O nouă reședință situată în Martha's Vineyard, MA, SUA. Amplasamentul se află într-o zonă cu vânturi puternice, iar clădirea este poziționată pe un versant abrupt cu vedere la ocean, ceea ce impune cerințe semnificative asupra proiectării sistemului de preluare a încărcărilor laterale. Aceste criterii, combinate cu un concept arhitectural deschis și cerința unui balcon termic izolat, neproptit, au condus la propunerea unui sistem de cadre cu nod rigid și console pentru fațada dinspre ocean. Deși inițial conceput în oțel, aspirația clientului și a arhitectului a fost o soluție predominant din lemn.
Cadrul cu noduri rigide pe două niveluri este alcătuit din două deschideri de 21 ft și 14 ft, cu o înălțime medie de etaj de 10 ft. Grinzi principale din lemn LVL multicouche de înălțime mare se intersectează cu grinzi flitch ortogonale, formând consolele și deschiderile de echilibru ale balconului. Nodul de îmbinare din oțel rezultat este proiectat să preia forțe și momente pe cele două axe ortogonale. Inițial s-a propus un nod central din profil tubular, însă acesta s-a dovedit incapabil să preia momentele mari din grinda cadrului cu noduri rigide, din cauza rigidității insuficiente în planul pereților secțiunii tubulare, precum și a susceptibilității la cedare prin încovoiere. Îmbinarea din oțel a fost reproiectată cu un profil cu talpă lată pentru a asigura continuitatea pe ambele axe, garantând totodată transmiterea directă a forțelor și momentelor către centrul nodului. Deoarece elementele balconului necesită ca oțelul să treacă continuu prin bariera termică a clădirii, s-a inclus un pad de ruptură termică pentru a reduce pierderile de căldură și riscul de condens. Am reușit să creăm un material personalizat pentru padul de ruptură termică și să îl includem în analiză în cadrul IDEA StatiCa.
Elementele structurale au fost analizate și proiectate utilizând Dlubal RFEM. Pentru proiectarea îmbinărilor complexe din materiale multiple, IDEA StatiCa a reprezentat un instrument complementar ideal. Software-ul oferă flexibilitatea de a crea materiale și elemente personalizate cu geometrii complexe, precum și șabloane pentru îmbinări lemn-oțel, ceea ce a redus semnificativ timpul necesar pentru configurarea modelului. Deși verificarea conform codului pentru elementele din lemn nu este acceptată de IDEA StatiCa, forțele din șuruburi au putut fi transferate cu ușurință în foi de calcul interne pentru verificare.
Prin utilizarea IDEA StatiCa și colaborarea strânsă cu arhitectul, consultantul termic și fabricantul, am reușit să transformăm un cadru integral din oțel într-o soluție hibridă din lemn, reducând astfel cantitatea de oțel necesară și menținând structura clădirii mai aproape de construcția tradițională specifică zonei.