ontwerp van een overdekte markt

28
ontwerp van een overdekte markt

description

Architectuurontwerpen 4A: constructief, infrastructureel ontwerp

Transcript of ontwerp van een overdekte markt

Page 1: ontwerp van een overdekte markt

o n t w e r p v a n e e n o v e r d e k t e m a r k t

Page 2: ontwerp van een overdekte markt

2

3 Concept4 Inplanting5 Langse snede6 Dwarse snede7 Indeling markt8 Berekeningsnota9 belastingscombinaties10 UGT bogen11 UGT kabels12 BGT14 krachtswerking15 reactiekrachten16 secties17 parametrisch ontwerp18 Details19 snede A20 detail A21 detail B22 waterafvoer23 snede B24 detail C & D25 Beelden

Delphine Ramon Gert-Willem Van Gompel 1MIRA 2014-15 Mattias Schevenels Hans De Petter

Architectuurontwerpen 4A: constructief, infrastructureel ontwerp ontwerp van een overdekte markt

Page 3: ontwerp van een overdekte markt

3

1. In eerste instantie kozen we voor een structuur die enkel langs de zijkant steunpunten nodig had zodat we open ruimte konden creëren, waarin een flexibele invulling mogelijk was. De structuur wilden we liefst zo licht en transparant mogelijk houden. Samen met de grote overspanning die we wilden realiseren, leidde dit ons tot een tentstructuur.

2. We zochten een structuur die herhaald kon worden zonder dat dit te druk werd. De hyparstructuur leek ons hier ideaal voor aangezien de haalbare overspanning met slechts 2 steunpunten en het ruimte-effect van de structuur.

3. Om tot een structuur te komen die één geheel vormt, zochten we tussenstructuren. Uiteindelijk gingen we over naar een alternerend ABABA patroon

4. Als laatste stap in de vormgeving van de markt, haalden we de steunpunten uit elkaar, zodat iedere hypar 4 steunpunten kreeg en we zo een afwisseling aan zij-ingangen hadden, alsook in de structuur. De hyparvormen wilden we zichtbaar houden om het structurele te benadrukken. Gezien de afmetingen van de overspanning (+-30m) kozen we voor een kabelstructuur die overdekt wordt met zeilen.

evolutie vorm

Page 4: ontwerp van een overdekte markt

4

T i e n s e s t r a a t

He

r be

r t Ho

ov

er p

l ei n

Ra

ve

ns

t r aa

t

Het Herbert Hooverplein in Leuven is gesitueerd tussen de Tiensestraat en de Blijde Inkomststraat. Aan de noordelijke zijde grenst het aan het Monseigneur Ladeuzeplein en de Universiteitsbibliotheek.

In de straten rond het plein geldt eenrichtingsverkeer. Op deze manier kan de ontsluiting van de markt eenvoudig geregeld worden

inplanting

1/500

Bl i j d e I n k o m

s t s t r a a t

Page 5: ontwerp van een overdekte markt

5

Monseigneur Ladeuzeplein Herbert Hooverplein

langse snede

1/500

Tiensestraat

De markthal schuift zich naar achter, tegen de Tiensestraat, waardoor de publieke ruimte zich ontplooit naar de meer grootschalige omgeving van het Ladeuzeplein en de Universiteitsbibliotheek.

Page 6: ontwerp van een overdekte markt

6

dwarse snede

1/500

Herbert Hooverplein

Page 7: ontwerp van een overdekte markt

7

indeling markt

Naast de jaarlijkse kerstmarkt en een aantal andere evenementen, wordt het Hooverplein vooral gebruikt voor de wekelijkse vrijdagmarkt. Omwille van de beperkte aanwezigheid van de structuur, ziijn tal van configuraties mogelijk. Links is schematisch een mogelijke marktopstelling weergegeven. Eén vierkant stelt een oppervlak voor van 5m x 5m en biedt de marktkramer ook de mogelijkheid hun voertuig bij het kraam te plaatsen.

T i e n s e s t r a a t

Bl i j d e I n k o m

s t s t r a a t

He

r be

r t Ho

ov

er p

l ei n

Ra

ve

ns

t r aa

t

1/500

Page 8: ontwerp van een overdekte markt

8

berekeningsnota

Page 9: ontwerp van een overdekte markt

9

Bij het opstellen van de belastingscombinaties is telkens de zwaarst belastende combinatie weergegeven. Telkens één opwaarts en één neerwaarts.

UGT: 1. 1.35 Gk + 1.5 Q1 +1.5Q2 + Gk2 2. 1.35 Gk + 1.5 Q3 + Gk2

BGT: 1. Gk + Q1 + Gk2 2. Gk + Q3 + Gk2

Windzuiging Q3 (924N/m² lokaal)

Winddruk Q2 (-858N/m² lokaal)

Sneeuwlast + onderhoud Q1 (-1000N/m² globaal geprojecteerd)

EIgengewicht Gk (N/m²)

Kracht door formfinding Gk2 (N/m²)

belastings- combinaties

Page 10: ontwerp van een overdekte markt

10

Belastingscombinatie : 1.35Gk + 1.5Q1 +1.5Q2 + Gk2

Belastingscombinatie : 1.35Gk + 1.5Q3+ Gk2

In deze figuren wordt de spanning veroorzaakt door de momenten op de structuur weergegeven. Het werd snel duidelijk dat de uiterste bogen het zwaarst belast werden. Deze werden uitgevoerd in een ellipsvormige koker met variabele sectie zodat deze grotere momenten kunnen opnemen.De bogen worden geconstrueerd in constructiestaal (S235). Het invoegen van een veiligheidsfactor (1.15 voor staal) leidt tot maximale spanningen van 204 MPa. Deze waarde werdt gebruikt om de bogen te optimaliseren.

UGT bogen

Page 11: ontwerp van een overdekte markt

11

UGT kabels

Belastingscombinatie : 1.35Gk + 1.5Q1 +1.5Q2 + Gk2

Belastingscombinatie : 1.35Gk + 1.5Q3+ Gk2

Voor de kabels werden analoge figuren opgesteld voor de spanningen veroorzaakt door axiale krachten. Voor het construeren van de kabels veronderstellen we kabels van staalkwaliteit S1150. Met toepassing van de veiligheidsfactor 1.15 leidt dit tot maximale spanningen van 1000 MPa. Deze waarde werdt gebruikt om de kabels te optimaliseren.Voor de randbogen werden kabels van 3.5 cm diameter gebruikt, gezien deze kabels extra voorgespannen worden. De overige kabels worden uitgevoerd met een diameter van 2 cm.

Page 12: ontwerp van een overdekte markt

12

BGTBelastingscombinatie: Gk + Q1 + Gk2

In BGT werd gekeken naar de verplaatsingen. In het veld van de overspanning, mogen de kabels in de z-richting 30 cm doorbuigen, rekening houdend met L/100. De bogen mogen in de x-richting maximaal L/200 uitbuigen wat neer komt op 15 cm.

Absolute verplaatsingen

Verplaatsing in x-richting

Page 13: ontwerp van een overdekte markt

13

BGT

Absolute verplaatsingen

Verplaatsing in x-richting

Belastingscombinatie: Gk + Q3 + Gk2

Page 14: ontwerp van een overdekte markt

14

krachtswerkingDe belasting die op het zeil aangrijpt, wordt verspreid over de kabels en zorgt hier voor een trekkracht. Samen met de voorspanning van de kabels resulteert deze trekkracht in een reactiekracht op de bogen. De resultantes op de bogen zorgen voor interne krachten en momenten. Deze worden afgeleid naar de twaalf funderingsaansluitingen.

De structuur is opgebouwd uit alternerende velden: ABABA. De doorbuiging aan de zij-overspanning van de velden B was problematisch. De voorspanning in deze kabels is daarom ook verhoogt.

Hier is ook duidelijk dat de randbogen de grootste momenten zullen moeten opnemen, aangezien deze slechts langs één zijde door de kabels wordt belast. Dit in tegenstelling tot de middenste bogen, waar de horizontale reactiekrachten elkaar min of meer compenseren.

Reactiekrachten van fundering op bogen

Reactiekrachten van bogen op kabels

grotere kracht randkabels

horizontaal in evenwicht

horizontaal in evenwichtgrotere horizontale kracht

Page 15: ontwerp van een overdekte markt

15

Fz = 948kNFy = 551kN

Fx = 1773kNFz = 983kN

Fy = 149kNFx = 205kN

Fz = 1013kNFy = 200kN

Fx = 107kN

reactiekrachten

Deze reactiekrachten volgen uit de zwaarste belastingscombinatie in UGT, namelijk de combinatie van sneeuw en neerwaartse wind: 1.35Gk + 1.5Q1 +1.5Q2 + Gk2De spatkracht zal worden opgevangen door een betonnen plaat met wapening.

spatkracht

Page 16: ontwerp van een overdekte markt

16

CHS 711x60

Variabele sectie

Doorsnede aan voet (1100x600 wanddikte 100) Doorsnede midden (500x600 wannddikte 100)

Staalkabel 2 cm diameter Staalkabel 3.5 cm diameter

Bij het berekenen werd de vereenvoudiging gemaakt van een ellipsvormig profiel naar een RHS profiel.

secties

Page 17: ontwerp van een overdekte markt

17

parametrisch ontwerp

Rhino3D

Grasshopper

GSA

GeometryGym

De structuur is ontworpen in Rhino3D met behulp van de plugin Grasshopper. Dit laat toe om een volledig parametrisch model te maken. Hiermee konden we ook makkelijk verschillende opties in verband met de vormgeving aftoetsen. Om de structuctuur te berekenen hebben we gebruik gemaakt van de software GSA. Via een speciale plugin op Grasshopper was de interactie met GSA mogelijk. Omdat heel het ontwerp parametrisch gemodeleerd was, konden we eenvoudig testen welke structurele implicaties bepaalde vormelijke wijzingen met zich meebrachten.

Page 18: ontwerp van een overdekte markt

18

details

Page 19: ontwerp van een overdekte markt

19

detail A

detail B

snede A

1/75

Page 20: ontwerp van een overdekte markt

20

detail A aansluiting koker

Lasnaad

Kokerprof ie l CHS 711 x 60Single Keder ra i l 18 mm

Aanslu i t ing sta len kabel

1/5

Page 21: ontwerp van een overdekte markt

21

detail B fundering

kokerprof ie l CHS 711 x 60metalen rooster

lasnaad

veranker ingvoetplaat

betonnen funder ing

aanslu i t ing sta len kabel

1/10

Page 22: ontwerp van een overdekte markt

22

waterafvoer

Een belangrijk gegeven bij het ontwerp van de markthal was de waterafvoer. Door de specifieke vormgeving van het ontwerp is er langs beide zijden een vrije afloop over de volledige lengte van de markthal. Het regenwater zal door de anticlastische vorm van het zeil grotendeels naar de hoekpunten aflopen. Door twee stroken roosters op het plein te plaatsen, geïntegreerd in het detail van de funderingsaansluiting, kan het overige regenwater opgevangen worden onder het plein.

Page 23: ontwerp van een overdekte markt

23

snede B

detail C

detail D

1/50

Page 24: ontwerp van een overdekte markt

24

detail C & D aansluiting kabels

ink lemmingsprof ie l

ink lemmingsprof ie l

s ingle keder ra i l 18 mm

staalkabel 2 cm

staalkabel 2 cm

staalkabel 3,5 cm ( randkabel )

zei l

zei l

deta i l C

deta i l D 1/1

Page 25: ontwerp van een overdekte markt

25

beelden

Page 26: ontwerp van een overdekte markt

26

Page 27: ontwerp van een overdekte markt

27

Page 28: ontwerp van een overdekte markt

28