Over lopende kolommen
Een lopende kolom verwijst naar een constructieve kolom die niet verticaal is uitgelijnd tussen verdiepingen, wat betekent dat de kolom boven niet direct op de kolom eronder staat. In plaats daarvan "loopt" of verschuift de kolom horizontaal van het ene niveau naar het andere over een reeks verdiepingen. Deze geleidelijke overgang verdeelt de belasting gelijkmatiger in plaats van deze in één keer te verschuiven.
Met uitgebreide ervaring in constructief ontwerp staat IMEG vooraan bij het ontwerpen en implementeren van oplossingen voor complexe projecten. Hun expertise blijkt niet alleen uit hun werk aan spraakmakende ontwikkelingen, maar ook uit hun inzet voor kennisdeling via vakinhoudelijke lezingen. Vanwege de behoefte aan geavanceerde analysetools heeft IMEG vier jaar geleden IDEA StatiCa-oplossingen in hun workflow geïntegreerd, waardoor hun vermogen om uitdagende constructieve ontwerpen met grotere precisie en efficiëntie aan te pakken is vergroot.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Walking Columns – A Proposed Design Methodology October 20, 2021, Presented by: Clifford Schwinger, PE}}}\]
Theorie in de praktijk
Wat hebben het Seminole Hard Rock Hotel & Casino in Hollywood, Vancouver House in Vancouver en The Laurel Rittenhouse Square in Philadelphia gemeen? Het overwinnen van uitdagingen met behulp van lopende kolommen en ontwerp door IMEG-ingenieurs.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Vancouver House, The Laurel Rittenhouse Square, Seminole Hard Rock Hotel and Casino}}}\]
Terwijl de focus bij Seminole Hard Rock Hotel en Vancouver House voornamelijk lag op de architectonische vorm bij het gebruik van lopende en hellende kolommen, werden bij The Laurel Rittenhouse Square lopende kolommen gebruikt om de bovenste verdiepingen westwaarts uit te breiden terwijl een historisch gebouw aan de basis behouden bleef. Het is een recent project van IMEG.
The Laurel Rittenhouse Square is een 50 verdiepingen tellende, 54.200 m² grote ultra-luxe residentiële toren en het hoogste woongebouw in Philadelphia. Ontworpen door Solomon Cordwell Buenz en constructief uitgewerkt door The Harman Group (nu IMEG), beschikt het over 65 appartementen in eigendom, 184 huurappartementen en een drielaagse plint met winkel- en horecaruimte.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{The Laurel Rittenhouse Square in Philadelphia}}}\]
Een belangrijke constructieve uitdaging was het behoud van een aangrenzend drielaags historisch gebouw terwijl de vloeroppervlakte werd gemaximaliseerd. Om dit te bereiken implementeerden de ingenieurs lopende kolommen, waarbij de dragende kolommen geleidelijk over vier verdiepingen werden verschoven om de meer dan 40 verdiepingen daarboven te ondersteunen.
Constructieve uitdagingen
Er is momenteel geen vastgestelde ACI 318-methodologie voor het ontwerpen van lopende kolommen. Constructeurs moeten daarom primair een aanpak gebruiken die is gebaseerd op fundamentele constructieve principes en ervaringen. Dat kan lastig zijn, omdat lopende kolommen unieke condities kunnen hebben. Het betreft echter discontinuïteitsgebieden, en de kolommen worden daarom ontworpen volgens de manier waarop de norm dergelijke gebieden behandelt – de Staafwerk-methode (SaT), ook al vermeldt ACI lopende kolommen niet expliciet. Daarom zijn meer ervaren ingenieurs nodig om alle invoergegevens en condities die van invloed zijn op de berekening in overweging te nemen. De SaT-methode is gebaseerd op een initiële aanname. Als deze aanname echter onjuist is, weerspiegelt zij mogelijk niet de werkelijkheid, waardoor ervaring essentieel is.
Oplossingen en resultaten
IMEG heeft IDEA StatiCa Detail ingezet voor een vergelijkende analyse ten opzichte van handberekeningen met de ACI 318-14 Staafwerk-methode. Deze aanpak was cruciaal voor het valideren van het constructieve gedrag en het waarborgen van de naleving van de beste constructieve praktijken.
IDEA StatiCa Detail speelde een centrale rol bij het beoordelen van de overdracht van belastingen over meerdere verdiepingen, het evalueren van de invloed van wrikkrachten die door kolomverschuivingen op verdiepingen worden uitgeoefend, en het identificeren van potentiële scheursplijtingszones als gevolg van flesdiagonalen. Dergelijke inzichten zijn essentieel voor het optimaliseren van ontwerpoplossingen en het beperken van constructieve risico's.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Hand calculation of walking column}}}\]
De software verbeterde de betrouwbaarheid van constructieve beslissingen in complexe situaties door een verfijndere analyse van spanningsverdelingen en krachtinteracties te bieden.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Model and results of walking column in IDEA StatiCa Detail}}}\]
Sinds januari 2021 heeft het Philadelphia-kantoor van IMEG IDEA StatiCa-software in zijn workflow geïntegreerd om niet-standaard constructieve elementen te analyseren en oplossingen te bieden voor complexe architectonische uitdagingen.
IDEA StatiCa Detail biedt een oplossing voor het analyseren van discontinuïteitsgebieden (D-gebieden) met behulp van de niet-lineaire Compatible Stress Field Method (CSFM). Deze methode stelt ingenieurs in staat een dieper inzicht te krijgen in het werkelijke constructieve gedrag, inclusief belastingsverdelingspatronen, spanningsconcentraties en wapeningseisen in betonelementen.
Hoewel IDEA StatiCa een krachtige tool is, vervangt het niet het oordeel van de ingenieur. Het gebruik ervan vereist ervaren ingenieurs die bekend zijn met ACI en Staafwerk methoden, met toezicht op seniorniveau om een nauwkeurige interpretatie van de resultaten te waarborgen.
Todd R. Campbell, P.E.
Associate Principal/Kwaliteitsborging Manager
Conclusie
Lopende kolommen vormen een unieke constructieve uitdaging die een zorgvuldige aanpak vereist. IMEG heeft expertise op dit gebied aangetoond door geavanceerde methodologieën en tools zoals IDEA StatiCa toe te passen om andere methoden te verifiëren. Door lopende kolommen succesvol te integreren in spraakmakende projecten zoals The Laurel Rittenhouse Square heeft IMEG aangetoond hoe constructief vernuft architectonische en constructieve obstakels kan overwinnen.
Naarmate de sector zich blijft ontwikkelen, zal het gebruik van lopende kolommen waarschijnlijk verder worden verfijnd, waarbij geavanceerde softwareoplossingen een cruciale rol spelen bij het waarborgen van veilige en efficiënte ontwerpen.
Start vandaag uw proefperiode en geniet van 14 dagen volledige toegang en services gratis.
Start gratis proefperiode
