Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering.

Inleiding

Materialenkeuze

Ontwerpbelastingen

Structuuranalyse

Planning en uitvoering

EURO 2004› 10 stadia: nieuwbouw of vernieuwbouw

Braga Municipal Sport Stadion› Architect Eduardo Souto de Moura in

samenwerking met studiebureau Afassociados› Uniek decor: Monte Castro berg – Cavadorivier› Startpunt voor stads– en recreatiepark

Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Tribunes Opgebouwd uit betonnen

pijlers:› dikte: 1m› tussenafstand: 7,5m› Voorzien van ronde openingen

circulatie ‘doorheen’ de structuur kijken reduceren totale massa

Granulaten in beton afkomstig van rotswand


Dakconstructie Uitgangspunt: licht en eenvoudig

› dak is opgehangen aan kabels› gekozen voor spiraalvormige kabels


Dakconstructie› spiraalvormige kabels

hangen per paar tussenafstand tussen paren: 3,75m spanwijdte: 202m

› dak bestaat uit prefab betonnnen elementen bovenop metalen bekleding


Dakconstructie› dak zelf bestaat uit:

prefab betonnen elementen metalen bekleding


Afwatering neerslag› Regenwater wordt afgevoerd in zuid-oost richting met

een helling van 1 procent› Helling wordt bekomen door lengte v/d kabels te

variëren› Op het eind van de dakgoten wordt het water verder

opgevangen door twee grote aquaducten


Oostelijke tribune

› 16 pijlers van 1m dik en 55m hoog

› Probleem: voorgespannen kabels kunnen voor grote momenten zorgen aan de funderingsvoet Oplossing: Ontwerp zodanig dat resultante

v/d combinatie v/d verticale zwaartekracht en horizontale krachten v/h dak door de funderingsvoet gaat


Oostelijke tribune


Westelijke tribune› Uitgehouwen in een graniet

rotsmassief

› 18 pijlers van elk 1m dik

› Uitgevoerd op directe funderingsvoeten

› Horizontale krachten v/d kabels worden rechtstreeks in het rotsmassief verankerd


Windanalyse en windeffecten› Effecten v/d omgevende topografie op de

gemiddelde snelheid en op de turbulentie intensiteit in de omgeving van het stadion

→ Windtunneltesten op star schaalmodel 1:1500


Windanalyse en windeffecten

› Invloed van wind op dak → star schaalmodel 1:400

› 200 druksensors op boven –en onderkant dak

› 36 meetreeksen in verschillende windrichtingen



› Berekening v/d respons v/d structuur op de dynamische belasting v/d wind wordt uitgevoerd op 2 verschillende manieren

1. Dynamische deterministische tijdshistorie analyse

rechtstreekse integratie v/d dynamische evenwichtsvergelijkingen gebaseerd op lineaire elastische analyse v/e eindige elementen model maximum berekende verplaatsing: 47cm

2. Dynamische probabilistische analyse

orthogonale decompositie methode (FDD)



› Ondanks voorgaande modellen kan elastische stabiliteit van het dak niet gegarandeerd worden

› 2 aëro-elastische modellen worden ontwikkeld en getest in een windtunnel

1:70 1:200


Vibratietest› Meten van verticale acceleratie› 2 dagen – 2 proefopstellingen› tijdreeks: 16 minuten

bemonsteringsfrequentie: 100 Hz


Opstelling dag 1 Opstelling dag 2


tijdreeks voor het referentiepunt 7

variatie van de standaarddeviaties van de 28 verschillende meetreeksen

• Wind : enige significante dynamische excitatie • Dag 1: een regenachtige, winderige dag hoge windsnelheid ,grote fluctuaties • Dag 2: zonnige en kalme dag lage windsnelheid, kleine fluctuaties

Vibratietest


Identificatie van de eigenfrequenties en de eigenmodes (FDD)


Eindige elementen modellering 34 kabels bestaande uit 89 staven, tussenafstand

3,75m Tussen de kabels Shell-elementen (dikte van 0,245m) Glijdend verbonden (geen spanningen door T-

verschillen) Aan het uiteinde aan transversaal staafwerk Helling van 1% voor waterafvoer


Eindige elementen modellering


Vergelijking tss waargenomen data en eindige elementen-berekening

• constructiefrequenties zijn deze waarbij rekening is gehouden met belastingen tijdens de bouwfase

• goed oordeel over de kwaliteit van het complexe eindige elementenmodel

• accuraatheid en betrouwbaarheid van het output-only principe

• lagere natuurlijke eigenfrequenties niet meer met zware apparaten opwekken


Vergelijking tussen waargenomen data en eindige elementenberekening

vergelijking van de eigenmodes via matrix (goede uitkomst indien enkel 1-en op de diagonaal

Perfecte glijding ?

extra testen leiden tot verschillen van natuurlijke frequenties tot 1.2% wat te verwaarlozen is


Modale dempingVrije vibratie Gedwongen excitatie

Massa loslaten, trilling opmeten via filters modale demping berekenen

door lage eigenfrequenties, moeilijk isoleren

niet voor elke mode een dempingscoëfficiënt

harmonische excitatie na bereiken resonantie, excitatie wegnemen opmeten accelerometersBerekenen dempintscoëf.


Modale dempingMode Free vib. filter Harmonic excitation Ambient vibration

FDD

1 - 0,28 0,58

2 - 0,27 0,52

3 0,28 0,22 0,47

4 0,25 - -

5 - - -

6 0,34 0,43 0,35

7 - - -

8 - 0,20 -

9 - - -

10 0,20 - 0,25

11 - - 0,36

lagere modes afwijking doordat wind als aerodynamische demping optreedt

Excavatie van rots: 1 700 000m³› Netwerk van ankers voor stabiliteit

rotswand

Optrekken tribunes


Constructie van het dak› Spannen kabels› Afglijden van gewapend betonnen platen› Aan elkaar vastmaken met bouten› Betoneren van transversale en longitudinale

verbindingen tussen de panelen


Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering.

Documents

Transcript of Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering.