A göteborgi Universeum Tudományos Központ a közelmúltban egy új gömbkupolával bővült, ahol a látogatóknak természetről és technológiáról szóló vizuális élményekben lehet részük.
A hibrid kupola három különböző anyag – beton, acél és fa -felhasználásával készült, ezért a tervezési feladatokat végző MW Byggtekniska vállalat egy összetett tartószerkezeti kihívással nézett szembe.
Izgalmas tapasztalatokkal és élményekkel lesznek gazdagabbak azok, akik a göteborgi Universeum központba ellátogatnak, mivel ez a hely a természettudományok, a technológia és fenntarthatóság tudományos központja, amely most egy planetáriumot magába foglaló kupolával is bővült annak érdekében, hogy új élményeket nyújtson a látogatóknak.
A kupola egy 27 méter átmérőjű gömböt formáz, melynek az összesen 84 db háromszög alakú faszerkezetű burkolati elemét a fő acél tartószerkezet tartja össze. A kupola belsejében egy hatalmas félgömbalakú vetítővásznat helyeztek el, ahol a látogatók vizuális, animációs élményekkel lehetnek gazdagabbak.
A varbergi MW Byggtekniska mérnöki vállalat készítette el a kupola és a hozzá kapcsolódó gyaloghíd, valamint a lépcsőház és lift építési és kivitelezési tervdokumentációit.
A szélteher okozta vibrációk zavarhatják a moziélményt
A kupola folyamatosan ki van téve az időjárás, elsősorban a szél okozta hatásoknak, mivel jelentősen magasabban helyezkedik el az őt körülvevő épületeknél.
„A szélterhelés és különösen a széllökések olyan mértékű rezgéseket okozhatnak, amelyek károsan befolyásolhatják a vetítőgépeket és egyéb berendezéseket” – mondta el Stefan.
Milyen mértékű dinamikus szerkezeti mozgások engedhetők még meg, hogy azok ne okozzanak gondot az élményközpont zavartalan működésében? A kérdés megválaszolása érdekében a mérnökök a FEM-Design segítségével végezték el azokat a számításokat, amelyek eredményeképpen meghatározták a szükséges szerkezeti merevségeket, amelyek biztosították, hogy a rezgések elfogadható tartományon belül maradjanak és ne rontsák a látogatói élményt.
Míg a kupola felső része az időjárási hatásoknak van erősen kitéve, az alsó résznek a szerkezet önsúlyából keletkező deformációkat kell elviselni, valamint egy több méteres kinyúlással rendelkező konzolszerkezet is nehezíti a helyzetet.
A helyes és pontos eredmények meghatározása érdekében mindezen hatásokat összevontan kellett vizsgálni, amire a FEM-Design kényelmes lehetőséget biztosít.
Különböző anyagok figyelembevétele a globális szerkezeti analízisben
A feladat bonyolultságát nagymértékben fokozta, hogy a tervezendő tartószerkezet különböző anyagokból állt össze.
Maga a kupola CLT panelekből és acélszerkezetből készült, az alépítmény pedig acél és vasbeton szerkezetet is tartalmaz.
“Nagy előnyt jelentett számunkra, hogy olyan globális szerkezeti analízist tudtunk elvégezni, amelyben a különböző anyagú tartószerkezeteket együttesen figyelembe tudtuk venni” – mondta Stefan, “…a különböző tulajdonságú és merevségű anyagok miatt fontos volt, hogy megfelelő összképet kapjunk a teljes tartószerkezet viselkedéséről, ami lehetetlen lett volna a különböző anyagú szerkezetrészek elkülönített vizsgálatával.”
A mérnökök a globális analízis mellett az egyes szerkezeti elemeket lokálisan is vizsgálták, például az acélszerkezetek kapcsolatait.
A FEM-Design nélkül nehéz lett volna!
A projektnek tehát számos kihívással kellett szembenéznie, melyek közül az egyik legnagyobb az volt, hogy minden felmerülő tartószerkezeti jellegű problémát lehetőleg egyazon szoftverben tudjanak megoldani.
„Ha nem lett volna a FEM-Design, valószínűleg nem vállaltuk volna a projektet” – jegyzi meg Stefan. – “Túl sok bizonytalansággal és potenciális kockázattal kellett volna számolnunk, ráadásul túlzottan konzervatív tervezés a projekt finanszírozását is hátrányosan érintette volna a magasabb anyagköltségek miatt.”
A mérnökök így végül képesek voltak kezelni a felmerülő problémákat és egy tartós, ugyanakkor gazdaságos szerkezetet sikerült megalkotniuk.
