โครงสร้างรองรับสายพานลำเลียง, เยอรมนี
Monath เป็นบริษัทวิศวกรรมขนาดกลางที่ดำเนินงานในทุกด้านของวิศวกรรมโครงสร้าง ในโครงการเหล็ก งานส่วนใหญ่เป็นโครงสร้างอุตสาหกรรมและคลังสินค้า อย่างไรก็ตาม โครงการการก่อสร้างเหล็กขนาดเล็กที่มีระบบโครงสร้างซับซ้อนก็เป็นความท้าทายเช่นกัน
แรงจูงใจ
บ่อยครั้งที่เราต้องทำงานกับการเชื่อมต่อที่ไม่เป็นมาตรฐาน (โทโพโลยี, หน้าตัด) และต้องทำการตรวจสอบตามมาตรฐานอย่างละเอียด ในอดีต เราถูกจำกัดให้ใช้โปรแกรมออกแบบการเชื่อมต่อพื้นฐานหรือการคำนวณด้วยมือ ซึ่งจำกัดความสามารถของเราในการประเมินการออกแบบอย่างเหมาะสม
ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดเกิดขึ้นกับการเชื่อมต่อที่รับแรงหลายแกน ซึ่งจำเป็นต้องจำลองในรูปแบบ 3 มิติ นี่คือจุดที่ซอฟต์แวร์ออกแบบการเชื่อมต่อพื้นฐานถึงขีดจำกัด เนื่องจากสามารถสร้างแบบจำลองได้เพียงสองมิติเท่านั้น อีกพื้นที่ที่มีปัญหาคือจุดต่อที่มีโทโพโลยีซับซ้อนมาก ซอฟต์แวร์ออกแบบการเชื่อมต่อก่อนหน้าของเราถูกจำกัดให้ใช้ประเภทการเชื่อมต่อที่กำหนดไว้ล่วงหน้า (โทโพโลยีคาน, โปรไฟล์, หน้าตัด, แผ่นเสริมความแข็ง)
เนื่องจากปัญหาเหล่านี้เกิดขึ้นในการปฏิบัติงานวิศวกรรมประจำวันของเรา เราจึงตัดสินใจใช้ IDEA StatiCa Connection
ข้อดี
IDEA StatiCa Connection มีอินเทอร์เฟซการทำงานที่เรียบง่ายและชัดเจน ในเวลาอันสั้น คุณจะคุ้นเคยกับโปรแกรมและทำงานได้อย่างรวดเร็ว
ซอฟต์แวร์ CEA ที่ใช้ที่ Monath คือ SCIA Engineer IDEA StatiCa Connection มี อินเทอร์เฟซ BIM ที่สามารถนำเข้า Node ที่เลือก (การเชื่อมต่อ) จาก SCIA Engineer (รวมถึงพารามิเตอร์หน้าตัดและแรงภายใน) อินเทอร์เฟซนี้ทำงานได้ดีมาก ค่าสำคัญทั้งหมด (เรขาคณิตและแรงกระทำ) ถูกส่งผ่านอย่างรวดเร็วและเชื่อถือได้ ช่วยประหยัดการป้อนข้อมูลเพิ่มเติม เวลา และความพยายาม แน่นอนว่าการป้อนข้อมูลเรขาคณิตและแรงกระทำแยกต่างหากก็เป็นไปได้ เพื่อให้สามารถทำการตรวจสอบแต่ละรายการได้อย่างอิสระจากโปรแกรมอื่น
ข้อดีอีกประการหนึ่งคือความหลากหลายของตัวเลือกการออกแบบ สามารถปรับแต่งจุดต่อตามลักษณะเฉพาะของโครงการ และแสดงแบบจำลองที่สมจริงมาก มีการดำเนินการผลิตหลายอย่างให้เลือกใช้ เช่น การเชื่อมต่อด้วยแผ่นปลาย, แผ่นเชื่อมต่อ, แผ่นมุม และอื่นๆ อีกมากมาย ข้อดีที่ใหญ่ที่สุดคือสามารถสร้างแบบจำลอง Node ที่มีประเภทการเชื่อมต่อหลายแบบที่แตกต่างกันและแสดงผลใน 3 มิติได้ทันที ซึ่งช่วยให้สามารถออกแบบและตรวจสอบการเชื่อมต่อได้เกือบทุกรูปแบบไม่ว่าจะมีความเฉพาะเจาะจงเพียงใด
ในโครงสร้างหลายแห่ง แรงหลายแกนถูกกระทำที่การเชื่อมต่อ อย่างไรก็ตาม ในโปรแกรมส่วนใหญ่ สามารถคำนวณได้เพียง 2 มิติเท่านั้น ดังนั้น การเชื่อมต่อจึงต้องได้รับการประเมินด้วยมืออย่างเข้มข้น และผลกระทบหลายแกนก็ถูกละเลยไปอย่างง่ายดาย IDEA StatiCa Connection ช่วยให้สามารถป้อนแรงที่ชิ้นส่วนการเชื่อมต่อรวมถึงชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อได้ ซึ่งหมายความว่าสามารถสร้างแบบจำลองที่สมจริงได้และผลลัพธ์มีความแม่นยำมากกว่าโปรแกรมคำนวณแบบเดิม ซึ่งช่วยให้สามารถปรับปรุงคุณสมบัติการเชื่อมต่อทั้งหมดได้อย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน (ความหนาของแผ่นหรือรอยเชื่อม เป็นต้น)
เราใช้การตรวจสอบตามมาตรฐานการเชื่อมต่อตาม Eurocode 3 ซึ่งแสดงผลทันที นอกจากนี้ เรายังได้รับความเค้นและแรงภายใน ผลการโก่งเดาะเฉพาะที่ และการวิเคราะห์ความแข็ง (ทั้งหมดอ้างอิงจากแบบจำลอง FE ที่สร้างขึ้นโดยอัตโนมัติ)
ข้อเสีย
นอกจากข้อดีมากมายของ IDEA StatiCa Connection เรายังสังเกตเห็นข้อเสียบางประการ
เนื่องจากการแบ่งออกเป็นหลาย Load Case การคำนวณอาจใช้เวลาพอสมควร (สำหรับการเชื่อมต่อที่ซับซ้อนอาจใช้เวลาหลายนาที) สิ่งนี้เห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษหากการเชื่อมต่อที่ออกแบบเป็นแบบหมุนได้ เนื่องจากในกรณีนี้ต้องทำขั้นตอนการวนซ้ำจำนวนมาก การออกแบบการเชื่อมต่อแบบหมุนได้โดยทั่วไปต้องการผู้ใช้ที่มีประสบการณ์มากกว่าในความเห็นของเรา เรายังเห็นช่องทางสำหรับการปรับปรุงในส่วนของผลลัพธ์ ตัวอย่างเช่น ตำแหน่งของแผ่น รอยเชื่อม หรือสกรูนั้นยากต่อการระบุเนื่องจากขาดมิติบางส่วน
ตัวอย่าง
เพื่อแสดงให้เห็นพื้นที่การประยุกต์ใช้งานของ IDEA StatiCa Connection ของเรา ตัวอย่างสองรายการจากโครงการของเราจะถูกนำเสนอและอธิบายด้านล่าง
ตัวอย่างที่ 1: โครงสร้างป้ายโฆษณา
โครงการแรกที่นำเสนอคือโครงสร้างป้ายโฆษณา งานในที่นี้ นอกจากการเชื่อมต่อต่างๆ ของโปรไฟล์กลวงแล้ว ยังต้องทำการตรวจสอบตามมาตรฐานของการยึดฐานราก
โมเมนต์จากแรงลมและแรงเฉือนส่งผลต่อโครงสร้างในสองทิศทาง ดังนั้น ฐานรากจึงเป็นการเชื่อมต่อที่ซับซ้อน เนื่องจากโปรแกรมอื่นไม่คำนึงถึงโมเมนต์รอบแกน X หรือ Y โดยใช้ BIM link จากซอฟต์แวร์ CAE SCIA Engineer พารามิเตอร์หน้าตัดรวมถึงแรงภายในที่ Node ถูกถ่ายโอนไปยัง IDEA StatiCa Connection จากนั้น การยึดรวมถึงรอยเชื่อมสามารถสร้างแบบจำลองและตรวจสอบได้ดังที่แสดงด้านล่าง
ปัญหาอีกประการในโครงการนี้คือการเชื่อมต่อของคานหลักกับเสา โดยใช้โปรแกรมคำนวณแบบเดิม ระบบโครงสร้างดังกล่าวต้องถูกทำให้ง่ายลงเป็นปัญหาสองมิติ
หลังจากออกแบบจุดต่อด้วยคานหลักทั้งสี่ด้วย IDEA StatiCa Connection พบว่าแผ่นของส่วนรองรับรับความเค้นสูง ดังนั้น ระบบจึงถูกเสริมความแข็งด้วยซี่เสริมด้านบนและด้านล่างของโปรไฟล์ HEA ดังที่แสดงด้านล่าง และการเชื่อมต่อสามารถทำได้อย่างแม่นยำมากขึ้น
ตัวอย่างที่ 2: โครงสร้างรองรับสายพานลำเลียง
ในโครงการนี้ โครงสร้างรองรับได้รับการออกแบบและตรวจสอบ ส่งผลให้มี Node หลายจุด ซึ่งใช้จุดต่อแบบหมุนได้และแบบแข็งของโปรไฟล์ต่างๆ โดยใช้จุดต่อแบบสกรูและแบบเชื่อม ในการเชื่อมต่อที่แสดงด้านล่าง คานสองชิ้นถูกเชื่อมต่อเข้าหากันและเพิ่มเติมกับเสาที่รองรับ
ปัญหาของจุดต่อนี้คือการเชื่อมต่อของโปรไฟล์สามชิ้น แรงที่เกิดขึ้นในชิ้นส่วนทั้งหมด รวมถึงการเพิ่มแผ่นเสริมความแข็งและซี่เสริม ดังนั้น การตรวจสอบจุดต่อจึงค่อนข้างซับซ้อนและไม่สามารถทำซ้ำได้อย่างสมบูรณ์โดยไม่ใช้ FEM
ด้วย IDEA StatiCa Connection จุดต่อสามารถสร้างแบบจำลองและตรวจสอบได้ตามที่วางแผนไว้ ด้านล่างนี้ ดูภาพของการเชื่อมต่อที่ผลิตโดยผู้ผลิต
บทสรุป
ด้วย IDEA StatiCa Connection สามารถตรวจสอบการเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็กทั้งแบบง่ายและซับซ้อนได้โดยใช้วิธี Finite Element การตรวจสอบตามมาตรฐานการเชื่อมต่อแทบไม่มีข้อจำกัดเนื่องจากมีความยืดหยุ่นสูง การป้อนข้อมูลเรขาคณิตและแรงกระทำของการเชื่อมต่อนั้นง่ายเมื่อเทียบกับโปรแกรม Finite Element ทั่วไปส่วนใหญ่ และข้อมูลทั้งหมดแสดงอย่างชัดเจนในมุมมอง 3 มิติของการเชื่อมต่อ หลังจากการคำนวณการเชื่อมต่อ สามารถทำการตรวจสอบตาม DIN EN 1993 ได้นอกเหนือจากความเค้น ความเครียด และอัตราการใช้งาน
เนื่องจากบริษัทของเราใช้ SCIA Engineer เป็นโปรแกรม CAE IDEA StatiCa Connection จึงเป็นโมดูลเสริมที่ดีมากสำหรับการก่อสร้างเหล็ก มันเสริม Global Model ของ SCIA ได้อย่างยอดเยี่ยม เนื่องจากฟังก์ชัน BIM ช่วยให้ถ่ายโอน Node ไปยัง IDEA StatiCa Connection ได้อย่างรวดเร็ว เนื่องจากอินเทอร์เฟซผู้ใช้ที่เรียบง่ายและชัดเจนของซอฟต์แวร์ การทำความคุ้นเคยกับ IDEA StatiCa Connection สามารถทำได้ด้วยความพยายามที่เหมาะสมและได้ผลลัพธ์อย่างรวดเร็ว
