Over wandelende kolommen
Een wandelende kolom is een constructieve kolom die niet verticaal is uitgelijnd tussen verdiepingen, wat betekent dat de kolom boven niet direct op de kolom onder staat. In plaats daarvan "wandelt" of verschuift de kolom horizontaal van het ene niveau naar het andere over een reeks verdiepingen. Deze geleidelijke overgang verdeelt de belasting gelijkmatiger in plaats van deze in één keer te verschuiven.
Met uitgebreide ervaring in de constructieve engineering staat IMEG vooraan bij het ontwerpen en implementeren van oplossingen voor complexe projecten. Hun expertise blijkt niet alleen uit hun werk aan spraakmakende ontwikkelingen, maar ook uit hun inzet voor kennisdeling via vakinhoudelijke lezingen. Omdat IMEG de behoefte aan geavanceerde analytische tools erkende, integreerde het bedrijf vier jaar geleden IDEA StatiCa-oplossingen in hun werkproces, waardoor hun vermogen om uitdagende constructieve ontwerpen met grotere precisie en efficiëntie aan te pakken werd vergroot.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Walking Columns – A Proposed Design Methodology October 20, 2021, Presented by: Clifford Schwinger, PE}}}\]
Theorie in de praktijk
Wat hebben het Seminole Hard Rock Hotel & Casino in Hollywood, Vancouver House in Vancouver en The Laurel Rittenhouse Square in Philadelphia gemeen? Het overwinnen van uitdagingen met behulp van wandelende kolommen en ontwerp door IMEG-ingenieurs.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Vancouver House, The Laurel Rittenhouse Square, Seminole Hard Rock Hotel and Casino}}}\]
Terwijl de focus bij Seminole Hard Rock Hotel en Vancouver House bij het gebruik van wandelende en hellende kolommen voornamelijk lag op de architectonische vorm, werden bij The Laurel Rittenhouse Square wandelende kolommen gebruikt om de bovenste verdiepingen naar het westen uit te breiden terwijl een historisch gebouw aan de voet werd behouden. Het is een recent project van IMEG.
The Laurel Rittenhouse Square is een 50 verdiepingen tellende, 54.200 m² grote ultra-luxe residentiële toren en het hoogste woongebouw in Philadelphia. Ontworpen door Solomon Cordwell Buenz en constructief uitgewerkt door The Harman Group (nu IMEG), beschikt het over 65 appartementen in eigendom, 184 huurappartementen en een drielaags podium met winkel- en horecaruimte.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{The Laurel Rittenhouse Square in Philadelphia}}}\]
Een belangrijke constructieve uitdaging was het behoud van een aangrenzend drielaags historisch gebouw terwijl de vloeroppervlakte werd gemaximaliseerd. Om dit te bereiken, implementeerden de ingenieurs wandelende kolommen, waarbij dragende kolommen geleidelijk over vier verdiepingen werden verschoven om de meer dan 40 verdiepingen daarboven te ondersteunen.
Constructieve uitdagingen
Er bestaat momenteel geen vastgestelde ACI 318-methodologie voor het ontwerpen van wandelende kolommen. Constructeurs moeten daarom primair een aanpak gebruiken die is gebaseerd op fundamentele constructieve principes en ervaringen. Dat kan lastig zijn, omdat wandelende kolommen unieke condities kunnen hebben. Het betreft echter discontinuïteitsgebieden, en de kolommen worden daarom ontworpen volgens de manier waarop de norm dergelijke gebieden behandelt – de Staafwerk-methode (SaT), ook al vermeldt ACI wandelende kolommen niet expliciet. Daarom zijn meer ervaren ingenieurs nodig om alle invoergegevens en condities die in de berekening meespelen te beoordelen. De SaT-methode is gebaseerd op een initiële aanname. Als deze aanname echter onjuist is, weerspiegelt zij de werkelijkheid mogelijk niet nauwkeurig, waardoor ervaring essentieel is.
Oplossingen en resultaten
IMEG implementeerde IDEA StatiCa Detail om een vergelijkende analyse uit te voeren ten opzichte van handberekeningen volgens ACI 318-14 Staafwerk. Deze aanpak was cruciaal voor het valideren van belangrijk constructief gedrag en het waarborgen van naleving van de beste constructieve praktijken.
IDEA StatiCa Detail speelde een cruciale rol bij het beoordelen van de overdracht van belastingen over meerdere verdiepingen, het evalueren van de invloed van horizontale krachten die door kolomverschuivingen op verdiepingen worden uitgeoefend, en het identificeren van potentiële scheurzonering als gevolg van flesdiagonalen. Dergelijke inzichten zijn essentieel voor het optimaliseren van ontwerpoplossingen en het beperken van constructieve risico's.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Hand calculation of walking column}}}\]
De software verbeterde de betrouwbaarheid van constructieve beslissingen in complexe scenario's door een verfijndere analyse van spanningsverdelingen en krachtinteracties te bieden.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Model and results of walking column in IDEA StatiCa Detail}}}\]
Sinds januari 2021 heeft het kantoor van IMEG in Philadelphia IDEA StatiCa-software geïntegreerd in zijn werkproces om niet-standaard constructieve elementen te analyseren en oplossingen te bieden voor complexe architectonische uitdagingen.
IDEA StatiCa Detail biedt een oplossing voor het analyseren van discontinuïteitsgebieden (D-gebieden) met behulp van de niet-lineaire Compatible Stress Field Method (CSFM). Deze methode stelt ingenieurs in staat een dieper inzicht te krijgen in het werkelijke constructieve gedrag, inclusief belastingsverdelingspatronen, spanningsconcentraties en wapeningseisen in betonelementen.
Hoewel IDEA StatiCa een krachtige tool is, vervangt het niet het oordeel van de ingenieur. Het gebruik ervan vereist ervaren ingenieurs die bekend zijn met ACI en Staafwerk methoden, met toezicht op seniorniveau om een nauwkeurige interpretatie van de resultaten te waarborgen.
Todd R. Campbell, P.E.
Associate Principal/Kwaliteitsborging Manager
Conclusie
Wandelende kolommen vormen een unieke constructieve uitdaging die een zorgvuldige aanpak vereist. IMEG heeft expertise op dit gebied aangetoond door geavanceerde methodologieën en tools zoals IDEA StatiCa toe te passen om andere methoden te verifiëren. Door wandelende kolommen succesvol te integreren in spraakmakende projecten zoals The Laurel Rittenhouse Square heeft IMEG laten zien hoe constructief vernuft architectonische en constructieve obstakels kan overwinnen.
Naarmate de sector zich blijft ontwikkelen, zal het gebruik van wandelende kolommen waarschijnlijk verder worden verfijnd, waarbij geavanceerde softwareoplossingen een cruciale rol spelen bij het waarborgen van veilige en efficiënte ontwerpen.
Start vandaag uw proefperiode en geniet 14 dagen lang van volledige toegang en services, gratis.
Start gratis proefperiode
