Struttura in calcestruzzo armato di un edificio multifunzionale
Informazioni sul progetto
Un nuovo edificio multifunzionale, la cui struttura è realizzata in calcestruzzo armato, è in costruzione a Brno. L'edificio dominerà il quartiere Kralovo Pole della città e combinerà spazi commerciali al piano terra con un hotel ai piani superiori. L'edificio includerà anche un ampio parcheggio sotterraneo.
La struttura portante è progettata interamente in calcestruzzo armato. Ai piani inferiori e nei garage sotterranei verrà utilizzato un sistema verticale a colonne. Dal punto di vista strutturale, i solai sono supportati puntualmente.
L'intera struttura dell'edificio è sostenuta da lunghi pali trivellati in combinazione con una robusta piastra di fondazione. Quest'ultima è progettata per trasferire gli effetti causati dall'interazione della piastra con il sottosuolo e dall'interazione con i pali. Ciò ha creato nella struttura le cosiddette 'regioni di discontinuità', che rappresentano le parti più critiche di questa costruzione in calcestruzzo.
Poiché l'edificio è circondato da altri edifici, lo scavo delle fondazioni è stato progettato con grande attenzione.
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Sfide ingegneristiche
Sebbene l'edificio appaia relativamente semplice dall'esterno, vi erano innumerevoli sfide tecniche da risolvere.
Particolarmente impegnativo è stato il trasferimento dei carichi dai piani fuori terra ai piani interrati, a causa delle grandi differenze nella pianta con diversi sistemi strutturali e dei requisiti funzionali di ciascuno spazio (seminterrato: rampa e corsie; piani sopra i garage: commerciale). Per questo motivo, alcune parti della struttura sono soggette a tensioni molto elevate.
Come soluzione, gli ingegneri hanno progettato travi alte che si estendono su due piani nei punti in cui il sistema strutturale passa da pareti a colonne.
Soluzioni e risultati
STATIKON ha utilizzato IDEA StatiCa per progettare e verificare normativamente il contatto tra le pareti perimetrali nella parte interrata dell'edificio, le piastre di fondazione e i pali. Non era possibile posizionare i pali centralmente sotto le pareti. Il motivo era la necessità di mantenere la distanza prescritta dal piede dello scavo di fondazione.
In casi simili, è possibile progettare una massiccia nervatura di ripartizione lungo il perimetro della piastra di fondazione, ma ciò comporta un aumento dei costi dei materiali (calcestruzzo e armatura, scavo, approfondimento della struttura di fondazione).
Un'altra opzione per risolvere la situazione è utilizzare l'analisi dettagliata in IDEA StatiCa. Con il suo aiuto, è possibile esaminare il dettaglio del contatto della testa del palo con la piastra di fondazione sotto la parete perimetrale. In questo modo, gli ingegneri hanno riscontrato che una nervatura perimetrale non era necessaria. Le uniche eccezioni erano le due zone maggiormente sollecitate, che non potevano essere gestite senza una testa di ripartizione locale.
Grazie a questo approccio, gli ingegneri di STATIKON Solutions s.r.o. sono riusciti a ottenere una progettazione affidabile e precisa che ha garantito anche il più economico utilizzo dei materiali, mantenendo al contempo una stabilità sufficiente.
Un altro problema che IDEA StatiCa ha contribuito a risolvere era il punto in cui la colonna termina nella piastra di fondazione nello spazio tra i due pali. Questa situazione si verifica quando la capacità portante di un singolo palo non è più sufficiente e si richiede un 'gruppo' di pali.
In questo caso si tratta di due pali con una distanza assiale reciproca pari a due diametri di un singolo palo. Ciò ci riporta alla regione delle discontinuità, dove le forze dalla colonna vengono trasferite ai pali tramite un puntone compresso diagonale con forze di trazione.
Un'ulteriore sfida che gli ingegneri hanno risolto con l'aiuto di IDEA StatiCa riguardava le già citate travi alte e alcuni pilastri alti che sono caricati in modo molto eccentrico a causa delle loro dimensioni eccessive.
Nel caso di colonne caricate eccentricamente, gli ingegneri non hanno dovuto adottare un approccio conservativo e non hanno considerato semplicisticamente la forza verticale alla distanza eccentrica dall'asse della colonna come un momento flettente. Hanno potuto affrontare la situazione in termini di distribuzione delle tensioni di compressione e delle forze di trazione verso le parti a valle della struttura.
Se avessero scelto un approccio conservativo nella progettazione e nella verifica di una colonna caricata eccentricamente, non sarebbe stato possibile produrre alcun progetto. La progettazione, con l'aiuto di IDEA StatiCa, ha portato alla quantità ottimale di armatura necessaria e alla sua distribuzione.
Applicando IDEA StatiCa Detail, alcune sfide sono state superate più rapidamente e con meno sforzo rispetto a quanto sarebbe stato possibile utilizzando le procedure convenzionali.
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Informazioni su STATIKON Solutions s.r.o.
STATIKON Solutions s.r.o., con sede a Praga, è attiva sul mercato dal 2010. L'azienda si occupa della preparazione di valutazioni strutturali, dagli studi e progetti per le procedure di zonizzazione, attraverso la documentazione per i permessi di costruzione o le notifiche edilizie, fino alla documentazione esecutiva.
L'azienda collabora con i migliori architetti, rinomati studi di progettazione, sviluppatori immobiliari e imprese di costruzione.
Ha contribuito con il proprio know-how a più di duecento progetti di grande rilievo.
STATIKON Solutions s.r.o. ha vinto gli IDEA StatiCa Excellence Awards 2021 nella categoria Edifici di grande scala con questo progetto di edificio multifunzionale.
Ascolta l'ingegnere Tomas Krivka spiegare le principali sfide del progetto
Galleria dell'edificio multifunzionale di Brno
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