Návrh kotvení ocelových kulových zásobníků, Kanada
Odan Detech Group Inc. založená v kanadském Ontariu používá program IDEA StatiCa od počátku roku 2016. Je to tedy jeden z našich prvních klientů v Severní Americe, kteří objevili tuto novou inovativní technologii, jež je nabízena stavebním inženýrům.
Od té doby program IDEA StatiCa extenzivně využívají. V této studii představují projekt, ve kterém byl software využit: analýza napětí a návrh obecných propan-butanových kulovitých zásobníků v oblasti s vysokou seizmickou aktivitou. Tato analýza a návrh určí, zda bude navržený systém podpor přiměřený obecnému návrhovému zatížení, což by umožnilo vylepšit rozpočet projektů.
Tento 3D model hlavní konstrukce byl vytvořen pomocí FEA softwaru pro globální model
O projektu
Projekt popsal John Krpan, president Odan Detech Group Inc.
Pozadí projektu
- Návrhem zásobníkové koule byla pověřena firma Odan Detech.
- Obecný postup navrhl Odan Detech.
- Odan Detech použil jiné FEA programy pro analýzu a návrh konstrukce a IDEA StatiCa Connection pro návrh kotvení.
MKP analýza kulovitých zásobníků
- Výpočet základní frekvence prázdné konstrukce. Toto bylo provedeno pomocí modelu s konečnými prvky. Byly použity dva nezávislé modely konečných prvků.
- Výpočet základní frekvence nosné konstrukce naplněné kapalinou. Toto bylo provedeno pomocí modelu s konečnými prvky. Byly použity dva nezávislé modely konečných prvků.
- Stručný protokol zobrazující konstrukční model, vlastní tvary a shrnutí zjištění založených na dvou nezávislých modelech konečných prvků.
- Návrh obecného kotevního systému.
Výpočet podpor dle normy
- Výpočet se stálým zatížením, užitným zatížením, zatížení větrem a seizmickým zatížením. Kombinace zatížení dle AISC ASD. Seizmické zatížení podle UBC (Uniform Building Code)
- Posudek dle normy AISC ASD. Eulerovské posouzení boulení konstrukce jako celku.
- Návrh smykové zarážky na dolním konci sloupu.
- Krátká zpráva zobrazující výsledky návrhu.
Návrh kotvení
„Pomocí programu IDEA Connection, který využívá CBFEM model (Component Based Finite Element Model) jsme dokázali modelovat mnoho různých součástí a geometrií, protože jsme věděli, že je přitom zajištěno účinné využití materiálu. Kotevní mohlo být modelováno v tradičních FEA programech, nicméně i u těch nejlepších modelů je to obrovská práce. IDEA StatiCa je speciálně navržena pro ocelové spoje. Provést změnu výztuh, prvků, svarů a šroubů je velmi jednoduché.“
„Metoda CBFEM se pokusí přesně vytvořit model. Analyzované desky/stěny nejsou vzájemně propojeny, mezi nimi nejsou vytvářeny žádné průsečíky, na rozdíl od metod používaných při modelování staveb a budov. Síť konečných prvků se vytváří na každé jednotlivé desce nezávisle na síti jiných desek. Svary jsou modelovány jako speciální nehmotná omezení, které zajišťují spojení mezi okrajem jedné desky a plochou/okrajem druhé desky. Jedinečný model šroubů poskytuje vynikající výsledky – a to jak z hlediska přesnosti, tak i rychlosti analýzy. Metoda je chráněna patentem. Ocelová kotevní deska je volně umístěna na betonovém podkladu. Jedná se o kontaktní prvek v modelu analýzy – připojení odolává plné kompresi, ale neodolává tahu.“
Použití programu IDEA StatiCa:
Zeptali jsme se Johna Krpana na několik otázek ohledně jeho zkušeností s používáním IDEA StatiCa a zde jsou odpovědi:
Jak jste v minulosti řešili podobné spoje?
„V minulosti jsme tvořili modely FEA s programem Nastran a prováděli analýzu napětí. Pro jednodušší spoje jsme použili excelové tabulky nebo program LIMCON.“
Mohl byste odhadnout dobu, kterou jste ušetřili?
„Pomocí programu IDEA StatiCa jsme ušetřili alespoň ¼ času za předpokladu, že jsme to trefili napoprvé. LIMCON byl omezen na jednoduché přípoje a nemohl vyřešit složité spoje, jako je toto kotvení.“
Myslíte si, že použití IDEA StatiCa vám poskytuje hospodárnější návrhy?
„Určitě získáme ekonomičtější návrh. Na základě našich zkušeností s FEA vidíte stres vizuálně. Účinky výztuhy jsou významné. IDEA StatiCa činí proces pracovního postupu efektivnější a doplňuje posudek o upozornění z NORMY!“
Pokud byste mohli vybrat pouze jednu, jaká je největší výhoda IDEA StatiCa?
„Jednoduchost, názornost a FEA výpočet. Největší výhodou je snadné použití. Existují další podobné programy, ale žádný jako IDEA. Proto jsme si vybrali IDEA StatiCa.“
