Een nieuwe woning gelegen in Martha's Vineyard, MA, USA. De locatie bevindt zich in een gebied met hoge windbelasting en het gebouw staat op een steile klif met uitzicht op de oceaan, wat aanzienlijke uitdagingen stelt aan het ontwerp van het laterale krachtsysteem. Deze criteria, gecombineerd met een open architectonisch ontwerp en de vereiste voor een thermisch onderbroken, ongesteunde balkon, leidden ertoe dat de draagconstructie voor de oceaanzijde werd voorgesteld als een gecombineerd momentframe en uitkragend systeem. Hoewel oorspronkelijk ontworpen in staal, was de wens van de opdrachtgever en architect een overwegend houten oplossing.
Het tweelaagse momentframe bestaat uit twee overspanningen van 21 ft en 14 ft, met een gemiddelde verdiepingshoogte van 10 ft. Diepe, meervoudige LVL-houten liggers kruisen orthogonale flitch-balken die de uitkragingen en terugspanningen naar het balkon vormen. Het resulterende stalen knooppunt is ontworpen om krachten en momenten in de twee orthogonale assen te weerstaan. Een centraal kokerprofielhub werd voorgesteld, maar bleek niet in staat de hoge momenten van de momentframe-ligger te weerstaan vanwege onvoldoende stijfheid loodrecht op het vlak in de wanden van het kokerprofiel, evenals een gevoeligheid voor buigbezwijken. De staalverbinding werd opnieuw ontworpen met een breedflensprofielen om continuïteit in beide assen te handhaven, terwijl een directe overdracht van krachten en momenten naar het midden van de hub werd gewaarborgd. Omdat de balkonleden vereisen dat staal continu door de thermische lijn van het gebouw loopt, is een thermische breekpad opgenomen om warmteverlies en condensatierisico te verminderen. We waren in staat een aangepast materiaal voor het thermische breekpad te creëren en dit op te nemen in de analyse binnen IDEA StatiCa.
Constructieve elementen werden geanalyseerd en ontworpen met Dlubal RFEM. Voor het ontwerp van de complexe verbindingen in meerdere materialen was IDEA StatiCa een ideale aanvullende tool. De software biedt de flexibiliteit om aangepaste materialen en elementen te maken met complexe geometrieën en templates voor hout-staalverbindingen, wat de tijd die nodig was om het model op te zetten aanzienlijk verminderde. Hoewel normtoetsing voor houten elementen niet wordt ondersteund door IDEA StatiCa, waren de boutreactie-uitvoerwaarden eenvoudig overdraagbaar naar interne rekenbladen voor verificatie.
Door ons gebruik van IDEA StatiCa en nauwe samenwerking met de architect, thermisch adviseur en fabrikant, waren we in staat een volledig stalen frame te ontwikkelen tot een hybride houten oplossing, waardoor de hoeveelheid benodigde staal werd verminderd en de constructie van het gebouw meer in lijn werd gehouden met de traditionele bouw voor de regio.