På vetenskapscentret Universeum i Göteborg anläggs nu en ny kupol där besökare ska bjudas på filmupplevelser om natur och teknik. MW Byggtekniska har med hjälp av FEM-Design gjort avancerade analyser för att dimensionera kupolens konstruktion efter de tre material som ingår, betong, stål och trä.
”Utan FEM-Design hade vi inte tagit projektet”, säger Stefan Kastberg på MW Byggtekniska.
För den vetgirige är Universeum i Göteborg en guldgruva av upplevelser och insikter. En plats för folkbildning och ett vetenskapscenter kring naturvetenskap, teknik och hållbarhet. Nu anläggs en visualiseringsdome på Universeums tak för att ge besökarna nya upplevelser.
Domen liknar en gigantisk kupol och mäter 27 meter i diameter. Den består av ett ytterhölje, av 84 sammansatta triangelformade element av trä som hålls ihop av en stålkonstruktion. I själva domen är en gigantisk filmduk placerad i en halvklotform där besökarna får uppleva visualiseringar och animationer i olika ämnen.
Ingenjörsföretaget MW Byggtekniska i Varberg har tagit fram konstruktionshandlingar till både domen och gångbron med anslutande trapphus och hiss. MW Byggtekniska arbetar med byggkonstruktion för främst kommuner och privata aktörer i byggbranschen.
Vibrationsanalys av vindlaster som kan störa filmupplevelsen
Domen har ett utsatt läge med den höga placeringen i den omgivande stadsmiljön. Det för med sig en ständig påverkan från väder och vind.
”Det är framför allt vindlaster, till exempel kastvindar, som kan ge upphov till vibrationer och påverka projektorer och utrustning”, berättar Stefan Kastberg på MW Byggtekniska.
Hur stora rörelser kan man acceptera för att inte det ska störa själva visningen? För att besvara frågan har ingenjörerna gjort beräkningar i FEM-Design och kommit fram till en styvhet i konstruktionen där vibrationerna är tillräckliga för att inte påverka upplevelsen hos besökarna.
Domen utsätts för påverkan från väderlek i den övre delen. Den utsätts också för deformation i nederdelen som orsakas av egentyngd i konstruktionen där bjälklaget kragar ut flera meter. Därför var det viktigt att få fram en dimensionering som tar hänsyn till deformation och här var FEM-Design ett nödvändigt verktyg för att få fram ett godtagbart resultat.
Flera material i de globala beräkningarna
Allt kompliceras av att domen innehåller flera material. Själva höljet består av trä och stål och därunder en konstruktion med både betong och stål.
”Det är en fördel att vi utfört globala beräkningar efter de ingående materialslagen…”, säger Stefan. ”Materialen har olika egenskaper och styvheter och det är viktigt att få ett helhetsgrepp om konstruktionen och inte varje material för sig. I FEM-Design kan vi studera hur de olika materialdelarna deformeras tillsammans och utvärdera resultatet”.
Stefan har använt CLT-modulen i projektet.
”Det har fungerat bra att dimensionera de delar i projektet där vi använt korslimmat trä, menar han. Tycker det är bra att kunna hantera olika material och att vi kan lägga in de i beräkningsmodellen.”
Det är inte bara global analys som gav resultat, ingenjörerna har även studerat krafterna på lokal nivå.
Ett exempel är knutpunkterna i stålkonstruktionen där de tagit fram snittkrafterna i knutarna och gjort beräkningar efter hur krafterna går i knuten och hur de uppkommer. Allt för att få en robust konstruktion.
”Vi kontrollerar på lokal nivå för att se hur lasterna går och att de är rimliga, så att vi inte riskerar att få felaktiga resultat.”
Svårt att klara projektet utan FEM-Design
Projektet har alltså haft en mängd olika utmaningar, där en av de största var kunna lösa problemen med ett bra verktyg.
”Hade vi inte haft FEM-Design så hade vi förmodligen inte tagit uppdraget…”, konstaterar Stefan. ”Det hade känts alldeles för osäkert och det hade inneburit risker, till exempel att man hade fått grövre dimensioner vilket hade påverkat projektets ekonomi med högre materialkostnad. Då hade vi nog avstått.”
Men tack vare FEM-Design kunde ingenjörerna hantera utmaningarna och har tagit fram en hållbar och styv konstruktion. Ett viktigt led i projektet för att skapa nya upplevelser för besökarna i Universeums nya dome.
© Love Janson
Main Image Credit: ”Wingårdhs”
