Poutre de pont roulant dans une usine de papier
À propos du projet
En Suède, une grande usine de papier a nécessité la conception et l'analyse de poutres de pont roulant capables de supporter des opérations industrielles lourdes. La conception structurelle devait répondre aux exigences de plusieurs types de grues avec des capacités allant jusqu'à 30 tonnes, en tenant compte du poids propre et des contraintes opérationnelles. Le projet comprenait la conception d'éclisses à platines d'extrémité et d'assemblages d'appui d'extrémité, ainsi que l'analyse de la structure pour une durabilité à long terme sous un chargement cyclique important.
Auteurs du projet
TIM Global Engineering, basée en Serbie, est spécialisée dans l'ingénierie structurelle, le dessin de détails acier et la conception d'assemblages, réalisant des projets avec précision et efficacité, du concept à l'installation. Son équipe pluridisciplinaire, composée d'ingénieurs structure, de génie civil et mécaniques, est soutenue par des technologies avancées telles que la modélisation des informations du bâtiment (BIM) et la Méthode des Éléments Finis (FEA). Grâce à des processus rigoureux d'assurance qualité et à des révisions par des ingénieurs agréés, l'entreprise garantit des projets sans erreurs, dans les délais et dans le budget. Leur expertise couvre les bâtiments industriels, les hangars d'aviation, les plateformes et bien plus encore, combinant des outils innovants comme IDEA StatiCa avec une expérience internationale pour relever des défis de conception complexes, tout en maintenant une solide réputation de précision et de fiabilité.
Défis techniques
Les principaux défis portaient sur la réalisation d'assemblages fiables répondant à des exigences strictes de résistance à la fatigue, tout en assurant un montage sans difficulté et une utilisation efficace des matériaux. Le projet devait également se conformer aux normes Eurocode en évolution et intégrer les considérations relatives aux boulons précontraints pour traiter les plages de contraintes spécifiques à la fatigue.
Solutions et résultats
Le processus a débuté par une analyse structurelle globale dans RFEM, avec exportation des efforts et des détails géométriques directement dans IDEA StatiCa. La conception a ensuite nécessité plusieurs itérations pour affiner les géométries des assemblages et valider les performances en fatigue. L'analyse de fatigue s'est avérée essentielle pour garantir la durabilité, notamment pour les poutres de pont roulant supportant des ponts roulants soumis à des charges cycliques importantes.
Le projet comprenait cinq types différents de poutres de pont roulant, chacune conçue pour répondre à des exigences opérationnelles et structurelles spécifiques. Certaines poutres étaient ancrées à des poteaux en béton, tandis que d'autres étaient supportées par des poteaux acier, selon leur emplacement dans l'usine. Pour s'adapter aux charges opérationnelles variables, la conception incluait plusieurs assemblages d'éclissage adaptés à différents niveaux de charge – allant des éclisses à faible charge aux éclisses à charge moyenne et lourde, chacune avec des considérations géométriques et matérielles distinctes.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Model of the medium-load girder}}}\]
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Splice connection on the medium-load girder}}}\]
La poutre conçue pour la charge la plus lourde supportait deux grues, chacune d'une capacité de 30 tonnes. Les grues elles-mêmes avaient un poids propre compris entre 20 et 30 tonnes, engendrant des contraintes cycliques importantes sur la structure. Pour répondre à ces exigences, la poutre a été spécifiée avec un profil HEA500, offrant la résistance et la rigidité nécessaires. Une analyse de fatigue avancée a été réalisée à l'aide d'IDEA StatiCa Connection, en exploitant les calculs de plages de contraintes pour s'assurer que la conception pouvait résister à un chargement cyclique prolongé tout en maintenant l'intégrité structurelle.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Model of the heavy-load girder}}}\]
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Splice connection on the heavy-load girder}}}\]
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{End support of the crane girder at the steel column}}}\]
Conclusion
La conception et l'analyse réussies des poutres de pont roulant pour l'usine de papier suédoise soulignent le rôle essentiel des outils d'ingénierie avancés pour relever des défis structurels complexes. En utilisant IDEA StatiCa Connection, l'équipe de TIM Global Engineering a pu fournir des assemblages précis et résistants à la fatigue, adaptés à des exigences de charge variables, des opérations légères aux opérations lourdes. L'intégration harmonieuse de l'analyse globale et de la conception des assemblages, associée à de solides capacités d'analyse de fatigue, a assuré la conformité aux normes Eurocode tout en optimisant l'efficacité du processus. Le résultat est une structure durable et performante, capable de supporter les opérations exigeantes de l'usine pour les années à venir, démontrant l'efficacité des logiciels modernes dans la fourniture de solutions d'ingénierie innovantes et fiables.
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