Volgens Koen Coelus heeft elk torengebouw zo zijn eigen complexiteit. “De K-Tower in Kortrijk (een ontwerp van Samyn and Partners, en uitgevoerd door een tijdelijke vereniging van Maes NV en Van Roey NV) is een mooi voorbeeld van een hedendaagse residentiële woontoren, en biedt een exclusief penthouse en 64 luxueuze appartementen verspreid over 19 verdiepingen. De afwisseling van open en gesloten delen in de gevel geeft het geheel absoluut een dynamisch karakter, maar stelde anderzijds wel een aantal uitdagingen voor het ontwerp van de betonstructuur.
Door de afwisseling van open en gesloten delen is de gevelopbouw per verdieping verschillend, en spelen om de andere verdieping de kolommen in de 4 hoeken een belangrijke rol in de overdracht van belastingen naar de lager gelegen niveaus. De krachtlijnen in de dragende structuur worden vrij complex, en concentreren zich om de twee verdiepingen in die hoekkolommen. 3D rekenen met Diamonds was dan ook essentieel om een goed inzicht te krijgen in die krachtlijnen, en om de hoekkolommen in gewapend beton zo licht mogelijk te dimensioneren.”
De K-Tower in opbouw, samen met het Diamonds 3D rekenmodel. Door de afwisseling van open en gesloten delen in de gevel concentreren de krachtlijnen in de dragende structuur zich om de twee verdiepingen in de hoekkolommen.
“Betonwanden en gevelkolommen vormen samen een stijve koker die op zijn beurt samenwerkt met de centrale kern van dit torengebouw dankzij de dwarse wanden tussen de kern en de gevelwand,” aldus Maarten Vervaet. “Ter hoogte van de onderste twee verdiepingen is de gevel echter volledig open. Daar steunen 6 meter hoge kolommen (onderling verbonden door een randbalk) de gevelwand af op de fundering. Diamonds werd gebruikt om in deze complexe situatie de nodige wapening voor de randbalk en de belasting op de slanke kolommen in hogesterktebeton (C80/95) te berekenen, op basis van de meest nadelige combinatie van belastingen. Met behulp van bijkomende detailmodellen evalueerden we bovendien de overdracht van krachten van wanden naar kolommen. Bovendien werd het met het 3D rekenmodel ook relatief eenvoudig om diverse alternatieven voor de posities van de kolommen te evalueren.
Bij een koker-in-koker structuur als de K-Tower is het cruciaal om de relatieve stijfheid van de buitenkoker (de gevelwand) ten opzichte van de binnenkoker (de centrale kern) te kunnen inschatten. De stijfheidsverhouding tussen beide bepaalt met name hoe de windlasten worden gespreid over de binnen- en buitenkoker. De berekening van de krachten in de betonwanden en de betonkolommen van de buitengevel op basis van een klassieke lastendaling was in dit geval dan ook geen valabele optie meer, maar vereiste zonder meer een 3D aanpak die de stijfheid van binnenkoker en buitenkoker op een correcte manier in rekening brengt.
De fundering van de K-Tower op palen in Ieperiaanse klei zorgde voor een bijkomende complexiteit, wegens de verschillen in zetting tussen de centrale kern en gevelkolommen. Om de impact van de zakking van de funderingspalen in de tertiaire kleilagen te begroten, werden in het 3D rekenmodel verende steunpunten toegevoegd onder de gevelkolommen en de wanden van de centrale kern. De veerconstanten werden bepaald in samenwerking met geotechnische experten. Dergelijke berekeningen toonden een grotere zetting van de centrale kern, en – te wijten aan de kleinere zetting van de gevelwand – grotere krachten in de gevelkolommen in vergelijking met een starre ondersteuning van centrale kern en gevel.”
Met Diamonds werden voor de K-Tower de wapeningssecties berekend voor wanden, vloerplaten, randbalken en kolommen (links). Rekening houdend met de zakking van de funderingspalen in tertiaire kleilagen, toonden zettingsberekeningen een grotere zetting van de centrale kern en grotere krachten in de gevelkolommen aan.
“En hoewel het op zich reeds een hele uitdaging was om te komen tot een sterk constructief ontwerp van de K-Tower, moesten we er als ingenieursbureau uiteraard ook op toezien dat stabiliteit en draagkracht gewaarborgd blijven tijdens de bouwfase,” besluit Koen Coelus. “Vermits het structuurconcept van de K-Tower gebaseerd is op de samenwerking van centrale kern en gevelwand in volledig afgewerkte toestand, vereiste dit een aantal bijkomende berekeningen. Anderzijds konden dergelijke berekeningen vlot worden uitgevoerd vertrekkend van het bestaande 3D model voor de volledige structuur, waarbij verdiepingen werden weggelaten om de verschillende stappen in het bouwproces te evalueren.”
Bakens blijven verzetten
“Ofschoon ons projectportfolio een breed gamma aan bouwconstructies omvat, is dit torengebouw echt wel representatief voor de manier waarop wij denken en werken,” besluit Koen Coelus. “Sinds 1985 heb ik de bouwwereld ingrijpend zien veranderen. Het is enkel door alert te blijven voor de veranderingen in de markt dat Stedec NV kon uitgroeien tot wat het is vandaag. Bakens blijven verzetten, daar gaat het om bij ons. En zeg nu zelf, is dit project daarvan geen mooi voorbeeld?”
