HEF- EN STELMECHANISME GECOMBINEERD T ango is een gemengd wooncomplex met 178 sociale huurwoningen in Leidsche Rijn Centrum, vlak bij het Berlijnplein en naast de Stadsbaantunnel. Tango is een bouw - blok met variërende hoogten van zes tot negen bouwlagen rond een gemeenschappelijk hof. Kenmerkend in het ontwerp zijn onder meer brede penanten, vlakken met baksteenreliëf, verschillende metselverbanden en een afwij- kende hoge plint (foto 2).STEIGERLOOS BOUWEN De ruwbouw is uitgevoerd in beton volgens de bouwmethode wanden-breedplaat. De gebouwschil bestaat uit prefab houten sand- wich-gevelelementen, voorzien van steen- strips. De gevelelementen moesten zonder steiger worden aangebracht. Het gebouw is namelijk direct gelegen naast de drukke Stads - baantunnel, waardoor een traditionele steiger STEIGERLOOS BOUWEN met hijsmontageframe Bij het aanbrengen van prefab balkons speelt de bouwvolgorde een belangrijke rol. Kunnen de balkons worden meegenomen in de ruwbouwcyclus? Wat betekent dat voor de gevel? En hoe wordt omgegaan met steigers en onderstempeling? Bij een woningbouwproject in Utrecht bedacht BAM iets nieuws: het hijsmontageframe. Hiermee konden de balkons, met diverse afmetingen, worden meegenomen in de gevelcyclus en waren geen steigers of ondersteuningsconstructies nodig. 1 Tango in aanbouw. De omloopvoorziening is gerealiseerd met steeksteigers. De balkons zijn meegenomen in de gevelcyclus 4 VAKBL AD 1 2024 Auteur Sjors Tullemans, BAM Materieel ? Jacques Linssen, Betoniek / Aeneas Media PROJECTGEGEVENS Project Tango, Leidsche Rijn Opdrachtgever Portaal en Woonin Aannemer BAM Wonen ? Bouwen op Maat Leverancier gevels Webo Leverancier balkons Lammers Beton Weert Bevestiging balkons IDock, Schöck Architect Bureau Van Eig en Zecc Architecten Constructeur BAM A&E BV 01-2024_Steigerloos bouwen met hijsmontageframe.indd 4BV 01-2024_Steigerloos bouwen met hijsmontageframe.indd 4 01-03-2024 09:5801-03-2024 09:58 met metselaars tot te veel veiligheidsrisico's zou leiden. Bijkomend voordeel van het bou- wen zonder steigers was de verkorte bouwtijd. Aan de buitenzijde van het gebouw zijn steek- en klimsteigers gebruikt voor de ruwbouwbe- veiliging. Een steeksteiger is een omloopvlon- der die met twee 'vorken' om de vloer wordt geklemd. De steeksteiger bevindt zich één laag onder de te storten vloer (foto 1). Voor het storten van de betonnen druklaag is op de breedplaatvloer fabrieksmatig een stalen randkist meegenomen. Aan de binnenzijde van het gebouw kan op de laag van de te storten vloer worden omgelopen met behulp van vlonders die op de prefab con- soles zijn opgelegd (zie kader 'Binnenzijde: galerijplaten'). BALKONS Ook voor de balkons moest een oplossing wor - den bedacht om deze zonder steigers te kun- nen monteren. Ze konden bovendien niet in de ruwbouwfase worden meegenomen; niet tij- dens het storten van de vloeren en ook niet later met behulp van bijvoorbeeld een frame of tafel op de ondergelegen verdieping. Dat zou immers problemen opleveren bij het aanbren- gen van de gevels. Die werden van binnenuit gemonteerd en als de balkons op dat moment al aanwezig zouden zijn, was er onvoldoende ruimte voor de montage. De gewenste volg- orde was dus: gevelelement ? balkon ? gevel- element enzovoort. Anders gezegd: de prefab balkons moesten worden meegenomen in de gevelcyclus. Volgende uitdaging was de tijdelijke onder - steuning van de balkons. De balkons ? zeer divers in afmetingen en gewicht ? bevinden zich verspringend over de gevel, waardoor doorstempelen op een direct ondergelegen balkon niet mogelijk was. Voor sommige bal- kons zou dat betekenen dat ze zelfs tot op het maaiveld doorgestempeld moesten worden. Daarmee ben je in feite alsnog een steiger aan het bouwen. Deze onderstempeling zou bovendien moeten worden verankerd in het achtergelegen beton, dus door de al aange - 3 Voorzieningen ten behoeve van de IDock-sleuven De buitenste langszijde van het balkon wordt geklemd in een verstelbare stoel 2 Tango Utrecht 5 VAKBL AD 1 2024 BV 01-2024_Steigerloos bouwen met hijsmontageframe.indd 5BV 01-2024_Steigerloos bouwen met hijsmontageframe.indd 5 01-03-2024 09:5801-03-2024 09:58 brachte gevelelementen heen. Dat zou nog op te lossen zijn met tijdelijke sparingen in die elementen, maar ook dat is verre van ideaal, onder meer omdat de gevels zijn voorzien van steenstrips. BALKONBEVESTIGING Om ruwbouwfase en montage van de prefab balkons van elkaar te kunnen scheiden, is geko- zen voor het zogenoemde IDock-systeem. In dit s ysteem worden open sleuven in de vloer gecre - eerd, met behulp van kunststofbakken (foto 3). Die sleu ven zijn bedoeld om later de stekken die uit de balkons steken, in te laten vallen. De sleuven worden uiteindelijk aangegoten met kwalitatief hoogwaardige gietmortel. Ten behoeve van een goede aanhechting van de gietmortel aan het balkon zit er een profilering in de sleuven (foto 4). Dit systeem wordt gecombineerd met de Iso- korf-technologie ten behoeve van koudebrug- onderbreking. HIJSMONTAGEFR AME Voor de montage van de balkons is voor het project Tango een speciaal hijstuig ontwikkeld, dat een hefmechanisme combineert met een stelmechanisme. De balkons worden op maai- veld in dit zogenoemde hijsmontageframe bevestigd, waarna een kraan het frame oppakt 4 Geprofileerde sleuven in de vloer waar stekken van prefab balkons invallen BEVESTIGINGSSYSTEMEN BALKONS Er zijn verschillende typen systemen op de markt waarmee balkons achteraf aan een vloer kunnen worden bevestigd. Zo is er naast het in dit artikel beschreven IDock-systeem, het itens-systeem (fig. 5). Dit systeem lijkt op IDock, maar de bevestiging gebeurt met naspanning. In de vloer worden holle kokers aangebracht. In deze kokers worden strengen gestoken die aan het balkon vastzitten. Deze strengen worden vanuit een sparing in de vloer, aan het eind van de kokers, aangespannen. De positio - nering komt bij dit systeem iets nauwer. Bovendien moeten de stekken van de balkons vanaf de kopse k ant worden ingeschoven en kan dit niet van bovenaf. Voordeel is dat wapening in de vloer over de kokers/strengen kan doorlopen, wat bij IDock niet kan omdat die sleuven aan de bovenzijde open zijn. Alternatieven zijn onder meer het Balqoon- en het IQlick-systeem. De meeste van deze alternatieve systemen zijn te combineren met het hijsmontageframe. 5 Bevestiging balkons met itens (bron: normteq) De buitenste langszijde van het balkon wordt geklemd in een verstelbare stoel 6 VAKBL AD 1 2024 BV 01-2024_Steigerloos bouwen met hijsmontageframe.indd 6BV 01-2024_Steigerloos bouwen met hijsmontageframe.indd 6 01-03-2024 09:5801-03-2024 09:58 met vier hijspunten en het ver volgens naar de gewenste verdieping hijst. Daar schuift het frame over de vloer heen (foto 6). Ver volgens wordt het balkon met behulp van lasertechniek op exact de juiste positie gesteld, waarna de sleuven worden aangestort. Na enkele dagen, als de gietmortel voldoende is verhard (bepaald op basis van de methode van gewo-gen rijpheid), kan het frame van het balkon worden losgeschroefd en voor een volgend balkon worden gebruikt, al dan niet na het aan- passen van de configuratie. Ook bij de kopgevels, waar zich achter de gevel een betonwand bevindt, is dit frame toegepast. Daar kan het frame via de gevelopeningen naar binnen worden gestoken.ONTWERP FR AME De basis van het hijsmontageframe bestaat uit twee symmetrische stalen hoofddragers, haaks op de balkons. Deze liggers dragen het balkon en aan de andere zijde vallen ze over de vloer van het casco (fig. 7). Aan de dragers zijn vooraf leuningen beves - tigd. Afhankelijk van het formaat en gewicht van het balk on kunnen de dragers worden aangepast. 6 Toepassingen hijsmontageframe. 1. bevestiging op maaiveld; 2. frame wordt gehesen; 3. frame wordt over vloer geschoven; 4. frame op juiste positie 1 2 3 4 7 Doorsnede hijsmontageframe 7 VAKBL AD 1 2024 BV 01-2024_Steigerloos bouwen met hijsmontageframe.indd 7BV 01-2024_Steigerloos bouwen met hijsmontageframe.indd 7 01-03-2024 09:5801-03-2024 09:58 Tussen het deel van de twee hoofddragers dat zich boven het balkon bevindt, zijn trek-/ drukschoren aanwezig ten behoeve van de horizontale stabiliteit (fig. 8). Alle stabiliteits- voorzieningen bevinden zich in het deel bui- ten de gevel; de ruimte is vrij tussen de hoofd- dragers die over de vloer steken. Hiermee w ordt voorkomen dat obstakels in de weg staan en wordt toepassing bij betonwanden mogelijk. Het hijsmontageframe is zo ontworpen dat het verstelbaar is, waardoor balkons met verschil- lende afmetingen (dikte, breedte, lengte) bin- nen het project kunnen worden gehesen en gesteld. Die verstelbaarheid komt onder meer tot uiting in een van de belangrijkste onderde - len van het frame, de stoel aan het uiteinde van de stalen liggers. Hierin wordt de buitenste langszijde van het balkon geklemd (fig. 9). Een klemplaat valt over de opstaande rand van het balkon. Met een spindelunit kan de hoogte van de stoel worden aangepast en ook de diepte kan vrij worden ingesteld (fig. 10, foto 11). Daar waar het frame het balkon raakt, zijn neo- preenblokken voorzien om aftekening op het balkon te voorkomen. Voor bevestiging van het balkon in het frame aan de gebouwzijde, zit een bevestigingsanker in het balkon ingestort, waarin een draadeind wordt aangebracht. Voor de juiste maat is een afstandhouder tussen balkon en hoofddrager voorzien. Dit zijn busjes waardoor het draadeind steekt. Het draadeind wordt aan de Het frame is ontwikkeld om bij meer projecten in te zetten 8 Basisopzet frame, met stabiliteitsvoorzieningen 9 Hijsmontageframe stelpoot verankering profiel voor lastspreiding afstandhouder hoofddrager stoel trek-/drukschoor dwarsdrager 8 VAKBL AD 1 2024 BV 01-2024_Steigerloos bouwen met hijsmontageframe.indd 8BV 01-2024_Steigerloos bouwen met hijsmontageframe.indd 8 01-03-2024 09:5801-03-2024 09:58 bovenzijde van de hoofddrager met een volg- plaat vastgezet. Overigens verdwijnt het inge- storte anker, als het frame is ontkoppeld, onder de gevel uit het zicht. Iets verder naar binnen, daar waar de hoofd- dragers in de beuk steken, bevindt zich aan de hoofddragers een stelpoot. Hiermee steunt het frame af op de betonnen verdiepingsvloer. Deze stelpoot (steunpoten die ook voor vracht - wagens (opleggers) worden gebruikt) is op exact de juiste hoogte in te stellen. Waar de stelpoot op het beton steunt, bevinden zich de sleuven voor de verankering van het balkon. Om te grote krachten in de dammetjes tussen de sleuven te voorkomen, is hier een stalen profiel aangebracht, die de krachten uit de stelpoot verspreidt in de breedte. Nog verder naar binnen worden de uiteindes van de hoofdragers verankerd in de verdie - pingsvloer. Op deze positie moeten de trek - krachten worden opgenomen die ontstaan omdat het balkon door de zwaartekracht naar beneden wil kiepen. Voor deze verankering wordt op de vloer een jukje aangebracht die met een draadeind (door-en-door) aan de vloer wordt bevestigd. De hoofdragers sluiten aan op dit jukje (fig. 12). De exacte verticale positionering gebeurt met een hydraulische krikpot aan het eind van de hoofdragers (fig. 12) waarop een stempel wordt gezet die tegen het plafond afsteunt. Hiermee wordt de hoek van de balkons inge - 10 Detaillering stoel spindelunit stoel 11 S toel waarin balkon wordt geklemd, inclusief neopreenblokken steld, die iets moeten worden opgezet om latere zakking te compenseren. CAPACITEIT Om de krachten en met name de ver vormingen in het frame vast te stellen, is een 3D-reken- model opgesteld in SCIA Engineer (fig. 14). Alle voorkomende afmetingen van de balkons 12 Det aillering verankering aan vloer; aan het uiteinde krikpot voor positionering 9 VAKBL AD 1 2024 BV 01-2024_Steigerloos bouwen met hijsmontageframe.indd 9BV 01-2024_Steigerloos bouwen met hijsmontageframe.indd 9 01-03-2024 09:5801-03-2024 09:58 zijn ingevoerd. Die variëren van 3 m breed bij 1,8 m diep, tot wel 7,2 m breed en 0,6 m diep. Het hijsmontageframe is ontworpen voor een maximumgewicht van de balkons van 12 ton. Ook de ankers in het balkon zijn getoetst. Alle hijsframes zijn als hijstuig getest voor de maatgevende situatie. Dit testen gebeurt met 1,25× de maatgevende belasting. Hierbij wordt onder meer gekeken naar de ver vorming en de lassen. In het project Tango was het maximale gewicht van de balkons 6 ton. Voor de hoofd- dragers konden daardoor iets lichtere, standaardliggers van PERI worden gebruikt. De s toel kent een standaard uitvoering waarmee niet in de capaciteit is te variëren (ma x. 12 ton). Overigens zijn de liggers in een volgend project verzwaard, zodat daar ook daad w erkelijk een gewicht van 12 ton mogelijk was. BINNENZIJDE: GALERIJPL ATEN Aan de binnenzijde van het gebouw Tango is het hijsmontageframe niet ingezet. Hier zijn prefab galerijplaten opgelegd op consoles die met de achterliggende wanden zijn meegestort. Er was dus geen directe koppeling van de balkons aan de vloer nodig. Deze galerijplaten konden in de fase dat de vloer werd gestort nog niet op de console worden opgelegd. Deze console was op dat moment immers alleen in de wand verankerd en niet in de vloer. In plaats daarvan zijn tijdelijke vlonders op de consoles aangebracht als omloopvoorzie - ning (foto 13). ONTWIKKELPUNTEN Het frame is ontwikkeld om bij meer projecten in te zetten. Na het eerste gebruik bij Tango kwam een aantal ontwikkelpunten aan het licht. Bij toepassing van zwaardere hoofddra- gers, nodig bij een hoger gewicht van de bal- kons, wordt ook de tussenruimte in de dragers groter (de dragers bestaan uit twee UNP-pro- fielen). Hierdoor hoeft de stelpoot niet naast, maar kan die gecentreerd in de dager worden 13 Pr efab galerijplaten en omloopvoorziening aan de binnenzijde van het gebouw 10 VAKBL AD 1 2024 BV 01-2024_Steigerloos bouwen met hijsmontageframe.indd 10BV 01-2024_Steigerloos bouwen met hijsmontageframe.indd 10 01-03-2024 09:5801-03-2024 09:58 geplaatst. Hiermee worden torsiekrachten voorkomen. Verder wordt de trekbevestiging van de hoofd- dragers in de beuk geoptimaliseerd. In plaats van een stempel wordt ook hier een stelpoot aangebracht. En het draadeind wordt hier niet door-en-door aangebracht, maar wordt beves- tigd in een ingestort anker in de vloer. Het constructief model is volledig opnieuw in te zetten. Bij een volgende toepassing is het een kwestie van het aanpassen van de afme - tingen. Eventueel kan hier een parametrisch model voor worden opgezet. TOT SLOT Met het door de materieeldienst van BAM zelf ontwikkelde hijsmontageframe kan worden gebouwd zonder steigers en zonder onder - stempeling, dus ook zonder verankering aan het gebouw. Het systeem is een mooi voor -beeld van hoe met innovatief denken slimme en veilige oplossingen kunnen worden bedacht. Vanwege het vernieuwende karakter is voor de ontwikkeling een WBDO-subsidie ontvangen (fiscale regeling voor research en development van de overheid). Hoewel de woningbouw momenteel in een dip zit, lopen er al diverse aanvragen om het sys - teem ook elders in te zetten. De prefab houten sandwich- gevelelementen moesten zonder steiger worden aangebracht VIDEO Meer over hoe het hijsmontageframe in de praktijk werkt staat in een video op Betoniek.nl 14 Uit vergrote verplaatsingen frame uit het 3D-rekenmodel 13 Prefab galerijplaten en omloopvoorziening aan de binnenzijde van het gebouw 11 VAKBL AD 1 2024 BV 01-2024_Steigerloos bouwen met hijsmontageframe.indd 11BV 01-2024_Steigerloos bouwen met hijsmontageframe.indd 11 01-03-2024 09:5801-03-2024 09:58