Je leest:

Constructie van ‘blobs’ eenvoudiger met deltaribben

Constructie van ‘blobs’ eenvoudiger met deltaribben

Auteur: | 17 september 2007

Gebouwen met onregelmatige, gekromde vlakken zijn de laatste jaren populair geworden onder architecten. Maar de concrete uitvoering van dit soort gebouwen blijkt vaak problematisch. Onderzoeker ir. Martijn Veltkamp heeft een systeem ontwikkeld waarmee blob’s gemakkelijker te realiseren zijn. Hij promoveert vandaag op dit onderwerp aan de TU Delft.

Aan auto’s is het al jaren te zien: ontwerpers van vandaag gebruiken graag fraaie welvingen en zwoele vormen. Wat er over onze snelwegen raast lijkt in niets op de koektrommeltjes van twintig jaar geleden. Dat is te danken aan de software op de ontwerpcomputers, maar ook aan de productietechnieken in de autofabrieken.

Graag willen architecten ook van die welgevormde zinnelijke structuren realiseren. De afgelopen jaren zijn daarom de zogenaamde blobs in opkomst: gebouwen met onregelmatig gevormde gevels die in twee richtingen krommen. Het ontwerp van die structuren ontstaat met behulp van computerprogramma’s die zijn afgeleid van de software van auto- en vliegtuigfabrikanten.

Detail van de gevel van het ‘Experience Music Project (EMP)’ in de Amerikaanse stad Seattle, ontworpen door de wereldvermaarde architect Frank Gehry. Beeld: Wikipedia

Op glanzende tekeningen en bij gelikte computeranimaties zien die blobs er fraai en futuristisch uit. In de praktijk daarentegen blijkt het niet altijd eenvoudig om blobs daadwerkelijk zo sierlijk te bouwen. Bouwkundigen hebben er namelijk nog niet de meest geschikte constructietechnieken voor. Omdat zij gebruik maken van methoden die werden ontwikkeld in het ‘blokkendoos’ tijdperk, ziet een gerealiseerde blob er lang niet altijd zo fraai uit als de architect het wel zou willen. Een constructie met spanten bijvoorbeeld leidt vrijwel altijd tot een gebouw dat onmiskenbaar is opgebouwd uit platte vlakken die onder een hoek aan elkaar grenzen. Terwijl juist de aanwezigheid van fraaie krommingen het kenmerk van een blob is. Verder moeten bij de constructie van een blob vaak – dure – kunstgrepen worden toegepast. Dat leidt bijvoorbeeld tot een veel hoger materiaalgebruik dan constructietechnisch strikt noodzakelijk is.

Constructiesystemen

Onderzoeker Martijn Veltkamp, die vandaag promoveert aan de Delftse faculteit Bouwkunde, heeft de afgelopen vier jaar een drietal constructiesystemen ontwikkeld waarmee blob’s gemakkelijker te realiseren zijn. Ze zijn relatief makkelijk produceerbaar, met gangbare materialen en volgens bekende productietechnieken, maar bieden toch de mogelijkheid om gebouwen met volledig vrije vormen te realiseren. Ze “bieden ongeëvenaarde vormvrijheid, waarbij nog altijd een rationele productiewijze mogelijk is”, aldus de onderzoeker in zijn proefschrift.

Uit 23 potentieel geschikte constructieve schema’s werkte de onderzoeker er 3 uit tot systemen die in principe geschikt zijn voor toepassing in de praktijk: 1. Deltaribben, een netwerk van krommende en torderende ribben. De ribben hebben een driehoekige doorsnede, en zijn samengesteld uit drie op maat gesneden gekromde staalplaten; 2. Vlakke ribben die op de uiteinden op elkaar aansluiten. De ribben worden in een netwerk toegepast, waarbij de verbindingen simpel worden gehouden doordat telkens maar twee ribben op elkaar aansluiten; 3. 3D-componenten, die tegelijkertijd constructie en geveldichting zijn. Ze zijn gebaseerd op verstijvingen volgens het principe van de Deltaribben, waarbij ook de ruimte tussen ribben ‘constructief actief’ is en daarbij de verstijvingsribben stabiliseert. Beeld: Martijn Veltkamp, TU Delft

Om te kunnen beoordelen of het echt werkt, en zo de systemen te valideren voor toepassing in een onregelmatige gebouwvorm, paste Veltkamp elk systeem ook toe op een gebouwontwerp. Hiermee kreeg hij ook inzicht in het toepassingsgebied, bijvoorbeeld of het systeem ook werkt bij heel sterk gekromde gebouwdelen.

Vervolgens nam hij met det Deltaribben-systeem de proef op de som en werkte het uit tot drie prototypen op ware grootte, gemaakt van plaatstaal. De ribben hebben een driehoekige doorsnede en zijn samengesteld uit drie op maat gesneden gekromde staalplaten. Een heleboel van deze ribben samen vormen de gewenste netwerkconstructie die de samenhangende structuur is in een ‘blob’. Een architect kan de Deltaribben gebruiken als constructie voor zijn ontwerp. Afhankelijk van de grilligheid van de gewenste blob zoekt hij een optimum in een open of juist dicht netwerk, met dunne of dikke ribben.

Foto van de prototypes van de Deltaribben. Op de inzetjes is te zien hoe ze werden opgebouwd uit afzonderlijke plaatdelen. Beeld: Martijn Veltkamp, TU Delft

Een belangrijk aspect van de Deltaribben – maar ook van de twee andere systemen – is volgens de promovendus dat ze zodanig worden toegepast dat de constructieve elementen precies zijn af te stemmen op de locale geometrie en de aldaar vereiste constructieve capaciteit. ’’Het zijn dus efficiënte systemen", stelt Veltkamp. “Technisch gezien kan de draagconstructie nu volledig in de vrijgevormde gebouwvorm worden geïntegreerd.”

“Pindablob” gebaseerd op het deltaribben-concept. Beeld: Martijn Veltkamp, TU Delft

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 17 september 2007

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.