โครงสร้างคอนกรีตชิ้นส่วนสำเร็จรูปของอาคารที่พักอาศัยในเมืองทาลลินน์
เกี่ยวกับโครงการ
Kalaranna District เป็นพื้นที่อยู่อาศัยสมัยใหม่บนพื้นที่หกเฮกตาร์ ประกอบด้วยอาคารที่พักอาศัย 12 หลัง พร้อมร้านอาหารและพื้นที่เชิงพาณิชย์ เชื่อมต่อกันด้วยที่จอดรถใต้ดิน ระยะที่สามของโครงการขนาดใหญ่นี้ ซึ่งรวมถึงอาคารห้าชั้นสี่หลัง ได้รับมอบหมายให้บริษัทโครงสร้าง Innopolis Insenerid OÜ รับผิดชอบ Innopolis เป็นบริษัทสถาปัตยกรรมและวิศวกรรมแบบครบวงจร ที่เชี่ยวชาญด้านโซลูชันการออกแบบก่อสร้างดิจิทัลแบบครอบคลุมในภูมิภาคนอร์ดิกและบอลติก
โครงสร้างได้รับการออกแบบเป็นคอนกรีตเสริมเหล็ก ระบบรับแรงในแนวดิ่งประกอบด้วยผนังคอนกรีตชิ้นส่วนสำเร็จรูปที่มีรูปทรงทั่วไป ในขณะที่ระบบรับแรงในแนวนอนประกอบด้วยแผ่นพื้น Hollow Core ที่รองรับโดยชิ้นส่วนคอนกรีตสำเร็จรูปหรือชิ้นส่วนเหล็ก อาคารหลายหลังหันหน้าสู่ถนน จึงต้องมีการตรวจสอบตามมาตรฐานสำหรับกรณีรถชนที่อาจเกิดขึ้นและผลกระทบต่อความสมบูรณ์ของโครงสร้าง
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Architectural visualization of the Kalaranna District}}}\]
ความท้าทายทางวิศวกรรม
ผู้ลงทุนกำหนดให้โครงสร้างทั้งหมดออกแบบโดยใช้ชิ้นส่วนสำเร็จรูป โดยลดงานคอนกรีตเทในที่ให้น้อยที่สุด เพื่อรักษาความปลอดภัยในสถานที่ก่อสร้างและประหยัดเวลาและค่าใช้จ่าย กระบวนการออกแบบทั้งหมดมีความยากลำบาก ไม่เพียงเพราะความซับซ้อนของรูปทรงชิ้นส่วนคอนกรีต แต่ยังเนื่องจากแรงกดดันอย่างหนักต่อทีมวิศวกรในการทำให้การออกแบบทั้งหมดเสร็จสิ้นตามกำหนดเวลา นอกจากนี้ ช่วงการออกแบบรายละเอียดยังทับซ้อนกับระยะการก่อสร้าง ทำให้ต้องปรับเปลี่ยนแบบแผนแบบเรียลไทม์โดยไม่เปลี่ยนแปลงแผนสถาปัตยกรรมที่ได้รับอนุมัติแล้ว ซึ่งถูกล็อกไว้โดยไม่มีข้อยกเว้น
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Model of the third stage of the project}}}\]
ความท้าทายทางวิศวกรรมหลักประการหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบคือการจัดการบริเวณ D (บริเวณไม่ต่อเนื่อง) โดยเฉพาะช่องเปิดสำหรับระบบ HVAC ซึ่งสร้างจุดอ่อนในชิ้นส่วน โครงการยังรวมถึงผนังชิ้นส่วนสำเร็จรูปที่สูงผิดปกติถึง 8 เมตร พร้อมช่องเปิดขนาดใหญ่สำหรับหน้าต่าง ความท้าทายสำคัญอีกประการหนึ่งคือรูปทรงที่หลากหลายของผนังในแต่ละชั้น ซึ่งทำให้การถ่ายแรงไปยังระดับล่างมีความซับซ้อน จึงต้องมีการวิเคราะห์อย่างละเอียดเพื่อให้แน่ใจว่าเส้นทางการถ่ายแรงได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{8-meter-high precast walls }}}\]
ความท้าทายอีกประการหนึ่งปรากฏในโครงสร้างใต้ดิน ซึ่งผนังจากชั้นบนถ่ายแรงโดยตรงลงสู่เสา โดยไม่มีความเป็นไปได้ในการออกแบบโครงสร้างรับแรงใหม่ เนื่องจากผังโครงสร้างถูกล็อกไว้ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบเบื้องต้น ทำให้มีความยืดหยุ่นน้อยมากสำหรับการเปลี่ยนแปลงในระหว่างขั้นตอนการออกแบบรายละเอียด ในกรณีหนึ่ง วิศวกรต้องออกแบบคานกล่องเหล็กพิเศษเพื่อรองรับช่องเปิดขนาดใหญ่ เพื่อให้แน่ใจว่าความสมบูรณ์ของโครงสร้างผนังได้รับการรักษาไว้แม้จะมีแรงกระทำที่มีนัยสำคัญ
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Steel box beams supporting walls with large openings}}}\]
แนวทางแก้ไขและผลลัพธ์
เพื่อรับมือกับความท้าทายของโครงการประเภทนี้ Innopolis Insenerid OÜ ใช้ซอฟต์แวร์ของ IDEA StatiCa ในกระบวนการทำงานเพื่อเร่งกระบวนการออกแบบให้ได้มากที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง IDEA StatiCa Detail application ถูกใช้เพื่อจำลองคานลึกที่ซับซ้อนที่มีบริเวณไม่ต่อเนื่อง
EE
วิศวกร Artur Andersalu ใช้ผนังที่ถูกทำให้อ่อนแอ โดยช่องเปิดสำหรับประตูและหน้าต่าง เขาสามารถกำหนดเงื่อนไขขอบเขตได้อย่างง่ายดาย เช่น เสาเหล็กที่แสดงด้วย Spring รองรับที่ทำงานในแรงอัดเท่านั้น และผนังรองรับที่แสดงด้วย แผ่นรองรับแรง สำหรับจุดรองรับ นอกจากนี้เขายังจำลองเพดานเพื่อคำนึงถึงการกระจายแรงในแนวดิ่งจากชั้นบนเพื่อให้ได้การไหลของความเค้นที่แม่นยำยิ่งขึ้นตามรูปทรงและแรงกระทำ ความเค้นที่มีนัยสำคัญเกิดขึ้นที่มุม ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มเหล็กเสริมเพื่อหลีกเลี่ยงรอยแตกร้าวกว้าง นอกจากนี้ เขายังสามารถกำหนดและการตรวจสอบตามมาตรฐานการเสียรูป
เพื่อให้มั่นใจในความถูกต้องของการออกแบบ วิศวกรยังได้ตรวจสอบผลลัพธ์ที่ได้จาก IDEA StatiCa Detail โดยใช้วิธีแบบจำลองค้ำยันและตัวดึง การเปรียบเทียบดำเนินการบนคานลึกที่ไม่มีช่องเปิดเพื่อประเมินการกระจายของแรง โดยการตรวจสอบผลลัพธ์ข้ามกัน วิศวกรได้ยืนยันความน่าเชื่อถือของการวิเคราะห์ของซอฟต์แวร์
การออกแบบยังรวมถึงคานคอนกรีตที่มีช่องเปิดอยู่ใกล้กับขอบ ซึ่งก่อให้เกิดความท้าทายเนื่องจากแรงเฉือนสูงในบริเวณเหล่านี้ เพื่อให้แน่ใจว่าคานสามารถรับความเค้นเหล่านี้ได้ ทีมวิศวกรใช้ IDEA StatiCa เพื่อวิเคราะห์การกระจายแรงและปรับปรุงเหล็กเสริมให้เหมาะสม
เพื่อแก้ไขปัญหาแรงกระจุกตัวจากชั้นบนที่ถ่ายโดยตรงลงสู่เสาในโครงสร้างใต้ดิน ทีมวิศวกรได้ออกแบบเสาพร้อมConsole Console เหล่านี้ช่วยให้การกระจายความเค้นที่จุดรองรับชิ้นส่วนผนังดีขึ้น เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาการควบคุมความเค้นในสภาวะใช้งาน โดยการรวม Console เข้าไป วิศวกรสามารถรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างของเส้นทางการถ่ายแรงโดยไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงการออกแบบสถาปัตยกรรมเดิม ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับโครงการและไม่อนุญาตให้มีการเปลี่ยนแปลงใดๆ ต่อโครงสร้าง
บทสรุป
การก่อสร้างอาคารที่พักอาศัยในเมืองทาลลินน์ ประเทศเอสโตเนีย เป็นโครงการที่ต้องการการประสานงานอย่างรอบคอบและการออกแบบโครงสร้างขั้นสูง IDEA StatiCa Detail เป็นเครื่องมือสำคัญในการตรวจสอบตามมาตรฐานเสาพร้อม Console และคานลึกที่มีบริเวณไม่ต่อเนื่องที่มีนัยสำคัญ ช่วยให้ทีมสามารถเอาชนะความท้าทายต่างๆ เช่น เส้นทางการถ่ายแรงที่ไม่สม่ำเสมอและแรงเฉือนรอบช่องเปิด
ลองใช้ IDEA StatiCa ฟรี
กรณีศึกษาอื่นๆ
