Over het project
Het project betrof een appartementsgebouw van gewapend beton in Praag met een dwarse wandconstructie. Vanwege de parkeervoorzieningen in de garage werd op de begane grond een kolomsysteem toegepast. Door de indeling was het niet mogelijk alle kolommen direct in lijn met de dragende wanden te plaatsen.
De constructie werd ontworpen met behulp van een wand-plaatmodel in een gangbaar EEM-programma, waarbij geselecteerde elementen afzonderlijk werden gemodelleerd en ontworpen in IDEA StatiCa Detail.
Het volgende artikel richt zich op het ontwerp en de normtoetsing van een van de draagwanden met behulp van de Compatible Stress Field Method in IDEA StatiCa Detail.
Technische uitdagingen
De constructieve indeling van het gebouw riep verschillende vragen op over de werkelijke interactie tussen de wand en de horizontale elementen. Bij deze wand was het voornaamste vraagstuk de invloed van de verticale stijfheid van de ligger aan de onderzijde van de wand. Omdat het materiaal in een gangbaar EEM-model traditioneel als lineair wordt beschouwd, bestond de zorg dat de stijfheid van de ligger zou worden overschat, wat tot een onveilige situatie zou kunnen leiden.
Daarom werd een submodel van de wand aangemaakt in IDEA StatiCa Detail. Om een veilig ontwerp te waarborgen, werd het model met twee varianten van de randvoorwaarden opgesteld. In de eerste variant werd de ligger weergegeven door een elastische oplegging met een stijfheid die overeenkomt met de doorbuiging van de ligger, rekening houdend met scheurvorming en kruip. In de tweede variant werd de oplegging die de ligger vertegenwoordigt volledig verwijderd. Op het niveau van de vloerplaten werden elastische opleggingen aangemaakt, waarbij stijfheidswaarden werden gebruikt op basis van de horizontale vervorming van het gebouw.
"Met de resultaten helder gevisualiseerd, gaf IDEA StatiCa Detail ons inzicht in de werkelijke prestaties van de constructie, wat cruciaal was om onze ontwerpaannames te valideren."
Ing. Roman Kalamar, Ph.D.
Directeur en hoofdconstructeur van KRStatic s.r.o.
Oplossing en resultaten
Het wapeningstontwerp was gebaseerd op Topologie-optimalisatie. De uitvoer van deze tool is een topologie van drukgebieden en trekgebieden. De vorm van dit "vakwerk" kan worden gebruikt om de wapening zo efficiënt mogelijk te plaatsen en kritieke drukgebieden in de constructie te identificeren.
In de eerste stap ontwierpen we de wapening op basis van topologie-optimalisatie. Terwijl traditioneel wapeningsontwerp op basis van dimensionale momenten resultaten oplevert voor een orthogonale opstelling, stelde IDEA StatiCa Detail ons in staat om de wapening in een optimale positie te plaatsen.
Ing. Roman Kalamar, Ph.D.
Directeur en hoofdconstructeur van KRStatic s.r.o.
De volgende stap was het controleren van de constructie in IDEA StatiCa Detail voor zowel de uiterste grenstoestand als de bruikbaarheidsgrenstoestand. Dit alles is mogelijk dankzij een speciaal eindige-elementenmodel dat de wapening als 1D-elementen modelleert. Hierdoor kan het gedrag van de constructie worden berekend op basis van de werkelijke wapening en zijn er geen beperkingen op basis van de vorm van de constructie of de wapening.
IDEA StatiCa Detail stelde ons in staat om het ontwerp te controleren op 2. Grenstoestand - scheurcontrole. Scheuren kunnen een probleem vormen bij constructies zoals deze, en het is een groot voordeel om te beschikken over een analyse die ons de zekerheid gaf dat alles in orde was.
Ing. Roman Kalamar, Ph.D.
Managing Director en Chief Structural Engineer KRStatic s.r.o.
Conclusie
Dankzij het aanmaken van een submodel van de constructie in IDEA StatiCa Detail kreeg het team van KRStatic de zekerheid dat de atypische constructieve indeling de draagkracht van het gebouw niet negatief zou beïnvloeden. De modellen die in IDEA StatiCa werden aangemaakt, zijn doorgerekend met meerdere varianten van de randvoorwaarden, waardoor de veiligheid van het ontwerp werd gewaarborgd. Het resultaat was een veilige en geoptimaliseerde constructieve oplossing voor het appartementsgebouw.
Probeer IDEA StatiCa gratis
Start vandaag uw proefperiode en geniet 14 dagen van volledige toegang en service, geheel kosteloos.
Start gratis proefperiode
