Struttura in cemento armato di un edificio multifunzionale
Il progetto
Un nuovo edificio multifunzionale, la cui struttura è realizzata in cemento armato, sta sorgendo 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 comprenderà anche un grande parcheggio sotterraneo.
La struttura portante è progettata interamente in cemento armato. Ai piani inferiori e ai garage sotterranei verrà utilizzato un sistema di colonne verticali. Dal punto di vista strutturale, i solai sono puntuali.
L'intera struttura dell'edificio è sostenuta da lunghi pali trivellati in combinazione con una solida platea di fondazione. Quest'ultima è progettata per trasferire gli effetti causati dall'interazione della soletta con il sottosuolo e dall'interazione con i pali. Ciò ha creato le cosiddette "regioni di discontinuità" nella struttura, che sono le parti più rischiose di questa costruzione in calcestruzzo.
Poiché l'edificio è circondato da altri edifici, lo scavo delle fondazioni è stato progettato con molta attenzione.
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Sfide ingegneristiche
Sebbene l'edificio sembri relativamente semplice dall'esterno, le sfide tecniche da risolvere sono state innumerevoli.
Particolarmente impegnativo è stato il trasferimento dei carichi dai piani fuori terra a quelli sotterranei, a causa delle grandi differenze di planimetria con sistemi strutturali diversi e dei requisiti per la funzione di ogni spazio (piano interrato: rampa e corsie; piani sopra i garage: commerciali). Per questo motivo, alcune parti della struttura sono soggette a sollecitazioni molto elevate.
Come soluzione, gli ingegneri hanno progettato travi a parete alte che attraversano due piani nei punti in cui il sistema di pareti strutturali passa da parete a colonna.
Soluzioni e risultati
STATIKON ha utilizzato IDEA StatiCa per progettare e verificare il contatto tra le pareti perimetrali della parte interrata dell'edificio, le platee di fondazione e i pali. Non era possibile posizionare i pali in posizione centrale sotto le pareti. Il motivo era la necessità di mantenere la distanza prescritta dalla base dello scavo di fondazione.
In casi simili, è possibile progettare una massiccia nervatura di ripartizione lungo il perimetro della platea 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 di IDEA StatiCa. Con il suo aiuto, è possibile esaminare il dettaglio del contatto della testa del palo con la platea di fondazione sotto il muro perimetrale. In questo modo, gli ingegneri hanno scoperto che non era necessaria una nervatura perimetrale. Le uniche eccezioni erano le due aree più sollecitate, che non potevano essere raggiunte senza una testa di palo locale.
Grazie a questo approccio, gli ingegneri di STATIKON Solutions s.r.o. sono riusciti a ottenere un progetto affidabile e preciso che ha garantito anche l'uso più economico del materiale, mantenendo una stabilità sufficiente.
Un altro problema che IDEA StatiCa ha contribuito a risolvere era il punto in cui la colonna termina nella platea di fondazione nello spazio tra i due pali. Questa situazione si verifica quando la capacità portante di un singolo palo non è più sufficiente ed è necessario un "insieme" di pali.
In questo caso, si tratta di due pali con una distanza assiale reciproca pari a due diametri di un palo. Questo ci riporta alla regione delle discontinuità, dove le forze della colonna vengono trasferite ai pali attraverso una diagonale compressa con forze di trazione.
Un'altra sfida che gli ingegneri hanno risolto con l'aiuto di IDEA StatiCa è stata la già citata trave alta del muro e alcuni pilastri alti che sono caricati in modo molto eccentrico a causa del loro sovradimensionamento.
Nel caso di colonne caricate eccentricamente, gli ingegneri non hanno dovuto adottare un approccio conservativo e hanno considerato la forza verticale alla distanza eccentrica dall'asse della colonna semplicisticamente come un momento flettente. Avrebbero potuto affrontare la situazione in termini di distribuzione delle sollecitazioni di compressione e di trazione alle parti a valle della struttura.
Se avessero scelto di seguire un percorso conservativo nella progettazione e nella valutazione di una colonna caricata eccentricamente, non sarebbe stato possibile produrre un 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 di 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, alla documentazione per i permessi di costruzione o le notifiche edilizie, fino alla documentazione di attuazione.
L'azienda collabora con i migliori architetti, rinomati studi di progettazione, sviluppatori e imprese di costruzione.
Ha contribuito con il suo know-how a più di duecento progetti importanti.
STATIKON Solutions s.r.o. ha vinto il premio IDEA StatiCa Excellence Awards 2021 nella categoria Large scale buildings con questo progetto di edificio multifunzionale.
Ascolta l'ingegnere Tomas Krivka che spiega le principali sfide del progetto
L'edificio multifunzionale della galleria di Brno
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