Acél-fa kapcsolat, Egyesült Államok
Egy új lakóépület Martha's Vineyard-on, MA, USA. A helyszín erős szélterhelésű övezetben található, és az épület egy meredek sziklaperemen áll az óceán felett, ami jelentős kihívásokat támaszt az oldalirányú terhelést felvevő rendszer tervezésével szemben. Ezek a szempontok, az nyitott építészeti kialakítással és a hőhíd-mentes, alátámasztás nélküli erkély követelményével együtt, azt eredményezték, hogy az óceán felőli homlokzat keretrendszerét kombinált merevített keret és konzol rendszerként javasolták. Bár eredetileg acélból tervezték, a megrendelő és az építész törekvése egy döntően fa alapú megoldás volt.
A kétszintes merevített keret két, 21 ft és 14 ft fesztávolságú mezőből áll, átlagosan 10 ft szintmagassággal. Mély, többrétegű LVL fa tartók keresztezik az ortogonális acélbetétes gerendákat, amelyek az erkély konzoljait és visszatámasztó mezőit alkotják. Az így keletkező acél csomóponti kapcsolatot két ortogonális tengelyen ható erők és nyomatékok felvételére tervezték. Kezdetben egy központi üreges szelvényű csomópontot javasoltak, de kiderült, hogy az nem képes felvenni a merevített keret tartójából származó nagy nyomatékokat, mivel a dobozszelvény falainak síkon kívüli merevsége nem elegendő, és hajlítási tönkremenetelre is hajlamos. Az acél kapcsolatot széles övű szelvénnyel tervezték újra, hogy mindkét tengelyen biztosítsa a folytonosságot, miközben gondoskodik az erők és nyomatékok közvetlen átadásáról a csomópont középpontjába. Mivel az erkély elemei megkövetelik, hogy az acél folyamatosan áthaladjon az épület hőszigetelésen, egy hőhíd-megszakító betétet alkalmaztak a hőveszteség és a kondenzáció kockázatának csökkentésére. Egyedi anyagot tudtunk létrehozni a hőhíd-megszakító betéthez, és az IDEA StatiCa-n belül be tudtuk vonni az elemzésbe.
A keretszerkezeti elemeket a Dlubal RFEM segítségével elemezték és tervezték meg. A több anyagból álló bonyolult kapcsolatok tervezéséhez az IDEA StatiCa ideális kiegészítő eszköznek bizonyult. A szoftver rugalmasan kezeli az egyedi anyagok és elemek létrehozását összetett geometriákkal, valamint fa-acél kapcsolatokhoz kész sablonokat kínál, amelyek jelentősen csökkentették a modell felállításához szükséges időt. Bár a faszerkezeti elemek szabványellenőrzése nem támogatott az IDEA StatiCa-ban, a csavar-erő eredmények könnyen átvihetők voltak a belső táblázatokba az ellenőrzéshez.
Az IDEA StatiCa használatával, valamint az építésszel, a hőtechnikai tanácsadóval és a gyártóval való szoros együttműködés révén sikerült egy teljes acélvázas szerkezetet hibrid fa megoldássá alakítani, ezáltal csökkentve a szükséges acél mennyiségét, és az épület szerkezetét közelebb hozva a helyi hagyományos építési módszerekhez.
