Ocelovo-dřevěný přípoj, Spojené státy
Nová rezidence se nachází na Martha's Vineyard, MA, USA. Lokalita leží v oblasti s vysokým větrem a budova stojí na strmém útesu s výhledem na oceán, což klade značné nároky na návrh systému odolávajícího vodorovným zatížením. Tato kritéria v kombinaci s otevřeným architektonickým řešením a požadavkem na tepelně oddělenou, nepodepřenou konzolovou lodžii vedla k návrhu rámu na straně oceánu jako kombinovaného momentového rámu a konzolového systému. Ačkoli byl původně navržen v oceli, přáním klienta a architekta bylo převážně dřevěné řešení.
Dvoupodlažní momentový rám se skládá ze dvou polí o rozpětí 21 ft a 14 ft s průměrnou výškou podlaží 10 ft. Hluboké, vícevrstvé LVL dřevěné průvlaky se kříží s ortogonálními flitch nosníky tvořícími konzoly a zpětná pole lodžie. Výsledný ocelový styčníkový přípoj je navržen tak, aby odolával silám a momentům ve dvou ortogonálních osách. Byl navržen centrální uzel z dutého průřezu, který však nebyl schopen odolat vysokým momentům od průvlaku momentového rámu z důvodu nedostatečné tuhosti stěn uzavřeného průřezu v rovině kolmé na osu a byl také náchylný k ohybovému porušení. Ocelový přípoj byl přepracován s použitím širopásového průřezu, aby byla zajištěna kontinuita v obou osách při přímém přenosu sil a momentů do středu uzlu. Protože prvky lodžie vyžadují, aby ocel procházela nepřerušeně přes tepelnou linii budovy, je zahrnut tepelně izolační podložkový prvek ke snížení tepelných ztrát a rizika kondenzace. Podařilo se nám vytvořit vlastní materiál pro tepelně izolační podložku a zahrnout jej do analýzy v IDEA StatiCa.
Nosné prvky byly analyzovány a navrženy pomocí Dlubal RFEM. Pro návrh složitých přípojů z více materiálů bylo IDEA StatiCa ideálním doplňkovým nástrojem. Software nabízí flexibilitu pro vytváření vlastních materiálů a prvků se složitými geometriemi a šablonami pro přípoje dřevo-ocel, což výrazně zkrátilo čas potřebný k sestavení modelu. Ačkoli normové posouzení dřevěných prvků není v IDEA StatiCa podporováno, výstupy sil ve šroubech bylo možné snadno přenést do interních tabulek pro ověření.
Díky využití IDEA StatiCa a úzké spolupráci s architektem, tepelným poradcem a výrobcem se nám podařilo přeměnit plně ocelový rám na hybridní dřevěné řešení, čímž se snížilo množství použité oceli a konstrukce budovy se více přiblížila tradiční výstavbě v dané lokalitě.
