Stählerne Dachkonstruktion des Opportunity-Pavillons
Über das Projekt
Der Opportunity Pavilion wurde von AGi Architects für die Expo 2020 in Dubai entworfen. Das Bauwerk wurde als großer Platz konzipiert, der dem Opportunity District, in dem er sich befindet, Kontinuität verleiht. Ziel des Opportunity Pavilion war es, eine ansprechende, inspirierende Umgebung zu schaffen, die das Engagement der Expo 2020 für einen besseren Zugang zu wichtigen Ressourcen und die Erreichung der Ziele für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen unterstreicht.
Die Ingenieure von Eversendai spielten eine Schlüsselrolle bei dem Projekt und konzentrierten sich insbesondere auf die Konstruktion der Stahlkonstruktion des Vordachs. Das 32 Meter über dem Boden schwebende Vordach stellt Wolken dar, die die Träume der Menschen symbolisieren. Der Platz ist auf zwei Ebenen angelegt und überbrückt den Hang des Geländes. Das Vordach besteht aus sechs sich überlagernden Stahlschichten, die sich je nach Tageszeit und Lichteinfall verändern.
Technische Herausforderungen
Das Design des Opportunity-Pavillons war allein schon aufgrund seiner architektonischen Anforderungen eine große Herausforderung. Mehrere Traversensysteme sind über verschiedene Schichten hinweg miteinander verflochten und bilden eine komplizierte 3D-Struktur mit umfangreichen Auskragungen, die sich über 40 Meter erstrecken. Alles wird von einigen wenigen Säulen getragen.
Das Projekt erforderte die Fertigstellung des Opportunity Pavilion innerhalb von vier Monaten, einschließlich detaillierter Planung, Beschaffung, Schnittstellenkoordination, Fertigung und Bau. Nur ein Monat wurde für die Verwaltung der komplexen Tragwerksplanung aufgewendet, einschließlich der Überprüfung von mehr als 1.600 einzigartigen Verbindungstypen. Alle Verbindungen sind sehr komplex, mit etwa 10 Elementen, die an einem Punkt in verschiedenen Winkeln aufeinandertreffen. Verbindungen, die aus 18 Bauteilen bestehen, waren keine Ausnahme. Jeder Knotenpunkt erforderte eine Überprüfung der Vorschriften und eine Optimierung, um die Materialeffizienz zu gewährleisten, ohne die strukturelle Integrität zu beeinträchtigen. Da die Struktur nicht dauerhaft ist und demontiert werden kann, wurde bei der Konstruktion Wert auf die Verwendung sehr dünner Profile gelegt, um den Materialverbrauch zu minimieren.
\[\textsf{\textit{\footnotesize{Beispiel für eine komplexe Verbindung, die aus 17 Elementen besteht}}}\]
Lösungen und Ergebnisse
Der erste Entwurf der Fachwerksysteme wurde in Tekla durchgeführt, wobei alle Stäbe als kreisförmige Hohlprofile (CHS) konstruiert wurden. Alle Verbindungen wurden als Schweißverbindungen ausgeführt, um eine reine und einheitliche Struktur zu gewährleisten und sichtbare Verbindungen zu vermeiden. Aufgrund der Mindestdicke war ein Code-Check der Spannungen an den Wänden für die Überprüfung unerlässlich. Die Ingenieure von Eversendai entschieden sich, die Anwendung IDEA StatiCa Connection zu verwenden, um das Verhalten der Verbindungen zu verstehen, sie zu optimieren und viele Kombinationen gleichzeitig zu überprüfen.
Darüber hinaus half ihnen die Software bei der Durchführung einer geometrisch nichtlinearen Analyse (GMNA) und bei der Analyse lokaler Verformungen von Bauteilen mit hohlem Querschnitt, da sie wussten, dass extrem schlanke Wände mit Punktlasten durch lokale Verformungen negativ beeinflusst werden können, die die Gesamtstabilität der Bauteile beeinträchtigen.
Bei der Planung mussten die Ingenieure eine Lösung finden, die alle relevanten Nachweise erfüllt und ein Minimum an Stahl verbraucht, aber auch schnell und einfach zu fertigen ist. Normalerweise tendieren die Ingenieure bei solchen Verbindungen dazu, Innensteifen, Ringsteifen oder Knotenbleche zu entwerfen, was in diesem Fall nicht möglich war. Bei diesem zeitkritischen Projekt mussten sie diese Vorgänge auf ein Minimum reduzieren, damit das Fertigungsteam das Bauwerk rechtzeitig fertigstellen konnte.
Die Statiker standen in ständigem Kontakt mit dem Fertigungsteam, um sicherzustellen, dass ihr Entwurf auch für eine schnelle Montage optimiert war. Um den Bauprozess zu beschleunigen, wichen sie von der üblichen Praxis des Transports von 3-Meter-Abschnitten ab. Stattdessen wurden größere, bis zu 5,5 m lange Teile in der Konstruktionshalle vormontiert und dann auf die Baustelle geliefert, was die Montagezeit vor Ort erheblich verkürzte und die gesamte Projektdauer verkürzte.
United Arab Emirates
Über Eversendai
Die Eversendai-Ingenieurbüros in Indien, den Vereinigten Arabischen Emiraten und Katar bieten umfassende technische und durchgängige Planungsleistungen an, von der Konzeptplanung bis zur Detailplanung einschließlich der Konstruktion für verschiedene Arten von Bauwerken durch hochqualifizierte und erfahrene Planungsingenieure und Detailplaner. Dank des direkten Kontakts mit der Konstruktionsabteilung für Stahlbau können durch die Zusammenarbeit Missverständnisse und Unstimmigkeiten minimiert werden. Die Bauingenieure können die realen Zwänge und das Feedback des Montageteams einbeziehen, was zu Entwürfen führt, die nicht nur theoretisch fundiert, sondern auch während des Montageprozesses durchführbar und sicher sind. Dies führt zu Projekten, die praktischer umgesetzt werden können, wodurch Verzögerungen und kostspielige Änderungen vermieden werden. Die Herstellung des Opportunity-Pavillons in vier Monaten ist ein gutes Beispiel für die 40-jährige Erfahrung des Unternehmens.
Fazit
Der Opportunity-Pavillon ist ein beeindruckendes Beispiel für modernes Engineering, das architektonische Ambitionen mit praktischen Herausforderungen in Einklang bringt. Trotz des engen Zeitrahmens ermöglichte der Einsatz fortschrittlicher Werkzeuge wie IDEA StatiCa eine effiziente Planung und Überprüfung komplexer Knotenpunkte. Die Zusammenarbeit zwischen den Statikern und dem Vorfertigungsteam ermöglichte es ihnen, einen Weg zu finden, das Projekt rechtzeitig fertigzustellen. Die Fertigstellung des Projekts hat nicht nur die technischen Fähigkeiten von Eversendai Engineering unter Beweis gestellt, sondern auch ihre Fähigkeit, unter anspruchsvollen Bedingungen zu liefern.
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