Acél-fa kapcsolat, Egyesült Államok
Egy új lakóépület Martha's Vineyard, MA, USA területén. A helyszín erős szélterhelésű övezetben található, az épület pedig egy meredek sziklaperemen áll az óceán felett, ami jelentős kihívásokat támaszt a vízszintes terhelést felvevő rendszer tervezésével szemben. Ezek a feltételek – az nyitott építészeti kialakítással és a hőhíd-mentes, alátámasztás nélküli erkély követelményével együtt – ahhoz vezettek, hogy az óceán felőli homlokzat keretrendszerét kombinált merevített keret és konzolos rendszerként javasolták. Bár az eredeti elképzelés acélszerkezet volt, a megrendelő és az építész törekvése egy döntően fa alapú megoldás volt.
A kétszintes merevített keret két, 21 ft és 14 ft nyílásból áll, átlagos szintmagassága 10 ft. Mély, többrétegű LVL fa főtartók keresztezik az ortogonális hevedergerendákat, amelyek az erkély konzolait és visszatámasztó nyílásait alkotják. Az így keletkező acél csomóponti kapcsolatot két ortogonális tengelyen ható erők és nyomatékok felvételére tervezték. Kezdetben egy üreges szelvényű csomóponti elemet javasoltak, azonban ez nem bizonyult alkalmasnak a merevített keret főtartójából eredő nagy nyomatékok felvételére, mivel a dobozszelvény falainak síkon kívüli merevsége elégtelen volt, és hajlítási tönkremenetelre is hajlamos volt. Az acél kapcsolatot széles övű szelvénnyel tervezték újra, hogy mindkét tengelyen biztosítsa a folytonosságot, miközben az erők és nyomatékok közvetlen átadása is megvalósul a csomóponti elem középpontjába. Mivel az erkély szerkezeti elemei megkövetelik, hogy az acél folyamatosan áthaladjon az épület hőszigetelési vonalán, hőhíd-megszakító betétet alkalmaztak a hőveszteség és a kondenzáció kockázatának csökkentése érdekében. Egyedi anyagot tudtunk létrehozni a hőhíd-megszakító betéthez, és azt az IDEA StatiCa elemzésébe is be tudtuk illeszteni.
A szerkezeti elemeket a Dlubal RFEM segítségével elemezték és tervezték meg. A több anyagból álló összetett 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 fa szerkezeti elemek szabványellenőrzése nem támogatott az IDEA StatiCa-ban, a csavar-erő eredmények könnyen átvihetők voltak a belső táblázatokba az ellenőrzéshez.
Az IDEA StatiCa alkalmazásával, valamint az építésszel, a hőtechnikai tanácsadóval és a gyártóval folytatott szoros együttműködés révén sikerült egy teljes acélvázas szerkezetet hibrid fa megoldássá fejleszteni, ezáltal csökkentve a szükséges acél mennyiségét, és a szerkezetet közelebb hozva a helyi hagyományos építési módhoz.
