STAAD - skapa ett kostnadseffektivt designpaket optimerat för att klara strukturella påfrestningar - Västindien

K10 Grand ligger i det främsta läget i Sarabhai, en pionjärkontorsbyggnad som fastställer nya standarder för kommersiella utrymmen i Vadodara, Gujarat, Indien. Området har haft en snabb tillväxt av kommersiella byggnader på grund av dess närhet till den lokala flygplatsen och järnvägsstationen. K10 anställde VYOM Consultants som konstruktionskonsult för projektet och gav dem i uppdrag att designa en byggnad som uppfyller och överträffar de högsta förväntningarna från Vadodaras affärselit.

Detta INR 1.2 miljarder projekt består av en källare och 12 golv, med en total yta på 200,000 kvadratmeter. De flesta av byggnaderna i området är blandat med kontorslokaler ovanför andra företag. K10 ville dock ta med sig något nytt till området, så K10 Grand kommer bara att användas för kontor. Denna konfiguration skulle begränsa avbrottet i kontorslivet för invånarna.

Övervinna designproblem för att skapa kolumnfritt utrymme

För att utforma denna imponerande struktur behövde VYOM övervinna många utmaningar. På grund av byggnadens höjd och interna arkitektoniska planering fanns det problem med utformningen av strukturen som organisationen behövde hantera. Projektgruppen ville skapa en byggnad med tre torn och en central struktur i mitten. Strukturen sticker utåt för de sex nedre våningarna och smalnar sedan uppåt för de övre sex våningarna. Arrangemanget av pelarna och skärväggarna var svårt på grund av denna unika form. Dessutom insisterade arkitekten och utvecklaren på att ha ett kolonnfritt utrymme i entrén. Den centrala kärnan behövdes för att hysa alla offentliga tjänster, och det var svårt att ha en jordbävningsresistent design eftersom byggnadens form lockade fler sidokrafter. Slutligen var byggnadens bas en kombinerad och flotte bas, så det var nödvändigt att noggrant utvärdera strukturen före byggandet. För närvarande i byggfasen förväntas byggnaden bli en milstolpe för området.

Anslutningsstrukturer för en mer ekonomisk design

Vid utformningen av byggnaden var den ursprungliga planen att skapa fyra separata byggnader: tre torn och en central struktur. Men när VYOM började analysera designen i STAAD, insåg projektgruppen att detta ursprungliga designförslag inte var ekonomiskt. Istället använde teamet STAAD för att skapa en ny och optimerad design för att vara mer lönsam. Projektgruppen beslutade att ansluta alla byggnader, vilket sparar pengar och tid. Det var avgörande för teamet att göra denna förändring innan byggfasen.

Med denna design på plats beslutade VYOM var de strukturella stödkolonnerna ska placeras. STAAD visade projektgruppen att byggnadens form böjs avsevärt från nionde våningen och uppåt, vilket gör att typiska raka kolumner är omöjliga eftersom de skulle korsa byggnadsplanen. Hälpelarna skulle inte heller ha fungerat eftersom de skulle ha sänkt taket avsevärt och förstört kontorsplanerna. Istället föreslog VYOM raka kolumner för de första nio våningarna och lutande kolumner från nionde till tolfte våningen. Denna plan skulle bibehålla arkitekturen så länge den förblev inom IS-kodens krav.

Implementering av balkar och kolumner för att utjämna spänningen

En annan funktion som hjälpte VYOM att skapa det unika utrymmet var användningen av efterspända balkar. Strålarna kunde inte vara så djupa, eftersom arkitekten ville ha högsta möjliga tak. Dessutom krävde planen att kanalerna löper längs balken. Dessa balkar, tillsammans med pelare och skärväggar, förhindrade vridning i byggnaden, vilket möjliggjorde mittpunkten för massa och styvhet intill varandra. VYOM arrangerade kolumnerna så att sidokraften vilar helt i centrum av byggnaden. Alla skärväggar, lyftväggar och kolumner var organiserade så att de tål 70% av sidokraften. För att tillhandahålla kolonnfritt utrymme i lobbyn använde VYOM balkar och utskjutande plattor med 20 fot för resten av byggnadens golv.

Med hjälp av STAAD insåg VYOM att det fortfarande fanns ett högspänningsområde i byggnaden. Detta område inträffade på nionde våningen på grund av avståndet mellan klassificeringskolumner. Nionde våningen har en stor belastning, så det var nödvändigt att justera designen. När projektgruppen insåg denna situation lyckades teammedlemmarna flytta riktningskraften bort från balkarna på nionde våningen med förstärkning och kablar placerade på samma balkar.

Sparar designtid för framtidens arbetsplats

Genom att använda STAAD slutförde VYOM hela byggnadsdesignen med ritningar på en månad. STAAD sparade projektteamet avsevärd tid under hela designstadiet, vilket möjliggjorde nästan 70 design-iterationer för både designmetoderna och den slutliga designen inom månaden. STAAD minskade den tid som behövdes för att designa och analysera dessa iterationer. Applikationen gjorde det också möjligt för dessa iterationer och designändringar att följa IS-koden i en lättanvänd miljö.

Designen uppfyllde alla krav från arkitekten och utvecklaren, med konstruktionen pågår nu. Den efterlängtade byggnaden verkar identisk med 3D-modellen och de kommersiella utrymmena är användbara utan några hinder. K10 Grand är beläget i centrum och gör att passagerarna kan ha allt de behöver i närheten, inklusive köpcentra, sjukhus, stormarknader och restauranger. Utrymmet kommer att innehålla en takterrass, delade konferensutrymmen, en lounge, gym och cafeteria, vilket gör det till en framtidens arbetsplats.

Det innovativa K10 Grand-projektet valdes ut som finalist i 2018 års Year in Infrastructure Awards Program i kategorin "Structural Engineering".

I fortsättningen av arven har i år följande organisationer nått listan över årets finalister i programmet för 2019 Infrastructure Awards i kategorin "Strukturteknik".

• FG Consultoria Empresarial för det nya huvudkontoret för Patrimonium, som genomförs 100% i strukturell design BIM, Lagoa da Prata, Minas Gerais, Brasilien
• Sterling Engineering Consultancy Services Pvt.Ltd. För Dhirubhai Ambani International Convention & Exhibition Centre, Mumbai, Maharashtra, Indien
• WSP för att leverera en optimerad design för en komplex källare under den ikoniska Admiralty Arch, London, Storbritannien

Av Shimonti Paul