What are you interested in?
Trial license
Educational license
Get offer
Please fill out this form and we'll get back to you

The Underwater Restaurant "Under" in southern Norway

Wygląda to, jakby bliżej niekreślona betonowa konstrukcja zsunęła się do morza - to podwodna restauracja „Under” w południowej Norwegii, jedyna w swoim rodzaju, która oferuje gościom niezrównany widok ryb pływających po fiordzie. Projekt jest co najmniej spektakularny, ale aby go ukończyć należało się uporać z kilkoma wyzwaniami, w których FEM-Design odegrał ważną rolę. Restauracje często znajdują się na najwyższych piętrach budynków i oferują gościom rozległy widok na okolicę. W najbardziej wysuniętej na południe części Norwegii goście mogą natomiast delektować się posiłkiem poniżej poziomu morza, gdzie za wielką szybą można obserwować życie morskie. Podwodna restauracja „Under” może pomieścić 100 gości i została otwarta w 2019 roku. Aby zaprojektować i zbudować tę konstrukcję o wydłużonym kształcie, należało rozwiązać kilka problemów, które wystawiły technologię i wiedzę na próbę.

 

Obciążenia dna morskiego

Ogromna, zatopiona betonowa konstrukcja restauracji nie jest poddawana zwykłym obciążeniom wiatrem, ale zupełnie innym siłom.

- Uderzające fale i pływy w tym przypadku są głównymi obciążeniami, co było dużym wyzwaniem podczas obliczania konstrukcji - mówi inżynier Terje Raanes z norweskiej firmy architektoniczno-inżynierskiej Asplan Viak.

Terje jest stałym użytkownikiem programu FEM-Design i wraz ze swoimi pracownikami przeprowadził szczegółowe obliczenia. Ponieważ kształt restauracji jest wyjątkowy, nie można było skorzystać z wiedzy zaczerpniętej z projektów związanych z morzem, takich jak konstrukcje przybrzeżne czy platformy morskie. Wymagało to nowego podejścia do problemu.

- Pływy to statyczne obciążenie, które uwzględniliśmy w FEM-Design. Jednak w przypadku fal nie było tak łatwo, a w Norwegii nie ma normy, która wskazuje jak można analizować obciążenia falowe na konstrukcję.

Ogromne ilości danych w każdej analizie

Zebranie obciążeń od fal zostało opracowane przez firmę konsultingową posiadającą specjalistyczną wiedzę w sektorze morskim. Ogromne ilości danych zostały następnie zaimportowane do FEM-Design za pomocą skryptu, który stworzył Terje i jego współpracownicy. W programie obciążenia falowe zostały przekształcone w obciążenia punktowe konstrukcji. Główny plik obliczeniowy w programie FEM-Design zawierał do 1200 kombinacji obciążeń w oparciu o osiem najbardziej niekorzystnych typów fal, które mają największy wpływ na konstrukcję.

- Szukanie właściwego sposobu pracy, to bardzo skomplikowane zadanie, nad którym spędziliśmy wiele czasu - mówi Terje. Potem już łatwo było przeprowadzić analizy i wyodrębnić wyniki w taki sposób jak zazwyczaj. Każde przeliczenie modelu trwało około sześciu godzin. Zewnętrzna betonowa powłoka restauracji została wylana w kilku etapach. Betonowanie odbyło się po przeciwnej stronie  zatoki, niż ta, w której miała być zlokalizowana restauracja. Ale najbardziej krytycznym momentem  była sytuacja, gdy gotowa betonowa bryła musiała zostać przetransportowana na fiord i zakotwiczona na miejscu, ponieważ mogło wystąpić wiele czynników, które mogły wpłynąć na operację. Na miejscu konstrukcja została osadzona na kilku słupach posadowionych na dnie morskim.

Aby uzyskać odpowiednie wymiary, w sumie rozpatrzono cztery różne sytuacje obliczeniowe, mówi Terje. Uwzględniliśmy pustą betonową powłokę. Wzięliśmy również pod uwagę konstrukcję podczas jej budowy, w tym obliczenia środka ciężkości, ponieważ konstrukcja została wylana w poziomie. Dodatkowo wzięliśmy pod uwagę całą restaurację wraz z betonową bryłą i wykończeniem, wentylacją i innymi detalami. Czwarta kalkulacja, czyli transport restauracji na docelowe miejsce, zostało wykonane w innym programie.

Zdjęcia: Kjartan Bjelland

 

Analiza słupów i odkształceń

Betonowa konstrukcja spoczywa na dwóch poziomych i jedenastu pionowych stalowych słupach, które są posadowione na dnie morskim. Wymiarowanie słupów również było wykonane w programie FEM-Design. Kolejnym ważnym zadaniem było przeanalizowanie, kiedy duże fale uderzają w strukturę i jak porusza się wtedy konstrukcja. Przeanalizowano również odkształcenia, które mogą wystąpić w betonie. Podłoga w restauracji to betonowa płyta, która ugina się podczas przypływów pod wpływem ciśnienia z sześciu metrów wody, które działa od spodu. To odkształcenie nie uwzględnia szyby. Dlatego sytuacja została przeanalizowana w programie FEM-Design, a następnie zwymiarowano element mocujący, który utrzymuje płytę podstawy na miejscu.

Projekt trwał pięć lat. W trakcie całego procesu, od pierwszych obliczeń do ukończenia i otwarcia podwodnej restauracji w 2019 roku, inżynierowie rozwiązali wiele trudnych i zaawansowanych technicznie problemów z pomocą FEM-Design. Pokazuje to siłę programu i jego szerokie zastosowanie, zarówno nad, jak i pod poziomem morza.

Artykuł napisany przez Love Janson