Woongebouw in Praag
Over het project
Het project betrof een gewapend betonnen appartementsgebouw in Praag met een dwarse wandconstructie. Op basis van de eis voor garageparkeren werd op de begane grond een kolomsysteem toegepast. Vanwege de indeling was het niet mogelijk alle kolommen zo te plaatsen dat ze direct in lijn lagen met het wandconstructiesysteem.
De constructie werd ontworpen met behulp van een wand-plaatmodel in een gangbaar EEM-programma, waarbij geselecteerde elementen afzonderlijk werden gemodelleerd en ontworpen in IDEA StatiCa Detail.
Het volgende artikel richt zich op het ontwerp en de normtoetsing van een van de draagwanden met behulp van de Compatible Stress Field Method in IDEA StatiCa Detail.
Technische uitdagingen
De constructieve indeling van het gebouw riep verschillende vragen op over de werkelijke interactie tussen de wand en de horizontale elementen. Bij deze wand was het voornaamste vraagstuk de invloed van de verticale stijfheid van de ligger aan de onderzijde van de wand. Omdat het materiaal in een gangbaar EEM-model traditioneel als lineair wordt beschouwd, bestond de zorg dat de stijfheid van de ligger aan de "onveilige kant" zou worden overschat.
Daarom werd een submodel van de wand aangemaakt in IDEA StatiCa Detail. Om een veilig ontwerp te waarborgen, werd het model in twee varianten van randvoorwaarden opgesteld. In de eerste variant werd de ligger weergegeven door een elastische oplegging met een stijfheid die overeenkomt met de doorbuiging van de ligger met inachtneming van scheurvorming en kruip. In de tweede variant werd de oplegging die de ligger vertegenwoordigt volledig verwijderd. Op het niveau van de vloerplaten werden elastische opleggingen aangemaakt, waarbij stijfheidswaarden werden gebruikt op basis van de horizontale vervorming van het gebouw.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{De vorm van de wand en het model in IDEA StatiCa Detail, inclusief belastingen. Pijlen vertegenwoordigen gedefinieerde randvoorwaarden.}}}\]
Oplossing en resultaten
Het wapeningstontwerp was gebaseerd op Topologie-optimalisatie. De uitvoer van deze tool is een topologie van drukgebieden en trekgebieden. De vorm van dit "vakwerk" kan worden gebruikt om de wapening zo efficiënt mogelijk te plaatsen en kritieke drukgebieden in de constructie te identificeren.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Topologie-optimalisatie en wapeningstontwerp in IDEA StatiCa Detail}}}\]
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Wapeningstdetail voor uitkragende consolewand}}}\]
De volgende stap was het controleren van de constructie in IDEA StatiCa Detail voor de uiterste grenstoestand en ook de bruikbaarheidsgrenstoestand. Dit alles is mogelijk dankzij een speciaal eindige-elementenmodel dat de wapening als 1D-elementen modelleert. Hierdoor kan het gedrag van de constructie worden berekend op basis van de werkelijke wapening en zijn er geen beperkingen op basis van de vorm van de constructie of de wapening.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Grenstoestandscontrole in IDEA StatiCa Detail}}}\]
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Scheurcontrole in IDEA StatiCa Detail}}}\]
Conclusie
Dankzij het aanmaken van een submodel van de constructie in IDEA StatiCa Detail verkreeg het team van KRStatic de zekerheid dat de atypische constructieve indeling de draagkracht van het gebouw niet negatief zou beïnvloeden. De modellen die in IDEA StatiCa werden aangemaakt, zijn berekend met meerdere varianten van de randvoorwaarden, waardoor de veiligheid van het ontwerp werd gewaarborgd. Het resultaat was een veilige en geoptimaliseerde constructieve oplossing voor het appartementsgebouw.