Supporto in acciaio sismo-resistente per generatori a Bucarest
Il progetto
Con un chiaro obiettivo funzionale, il supporto energetico di emergenza, la piattaforma di Bucarest è costruita con un'altezza strutturale di 4,2 metri, due campate di 4,3 metri e campate di 4,05 metri. Un corridoio di accesso in griglia d'acciaio circonda le unità del generatore, garantendo un accesso sicuro per la manutenzione. L'accesso verticale avviene tramite una scala a sbalzo in acciaio, ancorata direttamente alle colonne della piattaforma, riducendo l'interferenza con l'ingombro del generatore. La resistenza ai carichi laterali è stata ottenuta grazie a una combinazione di telai resistenti al momento in una direzione e di telai a controventatura concentrica nell'altra, per garantire la resistenza sia alle azioni del vento che a quelle sismiche.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{modello CAD della struttura}}}]
Il margine di errore era basso, un guasto al supporto poteva compromettere l'intero sistema di alimentazione di emergenza. La sfida principale era la progettazione dei collegamenti in presenza di carichi sismici e dinamici, e la soluzione richiedeva non solo precisione ingegneristica, ma anche velocità e tracciabilità. Con IDEA StatiCa Connection e il suo collegamento BIM con SCIA Engineer, SC Selfconsulting ha fornito una piattaforma conforme e ottimizzata, risparmiando ore preziose sull'iterazione del progetto.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Modello della struttura in SCIA Engineer (a sinistra) e IDEA StatiCa Checkbot (a destra)}}}]
Sfide ingegneristiche
Al centro della complessità ingegneristica c'erano i dettagli di connessione. La giunzione tra le travi secondarie e primarie ha richiesto un'attenzione particolare, non solo per il trasferimento del carico, ma anche per tenere conto dell'accesso pratico ai bulloni e delle tolleranze di fabbricazione. Queste connessioni dovevano bilanciare rigidità e duttilità, in particolare nelle aree soggette a forze sia gravitazionali che laterali.
Le basi delle colonne hanno presentato un altro livello di difficoltà. A causa dei vincoli progettuali, per i bulloni di ancoraggio erano richiesti fori sovradimensionati, che richiedevano rondelle saldate per garantire l'integrità della piastra senza compromettere le prestazioni di ancoraggio. Ciò ha richiesto un'attenta modellazione della pretensione dei bulloni, delle superfici di contatto e del comportamento locale di snervamento. Il metodo agli elementi finiti basato sui componenti di IDEA StatiCa è stato fondamentale per rendere trasparenti e accurate queste verifiche localizzate.
Lo scenario di carico ha rappresentato un'ulteriore sfida. Ogni generatore esercitava un carico verticale concentrato di 7233 kg, sostenuto su un'impronta stretta. Si dovevano sovrapporre i carichi vivi distribuiti derivanti dalle attività di manutenzione (1,5 kN/m²) e dalla griglia d'acciaio stessa (0,5 kN/m²). La progettazione sismica ha comportato una particolare complessità: le forze non strutturali CNS hanno aggiunto 11,7 kN/m di carico orizzontale, richiedendo al team di convalidare che tutte le connessioni critiche potessero sopportare gli effetti di deriva e amplificazione sismica senza cedimenti.
Sebbene le sfide di fabbricazione fossero minime, la diversità e il volume dei giunti unici richiedevano una gestione intelligente. Il riutilizzo delle connessioni e l'iterazione rapida sono diventati essenziali per rispettare la tabella di marcia ed evitare colli di bottiglia nella definizione dei dettagli. Il calcolo manuale tradizionale avrebbe ritardato notevolmente la consegna e aumentato il rischio di incongruenze.
Soluzioni e risultati
Per superare queste sfide tecniche e di processo, il team di SC Selfconsulting ha implementato IDEA StatiCa Connection in combinazione con SCIA Engineer tramite il collegamento Checkbot. Ciò ha permesso di importare automaticamente tutte le forze di connessione dal modello globale, eliminando gli errori di trasferimento manuale e riducendo i tempi di coordinamento tra l'analisi globale e le verifiche delle connessioni. Con Checkbot, ogni connessione è stata valutata in base a casi di carico reali utilizzando un approccio non lineare basato sul FEM, fornendo una chiara visione dei percorsi di carico, dei limiti di deformazione plastica, dello slittamento dei bulloni e delle concentrazioni di sollecitazione della saldatura.
Romania
Le funzioni Publish e Propose hanno permesso al team di standardizzare le connessioni e di riutilizzare i progetti convalidati per più giunti simili. In questo modo si è evitata la modellazione ripetitiva e si è potuto creare una libreria di modelli di connessione in modo organico durante il progetto. Di conseguenza, i tempi di dettaglio per le connessioni ricorrenti sono stati ridotti di oltre il 60%. Grazie alla reportistica automatica di IDEA StatiCa, inoltre, la documentazione per la conformità alle norme, in particolare per le verifiche sismiche, era rintracciabile e pronta per essere esportata per la revisione.
Romania
Sono state modellate le verifiche della piastra di base, comprese le disposizioni degli ancoraggi eccentrici e l'influenza degli irrigidimenti e delle rondelle saldate. Senza IDEA StatiCa, tale modellazione avrebbe richiesto impostazioni FEA personalizzate e l'interpretazione manuale dei risultati, aggiungendo giorni di lavoro per ogni connessione. Invece, l'intero ciclo di verifica per ogni giunto è sceso a meno di 20 minuti, comprese analisi, regolazioni e documentazione.
Impatto misurato
Il team di ingegneri ha riferito che il riutilizzo delle connessioni, da solo, ha permesso di risparmiare oltre 40 ore di lavoro di dettaglio su tutta la piattaforma. Ancora più importante, la possibilità di convalidare e documentare ogni connessione portante, soprattutto quelle sensibili al sisma, ha permesso di evitare ritardi nei cicli di revisione. Con oltre 15 tipi di connessioni uniche e almeno 30 casi di carico considerati nel flusso di lavoro SCIA-IDEA StatiCa, il progetto ha soddisfatto tutte le richieste di verifica entro i tempi di progettazione originariamente previsti. Il valore non era solo il tempo risparmiato, ma anche la sicurezza che il team poteva progettare giunti in acciaio complessi e conformi senza compromessi.
Romania
Informazioni su SC Selfconsulting SRL
SC Selfconsulting SRL è una società con sede in Romania che fornisce servizi di progettazione multidisciplinare nel settore dell'edilizia civile e industriale. Il suo team in crescita comprende architetti, ingegneri strutturali e project manager, al servizio di clienti del settore pubblico e privato.
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