Tallinn'deki bir konut kompleksinin prefabrik betonarme yapısı
Proje hakkında
Kalaranna Bölgesi, restoranlar ve ticari alanlarla birlikte 12 konut binasından oluşan, altı hektarlık modern bir konut alanıdır; tüm binalar yeraltı otoparkıyla birbirine bağlanmaktadır. Dört adet beş katlı binayı kapsayan devasa projenin üçüncü aşaması, yapısal tasarım firması Innopolis Insenerid OÜ'ye verilmiştir. Innopolis, İskandinav ve Baltık bölgelerinde kapsamlı dijital inşaat tasarım çözümleri konusunda uzmanlaşmış, tam hizmet sunan bir mimarlık ve mühendislik firmasıdır.
Yapı, betonarme olarak tasarlanmıştır. Düşey yük taşıyıcı sistem genel geometriye sahip prekast beton duvarlardan oluşurken, yatay yük taşıyıcı sistemler prekast beton elemanlar veya çelik elemanlar üzerine oturan asmolen döşemelerden meydana gelmektedir. Bazı binalar caddeye cepheli olduğundan, olası araç çarpması senaryoları ve bunların yapısal bütünlüğe etkisi için yönetmelik kontrolleri gerekmektedir.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Architectural visualization of the Kalaranna District}}}\]
Mühendislik zorlukları
Yatırımcı, inşaat sahasında güvenliği sağlamak, zaman ve maliyet tasarrufu elde etmek amacıyla tüm yapının minimum yerinde dökme beton kullanılarak prekast elemanlarla tasarlanmasını talep etmiştir. Tasarım süreci, yalnızca beton elemanların şekillerinin karmaşıklığı nedeniyle değil, aynı zamanda mühendislik ekibi üzerindeki tüm tasarımları zamanında tamamlama baskısı nedeniyle de oldukça zorlu geçmiştir. Bunun yanı sıra, detay tasarım süreci inşaat aşamasıyla örtüşmüş; bu durum, hiçbir istisna tanımayan onaylı mimari planlarda değişiklik yapılmadan gerçek zamanlı düzenlemeler yapılmasını zorunlu kılmıştır.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Model of the third stage of the project}}}\]
Tasarımla ilişkili başlıca mühendislik zorluklarından biri, özellikle HVAC sistemleri için açılan boşlukların elemanlarda zayıf noktalar oluşturduğu süreksizlik bölgelerinin yönetilmesiydi. Projede ayrıca pencereler için büyük boşluklar içeren, alışılmadık biçimde 8 metre yüksekliğinde prekast duvarlar da yer almaktaydı. Bir diğer önemli zorluk ise farklı katlardaki duvarların değişken geometrisiydi; bu durum, kuvvetlerin alt katlara aktarılma biçimini karmaşık hale getirmiştir. Yük yollarının doğru şekilde yönetilmesini sağlamak için ayrıntılı analizler yapılması gerekmiştir.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{8-meter-high precast walls }}}\]
Bir diğer zorluk, üst katlardan gelen duvarların yüklerini doğrudan kolonlara aktardığı yeraltı yapısında ortaya çıkmıştır; bu noktada yük taşıyıcı sistemin yeniden tasarlanması mümkün olmamıştır. Bunun nedeni, yapısal düzenin ön tasarım aşamasında sabitlenmiş olması ve detay tasarım aşamasında değişiklik için çok az esneklik bırakmasıdır. Bir durumda mühendisler, büyük boşlukları taşımak ve önemli yükler altında duvarların yapısal bütünlüğünü korumak amacıyla özel çelik kutu kirişler tasarlamak zorunda kalmıştır.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Steel box beams supporting walls with large openings}}}\]
Çözümler ve sonuçlar
Bu tür bir projenin zorluklarıyla başa çıkmak için Innopolis Insenerid OÜ, tasarım sürecini en üst düzeyde hızlandırmak amacıyla iş akışına IDEA StatiCa yazılımını dahil etmiştir. Özellikle, süreksizlik bölgeleri içeren karmaşık derin kirişlerin modellenmesinde IDEA StatiCa Detail uygulaması kullanılmıştır.
Estonia
Mühendis Artur Andersalu, kapı ve pencere boşluklarıyla zayıflamış duvarları modellemiştir. Sınır koşullarını kolaylıkla belirleyebildi; örneğin yalnızca basınç altında çalışan yay mesnet olarak temsil edilen çelik kolon ve nokta mesnetler için mesnet plakası olarak temsil edilen taşıyıcı duvarlar gibi. Ayrıca üst katlardan gelen düşey yüklerin dağılımını daha doğru bir şekilde modellemek ve geometri ile yüklere göre gerilme akışını elde etmek amacıyla döşemeyi de modelledi. Köşelerde önemli gerilmeler oluştuğu görüldü; bu durum, geniş çatlakların önüne geçmek için ek donatı yerleştirilmesini gerektirdi. Bunun yanı sıra şekil değiştirmenin yönetmelik kontrolünü de gerçekleştirebildi.
Tasarımın doğruluğunu sağlamak amacıyla mühendis, IDEA StatiCa Detail tarafından üretilen sonuçları Çubuk model yöntemi kullanarak da doğrulamıştır. Karşılaştırma, kuvvet dağılımını değerlendirmek için boşluksuz bir derin kiriş üzerinde gerçekleştirilmiştir. Sonuçların çapraz kontrolü sayesinde mühendis, yazılımın analizinin güvenilirliğini teyit etmiştir.
Tasarım aynı zamanda kenara yakın konumlandırılmış boşluklar içeren betonarme kirişleri de kapsamaktaydı; bu bölgelerdeki yüksek kesme kuvvetleri nedeniyle bu durum önemli bir zorluk oluşturuyordu. Kirişlerin bu gerilmeleri karşılayabilmesini sağlamak için mühendislik ekibi, yük dağılımını analiz etmek ve donatıyı optimize etmek amacıyla IDEA StatiCa'yı kullandı.
Yeraltı yapısında üst katlardan doğrudan kolonlara aktarılan yoğunlaşmış yüklerle başa çıkmak için mühendislik ekibi, konsollu kolonlar tasarlamıştır. Bu konsollar, servis sınır gerilmelerinin kontrolüne ilişkin sorunları önlemek amacıyla duvar elemanı mesnetlerinde daha iyi bir gerilme dağılımı sağlamıştır. Konsolların kullanılmasıyla mühendisler, proje için kritik öneme sahip olan ve yapıda herhangi bir değişikliğe izin vermeyen özgün mimari tasarımı değiştirmek zorunda kalmadan yük yollarının yapısal bütünlüğünü koruyabilmiştir.
Sonuç
Estonya'nın Tallinn şehrindeki konut kompleksinin inşası, dikkatli bir koordinasyon ve ileri düzey yapısal tasarım gerektiren zorlu bir projeydi. IDEA StatiCa Detail, konsollu kolonların ve önemli süreksizlikler içeren derin kirişlerin yönetmelik kontrolünde kritik bir araç olarak kullanılmış; ekibin düzensiz yük yolları ve boşluklar çevresindeki kesme kuvvetleri gibi zorluklarla başa çıkmasına olanak tanımıştır.
IDEA StatiCa'yı ücretsiz deneyin
DİĞER ÖRNEK ÇALIŞMALAR
