ახალი საჯარო სპორტული დარბაზი ველიკა ლუდინაში, ხორვატიაში,მონოლითური რკინაბეტონის კარკასი, რომელიც დიდმალიანი ფოლადის ფერმულ სახურავთან არის ინტეგრირებული, მოითხოვდა როგორც მასშტაბურ, ისე მაღალტექნოლოგიურ საინჟინრო გადაწყვეტებს.
კომპანია Reverto Projekt d.o.o.-ს საპროექტო გუნდმა ამ ჰიბრიდული კონსტრუქციისთვის დეტალური სტრუქტურული გამოთვლები შეასრულა და ბეტონისა და ფოლადის შეერთებების რთული ზონის გადაწყვეტაში დაეყრდნო IDEA StatiCa-ს მაღალი სიზუსტის ანალიზს.
BIM ინსტრუმენტების აქტიური გამოყენებისა და ევროკოდების სტანდარტების დაცვით, ეს პროექტი ნათლად აჩვენებს, როგორ შეუძლია კონსტრუქციული კვანძების ანალიზის თანამედროვე პროგრამულ უზრუნველყოფას დააჩქაროს პროექტის განხორციელება და ამავე დროს უზრუნველყოს კონსტრუქციის საიმედოობა და სტრუქტურული მდგრადობა.
კონსტრუქციის 3D მოდელი
პროექტის შესახებ
პროექტი მოიცავდა ახალი სპორტული დარბაზის კონსტრუქციულ პროექტირებას, რომელიც ეფუძნება კომპოზიტურ კონსტრუქციულ სისტემას: ვერტიკალური და შუალედური კონსტრუქციული ელემენტები შესრულებულია რკინაბეტონში, ხოლო სახურავის კონსტრუქცია — ფოლადში.
შენობის საერთო გეგმარებითი ზომებია 61.49 × 37.38 მეტრი, ხოლო ცენტრალური სპორტული დარბაზი გადახურულია 36.48 მეტრი სიგანის ფოლადის ფერმებით. სახურავის გეომეტრია აერთიანებს ერთფერდა და ორფერდა კონსტრუქციულ სქემებს.
რკინაბეტონის ნაწილში შედის გალერეის ფილები, კიბის უჯრედების კორიდორები და მაყურებელთა დახრილი ტრიბუნების პლატფორმები.
საინჟინრო გამოწვევები
პროექტის მთავარი საინჟინრო გამოწვევა იყო რკინაბეტონისა და ფოლადის კონსტრუქციული სისტემების ურთიერთქმედება. ფოლადის სახურავის ფერმები ფიქსირდებოდა რკინაბეტონის სვეტებსა და ფრონტონის კოჭებზე, რათა შექმნილიყო მონოლითური დიაფრაგმის ეფექტი.
ამ შეერთებებს ერთდროულად უნდა შეესრულებინა რამდენიმე მნიშვნელოვანი ფუნქცია:
- მნიშვნელოვანი მომენტებისა და ჭრის ძალების უსაფრთხო გადაცემა კონსტრუქციაში;
- ფოლადის და რკინაბეტონის ელემენტებს შორის საიმედო კვანძური მუშაობის უზრუნველყოფა;
- შენობის გლობალური ჰორიზონტალური მდგრადობის უზრუნველყოფა;
- მყარი სახურავის დისკის (rigid roof diaphragm) რეალიზება, რომელიც მთლიანად დარბაზის სტაბილურობას უზრუნველყოფს.
ფოლადის და ბეტონის კონსტრუქციული კვანძი
„დიდი სიზუსტით ყველაზე რთული კვანძების მოდელირებით, შევძელით უსაფრთხოების და კოდების შესაბამისობის უზრუნველყოფა ზედმეტი კონსერვატიული გადამეტების გარეშე.“– რობერტ ტუდორი, სტრუქტურული ინჟინერი.
ამ პროცესმა მოითხოვა კვანძების დეტალიზება, რომლებიც გაუძლებდნენ სხვადასხვა ტიპის დატვირთვებს:
- საკუთარ წონას;
- მუდმივ აღჭურვილობას;
- თოვლს;
- ქარს;
- ტემპერატურის ცვლილებებს;
- სეისმურ დატვირთვებს.
ანალიზის დროს მნიშვნელოვანია არამხოლოდ ტექნიკური დაძაბულობა და დეფორმაციები, არამედ კვანძების როტაციული სიმტკიცეც.
არასწორად განსაზღვრული სიმტკიცე შეიძლება აზიანებდეს მთლიანი მოდელის მთლიანობას და იწვევდეს მნიშვნელოვან რისკებს.
სიმყარის დიაგრამა My-ϕy
დამატებითი სირთულეები
სირთულეებს აძლიერებდა სახურავის გეომეტრია: პირველი სახურავი იყო ერთფერდიანი, 9° დახრილობით, ხოლო დანარჩენი სექციები იყო ორფერდიანი, 6° დახრილობით. ეს დახრილობის ცვლილებები ცვლიდა დატვირთვის მიმართულებებს და გავლენას ახდენდა ძალების გადაცემაზე.
ამასთან, შუალედური რკინაბეტონის ფილები, მათ შორის მაყურებელთა დახრილი და საფეხურიანი ტრიბუნები, ვერტიკალურ დატვირთვებს ავიწროვებდა და ამყარებდა ასიმეტრიულ დატვირთვის პროფილს, რაც ზრდიდა სწორად მოდელირების და ანალიზის მნიშვნელობას.
გადაწყვეტილებები და შედეგები
სირთულის მართვისთვის საინჟინრო გუნდმა მიმართა ინტეგრირებულ სამუშაო პროცესს, რომლის ცენტრში იყო IDEA StatiCa-ის Connection აპლიკაცია:
- კვანძების მოდელები შეიქმნა და გადაამოწმეს IDEA StatiCa-ში;
- მონაცემები პირდაპირ SCIA Engineer-ის გლობალური ანალიზიდან დააიმპორტიტდა.
ამ უსწრაფესმა ინტეგრაციამ გააქარწყლა ზედმეტი მოდელირება და ააჩქარა პროექტირების ციკლი, უზრუნველყო დეტალური და ზუსტი გადაწყვეტილებები.
სტრუქტურის 3D მოდელი SCIA Engineer-ში
„IDEA StatiCa დაგვეხმარა მნიშვნელოვანი დროის დაზოგვაში: ის, რასაც ხელით გამოთვლების შემთხვევაში დღეები დასჭირდებოდა, ჩვენს სამუშაო პროცესში გახდება ინტეგრირებული და ეფექტური.“– რობერტ ტუდორი, სტრუქტურული ინჟინერი.
Allplan გამოყენებული იყო რკინაბეტონის დეტალებისა და ფორმატების გეგმების შემუშავებისთვის, ხოლო Tekla Structures მხარს უჭერდა სამრეწველო დოკუმენტაციის შექმნას.
Tekla–IDEA StatiCa პლაგინის გამოყენება საშუალებას აძლევდა კვანძების დიზაინის დეტალურ გადაამოწმებას პირდაპირ 3D მოდელიდან, რაც უზრუნველყოფდა სიზუსტეს და ამცირებდა ხელახლა მუშაობის საჭიროებას.
სპეციფიკური კვანძები, როგორებიცაა:
- სახურავის ფერმის ბეტონთან ჩამაგრება,
- მეორადი სახურავის ბალკების შეერთება,
- ფერმის დიაგონალების დეტალიზაცია,
ყველა მოდელირებული და ოპტიმიზირებული იყო IDEA StatiCa-ში, სარგებლობდა დეტალური ვიზუალიზაციისა და შესაბამისობის შემოწმების ინსტრუმენტებით, რაც უზრუნველყოფდა სწორად პროექტირებულ და სტრუქტურულად უსაფრთხო გადაწყვეტილებებს.
სახურავის ფერმების კონსტრუქციის დამაგრება ფრონტონური რკინა-ბეტონის ჩარჩოებზე
„IDEA StatiCa-ს ინტეგრირებამ SCIA-სა და Tekla-სთან ჩვენს BIM პროცესს ნამდვილი ეფექტურობა შესძინა, რაც გუნდისთვის დიდი ნაბიჯი იყო.“
– რობერტ ტუდორი, სტრუქტურული ინჟინერი.
სიმტკიცის ანალიზები, რომლებიც ვიზუალიზებული იყო მომენტ–როტაციის (My-ϕy) დიაგრამებით, ადასტურებდა კვანძების სიმტკიცეს და სტრუქტურული შესრულების სტაბილურობას.
მრავალგვარი კვანძები, როგორებიცაა:
- სახურავის ფერმების დამაგრება რკინაბეტონის ფრონტონურ ელემენტებზე,
- მეორადი ფოლადის ბალკების ფიქსაცია რკინაბეტონის ელემენტებთან,
- ფერმის დიაგონალური შეერთებები,
- საკუთარი ბაზის კვანძების მონტაჟი,
ყველა გამოთვლილი იყო სრული Eurocode სტანდარტების დაცვით.
გუნდი განსაკუთრებით აღაფრთოვანა ალტერნატივების სწრაფად შემოწმების სიმარტივემ, ეს მოქნილობა საშუალებას იძლეოდა ფინალური დიზაინის ოპტიმიზაციის ისე, რომ სამუშაო გრაფიკსა და ბიუჯეტზე კომპრომისი არ ყოფილიყო.
სტატიის წყარო: www.ideastatica.com