mgm block a tower overview - Thornton Tomasetti

Report 3 Downloads 71 Views
MGM BLOCK A TOWER  OVERVIEW 

Presented by: 

Kim Lin  September 26, 2007

MGM BLOCK A TOWER 

§  BACKGROUND  §  DESIGN & CHALLENGES  §  CONSTRUCTION  §  ADDITIONAL SEMINARS WILL COVER  TECHNICAL DETAILS.

`` 

SPECIAL THANKS TO THE TEAM  §  §  §  §  §  § 

DENNIS POON (Managing Principal)  UDOM HUNGSPRUKE  LEN JOSEPH  MIKE DELASHMIT (Const. Manager)  ANGELA HERNANDEZ (Construction)  DALLAS DESIGN TEAM:  KIM LIN, GREG BIEBERLY  COREY GUO  JONATHAN NEUBAUER  TODD ZIMMERMAN, HEIN NGUYEN

•DESIGN CONCEPT  §  STRUCTURAL SYSTEM:  §  CONCRETE SHEAR WALLS.  §  CONCRETE COLUMNS  §  POST­TENSIONED FLAT PLATE AT TYPICAL  FLOORS.  §  SLAB AND BEAMS AT CASINO, MECHANICAL  FLOORS AND TOWER TOP WITH WINDOW  WASHING CRANES  §  HYBRID SYSTEM AT ELITE FLOORS.  §  CONCRETE TRANSFER GIRDERS.  §  HANGING COLUMNS BY USING DYWIDAG BARS.  §  FOUNDATION SYSTEM:  §  MAT OR PIER CAP ON DRILLED PIERS.

§  DESIGN TOOLS:  § LATERAL SYSTEM (INCLUDING  CONCRETE WALL AND LINK BEAM  DESIGN): ETABS.  § POST­TENSIONED FLOORS: ADAPT 3D  MODELER & DECON  § SLAB AND BEAM FLOORS: SAFE &  PCABEAM  § COLUMNS : EXCEL SP READ SHEETS  WITH PCACOL SOFTWARE  § SHRINKAGE & CREEP: CHICAGO’S  SPREADSHEET W/DALLAS UPDATES  § FOUNDATION MAT: SAFE

• FOUNDATION SYSTEM  §  CENTER, NORTH AND SOUTH CORES:  11 TO 13’­6” THICK MAT ON DRILLED PIERS  §  COLUMNS  PIER CAPS ON PIERS  §  SUBGRADE CONDITION:  UPPER 75 FEET: MODERATE TO STRONGLY  CEMENTED CLAYEY GRAVEL WITH CLICHÉ.  UNDERCONSOLIDATED, SATURATED, AND VERY  SOFT SOIL DOWN TO 140 FEET.  §  USED 48” DIAMETER DRILLED PIER TO 120 FEET.  §  PIER FOUNDATION SETTLEMENT = 4­5 inches for  Tower, 3­4” for Podium.  §  IF USE MAT ALONE, SETTLEMENT=12 ­18 inches  DUE TO THE LARGE FOOTPRINT, LOADS WILL BE  TRANSFERRED TO DEEPER, SOFTER MATERIAL.

• FOUNDATION SYSTEM (cont.)  §  TOP OF MAT @ 2111’, BOTTOM OF MAT @  2099’, WATER TABLE @ 2088’.  §  PIER AND MAT DESIGN CHALLENGES:  ETABS MODEL, USING CQC METHOD, THE  SRSS PROCESS YIELDED DIRECTIONLESS  OUTPUT FOR FOUNDATION SYSTEM  DESIGN. COMPARED THREE METHODS:  1. STATIC EQUIVALENT METHOD  (ORIGINAL)  2. READING WALL FORCES & ASSIGNING  DIRECTIONS (SAIFUL)  3. SECTION­CUT.

• FOUNDATION SYSTEM (cont.)  •  §  EQX (Center Core):  STATIC ­  Mx = 795,133 k’, My=1,312,333 k’  SAIFUL ­  Mx = 148,455 k’, My=2,803,508 k’  SECT CUT ­  Mx = 689,285 k’, My=   605,529 k’  §  EQY (Center Core):  STATIC ­  Mx=2,531,667 k’, My= 377,142 k’  SAIFUL ­  Mx=1,109,605 k’, My= 602,733 k’  SECT CUT ­  Mx=1,043,068 k’, My= 558,122 k’

• LATERAL SYSTEM 

CENTER CORE 

SOUTH CORE 

NORTH  CORE

ETABS MODEL

•LATERAL SYSTEM:  §  SEISMIC DESIGN  §  NY PRESENTED BASICS OF SEISMIC DESIGN  PARAMETERS USED IN THEIR SD DESIGN IN PREVIOUS  SEMINAR.  §  FOUR WINGS AND CENTER CORE AREA, SD STAGE  CHALLENGE WAS TO TUNE ALL CORES AND PLACE  SHEAR WALLS WHERE REQUIRED TO REDUCE  DIFFERENCES IN LATERAL BEHAVIOR.  §  CD STAGE:  –  ADDED PODIUM STRUCTURE.  •  W/O PODIUM – MASS (WEIGHT) = 1.2 MILLION KIPS.  •  W/ PODIUM – MASS (WEIGHT) = 1.36 MILLION KIPS  (14 %)  –  USED SEMI­RIGID DIAPHRAGM SYSTEM IN LIEU OF  RIGID DIAPHRAGM SYSTEM.

• LATERAL SYSTEM (Cont.)  §  WALL DESIGN AND DIAPHRAGM SHEAR  TRANSFER:  SHEAR WALLS DROP OFF AT DIFFERENT  LEVELS, CONVENTIONAL RIGID  DIAPHRAGM WILL CAUSE STRESS  SPIKES AT WHERE WALLS DROP OFF.  THIS IS SIMILAR TO USING SPRING OR  PINNED BASE TO SIMULATE MAT/PILE  FOUNDATION.

•LATERAL SYSTEM (Cont.)  §  SEMI­RIGID SYSTEM WAS ADAPTED. SHELL  ELEMENTS WERE USED TO MODEL FLOOR  SLABS.  –  DISTRIBUTE HORIZONTAL FORCES BASED  ON WALL STIFFNESS.  –  DISTRIBUTE GRAVITY LOADS.  –  BOTH SLABS AND COLUMNS NEED TO BE  CHECKED FOR COMBINATION WITH SEISMIC  INDUCED FLEXTUAL AND SHEAR FORCES.  THE RESULTS SHOWED THE COMBINATIONS  WITH SEISMIC FORCES DID NOT GOVERN  THE SLABS AND GRAVITY COLUMN DESIGN.

• LATERAL SYSTEM (Cont.)  §  WIND DESIGN:  RWDI WIND FORCE RECOMMENDATION:  §  DUE TO THE COMPLEXITY OF THE BUILDING,  WIND LOADS WERE APPLIED AT C. G. OF EACH  WING AT EACH FLOOR, PENDING FLOOR  GEOMETRY. RWDI PROVIDED A TABLE OF 120  LOAD COMBINATIONS WITH DIFFERENT  FACTORS, DIFFERENT DIRECTIONAL SIGNS TO  THE NUMERIOUS LOADS.  §  THIS MADE RUNNING ETABS VERY TIME  CONSUMMING WHEN COMBINE WIND LOADS  WITH GRAVITY AND SEISMIC LOADS.

ETABS MODEL 

LEVEL 01

ETABS MODEL 

LEVEL 02

ETABS MODEL 

LEVEL 03

FLOOR SYSTEM  POUR STRIP #3 

POUR STRIP #4 

POUR STRIP #1 

POUR STRIP #5  POUR STRIP #2 

POUR STRIP #6 

POUR STRIP #7

ADAPT 3D MODELER

• SLAB DESIGN:  §  ONE OF THE PRIMARY DIFFERENCE FROM SD TO CD WAS  THAT ALL INTERIOR COLUMNS LOCATED ADJACENT TO  SHEAR WALLS WERE TAKEN OUT:  §  ELIMINATED 2 STORY HIGH STEEL TRANSFER GIRDERS  AT HARMON LOBBY.  §  THE DIFFERENTIAL SHORTENING BETWEEN COLUMNS  AND SHEAR WALLS WILL BE HARDER TO CONTROL FOR  HIGH RISE BUILDINGS.  §  SLAB THICKNESS (8” VS. 9 ½”..USE L/44 TO L/45 AS A START)  §  OTHER COORDINATION ITEMS FOR SLAB DESIGN:  §  FLOOR OPENINGS (MECHANICAL SHAFTS, FCU’S, ROOF  DRAINS, STAIR PRESSURIZATION SHAFTS, ETC.)  §  ADA SHOWER RECESSES.  §  CURTAIN WALL ANCHOR SIZES & LOCATIONS.

• SLAB DESIGN (Cont.)  §  NO ELECTRIC CONDUITS INSIDE PT SLAB.  §  REBAR OPTIMATIZATION:  § FAST TRACK?  § SIMPLICITY?  § OPTIMATIZE WITH VARIOUS LENGTH OF  BARS ACROSS THE WIDTH OF A CURVED  BUILDING WITH SPAN CHANGES FROM  29 FEET TO 33 FEET.

• SLAB DESIGN (Cont.)  §  SLAB DEFLECTIONS:  §  TYPICAL PT BALANCES 75% OF SLAB SELF  WEIGHT.  §  DL DEFLECTION  §  PT DEFLECTION  §  DL+PT DEFLECTION  §  LL DEFLECTION  §  LONG TERM DEFLECTION  §  CRITICAL FOR HOTEL WITH GLASS CURTAIN  WALLS.

SLAB DEFLECTION DUE  TO DEAD WEIGHT

SLAB DEFLECTION DUE  TO POST­TENSIONING

SLAB DEFLECTION DUE  TO DEAD LOAD AND  POST­TENSIONING

SLAB DEFLECTION  DUE TO LIVE LOAD

• DESIGN STATISTICS  §  BUILDING HEIGHT = 600 FEET MAXIMUM (FAA LIMIT  IN LAS VEGAS)  §  BASE FOOTPRINT = 112,000 S.F.  §  TOTAL SQUARE FOOTAGE ~ 4.5 MIILLION  §  USABLE FLOOR AREA ~ 3.9 MILLION S.F.  §  TOTAL CONCRETE VOLUME ~ 250,000 C.Y.  §  TOTAL POST­TENSIONING CABLES ~ 1,100 MILES  (5.8 MILLION FEET LONG – 1,600 TONS)  §  TOTAL REBAR QUANTITIES ~ 8,000 TONS

•CONSTRUCTION  §  FOUNDATION CONSTRUCTION:  §  PIER DRILLING STARTED FROM JANUARY  2006.

§ MAT CONSTRUCTION:  § First Mat Poured – Center Core Mat  238 ft Long x 60 ft Max. Wide x 11 ft Deep  § Thermalcouples Installed at 6 locations –  Three Each Location.  § Poured on the 24 th  of June, 2006 from 1  AM to 8 AM.  § Las Vegas Blvd. was closed to allow for  550 cement trucks to deliver 5,520 cubic  yard of concrete.

§  Concrete Pour for the first mat was  completed at 8:30 AM  §  Ambient Temperature during the Pour was  92 degrees.  §  6 Hours after the Pour ­  90 @ BOTTOM, 90 @ MIDDLE, 75 @ TOP 

§  42 Hours after the Pour­  145 @ BOTTOM, 175 @ MIDDLE, 160 @ TOP 

§  48 Hours after the Pour –  145 @ BOTTOM, 160 @ MIDDLE, 155 @ TOP  §  DRAWING SPECIFIED THE MAXIMUM GRADIENT  BETWEEN ANY TWO POINTS SHALL NOT EXCEED  77 DEGREES.

UPPER FLOOR CONSTRUCTION

MORE STATISTICS  §  @ Level 17, Total Concrete Poured = 130,000 cubic  yard, which is half of projected total concrete  quantity.  §  @ Level 19, the maximum foundation settlement  was measured at 7/8”. @ Level 22, the maximum  foundation settlement was measured at 9/16” (….!).  The settlement for podium column adjacent to the  Tower was 3/8”. Geotechnical Report estimates  were 5” and 2” for Tower and Podium respectively.

OTHER CHALLENGES  §  FAST TRACK:  §  STRUCTURAL IS 6 MONTH AHEAD OF ARCHITECTURAL  & MEP FROM FOUNDATION UP TO LEVEL 25.  §  3 MONTH AHEAD FOR LEVELS ABOVE.  §  COORDINATION ITEMS:  §  EMBEDS – CRANES, MONORAILS, TRACKS, HANDRAILS,  LIFE LINES, LIGHTENING POLES,  ETC.  §  CONDUITS AND PIPING – PENETRATIONS AND  SUPPORTS.  §  VE PROCESS WITH PEER REVIEW.  §  CURTAIN WALL INSTALLATION:  §  SLAB DEFLECTIONS.  §  COLUMN & WALL CREEP AND SHRINKAGE  §  CONSTRUCTION TOLERANCES .

CONCLUSION  •  BACKGROUND  •  DESIGN & CHALLENGES  •  CONSTRUCTION