Despre proiect
Proiectul a constat în consolidarea unui turn de antenă din oțel, cu structură zăbrelită, având o înălțime de aproximativ 39 de metri. Turnul face parte dintr-o stație de bază de telecomunicații din Gizdavac, comitatul Split–Dalmația, pentru Hrvatski Telekom d.d. În timpul lucrărilor de excavare s-a constatat că fundația existentă din beton era semnificativ mai puțin adâncă decât se anticipase. Starea și aderența ancorelor originale nu au putut fi verificate în mod fiabil. Această constatare a invalidat abordarea inițială de proiectare, care presupunea extinderea fundației și activarea la întindere a ancorelor existente.
Structura constă dintr-un turn zăbrelit din oțel S355, proiectat conform EN 1090-2, clasa de execuție EXC3.
Pentru a menține turnul și a evita lucrări extinse de înlocuire, conceptul structural a fost revizuit. Fundația existentă a fost tratată în modelul global ca reazem care preia doar compresiune. Toate reacțiunile de întindere au fost redirecționate către un segment nou de fundație, prin intermediul unui adaptor din oțel amplasat deasupra fundației. Această abordare a minimizat intervenția în limitele restrânse ale amplasamentului. De asemenea, a permis turnului să rămână în funcțiune pe parcursul celei mai mari părți a procesului de consolidare, limitând incertitudinea structurală la elemente noi, proiectate și verificabile.
În timpul săpăturii a devenit evident că fundația existentă era mult mai puțin adâncă decât se presupusese, iar capacitatea la întindere a ancorelor vechi nu a putut fi confirmată în mod fiabil. În aceste condiții, soluția planificată inițial nu mai era acceptabilă, iar conceptul de susținere a trebuit redefinit.
Dejan Stojaković
Inginer structurist – DI PLAN d.o.o.
Provocări de inginerie
Provocarea principală a fost capacitatea de întindere nefiabilă a fundației și a ancorelor existente, care nu a putut fi confirmată prin investigații. În plus, suprafața disponibilă pentru lucrările la o fundație nouă a fost sever limitată de limitele proprietății, de instalațiile existente și de culoarele de protecție. Distribuția asimetrică a antenelor și a echipamentelor pe înălțimea turnului a generat excentricități și efecte de torsiune semnificative, care au crescut reacțiunile de întindere la reazemele individuale.
Proiectarea structurală a fost realizată conform EN 1990 și EN 1991, cu accent special pe EN 1991-1-4 pentru acțiunea vântului. Cazurile de încărcare au inclus încărcări permanente, variabile și de montaj. Combinațiile determinante au fost definite astfel încât să surprindă reacțiunile maxime de întindere la baza turnului.
La nivel local, adaptorul din oțel de deasupra fundației, realizat dintr-un profil HEB550, a necesitat o verificare atentă a stabilității inimii și a tălpilor. Sistemul de ancorare a trebuit proiectat într-un bloc îngust de beton. Din acest motiv, distanțele față de margine, efectele de grup și interacțiunea cu armătura au devenit critice.
Prin modelarea fundației existente ca element care preia doar compresiune și prin transferul tuturor reacțiunilor de întindere către o nouă substructură metalică situată deasupra fundației, am putut elimina dependența de fundația veche, păstrând turnul existent și respectând constrângerile stricte ale amplasamentului.
Dejan Stojaković
Inginer structurist – DI PLAN d.o.o.
Au fost luate în considerare toate mecanismele relevante de cedare a ancorajului: cedarea conului de beton, cedarea prin smulgere, extragerea ancorei, cedarea la forfecare și cedarea oțelului. De asemenea, au fost considerate efectele de grup și contribuția armăturii.
Soluția și rezultatele
Conceptul structural revizuit a separat incertitudinea de elementele controlabile. În modelul global FEM, vechea fundație a fost definită ca element care preia doar compresiune, eliminând astfel dependența de rezistența sa la întindere. Forțele de întindere au fost transferate printr-un adaptor din oțel HEB550, cu elemente de rigidizare optimizate local, către o zonă nouă de fundație din beton. Ancorarea s-a realizat cu ancore turnate in situ.
IDEA StatiCa Connection a fost utilizat pentru modelarea și verificarea substructurii de deasupra fundației. Software-ul a permis evaluarea detaliată a îmbinărilor cu șuruburi, a efectului de pârghie, a acțiunii combinate de forfecare și întindere în șuruburi, precum și a stabilității locale a profilului HEB550. Ajustarea iterativă a geometriei și a poziționării elementelor de rigidizare a redus tensiunile maxime și a asigurat un flux rațional al forțelor. Rezultatul este un detaliu constructiv ușor de executat.
IDEA StatiCa Detail 3D a fost aplicat la proiectarea grupurilor de ancore turnate in situ din fundația nouă. Toate mecanismele relevante de cedare au fost verificate conform EN 1992-4, cu luarea în considerare completă a efectelor de grup și a betonului fisurat. Un avantaj decisiv a fost includerea explicită a contribuției armăturii în zona de ancoraj. Aceasta a făcut posibilă obținerea unei rezistențe suficiente, în ciuda dimensiunilor reduse ale fundației și a adâncimilor limitate de înglobare.
La Starea Limită Ultimă (SLU) a fost verificată rezistența elementelor din oțel, a betonului și a ancorelor. La Starea Limită de Serviciu (SLS) au fost evaluate deplasările turnului, rotirile la bază și impactul asupra echipamentelor instalate, inclusiv efectele de torsiune cauzate de distribuția asimetrică a antenelor.
Soluția finală a satisfăcut toate cerințele privind starea limită ultimă și starea limită de serviciu. Deplasările turnului și rotirile la bază au rămas în limite acceptabile, efectele de torsiune au fost gestionate eficient, iar execuția a fost finalizată în amplasamentul restrâns, fără lucrări provizorii majore. Comparativ cu alternative precum înlocuirea completă a fundației sau utilizarea micropilotilor, conceptul adoptat a redus riscul, durata și costul construcției, menținând în același timp transparența și trasabilitatea proiectării.
IDEA StatiCa ne-a permis să verificăm în detaliu rosturile, elementele de rigidizare și grupurile de ancore înglobate, inclusiv contribuția armăturii. Aceasta a asigurat un calcul transparent și verificabil, precum și indicații clare pentru execuție în condiții de spațiu limitat și sub încărcări exigente.
Dejan Stojaković
Inginer structurist – DI PLAN d.o.o.
Au fost evaluate și soluții alternative, inclusiv înlocuirea completă a fundației, micropiloții și strategiile de re-ancorare. Acestea au fost respinse din cauza complexității sporite a construcției, a întreruperilor mai lungi ale funcționării și a incertitudinii geotehnice mai ridicate.
Concluzie
Prin redefinirea conceptului de rezemare și transferul forțelor de întindere către o substructură nouă, proiectată, amplasată deasupra fundației, consolidarea turnului de antenă de la Gizdavac a fost finalizată cu succes. Soluția nu s-a bazat pe capacitatea incertă a fundației existente. Utilizarea combinată a aplicațiilor Connection și Detail a permis verificarea precisă a îmbinărilor, a elementelor de rigidizare și a grupurilor de ancore turnate in situ, inclusiv a interacțiunii cu armătura. Rezultatul este o soluție verificabilă și realizabilă, adaptată restricțiilor stricte de spațiu și cerințelor de funcționare continuă. Proiectul demonstrează cum o analiză digitală țintită poate reduce semnificativ riscul structural în proiectele de consolidare.
Despre DI PLAN d.o.o.
DI PLAN d.o.o. este o companie croată de inginerie structurală, specializată în analiza și proiectarea structurilor din oțel și beton. Aceasta se concentrează în special pe consolidare, suprafață de îmbunătățire a structurilor existente și sisteme portante complexe. Compania combină modelarea numerică avansată cu experiența practică din construcții și oferă soluții solide din punct de vedere tehnic, transparente și adaptate condițiilor reale de șantier. Prin utilizarea consecventă a instrumentelor moderne precum IDEA StatiCa, DI PLAN d.o.o. sprijină clienții în realizarea unor structuri sigure, eficiente și raționale din punct de vedere economic, în proiecte de infrastructură și telecomunicații.
