Facts
Location
New York, NY
Nemetschek Group Brands
RISA
Scope
Post-Tensioned Concrete Slabs, Concrete Shear Walls, Concrete Columns
Client
LERA Consulting Engineers
Owner
Columbia University Medical Center
Technology used
ADAPT-Builder
Über das Projekt
Das Roy and Diana Vagelos Education Center ist eine 107.000 m² große, 15-stöckige, hochmoderne medizinische Ausbildungseinrichtung auf dem Campus der Columbia University in Washington Heights. Das Gebäude dient als zentrales Instrument für die teambasierte, problemlösungsorientierte medizinische Ausbildung, die den Studierenden geboten wird. Der Turm umfasst die nach Süden ausgerichtete "Study Cascade", die als vertikaler Campus dient und den Studierenden die Möglichkeit bietet, in einer Reihe von Studien-, Sozial- und Versammlungsräumen zu lernen und zusammenzuarbeiten, darunter ein Auditorium mit 275 Plätzen. Im Gegensatz dazu umfasst die nördliche Fassade bewusst gestaltete Räume, die sich auf bestimmte Funktionen konzentrieren, wie Anatomie-Labore, Leichenuntersuchungsräume und ein chirurgisches Simulationszentrum. Insgesamt ermöglicht das Design des Gebäudes den Medizinstudierenden ein breites Spektrum an Lernerfahrungen.
Über die Struktur
Die Study Cascade bietet Studierenden und Lehrkräften gleichermaßen variable Räume für das Lernen und die Zusammenarbeit, doch ihr Design und ihre Anordnung stellten den Tragwerksplaner LERA vor schwierige Bedingungen in Bezug auf den vertikalen Lastpfad, den er bei der Tragwerksplanung berücksichtigen musste. Um die Auswirkungen der Struktur auf diese Räume zu minimieren, wurden die vorgespannten Betonböden von einem Paar geneigter Verbundbetonsäulen gestützt, die vom Fundament bis zum achten Stockwerk ansteigen und die Last um das stützenfreie Auditorium herumleiten. Eine weitere strukturelle Herausforderung war die Notwendigkeit, lange, offene Spannweiten zu schaffen, um die programmatischen Anforderungen des Gebäudes zu erfüllen und gleichzeitig die Deckentiefe und die Durchbiegung an der äußeren Ganzglasfassade zu minimieren. Um dies zu erreichen, wurden Spannbetonplatten (aus hochfestem 8-ksi-Beton) mit Verbundspanngliedern bewehrt und von den schrägen Betonsäulen auskragend getragen. Zwischen den Spannbändern wurden außerdem Hohlkörper angebracht, um das Eigengewicht der Struktur zu verringern.
Michael Hopper, PE
Die Verwendung von ADAPT-Builder zur präzisen Berechnung der Durchbiegungen unter Berücksichtigung der Lastverteilungseffekte an den auskragenden Platten war für den Entwurf absolut entscheidend
RISA in der Praxis
Um die komplexen Bedingungen des Bauwerks, insbesondere in der Kaskade, zu entwerfen, verwendeten die Ingenieure von LERA ADAPT-Builder. Die Funktionen der Software für mehrere Stockwerke wurden genutzt, um die Lastverteilungseffekte an den auskragenden Platten zu erfassen, die durch eingeschossige Wände und Rampen verbunden sind. Zusätzliche Herausforderungen ergaben sich aus der Interaktion zwischen der Ganzglasfassade und den auskragenden vorgespannten Platten. Zu Beginn des Projekts legte das Planungsteam akzeptable langfristige Durchbiegungsgrenzen fest (1 ¼" Zoll für Auskragungen bis zu 26 Fuß), die dann zur Abstimmung der verklebten vorgespannten Platten verwendet wurden. Detaillierte Durchbiegungskonturdiagramme von ADAPT-Builder wurden verwendet, um die Durchbiegungen in der Platte mit den darüber und darunter liegenden Vorhangfassaden zu koordinieren und sicherzustellen, dass die strengen Leistungskriterien erfüllt wurden. Die Flexibilität von ADAPT-Builder ermöglichte es den Ingenieuren von LERA, komplexe Bedingungen zuverlässig zu modellieren und zu analysieren und so eine ordnungsgemäße Koordination und einen effizienten Entwurf sicherzustellen.
