O slideshow foi denunciado.
Utilizamos seu perfil e dados de atividades no LinkedIn para personalizar e exibir anúncios mais relevantes. Altere suas preferências de anúncios quando desejar.

Optimalisatie funderingsontwerp door koppeling van 3D-ontwerpmodellen

51 visualizações

Publicada em

Indiening Vernufteling 2016

Paal-plaat-fundering mogelijk gemaakt voor Nieuw Universiteitsgebouw Campusplein VU in Amsterdam, hoofdkantoor Rabobank en WTC in Utrecht.

Publicada em: Engenharia
  • Entre para ver os comentários

  • Seja a primeira pessoa a gostar disto

Optimalisatie funderingsontwerp door koppeling van 3D-ontwerpmodellen

  1. 1. Optimalisatie funderingsontwerp door koppeling van 3D-ontwerpmodellen Vernufteling 2016 Paal-plaat-fundering mogelijk gemaakt voor Nieuw Universiteitsgebouw Campusplein VU in Amsterdam, hoofdkantoor Rabobank en WTC in Utrecht. Rabobank Utrecht NU.VU Amsterdam WTC Utrecht
  2. 2. Algemene informatie Rabobank Utrecht Opdrachtgever: Adviseur constructie: Architect: WTC Utrecht Opdrachtgever: Adviseur constructie: Architect: Nieuw Universiteitsgebouw Campusplein VU Amsterdam Opdrachtgever: Adviseur constructie: Architect: Rabobank Nederland ABT bv Kraaijvanger Urbis AM Real Estate Development ABT bv MVSA Vrije Universiteit Amsterdam ABT bv Team V Architectuur Gegevens inzender: Betrokken partijen: Organisatie: Naam: Functie: Contactpersoon Vernufteling: Adres: Telefoon: Email: Website: ABT bv ir. R.T. (Ruud) Arkesteijn | ir. J.C. (Chris) van der Ploeg Projectleider ondergronds bouwen | Constructeur Iris Boesveld (Communicatie) Arnhemsestraatweg 358, 6881 NK Velp 026 368 31 70 (Communicatie) communicatie@abt.eu www.abt.eu
  3. 3. Inleiding ABT heeft twee 3D-ontwerpsoftwarepakketen aan elkaar gekoppeld. Dit maakt het mogelijk om het gedrag van de onder- en bovenbouw van een gebouw beter op elkaar af te stemmen. Materiaal – beton, staal en heipalen – kan hierdoor zo efficiënt mogelijk worden ingezet. De softwarekoppeling levert een bijdrage aan de verduurzaming van bouwprojecten omdat er minder materiaal nodig is wat de CO2-uitstoot verlaagt. Daarnaast maakt de softwarekoppeling het mogelijk om overlast voor de omgeving te beperken omdat minder geheid wordt. Bovendien nemen projectrisico’s af omdat rekenmodellen de realiteit beter benaderen en heipalen verder uit elkaar komen te staan en zo grondtrillingen en kans op paalbreuk worden beperkt. De softwarekoppeling is toegepast op een handmatige wijze bij de nieuwbouw van de Vrije Universiteit (VU) in Amsterdam en het hoofdkantoor van de Rabobank in Utrecht. Voor het nog te bouwen WTC-gebouw in Utrecht is de koppeling geautomatiseerd waardoor er een significant betere integratie en versnelde iteratie van de ontwerpmodellen mogelijk is gebleken. Knip tussen ontwerp boven- en onderbouw Voor het ontwerp van boven- en onderbouw van een groot gebouw gebruiken ingenieurs verschillende softwareprogramma’s. Hierdoor ontstaat tijdens het ontwerpproces een harde knip tussen het ontwerp van de constructie van het gebouw en de fundering die er onder zit. Om de gebouwdelen rekenkundig op elkaar aan te laten sluiten worden minimum en maximum belastingen en draagkrachten afgesproken waaraan de gebouwdelen constructief moeten voldoen. Bij traditionele methodieken wordt naast de veiligheid die is voorgeschreven in bouwnormen (materiaal- en belastingfactoren) al snel een overmatige veiligheid bewerkstelligd in de vorm van modelfactoren. Door de ontwerpmodellen geautomatiseerd te koppelen kan de ongewenste mate van “overdimensionering” tot een minimum worden beperkt. Paal-plaat-funderingen In het verleden is het overgrote merendeel van de Nederlandse gebouwen op een traditionele wijze gefundeerd; dat wil zeggen op palen óf op staal (via een plaat). In zandige grond geldt dat een staalfundering haalbaar is voor lichte (woon)gebouwen; voor zwaardere gebouwen of in gebieden met slappe grondlagen (klei/veen) wordt in de praktijk al snel voor een paalfundering gekozen. In veel situaties kan/zal een gebouw op palen ook een deel van zijn belasting direct aan de ondergrond afdragen via de plaat. Vaak wordt deze wijze van belastingafdracht echter niet meegenomen in het ontwerp omdat dit complexe rekenmethodieken vereist en vele iteraties. De koppeling van geavanceerde softwarepakketten heeft daardoor een grote meerwaarde voor zogenoemde paal-plaat-funderingen waarbij een combinatie van afdracht via palen en via de plaat wordt beschouwd.
  4. 4. Koppeling van 3D-softwarepakketten ABT tracht te allen tijde onnodig zware uitvoering van funderingen te voorkomen. Koppeling van twee 3D-softwarepakketten maakt dit mogelijk voor funderingen. Hiervoor zijn speciale scripts geschreven (geprogrammeerd) waarmee bijvoorbeeld voor de bovenbouw het veel gebruikte Scia Engineer gekoppeld wordt aan Plaxis, een 3D-softwarepakket dat veel wordt gebruikt voor het ontwerp van funderingen. De koppeling, die door ABT is geautomatiseerd voor WTC, maakt het mogelijk om meer inzicht te krijgen in de interactie tussen de constructie van de onder- en bovenbouw. Iteraties kunnen hierdoor veel sneller plaatsvinden. De beoordeling van de resultaten blijft uiteindelijk mensenwerk. Carl Stahl Benelux B.V.Carl Stahl Benelux BV 3D-rekenmodellen Plaxis en Scia Engineer van WTC Utrecht Stroomschema geautomatiseerde koppeling 3D rekenmodellen
  5. 5. Voor de fundering van het WTC heeft het geoptimaliseerde ontwerp geleid tot een besparing van circa 150 funderingspalen (circa 45%). Daarnaast is met behulp van de softwarekoppeling onderzocht wat de beste positie en minimale vereiste draagkracht is van iedere individuele paal. De softwarekoppeling maakt het mogelijk om dit snel te doen, waardoor het 3D-model de werkelijke werking van de constructie dicht benaderd. Nieuw Universiteitsgebouw VU Amsterdam De 12 verdiepingen tellende nieuwbouw van de Vrije Universiteit in Amsterdam komt te staan op een paal-plaat fundering. Voor deze constructie is gekozen omdat op de bouwlocatie de eerste grondlagen erg slap zijn. Deze zijn op advies van ABT afgegraven, waardoor er ruimte ontstaat voor een ondergrondse parkeergarage van drie lagen én de onderste keldervloer op het draagkrachtige diepe zand komt te liggen. Paal-plaat-model VU in Scia met belastingen en vervormingen
  6. 6. De bodem van de parkeergarage op 12 meter onder NAP vormt samen met de palen de fundering van het gebouw. ABT heeft met behulp van een geavanceerd rekenmodel met niet-lineaire steunpunten voor palen én beddingen bepaald hoeveel palen nodig zijn om de bodem van de parkeergarage, die deels direct rust op de onderliggende zandlaag, voldoende te ondersteunen. Hieruit bleek dat toepassing van heipalen niet nodig was zodat kon worden volstaan met slechts het benutten van de draagkracht op druk van de reeds aanwezige trekankers. Met deze uitkomst is ongeveer 50% bespaard op de bouwtijd en –kosten voor funderingspalen. Het gedrag van de fundering wordt uitgebreid gemonitord tijdens de verdere bouw. Duurzamer, sneller en beter Verdere ontwikkeling van de softwarekoppeling maakt het mogelijk om steeds duurzamer, sneller en beter te ontwerpen en te bouwen. Een vergelijkbare procesoptimalisatie wordt door ABT echter ook gebruikt voor het versterken van primaire waterkeringen. De softwarekoppeling maakt het ontwerpen van paal-plaat-funderingen makkelijker voor alle locaties waar de bodem niet heel vast én niet heel slap is. Dit maakt dat de vernuftige berekeningswijze ook zeer interessant is voor projecten in het buitenland met vergelijkbare grondgesteldheid; bijvoorbeeld deltagebieden. Voelermaat Bouw van de paal-plaat-fundering VU op 10 meter diepte (zomer 2015)
  7. 7. Conclusie Koppelingen van 3D-softwarepakketten maken het mogelijk om het ontwerp- en bouwproces te optimaliseren. Met name bij het ontwerpen van funderingen is veel winst te behalen. Deze worden vaak onnodig zwaar uitgevoerd omdat in het ontwerpproces, door het gebruik van specialistische softwarepakketten, onder- en bovenbouw los worden geknipt. De interactie tussen de verschillende bouwdelen en de ondergrond wordt hierdoor niet of onvoldoende in de constructie verwerkt. ABT toont met behulp van de koppeling van Scia Engineer en Plaxis aan dat juist daar veel winst is te behalen. Funderingsprincipes

×