Parametrisch design EDGE Amsterdam West beproeft hedendaagse bouw
Efficiëntie en tijdsbesparing na parametriseren van 300 ton wegende dakkoepel
Kantoorgebouw EDGE Amsterdam West krijgt als onderdeel van de grote renovatie een nieuwe glazen koepel over de binnentuin. De vrije overspanning van 76 meter en de octogonale hoofdstructuur van de koepel is niet alleen visueel, maar ook ontwerptechnisch een indrukwekkend aangezicht. Oostingh is toonaangevend als het gaat om complexe, uitdagende staalconstructies en heeft de koepel uiteindelijk volledig geparametriseerd met Rhino Grasshopper en Tekla Structures.
EDGE Amsterdam West dateert uit 1970 en is een 48.000m2 groot kantoorgebouw dat volledig gerenoveerd wordt. Dankzij de herontwikkeling door opdrachtgever G&S Bouw voldoet het pand aan de hoogste eisen op vlak van duurzaamheid, technologie en gezondheid. Kenmerkend voor de renovatie is de nieuwe glazen koepelconstructie. De ongebruikte buitenruimte wordt hierdoor getransformeerd tot het nieuwe hart van het gebouw, een ontmoetingsplek met veel natuurlijk daglicht. Het micro geometrische ontwerp vormt bovendien een knipoog naar de vormgeving van Oyevaar, de oorspronkelijke architect van het gebouw.
Oplossing gevonden in parametrisch modelleren
De gehele staalconstructie van de koepel wordt gevormd door een grid van driehoeken. Een zijde van de zogenoemde grote driehoeken is circa 8,3 meter waarbij een secundaire driehoekstructuur is toegevoegd om oppervlakken te creëren die middels glaspanelen te overbruggen zijn. Kees Oudshoorn is Manager Engineering bij Oostingh en direct betrokken geweest bij het project. Hij vertelt: "Voor de engineering lag de uitdaging vooral bij de vormgeving van de koepel in de verschillende ontwerpstappen van het project, te weten het schets-, definitieve en technische ontwerp en uiteindelijk ook bij de uitvoering. In iedere ontwerpstap kende de koepel een andere vorm, patroon, profiel et cetera. Met een reguliere aanpak van modelleren zou het veel tijd hebben gekost om steeds het model aan te passen. Dit hebben we kunnen oplossen door het model parametrisch te maken, zodat we bij iedere aanpassing in het ontwerp gemakkelijk het Tekla-model konden aanpassen. Bij het parametriseren van de verbindingen hadden we als uitgangspunt dat het de productie en montage zo makkelijk mogelijk gemaakt moest worden.”
Het proces begon met een overleg met de hoofdconstructeur die de vorm samen met de architect had vastgelegd. Middels AutoCAD werd een overdrachtfile tot stand gebracht die nodig was om met de API voor parametrisch design van Tekla Structures aan de slag te gaan. Oudshoorn ligt het proces verder toe: “Bij de realisatie van het model hielden we rekening met de profielafmetingen en de rotaties en oriëntaties van de profielen. Daarnaast werden de coördinaten van alle staven ingelezen, de profielen in de juiste fase ingedeeld waarbij elk profieltype een andere kleur meekreeg om de visuele controle uit te kunnen voeren en werd aangegeven of een staaf een hoofdstaaf of secundaire staaf is. Om de oriëntatie van iedere knoop te bepalen, hebben we vervolgens de koppeling gemaakt met Grasshopper. Deze software bepaalt ter plaatse van iedere samenkomst van staven direct de juiste oriëntatie van de middenknoop. Hiervoor werd automatisch een dummy staaf in het model geplaatst, welke het vertrekpunt werd voor het maken van de details. Dit gaf ons veel vrijheid in het maken van een zo optimaal mogelijk ontwerp.”
Ondanks de grillige vorm van de koepel bevat de constructie wel veel gelijkvormige knopen. Om het modelleren te vereenvoudigen werd er gekozen om met de API-koppeling een zestal macro’s te programmeren, vier voor de type knopen waarbij meerdere hoofdstaven bij elkaar komen en twee macro’s voor de secundaire staven. “Hiermee was het mogelijk om snel 80% van alle verbindingen te modelleren, ideaal”, aldus Oudshoorn.
Naar de bouwplaats
Begin april 2020 begon de opbouw van de 300 ton wegende koepel. Hiervoor werd op de binnenplaats van het complex een ondersteuningsconstructie neergezet van 230 ton waarop een volledige steigerconstructie van 600 ton werd gegebouwd. Deze werd ook door Oostingh ontworpen en ontwikkeld in Tekla Structures. Door middel van IFC-bestanden kon het model worden uitgewisseld met de steigerbouwer die op zijn beurt de steigerdelen, planken en steigertrappenhuizen modelleerde. Tijdens de montage rust de koepel op de 24 steunpunten van de ondersteuningsconstructie, na voltooiing wordt de interne trekband op spanning getrokken en kan de ondersteuning worden verwijderd.
Om de opbouw in goede banen te leiden werd de montageleider uitgerust met een tablet waarop hij in Trimble Connect het 3D-model en de bijbehorende tekeningen op ieder gewenst moment kon raadplegen. Oudshoorn vertelt: “Het gebruik van Trimble Connect op de bouwplaats kent vele voordelen ten opzichte van het traditionele werken met tekeningen. Het geeft bijvoorbeeld de monteurs direct meer inzicht in de verbindingen, boutdiameters et cetera. Ook het openen van gekoppelde montagetekeningen is gemakkelijk en bovendien kan de terugkoppeling naar engineering, bij eventuele problemen op de bouw, in enkele klikken gedeeld worden. Hierbij werkt iedereen bovendien altijd met de laatste informatie en vanuit dezelfde documenten, waardoor we de kans op miscommunicatie of dat iemand met foutieve informatie werkt konden minimaliseren.”
De grenzen opzoeken
Interessante, uitdagende ideeën zoals het ontwerp voor EDGE Amsterdam West, verdwijnen niet langer in de onderste la, maar worden met de juiste inzet van software en kennis uitvoerbaar. Het idee van de nieuwe koepel voor EDGE Amsterdam West beproeft de traditionele manier van werken door de constructieve uitdaging en een vrije overspanning van 76 meter. Door de parametrisering van het ontwerp kon het project tijd- en kostenefficiënt gerealiseerd worden en bovendien bood Tekla Structures alle benodigde componenten om in combinatie met Rhino Grasshopper dit uitdagende ontwerp parametrisch te ontwerpen. Bedrijven als Oostingh blijven met deze projecten de grenzen verleggen en ontdekken met elk project nieuwe mogelijkheden die leiden tot innovatie.
