Îmbinări precise de țevi pentru o pergolă emblematică din Viena

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Vertical section of the pergola}}}\]

Despre proiect

Pergola, situată în capitala Austriei, este un acoperiș vizual impresionant susținut de patru coloane în consolă de 7 metri înălțime, realizate din secțiuni tubulare circulare CHS 193,7×14,2. Aceste coloane sunt îmbinate cu moment încovoietor la fundațiile din beton și formează elementele verticale principale ale structurii. Grinzile inelare curbate, atât interioare cât și exterioare, sunt post-tensionate între coloane și stabilizate cu membrane. Diagonale suplimentare de compresiune leagă grinzile inelare de coloane pentru a spori rigiditatea de ansamblu și stabilitatea spațială.

Grinzile inelare sunt fabricate din tuburi CHS 139,7×14,2 și CHS 76,1×4 din oțel S355J0. Echipa de proiectare a fost responsabilă pentru toate îmbinările critice dintre aceste elemente curbe și înclinate, asigurând un echilibru atent între integritatea structurală, constrângerile estetice și fezabilitatea montajului.

Provocări de inginerie

Provocarea definitorie a proiectului a constat în geometria și condițiile de forță la îmbinările secțiunilor tubulare din oțel. Fiecare nod trebuia să preia un set complet de forțe interioare, inclusiv torsiune semnificativă, încovoiere după axa slabă, forță axială și forfecare, toate în cadrul unui gabarit vizual minimal și acceptabil din punct de vedere arhitectural. Pozițiile șuruburilor trebuiau ascunse sau înglobate acolo unde era posibil, iar utilizarea decupajelor și a golurilor pentru a realiza acest lucru a complicat și mai mult traseul forțelor și comportamentul local al plăcilor.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Outer ring endplate splice with cut-out}}}\]

Plăcile de bază rezistente la moment au necesitat o inginerie detaliată cu IDEA StatiCa Connection pentru a gestiona concentrările de tensiuni generate de coloanele înalte în consolă, în special în condiții de încărcare laterală. Aceste îmbinări de bază au prezentat decupaje mari pentru fixări ascunse, ceea ce a făcut impracticabile calculele manuale tradiționale sau modelele simplificate de îmbinare. Același lucru s-a aplicat și interfețelor tijelor de întindere și îmbinărilor grinzilor inelare curbe, unde excentricitatea, flambajul și stabilitatea locală au trebuit evaluate simultan.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Base plate connection with cut-out}}}\]

Având în vedere numărul de îmbinări și variabilitatea ridicată a geometriei, o abordare manuală prin MEF ar fi fost consumatoare de timp, predispusă la erori și dificil de documentat. În plus, clientul a solicitat termene scurte de execuție și proiecte de îmbinări compacte și eficiente, crescând presiunea asupra echipei de inginerie pentru a livra soluții precise și conforme cu codul rapid.

Soluții și rezultate

IDEA StatiCa Connection a permis E-STEEL Ltd. să modeleze fiecare scenariu complex de îmbinare — fie că era vorba de plăci de bază, tije diagonale sau îmbinări ale grinzilor inelare curbe — cu fidelitate deplină. Capacitatea software-ului de a gestiona toate cele șase componente ale forțelor interioare, inclusiv torsiunea și încovoierea în afara planului, a fost esențială în acest proiect. Datorită metodei CBFEM, inginerii au putut vizualiza fluxul forțelor, evalua zonele de deformație plastică și verifica flambajul local al plăcilor, toate într-un mediu unificat.

O aplicație remarcabilă a fost proiectarea plăcii de bază, care a prezentat decupaje și șuruburi ascunse. Cu IDEA StatiCa, inginerii au putut modela explicit interacțiunile complexe de contact, valida presiunea de reazem și determina dimensiunea și poziționarea optimă a sudurilor, fără a supradimensiona îmbinarea. Pentru tijele diagonale de întindere, IDEA StatiCa a oferit o vizualizare clară a tensiunilor în cornierele de prindere și plăcile de nod, permițând rafinarea dimensionării și ajustări geometrice.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Tension rod connection}}}\]

Posibilitatea de a ajusta iterativ geometria și sudurile și de a relansa imediat verificările conform codului a economisit ore pentru fiecare tip de îmbinare. Dimensiunile sudurilor au fost optimizate pentru economia de fabricație, fără a fi necesară o supradimensionare conservatoare. Fiecare îmbinare a trecut verificarea conform Eurocodului cu documentație completă, reducând riscul în timpul revizuirii și permițând echipei să respecte termenele stricte de depunere.

Impact măsurat

Utilizând IDEA StatiCa, E-STEEL Ltd. a redus timpul de detaliere a îmbinărilor cu aproximativ 50% față de fluxul lor de lucru convențional bazat pe MEF. Mai important, au reușit să livreze îmbinări compacte din punct de vedere arhitectural, care nu au compromis siguranța structurală sau cerințele codului. Cu cel puțin șase tipuri distincte de îmbinări și zeci de combinații de încărcări implicate, capacitatea de a introduce rapid, analiza și documenta fiecare scenariu a făcut din IDEA StatiCa un factor esențial al succesului proiectului.

Despre E-STEEL Ltd

E-STEEL Ltd oferă servicii de inginerie structurală în toate fazele de proiectare, de la concept până la execuție detaliată, pentru clienți din Ungaria și din străinătate. Deși principalul lor domeniu de activitate îl reprezintă structurile industriale din oțel, aceștia lucrează și la clădiri din beton armat, structuri de închidere, silozuri, suporturi mecanice și ansambluri rezidențiale.

E-STEEL

Hungary

Detalii