Előregyártott beton szelemengerenda a CTPark Blučina logisztikai csarnokhoz
A projektről
A nagy kapacitású BLU3 csarnok a CTPark Blučina logisztikai központ része. Az épület alapterülete 264,0 x 192,0 méter. A csarnok teherhordó szerkezete atipikus vasbeton elemek előregyártott összeállításaként készült. Hosszirányban az épület 11 hajóból áll, a fő kúpos tetőgerenda moduláris fesztávolsága 24,0 méter. Keresztirányban a keretek közötti távolság 12 méter. A fő kúpos tetőgerendákra merőlegesen előregyártott szelemengerendák helyezkednek el, a tetőburkolat trapézlemezből készült. A szerkezet széles profilú fúrt cölöpökre alapozott, cölöpfejekkel, amelyeken gallér kialakítás történt.
A logisztikai park építésének beruházója a CTP Invest, spol. s r.o. cég, a CTPark Blučina pedig az Északi-tengertől a Fekete-tengerig terjedő, kiterjedt európai üzleti parkok hálózatának része.
Mérnöki kihívások
Bár a teherhordó szerkezet alapvető statikai rendszere általában meglehetősen hagyományos megoldást képvisel, számos műszaki kihívással kellett szembenézni. A mai világban alapkövetelmény a hasznos tér maximalizálása, ami nagyon karcsú függőleges szerkezetekhez és a tetőszerkezet vízszintes teherhordó elemeinek nagy fesztávolságához vezet. Az előregyártott szerkezetek tervezői az anyagfelhasználás maximális optimalizálásának elérésére is nyomás alatt állnak. Emellett az egyes előregyártott elemek szállítása szempontjából szükséges a karcsú és lehető legkönnyebb tetőgerendák, szelemengerendák stb. tervezése. Mindez természetesen a szerkezet magas teherbírásának és hosszú távú tartósságának megőrzése mellett. Ezért ezeknek a karcsú és optimalizált elemek tervezéséhez és ellenőrzéséhez modern számítási eszközöket kell alkalmazni, amelyek pontosabban írják le a szerkezet viselkedését, mint korábban lehetséges volt.
Milyen szerepet játszott az IDEA StatiCa?
A kúpos tetőgerendák moduláris távolsága 12,0 méter. Az ilyen összeállítási hosszúságú szelemengerendák a gerendák felső övén kivágott véges kapcsolattal támaszkodnak. A szelemengerenda keresztmetszete T alakú, mindössze 130 mm falvastagsággal. A szelemengerenda kivágott vége a megszakadási zóna tipikus területe (úgynevezett D-régió).
A kivágott vég általában Strut-and-Tie analógiával elemezhető, amelyet az irodalom erre a D-régióra vonatkozóan ismertet. Azonban a SaT modell használatával történő megfelelő megoldás hosszadalmas iteratív folyamat lehet. A rács pontos geometriáját gyakran több iteráción keresztül kell meghatározni, a tényleges vasalástervezéstől függően. Emellett a vasalás lehorgonyzásának értékelése a rács csomópontjainál összetett feladat. Ráadásul a SaT modell kizárólag a teherbírási határállapot értékelésére szolgál, nem a használhatósági határállapotra (repedések, alakváltozások, feszültségkorlátozások).
A szelemengerenda támasz részletes ellenőrzéséhez az IDEA StatiCa Detail alkalmazást használták, mivel ez kiküszöböli a SaT modellek fent említett hátrányait. A Detail alkalmazásban implementált CSFM módszer a vasbeton szerkezetek tervezésének szokásos konzervatív feltételezésein alapul (a beton nem vesz fel húzást). Lehetővé teszi nemcsak a teherbírási határállapot (beleértve a vasalás lehorgonyzását) értékelését, hanem a használhatósági határállapot értékelését is, beleértve a repedésszélességek és alakváltozások kiértékelését a D-régióban.
A Detail alkalmazásban a részletek elemezhetők akár a teljes szerkezet kivágott részeként, akár – ami előnyösebb – a teljes elem modelljének értékelésével. A DUPROCON mérnökei úgy döntöttek, hogy az összes határállapotot a teljes szelemengerenda modelljével értékelik a kivágott vég helyi modellje helyett. Ez a megközelítés különösen hatékony olyan elemeknél, ahol egyszerre több D-régió fordul elő (kivágott végek, gerinc nyílások, vállak), valamint olyan esetekben is, ahol anyagoptimalizálásra van szükség, különösen a vasalás tekintetében.
A DUPROCON-ról
A zlíni székhelyű DUPROCON, s.r.o. cég egy szerkezettervezési iroda, amely a mélyépítés minden típusú épületéhez tartozó vasbeton szerkezetek tervezésére specializálódott. Elsősorban előregyártott szerkezetekre összpontosít, amelyek terén széleskörű tapasztalattal rendelkezik. Jelenleg ezek főként gyártási, logisztikai és kereskedelmi célú épületek.