DEFORMASJON: Skissen viser deformasjoner i konstruksjonen som danner grunnlag for å beregne overhøyder for støp. Norconsult valgte opp til seks cm, som er to til tre ganger så vanlig. (Bilde: Norconsult)

HAMAR KULTURHUS NORCONSULT

Kulturhus måtte ha hjelp fra jordskjelv-eksperter

Svært spesielle bærekonstruksjoner i Hamar.

Fagbegreper

  • Dilatasjonsfuge, en fuge som skal muliggjøre en viss innbyrdes bevegelse mellom konstruksjonselementer i en bygning. Bevegelsen kan skyldes dimensjonsendringer på grunn av temperaturvekslinger eller variasjon av fuktinnholdet.
  • Utkragning, i byggefaget en fremskyting av bærende deler i forhold til søyler eller vegger nedenunder. I middelalderens byhus ble utkragning mot gaten ofte gjennomført for hver etasje, for å vinne inn gulvareal.
  • FEM - Finite Element Method - Beregningsmetode for ramme-type-konstruksjoner.

Kilde: Store norske leksikon

Når det nye kulturhuset på Hamar åpner, får byen mer enn en moderne og tidsriktig arena for kulturelle aktiviteter. De får også et bygg med kvaliteter som de fleste ikke vil ane er der.

Det nye kulturhuset har vært en uvanlig ­krevende nøtt for de prosjekterende ingeniørene.

En tungt belastet etasje henger i stag festet i bærende konstruksjoner høyere opp.

To kinosaler kan nærmest sammenliknes med en skråstilt boks, som er forankret til fjell for ikke å velte. Så er det seks tonn tunge trapper i stål og betong som også henger i stag.

Les også: – Se til naturen for å skape fremtidens bygg

Tynt og smekkert

Det kan virke som om arkitekten har hatt en usedvanlig glede av åpne flater uten bæresøyler - selv til arkitekt å være.

Men nei, det avviser Jørgen Taxholm fra det danske arkitektkontoret Vandkunsten.

– I starten hadde jeg tenkt meg en skog av tynne søyler, men det gikk ikke. Det som derimot gjorde bygget komplisert er at de synlige bærende delene er meget tynne og smekre. Det gjelder både rammer, bjelker, dekker og søyler, sier Taxholm.

Les også: Det beste plusshuset er kåret

UTFORDRENDE: Thomas Mostue Nilsen, til venstre og Ole Hokstad har jobbet tre år med det nye kulturhuset på Hamar. Her står de ved den ene kortsiden foran utkragningen som bød dem på utfordringer å løse tilfredsstillende.

Skråstag

For Ole Hokstad, Morten Moen og Tomas Mostue Nilsen hos Norconsult Hamar som alle har arbeidet med kulturhuset i tre år, var det et utfordrende bygg. Det måler 130 x 30 meter. På kortsidene er det utkragninger på 5,5 meter og på langsidene 3,5 meter.

De tre ingeniørene måtte stramme opp hjørnene med 80 mm skråstag i stål, som først gikk opp en etasje og deretter ble ført ned igjen. Men midt på utkragningene på kortsidene beregnet de likevel deformasjoner på 13 cm. Det ble løst ved å bruke mer armering, i kombinasjon med rikelige overhøyder.

– Vi brukte Ø 32 mm og med 10 cm senteravstand. Til å være en byggkonstruksjon er dette uvanlig mye armering her, og det har nok vært utfordrende for entreprenøren også, mener Tomas Mostue Nilsen.

I tillegg valgte de å støpe dette dekket med seks centimeter overhøyde. Når alt er på plass, skal det bli plant.

Overhøyde er vanlig, men oftest ikke mer enn to til tre cm i et bygg. Dermed er overhøyden to til tre ganger det vanlige på det nye kulturhuset.

Les også: Statsbygg snart klar med Norges største solcelleanlegg

UTEN STØTTE: På denne tegningen ser man hvordan hjørnene på utkragningen er festet med skrå stålstag. Utkragning uten støtte fra bjelker eller søyler er høyst uvanlig. Her sees også etasjen som henger i stålstag, uten noen form for understøttelse. Norconsult

Skråstilt kasse

Inne i bygget er kultursalen laget som en delvis utkraget betongkasse. Enda større utfordringer bød kinosalene på. Også de er laget som kasser, en stor og en liten. Begge står på skrått uten søyler.

– De er forankret i fjell for at de ikke skal velte, forteller Hokstad.

Les også: Her er robotene som legger fliser og borer hull

Spesielle konstruksjoner

Norconsult har en egen avdeling for spesielle konstruksjoner. Oppdragsleder Hokstad valgte å benytte seg av deres kompetanse for de mest spesielle konstruksjonene til kulturhuset.

– Det er ikke vanlig for oss å være involvert i bygg. Vanligvis jobber vi med offshorekonstruksjoner og jordskjelv, sier Anton Gjørven, avdelingsleder for analyse og spesielle konstruksjoner hos Norconsult.

– Siden det var mye glass i veggene, trengte vi nøyaktige beregninger, ikke bare for kort sikt, men over år.

Gjørven og hans folk benyttet seg av Fem-beregninger, finite element method, et numerisk analyseverktøy utviklet av matematikere.

Som en kontroll av Abaqus beregninger utført ved avdeling for spesielle konstruksjoner i Sandvika, er det delvis utført Fem-design 3D Structure-beregninger på Hamar. For øvrig har sidemannskontroll foregått med andre beregningsmetoder.

– For ordinære bygg er ofte ikke så avanserte beregninger nødvendige, sier Gjørven.

Under de to øverste dekkene, med utkragning i søndre del, er det en etasje med bibliotek. Det vesentligste av denne etasjen henger fritt uten bærekonstruksjoner på undersiden. Den er dimensjonert for å ta 800 kg/m2 nyttelast og henger i stålstag med en diameter på 80 mm.

Les også: Sparte flere hundre tusen med gress på taket

FRITTHENGENDE: Fotoet viser biblioteketasjen som henger fritt, og en av trappene som, til tross for at de veier seks tonn, er ført opp uten understøtte.

To bygg

Rent statisk er det nye kulturhuset ikke ett, men to bygg. De er forbundet med en diletasjonsfuge.

– Den fugen var ikke enkel, den går både fram og tilbake. Det er også store spenningskonsentrasjoner og uvanlige føringer av krefter hele veien. Bygget generelt, og dette spesielt, hadde blitt vanskelig å få til med prefab, derfor valgte vi plasstøp, sier Hokstad.

Det setter også Taxholm pris på.

– I Norge er dere mye flinkere med plasstøp. Det var utslagsgivende for valget av løsninger, sier den danske arkitekten.

Store glassflater bidrar også til at ingeniørene har hatt mindre spillerom til å la veggene ta store laster.

– Det synes som en meget enkel geometrisk løsning. Visuelt sett er det flott at man kan få så kompliserte bærekonstruksjoner til å se så enkelt ut. Jeg lovet Hamar kommune et bygg som er transparent. Det var en utfordring og krevde mye, sier Taxholm

Han roser alle aktørene og har åpenbart likt å arbeide i Norge.

– Det er deilig å arbeide i Norge. Det er stor imøtekommenhet.

Men deilig til tross, komplisert har det vært.

– Ja, det har vært mye regning og uvanlige valg her. Sparebanken har skrytt av at de har sponset kulturhuset med et flygel. Når vi ser på hva vi har gjort, har vi nok sponset det med to flygler – minst, sier Hokstad.

Les også:

Gaustatoppen er til salgs

Nye bygg = energiverstinger

– Vi må bygge verdens mest respekterte regjeringsbygg