Structure de silo en acier utilisant des plaques et des éléments de coque

Apprenez à utiliser SkyCiv Shell Elements pour modéliser et analyser une structure de silo avec des charges hydrostatiques.

Dans cette procédure pas à pas, nous examinerons deux façons de modéliser une structure comme celle-ci.. (1) en utilisant le plugin Excel et (2) en utilisant les fonctionnalités intégrées de SkyCiv Structural 3D. Nous nous concentrerons principalement sur (2), en utilisant les opérations de modélisation et les capacités de maillage de S3D.

Voir d'autres exemples

[BONUS] Utilisation du plugin SkyCiv Excel

Excel est un outil extrêmement puissant car les formules intégrées facilitent les calculs de géométrie complexes. SkyCiv a une installation en un clic disponible pour notre plugin Excel. Ajout de quelques paramètres, puis en utilisant les calculs standards (dans ce cas COS, PÉCHÉ) pour construire votre modèle de silo.

Steel Silo Structure

Le plugin serait la méthode préférée s'il s'agit d'une structure commune. Passer plus de temps à générer des modèles à partir de quelques paramètres permettrait de gagner des heures à long terme. Enregistrer ce modèle pour l'utiliser encore et encore pour vos structures de silos serait un gain de temps considérable.!

Modéliser une seule bande de plaque

Lors de la modélisation de silos, il est souvent plus facile de commencer avec un seul élément, puis de faire pivoter cet élément pour former la base de votre modèle. Nous voulons créer une seule bande, qui est éloigné du centre, puis faites pivoter autour de ce point central pour terminer la structure. Pour faire ça, nous ferons quelques calculs simples pour comprendre de combien de segments nous aurons besoin et le degré entre les segments:

  • Diamètre de la structure, dans cet exemple, 6pi
  • Nous voulons créer une « circulaire’ structure divisée en 60 segments
  • Par conséquent, Viagra Féminin Pour Acheter Du Viagra À Base De Plantes 🎚️🕖⠠ Pharmacie Sans Ordonnance 360/60 = 6 degrés entre chaque segment
  • La position de chaque bande peut être calculée à l'aide du COS & SIN le diamètre
Steel Silo Structure using Plates

Saisie de ces nœuds dans la fiche technique pour former les nœuds d'angle de notre première plaque. Vous pouvez ajouter une plaque rapidement en (a) mettant en évidence tous les nœuds (2) puis faites un clic droit sur l'interface graphique et cliquez sur Ajouter une plaque. Le logiciel mettra automatiquement vos nœuds dans le sens des aiguilles d'une montre et ajoutera la plaque pour vous! Cela devient encore plus utile lorsque vient le temps d'ajouter nos plaques supérieures et inférieures plus complexes.

Appliquez vos pressions hydrostatiques

Utilisation de pressions linéaires, nous pouvons ajouter des pressions hydrostatiques pour simuler les pressions croissantes appliquées à partir de l'eau ou de tout autre liquide présent dans votre silo. Notre plan ici est de construire un seul segment, avec une seule pression:

Steel Silo Structure

Les pressions linéaires sont ajoutées en ajoutant P1, P2, P3 (les trois nœuds pour dicter la direction de la pression) puis M1,M2,M3 (l'ampleur des pressions pour chacun de ces points). Dans l'exemple ci-dessus, vous pouvez voir que nous avons ajouté 1kip pour les deux premiers points, et 0kip pour le troisième point – créer une pression triangulaire.

Faites pivoter/répétez votre bande

Une fois que vous êtes satisfait de votre bande unique, il est temps de le faire pivoter/répéter. Mettez en valeur votre bande, puis cliquez sur Opérations – Tourner, qui affichera l'entrée suivante:

Design Steel Silo Structure

Ajouter le nombre de répétitions, l'angle entre la répétition et ensuite l'axe (dans ce cas nous tournons autour du vecteur 0,1,0 de l'axe global). Une fois soumis, vous devriez voir les parois verticales de votre silo terminées. Remarque: La répétition répétera également vos pressions hydrostatiques, ils ont juste été cachés pour plus de simplicité:

Design Steel Silo Structure

Maillez vos assiettes

Pour générer un modèle d'analyse plus précis, nous voulons mailler les plaques en éléments plus petits. Nous prenons en charge deux types de maillage, chacun avec son propre avantage:

  1. Quadrilatère Structuré – ceux-ci sont utiles pour le maillage de plaques rectangulaires. Nous l'utiliserons pour les plaques verticales, nous pouvons donc créer de jolis maillages isométriques carrés puisque nous pouvons contrôler les divisions b et h
  2. Quadrilatères non structurés – ceux-ci sont idéaux pour les formes de plaques complexes. Dans le cas présent, le couvercle supérieur et la base du cylindre.

En utilisant une combinaison de ceux-ci, nous pouvons mailler notre silo. Sélection des murs verticaux, puis clic droit Plaque de maille et faire de même pour la plaque de base:

Design Steel Silo Structure using Plates

Ajouter un support de ressort de surface

Nous pouvons ajouter un support à ressorts en surface pour simuler l’interaction printanière du sol avec la structure. Pour ajouter ce type de système de support, sélectionnez simplement la plaque et cliquez Ajouter un support de ressort de surface sous l'option Supports. Cela ouvrira l'entrée suivante:

steel silo design

Les utilisateurs peuvent ensuite saisir le module de réaction du sol de fondation pour leur sol., qui est généralement extrait d'un rapport géotechnique pour l'emplacement de votre site. Le logiciel traduira automatiquement cela en une constante de raideur de ressort pour le support de ressort. Ce type de support est typique lorsque votre structure repose sur le sol. Par contre, si votre structure est construite sur un autre système de support, vous utiliseriez évidemment un autre type de support.

Résoudre & Révision

A présent, vous devriez maintenant avoir terminé ce qui suit:

  • Votre géométrie de vos plaques est définie, y compris l'épaisseur de la plaque
  • Propriétés matérielles de vos plaques (dans cet exemple, nous utilisons le préréglage Acier de construction) mais ce matériel doit être revu pour votre cas particulier
  • Plaques toutes grillagées
  • Pressions appliquées, vous pouvez également ajouter des charges supplémentaires pour le vent, neige, etc.…
  • Conditions aux limites définies

Vous êtes enfin prêt à résoudre! Cliquez sur Résoudre dans le coin supérieur droit pour effectuer l'analyse. En fonction du nombre d'éléments maillés dont vous disposez, cela peut prendre environ une minute.

Vous pouvez maintenant consulter les résultats de votre analyse en cliquant sur Plaques et activer un résultat particulier. Dans le cas présent, nous examinons les résultats de la somme de déplacement pour vérifier que le modèle est connecté et construit correctement. En augmentant la déviation (S + Faire défiler) vous devriez être en mesure d'examiner tout problème évident dans votre modèle.

steel silo design

FAQ

Celui-ci mesure la déformation du sol par unité de pression appliquée.. Il est parfois plus facile de regarder comment cela est calculé:

k = p/s

k = Module de réaction du sol de fondation
p = Pression appliquée
S = déplacement du sol

L'unité est le kip/ft3, car il représente la quantité de pression appliquée à la déformation du sol.

Cela dépend entièrement du profil du sol et doit être déterminé par un ingénieur géotechnicien ou un rapport géotechnique approprié.

Par contre, par exemple pour le saké, un module typique de réaction du sous-sol pour le sable compacté pourrait être 0.05 – 0.15 MPa/mm

Vous pouvez également mailler l'ensemble de votre modèle en un seul clic. Pour faire ça, sélectionnez toutes vos assiettes et cliquez Maillage automatique. L'avantage de procéder ainsi, est que toutes vos plaques seront correctement connectées et qu'il connectera automatiquement tous les nœuds et membres internes.

Ceci est bénéfique pour les structures et les modèles plus complexes, cependant, dans ce cas, la plupart des plaques et du modèle étaient symétriques, nous pouvions donc utiliser le processus de maillage manuel.

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