Precyzyjne połączenia rur dla ikonicznej pergoli w Wiedniu
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Vertical section of the pergola}}}\]
O projekcie
Pergola, zlokalizowana w stolicy Austrii, to efektowny wizualnie zadaszenie podparte czterema 7-metrowymi wspornikowanymi słupami z przekrojów rurowych CHS 193,7×14,2. Słupy te są połączone momentowo z fundamentami betonowymi i stanowią główne pionowe elementy konstrukcji. Zakrzywione belki pierścieniowe – wewnętrzna i zewnętrzna – są sprężone wstępnie między słupami i stabilizowane powłokami membranowymi. Dodatkowe ściskane krzyżulce łączą belki pierścieniowe ze słupami, zwiększając ogólną sztywność i przestrzenną stateczność konstrukcji.
Belki pierścieniowe wykonano z rur CHS 139,7×14,2 oraz CHS 76,1×4 ze stali S355J0. Zespół projektowy był odpowiedzialny za wszystkie kluczowe połączenia między tymi zakrzywionymi i pochylonymi elementami, dbając o staranne wyważenie integralności konstrukcyjnej, wymagań estetycznych i wykonalności montażu.
Wyzwania inżynierskie
Głównym wyzwaniem projektu była geometria i warunki sił w połączeniach rurowych elementów stalowych. Każde złącze musiało przenosić pełen zestaw sił wewnętrznych, w tym znaczące skręcanie, zginanie względem słabej osi, siłę osiową i ścinanie – wszystko w wizualnie minimalistycznej i architektonicznie akceptowalnej formie. Lokalizacje śrub musiały być tam, gdzie to możliwe, ukryte lub zatopione, a zastosowanie wycięć i otworów w tym celu dodatkowo komplikowało ścieżkę sił i lokalne zachowanie blach.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Outer ring endplate splice with cut-out}}}\]
Hungary
Płyty podstawy przenoszące momenty wymagały szczegółowego projektowania z wykorzystaniem IDEA StatiCa Connection w celu zarządzania koncentracjami naprężeń od wysokich słupów wspornikowych, zwłaszcza przy obciążeniach poziomych. Te połączenia przy podstawie zawierały duże wycięcia dla ukrytych mocowań, co czyniło tradycyjne obliczenia ręczne lub uproszczone modele złączy niepraktycznymi. To samo dotyczyło interfejsów prętów rozciąganych i złączy zakrzywionych belek pierścieniowych, gdzie mimośród, wyboczenie i lokalna stateczność musiały być oceniane jednocześnie.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Base plate connection with cut-out}}}\]
Hungary
Biorąc pod uwagę liczbę połączeń i dużą zmienność geometrii, ręczne podejście MES byłoby czasochłonne, podatne na błędy i trudne do udokumentowania. Ponadto klient wymagał krótkich terminów realizacji i kompaktowych, efektywnych projektów złączy, co zwiększało presję na zespół inżynierski, aby szybko dostarczał dokładne i zgodne z normami rozwiązania.
Rozwiązania i wyniki
IDEA StatiCa Connection umożliwiło firmie E-STEEL Ltd. modelowanie każdego złożonego scenariusza połączenia – czy to płyt podstawy, ukośnych prętów, czy zakrzywionych złączy pierścieniowych – z pełną wiernością. Zdolność oprogramowania do obsługi wszystkich sześciu składowych sił wewnętrznych, w tym skręcania i zginania poza płaszczyzną, miała kluczowe znaczenie w tym projekcie. Dzięki metodzie elementów skończonych opartej na komponentach (CBFEM) inżynierowie mogli wizualizować przepływ sił, oceniać strefy plastycznych odkształceń i sprawdzać lokalne wyboczenie blach – wszystko w jednym środowisku.
Hungary
Szczególnie wyróżniającym się zastosowaniem był projekt płyty podstawy z wycięciami i ukrytymi śrubami. Dzięki IDEA StatiCa inżynierowie mogli jawnie modelować złożone interakcje kontaktowe, weryfikować naciski podporowe oraz określać optymalny rozmiar i rozmieszczenie spoin – bez przewymiarowania połączenia. W przypadku ukośnych prętów rozciąganych IDEA StatiCa zapewniła czytelną wizualizację naprężeń w łącznikach na kątownik i blachach węzłowych, umożliwiając dopracowanie wymiarów i geometrii.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Tension rod connection}}}\]
Możliwość iteracyjnego dostosowywania geometrii i spoin oraz natychmiastowego ponownego uruchamiania sprawdzeń normowych pozwoliła zaoszczędzić wiele godzin przy każdym typie złącza. Rozmiary spoin zostały zoptymalizowane pod kątem ekonomiki wykonania, bez potrzeby zachowawczego przewymiarowania. Każde połączenie przeszło weryfikację zgodności z Eurokodem z pełną dokumentacją, zmniejszając ryzyko podczas przeglądu i umożliwiając zespołowi dotrzymanie napiętych terminów składania dokumentacji.
Wymierny wpływ
Korzystając z IDEA StatiCa, firma E-STEEL Ltd. skróciła czas projektowania szczegółów połączeń o około 50% w porównaniu z dotychczasowym procesem opartym na MES. Co ważniejsze, udało się dostarczyć architektonicznie kompaktowe złącza, które nie naruszały bezpieczeństwa konstrukcji ani wymagań normowych. Przy co najmniej sześciu różnych typach połączeń i dziesiątkach kombinacji obciążeń możliwość szybkiego wprowadzania, analizowania i dokumentowania każdego scenariusza sprawiła, że IDEA StatiCa stała się kluczowym czynnikiem sukcesu projektu.
Hungary
O firmie E-STEEL Ltd
E-STEEL Ltd świadczy usługi inżynierii konstrukcyjnej na wszystkich etapach projektowania – od koncepcji po szczegółowe wykonanie – dla klientów na Węgrzech i za granicą. Choć głównym obszarem działalności są przemysłowe konstrukcje stalowe, firma realizuje również projekty żelbetowych budynków, konstrukcji elewacyjnych, silosów, podpór mechanicznych i budownictwa mieszkaniowego.
Wypróbuj IDEA StatiCa za darmo
INNE STUDIA PRZYPADKÓW
