Előregyártott beton szerkezet egy tallinni lakóépület-komplexumhoz
A projektről
A Kalaranna negyed egy modern lakóterület hat hektáron, amely 12 lakóépületből áll éttermekkel és kereskedelmi területekkel, mindezt egy földalatti parkoló köti össze. Az óriási projekt harmadik szakaszát, amely négy ötszintes épületet foglal magában, az Innopolis Insenerid OÜ szerkezeti tervező céghez rendelték. Az Innopolis egy teljes körű szolgáltatást nyújtó építészeti és mérnöki iroda, amely átfogó digitális építési tervezési megoldásokra specializálódott az északi és balti régióban.
A szerkezet vasalt betonból készült. A függőleges teherhordó rendszer általános alakú előregyártott betonfalakból áll, míg a vízszintes teherhordó rendszerek üreges előregyártott beton- vagy acélelemeken fekvő gerendás födémekből állnak. Több épület az utcára néz, ami szükségessé teszi a lehetséges autóbalesetek és azok szerkezeti integritásra gyakorolt hatásának szabványellenőrzését.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Architectural visualization of the Kalaranna District}}}\]
Mérnöki kihívások
A beruházó megkövetelte, hogy a teljes szerkezetet előregyártott elemekkel tervezzék meg, minimális helyszíni betonmunkával az építési helyszín biztonságának megőrzése, valamint az idő és pénz megtakarítása érdekében. A teljes tervezési folyamat nehéz volt, nem csupán a beton elemek alakjának összetettsége miatt, hanem a mérnöki csapatra nehezedő intenzív nyomás miatt is, hogy minden tervet határidőre elkészítsenek. Ráadásul a részletes tervezési időszak átfedett az építési fázissal, valós idejű kiigazításokat igényelve anélkül, hogy módosítani kellett volna a jóváhagyott építészeti terveket, amelyek kivétel nélkül rögzítve voltak.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Model of the third stage of the project}}}\]
Az egyik fő mérnöki kihívás a tervezéssel kapcsolatban a D-régiók kezelése volt, különösen a HVAC rendszerek nyílásai, amelyek gyenge pontokat hoznak létre az elemekben. A projekt szokatlanul magas, 8 méteres előregyártott falakat is tartalmazott nagy ablaknyílásokkal. Egy másik jelentős kihívás a falak változatos alakja volt a különböző szinteken, ami bonyolította az erők alsóbb szintekre való átadását. Ez részletes elemzést igényelt annak biztosítására, hogy a terhelési útvonalak megfelelően legyenek kezelve.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{8-meter-high precast walls }}}\]
Egy másik kihívás a földalatti szerkezetben jelentkezett, ahol a felső szintek falai közvetlenül oszlopokra adták át terheiket, anélkül hogy a teherhordó szerkezetet újra lehetett volna tervezni. Ez azért volt így, mert a szerkezeti elrendezést az előzetes tervezési szakaszban rögzítették, így kevés rugalmasság maradt a részletes tervezési fázisban végrehajtható változtatásokra. Egy esetben a mérnököknek egyedi acél dobozgerendákat kellett tervezniük a nagy nyílások megtámasztására, biztosítva, hogy a falak szerkezeti integritása megmaradjon a jelentős terhelések ellenére is.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Steel box beams supporting walls with large openings}}}\]
Megoldások és eredmények
Az ilyen típusú projekt kihívásainak kezelésére az Innopolis Insenerid OÜ az IDEA StatiCa szoftverét használta munkafolyamatában a tervezési folyamat maximális felgyorsítása érdekében. Konkrétan az IDEA StatiCa Detail alkalmazást használták a megszakításokkal rendelkező összetett mélygerendák modellezésére.
Artur Andersalu mérnök ajtó- és ablaknyílásokkal gyengített falakat alkalmazott. Könnyen meg tudta határozni a peremfeltételeket, például a rugótámasz által képviselt acéloszlopot, amely csak nyomásban működik, és az alátétlemezekkel képviselt megtámasztott falakat pontszerű alátámasztásokhoz. Modellezte a mennyezetet is a felső szintekről érkező függőleges terhek eloszlásának figyelembevételéhez, hogy pontosabb feszültségáramlást érjen el a geometria és a terhek szerint. Jelentős feszültségek léptek fel a sarkokban, ami kiegészítő vasalást tett szükségessé a széles repedések elkerülése érdekében. Ezenkívül meg tudta határozni és szabványellenőrzéssel tudta vizsgálni az alakváltozást.
A tervezés pontosságának biztosítása érdekében a mérnök az IDEA StatiCa Detail által előállított eredményeket a Strut-and-tie módszerrel is ellenőrizte. Az összehasonlítást egy nyílás nélküli mélygerendán végezték az erők eloszlásának értékelésére. Az eredmények keresztellenőrzésével a mérnök megerősítette a szoftver elemzésének megbízhatóságát.
A tervezés tartalmazott olyan betongerendákat is, amelyekben a nyílások a szélhez közel helyezkedtek el, ami kihívást jelentett az ezeken a területeken fellépő nagy nyíróerők miatt. Annak biztosítására, hogy a gerendák képesek legyenek kezelni ezeket a feszültségeket, a mérnöki csapat az IDEA StatiCa-t használta a terhelés eloszlásának elemzésére és a vasalás optimalizálására.
A felső szintekről közvetlenül az oszlopokra átvitt koncentrált terhek kezelésére a földalatti szerkezetben a mérnöki csapat konzolokkal ellátott oszlopokat tervezett. Ezek a konzolok jobb feszültségeloszlást biztosítottak a falelemek alátámasztásainál, elkerülve a használhatósági határállapot feszültségeinek szabályozásával kapcsolatos problémákat. A konzolok beépítésével a mérnökök képesek voltak fenntartani a terhelési útvonalak szerkezeti integritását anélkül, hogy módosítani kellett volna az eredeti építészeti tervet, ami kulcsfontosságú volt a projekt szempontjából, és nem tett lehetővé semmilyen változtatást a szerkezeten.
Összefoglalás
A tallinni, észtországi lakóépület-komplexum építése egy igényes projekt volt, amely gondos koordinációt és fejlett szerkezeti tervezést igényelt. Az IDEA StatiCa Detail fontos eszköznek bizonyult a konzolokkal ellátott oszlopok és a jelentős D-régiókat tartalmazó mélygerendák szabványellenőrzésében, lehetővé téve a csapat számára, hogy leküzdje az olyan kihívásokat, mint a szabálytalan terhelési útvonalak és a nyílások körüli nyíróerők.
Próbálja ki az IDEA StatiCa-t ingyen
EGYÉB ESETTANULMÁNYOK
