Oplossen van complexe beton- en staalverbindingen in een Kroatische sporthal
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Global 3D model of the structure}}}\]
Over het project
Het project omvatte het constructieve ontwerp van een nieuwe sporthal met een frame van twee materialen: gewapend beton voor verticale en tussenvloeronderdelen en staal voor de dakconstructie. Het gebouw beslaat een totale oppervlakte van 61,49 bij 37,38 meter, waarbij de centrale hal wordt gedefinieerd door een 36,48 meter breed, door spanten ondersteund stalen dak. Het dak zelf is een combinatie van een enkele en een dubbele dakhelling, terwijl het gewapend betonnen deel bestaat uit galerijplaten, trappenhuisgangen en hellende tribunes voor toeschouwers. Het structurele ontwerp werd toevertrouwd aan Reverto Projekt, geleid door Robert Tudor en ondersteund door Antonija Rončević, met Alen Leljak als hoofdontwerper.
Technische uitdagingen
De belangrijkste uitdaging was de interactie tussen de structurele systemen van gewapend beton en staal. De stalen dakspanten werden bevestigd aan gewapend betonnen kolommen en gevelbalken om een monolithisch diafragma te creëren. Deze verbindingen moesten niet alleen hoge moment- en dwarskrachten overbrengen, maar ook bijdragen aan de algemene horizontale stabiliteit van de hal door de realisatie van een stijve dakschijf.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Steel-to-concrete structural detail}}}\]
Hiervoor was een detaillering van de verbindingen nodig die bestand was tegen een reeks belastingen: eigen gewicht, permanente apparatuur, servicegebruik, sneeuw, wind, temperatuureffecten en seismische activiteit. De analyse moest niet alleen rekening houden met spanning en rek, maar ook met de rotatiestijfheid van de verbindingen. Onvoldoende stijfheid zou de integriteit van het globale model in gevaar kunnen brengen, wat tot aanzienlijke prestatierisico's zou kunnen leiden.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Stiffness diagram My-ϕy}}}\]
De geometrie van de lay-out zorgde voor nog meer complexiteit: het eerste dakraster had een enkele hellingshoek van 9° en de resterende overspanningen hadden een dubbele hellingshoek van 6°. Deze variaties in helling veranderden de belastingspaden en beïnvloedden de manier waarop krachten in de verbindingen werden gebracht. Bovendien voegden betonnen platen tussen de vloeren, waaronder de getrapte en hellende tribunes voor toeschouwers, asymmetrie toe aan het verticale belastingspatroon, waardoor het belang van nauwkeurige modellering en analyse toenam.
Oplossingen en resultaten
Om deze complexiteit te beheersen, maakte het ingenieursteam gebruik van een sterk geïntegreerde workflow met IDEA StatiCa's Connection-applicatie als middelpunt. Verbindingsmodellen werden ontwikkeld en geverifieerd in IDEA StatiCa, met gegevens die rechtstreeks werden geïmporteerd uit de globale analyse van SCIA Engineer. Deze naadloze integratie elimineerde overbodige modellering en hielp bij het stroomlijnen van de ontwerpcyclus.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{3D model of the structure in SCIA Engineer}}}\]
Allplan werd gebruikt om detaillerings- en bekistingsplannen voor gewapend beton te ontwikkelen, terwijl Tekla Structures de documentatie van de werkplaats ondersteunde. De Tekla-IDEA StatiCa plugin maakte gedetailleerde verificatie van verbindingsontwerpen direct vanuit het 3D-model mogelijk, waardoor de nauwkeurigheid werd gegarandeerd en herwerk werd verminderd. Specifieke verbindingen, waaronder het verankeren van de dakspant aan betonnen gevels, het verbinden van secundaire dakliggers en het detailleren van spantdiagonalen, werden gemodelleerd en geoptimaliseerd binnen IDEA StatiCa, waarbij geprofiteerd werd van de duidelijke visualisatie en controles op naleving.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Anchoring of the roof truss structure to the gable RC frames}}}\]
Stijfheidsanalyses, gevisualiseerd door moment-rotatie (My-ϕy) diagrammen, bevestigden de stijfheid van de verbindingen en de structurele prestaties. Meerdere verbindingstypes, inclusief verankering van dakspanten aan RC-gevelframes, secundaire staal-naar-RC-ligger bevestigingen, diagonale spantverbindingen en basisvoegverbanden, werden berekend met volledige naleving van de Eurocode.
Over Reverto projekt d.o.o.
Reverto projekt d.o.o. is een ontwerpbureau opgericht in 2008 met hoofdkantoor in Ivanić-Grad, eigendom van en geleid door een
ervaren civiel ingenieur (voornamelijk een bouwkundig ingenieur), Robert Tudor, mag.ing.aedif. Het bedrijf richt zich voornamelijk op structurele ontwerpprojecten in de bouw, hoewel het af en toe ook andere uitdagingen in de bouwindustrie oplost. In de loop der jaren heeft het bedrijf een breed scala aan projecten uitgevoerd, van eenvoudige tot complexe structurele oplossingen, en professioneel toezicht gehouden.