Îmbinare oțel-lemn, Statele Unite
O nouă reședință situată în Martha's Vineyard, MA, SUA. Amplasamentul se află într-o zonă cu vânturi puternice, iar clădirea este poziționată pe un versant abrupt cu vedere spre ocean, ceea ce impune cerințe semnificative asupra proiectării sistemului de preluare a încărcărilor laterale. Aceste criterii, combinate cu un concept arhitectural deschis și cerința unui balcon termic izolat, nesprjinit, au condus la propunerea unui sistem de cadre cu îmbinări rigide combinat cu console pentru fațada dinspre ocean. Deși inițial conceput în oțel, aspirația clientului și a arhitectului a fost o soluție predominant din lemn.
Cadrul cu îmbinări rigide pe două niveluri este alcătuit din două deschideri de 21 ft și 14 ft, cu o înălțime medie de etaj de 10 ft. Grinzi din lemn LVL compuse, de înălțime mare, se intersectează cu grinzi flitch ortogonale, formând consolele și deschiderile de echilibru ale balconului. Nodul metalic rezultat este proiectat să preia forțe și momente pe cele două axe ortogonale. Inițial s-a propus un nod central din profil tubular, însă acesta s-a dovedit incapabil să preia momentele mari din grinda cadrului rigid, din cauza rigidității insuficiente în planul pereților secțiunii tubulare, precum și a susceptibilității la cedare prin încovoiere. Îmbinarea metalică a fost reproiectată cu un profil cu talpă lată pentru a asigura continuitatea pe ambele axe, garantând totodată transmiterea directă a forțelor și momentelor spre centrul nodului. Deoarece elementele balconului necesită ca oțelul să treacă continuu prin bariera termică a clădirii, s-a inclus un pad de rupere termică pentru a reduce pierderile de căldură și riscul de condens. Am reușit să creăm un material personalizat pentru padul de rupere termică și să îl includem în analiză în cadrul IDEA StatiCa.
Elementele structurale au fost analizate și proiectate utilizând Dlubal RFEM. Pentru proiectarea îmbinărilor complexe din materiale multiple, IDEA StatiCa a reprezentat un instrument suplimentar ideal. Software-ul oferă flexibilitatea de a crea materiale și elemente personalizate cu geometrii complexe, precum și șabloane pentru îmbinări lemn-oțel, ceea ce a redus semnificativ timpul necesar pentru configurarea modelului. Deși verificarea conform codului pentru elementele din lemn nu este acceptată de IDEA StatiCa, rezultatele forțelor din buloane au putut fi transferate cu ușurință în foi de calcul proprii pentru verificare.
Prin utilizarea IDEA StatiCa și colaborarea strânsă cu arhitectul, consultantul termic și fabricantul, am reușit să transformăm un cadru integral metalic într-o soluție hibridă din lemn, reducând astfel cantitatea de oțel necesară și menținând structura clădirii mai aproape de tipul de construcție tradițional specific zonei.
