A szekcionált préselt acél tartályok építése során sokféle kapcsolatot alkalmaznak, és ebben a rövid esettanulmányban, amelyet Dale Price, a Structural Science Ltd. statikus mérnöke írt, a merevítő kapcsolatot tárgyalják, amely a tartály falára ható vízszintes hidrosztatikus víznyomásokat veszi fel.
A vizsgált kapcsolatról
Ahogy az 1. ábrán látható, az acél csavaros merevítő kapcsolat vagy szögvasak egy hegesztett hevederlemezzel ellátott vékony talplemezből állnak, amelyek a szögvas merevítőt az alap és a falak, illetve a tartály sarokpontjai között kötik össze, és normál esetben 75 kN méretezési húzóerőnek lehetnek kitéve.
Hagyományosan a tervezést általában kézi számításokkal végzik, és a kapcsolatok ellenőrzését drága, teljes méretű laboratóriumi komponensteszteléssel, valamint a tartályok teljes méretű helyszíni próbamodelljének tesztelésével igazolják.
Az alábbi kép egy közelmúltbeli, teljes méretű tartálytesztet mutat, ahol a merevítő nyúlásmérő műszerekhez van csatlakoztatva, amelyek folyamatosan figyelik a tartály merevítőire ható terhelést a vízfeltöltés és a hosszú statikus víztesztek során.
A laboratóriumban visszatérve, a következő kép a merevítő kapcsolat szabványkövetelmények szerinti igazolási tesztelését mutatja (és természetesen más, itt nem bemutatott szilárdsági és tönkremeneteli teszteket is).
A merevítő kapcsolatot az IDEA StatiCa Connection segítségével elemezték, és az alábbi képernyőképek összefoglalják az eljárást:
A kapcsolat általános elrendezése csavarokkal és hegesztésekkel, 75 kN méretezési tengelyirányú terheléssel a merevítőkre, az egyenértékű feszültségeloszlási ábrák a nagymértékben igénybevett elemek területeit jelzik, valamint a talplemezen kialakult képlékeny alakváltozások jelzése.
Természetesen a puszta elemzési eredményeken túl, ami még fontosabb, az IDEA StatiCa Connection átfogó EN/AISC szabványellenőrzést biztosít minden elemre, ahogy az a következő két képen látható, egyértelmű Megfelelt/Nem felelt meg eredményeket adva.
Összefoglalásként elmondható, hogy a kapcsolat viselkedése és a terhelési korreláció a teljes méretű/laboratóriumi tesztelés és a CBFEM szoftver között nagyon jó volt, ezért a teljes méretű tesztelési program megerősítette az IDEA StatiCa szoftver érvényességét és pontosságát a kapcsolattervezés terén. Általánosságban elmondható, hogy a jövőbeli egyedi kapcsolattervek mostantól gyorsan megvalósíthatók ezzel a szoftverrel, anélkül hogy költséges és hosszú tesztelési programokat kellene bevezetni és tervezni. A szoftvert jelenleg a kapcsolattervek racionalizálására és fejlesztésére használják, ami költség- és gyártási folyamatbeli megtakarítást eredményez. A tartálytervezéssel kapcsolatos egyéb nehéz, egyedi kapcsolatokat most az IDEA StatiCa Connection szoftverrel vizsgálják.
A deformált alak megjelenítése segít a mérnöknek jobban megérteni a kapcsolat viselkedését
Összefoglalva, az IDEA StatiCa használatának néhány legfontosabb előnye:
- Az irodai alapú és ismétlődő kapcsolattervezési munkák időtartamának csökkentése.
- A kapcsolat összes komponensének egyetlen tervben való modellezésének lehetősége, azaz a hegesztés, csavarok, lemezek és szelvények egy összeállításban, valamint az egyes komponensek közötti jobb kölcsönhatás megértése és összehasonlítása a kapcsolat egyedi tervezési komponensekre való bontásával.
- Régi és új egyedi kapcsolatok folyamatos vizsgálata, fejlesztése és kutatása anélkül, hogy hosszú és drága teljes méretű tesztelési programokat kellene tervezni a kapcsolattervek ellenőrzéséhez.
- Meglévő kapcsolatok javítása a lemez- vagy szelvényméretek racionalizálásával, a konfigurációk változtatásával a gyártási költségek érdekében, valamint a normál tervezésből eredő megnövelt méretezési erők ellenőrzése, például a tartályfalakra ható földrengési erők esetén.
- A teljes méretű tesztelés bizalmat adott az ilyen kapcsolatok végeselem-módszerrel, és különösen az új CBFEM módszeren alapuló IDEA StatiCa Connection szoftverrel történő tervezésének megvalósításában.
- Tervek kiválasztása különböző, frissített országos kapcsolati szabványok alapján.
