Edificio residenziale a Praga
Informazioni sul progetto
Il progetto riguardava un edificio residenziale in calcestruzzo armato a Praga con un sistema strutturale a pareti trasversali. In base al requisito di parcheggio in garage, per il primo piano è stato utilizzato un sistema a colonne. A causa della disposizione planimetrica, non è stato possibile posizionare tutte le colonne in modo che fossero direttamente allineate con il sistema strutturale a pareti.
La struttura è stata progettata utilizzando un modello parete-solaio in un programma FEA comunemente utilizzato, con elementi selezionati modellati e progettati separatamente in IDEA StatiCa Detail.
Il seguente articolo si concentra sulla progettazione e la verifica normativa di una delle pareti portanti utilizzando il Metodo del Campo di Tensioni Compatibile in IDEA StatiCa Detail.
Sfide tecniche
La disposizione strutturale dell'edificio ha sollevato diverse questioni riguardo all'effettiva interazione tra la parete e gli elementi orizzontali. Nel caso di questa parete, il problema principale era l'influenza della rigidezza verticale della trave situata alla base della parete. Poiché il materiale in un modello FEM comune è tradizionalmente considerato lineare, vi era la preoccupazione che la rigidezza della trave venisse sovrastimata sul "lato non sicuro".
Pertanto, è stato creato un sottomodello della parete in IDEA StatiCa Detail. Per garantire una progettazione sicura, il modello è stato creato in due varianti di condizioni al contorno. Nella prima variante, la trave era rappresentata da un vincolo elastico con rigidezza corrispondente alla freccia della trave tenendo conto della fessurazione e del creep. Nella seconda variante, il vincolo che rappresentava la trave è stato rimosso completamente. Al livello dei solai, sono stati creati vincoli elastici, utilizzando valori di rigidezza basati sulla deformazione orizzontale dell'edificio.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{The shape of the wall and the model in IDEA StatiCa Detail, including loads. Arrows represent defined boundary conditions.}}}\]
Soluzione e risultati
La progettazione dell'armatura si è basata sull'ottimizzazione topologica. Il risultato di questo strumento è una topologia dei campi di compressione e delle zone in trazione. La forma di questa "struttura reticolare" può essere utilizzata per posizionare l'armatura nel modo più efficiente e per identificare le aree critiche di compressione nella struttura.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Topology optimization and reinforcement design in IDEA StatiCa Detail}}}\]
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Reinforcement detail for overhanging cantilever wall}}}\]
Il passo successivo è stato verificare la struttura in IDEA StatiCa Detail per lo stato limite ultimo e anche per lo stato limite di esercizio. Tutto ciò è possibile grazie a un modello a elementi finiti speciale che modella l'armatura come elementi 1D. Ciò consente di calcolare il comportamento della struttura in base all'armatura effettiva e non vi sono restrizioni basate sulla forma della struttura o dell'armatura.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Limit state check in IDEA StatiCa Detail}}}\]
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Crack check in IDEA StatiCa Detail}}}\]
Conclusione
Grazie alla creazione di un sottomodello della struttura in IDEA StatiCa Detail, il team KRStatic ha acquisito la certezza che la disposizione strutturale atipica non avrebbe influenzato negativamente la capacità portante dell'edificio. I modelli creati in IDEA StatiCa sono stati calcolati con diverse varianti delle condizioni al contorno, garantendo la sicurezza della progettazione. Il risultato è stata una soluzione strutturale sicura e ottimizzata per l'edificio residenziale.