ถังน้ำแบบแผ่นเหล็กกดขึ้นรูปแบบแยกส่วน Braithwaite

ในการก่อสร้างถังน้ำเหล็กกดขึ้นรูปแบบแยกส่วน มีการใช้การเชื่อมต่อหลากหลายประเภท และในกรณีศึกษาสั้นๆ นี้ที่เขียนโดย Dale Price วิศวกรโครงสร้างจาก Structural Science Ltd. จะกล่าวถึงการเชื่อมต่อแบบ stay ซึ่งรองรับแรงดันน้ำในแนวนอนที่กระทำต่อผนังถัง

เกี่ยวกับการเชื่อมต่อที่ทดสอบ

ดังที่เห็นในรูปที่ 1 การเชื่อมต่อแบบ stay ด้วยสลักเกลียวหรือเหล็กฉากยึดประกอบด้วยแผ่นฐานบางที่มีแผ่น Fin เชื่อมติด เพื่อเชื่อมต่อเหล็กฉาก stay ระหว่างฐานและผนัง หรือมุมผนังของถัง และสามารถรับแรงดึงค่าการออกแบบได้ถึง 75 kN ในกรณีปกติ

ในอดีต การออกแบบมักดำเนินการด้วยการคำนวณด้วยมือ และการตรวจสอบการเชื่อมต่อได้รับการยืนยันโดยการทดสอบในห้องปฏิบัติการแบบเต็มขนาดที่มีค่าใช้จ่ายสูง รวมถึงการทดสอบแบบจำลองในสถานที่จริงแบบเต็มขนาด

ภาพด้านล่างแสดงการทดสอบถังแบบเต็มขนาดล่าสุด โดย stay ถูกเชื่อมต่อกับเกจวัดความเครียดซึ่งตรวจสอบแรงบน stay ของถังอย่างต่อเนื่องระหว่างการเติมน้ำและการทดสอบน้ำนิ่งระยะยาว

ในห้องปฏิบัติการ ภาพถัดไปแสดงการทดสอบพิสูจน์การเชื่อมต่อแบบ stay ตามข้อกำหนดของมาตรฐาน (และการทดสอบความแข็งแรงและการวิบัติอื่นๆ ที่ไม่ได้แสดงในที่นี้)

การเชื่อมต่อแบบ stay ได้รับการวิเคราะห์ด้วย IDEA StatiCa Connection และภาพหน้าจอด้านล่างสรุปขั้นตอนดังนี้:

การจัดวางโดยรวมของการเชื่อมต่อพร้อมสลักเกลียวและรอยเชื่อมภายใต้แรงแกนค่าการออกแบบ 75 kN ที่กระทำต่อ stay กราฟความเค้นสมมูลที่แสดงบริเวณที่ชิ้นส่วนมีความเค้นสูง และการแสดงความเครียดพลาสติกที่เกิดขึ้นบนแผ่นฐาน

นอกจากผลการวิเคราะห์ล้วนๆ แล้ว สิ่งที่สำคัญกว่าคือ IDEA StatiCa Connection ให้ผลการตรวจสอบตามมาตรฐาน EN/AISC โดยรวมสำหรับทุกองค์ประกอบ ดังที่แสดงในสองภาพถัดไป ซึ่งให้ผลลัพธ์ผ่าน/ไม่ผ่านที่ชัดเจนมาก

โดยสรุป พฤติกรรมของการเชื่อมต่อและความสัมพันธ์ของแรงระหว่างการทดสอบแบบเต็มขนาด/ในห้องปฏิบัติการกับซอฟต์แวร์ CBFEM มีความสอดคล้องกันเป็นอย่างดี ดังนั้นโปรแกรมการทดสอบแบบเต็มขนาดจึงยืนยันความถูกต้องและความแม่นยำของซอฟต์แวร์ IDEA StatiCa สำหรับการออกแบบการเชื่อมต่อ โดยทั่วไป การออกแบบการเชื่อมต่อแบบเฉพาะในอนาคตสามารถดำเนินการได้อย่างรวดเร็วโดยใช้ซอฟต์แวร์นี้ โดยไม่ต้องวางแผนและดำเนินโปรแกรมการทดสอบที่มีค่าใช้จ่ายสูงและใช้เวลานาน ปัจจุบันซอฟต์แวร์กำลังถูกใช้เพื่อปรับปรุงและพัฒนาการออกแบบการเชื่อมต่อที่ดีขึ้น ซึ่งช่วยประหยัดต้นทุนและกระบวนการผลิต การเชื่อมต่อแบบเฉพาะที่ยากอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบถังกำลังได้รับการตรวจสอบโดยใช้ซอฟต์แวร์ IDEA StatiCa Connection

การแสดงรูปร่างที่เสียรูปช่วยให้วิศวกรเข้าใจพฤติกรรมของการเชื่อมต่อได้ดียิ่งขึ้น

โดยสรุป ประโยชน์หลักบางประการของการใช้ IDEA StatiCa ได้แก่:

• ลดระยะเวลาการออกแบบการเชื่อมต่อแบบซ้ำๆ ที่ดำเนินการบนโต๊ะทำงาน
• ความสามารถในการจำลองทุกองค์ประกอบของการเชื่อมต่อในการออกแบบเดียว ได้แก่ รอยเชื่อม สลักเกลียว แผ่นเหล็ก และหน้าตัดในชุดประกอบเดียว และเข้าใจปฏิสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบแต่ละชิ้นได้ดีขึ้น เปรียบเทียบกับการแยกการเชื่อมต่อออกเป็นองค์ประกอบการออกแบบแต่ละชิ้น
• ตรวจสอบ พัฒนา และวิจัยการเชื่อมต่อแบบเฉพาะทั้งเก่าและใหม่อย่างต่อเนื่อง โดยไม่ต้องวางแผนโปรแกรมการทดสอบแบบเต็มขนาดที่ใช้เวลานานและมีค่าใช้จ่ายสูงเพื่อตรวจสอบการออกแบบการเชื่อมต่อ
• ปรับปรุงการเชื่อมต่อที่มีอยู่โดยการปรับขนาดแผ่นเหล็กหรือหน้าตัด เปลี่ยนแปลงรูปแบบเพื่อลดต้นทุนการผลิต และตรวจสอบแรงออกแบบที่เพิ่มขึ้นจากการออกแบบปกติ เช่น แรงแผ่นดินไหวที่กระทำต่อผนังถัง
• การทดสอบแบบเต็มขนาดได้สร้างความเชื่อมั่นในการนำวิธี Finite Element มาใช้ในการออกแบบการเชื่อมต่อดังกล่าว โดยเฉพาะซอฟต์แวร์ IDEA StatiCa Connection ซึ่งอิงตามวิธี Component-Based Finite Element ใหม่
• เลือกการออกแบบตามมาตรฐานการเชื่อมต่อของประเทศต่างๆ ที่อัปเดตแล้ว

Braithwaite Engineers

GB

Braithwaite เป็นบริษัทระดับนานาชาติที่มีชื่อเสียงด้านความเป็นเลิศทางเทคนิค โดยมีประสบการณ์มากกว่า 125 ปีในด้านสะพานและถังเก็บ ชื่อ Braithwaite เป็นที่รู้จักในฐานะผู้ผลิตถังเก็บของเหลวและผลิตภัณฑ์เสริมที่ครอบคลุมหลากหลายประเภท ถังโมดูลาร์เหล็กและ GRP ของเราได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในระดับโลก Details

Structural Science Ltd.

Structural Science Ltd. เป็นบริษัทที่ปรึกษาด้านวิศวกรรมโครงสร้างระดับนานาชาติขนาดเล็ก ตั้งอยู่ทางตะวันตกเฉียงใต้ของประเทศอังกฤษ และให้บริการที่ปรึกษาด้านวิศวกรรมแก่ Braithwaite และบริษัทที่ปรึกษาด้านวิศวกรรม ด้วยประสบการณ์กว่า 30 ปีในด้านอาคารสูง โครงสร้างช่วงยาว สนามกีฬา สนามบิน และโครงสร้างพิเศษ Details