Dźwigar suwnicowy w fabryce papieru

O projekcie

W Szwecji duża fabryka papieru wymagała zaprojektowania i analizy dźwigarów suwnicowych zdolnych do obsługi ciężkich operacji przemysłowych. Projekt konstrukcji musiał uwzględniać wymagania kilku typów suwnic o nośności do 30 ton, biorąc pod uwagę ciężar własny oraz naprężenia eksploatacyjne. Projekt obejmował projektowanie połączeń na płyty czołowe oraz połączeń podporowych na końcach dźwigarów, a także analizę konstrukcji pod kątem trwałości długoterminowej przy znacznych obciążeniach cyklicznych.

Autorzy projektu

Firma TIM Global Engineering z siedzibą w Serbii specjalizuje się w inżynierii konstrukcyjnej, rysunkach warsztatowych konstrukcji stalowych oraz projektowaniu połączeń, realizując projekty z precyzją i efektywnością – od koncepcji po montaż. Jej interdyscyplinarny zespół, obejmujący inżynierów konstruktorów, inżynierów budownictwa i inżynierów mechaników, jest wspierany zaawansowanymi technologiami, takimi jak Modelowanie Informacji o Budynku (BIM) oraz Metoda Elementów Skończonych (MES). Dzięki rygorystycznym procesom zapewnienia jakości i weryfikacji przez uprawnionych inżynierów firma gwarantuje, że projekty są wolne od błędów, realizowane terminowo i w ramach budżetu. Jej kompetencje obejmują budynki przemysłowe, hangary lotnicze, platformy i wiele innych, łącząc innowacyjne narzędzia, takie jak IDEA StatiCa, z globalnym doświadczeniem w sprostaniu złożonym wyzwaniom projektowym, przy jednoczesnym utrzymaniu silnej reputacji w zakresie dokładności i niezawodności.

Wyzwania inżynierskie

Główne wyzwania dotyczyły uzyskania niezawodnych połączeń spełniających rygorystyczne wymagania odporności na zmęczenie materiału, przy jednoczesnym zapewnieniu bezproblemowego montażu i efektywnego wykorzystania materiałów. Projekt musiał również spełniać aktualizowane wymagania norm Eurokodu oraz uwzględniać sprężone śruby wysokiej wytrzymałości w celu sprostania wymaganiom dotyczącym zakresów naprężeń zmęczeniowych.

Rozwiązania i wyniki

Proces roboczy rozpoczął się od globalnej analizy konstrukcji w RFEM, z eksportem sił i danych geometrycznych bezpośrednio do IDEA StatiCa. Proces projektowania obejmował następnie wielokrotne iteracje w celu doprecyzowania geometrii połączeń i weryfikacji odporności na zmęczenie materiału. Analiza zmęczeniowa okazała się kluczowa dla zapewnienia trwałości, szczególnie w przypadku dźwigarów suwnicowych podpierających suwnice pomostowe przy dużych obciążeniach cyklicznych.

Projekt obejmował pięć różnych typów dźwigarów suwnicowych, z których każdy został zaprojektowany z uwzględnieniem określonych wymagań eksploatacyjnych i konstrukcyjnych. Niektóre dźwigary były zakotwione do słupów betonowych, inne zaś opierały się na słupach stalowych, w zależności od ich lokalizacji w fabryce. Aby uwzględnić zmienne obciążenia eksploatacyjne, projekt zawierał wiele połączeń montażowych dostosowanych do różnych poziomów obciążeń – od połączeń lekkich po średnie i ciężkie, każde z odrębnymi wymaganiami geometrycznymi i materiałowymi.

Znacznie łatwiej jest zrobić wszystko w IDEA StatiCa niż wypełniać arkusze Excel, a następnie wielokrotnie je modyfikować – zajmuje to znacznie więcej czasu niż zmiana połączenia w IDEA StatiCa.

Miloš Marković

CTO i Główny Inżynier Konstruktor – TIM Global Engineering
Serbia

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Model of the medium-load girder}}}\]

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Splice connection on the medium-load girder}}}\]

Dźwigar zaprojektowany do przenoszenia największych obciążeń obsługiwał dwie suwnice, każda o nośności 30 ton. Same suwnice miały ciężar własny wynoszący od 20 do 30 ton, co powodowało znaczne naprężenia cykliczne w konstrukcji. Aby sprostać tym wymaganiom, dla dźwigara przyjęto profil HEA500, zapewniający niezbędną nośność i sztywność. Zaawansowana analiza zmęczeniowa została przeprowadzona przy użyciu IDEA StatiCa Connection, z wykorzystaniem obliczeń zakresów naprężeń w celu zapewnienia, że projekt wytrzyma długotrwałe obciążenia cykliczne przy zachowaniu integralności konstrukcji.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Model of the heavy-load girder}}}\]

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Splice connection on the heavy-load girder}}}\]

Integracja RFEM i IDEA StatiCa pozwoliła nam na przenoszenie sił i skupienie się na efektywnym dopracowywaniu projektów połączeń. Analiza zmęczenia materiału była przełomem w tym projekcie, szczególnie w kontekście obciążeń suwnicami pomostowymi i zgodności z Eurocode.

Miloš Marković

CTO i Główny Inżynier Konstruktor – TIM Global Engineering
Serbia

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{End support of the crane girder at the steel column}}}\]

Podsumowanie

Pomyślne zaprojektowanie i analiza dźwigarów suwnicowych dla szwedzkiej fabryki papieru podkreślają kluczową rolę zaawansowanych narzędzi inżynierskich w rozwiązywaniu złożonych wyzwań konstrukcyjnych. Dzięki wykorzystaniu IDEA StatiCa Connection zespół TIM Global Engineering był w stanie dostarczyć precyzyjne, odporne na zmęczenie materiału połączenia dostosowane do zróżnicowanych wymagań obciążeniowych – od lekkich po ciężkie operacje przemysłowe. Bezproblemowa integracja analizy globalnej i projektowania połączeń, w połączeniu z zaawansowanymi możliwościami analizy zmęczeniowej, zapewniła zgodność z normami Eurokodu przy jednoczesnej optymalizacji efektywności procesu roboczego. Rezultatem jest trwała, wysokowydajna konstrukcja zdolna do obsługi wymagających operacji fabrycznych przez wiele lat, co dowodzi skuteczności nowoczesnego oprogramowania w dostarczaniu innowacyjnych i niezawodnych rozwiązań inżynierskich.

TIM Global Engineering

Serbia

Jesteśmy prywatną firmą outsourcingową świadczącą usługi projektowania, inżynierii, opracowywania szczegółów konstrukcyjnych i doradztwa w branży budowlanej. Szczegóły