Żelbetowa konstrukcja budynku wielofunkcyjnego
O projekcie
W Brnie powstaje nowy budynek wielofunkcyjny, którego konstrukcja wykonana jest z żelbetu. Budynek będzie dominował w dzielnicy Královo Pole i połączy przestrzeń handlową na parterze z hotelem na wyższych kondygnacjach. W budynku znajdzie się również duży podziemny parking.
Konstrukcja nośna zaprojektowana jest w całości z żelbetu. Na niższych kondygnacjach i w podziemnych garażach zastosowany zostanie pionowy układ słupowy. Z konstrukcyjnego punktu widzenia stropy są podparte punktowo.
Cała konstrukcja budynku oparta jest na długich palach wierconych w połączeniu z masywną płytą fundamentową. Ta ostatnia zaprojektowana jest tak, aby przenosić efekty wynikające z wzajemnego oddziaływania płyty z podłożem oraz z palami. W ten sposób w konstrukcji powstały tzw. 'strefy nieciągłości', które są najbardziej ryzykownymi fragmentami tej konstrukcji betonowej.
Ponieważ budynek otoczony jest innymi obiektami, wykop pod fundamenty został zaprojektowany bardzo starannie.
Czech Republic
Wyzwania inżynierskie
Choć budynek wygląda stosunkowo prosto z zewnątrz, do rozwiązania było niezliczonych wyzwań technicznych.
Szczególnie trudne było przeniesienie obciążeń z kondygnacji naziemnych na kondygnacje podziemne ze względu na duże różnice w rzucie poziomym, różne układy konstrukcyjne oraz wymagania funkcjonalne poszczególnych przestrzeni (piwnica: rampa i pasy ruchu; kondygnacje nad garażami: handlowe). Z tego powodu niektóre części konstrukcji są poddane naprawdę wysokim naprężeniom.
Jako rozwiązanie inżynierowie zaprojektowali wysokie belki ścienne rozciągające się na dwie kondygnacje w miejscach, gdzie układ konstrukcyjny zmienia się ze ścianowego na słupowy.
Rozwiązania i wyniki
STATIKON wykorzystał IDEA StatiCa do zaprojektowania i sprawdzenia normowego styku między ścianami obwodowymi w podziemnej części budynku, płytami fundamentowymi i palami. Nie było możliwe umieszczenie pali centralnie pod ścianami. Powodem była konieczność zachowania przepisanej odległości od stopy wykopu fundamentowego.
W podobnych przypadkach możliwe jest zaprojektowanie masywnego żebra rozdzielczego wzdłuż obwodu płyty fundamentowej, jednak spowoduje to wzrost kosztów materiałowych (beton i zbrojenie, wykop, pogłębienie konstrukcji fundamentu).
Inną opcją rozwiązania sytuacji jest zastosowanie szczegółowej analizy w IDEA StatiCa. Przy jej pomocy możliwe jest zbadanie szczegółu styku głowicy pala z płytą fundamentową pod ścianą obwodową. W ten sposób inżynierowie stwierdzili, że żebro obwodowe nie jest potrzebne. Jedynymi wyjątkami były dwa najbardziej obciążone obszary, których nie można było rozwiązać bez lokalnej głowicy rozdzielczej.
Dzięki temu podejściu inżynierowie z STATIKON Solutions s.r.o. zdołali osiągnąć niezawodny i precyzyjny projekt, który gwarantował również najbardziej ekonomiczne wykorzystanie materiału przy zachowaniu wystarczającej stateczności.
Kolejnym problemem, który pomogło rozwiązać IDEA StatiCa, był punkt, w którym słup kończy się w płycie fundamentowej w przestrzeni między dwoma palami. Sytuacja ta powstaje, gdy nośność pojedynczego pala nie jest już wystarczająca i wymagany jest „zestaw" pali.
W tym przypadku są to dwa pale o wzajemnej odległości osiowej równej dwóm średnicom jednego pala. Prowadzi nas to z powrotem do strefy nieciągłości, gdzie siły ze słupa przenoszone są na pale za pośrednictwem ściskanego krzyżulca z siłami rozciągającymi.
Jeszcze jednym wyzwaniem, które inżynierowie rozwiązali przy pomocy IDEA StatiCa, były wspomniane wysokie belki ścienne oraz niektóre wysokie filary, które są bardzo mimośrodowo obciążone ze względu na swoje duże wymiary.
W przypadku mimośrodowo obciążonych słupów inżynierowie nie musieli przyjmować podejścia zachowawczego i uproszczonego traktowania siły pionowej przyłożonej w mimośrodowej odległości od osi słupa jako momentu gnącego. Mogli zająć się sytuacją pod kątem rozkładu naprężeń ściskających i sił rozciągających na dalsze części konstrukcji.
Gdyby zdecydowali się na zachowawcze podejście przy projektowaniu i ocenie mimośrodowo obciążonego słupa, w ogóle nie byłoby możliwe opracowanie projektu. Projekt z pomocą IDEA StatiCa doprowadził do optymalnej ilości potrzebnego zbrojenia i jego rozmieszczenia.
Dzięki zastosowaniu IDEA StatiCa Detail niektóre wyzwania zostały pokonane szybciej i przy mniejszym nakładzie pracy, niż byłoby to możliwe przy użyciu konwencjonalnych procedur.
Czech Republic
O firmie STATIKON Solutions s.r.o.
STATIKON Solutions s.r.o., z siedzibą w Pradze, działa na rynku od 2010 roku. Firma zajmuje się przygotowaniem ocen konstrukcyjnych – od studiów i projektów na potrzeby postępowań planistycznych, przez dokumentację pozwoleń na budowę lub zgłoszeń budowlanych, aż po dokumentację wykonawczą.
Firma współpracuje z czołowymi architektami, renomowanymi biurami projektowymi, deweloperami i firmami budowlanymi.
Wniosła swoje know-how do ponad dwustu dużych projektów.
STATIKON Solutions s.r.o. zdobyła IDEA StatiCa Excellence Awards 2021 w kategorii Duże budynki właśnie z tym projektem budynku wielofunkcyjnego.
Posłuchaj inżyniera Tomasa Krivki wyjaśniającego główne wyzwania projektu
Galeria budynku wielofunkcyjnego w Brnie
Oprogramowanie „niezbędne" dla profesjonalistów w dziedzinie konstrukcji
INNE STUDIA PRZYPADKÓW
