Structură din beton prefabricat a unui complex rezidențial din Tallinn
Despre proiect
Districtul Kalaranna este o zonă rezidențială modernă pe șase hectare, compusă din 12 clădiri rezidențiale cu restaurante și spații comerciale, toate conectate printr-o parcare subterană. A treia etapă a acestui proiect de amploare, care include patru clădiri cu cinci etaje, a fost atribuită companiei de structuri Innopolis Insenerid OÜ. Innopolis este o firmă completă de arhitectură și inginerie, specializată în soluții digitale integrate de proiectare în construcții, activând în regiunile nordice și baltice.
Structura este proiectată din beton armat. Sistemul vertical de preluare a încărcărilor este alcătuit din pereți prefabricați din beton cu forme generale, în timp ce sistemele orizontale de preluare a încărcărilor constau din plăci cu goluri susținute de elemente prefabricate din beton sau elemente metalice. Mai multe clădiri sunt orientate spre stradă, necesitând verificarea conform codului pentru impactul potențial al vehiculelor și efectul acestuia asupra integrității structurale.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Architectural visualization of the Kalaranna District}}}\]
Provocări de inginerie
Investitorul a solicitat ca întreaga structură să fie proiectată folosind elemente prefabricate, cu lucrări minime de beton turnat in situ, pentru a menține siguranța pe șantier și a economisi timp și bani. Întregul proces de proiectare a fost dificil, nu doar din cauza complexității formelor elementelor din beton, ci și din cauza presiunii intense exercitate asupra echipei de ingineri pentru finalizarea tuturor proiectelor la termen. Mai mult, perioada de proiectare de detaliu s-a suprapus cu faza de construcție, impunând ajustări în timp real fără a modifica planurile arhitecturale aprobate, care erau blocate fără excepții.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Model of the third stage of the project}}}\]
Una dintre principalele provocări de inginerie asociate proiectării a fost gestionarea zonelor D, în special a golurilor pentru sistemele HVAC, care creează puncte slabe în elemente. Proiectul a inclus, de asemenea, pereți prefabricați neobișnuit de înalți, de 8 metri, cu goluri mari pentru ferestre. O altă provocare semnificativă a fost reprezentată de formele variate ale pereților pe diferite niveluri, ceea ce a complicat modul în care forțele erau transferate la nivelurile inferioare. Aceasta a necesitat o analiză detaliată pentru a asigura gestionarea corespunzătoare a căilor de transfer al încărcărilor.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{8-meter-high precast walls }}}\]
O altă provocare a apărut în structura subterană, unde pereții de la etajele superioare transferau încărcările direct pe stâlpi, fără posibilitatea de a reproiecta structura portantă. Aceasta deoarece configurația structurală fusese blocată în faza de proiectare preliminară, lăsând puțină flexibilitate pentru modificări în faza de proiectare de detaliu. Într-un caz, inginerii au trebuit să proiecteze grinzi metalice cu secțiune casetată personalizate pentru a susține goluri mari, asigurând menținerea integrității structurale a pereților în ciuda încărcărilor semnificative.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Steel box beams supporting walls with large openings}}}\]
Soluții și rezultate
Pentru a face față provocărilor unui astfel de proiect, Innopolis Insenerid OÜ a utilizat software-ul IDEA StatiCa în fluxul de lucru pentru a accelera la maximum procesul de proiectare. În mod specific, aplicația IDEA StatiCa Detail a fost utilizată pentru modelarea grinzilor perete complexe cu discontinuități.
Inginerul Artur Andersalu a utilizat pereți slăbiți de goluri pentru uși și ferestre. Acesta a putut determina cu ușurință condițiile la limită, cum ar fi stâlpul metalic reprezentat prin rezemul tip arc care acționează numai la compresiune și pereții de susținere reprezentați prin plăci de reazem pentru reazeme punctuale. De asemenea, a modelat planșeul pentru a lua în considerare distribuția încărcărilor verticale de la etajele superioare, în vederea obținerii unui flux de tensiuni mai precis în funcție de geometrie și încărcări. Tensiuni semnificative au apărut în colțuri, ceea ce a condus la armarea suplimentară pentru a evita fisuri largi. Mai mult, a putut determina și efectua verificarea conform codului a deformațiilor.
Pentru a asigura acuratețea proiectării, inginerul a verificat, de asemenea, rezultatele produse de IDEA StatiCa Detail folosind metoda Bielă-tiranți. Comparația a fost efectuată pe o grindă perete fără goluri pentru a evalua distribuția forțelor. Prin verificarea încrucișată a rezultatelor, inginerul a confirmat fiabilitatea analizei software-ului.
Proiectarea a inclus, de asemenea, grinzi din beton cu goluri poziționate aproape de margine, ceea ce a reprezentat o provocare din cauza forțelor de forfecare ridicate în aceste zone. Pentru a asigura că grinzile pot prelua aceste tensiuni, echipa de ingineri a utilizat IDEA StatiCa pentru a analiza distribuția încărcărilor și a optimiza armătura.
Pentru a aborda încărcările concentrate de la etajele superioare transferate direct pe stâlpii din structura subterană, echipa de ingineri a proiectat stâlpi cu console. Aceste console au asigurat o distribuție mai bună a tensiunilor la rezemele elementelor de perete, pentru a evita problemele legate de controlul tensiunilor la starea limită de serviciu. Prin încorporarea consolelor, inginerii au reușit să mențină integritatea structurală a căilor de transfer al încărcărilor fără a fi necesară modificarea proiectului arhitectural original, ceea ce era esențial pentru proiect și nu permitea nicio modificare a structurii.
Concluzie
Construcția complexului rezidențial din Tallinn, Estonia, a fost un proiect solicitant care a necesitat o coordonare atentă și o proiectare structurală avansată. IDEA StatiCa Detail a reprezentat un instrument important în verificarea conform codului a stâlpilor cu console și a grinzilor perete cu discontinuități semnificative, permițând echipei să depășească provocări precum căile neregulate de transfer al încărcărilor și forțele de forfecare în jurul golurilor.
Încercați IDEA StatiCa gratuit
ALTE STUDII DE CAZ
