A projektről
A REVIT használatával minden tervezési munkához, kiterjedt CAD fájlmegosztással és munkafolyamat-kezeléssel a CRAFT ki tudta aknázni az eszközt (és annak RFEM-mel való integrációját) a szerkezeti modell konfigurálásához a szerkezeti analízis alapján.
Szerették volna az RFEM-ben is elvégezni a kapcsolattervezést, de ez nem volt támogatott ilyen rendkívül összetett csomóponti tervezéshez. Ezért fordultak az IDEA StatiCa-hoz.
Az emberek általában a SolidWorks-höz vagy a Fusion 360-hoz fordulnak saját számításaik konfigurálásához. Azonban gyakran figyelmen kívül hagyják, hogy ez mennyi időt és erőfeszítést igényel. Az IDEA StatiCa valóban jól meghatározott gyártási modellezési funkciókat és kapcsolatokat kínál, valamint rugalmasságot biztosít egyedi keresztmetszetek létrehozásához merevítő elemek tekintetében. Emellett tökéletes rendszert nyújt a szerkezeti elemek szabványellenőrzéséhez, lehetővé téve, hogy kizárólag a tervezési problémák megoldására összpontosítson.
Trevor Chou
Projektvezető mérnök
Átlagosan 10 láb (3 m) szintmagassággal a kétszintes merevített keret két, 21 láb (6,4 m) és 14 láb (4,3 m) nyílásból áll.
Az építész egy „soft-story" szerkezetet tervezett, hogy teljesen nyitott teret hagyjon az erkélyterületen nyilvánvaló szerkezeti merevítők vagy alátámasztás nélkül. Ezért a csapatnak hőhíd-mentes, alátámasztatlan erkélykeretet kellett terveznie, amelyhez merevített keretet kombináltak mély, többrétegű LVL fa tartókkal, amelyeket ortogonális flitch gerendák metsznek, hogy konzolokat és visszafogó nyílásokat alkossanak.
Az így kialakított acél csomópontot úgy tervezték, hogy két ortogonális tengelyen is ellenálljon az erőknek és nyomatékoknak. Kezdetben központi üreges szelvényű csomópontot kívántak alkalmazni, de kiderült, hogy az nem képes ellenállni a merevített keret tartójából származó nagy nyomatékoknak a dobozszelvény falainak elégtelen síkon kívüli merevsége miatt.
Felül kellett vizsgálnunk a tervezést. Szerencsére az IDEA StatiCa-ban lehetőség volt megjeleníteni, hogyan adódnak át az erők a különböző szerkezeti elemekre, ami egy jobb megoldáshoz vezetett minket. Úgy döntöttünk, hogy széles övű szelvényes csomópontot alkalmazunk, mivel ez kiváló folytonosságot biztosít mindkét ortogonális tengelyen, és lehetővé teszi az erők zökkenőmentes átadását a szerkezeti elemek között.
Trevor Chou
Projektvezető mérnök
Az acél csomópontot széles övű szelvénnyel tervezték újra, hogy mindkét tengelyen megőrizzék a folytonosságot, miközben biztosítják az erők és nyomatékok közvetlenebb átadását a csomópont középpontjába.
Emellett az erkély szerkezeti elemeinél szükséges volt, hogy az acél folyamatosan áthaladjon az épület hőhatároló vonalán, ezért a csapat egy hőhíd-megszakító betétet (egyedi anyagból) alkalmazott a hőveszteség és a kondenzáció kockázatának csökkentése érdekében.
A Dlubal RFEM-et használták a keretszerkezeti elemek analíziséhez és tervezéséhez, az IDEA StatiCa-t pedig az összetett kapcsolatok tervezéséhez több anyagban.
Az IDEA StatiCa rugalmasan lehetővé teszi egyedi anyagok és elemek létrehozását összetett geometriákkal, valamint sablonokat kínál fa-acél kapcsolatokhoz, amelyek jelentősen csökkentik a modell felállításához szükséges időt.
Trevor Chou
Projektvezető mérnök
Mérnöki kihívások
A projekt kihívásai sokrétűek voltak.
Ahogy már megtudtuk, az épület nemcsak egy meredek sziklaperem tetején állt, és nyírófal vagy merevítők nélkül kellett ellenállnia az erős szeleknek, hanem a dolgokat tovább bonyolítva, a hőhíd-mentes, alátámasztatlan erkély egy második ortogonális tervezési irányt vezetett be a fő merevített kerethez – ami azt jelenti, hogy a nyírási, tengelyes és nyomatéki kapacitásnak 2 irányban kellett ellenállnia a csomópontoknál.
Az eredeti terv acél rendszerként készült. Így a CRAFT egy acéltípusú épületszerkezeti topológiával dolgozott, azzal a céllal, hogy a lehető legtöbbet szerkezeti fából és fából valósítson meg.
Bár a fa kapcsolattervezést az IDEA StatiCa nem támogatta, az eszköz képes volt kimeneti erőket megadni adott csavarhelyzetekben. A csapat ezután könnyen átvihette ezeket az eredményeket a belső tervezési táblázatukba (a fa szabványnak megfelelő csavar-nyomásellenőrzésekhez), hogy ellenőrizzék az erő eloszlását, majd elvégezzék a kapcsolat szerkezeti tervezését.
Ez azt jelentette, hogy gyorsan tudtuk prototipizálni a kapcsolatokat az IDEA StatiCa-ban – megváltoztatva a csavar méretét, osztásközét és elrendezési konfigurációját stb. – majd könnyen ki tudtuk nyerni a felülvizsgált csavarerőket a saját táblázatainkba való exportáláshoz.
Martyn Sheard
Vezető projekttervező mérnök
Megoldások és eredmények
A 2022-ben befejezett kétszintes egylakásos ház Martha's Vineyard szigetén a kiváló építészeti és szerkezeti tervezés lenyűgöző példája.
Az IDEA StatiCa szoftver használatával és az építésszel, a hőtechnikai tanácsadóval és a gyártóval való szoros együttműködés révén a CRAFT sikeresen alakított át egy teljes acélvázas szerkezetet hibrid fa megoldássá, csökkentve a szükséges acél mennyiségét, és az épület szerkezetét a hagyományos helyi építési módszerekkel összhangban tartva.
A Craft | Engineering Studio-ról
New Yorkban székhellyel a CRAFT szerkezeti mérnöki tanácsadási szolgáltatásokat nyújt új (és meglévő) lakó-, kereskedelmi és különleges projektek építéséhez hagyományos és nem hagyományos anyagokban.
Visionárius szerkezeti mérnöki stúdióként a CRAFT csapata szenvedélyesen foglalkozik a szerkezeti mérnöki tervezés és az építészet közötti folyamatos párbeszéddel. Tapasztalataikat és nyitottságukat a legjobb számítástechnikai és analitikai eszközökkel ötvözve a CRAFT hatékony, praktikus és innovatív szerkezeti tervezési megoldásokat kínál ügyfeleinek – tökéletes azoknak az építészeknek és tervezőknek, akik új megközelítéseket keresnek a szerkezeti mérnöki tervezés terén.
Projektmérnökként Trevor Chou tapasztalatát hozza a magas épületek és kereskedelmi lakóépületek szerkezeti tervezésében és analízisében (az amerikai és kínai építési szabványok szerint), és szenvedélyesen integrálja az építészeti és mérnöki tudását.
Martyn Sheard a cég vezető projektmérnöke, és tizenkét éves tapasztalattal rendelkezik a tervezés és projektmenedzsment terén, széles körű projekttípusokban és léptékekben, különös érdeklődéssel a tömeges faszerkezetek mérnöki tervezése iránt.
Martyn Sheard és Trevor Chou nyertese lett a kis léptékű szerkezetek kategóriának az IDEA StatiCa Excellence Award 2021 díjátadón, legyőzve 100 másik nevezőt a kis léptékű szerkezetek kategóriájában.
Tudja meg, mit mondanak a mérnökök a projektről
Családi ház építés
Családiház-építés
Családi ház építése
Kapcsolat részlete
Családi ház építése
Kapcsolat részlete
Kapcsolat modell részlet
Kapcsolat modell részlet
