Odan Detech Group Inc. có trụ sở tại Ontario, Canada đã sử dụng IDEA StatiCa từ đầu năm 2016, là một trong những khách hàng đầu tiên của chúng tôi tại Bắc Mỹ nhận ra công nghệ mới đầy tiềm năng mà phần mềm mang lại cho các kỹ sư kết cấu.
Kể từ đó, họ đã sử dụng IDEA StatiCa một cách rộng rãi, và trong nghiên cứu điển hình này, họ trình bày một dự án mà họ đã tham gia: Phân tích ứng suất và thiết kế bồn chứa hình cầu propane/butane thông thường trong khu vực có hoạt động địa chấn cao. Phân tích và thiết kế này sẽ xác định liệu hệ thống kết cấu đỡ được đề xuất có đáp ứng được các tải trọng thiết kế tổng quát hay không, từ đó cho phép lập ngân sách dự án tốt hơn.
Mô hình 3D của kết cấu chính này được tạo bằng phần mềm FEA tổng quát của bên thứ ba
Giới thiệu dự án
Theo mô tả của ông John Krpan, Chủ tịch Odan Detech Group Inc.
Một số thông tin nền
- Thông tin thiết kế về Bồn chứa hình cầu đã được cung cấp cho Odan Detech.
- Odan Detech đã phác thảo quy trình thiết kế tổng quát.
- Odan Detech sử dụng các chương trình FEA tổng quát để phân tích và thiết kế kết cấu tổng thể, đồng thời sử dụng IDEA StatiCa Connection để thiết kế neo.
Phân tích phần tử hữu hạn kết cấu hình cầu
- Tính toán tần số dao động cơ bản của kết cấu vòm/đỡ khi rỗng. Việc này được thực hiện bằng mô hình phần tử hữu hạn. Hai bộ mã phần tử hữu hạn độc lập đã được sử dụng.
- Tính toán tần số dao động cơ bản của kết cấu vòm/đỡ khi chứa đầy chất lỏng. Việc này được thực hiện bằng mô hình phần tử hữu hạn. Hai bộ mã phần tử hữu hạn độc lập đã được sử dụng.
- Báo cáo ngắn trình bày mô hình kết cấu, dạng dao động và tóm tắt kết quả dựa trên hai bộ mã phần tử hữu hạn độc lập.
- Thiết kế hệ thống neo tổng quát.
Kiểm tra tiêu chuẩn hệ thống đỡ vòm
- Phân tích theo tải trọng bản thân, hoạt tải, tải trọng gió và tải trọng địa chấn. Tổ hợp tải trọng theo AISC ASD. Tải trọng địa chấn theo UBC (Uniform Building Code)
- Kiểm tra tiêu chuẩn theo AISC ASD. Đánh giá oằn Euler cho toàn bộ kết cấu.
- Thiết kế chốt chịu cắt tại chân cột.
- Báo cáo ngắn trình bày kết quả thiết kế.
Thiết kế neo
"Sử dụng IDEA Connection với phương pháp CBFEM (Component Based Finite Element Model), chúng tôi có thể mô hình hóa nhiều cấu kiện và hình học khác nhau với sự đảm bảo rằng vật liệu được sử dụng hiệu quả. Nút neo có thể được mô hình hóa trong các chương trình FEA truyền thống, tuy nhiên ngay cả với những người mô hình hóa giỏi nhất thì công việc này cũng rất nặng nề. IDEA StatiCa được thiết kế đặc biệt cho các nút liên kết thép. Việc thay đổi sườn tăng cứng, cấu kiện, mối hàn và bu lông là thao tác thường quy trong IDEA."
Phương pháp CBFEM cố gắng tạo mô hình một cách chính xác. Các bản/vách phân tích không được kết nối với nhau, không tạo ra giao tuyến giữa chúng, khác với các phương pháp được sử dụng khi mô hình hóa kết cấu và công trình. Lưới phần tử hữu hạn được tạo trên từng bản riêng lẻ, độc lập với lưới của các bản khác. Mối hàn được mô hình hóa như các ràng buộc nội suy lực đặc biệt không có khối lượng, đảm bảo liên kết giữa cạnh của bản này với bề mặt/cạnh của bản kia. Mô hình bu lông độc đáo cho kết quả xuất sắc – cả về độ chính xác lẫn tốc độ phân tích. Phương pháp này được bảo hộ bằng sáng chế. Bản mã chân cột bằng thép được đặt lỏng trên móng bê tông. Đây là phần tử tiếp xúc trong mô hình phân tích – liên kết chịu hoàn toàn lực nén nhưng không chịu lực kéo.
Sử dụng IDEA StatiCa
Chúng tôi đã đặt cho John Krpan một số câu hỏi về kinh nghiệm sử dụng IDEA StatiCa, và đây là những câu trả lời:
Trước đây bạn xử lý các liên kết tương tự như thế nào?
"Trước đây, chúng tôi tạo mô hình FEA bằng Nastran và thực hiện phân tích ứng suất. Với các liên kết đơn giản hơn, chúng tôi sử dụng bảng tính hoặc một chương trình có tên LIMCON."
Bạn có thể ước tính lượng thời gian mà nó đã giúp bạn tiết kiệm không?
"Sử dụng IDEA StatiCa, chúng tôi tiết kiệm được ít nhất ¼ thời gian, giả sử bạn làm đúng ngay từ lần đầu. LIMCON chỉ phù hợp với các liên kết đơn giản và không thể giải quyết một liên kết phức tạp như neo này."
Bạn có cho rằng việc sử dụng IDEA StatiCa mang lại thiết kế kinh tế hơn không?
"Chắc chắn chúng tôi có được thiết kế kinh tế hơn. Dựa trên kinh nghiệm FEA của chúng tôi, bạn có thể thấy ứng suất một cách trực quan. Tác động của sườn tăng cứng rất rõ ràng. IDEA StatiCa giúp quy trình làm việc hiệu quả hơn và bổ sung thêm tính năng kiểm tra tiêu chuẩn!"
Nếu chỉ được chọn một, đâu sẽ là ưu điểm lớn nhất của IDEA StatiCa?
"Đơn giản, trực quan và sức mạnh của FEA. Ưu điểm lớn nhất là dễ sử dụng. Có những chương trình tương tự khác, nhưng không có chương trình nào như IDEA. Đó là lý do chúng tôi chọn IDEA StatiCa."
