Casa di famiglia in Massachusetts
Il progetto
Utilizzando REVIT per tutta la stesura, la condivisione esaustiva dei file CAD e la gestione del flusso di lavoro, CRAFT ha potuto sfruttare lo strumento (e la sua integrazione con RFEM) per configurare il modello della struttura in base all'analisi strutturale.
Volevano anche progettare le connessioni in RFEM, ma non era supportato per una progettazione di giunti così complessa. Si sono quindi rivolti a IDEA StatiCa.
Con un'altezza media del piano di 3 metri, il telaio a due piani è costituito da due campate di 6,4 metri e 4,3 metri.
L'architetto ha progettato una struttura a piani morbidi per lasciare uno spazio completamente aperto per l'area del balcone, senza evidenti controventi o supporti strutturali. Il team ha quindi dovuto progettare un'intelaiatura a taglio termico per il balcone, per la quale ha scelto di combinare un telaio a momento con travi in legno multi-LVL profonde intersecate con travi ortogonali per formare gli sbalzi e le campate posteriori.
Il giunto a nodo in acciaio risultante è stato progettato per resistere alle forze e ai momenti nei due assi ortogonali. Inizialmente si voleva utilizzare un mozzo centrale a sezione cava, ma poi si è scoperto che non era in grado di resistere agli elevati momenti della trave momento a causa dell'insufficiente rigidezza fuori piano delle pareti a sezione scatolare.
Il giunto in acciaio è stato riprogettato con una sezione a flangia larga per preservare la continuità su entrambi gli assi e garantire una trasmissione più diretta di forze e momenti al centro del mozzo.
Inoltre, le membrature dei balconi richiedevano che l'acciaio attraversasse ininterrottamente la linea termica dell'edificio, per cui il team ha incluso un cuscinetto a taglio termico (in un materiale personalizzato) per ridurre i rischi di perdita di calore e di condensa.
Il team ha utilizzato Dlubal RFEM per analizzare e progettare le strutture e IDEA StatiCa per progettare connessioni complesse in diversi materiali.
United States
Sfide ingegneristiche
Le sfide di questo progetto sono state molteplici.
Come abbiamo già appreso, non solo l'edificio si trovava in cima a una ripida scogliera e doveva essere in grado di resistere ai venti forti senza pareti a taglio o controventi, ma per rendere le cose più complicate, il balcone a taglio termico e non sormontato introduceva una seconda direzione di progetto ortogonale al telaio principale del momento, il che significa che la capacità di taglio, assiale e di momento doveva essere resistita in due direzioni nei punti di nodo.
Il progetto originale era stato concepito come un sistema in acciaio. CRAFT ha quindi lavorato con una topologia di edificio in acciaio con l'obiettivo di realizzare il più possibile in legno strutturale e legno.
Sebbene i progetti delle connessioni in legno non fossero supportati da IDEA StatiCa, lo strumento era in grado di fornire le forze in uscita in corrispondenza di specifiche posizioni dei bulloni. Il team ha quindi potuto trasferire facilmente questi risultati al proprio foglio di calcolo di progettazione interno (per le verifiche dei cuscinetti dei bulloni conformi alla normativa sul legno) per verificare la distribuzione della forza e quindi completare la progettazione strutturale della connessione.
Soluzioni e risultati
Il completamento della casa unifamiliare a due piani a Martha's Vineyard, previsto per il 2022, è un esempio straordinario di progettazione architettonica e strutturale di qualità superiore.
Grazie all'uso del software IDEA StatiCa e alla stretta collaborazione con l'architetto, il consulente termico e il costruttore, CRAFT è riuscita a trasformare una struttura completamente in acciaio in una soluzione ibrida in legno, riducendo la quantità di acciaio necessaria e mantenendo la struttura dell'edificio in linea con le costruzioni tradizionali locali.
Informazioni su Craft | Studio di ingegneria
Con sede a New York, CRAFT fornisce servizi di consulenza ingegneristica strutturale per la costruzione di nuovi (e la modifica di quelli esistenti) progetti residenziali, commerciali e speciali in materiali tradizionali e non.
Studio di ingegneria strutturale visionario, il team di CRAFT è appassionato della conversazione in corso tra ingegneria strutturale e architettura. Combinando la propria esperienza e apertura mentale con i migliori strumenti computazionali e analitici, CRAFT è in grado di offrire ai propri clienti soluzioni efficienti, pratiche e innovative per la progettazione strutturale, perfette per architetti e progettisti alla ricerca di nuovi approcci all'ingegneria strutturale.
In qualità di Project Engineer, Trevor Chou porta la sua esperienza nella progettazione e nell'analisi strutturale di grattacieli e abitazioni commerciali (secondo le normative edilizie statunitensi e cinesi) ed è appassionato nell'integrare le sue conoscenze di architettura e ingegneria.
Martyn Sheard è ingegnere senior dello studio e vanta dodici anni di esperienza nella progettazione e nella gestione di progetti di vario tipo e scala, con un particolare interesse per l'ingegneria delle strutture in legno massiccio.
Martyn Sheard e Trevor Chou sono diventati vincitori della categoria Small scale structures nell'IDEA StatiCa Excellence Award 2021, battendo 100 altri partecipanti nella categoria small-scale structures.
