Sinds enkele jaren is de imec-toren een echt landmark geworden voor wie Leuven vanuit het westen binnenrijdt. Zowel de bijzondere vorm van dit 70 meter hoge torengebouw als de glazen gevel springen in het oog. Als een uitroepteken in het landschap geplaatst, benadrukt deze indrukwekkende toren de bijzondere status van imec als wereldleider in Onderzoek, Ontwikkeling & Innovatie op het gebied van nano-elektronica en digitale technologie.
Een bouwwerk dat bulkt van de uitdagingen
Het gebouw omvat een ondergrondse parking over 4 bouwlagen, een laboratorium dat zich uitstrekt over 2 verdiepingen, en een 16 niveaus tellend kantoorgebouw dat ruimte biedt aan 450 personen. Van onder tot boven bulkt dit bouwwerk van de constructieve uitdagingen.
Het constructief ontwerp van de bovenbouw spring het meest in het oog. Die bovenbouw is opgevat als een naar boven toe breder wordende dubbele kern. Alle verdiepingsvloeren hangen in uitkraging over de kern, aangezien er in de gevels van het torengebouw geen enkele kolom aanwezig is die de vloerplaten constructief kan ondersteunen. “Het Diamonds 3D rekenmodel was uiteraard onontbeerlijk om de effecten van de wind op een dergelijke torenconstructie te begroten“ vertelt Jan Van Aelst.
“Maar wat dit project heel bijzonder maakt zijn de strenge eisen die werden gesteld aan de doorbuiging van de gevelelementen. Die glazen elementen zijn bevestigd aan stalen kolommetjes die fungeren als afstandshouders tussen de verdiepingsvloeren. Om er 100% zeker van te zijn dat de afstand tussen de vloerplaten vrijwel constant blijft (zodat de doorbuiging van de gevelelementen voldoende beperkt blijft) hebben we heel veel aandacht besteed aan het verschil in doorbuiging tussen boven- en ondergelegen vloerplaten.”
Ook het bouwproces constructief modelleren
Zo werd Diamonds gebruikt om de invloed van betonkwaliteit op de doorbuiging van de vloerplaten te begroten. Daarbij was er in het bijzonder aandacht voor hoe die doorbuiging verandert met de tijd, rekening houdend met scheurvorming en kruip van beton. Het uiteindelijke doel van deze oefening was voldoende zekerheid te bieden dat doorbuigingsverschillen tussen verdiepingsvloeren te allen tijde binnen bepaalde grenzen blijven, in het bijzonder langsheen de randen waar de gevelelementen opgehangen worden.
Volgens Jan Van Aelst “zijn we er zo toe gekomen om met dit soort modellen doorbuigingsverschillen tussen verdiepingsvloeren te berekenen doorheen de opeenvolgende stadia van het bouwproces”. Worden gevelelementen geplaatst ter hoogte van een bepaalde verdieping, dan zal de vloerplaat op dat niveau doorbuigen ten opzichte van de onder- en bovenliggende verdiepingsvloeren. Die doorbuiging hangt af van het tijdstip waarop de gevelelementen worden aangebracht, en kan slechts betrouwbaar worden ingeschat met behulp van een rekenmiddel dat tijdsafhankelijke vervormingseigenschappen van beton in rekening brengt.
“Zo hebben we met Diamonds niet alleen het bouwwerk gemodelleerd” vervolgt Jan Van Aelst, “maar ook de manier waarop het wordt gerealiseerd, inclusief het tijdelijk aanbrengen van compenserende hulpbelastingen om doorbuigingsverschillen onder controle te houden”.
Invloed op omringende bouwwerken onderzoeken
Uiteraard was ook de fundering van dit gebouw best complex. De eerste zorg bestond erin de effecten te begroten van zettingen van de funderingszool op de omliggende structuren. Daarbij werd vertrokken van een geologische studie die een nauwkeurige inschatting gaf van de te verwachten funderingszettingen. In het Diamonds 3D rekenmodel werd vervolgens een verende ondergrond gedefinieerd waarmee de voorspelde zettingspatronen konden gereproduceerd worden.
“Zo een benadering liet ons toe om vervolgens de effecten en momenten te evalueren die optreden in omliggende structuren, en die te wijten zijn aan verschillen in zetting van de ondergrond” aldus Jan Van Aelst. “Dat is een benadering die we relatief frequent hanteren. Meer algemeen kunnen we met Diamonds zeer snel randvoorwaarden aanpassen, en heel snel de invloed van die randvoorwaarden op de structuur bepalen. In het bijzonder voor funderingen is dat van groot belang, omdat grondeigenschappen intrinsiek toch wel een bepaalde onzekerheid in zich dragen. Zo kunnen we er toch voor zorgen dat het eindresultaat de nodige garanties biedt, rekening houdend met onzekerheden op grondeigenschappen.”
