A projektről
A CRAFT a REVIT szoftvert használta minden tervrajz elkészítésére, a kimerítő CAD-fájlmegosztásra és a munkafolyamat kezelésére, így ki tudta használni az eszközt (és annak az RFEM-mel való integrációját) ahhoz, hogy a szerkezeti modelljüket a szerkezeti analízis alapján konfigurálják.
Szerették volna a kapcsolattervezést is az RFEM-ben elvégezni, de az nem támogatta egy ilyen összetett csomópont tervezését. Így az IDEA StatiCához fordultak.
A mérnökök gyakran a SolidWorks vagy a Fusion 360 szoftvereket használják saját számításaik elvégzésére. Azonban ennek időigényét és ráfordítását sokszor alábecsülik. Az IDEA StatiCa jól definiált modellezési funkciókat biztosít a gyártáshoz és a kapcsolatokhoz, valamint rugalmasságot nyújt egyedi szelvények létrehozásához a merevítő elemek tekintetében. Ezenkívül tökéletes rendszert kínál a szerkezeti elemek szabványellenőrzésének elvégzéséhez, így Ön a tervezési feladatok megoldására koncentrálhat.
Trevor Chou
Tervezőmérnök – CRAFT Engineering Studio
Egyesült Államok
A kétszintes nyomatéki keret átlagos szintmagassága 10 láb (3 m), és két nyílásból áll: 21 láb (6,4 m) és 14 láb (4,3 m).
Az építész egy „soft-story” (rugalmas szintű) szerkezetet tervezett annak érdekében, hogy a balkonterület teljesen nyitott legyen, látható szerkezeti merevítők vagy alátámasztás nélkül. Így a csapatnak hőszigetelt, alátámasztás nélküli balkonszerkezetet kellett terveznie, amelyhez a nyomatéki keretet mélyszelvényű, több rétegű LVL fagerendákkal kombinálták, amelyeket ortogonális flitch gerendák metszenek, így alakítva ki a kinyúló és a hátsó nyílásokat.
Az így kialakult acél csomóponti kapcsolatot úgy tervezték, hogy ellenálljon az erőknek és nyomatékoknak a két ortogonális tengely mentén. Kezdetben egy központi zárt szelvényű csomópontelemet szerettek volna használni, de kiderült, hogy az nem képes ellenállni a nyomatéki keret gerendájából eredő nagy nyomatékoknak a zártszelvény falainak elégtelen síkon kívüli merevsége miatt.
Felül kellett vizsgálnunk a tervet. Szerencsére az, hogy az IDEA StatiCa-ban vizualizálni tudtuk, hogyan vihetők át az erők a különböző szerkezeti elemekre, jobb megoldáshoz vezetett bennünket. Úgy döntöttünk, hogy egy széles övű szelvényből kialakított csomóponti elemet (hub) alkalmazunk, mivel ez kiváló folytonosságot biztosít mindkét ortogonális tengely mentén, és lehetővé teszi az erők zökkenőmentes átadását a szerkezeti elemek között.
Trevor Chou
Tervező mérnök – CRAFT Engineering Studio
Egyesült Államok
Az acél csomópontot újratervezték egy széles övű szelvénnyel, hogy megőrizzék a folytonosságot mindkét tengely mentén, egyúttal biztosítva az erők és nyomatékok közvetlenebb átvitelét a csomópont középpontjába.
Ezenkívül a balkonelemeknek folytonosan kellett futniuk az épület hőszigetelési vonalán keresztül, így a csapat egy hőszigetelő betétet (egyedi kialakítású anyagból) épített be, hogy csökkentse a hőveszteség és a páralecsapódás kockázatát.
A Dlubal RFEM-et használták a gerendaelemek elemzésére és tervezésére, valamint az IDEA StatiCát az összetett, több anyagú kapcsolatok tervezésére.
IDEA StatiCa rugalmasságot biztosít egyedi anyagok és összetett geometriájú elemek létrehozásához, valamint fa-acél kapcsolatokhoz készült sablonokhoz, amelyek jelentősen lecsökkentették a modell felépítéséhez szükséges időt.
Trevor Chou
Tervezőmérnök – CRAFT Engineering Studio
Egyesült Államok
Mérnöki kihívások
A projektben számos kihívás merült fel.
Mint már megtudtuk, az épület egy meredek szikla tetején állt, és ellenállnia kellett az erős szélnek nyíróbetét falak vagy merevítők nélkül, ugyanakkor a dolgot bonyolította, hogy a hőszigetelt, alátámasztás nélküli balkony egy második, ortogonális tervezési irányt vezetett be a fő nyomatéki kerethez képest – ami azt jelentette, hogy a nyíró-, normál- és nyomatéki teherbírásnak két irányban is ellenállnia kellett a csomópontokban.
Az eredeti tervet acélszerkezetként képzelték el. Így a CRAFT egy acél típusú épülettopológiával dolgozott azzal a céllal, hogy amennyire lehetséges, azt szerkezeti fából és fa alapú megoldásokkal valósítsák meg.
Bár a faanyagú kapcsolatok tervezését az IDEA StatiCa nem támogatta, az eszköz képes volt megadni a kimeneti erőket meghatározott csavarpozíciókban. A csapat ezeket az eredményeket könnyen át tudta vinni a saját, belső fejlesztésű tervezési táblázatukba (a faanyagú szabványoknak megfelelő csavar-felfekvési ellenőrzésekhez), hogy ellenőrizzék az erők eloszlását, majd befejezzék a kapcsolat szerkezeti tervezését.
Ez lehetővé tette számára a kapcsolatok gyors prototípus-készítését az IDEA StatiCa szoftverben – a csavarméret, az osztásköz és az elrendezés módosításával stb. –, majd a módosított csavarerők egyszerű exportálását a saját táblázatainkba.
Martyn Sheard
Senior projektmérnök – CRAFT Engineering Studio
Egyesült Államok
Megoldások és eredmények
A 2022-ben elkészült, kétszintes egylakásos ház Martha’s Vineyard-on egy kiváló példa a kimagasló építészeti és szerkezeti tervezésre.
Az IDEA StatiCa szoftver használatával, valamint az építésszel, a hőtechnikai szakértővel és a gyártóval szoros együttműködésben a CRAFT sikeresen alakította át a teljes acélszerkezetet egy hibrid fa megoldássá, csökkentve a szükséges acél mennyiségét, és megőrizve az épület szerkezetét a hagyományos helyi építési módokkal összhangban.
A Craft | Engineering Studio-ról
A New York-i székhelyű CRAFT szerkezeti mérnöki tanácsadási szolgáltatásokat nyújt új (és meglévő) lakó-, kereskedelmi és különleges célú projektek építéséhez és átalakításához, hagyományos és nem hagyományos anyagok felhasználásával.
A CRAFT csapata egy jövőorientált szerkezetmérnöki iroda, amelynek szívügye a szerkezetmérnökség és az építészet közötti folyamatos dialógus. Tapasztalatukat és nyitott gondolkodásukat a legjobb számítási és analitikai eszközökkel kombinálva a CRAFT hatékony, praktikus és innovatív megoldásokat kínál ügyfeleinek a szerkezettervezésben – ideális megoldás azoknak az építészeknek és tervezőknek, akik új megközelítéseket keresnek a szerkezetmérnöki munkában.
Trevor Chou projektmérnökként hozza magával tapasztalatát a magasházak és kereskedelmi lakóépületek szerkezeti tervezésében és elemzésében (az amerikai és a kínai építési szabványok szerint), és szívügyének tekinti az építészeti és mérnöki tudás integrálását.
Martyn Sheard a cég vezető projektmérnöke, tizenkét éves tapasztalattal a tervezés és projektmenedzsment terén, számos projekttípus és méret esetében, különös érdeklődéssel a fatömeges szerkezetek mérnöki tervezése iránt.
Martyn Sheard és Trevor Chou nyertesei lettek a Small scale structures (kisméretű szerkezetek) kategóriának az IDEA StatiCa Excellence Award 2021 díjnál, ahol 100 másik jelöltet előztek meg a kisméretű szerkezetek kategóriában.
Tudja meg, mit mondanak a mérnökök a projektről
Családi ház építése
Családi ház építése
Családi ház építése
Kapcsolat részlete
Családi ház építése
Kapcsolat részlete
Connection model részletei
Connection modell részlete
