Stacja ładowania pojazdów elektrycznych

O projekcie

Kryteria projektowe dla dachu dwuspadowego obejmowały:

1. Konstrukcja miała zostać wyprodukowana w Malezji i przetransportowana do Holandii, przy czym spawanie na miejscu budowy nie było dopuszczalne.
2. Klient wymagał zastosowania wyłącznie ukrytych śrub, co stanowiło wyzwanie, ponieważ wszystkie złącza musiały być połączeniami śrubowymi z powyższego powodu.
3. Wszystkie elementy odprowadzania wody deszczowej powinny być ukryte, np. rynny i rury spustowe.
4. Projekt powinien umożliwiać przyszłą rozbudowę wyłącznie poprzez śrubowanie. W przypadku budowy drugiej konstrukcji sąsiadującej z istniejącą, wystarczyłoby zamówienie kolejnego zestawu i zastosowanie tej samej metody montażu (poprzez złącza silnikowe). Ma to na celu zapewnienie ciągłości pracy stacji ładowania bez konieczności przerw w eksploatacji.
5. Projekt powinien być dostosowany do różnych materiałów pokrycia dachowego (np. PVC, blachy, szkło itp.) oraz ich dowolnych kombinacji, ponieważ konstrukcja będzie stosowana w wielu różnych lokalizacjach, a operator stacji może preferować różne rozwiązania estetyczne.
6. Projekt połączeń stalowych powinien być zgodny z Eurokodem, w tym z normami konstrukcyjnymi i obciążeniami.

Przyjęto następujący schemat konstrukcyjny:

• słup z profilu zamkniętego (do ukrycia rury spustowej)
• krokiew z profilu zamkniętego o zmiennym przekroju
• belka ściągająca z profilu otwartego od góry (kształtownik ceowy) do podparcia rynny i dachu

Do projektowania elementów stalowych wykorzystano komercyjne oprogramowanie do analizy konstrukcji STAAD.Pro® do analizy liniowej i sprawdzenia normowego, a także oprogramowanie MES Ansys® do analiz nieliniowych i wyboczeniowych (dla belki ściągającej). IDEA StatiCa została wybrana do projektowania węzłów i wszystkich połączeń stalowych.

Siły na końcach elementów można bez trudu wyeksportować z STAAD.Pro do IDEA StatiCa. Nie ma potrzeby ręcznego tabelaryzowania ani wprowadzania danych jeden po drugim. Integracja między obydwoma programami umożliwia projektowanie złączy z minimalnym nakładem pracy i bez błędów.

Chew Ooi Teck

Dyrektor – Atech Design
Malaysia

Wyzwania inżynierskie

Specjalne modelowanie węzła było wymagane dla złącza słup-krokiew-belka ściągająca. Był to najbardziej krytyczny element konstrukcji, ponieważ miał realizować kluczowe wymagania estetyczne klienta (ukryta rura spustowa, rynna i połączenia śrubowe). Jednocześnie znajdował się w strefie wysokich naprężeń.

Chew Ooi Teck i jego zespół podjęli iteracyjny proces eliminacji przekroczeń naprężeń, uwzględniając jednocześnie ograniczenia montażowe, takie jak logistyka oraz dostęp do spoin i narzędzi. W rzeczywistości musieli wprowadzić korekty uwzględniające przeciętny rozmiar europejskiej dłoni, aby zapewnić wystarczającą przestrzeń do montażu. To jeden z powodów, dla których zastosowano płyty podkładowe oraz usztywnienia w celu rozwiązania problemów z przekroczeniem naprężeń.

Na początku byliśmy sceptyczni co do użycia IDEA StatiCa do projektowania tego specjalnego złącza, obawiając się, że modelowanie i zaproponowanie wzmocnienia zajmie zbyt dużo czasu. Jednak nasze początkowe wątpliwości okazały się bezpodstawne. Cały proces, łącznie z wzmocnieniem, został zakończony w ciągu zaledwie dwóch godzin. Byliśmy zaskoczeni, że udało nam się przeanalizować tak wiele opcji wzmocnienia dla niekonwencjonalnych detali złącza.

Chew Ooi Teck

Dyrektor – Atech Design
Malaysia

Rozwiązania i wyniki

Chew Ooi Teck i jego zespół nie tylko z powodzeniem zamodelowali i wykonali specjalny węzeł łączący krokiew, słup i belkę ściągającą, ale także spełnili wymagania kosztowe, montażowe i eksploatacyjne przy minimalnej liczbie iteracji. Zastosowali parę usztywnień w kształcie litery U do wzmocnienia konstrukcji, co pozwoliło na zastosowanie niezaspawanej płyty podkładowej umożliwiającej dostęp do spoiny oraz otworu na górze dla rury odpływowej.

Rozwiązanie było stabilne i szybkie, a wszystko zostało wykonane przy minimalnym nakładzie pracy dzięki IDEA StatiCa. Zajęło to jedną trzecią czasu, który zajęłoby nam to ręcznie. Na pewno będziemy z tego korzystać w przyszłości. To otwiera oczy. Wiedzieliśmy, że można to zrobić, ale nie wiedzieliśmy, że będzie to takie łatwe.

Chew Ooi Teck

Dyrektor – Atech Design
Malaysia

O firmie

Założona w 2017 roku przez Ir. Chew Ooi Teck firma Architectural Technology & Engineering Computation House, Atech Design (M) Sdn. Bhd., jest pierwszą w Malezji kompleksową pracownią projektową specjalizującą się w projektowaniu parametrycznym. 

Od początku swojej działalności firma świadczyła usługi weryfikacji projektów, inżynierii wartości oraz koordynacji budowy na rzecz podwykonawców. Z biegiem lat rozszerzyła swoją ofertę o prace elewacyjne przy różnych ikonicznych budynkach (takich jak Encore Melaka i LBS HQ), a także o obliczenia numeryczne, w tym analizę metodą elementów skończonych (MES), w celu rozwiązywania problemów, których tradycyjne metody inżynierskie, oparte na predefiniowanych normach, wzorach i założeniach, nie były w stanie efektywnie rozwiązać.

Atech Design zdobyła nagrodę IDEA StatiCa Excellence Award w 2021 roku w kategorii „Konstrukcje małej skali".