Rodinný dům v Massachusetts
Několik slov o projektu
K vytvoření modelu konstrukce použili inženýři ze společnoti CRAFT aplikaci REVIT. Díky ní mohli importovat soubory typu CAD a následně je integrovat do aplikace RFEM pro vypracování statického návrhu.
Původním záměrem bylo použít aplikaci RFEM také pro návrh a posouzení přípojů. Některé komplexní styčníky však byly příliš složité, a proto se inženýři obrátili na aplikaci IDEA StatiCa, která není v tomto ohledu nijak omezena.
Spojené státy americké
Dvoupodlažní momentový rám s průměrnou konstrukční výškou podlaží 3 metry, se skládá ze dvou lodí o rozpětí 6,4 a 4,3 metry.
Architekt navrhl konstrukci tak, aby ponechal naprosto otevřený prostor pro balkonovou plochu bez viditelných konstrukčních ztužidel nebo podpěr. Konstrukční tým tedy musel navrhnout tepelně přerušené balkonové rámy, pro které se rozhodl zkombinovat momentový rám s vysokými dřevěnými LVL nosníky. Ty jsou protnuty ortogonálními sendvičovými nosníky s vloženými styčníkovými plechy, které poslouží pro tvorbu konzol a nosníků vnitřního rozpětí.
Výsledný ocelový přípoj styčníku byl navržen tak, aby odolával silám a momentům ve dvou kolmých osách. Původním záměrem inženýrů bylo využití středového uzlu z dutých profilů. Po nějaké době se však ukázalo, že by takovéto řešení nebylo schopno odolávat velkým momentům přenášeným z nosníku rámu kvůli nedostatečné tuhosti stěn průřezu ve směru kolmém k ose nosníku.
Spojené státy americké
Podoba ocelového styčníku byla revidována a bylo navrženo použití H-profilu tak, aby byla zachována kontinuita v obou osách, a aby byl zároveň zajištěn rovnoměrnější přenos sil a momentů do středu uzlu.
Kromě toho balkónové prvky vyžadovaly, aby ocel plynule procházela tepelnou obálkou budovy. Projektanti proto implementovali tepelně izolační podložku (z namíru navrženého materiálu), aby snížili riziko tepelných ztrát a úroveň kondenzace vlhkosti.
K analýze a návrhu rámových prvků použili aplikaci Dlubal RFEM. Složité spoje, keré se skládaly se z více typů materiálů, byly doménou výhradně aplikace IDEA StatiCa Connection.
Spojené státy americké
Technické výzvy
Technických výzev k vyřešení bylo na tomto projektu opravdu nespočet.
Jak jsme již prozradili výše, budova se nachází na vrcholu strmého srázu a musí být schopna odolat nárazům silného větru bez ztužujících stěn nebo ztužidel. Aby se situace ještě více zkomplikovala, požadavkem architekta bylo, aby byl součástí budovy i balkon, vykonzolovaný v kolmém směru na hlavní nosný rám. To znamená, že smyková, osová a momentová únosnost musela být v uzlových bodech zajištěná ve dvou směrech.
Další výzvou bylo použití dřeva, jakožto hlavního stavebního materiálu. Přestože návrh dřevěných přípojů není v aplikaci IDEA StatiCa možný, inženýři díky ní dokázali zjistit přesné síly pro každou pozici šroubu v navrženém styčníku. Ty pak bylo možné následně přenést do jejich vlastního nástroje pro normové posudky únosnosti šroubů v dřevěném spoji. Tímto způsobem ověřili redistribuci sil a poté úspěšně dokončili návrh a posudek každého takového spoje.
Spojené státy americké
Řešení a výsledky
Dvoupodlažní rodinný dům v Martha's Vineyard, který má být podle plánu dokončen v roce 2022, je úžasným příkladem špičkového architektonického a konstrukčního řešení.
Díky použití aplikace IDEA StatiCa a úzké spolupráci s architektem, specialistou na zateplení a zhotovitelem, společnost CRAFT úspěšně přeměnila čistě ocelový rám do hybridního dřevěného řešení. Tím snížila množství potřebné oceli a zachovala konstrukci budovy v souladu s tradiční místní výstavbou.
O společnosti Craft | Engineering Studio
Společnost CRAFT, sídlící v New Yorku, nabízí inženýrské služby pro výstavbu nových a přestavbě obytných, komerčních a speciálních projektů z tradičních i netradičních materiálů.
Tým CRAFT, vizionářský staticko-projekční ateliér, je zaměřen na nejnovější trendy v oblasti stavebnictví a nevyhýbá se diskuzi mezi statiky a architekty. Spojením letitých zkušeností a otevřeným přístupem podpořeným nejnovějšími výpočetními a analytickými nástroji, jsou inženýři z CRAFTu schopni klientům nabídnout efektivní, praktická a inovativní řešení konstrukčních návrhů - perfektní pro architekty a návrháře hledající nové přístupy ke statickým řešením.
Projektový inženýr Trevor Chou se aktivně podílí na statických návrzích výškových budov a objektech pro rezidenční bydlení podle amerických a čínských norem. Rád kombinuje své zkušenosti z architektury a stavebního inženýrství.
Martyn Sheard je vedoucím projektovým inženýrem ve společnosti a může se pyšnit dvanácti lety zkušeností s navrhováním a řízením nejrůznějších typů projektů. Jeho specializací jsou návrhy konstrukcí z masivního dřeva.
Martyn Sheard a Trevor Chou zvítězili v kategorie malých staveb v soutěži IDEA StatiCa Excellence Award 2021. V této kategorii porazili více než 100 dalších účastníků.
Podívejte se na rozhovor s inženýry z Craft Engineering Studio (EN)
Rodinný dům v Massachusetts
