artikel

Blog: Bouwen met pykrete, rekenen met ijs

bouwbreed Premium

De TU Eindhoven probeert haar eigen wereldrecord voor de grootste ijsconstructie, na amper een jaar alweer te verbreken. In het Finse Juuka verrijst deze winter de Sagrada Familia in schaal 1 op 5. In een blog voor Cobouw houden studenten, docenten en vrijwilligers de vorderingen bij.

Ook in een project als “Sagrada Familia in Ice” zijn er naast de studenten die ontwerpen en kijken naar de uitvoering, constructeurs nodig die uitrekenen of alles wel blijft staan. Wij, Lieneke van der Molen en Miranda Kamphuis, werken aan dit onderdeel. We zijn masterstudenten van de faculteit Built Environment, vakgroep Structural Design van de TU in Eindhoven. Het project “Sagrada Familia in Ice” is voor ons een onderdeel van het eerste masterjaar. We hebben voor dit project gekozen, omdat wat we berekenen ook echt wordt gemaakt. Daarbij vinden wij het leuk en uitdagend om aan een bijzonder project te werken met afwijkende vormen en materialen.

 

Lieneke van der Molen en Miranda Kamphuis 

IJs is geen gangbaar bouwmateriaal, omdat het weinig trek kan opnemen en blijft vervormen over tijd (kruip). Daarnaast breekt het heel makelijk in stukken (lage ductiliteit). Ter verbetering van de eigenschappen kunnen houtvezels aan het ijs worden toegevoegd. IJs met houtvezels heet ook wel pykrete. Voor de constructie van de Sagrada Familia wordt ook pykrete gebruikt. Voor de berekening gebruiken wij echter de eigenschappen van gewoon ijs, zodat we een ruime veiligheidsmarge hebben.

We hebben de taken onderling verdeeld. Miranda is bezig het uitrekenen van de torens, de domes, terwijl Lieneke zich richt op het schip van de kerk en de entree. Van de torens wordt eerst de ideale vorm bepaald, zodat er alleen druk in de constructie zal ontstaan als gevolg het eigen gewicht. Dit heet form-finding. Daarna wordt gekeken naar wind, sneeuw en andere speciale belastingen. Deze belasting situaties zijn bepaald met de Eurocode. De wanddikte van de torens zal variëren en naar beneden toenemen tot een dikte van 2 meter. Helemaal bovenin kan worden volstaan met een dikte van 30 cm.

Het middenschip bestaat uit een touwconstructie. Het form-finden van dit touwennet komt tot stand door middel van een krachtenevenwicht in het touwnet. Daarna komt er over het touwnet een doek dat het dak zal vormen. Dit touwnet wordt vol gespoten met water en houtvezels dat zal bevriezen tot een massieve pycrete kolom-balk constructie. Ook deze constructie wordt getoetst op eigen gewicht, wind en sneeuwbelastingen volgens de Eurocode.

Het modelleren van de constructie doen we in het programma GSA. Het blijft echter een benadering die we daarna in de praktijk moeten gaan toetsen. Hoewel we nu al flink gevorderd zijn met het constructieve deel, moet er toch nog veel gebeuren. Zo moeten alle verbindingen en knopen worden doorgerekend, net als de stabiliteit tijdens het bouwproces. Nu maar hopen dat het hard gaat vriezen komende maanden!

 

Lieneke van der Molen en Miranda Kamphuis, vakgroep Structural Design van de TU in Eindhoven.

Reageer op dit artikel