Családi ház Massachusettsben

Martha's Vineyard sziget | United States | CRAFT Engineering Studio
Ez a cikk a következő nyelveken is elérhető
Angol nyelvről mesterséges intelligencia fordította
A CRAFT Engineering Studio szorosan együttműködött a Selldorf Architects irodával ennél az egylakásos rezidenciánál. A projekt három különböző épületből áll – a főépületből, a garázsból és a medenceházból. Nyitott építészeti kialakítással és alátámasztatlan erkéllyel, a főépület kétszintes épülete egy meredek sziklaperem tetején áll, amely az óceánra néz, így erős szeleknek van kitéve, és számos kihívást jelent a függőleges és vízszintes teherhordó rendszerek szerkezeti tervezése szempontjából. Eredetileg acélból tervezték, de az ügyfél és az építész egyaránt fa alapú megoldásra kívánt áttérni.
inline image in article

A projektről

A REVIT használatával minden tervezési munkához, kiterjedt CAD fájlmegosztással és munkafolyamat-kezeléssel a CRAFT ki tudta aknázni az eszközt (és annak RFEM-mel való integrációját) a szerkezeti modell konfigurálásához a szerkezeti analízis alapján.

Szerették volna az RFEM-ben is elvégezni a kapcsolattervezést, de ez nem volt támogatott ilyen rendkívül összetett csomóponti tervezéshez. Ezért fordultak az IDEA StatiCa-hoz.

Az emberek általában a SolidWorks vagy a Fusion 360 programhoz fordulnak, hogy saját számításaikat konfigurálják. Azonban gyakran figyelmen kívül hagyják, hogy ez mennyi időt és erőfeszítést igényel. Az IDEA StatiCa valóban jól kidolgozott gyártásmodellezési funkciókat és kapcsolatokat biztosít, valamint rugalmasságot nyújt a merevítő elemek keresztmetszetének létrehozásakor. Továbbá tökéletes rendszert kínál a szerkezeti elemek szabályszerű ellenőrzésének elvégzéséhez, így a felhasználónak csak a tervezési problémák megoldásaira kell koncentrálnia.
Trevor Chou
Trevor Chou
Tervezőmérnök – CRAFT Engineering Studio
United States

Átlagosan 10 láb (3 m) szintmagassággal a kétszintes merevített keret két, 21 láb (6,4 m) és 14 láb (4,3 m) nyílásból áll.

Az építész egy „soft-story" szerkezetet tervezett, hogy teljesen nyitott teret hagyjon az erkélyterületen nyilvánvaló szerkezeti merevítők vagy alátámasztás nélkül. Ezért a csapatnak hőhíd-mentes, alátámasztatlan erkélykeretet kellett terveznie, amelyhez merevített keretet kombináltak mély, többrétegű LVL fa tartókkal, amelyeket ortogonális flitch gerendák metsznek, hogy konzolokat és visszafogó nyílásokat alkossanak.

inline image in article

Az így kialakított acél csomópontot úgy tervezték, hogy két ortogonális tengelyen is ellenálljon az erőknek és nyomatékoknak. Kezdetben központi üreges szelvényű csomópontot kívántak alkalmazni, de kiderült, hogy az nem képes ellenállni a merevített keret tartójából származó nagy nyomatékoknak a dobozszelvény falainak elégtelen síkon kívüli merevsége miatt.

Újra át kellett gondolnunk a tervezést. Szerencsére az IDEA StatiCa programban láthatóvá tudtuk tenni, hogy az erők hogyan vihetők át a különböző elemekre, így egy jobb megoldáshoz jutottunk. Úgy döntöttünk, hogy széles szelvényű keresztmetszetet választunk, mivel ez mindkét ortogonális tengelyben nagyszerű folytonosságot teremt, és lehetővé teszi a tagok közötti sima erőátmenetet.
Trevor Chou
Trevor Chou
Tervezőmérnök – CRAFT Engineering Studio
United States

Az acél csomópontot széles övű szelvénnyel tervezték újra, hogy mindkét tengelyen megőrizzék a folytonosságot, miközben biztosítják az erők és nyomatékok közvetlenebb átadását a csomópont középpontjába.

inline image in article

Emellett az erkély szerkezeti elemeinél szükséges volt, hogy az acél folyamatosan áthaladjon az épület hőhatároló vonalán, ezért a csapat egy hőhíd-megszakító betétet (egyedi anyagból) alkalmazott a hőveszteség és a kondenzáció kockázatának csökkentése érdekében.

A Dlubal RFEM-et használták a keretszerkezeti elemek analíziséhez és tervezéséhez, az IDEA StatiCa-t pedig az összetett kapcsolatok tervezéséhez több anyagban.

Az IDEA StatiCa rugalmassága lehetővé teszi egyedi anyagok és elemek létrehozását összetett geometriákkal és sablonokkal a fa-acél kapcsolatokhoz, ami jelentősen csökkentette a modell összeállításához szükséges időt.
Trevor Chou
Trevor Chou
Tervezőmérnök – CRAFT Engineering Studio
United States

Mérnöki kihívások

A projekt kihívásai sokrétűek voltak.

Ahogy már megtudtuk, az épület nemcsak egy meredek sziklaperem tetején állt, és nyírófal vagy merevítők nélkül kellett ellenállnia az erős szeleknek, hanem a dolgokat tovább bonyolítva, a hőhíd-mentes, alátámasztatlan erkély egy második ortogonális tervezési irányt vezetett be a fő merevített kerethez – ami azt jelenti, hogy a nyírási, tengelyes és nyomatéki kapacitásnak 2 irányban kellett ellenállnia a csomópontoknál.

Az eredeti terv acél rendszerként készült. Így a CRAFT egy acéltípusú épületszerkezeti topológiával dolgozott, azzal a céllal, hogy a lehető legtöbbet szerkezeti fából és fából valósítson meg.

Bár a fa kapcsolattervezést az IDEA StatiCa nem támogatta, az eszköz képes volt kimeneti erőket megadni adott csavarhelyzetekben. A csapat ezután könnyen átvihette ezeket az eredményeket a belső tervezési táblázatukba (a fa szabványnak megfelelő csavar-nyomásellenőrzésekhez), hogy ellenőrizzék az erő eloszlását, majd elvégezzék a kapcsolat szerkezeti tervezését.

Ez azt jelentette, hogy az IDEA StatiCa programban gyorsan tudtuk prototípusokat készíteni a csatlakozásokról - megváltoztatva a csavarok méretét, a távolságot, a sorok elrendezését stb. - és ezután könnyen megkaptuk a felülvizsgált csavarerősségeket a saját táblázatkezelőnkbe történő exportáláshoz.
Martyn Sheard
Martyn Sheard
Vezető tervezőmérnök – CRAFT Engineering Studio
United States

Megoldások és eredmények

A 2022-ben befejezett kétszintes egylakásos ház Martha's Vineyard szigetén a kiváló építészeti és szerkezeti tervezés lenyűgöző példája.

Az IDEA StatiCa szoftver használatával és az építésszel, a hőtechnikai tanácsadóval és a gyártóval való szoros együttműködés révén a CRAFT sikeresen alakított át egy teljes acélvázas szerkezetet hibrid fa megoldássá, csökkentve a szükséges acél mennyiségét, és az épület szerkezetét a hagyományos helyi építési módszerekkel összhangban tartva.

inline image in article

A Craft | Engineering Studio-ról

New Yorkban székhellyel a CRAFT szerkezeti mérnöki tanácsadási szolgáltatásokat nyújt új (és meglévő) lakó-, kereskedelmi és különleges projektek építéséhez hagyományos és nem hagyományos anyagokban.

Visionárius szerkezeti mérnöki stúdióként a CRAFT csapata szenvedélyesen foglalkozik a szerkezeti mérnöki tervezés és az építészet közötti folyamatos párbeszéddel. Tapasztalataikat és nyitottságukat a legjobb számítástechnikai és analitikai eszközökkel ötvözve a CRAFT hatékony, praktikus és innovatív szerkezeti tervezési megoldásokat kínál ügyfeleinek – tökéletes azoknak az építészeknek és tervezőknek, akik új megközelítéseket keresnek a szerkezeti mérnöki tervezés terén.

Projektmérnökként Trevor Chou tapasztalatát hozza a magas épületek és kereskedelmi lakóépületek szerkezeti tervezésében és analízisében (az amerikai és kínai építési szabványok szerint), és szenvedélyesen integrálja az építészeti és mérnöki tudását.

Martyn Sheard a cég vezető projektmérnöke, és tizenkét éves tapasztalattal rendelkezik a tervezés és projektmenedzsment terén, széles körű projekttípusokban és léptékekben, különös érdeklődéssel a tömeges faszerkezetek mérnöki tervezése iránt.

Martyn Sheard és Trevor Chou nyertese lett a kis léptékű szerkezetek kategóriának az IDEA StatiCa Excellence Award 2021 díjátadón, legyőzve 100 másik nevezőt a kis léptékű szerkezetek kategóriájában.

inline image in article

Tudja meg, mit mondanak a mérnökök a projektről

EGYÉB ESETTANULMÁNYOK

EDGE Amsterdam West

A AFAS Stadion tetőszerkezete

CRAFT Engineering Studio

CRAFT Engineering Studio

United States
Detail