O projekcie
Konstrukcja składająca się z czterech wież połączonych trzema stalowymi mostami kratownicowymi charakteryzowała się złożoną geometrią. Dzięki IDEA StatiCa Dallas Lee, główny inżynier w Robert Bird Group, wraz ze swoim zespołem uzyskał precyzyjną elastyczność niezbędną do dokładnego, bezpiecznego i efektywnego modelowania trójwymiarowych węzłów kratownicy.
Queen's Wharf Skydeck jest wykonany ze stali i składa się z trzech przęseł o rozpiętościach 25 m, 30 m i 35 m, łączących wieże inwestycji (oznaczone IT1, IT2, IT3 i IT4). Dwa przęsła (między IT1 a IT2 oraz IT3 a IT4) zaprojektowano z trwałymi dylatacjami umożliwiającymi niezależne przemieszczenia połączonych wież. Przęsło IT1-2 stanowiło wyjątkowe wyzwanie. Łączy ono bok wieży IT1 ze stałym pomostem, wysięgnikiem sięgającym do 12 m od lica elewacji wieży, co wymagało zastosowania zaawansowanego złącza przegubowego.
Przęsła Skydeck są montowane i obudowywane na poziomie podium, a następnie przesuwane poziomo na miejsce za pomocą systemu szynowego, po czym podnoszone pionowo przy użyciu splotów.
Ze względu na charakter projektu, przecięcia węzłów, w których kratownice się łączą, stały się skomplikowane. Dallas Lee i jego zespół nie spotkali się wcześniej z żadnym oprogramowaniem, które obsługiwałoby tego rodzaju połączenia bez konieczności modelowania ich od podstaw w programie MES, co było nieakceptowalnie czasochłonne.
Wyzwania inżynierskie
W projekcie znajdują się cztery wieże z mostem niebieskim między wieżami IT2 i IT3. Głównym powodem zastosowania IDEA StatiCa było zaprojektowanie skomplikowanych węzłów kratownicy w Skydeck między wieżami IT1 i IT2 oraz IT3 i IT4.
Ze względu na wysoki stopień złożoności tych węzłów, modelowanie ich w tradycyjnym oprogramowaniu MES zajęłoby zbyt dużo czasu. Okazało się, że IDEA StatiCa jest idealna do modelowania takich połączeń i robienia tego szybko.
Kolejnym unikalnym aspektem projektu jest to, że wieże IT1 i IT2 mają bardzo różne odpowiedzi sejsmiczne, co oznacza, że przemieszczają się w odmienny sposób. Gdyby połączono pomosty między wieżami w sposób sztywny, wytworzyłyby się znaczne siły wewnętrzne.
Aby temu zaradzić, zastosowano przegubowe złącze dylatacyjne umożliwiające obrót pomostu w tym punkcie. W celu uzyskania tego obrotu użyto łożyska opartego na stalowym wsporniku wewnątrz konstrukcji. Skutkowało to koniecznością zaprojektowania bardzo złożonych, wykonanych na zamówienie stalowych połączeń spawanych.
W trakcie realizacji projektu szczególną uwagę wymagał profil pomostu. Wcześniej miał on kształt kadłuba łodzi w przekroju. Wprowadzenie załamania zarówno na górnej powierzchni, jak i na spodzie spowodowało konieczność zastosowania bardzo skomplikowanych połączeń stalowych, w których belka drugorzędna załamuje się przez linię głównej kratownicy.
Dallas i jego zespół musieli również rozwiązać kilka innych bardzo kreatywnych połączeń wynikających z rygorystycznych decyzji architektonicznych dotyczących realizacji projektu. IDEA StatiCa pozwoliła im pokonać wszystkie te przeszkody i nabrać pewności co do możliwości precyzyjnego wykonania wszystkich projektów połączeń, niezależnie od ich złożoności.
Rozwiązania i wyniki
Kluczowym wnioskiem z projektu dla Dallasa i jego zespołu była pewność, jaką on i jego zespół odczuwali w stosunku do swoich projektów. Zamiast korzystać ze zwykłego modelu MES, pewność ta wynikała w dużej mierze z testów przeprowadzonych przy użyciu IDEA StatiCa.
Udało im się również opracować przepływ pracy, w którym mogli pobierać geometrię elementów i siły w elementach z modelu analizy metodą elementów skończonych. Skonfigurowali skrypt Python, aby móc wyodrębnić dane ze Strand7 do formatu pliku SAF, ponieważ Strand7 nie posiada łącza BIM. Umożliwiło to import modelu do IDEA StatiCa przez Checkbot, co było ogromną zaletą dla zespołu, gdyż oznaczało możliwość przesyłania danych bez strat przy użyciu dobrze udokumentowanego API IDEA StatiCa.
W przeszłości Dallas i jego zespół musieli albo stosować bardziej zachowawcze podejście projektowe, oceniając wszystko ręcznie, stosując udokumentowane modele i dostosowując je do niestandardowych połączeń, albo — jeśli chcieli szczegółowo opracować coś wysoce złożonego — tworzyć niestandardowe modele analizy metodą elementów skończonych od podstaw.
Zastosowanie tego przepływu pracy, w którym wprowadzano geometrie elementów oraz wszystkie różne przypadki i kombinacje obciążeń, pozwoliło zaoszczędzić wiele czasu. Pomogło im to nabrać pewności co do swoich projektów, a także nieco bardziej je optymalizować.
O Robert Bird Group
Robert Bird Group to globalna firma konsultingowa w dziedzinie inżynierii, zatrudniająca ponad 700 pracowników w jedenastu biurach. Jako członek Surbana Jurong Group firma jest zaangażowana w realizację wizji każdego klienta poprzez nieustanne dążenie do doskonałości inżynierskiej we wszystkich projektach. Oferuje usługi w pięciu dziedzinach, czerpiąc z międzynarodowego doświadczenia: inżynieria konstrukcyjna, inżynieria lądowa, inżynieria budowlana, geotechnika (Wielka Brytania i Bliski Wschód), wirtualne projektowanie i budowa.
Firma zdobyła nagrodę w kategorii głosowania publicznego w IDEA StatiCa Excellence Awards 2023.
Wypróbuj IDEA StatiCa za darmo
Rozpocznij okres próbny już dziś i skorzystaj z 14 dni pełnego dostępu oraz usług bezpłatnie.
Rozpocznij bezpłatny okres próbny
