Vertigo i Tivoli 3D Finit Element Modellering af Fundament Nordeuropas vildeste og hurtigste interaktive forlystelse Lindita Kellezi
Vertigo - svimmelhed Dynamisk højde 40 m Max hastighed 100 km/t Platform diameter 18 x 15 m Antal fly 2 (hver med 4 sæder) Max vingerotationer 15 gange/min Max flyrotationer 17 gange/min. Tivolis nye forlystelse er det tætteste, man kan komme på at simulere en rigtig flyver, uden at leje sit eget fly. 15-10-2010 2
Baggrund og formål For projektering af den ny Tivoli forlystelse er GEO af Orbicon / Leif Hansen (O/LH) blevet bedt om at vurdere totalstabiliteten (bæreevne og deformationer) for fundamentet. Fundamentet er dimensioneret af O/LH baseret på konventionel statiske beregninger med dimensionerne 7m x 7m x 3m og udføres som en gravitation direkte fundering på en gruspude eller grov beton. Geoteknisk undersøgelse er udført af Frank Geoteknik I følge O/LH skal fundamentets totalstabilitet vurderes i henhold til DS 415 (Normal Sikkerhedsklasse). 15-10-2010 3
Konstruktionsdesign 15-10-2010 4
Jordbundsforhold Geotekniske undersøgelsen består at to geotekniske boringer. I boringerne træffes der under 2.5 à 3.4 m lerfyld glaciale aflejringer primært bestående af moræneler til boringernes afslutning 9.5 m under eksisterende terræn. 15-10-2010 5
Jordbundsforhold GEOs tolkning af geotekniske data 15-10-2010 6
Jordparametre Ud fra de geotekniske boringer har GEO udarbejdet et generaliseret jordbundsprofil for henholdsvis drænede og udrænede parametre. 15-10-2010 7
Belastninger: Det er vindlasterne der er dimensionsgivende. Momentet på fundamentet som fremkommer når forlystelsen kører er cirka 1/5 af momenterne fra vindlast (vindstød). (LS1) (LS2) Fundamentet undersøges for statisk og dynamisk vindlast i henhold til to forskellige normer: DS410 (1998) og DS410 (1982). De regningsmæssige belastninger er beregnet fra vindarealer: mod armen, og vinkelret på armen som angriber i fundaments overkantens (FOK) symmetrilinjer. 15-10-2010 8
Opbygning af beregningsmodel Totalstabiliteten er undersøgt i programmet Plaxis 3D Foundation. Fundamentet indbygges i et skrående terræn, hvor koten til terrænet på fundamentets ene side er +3.9m og på den anden side er +2.4m. Fundamentet har en højde på 3 m. Fyldjorden afgraves til kote 0.0m svarende til overside af de glaciale lag, og efterfølgende indbygges der gruspude op til kote +0.9m. 15-10-2010 9
Opbygning af beregningsmodel Opbygningen af det skrående terræn styres ved hjælp af borehuller. Der er derfor interpoleret mellem de to geotekniske borehuller. Flere borehuller er blevet brugt for at opbygge det skrående terræn. Jordbundforholdene er også styret af de to borehuller. 15-10-2010 10
Opbygning af beregningsmodel 15-10-2010 11
Beregningsfaser Initial fase, (Jordmodellen opbygges og initial spændinger beregnes) Fase 1. Installation af fundament Fase 2. Fundamentet belastes (V-H-M) Fase 3. Stabilitetsundersøgelse Vandspejl Der er regnet med vandspejl i terræn. I modellen er vandspejlet trukket ned langs siderne til fundamentsunderkanten. Derved er der regnet med fuld opdrift på fundamentet. 15-10-2010 12
Resultater Det er de drænede parametre, der er dimensionsgivende. Beregningerne viser, at fundamentet er regningsmæssigt stabilt med et mindste stabilitetsforhold = 1.2. Et stabilitetsforhold > 1.0 kan kompensere for noget styrke degradering af jorden på grund af dynamisk effekter / laster. Ud fra den karakteristiske beregning (karakteristiske jordparametre og laster) er største horisontale deformation beregnet til 18 mm og totale vertikale deformation 34 mm (17 mm op og ned på hver fundamentskant). Vinkeldrejningen er beregnet til = 0.27 o. 15-10-2010 13
Resultater for regningsmæssige laster (Snit!, LS1) (V-H-M) (-509 kn, -350 kn, 4998 knm (V = M / B)) Snit 1 og regningsmæssige parametre (Fase 2) Fase 3, Stabilitetsforhold 1,19 Poretryk Effektiv Spændinger 15-10-2010 14
Resultater for regningsmæssige laster (Snit 1, -LS1) (V-H-M) (-509 kn, 350 kn, -4998 knm (V = M / B)) og regningsmæssige parametre (Fase 2) Snit 1 Fase 3, Stabilitetsforhold 1,35 15-10-2010 15
Resultater for regningsmæssige laster (Snit 2, LS2) Snit 2 (V-H-M) (-509 kn, 449 kn, 6873 knm (V = M / B)) og regningsmæssige parametre (Fase 2) Stabilitetsforhold 1,25 15-10-2010 16
Resultater for karakteristiske laster (Snit 2, LS2 k ) (V-H-M) (-392 kn, -345,4 kn, 5291 knm (V = M / B)) og karakteristiske parametre (Fase 2) Fundament (øverste plade) vertikale deformationer Fundament (øverste plade) horisontale deformationer 15-10-2010 17
Endelig fundament design Fundamentet blev udvidet med en kælder, som indeholder en kæmpe el-tavle til forlystelsen. De tynde rør på billede af fundamentsarmering, er kølerør, som holder temperaturen på den nystøbte beton nede. Fundamentet vejer ca 430 tons, udvikler en masse varme og blevet monitoret. Tak for opmærksomheden! 15-10-2010 18