De Maasbode: constructieve prefab engineering op hoog niveau

Prefab constructie

Prefab vraagt om precisie, omdat de constructieve samenhang van een gebouw vooral zit in de verbindingen waar de afzonderlijke elementen samenkomen, zegt constructeur Jorrit van Ingen. “Uit onze analyses blijkt dat het incasseringsvermogen van de prefab betonconstructie van De Maasbode aanzienlijk toeneemt wanneer we lokaal doorlopende wandliggers toepassen. Dat is vooral relevant in de bouwlagen met gestapelde eengezinswoningen: door het ‘straatje’ wordt de toren daar fysiek in tweeën gedeeld en is slechts om de drie verdiepingen sprake van een doorgaande vloer. Juist op die plekken is een stijve vloerschijf essentieel. Daarom zijn enkele verdiepingen uitgevoerd met een druklaag en trekbanden in twee richtingen, zodat de vloeren als membraan kunnen functioneren en de krachten gecontroleerd worden verdeeld.”

“Wanneer prefab verbindingen constructief onvoldoende ruimte bieden, schakelen we over op natte knopen, lokaal in het werk gestorte zones waarin wapening wél doorlopend kan worden gekoppeld. In De Maasbode is dit principe toegepast door doorgaande wandliggers te creëren in de drielaags gestapelde woningen.”

Complexe uitkragingen

Ook de buitenzijde bracht een eigen constructieve uitdaging met zich mee, vertelt Jorrit. “Op de gebouwhoeken ontstonden forse overstekken in twee richtingen. Door de terugliggende gevels, de volledig open hoekramen en de brede omloop staat de verticale draaglijn verder naar binnen, waardoor de uiteindelijke vrijdragende lengte veel groter is dan je aan de buitenkant ziet: tot 4,4 meter in de ene richting en 1,7 meter in de andere. Om deze belastingen veilig af te dragen, hebben we meerdere boven elkaar geplaatste elementen zó gekoppeld dat ze samen werken als één doorlopende, massieve draagbalk. Om al deze constructieve keuzes te onderbouwen en af te stemmen, speelt ook het rekenmodel een belangrijke rol.”

3D-rekenmodel

Voor projecten van deze omvang is het belangrijk om zowel een 2D als een 3D analyse te maken zegt constructeur Roy van Heugten. “We starten altijd met een 2D model. Daarmee maken we de hoofddraagstructuur transparant en controleerbaar, en kunnen we direct beoordelen hoe het gebouw reageert op belasting en stabiliteit. Vanuit die basis bouwen we het 3D model, waarna we de resultaten van de verschillende modellen naast elkaar leggen. Wanneer de verschillen binnen een acceptabele bandbreedte vallen en de modellen elkaar bevestigen, weten we dat het ontwerp betrouwbaar staat.”

Vervolgens gaan we verdiepen met het 3D-model, licht Roy toe. “Bij De Maasbode gebruikten we het onder meer voor gevoeligheidsanalyses, waarin we varieerden met de stijfheden van funderingspalen en de elasticiteitsmoduli van beton om te zien hoe het ontwerp reageert op realistische variaties. Ook onderzochten we complexe belastingstoestanden, zoals asymmetrische wind en bodemdaling in diepere grondlagen. Daarnaast bood het model ruimte om robuustheid te toetsen. Door constructieve elementen virtueel weg te nemen controleren we snel en nauwkeurig of de tweede draagwegen de belasting veilig kunnen overnemen.”

Prefab BIM-model

Die constructieve keuzes vertalen zich één op één naar het prefab modelleren, zegt BIM modelleur Jan van Gerwen. “Bij prefabprojecten werken we eigenlijk nooit in één gedeeld model, omdat we specifieke eisen stellen die alleen voor onze discipline relevant zijn. Natuurlijk stemmen we de modellen wel voortdurend op elkaar af, zodat iedereen met de juiste uitgangspunten werkt.”

“Prefab in de uitvoeringsfase brengt altijd een extra laag complexiteit met zich mee. Zeker bij de wapening: waar je normaal één stek in het midden hebt, ontstaan hier door de complexiteit in de prefab elementen vaak dubbele rijen, waardoor de beschikbare ruimte snel beperkt raakt. Dat betekent puzzelen met koppelingen, ankertjes en de passing, op zoek naar waar je wat je kwijt kunt. In overleg met het uitvoeringsteam zoeken we dan de optimale oplossing. Uiteindelijk is het finetunen tot de wapening logisch past binnen de prefabelementen, zonder de constructieve kwaliteit uit het oog te verliezen.”

Integrale samenwerking

Zo’n hoge toren volledig ontwerpen en uitwerken van VO tot UO had ik niet eerder gedaan en leverde een schat aan ervaring op, licht Jorrit toe. “Ik heb inmiddels veel kennis in het constructief ontwerpen met complete trajecten en streef er altijd naar om een ontwerp zo goed mogelijk uit te werken, zodat het idee op papier ook daadwerkelijk buiten door mensenhanden kan worden gerealiseerd. Bij bouwen in prefab beton is een nog grotere nauwkeurigheid vereist. Toch loop je tijdens de uitvoeringsfase altijd tegen kleine dingen aan. Die ervaringen neem ik mee, waardoor het volgende ontwerp nog weer beter wordt. Bovendien wegen bij een hoogbouwproject stabiliteit en robuustheid veel zwaarder dan bij laagbouw. Die factoren, in combinatie met prefab, maakten dit tot een bijzonder interessant project.”

Die complexiteit vroeg om intensieve samenwerking met de architect, vervolgt Jorrit. “We zochten echt samen naar de beste oplossingen. Zodat we een mooi gebouw voor Rotterdam konden ontwerpen met daarin een slimme, doordachte constructie, waarmee de aannemer zo aan de slag kan.”

Die manier van samenwerken zit ook in onze eigen organisatie, vertelt Jorrit. “Ik werk al 21 jaar bij WSP en we zijn goed op elkaar ingespeeld. Ik weet precies bij wie ik moet zijn voor specifieke kennis en er is altijd iemand die wil meedenken.”

Jan kan dat alleen maar beamen. “Ik werk nu 13 jaar bij WSP en dat gevoel herken ik. De variatie in projecten is groot en je kunt zelf richting geven aan je ontwikkeling. Voor mij is dat de prefab kant geworden.”

Dit prefabproject was echt bijzonder om aan te werken, besluit Jan. “Het vroeg om specifieke oplossingen en detailvoering, waardoor het modelleren nét wat ingewikkelder werd. Denk aan de drielaags gestapelde woningen die de toren tijdelijk in twee delen splitsen, waardoor de vloeren als stijve schijven moeten functioneren. Zulke krachtswerkingen zie je terug in zowel de berekeningen als het tekenwerk.”

Future Ready

Prefab bouwen sluit aan bij een toekomst waarin we efficiënter, schoner en met minder materiaal willen bouwen. In fabrieken kan gecontroleerd en met minimale verspilling worden geproduceerd, terwijl op de bouwplaats vooral nog geassembleerd wordt, waardoor hinder, transport en uitstoot sterk afnemen. De Maasbode laat precies zien hoe prefab precisie en Future Ready denken samenkomen: een hoogstedelijke toren die dankzij slimme constructieve keuzes sneller, schoner en met minder impact op zijn omgeving gerealiseerd kan worden.