Igor Muždeka, a Sweco Norway vezető műszaki fejlesztője és tapasztalt FEM-Design felhasználó két kiváló példát osztott meg velünk a FEM-Design API-val támogatott tartószerkezeti automatizálásról. A projekteket még a Norconsultnál, vezető tartószerkezeti tervezőként készítette. Az API-megoldás jelentősen javította a tartószerkezeti tervezés hatékonyságát, pontosságát és költséghatékonyságát. A bemutatott példák között föld alatti acéltartályok és egy összetett teherkombinációkat igénylő, nyolcszögletű haltartályrendszer szerepel.
1. projekt: Föld alatti acéltartályok
A föld alatti acéltartályok egyenként 50 m³ kapacitásúak, és céljuk egy ipari terület szennyvizének összegyűjtése. Igor egy FEM-Design API-ra épülő C# alkalmazást készített annak vizsgálatára, hogy a különböző tartályátmérők hogyan befolyásolják a tervezést, és melyik megoldás ajánlható leginkább a megrendelő számára.
Az egyik tartály például 2,40 méter átmérőjű és 10,6 méter hosszú volt, 0,9 méterrel a terepszint alatt elhelyezve. A másik 3 méter átmérővel és 6,8 méter hosszal készült, 1,4 méteres takarással. A forgalmi terhek a talajon keresztül minden oldalon egyenletesen oszlottak el.
A FEM-Design API előnyei a tartószerkezeti automatizálásban
1. A tartálygeometria automatikus létrehozása
- Az API felgyorsította a különböző átmérőjű tartályok geometriájának legenerálását, miközben a szükséges 50 m³ térfogat minden változatnál megmaradt.
- A modellek valósághű kialakítással készültek, az ipari gyakorlatnak megfelelő domborított tartályvégekkel.
2. Hatékony tehermodellezés
- A forgalmi teher a teherautók kerekei által átadott koncentrált terhekből származik, amelyek a talajon keresztül egyenletesen oszlanak el.
- Az API-val támogatott modellezés pontos tehereloszlást tett lehetővé:
- a mélyebben elhelyezett tartálynál az egyes teherzónák átfedésbe kerülnek, míg
- a sekélyebben elhelyezett tartálynál nem alakultak ki átfedő teherzónák
- Az acélméretezés FEM-Design-ban készült.
1. ábra – Mélyebben elhelyezett tartály átfedő teherzónákkal
2. ábra – Sekélyebben elhelyezett tartály nagyobb felületi teherrel
3. ábra – Von Mises membránfeszültségek
2. projekt: Nyolcszögletű haltartályok
A második projekt két- és négytartályos konfigurációkra vonatkozott. A feladat egyik legnagyobb kihívását a nagyszámú teherkombináció kezelése jelentette, különösen a földrengés okozta hidrodinamikai terhek miatt. Egy teljes haltartály megtervezése hagyományos módon körülbelül 10 órát vett volna igénybe. A FEM-Design API használatával Igor ezt az időt 10 másodpercre csökkentette.
A FEM-Design API előnyei a tartószerkezeti automatizálásban
1. Teherkombinációk hatékony modellezése
- A négytartályos konfiguráció 184 teherkombinációt igényelt, főként a szeizmikus hatásokhoz kapcsolódó hidrodinamikai terhek, valamint a részben telt és üres tartályok különböző állapotai miatt.
- Ezeknek a kombinációknak a manuális modellezése Excelben tartályonként jelentős időt vett volna igénybe. A FEM-Design API-val a tartály teljes tervezése 10 másodperc alatt elkészült.
4. ábra – 184 teherkombináció egyszerű kezelése
2. Vasalásoptimalizálás
- A sarkoknál a tartály alakja és a vízteher miatt nagyobb vasalási igény jelentkezett. A kiegészítő sarokvasalás manuális modellezése időigényes, és könnyen hibákhoz vezethet.
- Az egyenletes vasaláskiosztás egyszerűsítené ugyan a modellezést, de növelné a költségeket. Az API ehelyett pontosabb vasaláselosztást tett lehetővé, így az anyag csak ott jelent meg, ahol valóban szükség volt rá.
- Több iterációval egy órán belül meghatározható volt a leghatékonyabb vasalási kiosztás, amely csökkentette a kivitelezési költségeket, miközben megőrizte a szerkezeti biztonságot.
5. ábra – Vasalási igény a falak belső oldalán, vízszintes irányban
6. ábra – A betonvasalás optimalizálása költségcsökkentést eredményezett
Tartószerkezeti automatizálás FEM-Design API-val
A projektek jól szemléltetik, milyen előnyöket kínál az automatizálás a tartószerkezeti tervezésben. A FEM-Design API használatával a modellezés és a számítások órák vagy napok helyett másodpercek alatt elvégezhetők. Az optimalizált vasalástervezés csökkenti az anyagfelhasználást, miközben megőrzi a szerkezeti biztonságot, a valósághűbb modellezés és feszültségvizsgálat pedig segíti a megalapozottabb tervezési döntéseket. A kisebb anyagfelhasználás fenntarthatósági szempontból is előnyös, és hozzájárul a CO₂-kibocsátás csökkentéséhez.
A FEM-Design API új lehetőségeket nyit a tartószerkezeti tervezés automatizálásában. Az API képességeiről további információ ezen a linken érhető el. Blogunkon és közösségi fórumunkon a felhasználók megoszthatják projektjeiket, tapasztalatot cserélhetnek, és követhetik a legújabb fejlesztéseket.
Ügyfélbemutató
Igor Muždeka a Sweco Norway vezető műszaki fejlesztője. Két mesterdiplomával és 8 év tartószerkezeti tervezői tapasztalattal rendelkezik. Szakterülete az előregyártott vasbeton, a monolit vasbeton és az acélszerkezetek tervezése, beleértve a szeizmikus analízist és a részlettervezést is. Haladó FEM-Design felhasználó, emellett folyékonyan beszél norvégul, angolul, spanyolul és horvátul.
