Rimozione degli ostacoli critici nell'ancoraggio e nei collegamenti per l'hangar di Air Arabia
La sfida
Il progetto richiedeva un collegamento cernierato per il dettaglio di base al fine di formare una cerniera perfetta. Il collegamento è formato da un'asta centrale in acciaio (il perno) con il suo asse perpendicolare ai carichi applicati e da diverse piastre con fori circolari attraverso cui viene inserito il perno.
La progettazione di dettagli così complessi richiedeva un'analisi agli elementi finiti supportata dalle equazioni normative standard. Il consulente ha vincolato la progettazione del collegamento richiedendo l'uso di un software per collegamenti in grado di definire tutti i parametri e le tolleranze per i fori del perno dopo la fabbricazione. "Il software IDEA StatiCa ci ha permesso di farlo", afferma la Dr.ssa Seham.
Inoltre, il progetto richiedeva la verifica di un nodo in cui 13 elementi convergevano in un unico giunto ad angoli irregolari. Oltre ai numerosi collegamenti complessi, risolvere 150+ collegamenti simili e trasferire i dati tra i team avrebbe richiesto molto tempo se fossero stati utilizzati solo strumenti standard.
Fortunatamente, grazie alla loro esperienza e professionalità, il team di Kirby ha trovato soluzioni per tutte le sfide del progetto.
Il progetto
L'hangar di Air Arabia è una struttura reticolare in acciaio a grande luce progettata per le operazioni di manutenzione degli aeromobili presso l'Aeroporto Internazionale di Sharjah. Le dimensioni esterne dell'hangar sono 136 m di larghezza × 57 m di profondità, con una luce libera minima di 129,5 m e un'altezza del gancio del carroponte di 15 m. Ospita tre carroponti (capacità 6T), soppalchi, lucernari, sistemi anticaduta e porte speciali per hangar.
La protezione dell'acciaio è stata garantita mediante primer da officina compatibile con la protezione antincendio intumescente. L'ambito di fornitura di Kirby comprendeva la progettazione e la fornitura della struttura in acciaio, la preparazione dei disegni di progetto e dei calcoli, l'approvazione da parte del consulente, i disegni di officina e di fabbricazione, la fabbricazione e la fornitura di sezioni pre-ingegnerizzate e la definizione della metodologia di montaggio.
Soluzione del collegamento cernierato di base – un ostacolo all'avanzamento del lavoro
Il consulente richiedeva un dettaglio di collegamento cernierato di base raramente utilizzato nella pratica. La sfida si è intensificata quando hanno richiesto un software per collegamenti in grado di eseguire questo tipo di dettaglio.
Fortunatamente, il team di Kirby era preparato per questa situazione. Utilizzando il metodo degli elementi finiti basato sui componenti (CBFEM) di IDEA StatiCa, hanno progettato il collegamento cernierato di base nelle condizioni effettive di fabbricazione. Il software ha valutato la distribuzione delle tensioni e l'interazione in condizioni di carico realistiche, dimostrando che il collegamento rimaneva sicuro e nei limiti di prestazione accettabili.
I risultati validati, supportati da una verifica di terze parti, hanno dato al consulente la fiducia necessaria per approvare il collegamento.
Come i giunti a 13 elementi hanno cessato di essere una sfida
Uno dei compiti più impegnativi nel progetto dell'hangar era la verifica di un nodo in cui 13 elementi convergevano in un unico giunto ad angoli irregolari. Ciò era eccezionalmente impegnativo perché richiedeva la considerazione simultanea delle interazioni assiali, di taglio e flessionali in una geometria 3D altamente asimmetrica. Ricostruire manualmente la geometria e calcolare le interazioni delle tensioni ramo per ramo sarebbe stato eccessivamente dispendioso in termini di tempo e soggetto a errori.
Il team di Kirby ha saputo affrontare la sfida e superarla brillantemente. Utilizzando i BIM Links tramite l'app Checkbot di IDEA StatiCa, Kirby ha integrato IDEA StatiCa direttamente con STAAD.Pro. La topologia del giunto, le sezioni trasversali, le inclinazioni e le rotazioni multi-piano, insieme a tutti i casi di carico, sono stati estratti automaticamente e trasferiti in IDEA StatiCa. Ciò ha eliminato la necessità di ricostruzione manuale e ha fornito un punto di partenza immediato e validato.
"Era molto importante poter esportare i dati da STAAD.Pro direttamente a IDEA StatiCa Checkbot, il che ha ridotto significativamente il rischio di errore", afferma la Dr.ssa Seham.
Invece dei casi di carico inviluppo, il team ha analizzato direttamente gli effetti del carico corrispondenti, ottenendo una progettazione più economica. IDEA StatiCa ha acquisito le interazioni complete delle tensioni nel nodo e ha verificato il collegamento con verifiche normative complete, completando in poche ore ciò che avrebbe altrimenti richiesto un notevole sforzo ingegneristico.
Risparmio del 20% del lavoro ripetitivo per ciascuno dei 150+ collegamenti simili
Le lievi variazioni geometriche nell'hangar significavano che molti nodi erano simili ma non identici. Gli ingegneri avrebbero dovuto rimodellare e riverificare ogni collegamento separatamente, il che sarebbe stato ripetitivo, dispendioso in termini di tempo e rischioso per l'incoerenza.
Kirby ha trovato un modo per snellire considerevolmente il processo in modo da potersi concentrare sul lavoro impegnativo dove le loro competenze contano di più. Hanno utilizzato la funzionalità Propose & Publish, modellando un collegamento una volta in IDEA StatiCa e pubblicandolo nella loro libreria di modelli interna, per essere riutilizzato ogni volta che si presenta un nodo simile.
Semplicemente proponendo il modello salvato nella nuova posizione, hanno evitato di ricominciare da zero. Ciò ha ridotto significativamente i tempi di progettazione e ha garantito una qualità uniforme su tutte le linee della griglia.
Riduzione dei tempi di condivisione dei progetti di collegamento con il team di dettaglio
Convenzionalmente, gli ingegneri preparavano schizzi dettagliati per ogni collegamento e li inviavano al team di dettaglio, portando a lunghi cicli di validazione avanti e indietro e a un elevato rischio di interpretazione errata nel trasferimento dei progetti in Tekla.
Come di consueto, gli ingegneri di Kirby hanno trovato un modo per risolvere questo problema: hanno condiviso i link diretti di IDEA StatiCa Viewer con il loro team di dettaglio. Ciò ha permesso ai disegnatori di aprire i modelli di collegamento online, ispezionare ogni piastra, saldatura e bullone, e quindi modellare direttamente i dettagli in Tekla. Ciò ha eliminato la necessità di preparare schizzi, ridotto i cicli di revisione e semplificato la comunicazione tra i team di progettazione e di dettaglio.
Gli ingegneri di Kirby
Dr.ssa Seham Ahmed El Saeed ha 20 anni di esperienza nelle strutture in acciaio come progettista, scienziata, ricercatrice e pubblicista attiva. È attualmente responsabile tecnica ingegneristica per la formazione e lo sviluppo di Kirby negli uffici di ingegneria MEA.
Shahul Hameed è Ingegnere Civile e Responsabile della Progettazione presso Kirby Building Systems & Structures, India Pvt Ltd. Ha più di 25 anni di esperienza e si specializza in acciaio strutturale e sistemi edilizi pre-ingegnerizzati.
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