Budynek Bay Adelaide East: Pierwsza na świecie konstrukcja zaprojektowana w stali HISTAR® / ASTM A913 w gatunku 70

Szczegółowe informacje

Budynek Bay Adelaide East to drugi budynek, który został ukończony w trzy-wieżowym kompleksie Bay Adelaide Center. Budowa 51-kondygnacyjnego budynku Bay Adelaide West została zakończona w 2009 roku, natomiast 33-kondygnacyjna wieża północna (Bay Adelaide North) jest w trakcie budowy i ma zostać ukończona do 2022 roku. Wieża Bay Adelaide East, o powierzchni 91 045 metrów kwadratowych, ma sześciokondygnacyjne podium i zawiera powierzchnie biurowe, handlowe oraz parkingi. Oferuje również mieszkańcom i gościom budynku dostęp do systemu PATH w Toronto - 27-kilometrowego podziemnego publicznego pasażu oraz sieci sklepów.

Koncepcja kompleksu Bay Adelaide Center została stworzona w 1987 roku, ale na początku lat 90-tych wstrzymano się z budową kiedy to recesja gospodarcza spowodowała wzrost wskaźnika pustostanów w centrum Toronto. W 2005 roku projekt został wznowiony, przy jednoczesnej zmianie jego głównego planu. W miejsce pierwotnie planowanych dwóch wież (południowej i północnej) zmieniona koncepcja uwzględniała trzy wieżowce. Umożliwiło to szybszą realizację projektu ze względu na bardziej korzystne fiansowo warunki, w szczególności związane z osiągnięciem minimum 50% umów najmu (pre-lease).

Światowa premiera: konstrukcja stalowa zaprojektowana z zastosowaniem stali HISTAR® / ASTM A913 w gatunku 70

Hybrydowa konstrukcja wieży wschodniej składa się ze stalowej ramy jako głównej konstrukcji nośnej oraz żelbetowego rdzenia dla podparcia bocznego. Główny inżynier konstrukcji projektu posiada długie doświadczenie w stosowaniu stali HISTAR® / ASTM A913. Był on pierwszym projektantem na świecie, który zastosował gatunek 450 (65) w swoim projekcie. Ponad 25 lat temu projektant wprowadził stal HISTAR® / ASTM A913 w gatunku 450 (65) do projektu pierwotnej koncepcji wieży południowej. Chociaż nie udało się tego zrealizować, ten sam inżynier zastosował stal w gatunku 450 (65) w projekcie wieży Bay Adelaide West, która została otwarta w 2009 roku.

Procedura przetargowa producentów była już w toku, gdy zespół projektowy Bay Adelaide East został poproszony o współpracę z firmą ArcelorMittal w celu rozważenia zastosowania nowego gatunku stali ASTM A913 o granicy plastyczności 485 MPa (70 ksi). Alternatywny projekt konstrukcji pozwolił na oszczędność ponad 9% całkowitej masy stali konstrukcyjnej budynku. Ta korzyść, w połączeniu z rygorystyczną oceną materiału ASTM A913, w której uczestniczył główny inżynier w latach 80-tych, ułatwiła mu wybór tego materiału jako alternatywy dla projektu. Szczęśliwie dla poprawionej koncepcji, budowa przebiegła zgodnie z harmonogramem, a budynek Bay Adelaide East jest pierwszym wieżowcem na świecie zaprojektowanym i wykonanym ze stali HISTAR® / ASTM A913 w gatunku 485 (70).

Firma ArcelorMittal Europe - Long Products dostarczyła 1347 ton stali HISTAR® / ASTM A913 w gatunku 485 (70) i 4189 ton CSA G40.21 gatunku 350W za pośrednictwem firmy ArcelorMittal International America North.

Kompleks Bay Adelaide Center & stal HISTAR® / ASTM A913: 25-letnia historia innowacji

Pod koniec lat 80-tych XX wieku, kiedy to zgodnie z pierwotnym projektem wieży południowej, wybrano konstrukcję w postaci stalowej ramy nośnej i rdzenia żelbetowego, firma ArcelorMittal (wcześniej Arbed) miała wkrótce wprowadzić na rynek nową stal niskostopową o wysokiej wytrzymałości HISTAR ®, która miała być produkowana w Luksemburgu. Ta nowa, innowacyjna stal do produkcji kształtowników konstrukcyjnych wreszcie się urzeczywistniła jako kulminacja wielu lat wspólnych badań firmy ArcelorMittal i Centre de Recherches Métallurgiques (CRM). Czas był idealny – Bay Adelaide Center było krok przed złożeniem zamówienia na stal do tego projektu. W ten sposób wykonawca konstrukcji stalowej, przy wsparciu technicznym ArcelorMittal, przedstawił koncepcję wieży południowej, która obejmowała kształtowniki konstrukcyjne ze stali HISTAR® w gatunku 450 MPa (65 ksi) i wykazał całkowitą oszczędność masy o około 25%, gdy zastosowano ją w projekcie słupów i ciężkich dźwigarów. Oszczędność masy konstrukcji, w połączeniu z atrakcyjną ceną i harmonogramem dostaw zgodnym z projektem, spowodowały szybką akceptację właściciela.

Stal HISTAR® różni się od innych stali dostępnych na rynku, ponieważ została wyprodukowany przy użyciu procesu QST (hartowania i samoodpuszczania), szybkiego chłodzenia i kontrolowanego podgrzewania, które można (i nadal się stosuje) w produkcji kształtowników konstrukcyjnych. W technologii QST prysznic zimnej wody chłodzi zewnętrzne warstwy kształtownika, pozostawiając gorący rdzeń i tym samym wystarczającą ilość energii, aby umożliwić „ponowne podgrzanie” kształtownika od wewnątrz, do temperatury samoodpuszczania wynoszącej 600 stopni Celsjusza (1100 stopni Fahrenheita). Taka kontrola procesu chłodzenia i podgrzewania pozytywnie wpływa na materiał na poziomie mikrostrukturalnym, umożliwiając opracowanie stali drobnoziarnistej o wysokiej granicy plastyczności, dobrej udarności i doskonałych właściwościach spawalniczych.

Wprowadzenie technologii walcowania QST w produkcji kształtowników konstrukcyjnych było rewolucyjne w świecie produkcji stali, a jej dostępność umożliwiła inżynierom projektowanie jeszcze bardziej wydajnych systemów konstrukcyjnych. Nowość produktowa w latach 80-tych oznaczała jendak, że materiał nie był jeszcze formalnie zaakceptowany według standardów – ani w kanadyjskim stowarzyszeniu norm, ani w komitecie ds. materiałów ani komitecie norm ASTM. Po czterech tygodniach rygorystycznej oceny projektu oraz badań i testów materiału zespół projektowy i budowlany zebrał wystarczającą ilość danych do weryfikacji materiału i stwierdził, że HISTAR® jest wykonalną alternatywą dla projektu.

W 1989 roku zakupiono, dostarczono i prefabrykowano stal konstrukcyjną na budowę pierwszych dziesięciu pięter wieży. Niestety w styczniu 1991 roku budowa została wstrzymana, kończąc tym samym ten innowacyjny projekt.

Kiedy w 2005 roku projekt Bay Adelaide Center stał się ponownie aktualny, było to wynikiem szczegółowej analizy, w którą w latach 80-tych zaangażował się główny inżynier konstrukcyjny projektu. Stal HISTAR® została dzięki temu szybko uwzględniona w projekcie budynku Bay Adelaide West. Była jednak jedna różnica w sposobie jej specyfikacji – w 1993 roku firmie ArcelorMittal udało się stworzyć standard materiałowy ASTM A913, z którym HISTAR® jest zgodny.

Konstrukcja budynku Bay Adelaide West zawiera ponad 1900 ton stali w gatunku 450 (65).