – geen beton toegepast! Waar haalt dit bouwwerk dan haar stabiliteit vandaan? Deze wordt gewaarborgd door drie kernen in drie torens die volledig uit CLT-hout (Cross Laminated Timber) zijn samengesteld.  Ook de vloeren in de torens bestaan uit CLT, in de diktes 120 en 150 mm. 

Dit CLT – ook bekend als kruislaaghout – is een bouwelement dat wordt opgebouwd uit meerdere lagen kruislings verlijmde vuren lamellen. Het product kan daardoor grote krachten opnemen en is erg stabiel. Het overgrote deel van deze CLT houtconstructies is zichtwerk. 

Om de kernen en de spiltrap heen staan 26 spanten per verdieping met de ruggen naar elkaar toe. Deze spanten worden in de gevel ondersteund door een staalconstructie. Bij brand kunnen de spanten samen met de clt-vloer de belasting op uitkraging dragen - zonder hulp van de staalconstructie in de gevel (60 minuten brandwerendheid). Hiermee wordt voorkomen dat de staalconstructie in de gevel beschermd moet worden.

Gevelconstructie

Op onderstaande foto is te zien hoe een staalconstructie in de gevel meehelpt de houten spanten te dragen. Deze gevelconstructie op zich is zeer slank uitgevoerd om het uitzicht maximaal te houden. Daarom zijn de stijlen achter de te openen geveldelen geplaatst. Hier zijn sowieso kozijn profielen noodzakelijk.

Door de gevel direct op de gevelstijlen te monteren ontstaat een minimale visuele blokkade. Dit heeft er echter wel toe geleid dat de dragende gevelstijlen niet onder de spanten staan maar ernaast én dat deze per verdieping verspringen - mogelijk gemaakt door een stalen randbalk. Al deze zaken maken het vervormingsgedrag van de gevel zeer complex, maar desondanks was deze oplossing nog altijd beheersbaarder dan helemaal vrij uitkragende spanten.

Optimalisatie van de houten spanten

Ter illustratie de spanten van Triodos. Deze zijn door ons in de tenderfase her-berekend en daarna geoptimaliseerd. Daarmee hebben wij de dikte van de spanten kunnen reduceren van 300 naar 240 mm; een materiaalreductie van 20%!

Tegelijkertijd moest de vingerlas worden herberekend. De calculatie volgens de huidige Eurocode 1995 is te gunstig en dus onveilig. De controle van de buigtrek onder een hoek van de vezelrichting ontbreekt, terwijl uit experimentele testen is gebleken dat dit het bezwijkmechanisme is.

Daarom is in overleg met de TU/e een aanvullende toetsing bepaald om de vingerlassen opnieuw te berekenen. In plaats van de enkele vingerlas uit het oorspronkelijke ontwerp, bleek er 4 vingerlassen in de spantknie noodzakelijk te zijn.

Optimalisatie van de houten kernen

Een ander voorbeeld zijn de houten kernen. In de tenderfase hebben we besloten om de stabiliteit te ontlenen aan de rechte binnenwanden van de kernen. Door de panelen verticaal te plaatsen waren er minder naden in de constructie, wat tot een forse reductie van de verbindingsmiddelen heeft geleid. Dergelijke optimalisaties zijn alleen mogelijk met gedegen kennis van de verbindingsdetails.

Bij houtconstructies zijn juist deze verbindingsdetails enorm belangrijk. Bij staal- en betonconstructies worden de dimensies van de constructie bepaald door de krachten ín de constructie. Dit betekent dat je in eerste instantie de afmetingen van de constructie onderdelen kunt berekenen en in een later stadium de verbindingen kunt dimensioneren.