SteelConnection designConnectionEN (Eurocode)Tekla Structures

EDGE Amsterdam West

Amsterdam

อาคารเดิมที่ Basisweg 10 เป็นอาคารสำนักงานขนาด 48,000 ตร.ม. พร้อมสวนภายใน ก่อสร้างขึ้นในช่วงทศวรรษ 1970 ออกแบบโดย Oyevaar อดีตสถาปนิกของ de Architekten Cie อาคารนี้ตั้งอยู่ในย่าน Amsterdam West ซึ่งเป็นย่านที่มีพลวัตและอยู่ระหว่างการเปลี่ยนแปลง โดยเป็นหนึ่งในอาคารสำนักงานแห่งแรก ๆ ในพื้นที่พัฒนาเมือง ในปี 2019 อาคาร EDGE ได้รับการปรับปรุงใหม่ทั้งหมด พร้อมติดตั้งโดมเหล็กที่โดดเด่นสะดุดตา

บทความนี้มีให้บริการใน

เกี่ยวกับโครงการ

โครงการปรับปรุงพื้นที่ EDGE ขนาด 60,000 ตารางเมตร นำโดยบริษัทสถาปนิกเดิม Architekten Cie ซึ่งได้ออกแบบให้สวนภายในถูกปกคลุมด้วยหลังคาโดมขนาดมหึมา 4,400 ตารางเมตร ครอบคลุมพื้นที่กว้าง 76 เมตร บริษัทที่ปรึกษา G&S Bouw ได้ว่าจ้างบริษัทก่อสร้าง ASK Romein ให้จัดหาและประกอบโครงสร้างเหล็กรับน้ำหนักขนาดใหญ่สำหรับโดมกระจกอันโดดเด่นของอาคารนี้

โดมนี้ออกแบบโดย Architects Cie ร่วมกับ SIDstudio โดยมีจุดประสงค์เพื่อให้สอดคล้องและสะท้อนรูปทรงของอาคารเดิม พร้อมทั้งปรับปรุงให้ทันสมัยและรองรับการใช้งานในอนาคต

ด้วยความสูง 12 เมตร และครอบคลุมพื้นที่กว้างถึง 76 เมตร โครงสร้างหลักรูปแปดเหลี่ยมของโดมประกอบด้วยท่อกลมกลวง (circular hollow sections) ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 324 มิลลิเมตร และมีความหนาผนังที่แปรผัน ก่อให้เกิดตารางกริดรูปสามเหลี่ยม (ด้านยาวประมาณ 8.3 เมตร) โครงสร้างสามเหลี่ยมรอง (ซึ่งเป็นส่วนย่อยของโครงสร้างหลัก) สร้างพื้นผิวที่เชื่อมต่อกันด้วยแผงกระจก

วงแหวนรับแรงดึง (tension ring) ทำหน้าที่สมดุลแรงแนวราบถาวรของโดม และเชื่อมต่อกับโดมใน 4 ตำแหน่งเพื่อสร้างเส้นทางถ่ายแรงสำรองที่มั่นคง

การออกแบบทางวิศวกรรม การผลิต และการติดตั้งโครงสร้างเหล็กของโดมใช้เวลาประมาณหนึ่งปี

การออกแบบทางเรขาคณิตระดับจุลภาคของโดมเป็นการแสดงความเคารพต่อการออกแบบดั้งเดิมของ Oyevaar และปัจจุบันอาคารนี้มีลานกลาง (atrium) สีเขียวที่งดงาม บันไดแบบเปิดโล่ง และพื้นที่สำนักงานที่สว่างไสว

ความท้าทายด้านวิศวกรรม

ASK Romein เผชิญกับความท้าทายมากมายในการนำเสนอผลงานการออกแบบที่สวยงามและซับซ้อนนี้

หนึ่งในความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดคือการรวบรวมและประมวลผลข้อมูลจำนวนมาก (เกี่ยวกับคาน จุดต่อ หน้าตัด แรงกระทำ ฯลฯ) เพื่อนำมาแปลงเป็นโครงสร้างที่สามารถก่อสร้างได้จริงในสถานที่ก่อสร้าง

วิศวกรได้วิเคราะห์ข้อมูลในเชิงปฏิบัติ และแบ่งแบบจำลอง 3 มิติหลักออกเป็นจุดต่อ (knot) 3 ประเภท (เช่น จุดที่มีคานหกเส้นหรือแปดเส้นมาบรรจบกัน) และคำนวณประเภทจุดต่อ (node) ประมาณ 20 แบบต่อหนึ่งจุดต่อ (knot) โดยมี 5 กรณีที่เป็นกรณีวิกฤต

สำหรับส่วนสำคัญของโครงสร้าง วิศวกรตัดสินใจใช้การเชื่อมต่อแบบ 'washing drum' (ดูได้จากภาพด้านล่าง) โดยจุดต่อ (node) ถูกยึดตรึงไว้ และส่วนที่ซ้ำกันพร้อมแท่งเหล็กเชื่อมต่อกันผ่านการเชื่อมต่อแบบแผ่นปลาย (head plate connection)

เนื่องจากความซับซ้อนของการออกแบบ ทุกสถานการณ์จึงต้องการให้คานทำมุมที่แตกต่างกันเล็กน้อย หรือมีหน้าตัดที่แตกต่างกัน รวมถึงแรงกระทำในหน้าตัดเหล่านั้นก็แตกต่างกันด้วย

บางส่วนของการคำนวณเหล่านี้ไม่สามารถทำด้วยมือได้จริงๆ เมื่อคุณมีคานเพียงตัวเดียวที่ต้องเชื่อมต่อ มันง่าย—คุณมีแรงเดียว สถานการณ์เดียว แต่เมื่อคุณมีคานแปดตัวมาบรรจบกันโดยมีแรงและโมเมนต์ที่แตกต่างกันในทุกทิศทาง... หากไม่มี IDEA Connection ผมคงไม่สามารถคำนวณจุดหรือการเชื่อมต่อบางจุดได้ด้วยความน่าเชื่อถือและความแม่นยำในระดับเดียวกัน

Alexander van Beelen

วิศวกรโครงสร้าง

ความแตกต่างเหล่านี้ได้รับการจัดการที่แผ่นปลาย (endplates) ของท่อ เหตุผลที่ทำเช่นนี้สองในสามส่วนคือ ท่อสามารถตัดด้วยเครื่องจักรได้ ซึ่งหมายความว่าสามารถควบคุมความคลาดเคลื่อน (tolerance) ให้แม่นยำยิ่งขึ้นและลดความเบี่ยงเบนให้น้อยที่สุด จุดต่อประกอบ (assembly nodes) ได้รับการตรวจสอบด้วย IDEA StatiCa Module การเชื่อมต่อ โดยนำเข้าทิศทางของแท่งเหล็ก (bar orientations) จากแบบจำลองภาพวาด และแรงกระทำจากตารางที่ผ่านการกรองจากแบบจำลองการคำนวณหลักใน Oasys GSA

ทีมงานตัดสินใจว่าสำหรับทุกจุดต่อ (node) พวกเขาจะสร้างแบบจำลองเวกเตอร์ (ค่าเฉลี่ยของคานทั้งหมด) ที่จะแสดงทิศทางที่จุดต่อควรอยู่ในแต่ละตำแหน่ง (ผ่านลูกศรที่ชี้ไปยังจุดศูนย์กลาง)

หลักการมาตรฐานของจุดต่อมาตรฐาน (standard nodes) ได้ถูกสร้างแบบจำลองอย่างถูกต้องเพียงครั้งเดียว จากนั้นจึงสามารถคัดลอกและนำไปใช้กับสถานการณ์ที่นำเข้ามาจำนวนมากได้ ด้วยวิธีนี้ จึงสามารถยืนยันได้อย่างมั่นใจว่าสถานการณ์ที่เป็นบรรทัดฐานทั้งหมดได้รับการคำนวณและทดสอบแล้ว

อีกสิ่งหนึ่งที่สำคัญมากสำหรับทีมงานคือการทำให้โครงสร้างมีความสามารถคาดการณ์ได้มากขึ้น โดยการเลือกรายละเอียดมาตรฐาน (standard detail) ที่พวกเขาคิดว่าจะแข็งแรงเพียงพอ จากนั้นจึงนำมาทดสอบผ่าน IDEA เพื่อตรวจสอบว่าจะเป็นเช่นนั้นจริงในทุกสถานการณ์

ความท้าทายใหญ่ถัดไปของพวกเขาคือการรับประกันเสถียรภาพของโครงสร้างระหว่างการก่อสร้าง ซึ่ง IDEA StatiCa Module การเชื่อมต่อ มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่ง

นอกจากนี้ เพื่อสร้างโครงสร้างเหล็กของโดม ได้มีการติดตั้งเครนก่อสร้างแบบยกตัวเอง (self-erecting construction crane) ไว้ในลานกลาง (atrium) ซึ่งยื่นออกมาผ่านแท่นทำงานชั่วคราวและหลังคา แน่นอนว่าจะต้องรื้อถอนเครนนี้ก่อนที่โดมจะถูกปิดผนึกอย่างสมบูรณ์

ไม่สามารถสร้างช่วงพาด 76 เมตรได้ในคราวเดียว ดังนั้นเราจึงใช้เสาที่สามารถปรับความสูงได้เพื่อสร้างโครงสร้างค้ำยันชั่วคราวภายในโถงกลาง ด้วยวิธีนี้ เราจึงสามารถสร้างโดมให้ครอบคลุมช่วงพาดทั้งหมดโดยมีตัวค้ำยันติดตั้งอยู่ และถอดออกก็ต่อเมื่อดำเนินการเสร็จสิ้นแล้ว

Alexander van Beelen

วิศวกรโครงสร้าง