Geprefabriceerde betonnen constructie van een wooncomplex in Tallinn
Over het project
Kalaranna District is een moderne woonwijk op zes hectare bestaande uit 12 woongebouwen met restaurants en commerciële ruimtes, allemaal verbonden door een ondergrondse parkeergarage. De derde fase van het gigantische project, met vier gebouwen van vijf verdiepingen, werd toegewezen aan het bouwbedrijf Innopolis Insenerid OÜ. Innopolis is een full-service architectuur- en ingenieursbureau gespecialiseerd in uitgebreide digitale bouwontwerpoplossingen in Scandinavië en de Baltische staten.
De constructie is ontworpen als gewapend beton. Het verticale dragende systeem bestaat uit geprefabriceerde betonnen wanden met algemene vormen, terwijl de horizontale dragende systemen bestaan uit kanaalplaten ondersteund door geprefabriceerde betonnen elementen of stalen elementen. Verscheidene gebouwen zijn aan de straatkant gelegen, waardoor normcontroles nodig zijn voor mogelijke botsingen met auto's en de impact daarvan op de structurele integriteit.
\[Architectonische visualisatie van het Kalaranna district}].
Technische uitdagingen
De investeerder eiste dat de hele constructie ontworpen zou worden met behulp van geprefabriceerde elementen, met zo min mogelijk ter plaatse gestort betonwerk om de veiligheid op de bouwplaats te waarborgen en tijd en geld te besparen. Het hele ontwerpproces was moeilijk, niet alleen vanwege de complexiteit van de vormen van de betonnen elementen, maar ook vanwege de grote druk op het ingenieursteam om alle ontwerpen op tijd af te krijgen. Bovendien overlapte de periode van gedetailleerd ontwerp met de bouwfase, waardoor real-time aanpassingen nodig waren zonder de goedgekeurde architectonische plannen te wijzigen die zonder uitzonderingen waren vergrendeld.
\Model van de derde fase van het project}].
Een van de belangrijkste technische uitdagingen van het ontwerp was het beheren van discontinuïteiten, met name openingen voor HVAC-systemen, waardoor zwakke punten in de elementen ontstonden. Het project omvatte ook ongebruikelijk hoge, 8 meter hoge prefabmuren met grote openingen voor ramen. Een andere belangrijke uitdaging waren de verschillende vormen van de muren op de verschillende verdiepingen, waardoor de overdracht van krachten naar de lagere niveaus werd bemoeilijkt. Dit vereiste een gedetailleerde analyse om ervoor te zorgen dat de belastingspaden goed werden beheerd.
\Vertaling: Krijn Peter Hesselink
Een andere uitdaging deed zich voor in de ondergrondse structuur, waar muren van de bovenste verdiepingen hun belastingen rechtstreeks overbrachten op kolommen zonder dat de draagconstructie anders kon worden ontworpen. Dit kwam doordat de structurele lay-out al tijdens het voorontwerp was vastgelegd, waardoor er weinig flexibiliteit overbleef voor wijzigingen tijdens de gedetailleerde ontwerpfase. In één geval moesten de ingenieurs aangepaste stalen kokerbalken ontwerpen om grote openingen te ondersteunen, zodat de structurele integriteit van de muren behouden bleef ondanks de aanzienlijke belastingen.
\Vertaling: Krijn Peter Hesselink
Oplossingen en resultaten
Om de uitdagingen van dit soort projecten het hoofd te bieden, gebruikte Innopolis Insenerid OÜ de software van IDEA StatiCa in hun workflow om het ontwerpproces maximaal te versnellen. Specifiek werd de IDEA StatiCa Detail-applicatie gebruikt om complexe diepe liggers met discontinuïteiten te modelleren.
Estonia
Ingenieur Artur Andersalu gebruikte muren die verzwakt waren door openingen voor deuren en ramen. Hij kon eenvoudig randvoorwaarden bepalen, zoals de stalen kolom vertegenwoordigd door de veersteun die alleen in druk werkt en ondersteunende muren vertegenwoordigd door draagplaten voor puntsteunen. Hij modelleerde ook het plafond om rekening te houden met de verdeling van verticale belastingen van de bovenste verdiepingen om een nauwkeuriger spanningsverloop te krijgen in overeenstemming met de geometrie en belastingen. Er traden aanzienlijke spanningen op in de hoeken, wat leidde tot extra versteviging om brede scheuren te voorkomen. Bovendien kon hij de vervorming bepalen en controleren volgens de code.
Om de nauwkeurigheid van het ontwerp te garanderen, controleerde de ingenieur ook de resultaten van IDEA StatiCa Detail met behulp van de stok-en-bindmethode. De vergelijking werd uitgevoerd op een diepe ligger zonder opening om de krachtenverdeling te evalueren. Door de resultaten te vergelijken, bevestigde de ingenieur de betrouwbaarheid van de softwareanalyse.
Het ontwerp omvatte ook betonnen liggers met openingen dicht bij de rand, wat een uitdaging vormde vanwege de hoge dwarskrachten in deze gebieden. Om ervoor te zorgen dat de liggers deze spanningen aankonden, gebruikte het ingenieursteam IDEA StatiCa om de belastingsverdeling te analyseren en de wapening te optimaliseren.
Om de geconcentreerde belastingen van de bovenste verdiepingen rechtstreeks op de kolommen in de ondergrondse structuur aan te pakken, ontwierp het ingenieursteam kolommen met kraagstenen. Deze kraagstenen zorgden voor een betere spanningsverdeling bij de steunen van de muurelementen om problemen met het beheersen van de spanningen in de servicegrens te voorkomen. Door het inbouwen van kraagstenen konden de ingenieurs de structurele integriteit van de belastingspaden behouden zonder het oorspronkelijke architecturale ontwerp te hoeven wijzigen, wat cruciaal was voor het project en geen wijzigingen aan de structuur toeliet.
Conclusie
De bouw van het wooncomplex in Tallinn, Estland, was een veeleisend project dat een zorgvuldige coördinatie en geavanceerd constructief ontwerp vereiste. IDEA StatiCa Detail was een belangrijk hulpmiddel bij de normcontrole van kolommen met kraagstenen en diepe liggers met aanzienlijke discontinuïteiten, waardoor het team uitdagingen zoals onregelmatige belastingstrajecten en dwarskrachten rond openingen kon overwinnen.
Probeer IDEA StatiCa gratis uit
ANDERE CASESTUDY'S
Reinforced concrete structure of a multifunctional building in Brno
