Braga Municipal Sport Stadion Industriële Bouwwerken Steven De Coen Joachim Grochowczak Roel Ven

Inhoudsopgave Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Inleiding EURO 2004 Braga Municipal Sport Stadion 10 stadia: nieuwbouw of vernieuwbouw Braga Municipal Sport Stadion Architect Eduardo Souto de Moura in samenwerking met studiebureau Afassociados Uniek decor: Monte Castro berg – Cavadorivier Startpunt voor stads– en recreatiepark Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Materialenkeuze Tribunes Opgebouwd uit betonnen pijlers: dikte: 1m tussenafstand: 7,5m Voorzien van ronde openingen circulatie ‘doorheen’ de structuur kijken reduceren totale massa Granulaten in beton afkomstig van rotswand Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Materialenkeuze Dakconstructie Uitgangspunt: licht en eenvoudig dak is opgehangen aan kabels gekozen voor spiraalvormige kabels Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Materialenkeuze Dakconstructie spiraalvormige kabels hangen per paar tussenafstand tussen paren: 3,75m spanwijdte: 202m dak bestaat uit prefab betonnnen elementen bovenop metalen bekleding Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Materialenkeuze Dakconstructie dak zelf bestaat uit: prefab betonnen elementen metalen bekleding Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Materialenkeuze Afwatering neerslag Regenwater wordt afgevoerd in zuid-oost richting met een helling van 1 procent Helling wordt bekomen door lengte v/d kabels te variëren Op het eind van de dakgoten wordt het water verder opgevangen door twee grote aquaducten Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Ontwerpbelastingen Oostelijke tribune 16 pijlers van 1m dik en 55m hoog Probleem: voorgespannen kabels kunnen voor grote momenten zorgen aan de funderingsvoet Oplossing: Ontwerp zodanig dat resultante v/d combinatie v/d verticale zwaartekracht en horizontale krachten v/h dak door de funderingsvoet gaat Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Ontwerpbelastingen Oostelijke tribune Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Ontwerpbelastingen Westelijke tribune Uitgehouwen in een graniet rotsmassief 18 pijlers van elk 1m dik Uitgevoerd op directe funderingsvoeten Horizontale krachten v/d kabels worden rechtstreeks in het rotsmassief verankerd Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Ontwerpbelastingen Windanalyse en windeffecten Effecten v/d omgevende topografie op de gemiddelde snelheid en op de turbulentie intensiteit in de omgeving van het stadion → Windtunneltesten op star schaalmodel 1:1500 Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Ontwerpbelastingen Windanalyse en windeffecten Invloed van wind op dak → star schaalmodel 1:400 200 druksensors op boven –en onderkant dak 36 meetreeksen in verschillende windrichtingen Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Ontwerpbelastingen Windanalyse en windeffecten Berekening v/d respons v/d structuur op de dynamische belasting v/d wind wordt uitgevoerd op 2 verschillende manieren Dynamische deterministische tijdshistorie analyse rechtstreekse integratie v/d dynamische evenwichtsvergelijkingen gebaseerd op lineaire elastische analyse v/e eindige elementen model maximum berekende verplaatsing: 47cm Dynamische probabilistische analyse orthogonale decompositie methode (FDD) Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Ontwerpbelastingen Windanalyse en windeffecten Ondanks voorgaande modellen kan elastische stabiliteit van het dak niet gegarandeerd worden 2 aëro-elastische modellen worden ontwikkeld en getest in een windtunnel 1:70 1:200 Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Structuuranalyse Vibratietest Meten van verticale acceleratie 2 dagen – 2 proefopstellingen tijdreeks: 16 minuten bemonsteringsfrequentie: 100 Hz Opstelling dag 1 Opstelling dag 2 Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Structuuranalyse Vibratietest variatie van de standaarddeviaties van de 28 verschillende meetreeksen tijdreeks voor het referentiepunt 7 Wind : enige significante dynamische excitatie Dag 1: een regenachtige, winderige dag  hoge windsnelheid ,grote fluctuaties Dag 2: zonnige en kalme dag  lage windsnelheid, kleine fluctuaties Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Structuuranalyse Identificatie van de eigenfrequenties en de eigenmodes (FDD) Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Structuuranalyse Eindige elementen modellering 34 kabels bestaande uit 89 staven, tussenafstand 3,75m Tussen de kabels Shell-elementen (dikte van 0,245m) Glijdend verbonden (geen spanningen door T-verschillen) Aan het uiteinde aan transversaal staafwerk Helling van 1% voor waterafvoer Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Structuuranalyse Eindige elementen modellering Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Structuuranalyse Vergelijking tss waargenomen data en eindige elementen-berekening constructiefrequenties zijn deze waarbij rekening is gehouden met belastingen tijdens de bouwfase goed oordeel over de kwaliteit van het complexe eindige elementenmodel accuraatheid en betrouwbaarheid van het output-only principe lagere natuurlijke eigenfrequenties niet meer met zware apparaten opwekken Mode Frequentie [Hz] berekend Waargenomen constructie 1 0,303 0,276 0,277 2 0,322 0,292 0,305 3 0,455 0,521 0,500 4 0,470 0,539 0,532 5 0,476 0,558 0,574 6 0,516 0,632 0,610 7 0,660 0,655 0,673 8 0,672 0,684 0,678 9 0,691 0,702 0,712 10 0,693 0,737 0,754 11 0,874 0,844 Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Structuuranalyse Vergelijking tussen waargenomen data en eindige elementenberekening vergelijking van de eigenmodes via matrix (goede uitkomst indien enkel 1-en op de diagonaal Perfecte glijding ?  extra testen leiden tot verschillen van natuurlijke frequenties tot 1.2% wat te verwaarlozen is Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Structuuranalyse Modale demping Vrije vibratie Gedwongen excitatie Massa loslaten, trilling opmeten via filters modale demping berekenen door lage eigenfrequenties, moeilijk isoleren niet voor elke mode een dempingscoëfficiënt harmonische excitatie na bereiken resonantie, excitatie wegnemen opmeten accelerometers Berekenen dempintscoëf. Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Structuuranalyse Modale demping Mode Free vib. filter Harmonic excitation Ambient vibration FDD 1 - 0,28 0,58 2 0,27 0,52 3 0,22 0,47 4 0,25 5 6 0,34 0,43 0,35 7 8 0,20 9 10 11 0,36  lagere modes afwijking doordat wind als aerodynamische demping optreedt Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Planning en uitvoering Excavatie van rots: 1 700 000m³ Netwerk van ankers voor stabiliteit rotswand Optrekken tribunes Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Planning en uitvoering Constructie van het dak Spannen kabels Afglijden van gewapend betonnen platen Aan elkaar vastmaken met bouten Betoneren van transversale en longitudinale verbindingen tussen de panelen Inleiding Materialenkeuze Ontwerpbelastingen Structuuranalyse Planning en uitvoering

Bedankt voor uw aandacht! Vragen?