προσομοίωση_silo

Προσομοίωση Silo με το ConSteel

5/25/2020

Στο παρακάτω παράδειγμα ενός silo παρουσιάζονται μερικές από τις δυνατότητες των επιφανειακών πεπερασμένων στοιχείων κελύφους που διαθέτει το ConSteel. Οι δυνατότητες αυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν και σε άλλες κατασκευές οι οποίες προσομοιώνονται με στοιχεία κελύφους, όπως οι δεξαμενές, καμπύλα στέγαστρα από γυαλί, θόλοι κ.α.

Σε μία κατασκευή η οποία προσομοιώνεται με στοιχεία κελύφους, είτε αυτή αποτελείται από στοιχεία σκυροδέματος, είτε χάλυβα, είτε από άλλο υλικό χρειάζεται να δημιουργηθεί ένα αναλυτικό και ακριβές μοντέλο το οποίο θα περιλαμβάνει όλες τις υπο-επιφάνειες, τις ενισχύσεις και τις ειδικές στηρίξεις. Στις περιπτώσεις αυτές, λόγω των μικρών παραμορφώσεων, πρέπει να γίνει γεωμετρική γραμμική ανάλυση με ένα ακριβές μοντέλο μικρών σχετικά επιφανειακών στοιχείων, το οποίο θα μπορεί να διακριτοποιεί τις τάσεις σε κάθε σημείο του φορέα. Η ελαστική απόκριση του μοντέλου έναντι του λυγισμού μπορεί να αναλυθεί με την μέθοδο της γραμμικής ανάλυσης ιδιοτιμών. Μετά την ανάλυση, το πρόγραμμα ConSteel εμφανίζει με λεπτομέρεια όλα τα απαραίτητα αποτελέσματα όπως για παράδειγμα, οι τάσεις στην κορυφή του silo:

Στην επόμενη εικόνα παρουσιάζεται η κατανομή των μειωμένων τάσεων σύμφωνα με την μέθοδο Huber-Mises-Hencky (HMH) στο τμήμα που καλύπτει την κορυφή του Silo και οι οποίες αφορούν συγκεκριμένο συνδυασμό φόρτισης. Η μέγιστη υπολογιζόμενη τάση στο συγκεκριμένο παράδειγμα εντοπίζεται στην μεσαία ίνα και είναι 104 N/mm2, η οποία είναι εντός του σχετικού ορίου!

Καθώς στο μοντέλο προσομοίωσης περιλαμβάνονται και ραβδωτά στοιχεία, ο μελετητής μπορεί με ένα κλικ να ελέγξει και τις αντοχές κάθε μέλους του φορέα. Στην επόμενη εικόνα περιλαμβάνονται οι αντοχές των μελών της κορυφής του silo.

Παράλληλα, μία πολύ σημαντική δυνατότητα του ConSteel αφορά την ανάλυση λυγισμού η οποία εκτελείται ταυτόχρονα σε ολόκληρη της κατασκευή. Στην παρακάτω εικόνα εμφανίζονται οι μορφές λυγισμού (mode 1, 10) των στοιχείων κελύφους (οροφής) από ένα συγκεκριμένο συνδυασμό φόρτισης. Το κρίσιμο εύρος φορτίου για κάθε περίπτωση και οι σχετικές μειωμένες τάσεις εμφανίζονται στον πίνακα 1 και από κάτω οι σχετικές μειωμένες τάσεις (Huber-Mises-Hencky).

Εκτός από την οροφή, η ανάλυση λυγισμού εκτελείται ταυτόχρονα και στα τοιχώματα του silo όπου λαμβάνονται υπόψη και οι γεωμετρικές ατέλειες, με το κρίσιμο φορτίο επαύξησης να καθορίζεται μειωμένο κατά 40% από το γεωμετρικά τέλειο κέλυφος.

Με την ίδιο τρόπο γίνονται οι έλεγχοι για την περιοχή της χοάνης, όπου παρουσιάζονται οι εικόνες οι οποίες εμφανίζουν την κατανομή των μειωμένων τάσεων Huber-Mises-Hencky (HMH), με την μέγιστη τάση να βρίσκεται στην μεσαία ίνα και να είναι ίση με 218 N/mm2, η οποία είναι αποδεκτή.

Ο κρίσιμος λυγισμός όπως προκύπτει από τα αποτελέσματα εμφανίζεται μεταξύ των δύο νευρώσεων στην περιοχή της χοάνης. Το σχετικό κρίσιμο φορτίο επαύξησης είναι 4,68, ενώ η κατάλληλη μειωμένη τάση είναι 97,9 N/mm2. Ο έλεγχος των στοιχείων κελύφους έναντι λυγισμού βασίζεται σε ειδικές μεθόδους του Ευρωκώδικα EC3 και στο προσάρτημα Β.1.