Over het project
De constructie bestaat uit vier torens verbonden door drie gefabriceerde stalen vakwerkbruggen en heeft een complexe geometrie. Met behulp van IDEA StatiCa verkregen Dallas Lee, hoofdingenieur bij de Robert Bird Group, en zijn team de nauwkeurige flexibiliteit die nodig was om de driedimensionale vakwerkknopen nauwkeurig, veilig en efficiënt te modelleren.
Het Queen's Wharf Skydeck is opgebouwd uit staal en bestaat uit drie overspanningen van 25 m, 30 m en 35 m, die de torens van het project (genaamd IT1, IT2, IT3 en IT4) met elkaar verbinden. Twee overspanningen (tussen IT1 en IT2 en tussen IT3 en IT4) zijn ontworpen met permanente bewegingsvoegen om de onafhankelijke beweging van de verbonden torens mogelijk te maken. De overspanning IT1-2 vormde een unieke uitdaging. Deze verbindt de zijkant van toren IT1 via een vast dek dat tot 12 m uitsteekt ten opzichte van de gevellijn van de toren, waarvoor een geavanceerd articulatiescharnier vereist was.
De overspanningen van het Skydeck worden geassembleerd en bekleed op podiumniveau, vervolgens horizontaal via een railsysteem op hun positie geschoven en daarna verticaal omhooggehesen met strengen.
Vanwege de aard van het project was het snijpunt van de knopen waar de vakwerken samenkomen ingewikkeld geworden. Dallas Lee en zijn team hadden nog geen software gevonden die dit soort verbindingen kon afhandelen zonder ze volledig opnieuw te modelleren in hun EEM-programma, wat onaanvaardbaar veel tijd kostte.
Technische uitdagingen
Het project omvat vier torens met een skybrug tussen torens IT2 en IT3. De belangrijkste reden voor het gebruik van IDEA StatiCa was het ontwerpen van de complexe vakwerkknopen in het Skydeck tussen torens IT1 en IT2 en IT3 en IT4.
Vanwege de complexiteit in en rondom deze knopen zou het modelleren ervan in traditionele EEM-software te veel tijd hebben gekost. Ze ontdekten dat IDEA StatiCa ideaal was voor het snel modelleren van dergelijke verbindingen.
Een ander uniek aspect van het project is dat torens IT1 en IT2 zeer verschillende seismische responsen hebben, waardoor ze anders bewegen. Dit betekent dat als de dekken tussen de torens vergrendeld zouden zijn, er grote inwendige krachten zouden ontstaan.
Om dit te ondervangen, hebben ze een articulatiebeweegvoeg toegepast zodat de dekken op dat punt kunnen draaien. Om deze rotatie te realiseren, is een oplegging op een stalen console aan de binnenzijde gebruikt. Dit resulteerde in de noodzaak om zeer complexe, op maat gemaakte staalverbindingen te ontwerpen.
Tijdens het project vroeg het profiel van het dek bijzondere aandacht. Eerder had het in profiel de vorm van een scheepsromp. Door een knik in zowel het bovenvlak als de onderkant aan te brengen, waren zeer complexe staalverbindingen noodzakelijk, waarbij de secundaire ligger door de primaire vakwerklijn knikte.
Dallas en zijn team werden ook geconfronteerd met het oplossen van andere zeer creatieve verbindingen vanwege de strikte architectonische keuzes voor het project. IDEA StatiCa stelde hen in staat alle hindernissen te overwinnen en vertrouwen te krijgen in hun vermogen om alle verbindingsontwerpen nauwkeurig te realiseren, ongeacht de complexiteit.
Oplossingen en resultaten
De belangrijkste les uit het project voor Dallas en zijn team was het vertrouwen dat hij en zijn team in hun ontwerpen hadden. In plaats van een gewoon EEM-model te gebruiken, was dit vertrouwen grotendeels te danken aan de verificaties die achter het gebruik van IDEA StatiCa schuilgingen.
Ze konden ook een workflow ontwikkelen waarbij ze de staafgeometrie en staafkrachten uit hun eindige-elementenanalysemodel konden overnemen. Ze stelden een Python-script op waarmee ze de gegevens uit Strand7 konden extraheren naar het SAF-bestandsformaat, omdat Strand7 geen BIM-koppeling heeft. Hierdoor was het mogelijk het model via Checkbot in IDEA StatiCa te importeren, wat een groot voordeel was voor het team, omdat ze hiermee gegevens verliesvrij konden overdragen via de goed gedocumenteerde API van IDEA StatiCa.
In het verleden moesten Dallas en zijn team ofwel conservatiever te werk gaan in hun ontwerpbenadering — alles handmatig beoordelen, gedocumenteerde modellen toepassen en deze aanpassen voor een aangepaste verbinding — ofwel, als ze iets zeer complex wilden detailleren, volledig op maat gemaakte eindige-elementenanalysemodellen maken.
Het gebruik van deze workflow, waarbij ze de staafgeometrieën en alle verschillende lastgevallen en combinaties inbrachten, bespaarde hen veel tijd. Dit hielp hen vertrouwen te hebben in hun ontwerpen en deze ook iets verder te durven doorvoeren.
Over Robert Bird Group
Robert Bird Group is een wereldwijd adviesbureau voor constructief ingenieursbureau met meer dan 700 medewerkers verdeeld over elf kantoren. Als lid van de Surbana Jurong Group zijn ze toegewijd aan het realiseren van de visie van elke opdrachtgever door onophoudelijk te streven naar technische excellentie in alle projecten. Ze bieden diensten aan op vijf vakgebieden, waarbij ze putten uit hun internationale expertise: constructief ontwerp, civiele techniek, bouwkunde, geotechniek (VK en Midden-Oosten), virtueel ontwerp en bouw.
Het bureau won de categorie Publieksprijs bij de IDEA StatiCa Excellence Awards 2023.
Probeer IDEA StatiCa gratis
Start vandaag uw proefperiode en geniet 14 dagen van volledige toegang en service, geheel kosteloos.
Start gratis proefperiode
