SteelConnection designConnectionEN (Eurocode)AxisVM

Ondersteuning voor gevelbehoudconstructie

Boedapest

Als onderdeel van een herontwikkelingsproject van het Bem Center in Boedapest, Hongarije, kreeg STEELEXPERT Ltd. de opdracht om een tijdelijke oplossing voor gevelbehoud te ontwerpen. Het doel was om de gevel van het gebouw te behouden terwijl de interne constructie werd herbouwd volgens het nieuwe concept. IDEA StatiCa werd gebruikt om verbindingen te ontwerpen voor een modulaire, lichte, maar robuuste staalconstructie die bestand zou zijn tegen wind en zou passen binnen de dichte infrastructuur van het stadscentrum.

Dit artikel is ook beschikbaar in

Over het project

Het Bem Center, met uitzicht op het Bem-plein aan de Donau, dateert uit de 19e eeuw en is een van de belangrijkste bezienswaardigheden van Boedapest. Het hoofdgedeelte van het gebouw, de Radetzky-kazerne, was getuige van een cruciale demonstratie tijdens de Hongaarse Revolutie van 1956 en werd daardoor een symbool en integraal onderdeel van het collectieve geheugen van de stad.

Na tientallen jaren van verval stond het bouwvallige gebouw eindelijk op de planning voor herontwikkeling als onderdeel van het Bem Project, dat als doel heeft een nieuw gebouwencomplex te creëren uit de voormalige kazerne en het aangrenzende bouwblok. Alle onderdelen moeten worden samengevoegd tot een moderne eenheid die past bij de 21e eeuw, maar tegelijkertijd eer bewijst aan de geschiedenis. Vanaf 2023 zal het complex dienen als hotel en kantoorgebouw, en de gedeeltelijk open passage moet ruimte bieden aan winkels en cafés. Ook de restauratie van het Bem-plein zelf maakt deel uit van het project, zodat de plek opnieuw een levendige ontmoetingsplaats kan worden voor zowel bewoners als toeristen die Boedapest bezoeken.

Technische uitdagingen

Gezien de historische en architecturale waarde van het Bem Center kreeg het behoud van de historiserende gevel en ornamenten prioriteit in het project. Het interieur van het gebouw verkeerde echter in slechte staat en stond gepland voor sloop, waardoor een tijdelijke oplossing nodig was om de gevel op zijn plaats te houden. Dit bracht een aantal aanzienlijke uitdagingen met zich mee.

Allereerst moest de constructie de gevel ondersteunen terwijl de rest van het gebouw werd verwijderd, en tegelijkertijd betrouwbare bescherming bieden tegen aardbevingen en de sterke wind op de locatie. Het was echter niet mogelijk om de constructie vóór het gebouw te ondersteunen vanwege de dichte ondergrondse infrastructuur van nutsvoorzieningen zoals afvalwaterleidingen, water, gas, elektriciteit (inclusief hoogspanningsvoorziening), telecommunicatie en bekabeling voor verkeerslichten. Er was zelfs niet genoeg ruimte voor een dunne externe ondersteuning, waardoor een speciale technische oplossing moest worden ontworpen.

Naast bovenstaande eisen en beperkingen stonden er bij die gelegenheid ook archeologische opgravingen gepland in het gebied, waardoor de dragende constructie extra laterale verstijving moest toelaten om de verwijderde grondlagen te compenseren.

Oplossingen en resultaten

Zoals reeds vermeld, was het niet mogelijk om ondergrondse verankering van de staalconstructie vóór het gebouw toe te passen. Om de vereiste stijfheid te bereiken, koos STEELEXPERT voor een orthogonaal vakwerkframe (verticaal en horizontaal). Het lastige onderdeel was het ondersteunen van de volledige constructie vanuit het gebouw zelf; hiervoor werden verticale kolommen in de grond achter de muur geplaatst en via V-vormige verstijvingen door de gevelramen verbonden met de voorconstructie.

Het orthogonale constructiesysteem - verticale en horizontale vakwerken, rechtstreeks verbonden met de gemetselde muur - kan de stabiliteit en integriteit van de oude gemetselde muur waarborgen tot windsnelheden van 40 km/u. Het bouwgedeelte van het project was echter gepland voor een periode van maximaal anderhalf jaar, lang genoeg voor een zware storm of seismische activiteit om zich in die periode voor te doen. Daarom waren extra maatregelen nodig om de structurele integriteit van de muur onder extremere omstandigheden te behouden. Om dit te bereiken, implementeerde STEELEXPERT drie liggers om de krachten tussen de verticale framing te verdelen, en vijf lange diagonale schoren aan de achterkant van de gevel, verankerd aan paalfunderingen.

De volledige staalconstructie die de gevel ondersteunde, woog 110 ton en bevatte ongeveer 20 verschillende typen verbindingen. STEELEXPERT ontwierp deze met IDEA StatiCa. De meest complexe verbindingen waren die tussen de horizontale liggers en diagonale schoren, evenals die tussen de liggers en de V-vormige verstijving die de liggers verbindt met de vakwerkframing aan de voorzijde. Met veel verschillende hoeken en excentriciteiten zouden deze uiterst moeilijk handmatig te ontwerpen zijn geweest.

Sommige verbindingen hadden zo'n complexe geometrie dat zonder IDEA StatiCa de juiste berekeningen en vooral optimalisaties helemaal niet mogelijk zouden zijn geweest.

Csaba Bán

Sr. Structural Engineer, CEO & Owner – STEELXPERT Ltd.

Op bepaalde momenten tijdens de bouwwerkzaamheden stonden sommige schoren gepland voor verwijdering om ruimte te maken voor graafmachines en uitgebreide ondergrondse werkzaamheden. Deze tijdelijke ongelijke krachtenverdeling moest worden meegenomen in de berekeningen. IDEA StatiCa hielp STEELEXPERT ervoor te zorgen dat de constructie optimaal stijf was en ook deze fasen kon doorstaan.

Na vele jaren van handberekeningen hebben wij nu eindelijk een software-instrument dat ons echt helpt de uitdagingen waarmee wij worden geconfronteerd, aan te gaan.

Csaba Bán

Sr. Structural Engineer, CEO & Owner – STEELXPERT Ltd.

IDEA StatiCa biedt een rijke selectie aan templates, wat de ingenieurs van STEELEXPERT bespaarde van de hoofdpijn om de verbindingen vanaf nul te ontwerpen. Ook de daaropvolgende presentatie van de geometrie en de eindcontrole verliepen eenvoudiger dankzij de IDEA StatiCa-rapportgenerator.

De samenwerking met andere teams verliep soepel dankzij de IDEA StatiCa online viewer. De staaltekenaar ontving een compleet ontwerp van STEELEXPERT en kon dit gemakkelijk in 3D bekijken, met rotatie inclusief alle details, in de handige online tool.

Al met al zorgden de voordelen van IDEA StatiCa ervoor dat het project veel sneller vorderde. De volledige staalontwerpfase duurde twee tot drie maanden, en de ingenieurs van STEELEXPERT zijn het erover eens dat het vanaf nul ontwerpen van alle verbindingen en het handmatig uitvoeren van alle berekeningen zou hebben geresulteerd in 1,5 maand extra werk. Met andere woorden, de totale projecttijd zou zijn verdubbeld. Ze wijzen er ook op dat correcte berekening van sommige complexe verbindingen helemaal niet mogelijk zou zijn geweest, wat zou betekenen dat ze voor een suboptimale oplossing hadden moeten kiezen. Dankzij IDEA StatiCa konden alle uitdagingen zonder compromissen worden opgelost.

IDEA StatiCa is een geweldige tool en heeft ons enorm geholpen. Zonder de software en de praktische kennis ervan kun je niet concurrerend zijn in deze markt.

Csaba Bán

Sr. Constructeur, CEO & Eigenaar – STEELXPERT Ltd.