Over het project
Door REVIT te gebruiken voor alle tekenwerk, uitgebreide CAD-bestandsdeling en workflowbeheer, kon CRAFT gebruikmaken van de tool (en de integratie ervan met RFEM) om hun constructiemodel te configureren op basis van de constructieve analyse.
Ze wilden ook hun verbindingsontwerp in RFEM doen, maar dat werd niet ondersteund voor zo'n zeer complex verbindingsontwerp. Daarom wendden ze zich tot IDEA StatiCa.
Mensen kiezen meestal voor SolidWorks of Fusion 360 om hun eigen berekeningen te configureren. Maar ze houden vaak geen rekening met hoeveel tijd en moeite dit kost. IDEA StatiCa biedt zeer goed gedefinieerde functies voor productiemodellering en verbindingen, evenals de flexibiliteit om aangepaste secties samen te stellen op het gebied van verstijvende elementen. Daarnaast biedt het een uitstekend systeem voor het uitvoeren van normtoetsingen op staven, waardoor u zich volledig kunt richten op het oplossen van ontwerpvraagstukken.
Trevor Chou
Project Engineer – CRAFT Engineering Studio
Verenigde Staten
Met een gemiddelde verdiepingshoogte van 10 ft (3 m) bestaat het tweeverdiepingen tellende momentraamwerk 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 balkongedeelte, zonder zichtbare constructieve schoren of steunen. Het team moest daarom een thermisch onderbroken, ongestutte balkonvloer ontwerpen, waarvoor ze ervoor kozen een momentraamwerk te combineren met diepe multi-LVL houten liggers die kruisten met orthogonale flitch beams om de uitkragingen en achterspanningen te vormen.
De resulterende stalen knoopverbinding werd ontworpen om krachten en momenten in de twee orthogonale assen op te nemen. Aanvankelijk wilden ze een centrale holle koker als knooppunt gebruiken, maar deze bleek niet in staat de hoge momenten van de momentraamwerkligger op te nemen vanwege onvoldoende stijfheid uit het vlak in de wanden van het kokerprofiel.
We moesten het ontwerp herzien. Gelukkig leidde de mogelijkheid om te visualiseren hoe krachten kunnen worden overgedragen naar verschillende staven in IDEA StatiCa ons naar een betere oplossing. We besloten om te kiezen voor een hub met een breedflens-profiel, omdat dit voor grote continuïteit in beide orthogonale assen zorgt en een vloeiende krachtsoverdracht tussen staven mogelijk maakt.
Trevor Chou
Projectingenieur – CRAFT Engineering Studio
Verenigde Staten
De stalen verbinding werd opnieuw ontworpen met een breedflensprofiel om continuïteit in beide assen te behouden, terwijl ook een directere overdracht van krachten en momenten naar het midden van het knooppunt werd gewaarborgd.
Bovendien moesten de balkonstaven continu door de thermische lijn van het gebouw lopen, dus het team voegde een thermische onderbrekingsplaat toe (van een aangepast materiaal) om de risico's van warmteverlies en condensatie te verminderen.
Ze gebruikten Dlubal RFEM om de raamwerkstaven te analyseren en ontwerpen, en IDEA StatiCa om ingewikkelde verbindingen in meerdere materialen te ontwerpen.
IDEA StatiCa biedt de flexibiliteit om aangepaste materialen en elementen met complexe geometrieën en templates voor hout-op-staal verbindingen te creëren, wat de tijd die nodig is om het model op te zetten aanzienlijk heeft verminderd.
Trevor Chou
Project Engineer – CRAFT Engineering Studio
Verenigde Staten
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 windbelasting kunnen weerstaan zonder schuifwanden of schoren, maar om het nog ingewikkelder te maken, introduceerde het thermisch onderbroken, ongestutte balkon een tweede orthogonale ontwerprichting ten opzichte van het hoofdmomentraamwerk – wat betekende dat afschuiving, normaalkracht en momentcapaciteit in 2 richtingen bij de knooppunten moesten worden opgenomen.
Het oorspronkelijke ontwerp was bedacht als een stalen systeem. CRAFT werkte dus met een op staal gebaseerde gebouwtopologie, met als doel zoveel mogelijk hiervan in constructief hout en houtwerk uit te voeren.
Hoewel houtverbindingsontwerpen niet werden ondersteund door IDEA StatiCa, kon de tool wel uitvoerkrachten leveren op specifieke boutposities. Het team kon deze resultaten vervolgens eenvoudig overzetten naar hun eigen ontwerpspreadsheet (voor houtnorm-conforme boutdraagcontroles) om de krachtsverdeling te verifiëren en zo hun constructief ontwerp voor de verbinding af te ronden.
Dit betekende dat we snel prototypes van de verbindingen konden maken in IDEA StatiCa – waarbij we de boutmaat, de tussenafstanden en de rangschikkingen enz. aanpasten – en vervolgens eenvoudig de herziene boutkrachten konden exporteren naar onze eigen spreadsheets.
Martyn Sheard
Senior Project Engineer – CRAFT Engineering Studio
Verenigde Staten
Oplossingen en resultaten
Voltooid in 2022, is de woning met twee verdiepingen op Martha's Vineyard een prachtig voorbeeld van uitmuntend architectonisch en constructief ontwerp.
Door het gebruik van IDEA StatiCa-software en nauwe samenwerking met de architect, thermisch adviseur en fabrikant, wist CRAFT een volledig stalen raamwerk succesvol te ontwikkelen tot een hybride houtoplossing, waarmee de benodigde hoeveelheid staal werd verminderd en de constructie van het gebouw in lijn bleef met de traditionele lokale bouwwijze.
Over Craft | Engineering Studio
CRAFT, gevestigd in New York, biedt adviesdiensten op het gebied van constructief ontwerp voor de bouw van nieuwe (en de verbouwing van bestaande) residentiële, commerciële en speciale projecten in traditionele en niet-traditionele materialen.
Als visionaire studio voor constructief ontwerp is het team van CRAFT gepassioneerd over de voortdurende dialoog tussen constructief ontwerp en architectuur. Door hun ervaring en open blik te combineren met toonaangevende rekentools en analysemiddelen, kan CRAFT haar klanten efficiënte, praktische en innovatieve oplossingen bieden voor constructief ontwerp – perfect voor architecten en ontwerpers die op zoek zijn naar nieuwe benaderingen voor het leveren van constructief ontwerp.
Als Project Engineer brengt Trevor Chou zijn ervaring mee in het uitvoeren van constructief ontwerp en analyse voor hoogbouw en commerciële woningbouw (volgens Amerikaanse en Chinese bouwnormen) en is hij gepassioneerd over het integreren van zijn kennis van architectuur en engineering.
Martyn Sheard is Senior Project Engineer bij het bedrijf en heeft twaalf jaar ervaring in ontwerp en projectmanagement bij een breed scala aan projecttypen en -schalen, met een bijzondere interesse in het engineeren van massief houten constructies.
Martyn Sheard en Trevor Chou wonnen de categorie Kleinschalige constructies bij de IDEA StatiCa Excellence Award 2021, waarbij ze 100 andere inzendingen in de categorie kleinschalige constructies versloegen.
Ontdek wat de ingenieurs over het project zeggen
Woningbouw
Woningbouw
Woningbouw
Verbindingsdetail
Bouw van een eengezinswoning
Detail van de verbinding
Verbinding modeldetail
Connection model detail
