Algemene projectomschrijving
Op het Tata Steel terrein is de warmbandwalserij uitgebreid. Deze walserij is een hal van circa 1 km lang waarin dikke stalen plakken worden uitgewalst tot dun staal en opgerold. Voordat de plakken uitgewalst kunnen worden, moeten ze worden opgewarmd in een oven. In de uitbreiding wordt een vijfde energiezuinige oven geplaatst, de WBF25 (Walking Beam Furnace).
De uitbreiding behelst een verlenging van twee hallen, de PB-hal en de PD-hal, en een doorbraak in de gevel van de bestaande PE-hal.
In de PB- hal worden de warme stalen plakken uit de oven op een rollenbaan gelegd om naar de walserij te gaan. De hal is voorzien van een bovenloopkraan met een hijsvermogen van 100 ton. De PD-hal heeft een kraanbaan die aan de dakspanten hangt. Deze kraan heeft een hijsvermogen van 15 ton. In de PE-hal worden de stalen plakken op een rollenbaan aangevoerd.
De PB-hal (35 meter breed) en de PD hal (21 meter breed) zijn 43 meter verlengd. Beide hebben een hoogte van 23 meter vanaf maaiveld. De hallen zijn grotendeels voorzien van een kelder van 6,5 meter diep waarop de oven en staalconstructie komt te staan. In de kelder zijn tussenvloeren gemaakt voor de technische ruimtes.
Voor het maken van de doorbraak in de PE-hal is een gebouwkolom verplaatst, waarop naast de dakconstructie een bovenloopkraan (hijsvermogen 100 ton) en een halfportaalkraan (hijsvermogen 60 ton) rusten.
Bij de uitbreiding zijn twee kraanbaanliggers van de bovenloopkraan, kokerliggers met een overspanning van 27 meter, hergebruikt.
Beschrijving staalconstructie en/of gebruik van staal
De dakconstructie van de uitbreiding is uitgevoerd met stalen vakwerkspanten hart op hart 6,75 meter. Hierop zijn stalen dakplaten aangebracht. De dakspanten dragen af op drie draaglijnen. In de eerste draaglijn aan de buitengevel van de PB-hal worden de spanten op elk stramien opgelegd op gevelkolommen. Om en om zijn deze kolommen uitgevoerd als uitkragende stalen vakwerkkolommen die de kraanbaanligger dragen en meewerken in de dwarsstabiliteit.
De middendraaglijn is tussen de PB-hal en de PD hal gepositioneerd. In deze draaglijn worden de dakspanten opgevangen door een vakwerkligger, die weer is opgelegd op twee vakwerkkolommen. Tussen deze kolommen wordt een kraanbaanligger van 27 meter lang hergebruikt. Eén van de vakwerkkolommen staat op de keldervloer. De andere vakwerkkolom staat op maaiveldniveau op een betonvloer van een bestaande kelder. Beide kolommen werken mee in de dwarsstabiliteit.
In de derde draaglijn, tussen de PD-hal en de PE-hal, is een bestaande kolom verwijderd. De bestaande vakwerkligger die was opgelegd op deze verwijderde kolom, wordt opgevangen door twee nieuwe vakwerkliggers aan weerszijde van de bestaande ligger. Deze nieuwe vakwerkliggers zijn opgevangen door twee nieuwe vakwerkkolommen die op de keldervloer staan. Op deze manier is de bestaande dakconstructie intact gebleven en kon de uitvoering zonder toepassing van tijdelijke onderstempeling plaatsvinden, waardoor de fabriek kon blijven draaien.
Ook hier is tussen de vakwerkkolommen een kraanbaanligger hergebruikt.
Naast de vanuit de fundering uitkragende vakwerkkolommen voor de stabiliteit in dwarsrichting wordt de stabiliteit verder gerealiseerd met windverbanden in het dak en in de gevels.
De begane grondvloer en tussenvloer zijn uitgevoerd in een staalconstructie met een staalplaatbetonvloer met een opgelegde belasting van 30 kN/m2.
De nieuwe kraanbaanliggers hebben een hoogte van 2, 8 meter en zijn samengesteld met halve HL-profielen aan de onder en bovenzijde met daar tussen een staalplaat van 25 mm. Op de kraanbaanliggers zijn horizontaal remliggers aangebracht bestaande uit een staalplaat van 10 millimeter dik met plooiverstijver en een UNP profiel. De remliggers worden verticaal ondersteund.
Bijzondere aspecten bouwkundig concept / ontwerp
Er zijn meerdere bijzondere aspecten aan dit project.
Een belangrijk uitgangspunt was dat de fabriek tijdens de uitvoering van het project in gebruik moest blijven. Het was niet toegestaan om het fabrieksproces te verstoren. In het ontwerp is hiermee rekening gehouden.
Een bestaande vakwerkkolom, waar zware kraanbanen op rusten en een dakconstructie met oppervlak van 540 m2, moest verwijderd worden, rekening houdend met voorgaand punt.
In het ontwerp is hiermee rekening gehouden door een opvangconstructie ter plaatse van de te verwijderen kolom te maken zodat de verstoring van het fabrieksproces minimaal was. Een onderstempelingsconstructie was hierdoor niet nodig.
Twee kraanbaanliggers met een lengte van 27 meter en een hoogte van 2,8 meter zijn hergebruikt. Dit betreft een gewicht van totaal circa 130.000 kg staal.
De stabiliteit wordt verzorgt door vakwerkkolommen met een hoogte van 29 meter die ingeklemd zijn in de fundering. Naast de windbelasting worden hiermee ook de grote horizontaalkrachten uit de kraanbanen opgenomen.
Een kraanbaanligger met een hijscapaciteit van 15 ton is opgehangen aan de dakspanten van de PD-hal.
Er is een vloerconstructie gerealiseerd met staalplaatbetonvloeren met een belasting van 30 kN/m2.
Bijzondere constructieve slimmigheden / detailleringen
De opvangconstructie van de verwijderde kolom is zo bedacht, dat geen onderstempelingsconstructies nodig waren. Aan weerszijde van de bestaande vakwerkligger zijn nieuwe vakwerkliggers door de bestaande kolom heen gemaakt. Deze vakwerken zijn door middel van vijzels op spanning gebracht zodat belasting uit het dak kon worden overgenomen. De kolom kon daarna spanningsloos verwijderd worden. De verstoring van het fabrieksproces werd zo tot een minimum verstoord.
Het nieuwe ontwerp is zo gemaakt dat 2 van de bestaande kraanbaanliggers hergebruikt konden worden.
Bijzondere aspecten uitvoering
Het fabrieksproces mocht tijdens de uitvoering niet verstoord worden.
De nieuwbouw staat aan twee zijdes tegen bestaande gebouwen. Daarnaast was een diepe kelder aanwezig. Dit had een grote invloed op de kraanopstellingen.
Over de bouwplot op circa 5 meter boven maaiveld was een bestaande gasleiding met een diameter van 400 millimeter aanwezig, die vanwege het fabrieksproces niet verwijderd kon worden. Hiermee moest te allen tijde rekening gehouden worden.
Bijzondere functionele aspecten van het bouwwerk
In de uitbreiding van de warmbandwalserij wordt een nieuwe oven geplaatst die de stalen plakken opwarmt om deze te kunnen walsen. De energie die hiermee wordt bespaard, bedraagt meer dan 1 PetaJoule (1x1015 joule) per jaar.
Materiaalgebruik (efficiëntie)
Twee kraanbaanliggers met een lengte van 27 meter en een hoogte van 2,8 meter zijn hergebruikt. Dit betreft een gewicht van totaal circa 130.000 kg staal.
Energiegebruik en verbruik tijdens bouw en gebruik
In de uitbreiding van de warmbandwalserij wordt een nieuwe oven geplaatst die de stalen plakken opwarmt om deze te kunnen walsen. De energie die bespaard gaat worden bedraagt ongeveer 1 petajoule (1x1015 joule) per jaar.
