Informazioni sul progetto
Utilizzando REVIT per tutta la progettazione, la condivisione esaustiva di file CAD e la gestione del flusso di lavoro, CRAFT ha potuto sfruttare lo strumento (e la sua integrazione con RFEM) per configurare il modello strutturale sulla base dell'analisi strutturale.
Avevano anche voluto eseguire la progettazione dei collegamenti in RFEM, ma non era supportata per un progetto di giunto così altamente complesso. Si sono quindi rivolti a IDEA StatiCa.
Le persone di solito si rivolgono a SolidWorks o Fusion 360 per configurare i propri calcoli. Ma spesso ignorano quanto tempo e sforzo ciò richieda. IDEA StatiCa offre funzioni di modellazione della produzione e collegamenti ben definiti, nonché la flessibilità di creare sezioni personalizzate in termini di elementi di irrigidimento. Offre inoltre un sistema ottimale per eseguire verifiche normative sugli elementi strutturali, consentendo di concentrarsi esclusivamente sulla risoluzione dei problemi di progettazione.
Trevor Chou
Ingegnere di progetto
Con un'altezza media di piano di 10 ft (3 m), il telaio a momento a due piani è composto da due campate di 21 ft (6,4 m) e 14 ft (4,3 m).
L'architetto ha progettato una struttura a piano soffice al fine di lasciare uno spazio completamente aperto per l'area del balcone, senza evidenti controventi o supporti strutturali. Il team ha quindi dovuto progettare un'orditura del balcone termicamente interrotta e non puntellata, per la quale ha scelto di combinare un telaio a momento con profondi travi in legno lamellare LVL multiplo intersecate con travi flitch ortogonali per formare le mensole e le campate di ritorno.
Il giunto in acciaio risultante è stato progettato per resistere a forze e momenti nei due assi ortogonali. Inizialmente si voleva utilizzare un nodo centrale a sezione cava, ma si è poi constatato che non era in grado di resistere agli elevati momenti della trave del telaio a momento a causa dell'insufficiente rigidezza fuori piano nelle pareti della sezione scatolare.
Abbiamo dovuto rivedere il progetto. Fortunatamente, la possibilità di visualizzare come le forze possono essere trasferite ai diversi elementi in IDEA StatiCa ci ha portato a una soluzione migliore. Abbiamo deciso di utilizzare un elemento a sezione a doppio T come nodo, poiché garantisce un'ottima continuità in entrambi gli assi ortogonali e consente una transizione fluida delle forze tra gli elementi.
Trevor Chou
Ingegnere di progetto
Il giunto in acciaio è stato riprogettato con una sezione a doppio T per preservare la continuità in entrambi gli assi, garantendo al contempo una trasmissione più diretta di forze e momenti al centro del nodo.
Inoltre, gli elementi del balcone richiedevano che l'acciaio passasse in continuità attraverso la linea termica dell'edificio, pertanto il team ha incluso un giunto di interruzione termica (realizzato con un materiale personalizzato) per ridurre i rischi di dispersione di calore e condensa.
Hanno utilizzato Dlubal RFEM per analizzare e progettare gli elementi dell'orditura e IDEA StatiCa per progettare collegamenti complessi in materiali multipli.
IDEA StatiCa offre la flessibilità di creare materiali personalizzati ed elementi con geometrie complesse e modelli per i collegamenti legno-acciaio, riducendo notevolmente il tempo necessario per impostare il modello.
Trevor Chou
Ingegnere di progetto
Sfide ingegneristiche
Le sfide in questo progetto erano numerose.
Come già illustrato, l'edificio non solo era situato in cima a una ripida scogliera e doveva essere in grado di resistere a forti venti senza pareti di taglio o controventi, ma, per complicare ulteriormente le cose, il balcone termicamente interrotto e non puntellato ha introdotto una seconda direzione di progetto ortogonale al telaio a momento principale – il che significa che la capacità a taglio, assiale e a momento doveva essere resistita in 2 direzioni nei punti nodali.
Il progetto originale era concepito come un sistema in acciaio. CRAFT stava quindi lavorando con una tipologia strutturale di tipo acciaio, con l'obiettivo di realizzare quanto più possibile in legno strutturale e legname.
Sebbene i progetti di collegamento in legno non fossero supportati da IDEA StatiCa, lo strumento era in grado di fornire le forze di output nelle posizioni specifiche dei bulloni. Il team poteva quindi trasferire facilmente questi risultati al proprio foglio di calcolo interno (per le verifiche di rifollamento dei bulloni conformi alla normativa sul legno) per verificare la distribuzione delle forze e completare la progettazione strutturale del collegamento.
Ciò ci ha permesso di prototipare rapidamente i collegamenti in IDEA StatiCa – modificando le dimensioni dei bulloni, l'interasse e le disposizioni della griglia ecc. – e di ottenere facilmente le forze aggiornate sui bulloni da esportare nei nostri fogli di calcolo.
Martyn Sheard
Ingegnere di Progetto Senior
Soluzioni e risultati
Completata nel 2022, la casa unifamiliare a due piani a Martha's Vineyard è un esempio straordinario di eccellenza architettonica e strutturale.
Grazie all'utilizzo del software IDEA StatiCa e alla stretta collaborazione con l'architetto, il consulente termico e il costruttore, CRAFT ha trasformato con successo un telaio interamente in acciaio in una soluzione ibrida in legno, riducendo la quantità di acciaio necessaria e mantenendo la struttura dell'edificio in linea con le tradizionali tecniche costruttive locali.
Informazioni su Craft | Engineering Studio
Con sede a New York, CRAFT fornisce servizi di consulenza di ingegneria strutturale per la costruzione di nuovi progetti (e la modifica di quelli esistenti) residenziali, commerciali e speciali in materiali tradizionali e non tradizionali.
Studio di ingegneria strutturale visionario, il team CRAFT è appassionato del dialogo continuo tra ingegneria strutturale e architettura. Combinando esperienza e apertura mentale con i migliori strumenti computazionali e analitici, CRAFT è in grado di offrire ai propri clienti soluzioni efficienti, pratiche e innovative per la progettazione strutturale – ideali per architetti e progettisti alla ricerca di nuovi approcci alla consulenza di ingegneria strutturale.
In qualità di Project Engineer, Trevor Chou mette a disposizione la propria esperienza nella progettazione strutturale e nell'analisi di edifici ad alta quota e residenze commerciali (secondo i codici edilizi statunitensi e cinesi) ed è appassionato dell'integrazione tra architettura e ingegneria.
Martyn Sheard è Senior Project Engineer presso lo studio e vanta dodici anni di esperienza nella progettazione e nella gestione di progetti di varia tipologia e scala, con un particolare interesse per l'ingegneria delle strutture in legno massiccio.
Martyn Sheard e Trevor Chou sono risultati vincitori della categoria Strutture in piccola scala nell'IDEA StatiCa Excellence Award 2021, superando altri 100 partecipanti nella categoria delle strutture in piccola scala.
Scopri cosa dicono gli ingegneri sul progetto
Costruzione di una casa unifamiliare
Costruzione di una casa unifamiliare
Costruzione di una casa unifamiliare
Dettaglio del collegamento
Costruzione di una casa unifamiliare
Dettaglio del collegamento
Dettaglio del modello di collegamento
Dettaglio del modello di collegamento
