HSS-Stahl-Baumskulptur
Ein Stahlbaumdach-Projekt
Das architektonische Projektziel war die Errichtung einer Skulptur, die einem Baum ähnelt. Das tragwerksbezogene Ergebnis war ein Stahlrahmen-Pavillon/Bandshell mit einem gestuften Dach und einem Astsystem. Das Projekt durchlief jedoch mehrere Iterationen mit verschiedenen Konfigurationen, darunter eine gläserne geodätische Kuppel und Stahlrippen als Blätter, bevor es schließlich als HSS- und Stahlrohrrahmen mit Holzbelag realisiert wurde.
Aufgrund der Geometrie der gewünschten Struktur gab es komplexe HSS- und Stahlrohrverbindungen, bei denen an mehreren Stellen viele Bauteile an einem Punkt zusammentrafen. Die exzentrische Natur der Windbelastung auf die Struktur, insbesondere angesichts der Notwendigkeit, eine Seite ohne Stützen als Bandshell freizulassen, erzeugte komplexe Lastbedingungen an überfüllten Stellen.
HSS-Verbindungsherausforderung
Bei der Bemessung von HSS-zu-HSS-Verbindungen ist die Verwendung der AISC 360-Normformeln nahezu unmöglich, da die Verbindungen innerhalb der Anwendungsgrenzen liegen müssen. Diese Grenzen sind in Kapitel K der AISC 360 Specification for Steel Buildings zu finden. Zusammenfassend beziehen sich die Grenzen auf den Winkel zwischen den Bauteilen, das Breitenverhältnis, die Verbindungsexzentrizität, Spalte, Wanddicke usw. Die Norm erlaubt jedoch die Verwendung der Methode der finiten Elemente als Alternative.
Stability Engineering verwendete die IDEA StatiCa Connection-Anwendung für diese Verbindungen, was es ihnen ermöglichte, alle Verbindungen im Projekt zu modellieren, von sehr einfachen bis hin zu komplexen Verbindungen, ohne Einschränkungen.
United States
Nach der Integration der Software in ihre Arbeitsabläufe setzt Stability Engineering die IDEA StatiCa-Anwendung in anderen Projekten mit einer Vielzahl von Bedingungen ein. Im Vergleich zum anfänglichen Durchlauf von Handberechnungen und der Zusammenstellung von Berechnungen aus mehreren Programmen, um die komplexesten Verbindungen vollständig zu analysieren, wurden dadurch wahrscheinlich bis zu einem Tag Zeitersparnis beim endgültigen Entwurf erzielt.
Der Einsatz von IDEA StatiCa hat ihnen nicht nur Zeit gespart, sondern ihren Ingenieuren auch ermöglicht, effizientere Bemessungen zu erstellen als mit anderen Softwarelösungen und Tabellenkalkulationen. Die FEM-Modellierung dieser Verbindungen gab ihnen zudem ein höheres Maß an Vertrauen in die Bemessung.
Warum IDEA StatiCa?
Stability Engineering nutzte IDEA StatiCa für:
- Modellierung von Verbindungen mit komplexer Geometrie
- Modellierung von HSS-Verbindungen außerhalb der Norm-Anwendungsgrenzen
- Mehrere Bauteile in einem Knoten
- Modellierung von Lastexzentrizitäten
- Höheres Maß an Vertrauen in die Bemessung
- Zeitersparnis gegenüber Handberechnungen
- Schnelle Einarbeitungszeit, da sie IDEA in diesem Projekt zum ersten Mal einsetzten
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