Watertoren te Zwijndrecht

Transcriptie

1 Watertoren te Zwijndrecht Dossiernr Rapport 00 Versie 0 Datum 29 april 2016 Pagina s 00-1 t/m Betreft 00 Uitgangspuntendocument Bouwaanvraag Opdrachtgever ISA Ambacht B.V. te HENDRIK-IDO-AMBACHT Projectleider Constructeur ir. B. Offringa [email protected] ing. J.H. Haasjes [email protected] Tekenaar

2 Blad : 00-2 Inhoudsopgave Inleiding...3 Uitgangspunten...4 Normen en voorschriften...4 Documenten derden...4 Beschrijving van het bouwwerk...4 Algemene gegevens bouwwerk en omgeving...5 Gevolgklasse en betrouwbaarheidsklasse...5 Gebruikte materialen...7 Robuustheid...7 Brandwerendheid...9 Draagconstructie bij brand...9 bestaande-/tijdelijke bouw...9 Benodigde maatregelen t.b.v. brandwerendheidseis...9 Overzichten Belastingen Aangenomen belastingen Windbelasting Nieuwe constructie kap Nieuwe constructie vloer Voorziening voor hijsen kap Overzicht voorzieningen constructie... 19

3 Blad : 00-3 Inleiding Het project omvat het transformeren van de watertoren naar een toren met gebruiksfunctie bijeenkomst voor de 6 e verdieping boven het watervat, wat tevens een uitkijkpunt wordt. De overige verdiepingen en de begane grond worden beschouwd als verkeersruimte naar de 6 e verdieping met een lagere toelaatbare belasting. De bestaande constructie zal zoveel mogelijk gehandhaafd blijven, het bestaande dak zal verwijderd worden. Het dak zal vervangen worden door een verhoogde kap, zodat er rondom een glasstrook ontstaat. Het is de bedoeling om de kap in zijn geheel op de watertoren te hijsen en te monteren. Tevens zal er een lift met liftput worden toegevoegd vanaf begane grond tot en met het uitkijkpunt. De bestaande trappen zullen vanaf de eerste verdieping verwijderd worden en vervangen door spiltrappen. De hoofdliggers van een aantal verdiepingen zullen hiervoor aangepast moeten worden. Voor de sparingen in de tussenvloeren en het vat zullen aanvullende constructies nodig zijn. De oude sparingen zullen dicht gemaakt worden. In dit rapport is gebruik gemaakt van grafische toelichting. De illustraties zijn slechts bedoeld als toelichting op van de berekeningen, of als uitgangspunt voor de berekeningen. De illustraties zijn, in verband met de doorontwikkeling van het gebouw, mogelijk niet up-to-date; berekeningsresultaten kunnen daarom afwijken van hetgeen in de illustraties staat afgebeeld. De berekeningen zijn altijd leidend. Versie geschiedenis: Revisie datum Omschrijving/wijziging definitief

4 Blad : 00-4 Uitgangspunten Normen en voorschriften De volgende voorschriften dienen als uitgangspunt voor de verdere uitwerking: Bouwbesluit 2012 Eurocode 1: Belastingen op constructies Eurocode 2: Ontwerp en berekening van betonconstructies Eurocode 3: Ontwerp en berekening van staalconstructies Eurocode 4: Ontwerp en berekening van staal-betonconstructies Eurocode 5: Ontwerp en berekening van houtconstructies Eurocode 6: Ontwerp en berekening van constructies van metselwerk Eurocode 7: Geotechnisch ontwerp Documenten derden De volgende stukken dienen als uitgangspunt voor de verdere uitwerking: Bouwkundige gegevens projectnummer 2643 van ROOSROS architecten Inmeting constructie door ROOSROS architecten Beschrijving van het bouwwerk Deze watertoren is in opdracht van de gemeente Zwijndrecht gebouwd door architect F.A. de Jongh. De watertoren stamt uit F.A. de Jongh verwierf vooral bekendheid door zijn ontwerpen voor watertorens (Zwijndrecht, 1897;Nijkerk, 1898; Schoonhoven, 1901), die vanwege hun vormgeving en detaillering een bijzondere plaats innemen binnen de architectonische ontwikkeling van watertorens in Nederland. Bij de watertoren van Zwijndrecht is getracht een eenheid te creëren tussen schacht en reservoirgedeelte door de ommanteling ook bij het decoratieschema te betrekken. Oorspronkelijk had de toren een markante ver uitstekende kap. Deze ging verloren bij de renovatie in In 1997 is de toren opnieuw grondig onder handen genomen. In de toren bevond zich oorspronkelijk ook de woning van de machinist. De watertoren ligt aan de Ringdijk, aan de noordoever van de Oude Maas. De constructie van de toren bestaat uit gemetselde gevels en vloeren van beton of houten balken op stalen liggers. Het reservoir is een vat van staal dat wordt gedragen door een constructie van stalen liggers van de 4 e en 5 e verdieping. Het dak bestaat nu uit een constructie van hout en staal die draagt op stalen liggers van de 6 e verdieping boven het reservoir en op de goot van beton rondom de toren. Er zijn geen gegevens van de fundering bekend. De hoogte van de huidige kap is ca. 34m. De inhoud van het waterreservoir is ca. 220 m 3. De bestaande vloeren zijn waarschijnlijk bedoeld als verkeersruimte waarvoor geen hogere belasting kan worden aangehouden dan 2,5kN/m 2.

5 Blad : 00-5 Voor de nieuwe situatie zijn de volgende voorzieningen nodig: De lift met liftput wordt gefundeerd in de bestaande kelder. Op de keldervloer worden betonliggers aangebracht waar de stalen kolommen van de lift op komen te staan. De betonliggers dragen de belasting af naar de gevels. De liftputvloer kan met een staalplaat-betonvloer worden gemaakt. De kolommen van de lift worden dragend voor de bestaande betonvloeren waar een sparing voor de lift in komt. De spiltrap op de 1 e verdieping wordt opgevangen op een stalen ligger onder de vloer. Waar nodig worden ravelingen aangebracht voor de bestaande betonvloeren waar een sparing voor de spiltrap in komt en worden liggers verplaatst. De bestaande sparingen worden dichtgemaakt met een houten balklaag of een lichte staalplaatbetonvloer. De nieuwe kap wordt gemaakt van staalprofielen en gedragen door en ingeklemd in de nieuwe stalen liggers voor de nieuwe staalplaat-betonvloer van de 6 e verdieping. De maximaal toelaatbare horizontale verplaatsing van de kap is H/300, 15mm aan de bovenzijde van het spant. De nieuwe kap wordt op de begane grond geheel gemonteerd en daarna met en kraan gehesen en op de 6 e verdieping gemonteerd. Daarvoor zijn tijdens het hijsen schoren aan de onderzijde nodig. De constructie wordt gecontroleerd met verlaagde veiligheid volgens NEN 8700 voor bestaande bouw met het verbouwcriterium. Een groot deel van de ontwerplevensduur is verstreken waardoor dit toelaatbaar is. De toename van de belasting door de nieuwe constructie is kleiner dat de oorspronkelijke belasting van het water in het vat. De nieuwe constructie is ca. 1,4m hoger dan de bestaande constructie, ca. 5%. De toename van de windbelasting is verwaarloosbaar. Algemene gegevens bouwwerk en omgeving Peil : t.o.v. NAP onbekend Gevolgklasse en betrouwbaarheidsklasse Gevolgklasse : CC2 (tabel NB.20 - B1 NEN-EN 1990+A1+C2:2011/NB:2011) Ontwerplevensduurklasse : 3 (50 jaar) ten minste 15 jaar na de verbouwing (tabel NB NEN-EN 1990+A1+C2:2011/NB:2011) Belastingcategorie : C - Bijeenkomstruimtes (tabel NB.2 - A1.1 NEN-EN 1990+A1+C2:2011/NB:2011)

6 Blad : 00-6 belastingfactoren NEN-EN 1990:2011 Tabel A1.2(B) - Rekenwaarden van belastingen (STR/GEO) Blijvende en tijdelijke ontwerpsituaties Blijvende belastingen Overheersende veranderlijke belasting Veranderlijke belastingen gelijktijdig met de overheersende Ongunstig Gunstig Belangrijkste (zo nodig) Andere (verg. 6.10a) (verg. 6.10b) 1,35 G kj,sup a 1,2 G kj,sup b 0,9 G kj,inf 1,5 0,i Q k,i (i >1) 0,9 G kj,inf 1,5 Q k,1 1,5 0,i Q k,i (i >1) a Bij vloeistofdrukken met een fysiek beperkte waarde mag zijn volstaan met 1,2 G kj,sup. b Deze waarde is berekend met = 0,89. NEN 8700 Tabel A1.2(B) en (C) Partiële belastingsfactoren ( ) voor de uiterste grenstoestanden STR en GEO Factoren bij verbouw Belastingscombinaties Blijvende belastingen Overheersende veranderlijke Ongunstig Gunstig belasting anders dan wind a Veranderlijke wind maatgevende belasting a (Vgl. 6.10a) Gj,sup Gj,inf Q,1 Q,1 Gevolgklasse 1a/b 1,15 0,90 1,10 1,20 Gevolgklasse 2 1,30 (1,20) 0,90 1,30 1,40 Gevolgklasse 3 1,40 (1,20) 0,90 1,50 1,60 (1,50) (Vgl. 6.10b) Gj,sup Gj,inf Q,1 Q,1 Gevolgklasse 1a/b 1,05 0,90 1,10 1,20 Gevolgklasse 2 1,15 0,90 1,30 1,40 Gevolgklasse 3 1,25 (1,20) 0,90 1,50 1,60 (1,50)

7 Blad : 00-7 Gebruikte materialen volgens NEN-EN Betonkwaliteit In het werk gestort : C30/37 volgens NEN-EN Staal (sterkteklasse) : S355 Boutkwaliteit : 8.8 Thermisch verzinkt Ankerkwaliteit : 4.6 Gerolde draad, met haak, tenzij anders vermeld Uitvoeringsklasse (staal) : EXC2 (tabel C1 - NEN-EN :2006+A1:2014) volgens NEN-EN Hout Naaldhout : C18 Robuustheid NEN-EN geeft de in rekening te brengen buitengewone belastingen zoals stoot- en explosiebelastingen. Voorts voorziet deze norm in strategieën voor de bescherming van gebouwen tegen buitengewone belastingen in bijlage A.4. De toe te passen maatregelen variëren per gevolgklasse. zie ook Tabel 1 Overzicht klassen robuustheid. Dit bouwwerk wordt t.b.v. robuustheid ingedeeld in CC2a Gevolgklasse CC1 Op voorwaarde dat een gebouw is ontworpen, berekend en gebouwd overeenkomstig de regels opgenomen in NEN-EN 1990 t/m NEN-EN 1999 voor voldoende stabiliteit bij normaal gebruik, is geen verdere specifieke beschouwing noodzakelijk voor buitengewone belastingen door onbekende oorzaken. Gevolgklasse CC2a (risicogroep laag) Op voorwaarde dat een gebouw is ontworpen, berekend en gebouwd overeenkomstig de regels opgenomen in NEN-EN 1990 t/m NEN-EN 1999 voor voldoende stabiliteit bij normaal gebruik, zijn de verdere specifieke beschouwing voor buitengewone belastingen door onbekende oorzaken noodzakelijk: of effectieve horizontale trekbanden effectieve verankering van verdiepingsvloeren aan wanden

8 Blad : 00-8 aantal bouwlagen (6) gebruiksdoel (7) landbouwbedrijfsgebouwen CC1 (1) tuinbouwkassen CC1 (1) industriegebouwen CC1 (1) CC2b CC2a CC2b CC3 (2) eengezinswoningen (3) CC1 CC2a woongebouw CC2a CC2b hotels CC2a CC2b kantoorgebouwen CC2a CC2b onderwijsgebouwen CC2a CC2b CC3 (4) winkels CC2a CC2b parkeergarage CC2a CC2b gebouwen met verminderd zelfredzame personen ziekenhuis CC2b CC3 (5) celgebouw CC3 (5) verpleegtehuis CC3 (5) verkeerstorens van internationale luchthavens CC3 publieksfunctie stadions CC3 (4) concertzalen CC3 (4) tribunes CC3 (4) gebouwen >70m boven het aangrenzende maaiveld CC3 openbaar gebouw met vloeroppervlakte < 2000m2 per verdieping CC2a 2000m2 per verdieping CC2b (1) Uitsluitend voor productiedoeleinden, warbij het aantal personen beperkt is (2) gevaarlijke stoffen en/of processen waarvoor een omgevingsvergunning voor het milieu noodzakelijk is (3) grondgebonden woning niet gelegen in woongebouw (4) in het geval van bezwijken lopen > 500 personen gelijktijdig gevaar (5) Op grond van CC3 moet een risocoanalyse worden uitgevoerd, de resultaten hiervan kunnen ertoe leiden dat lagere veiligheidsfactoren toegepast kunnen worden dan die horende bij (6) Bij de bepaling van het aantal bouwlagen mogen kelderverdiepingen buiten beschouwing worden gelaten, mits deze verdiepingen voldoen aan de eisen van gevolgklasse CC2b. (7) Bij gebouwen met meer dan één gebruiksdoel behoort de strengste gevolgklasse te worden aangehouden. Tabel 1 Overzicht klassen robuustheid

9 Blad : 00-9 Brandwerendheid Draagconstructie bij brand bestaande-/tijdelijke bouw Volgens het bouwbesluit 2012 geldt voor een vloer, trap of hellingbaan waarover of waaronder een beschermde route voert, een minimale brandwerendheidseis van 20 minuten. Verder dient de bouwconstructie in scheidingen van brandcompartimenten minimaal de brandwerendheid te bezitten die voor de compartimentsscheiding benodigd is. Een bouwconstructie bezwijkt bij brand in een brandcompartiment waarin die bouwconstructie niet ligt, niet binnen een termijn zoals weergegeven in onderstaande tabel. Hierbij moet worden uitgegaan van de buitengewone belasting combinaties die volgens NEN 8700 kunnen optreden bij brand. Overige functies (Bijeenkomstfunctie, Gezondheidszorgfunctie, Industriefunctie, Kantoorfunctie, Onderwijsfunctie, Sportfunctie, Winkelfunctie, Overige gebruiksfunctie) Het hoogste verblijfsgebied ligt : Brandwerendheid Reductie mogelijk VG < 5,0 m - - VG > 5,0 m 30 min. Nee Tabel 2 Overige functies Het hoogste verblijfsgebied t.o.v. meetniveau 1 : m t.o.v. Peil Dit betekend dat een bouwconstructie bij brand niet bezwijkt binnen 30 minuten. Indien de permanente vuurbelasting lager is dan 500 MJ/m² mag de brandwerendheidseis bekort worden met 30 min, als dit in de tabel is aangegeven. Benodigde maatregelen t.b.v. brandwerendheidseis De brandwerendheidseis zoals benoemd in de vorige paragraaf kan op diverse manieren worden gerealiseerd. Binnen dit project is gekozen voor een combinatie van oplossingen: De stalen kolommen en liggers worden omkleed met een brandwerende (stootvaste)beplating. De definitieve plaatdiktes worden door de leverancier bepaald. In verband met het, om architectonische redenen, in het zicht blijven van de stalen liggers en kolommen worden deze voorzien van een brandwerende coating. De definitieve laagdiktes worden bepaald door de leverancier. De oppervlakte uitstraling van het uiteindelijke product is van architectonisch belang, hier dient de keuze van de coating op afgestemd te zijn. De coating dient aangebracht te worden conform Kwaliteitsrichtlijn applicatie brandwerende coating, Bouwen met Staal. 1 hoogte van het aansluitende terrein, gemeten ter plaatse van de toegang van het gebouw

10 Project : Dossiernr. : Datum : Blad : Overzichten Bestaande doorsnede Watertoren te Zwijndrecht april

11 Project : Dossiernr. : Datum : Blad : Watertoren te Zwijndrecht april Bestaande kap Opvang huidige kap uit 1963 op de stalen liggers van de 6e verdieping

12 Blad : Nieuwe kap

13 Blad : Belastingen Aangenomen belastingen dak PB VB Licht dak met zinken dakbedekking P dak 0,15 + 0,15 + 0,20 0,50 kn/m² dak,sneeuw categorie H daken 0,56 kn/m² 6 e verdieping PB VB Lichte vloer staalplaat-beton met afwerking P vloer 2,8 + 1,0 + 0,20 4, 0 kn/m² vloer, categorie C bijeenkomst 5,0 kn/m² overige vloeren PB VB Bestaande vloeren P vloer bestaand, ongewijzigd - kn/m² vloer, categorie B verkeersruimte (kantoor) 2,5 kn/m² Bestaand watervat ca. 220m 3. Afmeting ca. Ø7.2m x h=5.4m Totale belasting 2200kN (220 ton) Totale belasting nieuw Fg 8,3^2* /4*(0,5*2+0,5+4,0+1,0)= 350kN Fq 8,3^2* /4*(5,0)= 270kN Totaal 620kN De toename van de belasting is veel kleiner dan de belasting uit het watervat. Dit is toelaatbaar.

14 Blad : Windbelasting Windgebied II onbebouwde omgeving h=34m Waarden voor q p voor situaties waarvoor geldt dat c o = 1, geen orografie zie Tabel NB.5 - Extreme stuwdruk in kn/m² als functie van de hoogte Hoogte Gebied I onbebouw bebouw Gebied II onbebouw Gebied III onbebouw m kust d kust bebouw d bebouw d 1 0,93 0,71 0,69 0,78 0,60 0,58 0,49 0,48 2 1,11 0,71 0,69 0,93 0,60 0,58 0,49 0,48 3 1,22 0,71 0,69 1,02 0,60 0,58 0,49 0,48 4 1,30 0,71 0,69 1,09 0,60 0,58 0,49 0,48 5 1,37 0,78 0,69 1,14 0,66 0,58 0,54 0,48 6 1,42 0,84 0,69 1,19 0,71 0,58 0,58 0,48 7 1,47 0,89 0,69 1,23 0,75 0,58 0,62 0,48 8 1,51 0,94 0,73 1,26 0,79 0,62 0,65 0,51 9 1,55 0,98 0,77 1,29 0,82 0,65 0,68 0, ,58 1,02 0,81 1,32 0,85 0,68 0,70 0, ,61 1,05 0,85 1,35 0,88 0,71 0,73 0, ,71 1,16 0,96 1,43 0,98 0,80 0,80 0, ,80 1,27 1,07 1,51 1,07 0,90 0,88 0, ,88 1,36 1,16 1,57 1,14 0,97 0,94 0, ,94 1,43 1,23 1,63 1,20 1,03 0,99 0, ,99 1,49 1,28 1,66 1,24 1,07 1,02 0, ,00 1,50 1,30 1,67 1,25 1,09 1,03 0, ,04 1,55 1,35 1,71 1,30 1,13 1,07 0,93