Over het project
Door REVIT te gebruiken voor alle tekeningen, uitgebreide CAD-bestandsdeling en workflowbeheer, kon CRAFT de tool (en de integratie ervan met RFEM) benutten om hun constructiemodel te configureren op basis van de constructieve analyse.
Ze wilden ook hun verbindingsontwerp in RFEM uitvoeren, maar dit werd niet ondersteund voor een dergelijk complex verbindingsontwerp. Daarom wendden ze zich tot IDEA StatiCa.
Mensen gebruiken meestal SolidWorks of Fusion 360 om hun eigen berekeningen te maken. Maar ze realiseren zich vaak niet hoeveel tijd en moeite dat kost. IDEA StatiCa biedt echt goed gedefinieerde functies voor fabricage-modellering en verbindingen, evenals de flexibiliteit om aangepaste secties te maken in termen van verstijvingselementen. Het biedt ook een perfect systeem voor het uitvoeren van code-controles op constructiedelen, zodat u zich gewoon kunt concentreren op het oplossen van ontwerpproblemen.
Trevor Chou
Project Engineer
Met een gemiddelde verdiepingshoogte van 10 ft (3 m) bestaat het tweelaagse momentenraam uit twee overspanningen van 21 ft (6,4 m) en 14 ft (4,3 m).
De architect ontwierp een soft-story constructie om een volledig open ruimte te creëren voor het balkongebied zonder zichtbare constructieve schoren of ondersteuning. Het team moest daarom thermisch onderbroken, ongestempelde balkonraamwerken ontwerpen, waarvoor ze kozen voor een combinatie van een momentenraam met diepe multi-LVL houten liggers die worden doorkruist door orthogonale flitch-balken om de uitkragende delen en terugspanningen te vormen.
Het resulterende stalen knooppunt werd ontworpen om krachten en momenten in twee orthogonale assen te weerstaan. Aanvankelijk wilden ze een centrale koker als hub gebruiken, maar deze bleek niet in staat de hoge momenten van de momentenraamligger te weerstaan vanwege onvoldoende stijfheid buiten het vlak in de wanden van de kokerprofielen.
We moesten het ontwerp opnieuw bekijken. Dankzij de mogelijkheid om in IDEA StatiCa te visualiseren hoe krachten kunnen worden overgebracht op verschillende staven, kwamen we gelukkig tot een betere oplossing. We hebben gekozen voor een naaf met een brede flens, omdat dit een grote continuïteit creëert in beide orthogonale assen en een soepele krachtoverbrenging tussen de leden mogelijk maakt.
Trevor Chou
Project Engineer
De stalen verbinding werd opnieuw ontworpen met een breedflensprofielen om continuïteit in beide assen te waarborgen en tegelijkertijd een meer directe overdracht van krachten en momenten naar het midden van de hub te garanderen.
Bovendien moesten de balkonstaaven continu door de thermische lijn van het gebouw lopen, waardoor het team een thermische breekplaat (van een aangepast materiaal) opnam om risico's van warmteverlies en condensatie te verminderen.
Ze gebruikten Dlubal RFEM om de raamwerkstaaven te analyseren en te ontwerpen, en IDEA StatiCa om complexe verbindingen in meerdere materialen te ontwerpen.
IDEA StatiCa biedt de flexibiliteit om aangepaste materialen en elementen te maken met complexe geometrieën en templates voor hout-staalverbindingen, waardoor de benodigde tijd voor het opzetten van het model aanzienlijk wordt verkort.
Trevor Chou
Projectingenieur
Technische uitdagingen
De uitdagingen in dit project waren talrijk.
Zoals we al hebben gezien, stond het gebouw niet alleen bovenop een steile klif en moest het hoge windbelastingen kunnen weerstaan zonder schijfwanden of schoren, maar om het nog ingewikkelder te maken introduceerde het thermisch onderbroken, ongestempelde balkon een tweede orthogonale ontwerprichting ten opzichte van het hoofdmomentframe – wat betekende dat afschuiving, normaalkracht en momentcapaciteit in 2 richtingen in de knooppunten moesten worden weerstaan.
Het oorspronkelijke ontwerp was bedacht als een staalconstructie. CRAFT werkte dus met een gebouwtopologie van het staaltype, met als drijfveer om zoveel mogelijk in constructief hout uit te voeren.
Hoewel houtverbindingsontwerpen niet werden ondersteund door IDEA StatiCa, kon de tool uitvoerkrachten op specifieke boutposities leveren. Het team kon deze resultaten vervolgens eenvoudig overdragen naar hun interne ontwerpspreadsheet (voor houtcode-conforme boutdrukchecks) om de krachtsverdeling te verifiëren en vervolgens het constructieve ontwerp voor de verbinding te voltooien.
Dit betekende dat we snel een prototype van de verbindingen in IDEA StatiCa konden maken - waarbij we de boutgrootte, afstand en array-opstelling konden wijzigen - en vervolgens gemakkelijk de herziene boutkrachten naar onze eigen spreadsheets te exporteren.
Martyn Sheard
Senior Project Engineer
Oplossingen en resultaten
Opgeleverd in 2022 is de tweelaagse eengezinswoning op Martha's Vineyard een indrukwekkend voorbeeld van superieur architectonisch en constructief ontwerp.
Door het gebruik van IDEA StatiCa software en nauwe samenwerking met de architect, thermisch adviseur en fabrikant, heeft CRAFT met succes een volledig staalframe omgezet in een hybride houtoplossing, waardoor de hoeveelheid benodigde staal werd verminderd en de constructie van het gebouw in lijn bleef met de traditionele lokale bouw.
Over Craft | Engineering Studio
Gevestigd in New York biedt CRAFT constructief advies bij de bouw van nieuwe (en de verbouwing van bestaande) woon-, commerciële en bijzondere projecten in traditionele en niet-traditionele materialen.
Als visionair constructief ingenieursbureau is het CRAFT-team gepassioneerd over de voortdurende dialoog tussen constructieve engineering en architectuur. Door hun ervaring en open geest te combineren met toonaangevende computationele en analytische tools, kan CRAFT zijn klanten efficiënte, praktische en innovatieve oplossingen bieden voor constructief ontwerp – ideaal voor architecten en ontwerpers die op zoek zijn naar nieuwe benaderingen van constructieve engineering.
Als projectingenieur brengt Trevor Chou zijn ervaring in het uitvoeren van constructief ontwerp en analyse voor hoogbouw en commerciële woningbouw (onder Amerikaanse en Chinese bouwregelgeving) en is hij gepassioneerd over het integreren van zijn kennis van architectuur en engineering.
Martyn Sheard is Senior Projectingenieur bij het bureau en heeft twaalf jaar ervaring in ontwerp en projectmanagement over een breed scala aan projecttypen en -schalen, met een bijzondere interesse in het ontwerpen van massatimberconstructies.
Martyn Sheard en Trevor Chou werden winnaars van de categorie Kleinschalige constructies in de IDEA StatiCa Excellence Award 2021, waarbij ze 100 andere inzendingen in de categorie kleinschalige constructies versloegen.
Lees wat de ingenieurs over het project zeggen
Family house construction
Family house construction
Family house construction
Connection detail
Family house construction
Connection detail
Connection model detail
Connection model detail
