Возведение самого большого в мире купола в Сингапуре

Совместная работа команды архитекторов и инженеров при конструировании крыши спорткомплекса Singapore Sports Hub.

Представляем вам самый большой в мире купол со свободным пролетом — крышу спорткомплекса Singapore Sports Hub. Охватывающий три футбольных поля и возвышающийся более чем на 80 метров над землей, он является ярким примером успешной совместной работы над проектом архитекторов спортивных объектов компании Arup и команды инженеров‑конструкторов, использовавших информационное моделирование зданий и программное обеспечение Tekla.

Конструкция состоит из нескольких трехмерных треугольных ферм, изготовленных из круглого CHS-профиля диаметром от 139,7 до 508 мм: это оригинальная открытая конструкция с плавно изогнутыми линиями. Именно эти закругления поставили перед изготовителем множество проблем, но использование Tekla и BIM позволило команде проектировщиков преодолеть их.

Проектная группа компании Arup использовала Tekla для оптимизации стационарной и подвижной частей крыши, в результате чего получилась легковесная, изящная, хотя и сложная по форме конструкция.

Значимость интеграции

С самого начала проектная группа Arup понимала, что для успешного создания этой конструкции крыши необходим полностью интегрированный подход к архитектурному и структурному проектированию, а также к последующему строительству.

Взаимозаменяемость между проектом и структурной моделью была важнейшей задачей, которую команде Arup необходимо было решить.

Специалистам удалось оптимизировать геометрическую конструкцию крыши, используя собственное специализированное программное обеспечение, и затем передать с помощью подключаемого модуля эти данные в ПО Tekla для построения BIM-модели. Такая интеграция позволила команде Arup автоматически обновлять модель Tekla в соответствии с последней оптимизированной геометрией конструкции, что невозможно обеспечить традиционными изолированными методами.

Информационная модель очень важна для поиска оптимального баланса между архитектурой, бетонными конструкциями и инженерными сетями. Команда Arup смогла выявить потенциальные коллизии между инженерными сетями и конструкцией здания и оперативно скорректировать проект. Например, около 42 км сборных рядов сидений должны идеально сочетаться с инженерными системами, такими как система кондиционирования.

Майк Кинг, директор сингапурского офиса компании Arup и руководитель проекта спортивного комплекса, имеет более чем двадцатилетний опыт проектирования длиннопролетных конструкций для спортивных арен, аэропортов и вокзалов по всему миру.

«Для стальных конструкций было очень важно использовать ПО Tekla, поскольку оно применялось при расчете геометрии и качественных характеристик конструкции крыши. Компания Arup давно сотрудничает с компанией Tekla, и мы обладаем большим опытом использования программы. Мы тесно сотрудничаем с Tekla в разработке ПО, поэтому наш опыт оказался очень удачным», — говорит Майк Кинг.

Гарантия технологичности проектного решения

Было важно, чтобы геометрия и размеры элементов конструкции крыши из модели, созданной Arup, были правильно импортированы в базовую модель. Чтобы убедиться, что замыслы проектной группы были полностью отражены в модели Tekla, компания Yongnam, подрядчик по производству металлоконструкций, разработала систему, которая проверяла все основные данные на соответствие проектным данным для каждого монтажного узла.

По словам г-на Кинга, когда дело дошло до передачи компании Yongnam конструкционной модели крыши, было крайне важно, чтобы модель была на 100% точной. Благодаря решениям Tekla удалось гарантировать точность геометрии и структурных элементов. В свою очередь, компания Yongnam использовала информационную модель для разработки производственной документации и чертежей по изготовлению и выполнению соединений.

Кроме того, Yongnam нужно было получить разрешение BCA (Управление строительства при Министерстве национального развития Сингапура.) на изготовление и возведение конструкции. Для получения разрешения вся техническая информация была предоставлена в BCA в виде 3D-модели.

Информационная модель также использовалась подрядчиками по облицовке для обеспечения соответствия и разработки способов крепления.

«Кроме того, они использовали модель для планирования монтажных работ, способов доставки элементов, оценки их размеров элементов, которые могут изготавливаться на месте и подниматься кранами. BIM-модель Tekla сыграла решающую роль на всех этих этапах», — объяснил г-н Кинг.

Повышение эффективности

Одной из ключевых задач проекта спортивного комплекса было максимально снизить вес стальной конструкции крыши не только с точки зрения экономичности сооружения, но и для снижения содержания углерода.

«Самой большой нагрузкой на крышу такого рода сооружений является собственный вес стальной конструкции, поэтому если удастся свести его к минимуму, то вы получите чрезвычайно практичную конструкцию. Например, если конструкция имеет лишние 10 кг кровельной стали на один кв. м, то потребуется дополнительные 30–40% стали для опор, чтобы удержать эти излишки на крыше», — пояснил г-н Кинг.

При решении вопроса снижения веса стальной конструкции использование информационной модели также принесло свои плоды. Это помогло проектной группе Arup оптимизировать геометрию и конструкцию крыши, а также придать ей изящную, с точки зрения архитектуры, форму. Они смогли создать оптимальную стальную конструкцию, как в плане дизайна, так и в плане соответствия проектной документации, чтобы минимизировать количество стали.

«На крыше спортивного комплекса есть пролет длиной 312 м, который имеет удельный вес чуть более 120 кг на один квадратный метр. Такой результат был достигнут за счет оптимальной формы, использования параметрического моделирования и разработки конструкции с помощью BIM. Это примерно вдвое эффективнее любой другой крыши для стадиона такого размера, особенно подвижной», — добавил г-н Кинг.

Задавая стандарты

«Нам нравится работать с Tekla, потому что это поистине отраслевой стандарт. Это решение, которое удобно использовать производителям металлоконструкций и в котором они уверены. Поэтому мы знали, что если мы будем делать нашу документацию в Tekla, то сможем передать эту модель любому производителю стали в мире, и он сможет на ее основе разработать свою собственную производственную модель, что в значительной степени сэкономит время», — заявил г-н Кинг.

По мнению Кинга, технология BIM значительно сократила время, необходимое для создания конструкции такого рода, по сравнению с тем, что было 10 или 20 лет назад.

Но более интересными преимуществами являются экономичное использование ресурсов, сокращение количества стали, а также эффективная совместная работа за счет передачи унифицированных данных от проектировщика к производителю металлоконструкций и непосредственно к конечному пользователю.

Комплекс Singapore Sports Hub был первым проектом в Сингапуре, в котором технология информационного моделирования использовалась от начала до конца. Он также стал примером успешной совместной работы множества вовлеченных сторон. Проект ярко осветил совместные усилия архитекторов спортивных объектов компании Arup и команды инженеров-конструкторов.

За смелый подход к проектированию и строительству проект Singapore Sports Hub был удостоен платиновой награды на церемонии BCA BIM Awards 2014, а также награды «Лучший проект из стали» на церемонии Tekla Global BIM Awards 2014.

РЕЗУЛЬТАТ

  • Выявление потенциальных коллизий между инженерными сетями и конструкцией здания

  • Решение вопроса по снижению удельного веса стальной конструкции купола

  • Экономия времени за счет передачи унифицированных данных от проектировщика к производителю металлоконструкций

Читайте другие проекты

Посмотреть все проекты