Model parametryczny wieżowców – analiza statyczna konstrukcji i analiza reakcji podłoża
Autor:
Andrzej Kuchta
Wydział Inżynierii Lądowej Politechniki Krakowskiej
Mentor:
dr inż. Marcin Tekieli
O projekcie:
Zasadniczym celem pracy było dla autora wykształcenie zmysłu inżynierskiego przy projektowaniu drapaczy chmur. Sprowadziło się to do opisania kluczowych zagadnień związanych ze wznoszeniem wieżowców, a przede wszystkim do przygotowania projektu koncepcyjnego dwóch budynków wysokościowych.
Pierwszy etap polegał na wymyśleniu formy i odzwierciedleniu jej przy pomocy skryptu w środowisku Dynamo +Revit. Po utworzeniu modelu geometrycznego i stworzeniu koncepcji konstrukcji, przygotowane zostały 4 modele analityczne, w tym model główny i modele kontrolne charakteryzujące się pewnymi uproszczeniami. Symulacje obciążenia wiatrem, wykazały, że ukształtowanie elewacji projektowanych wież powoduje zmniejszenie tych sił o około 25% w porównaniu z prostopadłościennymi ich odpowiednikami.
Analizy obliczeniowe pomogły zdefiniować problematyczne zagadnienia. Konieczne okazało się dodanie układów stężających, poprawiających współpracę konstrukcji z żelbetowym trzonem. Szereg dodatkowych obliczeń przyniósł wiele cennych wniosków.
Ważnym elementem była analiza posadowienia wież z uwzględnieniem kilku scenariuszy wartości sztywności gruntu i fundamentu. Najlepszym rozwiązaniem okazała się płyta fundamentowa oparta na palach i baretach. Ukształtowanie skrzyni żelbetowej pod częścią wysoką pomogła efektywnie rozmyć siły ze słupów. Określono częstości drgań własnych wież, sformułowano wnioski m.in.dot. etapowania obliczeń, uwzględnienia skracania się słupów oraz zarządzania danymi w modelach BIM.
Co było największym wyzwaniem inżynierskim?
Głównym wyzwaniem w mojej pracy było zmierzenie się z bardzo rozległym tematem, jakim jest projektowanie budynków wysokościowych. Kluczowe było wykorzystanie nowoczesnego oprogramowania, które umożliwia wierne odzwierciedlenie nietypowej geometrii obiektu oraz szczegółową analizę konstrukcji. Najistotniejszym było wykorzystanie w praktyce zdobytych umiejętności i zgłębienie zagadnień charakterystycznych w tego typu konstrukcjach.
O autorze:
Andrzej Kuchta, lat 26, architekt i konstruktor. W 2024 roku ukończył studia magisterskie na Wydziale Inżynierii Lądowej Politechniki Krakowskiej, na specjalności BIM. Trzy lata wcześniej ukończył z wyróżnieniem studia magisterskie na Wydziale Architektury Politechniki Krakowskiej. Głównym źródłem wiedzy są dla niego praca na budowie, 4 letnia praktyka zawodowa w biurze architektonicznym. Do jego zadań należały koordynacja międzybranżowa w BIM i rozwiązywanie detali architektonicznych. Zyskał doświadczenie przy projektach dużych hoteli, a także zabudowy wielorodzinnej w Krakowie i Warszawie. Od półtora roku pracuje w biurze konstrukcyjnym. Zajmuje się prowadzeniem tematów projektowych, analizą konstrukcji oraz tworzeniem modeli w BIM. Stawia na dobrą atmosferę w zespole i rzetelne podejście do powierzonych zadań. Wysoko ceni sobie rozwój, stąd lubi podejmować nietypowe wyzwania i szukać odpowiedzi na nurtujące go pytania. Odpoczywa pływając i chodząc po górskich szlakach. W przyszłości chciałby rozwijać się w pracy związanej z projektami w BIM, zarządzaniem przedsięwzięciami budowlanymi oraz nadzorami na budowie.
