Haeundae Resort, Busan, Korea Południowa

Haeundae Resort to kompleks 3 wież (LCT Landmark Tower o wysokości 412 metrów oraz dwie identyczne Residential Tower A i B po 339 metrów każda) przy plaży Haeundae w mieście Busan (Korea Południowa). Projekt architektury został wykonany przez koreańską firmę Samoo Architects & Engineers, za konstrukcję odpowiadał Dong Yang Structural Engineers, a generalnym wykonawcą jest (planowane zakończenie budowy w roku 2020) POSCO E&C.

Wszystkie budynki zaprojektowane jako żelbetowe. System konstrukcyjny, poza żelbetowym trzonem, składa się z trzech poziomów ścian obwodowych (belt walls) oraz dwóch poziomów wsporników (outriggers), które zwiększają jego odporność na oddziaływania poziome. Dodatkowo, w Landmark Tower zastosowano masywne słupy po obwodzie budynku. Czynnikiem determinującym dla projektowania na obciążenie poziome był (ze względu na znaczną wysokość budynków) wiatr. Dodatkowo Busan leży w strefie aktywnej sejsmicznie i to obciążenie również było uwzględniane w obliczeniach.

W ramach kompleksu Haeundae Resort przeprowadzone zostały dwa osobne projekty, które opisano poniżej.

LCT Landmark Tower – analiza value engineering

Pierwotny projekt konstrukcji Landmark Tower wykonany został przez koreańską firmę Chunglim, która nie miała wcześniej doświadczenia z tak dużymi inwestycjami. Z tego względu inwestor zlecił przeprowadzenie analizy value engineering dwóm firmom – koreańskiej Dong Yang oraz ARUP (oddział w Hong Kongu). Moim zadaniem, jako członka zespołu ze strony Dong Yang, było zbudowanie w programie ETABS modelu 3D zgodnie z projektem Chunglim, a następnie przeprowadzenie obliczeń i wskazanie możliwych usprawnień. W wyniku mojej analizy udało się znacząco zredukować ilość zbrojenia w słupach ulokowanych po obwodzie budynku, wyeliminować lokalne pogrubienia stropów, zmniejszyć liczbę belek stropowych oraz usunąć część zbędnych ścian oporowych w podziemnej części budynku. Analiza przeprowadzona przez ARUP wskazała na bardzo podobne rozwiązania.

LCT Residential Tower A i B – analiza Performance Based Design

Projekt konstrukcyjny dla obu budynków wykonany został przez firmę Dong Yang i uwzględniał wymagane przez normę obciążenie sejsmiczne. Jednakże, ze względu na prestiż inwestycji (wszystkie trzy budynki w momencie zakończenia budowy będą najwyższymi budynkami w Busan oraz w ścisłej czołówce w całej Korei) inwestor zdecydował się na dodatkowe analizy. W pierwszej należało ocenić zachowanie budynku pod wpływem obciążenia sejsmicznego o 50% większej intensywności, niż wymagane przez normę. Druga analiza miała odpowiedzieć na pytanie, czy budynek spełni znacznie bardziej rygorystyczne wymagania (Intermediate Occupancy zamiast Life Safety) w przypadku normowego trzęsienia ziemi.

Celem zespołu, którego pracą kierowałem, było dokonanie analizy Performance Based Design (PBD) z uwzględnieniem nieliniowości materiałów oraz elementów. Obciążenie sejsmiczne zostało zdefiniowane przez siedem par historycznych trzęsień ziemi (time-history) przeskalowanych do lokalizacji i parametrów gruntowych odpowiadających analizowanemu budynkowi. Analizy przeprowadzone zostały zgodnie z amerykańską normą ASCE 41-13, z której również zaczerpnięto kryteria akceptowalności dla elementów i całego budynku. W rezultacie potwierdzono zdolność budynku do przeniesienia obciążenia sejsmicznego znacząco większego niż normowe. Wskazano również słabsze elementy konstrukcji, które nie spełniają podwyższonych standardów użytkowania przy trzęsieniu o intensywności normowej.

Atlas Plaza, Teheran, Iran

Budynki Atlas Plaza w Teheranie są najbardziej widoczną częścią olbrzymiego kompleksu usługowo-handlowego. Obie wieże mają po 30 pięter i są konstrukcyjnie połączone na pierwszych siedmiu. Teheran znajduje się w jednym z bardziej aktywnych sejsmicznie rejonów świata, dlatego dobór systemu konstrukcyjnego o dużej odporności na trzęsienia ziemi był największym wyzwaniem na tym projekcie.

Moim zadaniem było przeprowadzenie analizy modeli 3D obu wież w programie ETABS oraz dobór podstawowego systemu nośnego budynku. Czynnikiem definiującym pracę całej konstrukcji było obciążenie sejsmiczne o bardzo dużym natężeniu. Ze względu na wysokość budynku przekraczającą dopuszczalne normy dla systemu jednoczęściowego (projekt wykonany był wedle norm amerykańskich), zaproponowano system podwójny (dual reinforced concrete system). Składały się na niego masywne żelbetowe ściany nośne trzonu (shear walls) oraz specjalna sztywna rama (special moment resisting frame). Przeprowadzono również symulację budynku w przypadku zastosowania Tuned Mass Damper (TMD).