Verankeringsontwerp van stalen bolvormige opslagtanks, Canada
De Odan Detech Group Inc. gevestigd in Ontario-Canada gebruikt IDEA StatiCa sinds begin 2016, als een van onze eerste klanten in Noord-Amerika die deze opwindende nieuwe technologie herkende die de software biedt aan bouwkundig ingenieurs.
Inmiddels maken ze veelvuldig gebruik van IDEA StatiCa, en in deze casestudy presenteren ze een project waar ze bij betrokken waren: Spanningsanalyse en ontwerp van een generieke propaan/butaan opslagbol in een gebied met hoge seismische activiteit. Deze analyse en het ontwerp zouden bepalen of het overwogen constructieve ondersteuningssysteem adequaat zal zijn voor de generieke ontwerpbelastingen, en dit zou een betere budgettering van projecten mogelijk maken.
Dit 3D-model van de hoofdconstructie is gemaakt met een algemeen FEA-programma van een derde partij.
Over het project
Zoals beschreven door Dhr. John Krpan, President van Odan Detech Group Inc.
Achtergrondinformatie
- Er is informatie gegeven aan Odan Detech over het ontwerp van de opslag bol.
- Een algemene ontwerpprocedure werd geschetst door Odan Detech.
- Odan Detech gebruikte algemene FEA programma's om de algemene constructie te analyseren en te ontwerpen en IDEA StatiCa Connection om de verankering te ontwerpen.
Eindige Elementen Analyse van bolconstructie
- Berekening van de fundamentele frequentie van de lege koepel/ondersteuningsconstructie. Dit werd gedaan met behulp van een eindig-elementenmodel. Er werden twee onafhankelijke eindige-elementencodes gebruikt.
- Een kort verslag met het constructiemodel, de trillingsmodus en een samenvatting van de bevindingen op basis van de twee onafhankelijke eindige-elementencodes.
- Ontwerp van een algemeen verankeringssysteem.
Code check van koepelondersteuningssysteem
- Analyse met blijvende last, variabele last, windbelast en seismische belasting. Belastingscombinaties volgens AISC ASD. Seismische belasting volgens UBC (Uniform Building Code)
- Code check met AISC ASD. Euler knik evaluatie voor de constructie als geheel.
- Ontwerp van schuifspie aan de onderkant van de kolom.
- Een kort verslag met de ontwerpresultaten.
Verankeringsontwerp
"Met behulp van IDEA Connection, dat gebruik maakt van het CBFEM (Component Based Finite Element Model), konden we veel verschillende componenten en geometrieën modelleren wetende dat een efficiënt gebruik van het materiaal verzekerd is. De ankerverbinding had kunnen worden gemodelleerd in de traditionele FEA-programma's, maar zelfs met de beste programmeurs is de klus enorm. IDEA StatiCa is speciaal ontworpen voor stalen verbindingen. Het veranderen van verstijvers, staafonderdelen, lassen en bouten is routine in IDEA."
De CBFEM-methode tracht het model nauwkeurig op te stellen. De te analyseren platen/muren zijn niet onderling verbonden, er worden geen onderlinge kruisingen gecreëerd, in tegenstelling tot de methoden die worden gebruikt bij het modelleren van constructies en gebouwen. Het netwerk van eindige elementen wordt op elke individuele plaat gecreëerd, onafhankelijk van het netwerk van andere platen. Lassen worden gemodelleerd als speciale massaloze krachtinterpolatiebeperkingen, die zorgen voor de verbinding tussen de rand van een plaat en het oppervlak/de rand van de andere plaat. Het unieke model van bouten levert uitstekende resultaten op - zowel uit het oogpunt van nauwkeurigheid als van de snelheid van de analyse. De methode is door een octrooi beschermd. De stalen grondplaat wordt losjes op de betonnen fundering geplaatst. Het is een contactelement in het analysemodel - de verbinding weerstaat volledige compressie maar geen trek.
Gebruik van IDEA StatiCa
We hebben John Krpan een paar vragen gesteld over zijn ervaring met IDEA StatiCa, en hier zijn de antwoorden:
Hoe ging u in het verleden met soortgelijke verbindingen om?
"In het verleden maakten we FEA-modellen met Nastran en deden we de spanningsanalyse. Bij eenvoudigere verbindingen gebruikten we spreadsheets of een programma genaamd LIMCON."
Kunt u een schatting maken van hoeveel tijd het u heeft bespaard?
"Met behulp van IDEA StatiCa bespaarden we minstens ¼ van de tijd, ervan uitgaande dat je het de eerste keer goed had. LIMCON was beperkt tot eenvoudige verbindingen en kon een ingewikkelde verbinding als deze verankering niet oplossen."
Denkt u dat het gebruik van IDEA StatiCa u een economischer ontwerp oplevert?
"We krijgen zeker een economischer ontwerp. Op basis van onze FEA-ervaring zie je de spanningen visueel. De effecten van een verstijver zijn duidelijk zichtbaar. IDEA StatiCa maakt het workflowproces efficiënter en voegt het voorbehoud van CODE-checks toe!"
Als u er maar één mocht kiezen, wat zou dan het grootste voordeel van IDEA StatiCa zijn?
"Eenvoudig, visueel en de kracht van FEA. Het grootste voordeel is het gebruiksgemak. Er zijn andere soortgelijke programma's, maar niet één zoals IDEA. Daarom hebben we gekozen voor IDEA StatiCa."
