Burgers' Zoo Mangrove, Arnhem, Paesi Bassi
Dati del progetto
Ubicazione - Antoon van Hooffplein 1, Arnhem
Committente - Koninklijke Burgers' Zoo, Arnhem
Architettura - Koninklijke Burgers' Zoo / Sijven Eindhoven, Arnhem
Progettazione strutturale - ABT, Velp
Progettazione strutturale di dettaglio - Staalbouwkundig Adviesburo Van Odenhoven
Direzione lavori - P&H Adviseurs Construction & Real Estate (gestione e supervisione della costruzione), Veldhoven
Costruzione in acciaio - Moeskops Steel Construction, Bergeijk
Descrizione generale del progetto
In tutto il mondo, vaste aree di mangrovie stanno scomparendo, sebbene svolgano una funzione essenziale per la natura. Burgers' Zoo vuole sensibilizzare i visitatori e ha costruito ad Arnhem la più grande mangrovie coperta del mondo. La mangrovia è ispirata alle foreste di mangrovie del paese centroamericano del Belize. Entrando in Burgers' Mangrove, il percorso inizia attraversando un ponte in acciaio sul bacino dei lamantini (100 m³). Il tragitto prosegue poi su una piattaforma attraverso la foresta di mangrovie. Poche specie vegetali riescono a sopravvivere in questo clima estremamente salino, dove si creano condizioni diverse con il flusso e il riflusso. Più avanti, grazie a una finestra acrilica curva lunga 12 m e alta 1,8 m, si crea un contatto visivo diretto con le mucche di mare caraibiche. Burgers' Mangrove è coperta da una cupola in acciaio di 60 m. Il bacino dei lamantini caraibici è riempito con 1 milione di litri d'acqua.
Descrizione della costruzione in acciaio e/o dell'utilizzo dell'acciaio
La progettazione è un processo integrato in cui le scelte vengono ponderate. Per la sala della mangrovia, la considerazione principale durante la progettazione è stata una scelta attenta tra la massima superficie possibile per la presentazione dell'esposizione ecologica all'interno di una forma edilizia ottimale e, dall'altro lato, il volume più grande possibile, mantenendo sotto controllo i costi di costruzione grazie alla minima superficie possibile di facciata/copertura. Inoltre, la costruzione doveva essere realizzata all'esterno, proprio come per Burgers' Bush e Burgers' Desert. La struttura di copertura ad arco scelta risponde bene ai requisiti sopra menzionati. La struttura è più alta al centro, il che ottimizza la fruizione dell'esposizione ecologica e consente la crescita degli alberi. Nelle parti inferiori della cupola, rimane un'altezza sufficiente per utilizzare lo spazio in modo funzionale e la superficie della facciata verticale è ridotta al minimo.
La struttura a cupola è progettata in acciaio, il che è di per sé notevole, poiché molte di queste strutture vengono progettate in legno. L'acciaio è stato scelto perché questa esposizione ecologica richiede molta luce naturale. Una struttura in legno ridurrebbe notevolmente l'incidenza della luce a causa delle grandi dimensioni dei profili, creando molta ombra.
L'acciaio risulta molto più adatto per le elevate forze di trazione richieste nell'anello inferiore.
La cupola è campita in una direzione da tubi in acciaio con un diametro di 323 mm e uno spessore di parete di 8 mm. I tubi non sono paralleli tra loro a causa della doppia curvatura della cupola, ma in generale sono distanziati di circa 4 metri. La campata maggiore è composta da cinque elementi prefabbricati con una lunghezza media di 13 metri; le campate minori sono composte da un numero inferiore di elementi. I pezzi sono collegati con giunti a flangia con dieci bulloni ciascuno. Un dettaglio importante è che le flange nel cuore presentano i cosiddetti fori di dezincificazione per prevenire il deterioramento dell'acciaio zincato a caldo. Ciò è dovuto al fatto che l'intera struttura è esposta alle condizioni esterne, poiché la vera e propria tenuta del tetto è appesa al di sotto.
Tra i tubi principali sono presenti collegamenti diagonali a puntone, composti da tubi con un diametro di 193 mm e uno spessore di parete di 8 mm. I puntoni sono collegati ai tubi principali con giunti a forcella. Le piastre di questi collegamenti sono prefabbricate sui tubi principali e sui puntoni. Ciò ha richiesto dimensioni e lavorazioni precise, poiché ogni giunto a forcella si trova a un angolo diverso a causa della doppia curvatura della cupola. Durante il montaggio dei tubi principali e dei puntoni, l'insieme è stato temporaneamente supportato da tre strutture ausiliarie. Ciò era necessario perché la cupola acquista la sua resistenza solo quando la struttura è effettivamente chiusa. La cupola è stata costruita passo dopo passo. Dopo la chiusura della cupola, la struttura ausiliaria è stata rimossa.
L'anello inferiore assorbe tutte le forze provenienti dalla cupola. È composto dagli stessi tubi delle travi principali: tubi con un diametro di 323 mm e uno spessore di parete di 8 mm. Anche questa trave è composta da elementi prefabbricati, collegati con flange saldate di 40 mm di spessore, per maggiore sicurezza. I tubi principali della cupola sono flangiati all'anello inferiore. A questi vengono saldati brevi tronconi di tubo con una piastra di copertura in testa. Anche per questi elementi di collegamento erano richieste dimensioni e precisioni elevate, poiché la posizione di questi collegamenti era diversa per ciascun tubo principale a causa della curvatura della cupola.
L'anello inferiore è supportato autonomamente da colonne in acciaio, profili HEA 240, che, come già indicato, sono distanziate tra 4,50 e 5,00 m. Le colonne hanno lunghezze diverse a causa della variazione del livello del terreno. Qua e là è stato applicato un controvento tra le colonne. Tutte le colonne sono controventate durante il montaggio e, durante l'assemblaggio della struttura a cupola, la trave di tiro è presente ogni due colonne.
Particolarità costruttive / dettagli
Al bordo della cupola, la struttura reticolare converge in un anello. Questo anello è supportato da colonne a pendolo e tra le colonne è stato applicato un controvento diagonale.
L'anello inferiore di segmentazione ha una dimensione Ø 323,9 x 8 S355J2H; le condizioni richieste dal committente erano le seguenti:
- Il collegamento deve resistere alla forza normale Nc,Rd = 2818 kN
- La costruzione zincata a caldo richiede "fori di scarico" ≥ 30% della sezione trasversale
- Non è consentito acciaio collegato non saldato, nemmeno internamente (saldature d'angolo su entrambi i lati o saldatura di testa)
- All'esterno della struttura non è consentito l'accumulo di sporco, foglie, ecc.
- I collegamenti per il montaggio devono essere realizzati solo con bulloni (nessuna saldatura in cantiere)
La soluzione finale dei giunti è stata calcolata utilizzando IDEA StatiCa Connection.
Per la progettazione del controvento diagonale, le sfide erano le seguenti:
- tale struttura è molto sensibile alle tolleranze di fabbricazione
- i fori per la zincatura indeboliscono la sezione trasversale critica
- 1 labbro saldabile solo su 1 lato
Utilizzando IDEA StatiCa Connection è stato possibile risolvere tutti questi problemi con piastre perfettamente saldate e senza fori per la zincatura.
Conclusione
Nelle parole del team di ingegneria: "Progettare in IDEA StatiCa Connection è come usare i mattoncini "LEGO" per il Detailer o l'ingegnere strutturale."
Crediti fotografici: ABT B.V.
ABT
Netherlands