Một công trình nhà ở mới tọa lạc tại Martha's Vineyard, MA, Hoa Kỳ. Công trình nằm trong vùng có gió mạnh và được xây dựng trên một vách đá dốc đứng nhìn ra đại dương, đặt ra những thách thức đáng kể cho thiết kế hệ kết cấu chịu tải trọng ngang. Các yêu cầu này kết hợp với thiết kế kiến trúc mở và yêu cầu về ban công cách nhiệt không có cột chống dẫn đến việc đề xuất hệ khung mặt đứng phía biển là hệ kết hợp giữa khung chịu mô men và hệ công xôn. Mặc dù ban đầu được hình thành bằng thép, nguyện vọng của chủ đầu tư và kiến trúc sư là một giải pháp chủ yếu sử dụng gỗ.
Khung chịu mô men hai tầng gồm hai nhịp 21 ft và 14 ft, với chiều cao tầng trung bình là 10 ft. Các dầm gỗ LVL ghép sâu giao nhau với các dầm flitch vuông góc tạo thành các công xôn và nhịp phụ cho ban công. Nút liên kết thép kết quả được thiết kế để chịu lực và mô men theo hai phương vuông góc. Một lõi thép rỗng tiết diện hộp được đề xuất nhưng được phát hiện là không thể chịu được mô men lớn từ dầm khung chịu mô men do độ cứng ngoài mặt phẳng không đủ trong các thành hộp cũng như dễ bị phá hoại do uốn. Liên kết thép được thiết kế lại với tiết diện chữ I cánh rộng để duy trì tính liên tục theo cả hai phương trong khi đảm bảo truyền lực và mô men trực tiếp đến tâm của lõi. Do các cấu kiện ban công yêu cầu thép chạy liên tục qua lớp cách nhiệt của công trình, một tấm cách nhiệt được bố trí để giảm tổn thất nhiệt và nguy cơ đọng sương. Chúng tôi đã có thể tạo vật liệu tùy chỉnh cho tấm cách nhiệt và đưa vào phân tích trong IDEA StatiCa.
Các cấu kiện khung được phân tích và thiết kế bằng Dlubal RFEM. Để thiết kế các liên kết phức tạp với nhiều loại vật liệu, IDEA StatiCa là công cụ bổ trợ lý tưởng. Phần mềm có tính linh hoạt để tạo vật liệu và cấu kiện tùy chỉnh với hình học phức tạp và các mẫu cho liên kết gỗ - thép, giúp giảm đáng kể thời gian cần thiết để thiết lập mô hình. Mặc dù kiểm tra tiêu chuẩn cho cấu kiện gỗ không được IDEA StatiCa hỗ trợ, kết quả lực bu lông có thể dễ dàng chuyển sang bảng tính nội bộ để kiểm tra.
Thông qua việc sử dụng IDEA StatiCa và hợp tác chặt chẽ với kiến trúc sư, chuyên gia tư vấn nhiệt và nhà chế tạo, chúng tôi đã có thể phát triển một khung thép hoàn toàn thành giải pháp kết hợp gỗ - thép, từ đó giảm lượng thép cần thiết và giữ cho kết cấu của công trình phù hợp hơn với phương pháp thi công truyền thống của địa phương.
