Rezolvarea îmbinărilor complexe din beton și oțel într-o sală de sport din Croația

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Global 3D model of the structure}}}\]

Despre proiect

Proiectul a implicat proiectarea structurală a unei noi săli de sport cu un cadru din două materiale: beton armat pentru componentele verticale și interetajare, și oțel pentru structura acoperișului. Clădirea are o amprentă totală de 61,49 pe 37,38 metri, cu sala centrală definită de un acoperiș metalic susținut de ferme cu o deschidere de 36,48 metri. Acoperișul combină o configurație cu o singură pantă și una cu două pante, în timp ce componenta din beton armat include plăci de galerie, coridoare ale caselor scărilor și platforme înclinate pentru tribune. Proiectarea structurală a fost încredințată firmei Reverto Projekt, condusă de Robert Tudor și sprijinită de Antonija Rončević, cu Alen Leljak în calitate de proiectant șef.

Provocări de inginerie

Principala provocare a fost interacțiunea dintre sistemele structurale din beton armat și oțel. Fermele metalice ale acoperișului au fost fixate de stâlpii din beton armat și de grinzile frontoanelor pentru a crea o acțiune de diafragmă monolitică. Aceste îmbinări nu trebuiau doar să transfere forțe mari de moment și forfecare, ci și să contribuie la stabilitatea orizontală globală a sălii prin realizarea unui disc de acoperiș rigid.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Steel-to-concrete structural detail}}}\]

Aceasta a necesitat detalieri ale nodurilor capabile să reziste la o gamă de încărcări: greutate proprie, echipamente permanente, utilizare în exploatare, zăpadă, vânt, efecte termice și activitate seismică. Analiza a trebuit să țină cont nu doar de tensiuni și deformații, ci și de rigiditatea la rotație a nodurilor. O rigiditate insuficientă ar putea compromite integritatea modelului global, conducând la riscuri semnificative de performanță.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Stiffness diagram My-ϕy}}}\]

O complexitate suplimentară a fost introdusă de geometria planului — primul câmp al acoperișului având o singură pantă de 9°, iar deschiderile rămase fiind configurate ca acoperișuri cu două pante la 6°. Aceste variații de pantă au modificat traseele de încărcare și au afectat modul în care forțele sunt introduse în noduri. În plus, plăcile de beton interetajare, inclusiv tribunele în trepte și înclinate, au adăugat asimetrie modelului de încărcare verticală, sporind importanța modelării și analizei precise.

Soluții și rezultate

Pentru a gestiona această complexitate, echipa de inginerie a apelat la un flux de lucru puternic integrat, centrat pe aplicația Connection a IDEA StatiCa. Modelele de îmbinări au fost dezvoltate și verificate în IDEA StatiCa, cu date importate direct din analiza globală realizată în SCIA Engineer. Această integrare perfectă a eliminat modelarea redundantă și a contribuit la eficientizarea ciclului de proiectare.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{3D model of the structure in SCIA Engineer}}}\]

Allplan a fost utilizat pentru elaborarea detaliilor de beton armat și a planurilor de cofraje, în timp ce Tekla Structures a sprijinit documentația de atelier. Plugin-ul Tekla–IDEA StatiCa a permis verificarea detaliată a proiectelor de îmbinări direct din modelul 3D, asigurând acuratețea și reducând reluările de lucru. Îmbinări specifice, inclusiv ancorarea fermei de acoperiș la frontoanele din beton, îmbinarea grinzilor secundare de acoperiș și detalierile diagonalelor fermelor, au fost modelate și optimizate în IDEA StatiCa, beneficiind de vizualizarea clară și verificările de conformitate ale acestuia.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Anchoring of the roof truss structure to the gable RC frames}}}\]

Analizele de rigiditate, vizualizate prin diagrame moment-rotație (My-ϕy), au confirmat rigiditatea nodurilor și performanța structurală. Mai multe tipuri de îmbinări, inclusiv ancorarea fermelor de acoperiș la cadrele frontoanelor din beton armat, fixările secundare oțel-beton armat, îmbinările diagonalelor fermelor și ansamblurile nodurilor de bază, au fost calculate cu respectarea deplină a Eurocodului.

Despre Reverto projekt d.o.o.

Reverto projekt d.o.o. este un birou de proiectare fondat în 2008, cu sediul în Ivanić-Grad, deținut și condus de un
inginer civil cu experiență (în principal inginer structurist), Robert Tudor, mag.ing.aedif. Compania se concentrează în principal pe proiecte de proiectare structurală în construcții de clădiri, deși ocazional  rezolvă și alte provocări din industria construcțiilor. De-a lungul anilor, compania a implementat o gamă largă  de proiecte, de la soluții structurale simple la cele complexe, și a efectuat supraveghere profesională.