Über das Projekt
Das Kalaranna-Viertel ist ein modernes Wohngebiet auf sechs Hektar, bestehend aus 12 Wohngebäuden mit Restaurants und Gewerbeflächen, die alle durch eine unterirdische Tiefgarage verbunden sind. Die dritte Bauphase des Großprojekts, einschließlich vier fünfstöckiger Gebäude, wurde dem Tragwerksplanungsunternehmen Innopolis Insenerid OÜ übertragen. Innopolis ist ein Vollservice-Architektur- und Ingenieurbüro, das auf umfassende digitale Konstruktionslösungen in den nordischen und baltischen Regionen spezialisiert ist.
Die Struktur ist als Stahlbetonstruktur ausgeführt. Das vertikale Tragsystem besteht aus Fertigteil-Betonwänden mit allgemeinen Geometrien, während die horizontalen Tragsysteme aus Hohlkörperdecken bestehen, die von Fertigteil-Betonelementen oder Stahlelementen getragen werden. Mehrere Gebäude grenzen an die Straße, was Normnachweise für mögliche Fahrzeuganpralle und deren Auswirkungen auf die Tragwerksintegrität erfordert.
Ingenieurtechnische Herausforderungen
Der Investor forderte, dass die gesamte Struktur mit Fertigteilelementen bemessen wird, mit minimalem Ortbetonanteil, um die Sicherheit auf der Baustelle zu gewährleisten sowie Zeit und Kosten zu sparen. Der gesamte Entwurfsprozess war anspruchsvoll – nicht nur aufgrund der Komplexität der Geometrien der Betonelemente, sondern auch wegen des hohen Termindrucks auf das Ingenieurteam. Darüber hinaus überschnitt sich die Ausführungsplanung mit der Bauphase, was Anpassungen in Echtzeit erforderte, ohne die genehmigten Architekturpläne zu verändern, die ausnahmslos festgeschrieben waren.
Eine der wesentlichen ingenieurtechnischen Herausforderungen bei der Bemessung war der Umgang mit D-Bereichen, insbesondere Durchbrüchen für HLK-Anlagen, die Schwachstellen in den Bauteilen erzeugen. Das Projekt umfasste außerdem ungewöhnlich hohe Fertigteilwände von 8 Metern Höhe mit großen Fensteröffnungen. Eine weitere erhebliche Herausforderung stellten die unterschiedlichen Wandgeometrien auf verschiedenen Geschossen dar, die die Kraftübertragung auf die unteren Ebenen erschwerten. Dies erforderte eine detaillierte Analyse, um sicherzustellen, dass die Lastpfade ordnungsgemäß berücksichtigt wurden.
Eine weitere Herausforderung ergab sich im Untergeschoss, wo Wände aus den Obergeschossen ihre Lasten direkt auf Stützen abtrugen, ohne dass eine Neugestaltung des Tragsystems möglich war. Dies war darauf zurückzuführen, dass das Tragwerkslayout bereits in der Vorplanung festgelegt worden war und kaum Spielraum für Änderungen in der Ausführungsplanung ließ. In einem Fall mussten die Ingenieure maßgefertigte Stahlhohlkastenträger bemessen, um große Öffnungen zu überbrücken und die Tragwerksintegrität der Wände trotz der erheblichen Lasten sicherzustellen.
Lösungen und Ergebnisse
Um den Herausforderungen eines solchen Projekts zu begegnen, setzte Innopolis Insenerid OÜ die Software von IDEA StatiCa in ihrem Arbeitsablauf ein, um den Entwurfsprozess maximal zu beschleunigen. Insbesondere wurde die IDEA StatiCa Detail-Anwendung verwendet, um komplexe wandartige Träger mit Diskontinuitäten zu modellieren.
Im Vergleich zu anderen Programmen gefällt mir an IDEA StatiCa die Einfachheit und der Fokus auf alltägliche Anwendungen. Dank IDEA StatiCa kann ich mir ein klares Bild davon machen, wie sich Wände unter realen Belastungen verhalten würden, insbesondere bei komplexen Lösungen.
Artur Andersalu
Structural Engineer – Innopolis Insenerid OÜ
Estland
Ingenieur Artur Andersalu modellierte Wände, die durch Türen- und Fensteröffnungen geschwächt waren. Er konnte die Randbedingungen problemlos festlegen, beispielsweise die Stahlstütze als Federauflager, das nur auf Druck wirkt, sowie die tragenden Wände als Auflagerplatten für Punktlager. Er modellierte außerdem die Decke, um die Verteilung der vertikalen Lasten aus den Obergeschossen zu berücksichtigen und einen genaueren Spannungsfluss entsprechend der Geometrie und den Lasten zu erzielen. In den Ecken traten erhebliche Spannungen auf, was zu einer zusätzlichen Bewehrung führte, um breite Risse zu vermeiden. Darüber hinaus konnte er die Verformung normgerecht nachweisen.
Um die Genauigkeit der Bemessung sicherzustellen, überprüfte der Ingenieur die von IDEA StatiCa Detail erzeugten Ergebnisse zusätzlich mit der Strebe-und-Zugband-Methode. Der Vergleich wurde an einem wandartigen Träger ohne Öffnung durchgeführt, um die Kraftverteilung zu bewerten. Durch die Gegenprüfung der Ergebnisse bestätigte der Ingenieur die Zuverlässigkeit der Softwareanalyse.
Die Bemessung umfasste auch Betonträger mit Öffnungen nahe am Rand, was aufgrund der hohen Querkräfte in diesen Bereichen eine Herausforderung darstellte. Um sicherzustellen, dass die Träger diese Beanspruchungen aufnehmen können, nutzte das Ingenieurteam IDEA StatiCa zur Analyse der Lastverteilung und zur Optimierung der Bewehrung.
Um die konzentrierten Lasten aus den Obergeschossen, die direkt auf die Stützen im Untergeschoss übertragen werden, zu bewältigen, bemass das Ingenieurteam Stützen mit Konsolen. Diese Konsolen ermöglichten eine bessere Spannungsverteilung an den Wandelementauflagern, um Probleme bei der Begrenzung der Gebrauchsspannungen zu vermeiden. Durch den Einsatz von Konsolen konnten die Ingenieure die Tragwerksintegrität der Lastpfade aufrechterhalten, ohne den ursprünglichen Architekturentwurf ändern zu müssen – was für das Projekt entscheidend war und keinerlei Änderungen an der Struktur zuließ.
Fazit
Der Bau des Wohnkomplexes in Tallinn, Estland, war ein anspruchsvolles Projekt, das eine sorgfältige Koordination und eine fortschrittliche Tragwerksplanung erforderte. IDEA StatiCa Detail war ein wichtiges Werkzeug für den Normnachweis von Stützen mit Konsolen und wandartigen Trägern mit erheblichen Diskontinuitäten und ermöglichte es dem Team, Herausforderungen wie unregelmäßige Lastpfade und Querkräfte um Öffnungen zu bewältigen.
Starten Sie Ihre Testphase noch heute und genießen Sie 14 Tage lang vollen Zugang und alle Dienste kostenlos.
Kostenlose Testversion starten
