A projektről
Egy mélygerenda fut a „2” tengely mentén az épület mind az öt szintjén (pince, földszint, első és második emelet, valamint tető). A pinceszinten támaszok nélkül 11,1 méteres támaszközt hidal át, míg a felső szinteken kisebb ajtónyílások találhatók, amelyek tudatosan el vannak tolva az alaprajzon. A nagyobb hatások felvételére a pinceszinti gerenda 25 cm vastag, a terepszint felett pedig 20 cm-re csökken. A pincefalak C30/37 betonból készülnek, a felső szintek C25/30 betonból, B500 vasalással és mindkét oldalon Q385 hálókkal. A nyílások körül a 4×Ø20 bordás rudakból álló befogó vasalás biztonságosan átvezette az erőket. A nagy pinceszinti nyílás és a földszinti ajtónyílás között nincs áthidaló, ezt a távolságot csak a födém hidalja át. A geometria ezért egyszerűsített gerendaelmélet helyett valósághű vasbeton modellt tett szükségessé.
Mérnöki kihívások
Ez a gerenda nem a keretműködés tankönyvi esete volt, hanem valódi diszkontinuitási régió (D-régió), ahol a feszültségeket a geometria határozza meg, nem az egyensúly. A hosszú pinceszinti nyílás és az eltolt felső ajtónyílások kombinációja megzavarta az erők természetes lefutását, és helyi feszültségkoncentrációkat okozott a nyílások körül. A pinceszinti és a földszinti nyílás közötti hagyományos áthidaló hiánya tovább bonyolította az erőjátékot, mivel a teher egy részét közvetlenül a födém viszi.
Egy ilyen D-régió esetén a lineáris végeselemes számítás oszlopok hozzáadására késztetett volna minket. A CSFM analízis megmutatta, hogy a 11,1 métert célzott vasalással is áthidalhatjuk, és a garázsban így is sík mennyezetet tarthatunk meg.
Ante Uglešić dipl.ing.građ
Statikus mérnök – Superstructure d.o.o.
Horvátország
A gerendaelmélet vagy a lineárisan rugalmas végeselemes modell alkalmazása torzítaná ezeket a körülményeket, mert feltételezi, hogy a síkmetszetek síkok maradnak, és a beton nem reped. Az ilyen egyszerűsítések vagy nem biztonságos eredményekhez vezethetnek, mivel figyelmen kívül hagyják a repedéstágasságokat és a helyi alakváltozás-koncentrációkat, vagy túlzottan konzervatív kialakítást eredményezhetnek szükségtelen oszlopokkal vagy mélygerendákkal. Olyan megközelítésre volt szükség, amely képes figyelembe venni a repedezést és a nyomási lágyulást, a húzási merevítő hatást, a kúszási hatásokat, valamint az acél és a beton közötti tapadás–csúszás jelenségét.
A gyakorlatban egy általános célú nemlineáris végeselemes szoftver ezt kezelni tudná, de egyetlen diszkontinuitási régióhoz ilyen modellt építeni időigényes és nem parametrikus lenne. A mindennapi tervezésben ez a plusz munka ritkán megvalósítható, ezért volt elengedhetetlen a Compatible Stress Field Method módszeren alapuló integrált eszköz.
Megoldások és eredmények
A mérnökök az IDEA StatiCa Detail programot és a 2D Walls munkafolyamatot használták a beton síkfeszültségi héjmodelljének létrehozásához, az 1D rudakat MPC kényszerfeltételekkel kapcsolták hozzá. A Newton–Raphson lépésenkénti iterációval végzett nemlineáris analízis a modellt értelmezhető határokig terhelte. Ellenőrizték a beton alakváltozásait, a vasalás alakváltozásait és a csúszást az acél–beton határfelületen. Minden eredményt az EN 1992-1-1 szerint ellenőriztek, így a kimenetek közvetlenül beépíthetők voltak a statikai tervbe.
Mivel az EN 1992-1-1 szerinti ellenőrzések be vannak építve, a jelentések pedig automatikusan készülnek, a kimeneteket átdolgozás nélkül, közvetlenül beilleszthettük a tervdokumentációba.
Ante Uglešić dipl.ing.građ
Statikus mérnök – Superstructure d.o.o.
Horvátország
A Topológiai optimalizálás döntő jelentőségűnek bizonyult. A 20%-os és 40%-os hatékony térfogattal futtatott iterációk során az eszköz egyértelműen megmutatta az erőpályákat és a vasalás irányát. Ez megerősítette, hogy hol elengedhetetlen a ferde vasalás (a pinceszinti nyílás és az eltolt ajtónyílások körül), és hol nem jelentene értéket a többletacél. A csapat három csoport 4Ø20 ferde rudat helyezett el, így biztonságot ért el nehéz oszlopok vagy lelógó mélygerendák nélkül.
A topológiaoptimalizálás azonnal egyértelművé tette az erők áramlását. Pontosan megmutatta, hol dolgoznak a ferde 4Ø20-as rudak, és hol lett volna felesleges a plusz acél.
Ante Uglešić dipl.ing.građ
Statikus mérnök – Superstructure d.o.o.
Horvátország
Az eredmény szerkezeti és építészeti előnyöket is hozott: sík alsó felület a pinceszinti nyílás felett, jobb parkolóelrendezés és forgalmi áramlás, valamint nem volt szükség mélyebb földmunkára, ami kulcsfontosságú tényező volt, mivel a pince a tengerszint alatt helyezkedik el. Mivel a repedezést és a használhatóságot valósághűen igazolták, a beruházó jóváhagyta az optimalizált megoldást. Az automatikus jegyzőkönyvek és vasalási kimutatások egyszerűsítették a dokumentációt, és csökkentették az egyeztetési munkát.
A Superstructure d.o.o. cégről
A Superstructure d.o.o. a horvátországi Zadarban működő statikai tervező és műszaki tanácsadó cég, amelyet Ante Uglešić alapított és vezet. A 2023-ban alapított cég tervezési és kivitelezési felügyeleti szolgáltatásokat nyújt helyi és regionális projektekben, rugalmasságot és személyre szabott szakértelmet kínálva ügyfeleinek.
Próbálja ki az IDEA StatiCa-t ingyen
Kezdje el még ma a próbaidőszakot, és élvezze a teljes hozzáférést és a szolgáltatásokat 14 napig, díjmentesen.
Ingyenes próbaidőszak indítása
