Over het project
Kalaranna District is een modern woongebied van zes hectare, bestaande uit 12 woongebouwen met restaurants en commerciële ruimten, allemaal verbonden door een ondergrondse parkeergarage. De derde fase van het grootschalige project, met vier gebouwen van vijf verdiepingen, werd toegewezen aan het constructiebedrijf Innopolis Insenerid OÜ. Innopolis is een full-service architectuur- en ingenieursbureau gespecialiseerd in uitgebreide digitale bouwontwerpoplossingen in de Noordse en Baltische regio's.
De constructie is ontworpen in gewapend beton. Het verticale dragende systeem bestaat uit prefab betonnen wanden met algemene vormen, terwijl de horizontale dragende systemen bestaan uit kanaalplaatvloeren ondersteund door prefab betonelementen of stalen elementen. Verschillende gebouwen grenzen aan de straat, waardoor normtoetsing vereist is voor mogelijke aanrijdingen door voertuigen en de impact daarvan op de constructieve integriteit.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Architectural visualization of the Kalaranna District}}}\]
Constructieve uitdagingen
De opdrachtgever vereiste dat de gehele constructie werd ontworpen met prefab elementen, met minimaal in-situ betonwerk om de veiligheid op de bouwplaats te waarborgen en tijd en kosten te besparen. Het gehele ontwerpproces was complex, niet alleen vanwege de ingewikkelde vormen van de betonelementen, maar ook vanwege de grote tijdsdruk op het ingenieursteam om alle ontwerpen op schema te voltooien. Bovendien overlapte de detailontwerpfase met de bouwfase, wat real-time aanpassingen vereiste zonder de goedgekeurde architectonische plannen te wijzigen, die zonder uitzonderingen waren vastgelegd.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Model of the third stage of the project}}}\]
Een van de belangrijkste constructieve uitdagingen bij het ontwerp was het beheren van discontinuïteitsgebieden, met name openingen voor HVAC-systemen, die zwakke punten in de elementen creëren. Het project omvatte ook ongewoon hoge prefab wanden van 8 meter met grote openingen voor ramen. Een andere belangrijke uitdaging was de gevarieerde vormen van de wanden op verschillende verdiepingen, wat de overdracht van krachten naar de lagere niveaus bemoeilijkte. Dit vereiste een gedetailleerde analyse om ervoor te zorgen dat de belastingspaden correct werden beheerd.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{8-meter-high precast walls }}}\]
Een andere uitdaging deed zich voor in de ondergrondse constructie, waar wanden van de bovenliggende verdiepingen hun belastingen rechtstreeks op kolommen overdroegen zonder mogelijkheid om de draagstructuur te herontwerpen. Dit was omdat de constructieve indeling al tijdens de voorontwerpfase was vastgelegd, waardoor er weinig flexibiliteit was voor wijzigingen tijdens de detailontwerpfase. In één geval moesten ingenieurs op maat gemaakte stalen kokliggers ontwerpen om grote openingen te ondersteunen, zodat de constructieve integriteit van de wanden gewaarborgd bleef ondanks de aanzienlijke belastingen.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Steel box beams supporting walls with large openings}}}\]
Oplossingen en resultaten
Om de uitdagingen van dit soort projecten aan te pakken, gebruikte Innopolis Insenerid OÜ de software van IDEA StatiCa in hun workflow om het ontwerpproces maximaal te versnellen. Specifiek werd de IDEA StatiCa Detail applicatie gebruikt om complexe gedrongen liggers met discontinuïteiten te modelleren.
Vergeleken met andere software vind ik IDEA StatiCa's eenvoud en focus op alledaagse toepassingen erg prettig. Dankzij IDEA StatiCa kan ik een duidelijk beeld krijgen van hoe muren zich zouden gedragen onder werkelijke belastingen, vooral bij complexe oplossingen.
Artur Andersalu
Constructeur – Innopolis Insenerid OÜ
Estland
Ingenieur Artur Andersalu analyseerde wanden verzwakt door openingen voor deuren en ramen. Hij kon eenvoudig randvoorwaarden bepalen, zoals de stalen kolom weergegeven door de veerondersteuning die alleen op druk werkt, en de ondersteunende wanden weergegeven door oplegplaten voor puntondersteuningen. Hij modelleerde ook het plafond om de verdeling van verticale belastingen van de bovenliggende verdiepingen te verwerken, zodat een nauwkeuriger spanningsverloop werd verkregen overeenkomstig de geometrie en belastingen. Significante spanningen traden op in de hoeken, wat leidde tot aanvullende wapening om brede scheuren te voorkomen. Bovendien kon hij de normtoetsing van vervormingen bepalen en uitvoeren.
Om de nauwkeurigheid van het ontwerp te waarborgen, verifieerde de ingenieur ook de resultaten van IDEA StatiCa Detail met behulp van de staafwerkmethode. De vergelijking werd uitgevoerd op een gedrongen ligger zonder opening om de krachtsverdeling te evalueren. Door de resultaten kruislings te controleren, bevestigde de ingenieur de betrouwbaarheid van de analyse van de software.
Het ontwerp omvatte ook betonnen liggers met openingen dicht bij de rand, wat een uitdaging vormde vanwege de hoge afschuifkrachten in deze gebieden. Om ervoor te zorgen dat de liggers deze spanningen konden opnemen, gebruikte het ingenieursteam IDEA StatiCa om de belastingsverdeling te analyseren en de wapening te optimaliseren.
Om de geconcentreerde belastingen van de bovenliggende verdiepingen die rechtstreeks op kolommen in de ondergrondse constructie worden overgedragen aan te pakken, ontwierp het ingenieursteam kolommen met consoles. Deze consoles zorgden voor een betere spanningsverdeling bij de wandelementsupports om problemen met het beheersen van spanningen in de bruikbaarheidsgrenstoestand te vermijden. Door consoles te integreren, konden de ingenieurs de constructieve integriteit van de belastingspaden handhaven zonder het oorspronkelijke architectonische ontwerp te hoeven wijzigen, wat cruciaal was voor het project en geen enkele wijziging aan de constructie toestond.
Conclusie
De bouw van het wooncomplex in Tallinn, Estland, was een veeleisend project dat zorgvuldige coördinatie en geavanceerd constructief ontwerp vereiste. IDEA StatiCa Detail was een belangrijk hulpmiddel bij de normtoetsing van kolommen met consoles en gedrongen liggers met significante discontinuïteiten, waardoor het team uitdagingen zoals onregelmatige belastingspaden en afschuifkrachten rondom openingen kon overwinnen.
Start vandaag uw proefperiode en geniet 14 dagen lang van volledige toegang en services, gratis.
Start gratis proefperiode
