Proiectarea ancorajului rezervoarelor sferice din oțel pentru depozitare, Canada
Odan Detech Group Inc., cu sediul în Ontario, Canada, utilizează IDEA StatiCa din începutul anului 2016, fiind unul dintre primii noștri clienți din America de Nord care a recunoscut această tehnologie inovatoare pe care software-ul o oferă inginerilor structuriști.
De atunci, aceștia au utilizat IDEA StatiCa pe scară largă și, în acest studiu de caz, prezintă un proiect la care au participat: Analiza tensiunilor și proiectarea unui rezervor sferic generic pentru depozitarea propanului/butanului într-o zonă cu seismicitate ridicată. Această analiză și proiectare ar determina dacă sistemul structural de susținere preconizat va fi adecvat pentru încărcările de calcul generice, permițând astfel o bugetare mai bună a proiectelor.
Acest model 3D al structurii principale a fost realizat cu un software general de analiză cu elemente finite de la terți
Despre proiect
Descris de dl. John Krpan, Președintele Odan Detech Group Inc.
Context general
- Informațiile de proiectare pentru rezervorul sferic de depozitare au fost furnizate către Odan Detech.
- O procedură generală de proiectare a fost elaborată de Odan Detech.
- Odan Detech a utilizat programe generale de analiză cu elemente finite pentru analiza și proiectarea structurii generale și IDEA StatiCa Connection pentru proiectarea ancorajului.
Analiza cu elemente finite a structurii sferice
- Calculul frecvenței fundamentale a structurii dom/suport în stare goală. Aceasta a fost realizată utilizând un model cu elemente finite. Au fost utilizate două coduri independente de elemente finite.
- Calculul frecvenței fundamentale a structurii dom/suport umplută cu lichid. Aceasta a fost realizată utilizând un model cu elemente finite. Au fost utilizate două coduri independente de elemente finite.
- Un raport succint care prezintă modelul structural, modul de vibrație și sinteza concluziilor bazate pe cele două coduri independente de elemente finite.
- Proiectarea unui sistem generic de ancoraj.
Verificarea conform codului a sistemului de susținere a domului
- Analiză utilizând încărcarea permanentă, încărcarea variabilă, încărcarea din vânt și încărcarea seismică. Combinații de încărcări conform AISC ASD. Încărcare seismică conform UBC (Uniform Building Code).
- Verificarea conform codului utilizând AISC ASD. Evaluarea flambajului Euler pentru structura în ansamblu.
- Proiectarea pivotului de forfecare la baza stâlpului.
- Un raport succint care prezintă rezultatele proiectării.
Proiectarea ancorajului
„Utilizând IDEA Connection, care folosește CBFEM (Component Based Finite Element Model), am reușit să modelăm numeroase componente și geometrii diferite, știind că utilizarea eficientă a materialului este asigurată. Îmbinarea de ancoraj ar fi putut fi modelată în programele tradiționale de analiză cu elemente finite, însă chiar și cu cei mai buni modelatori, sarcina este enormă. IDEA StatiCa este proiectată specific pentru îmbinările din oțel. Modificarea elementelor de rigidizare, a componentelor elementelor, a sudurilor și a șuruburilor este o operație de rutină în IDEA."
Metoda CBFEM încearcă să creeze modelul cu precizie. Plăcile/pereții de analiză nu sunt interconectați, nu se generează intersecții între aceștia, spre deosebire de metodele utilizate la modelarea structurilor și clădirilor. Plasa de elemente finite este generată pe fiecare placă individuală independent de plasa celorlalte plăci. Sudurile sunt modelate ca constrângeri speciale de interpolare a forțelor fără masă, care asigură legătura dintre marginea unei plăci și suprafața/marginea celeilalte plăci. Modelul unic al șuruburilor oferă rezultate excelente – atât din punctul de vedere al preciziei, cât și al vitezei de analiză. Metoda este protejată prin brevet. Placa de bază din oțel este așezată liber pe fundația din beton. Este un element de contact în modelul de analiză – îmbinarea rezistă complet la compresiune, dar nu rezistă la întindere.
Utilizarea IDEA StatiCa
L-am întrebat pe John Krpan câteva întrebări despre experiența sa în utilizarea IDEA StatiCa, iar mai jos sunt răspunsurile:
Cum ați gestionat îmbinări similare în trecut?
„În trecut, am creat modele de analiză cu elemente finite cu Nastran și am efectuat analiza tensiunilor. Pentru îmbinări mai simple, am utilizat foi de calcul sau un program numit LIMCON."
Puteți estima timpul economisit?
„Utilizând IDEA StatiCa, am economisit cel puțin ¼ din timp, presupunând că ați obținut rezultatul corect de la prima încercare. LIMCON era limitat la îmbinări simple și nu putea rezolva o îmbinare complicată precum acest ancoraj."
Credeți că utilizarea IDEA StatiCa vă oferă un proiect mai economic?
„Cu siguranță obținem un proiect mai economic. Pe baza experienței noastre în analiza cu elemente finite, tensiunile sunt vizualizate vizual. Efectele unui element de rigidizare sunt evidente. IDEA StatiCa face procesul de lucru mai eficient și adaugă avantajul verificărilor conform CODULUI!"
Dacă ar trebui să alegeți doar unul, care ar fi cel mai mare avantaj al IDEA StatiCa?
„Simplu, vizual și puterea analizei cu elemente finite. Cel mai mare avantaj este ușurința în utilizare. Există și alte programe similare, dar niciunul ca IDEA. De aceea am ales IDEA StatiCa."
