Tällä hetkellä ei ole olemassa ohjeita kuljetuskonttien turvallisesta käytöstä rakennussovelluksissa. Laivakontin rakenteellinen eheys, muutosominaisuudet, perustusrajat, rakennusmääräykset ja lujitusrajat ovat pääosin tuntemattomia. Tämän seurauksena tämä tutkimus aloittaa kuljetuskonttien rakenteellisten rajoitusten selvittämisen, mikä auttaa kehittämään konttirakennusten rakentamista ja suunnitteluvaatimuksia. Tutkimuksen päätavoitteena on kehittää rakenteellisia ohjeita kansainvälisen standardointijärjestön ISO:n (International Organisation for Standardization) kuljetuskonteille, joita käytetään muihin kuin laivaussovelluksiin. Tämä artikkeli antaa käsityksen ISO-rahtikontin rakenteellisesta lujuudesta, jota tutkitaan edelleen käyttämällä elementtitietokonemallinnusta. Elementtianalyysi osoittaa, kuinka sekä modifioidut että muokkaamattomat konttimallit reagoivat tietyissä latausskenaarioissa. Kuormausskenaariot sisältävät painovoiman ja sivuttaiskuormituksen vaikutuksen, ja tietokonesimulaatiot osoittavat kontin seinien ja katon tehokkuuden vastustaa kuormia. Esitetään rakennussovelluksissa käytettävien kuljetuskonttien rakennetekniset näkökohdat, perustukset ja liitännät.
Kohokohdat
► Ohjeita tarvitaan rakennussovelluksiin käytettävien kuljetuskonttien suunnitteluun ja arviointiin. ► Laivakonttien rakenteellista eheyttä tutkitaan elementtianalyysillä. ► Konttimalleihin sovellettiin erilaisia lastausskenaariosimulaatioita.
Johdanto
Monet muissa kuin kuljetussovelluksissa käytetyt kuljetuskontit on muutettu alkuperäisestä suunnittelustaan, eikä ohjeita näiden konttien turvallisesta käytöstä rakennussovelluksissa ole olemassa. Kuljetuskonttirakennukset voivat olla taloudellisia, kestäviä, nopeasti rakennettavia, kannettavia ja niitä voidaan käyttää moniin sovelluksiin, mukaan lukien katastrofin jälkeiset asunnot tai sotilasoperaatiot ja asuminen. Laivakontin rakenteellinen eheys, muutosominaisuudet, perustusvaatimukset, rakennusmääräykset ja lujitusrajat ovat suurimmaksi osaksi tuntemattomia. Tutkimuksen painopiste on ISO-rahtikontin rakenteellisen lujuuden arviointi elementtitietokonemallinnuksella. Säiliön elementtianalyysi suoritetaan painovoimakuormien ja muiden kuormitusskenaarioiden alla, joille kontti voi joutua. Tutkimuksessa analysoidaan, miten sekä muunnetut että muokkaamattomat kontit reagoivat tietyissä lastausskenaarioissa. Esitetään rakennetekniset näkökohdat, perustusten ja liitosten suunnittelu sekä rajoitukset kuljetuskonttien käytölle rakennussovelluksissa.
Tutkimuksen päätavoitteena on kehittää rakenteellisia ohjeita kansainvälisen standardointijärjestön ISO:n (International Organisation for Standardization) kuljetuskonteille, joita käytetään muihin kuin laivaussovelluksiin. Katsastettu kirjallisuus sisältää konttiasiakirjoja, joissa esitetään yleistä tietoa, standardeja, teknisiä rakennusmääräyksiä, toimialatietoja ja kuljetuskonttien rakennetestejä. Myös kuljetuskonttirakennusten perustus- ja liitosvaihtoehtoja käsitellään. Tarkastellaan kuljetuskonttien rakenteellista vastetta ja rajoituksia erilaisissa lastausolosuhteissa ja muunnoksissa. Analyysi suoritetaan käyttämällä elementtitietokonesimulaatioita, konttistandardeja ja konttiteollisuuden tietoja.
Osion katkelmia
Toimituskontin rakentamisasiakirjat
Julkaistut tiedot muissa kuin laivaussovelluksissa käytetyistä kuljetuskonteista ovat harvinaisia, ja rahtikonttien rakennemallintamiseen ja analysointiin tarvittavaa julkaistua tietoa on vielä vaikeampi löytää. Monissa saatavilla olevissa julkaisuissa ei käsitellä kuljetuskonttien rakenteellista lujuutta ja vastetta epänormaaleissa lastausskenaarioissa tai -muutoksissa. On olemassa useita Kotnikin [1] kaltaisia kirjoja, joissa esitellään mielenkiintoisia rakennusprojekteja, joissa käytetään rahtikontteja. Kuitenkin,
Säätiöt
Levitetyt alustat, mattoperustukset ja paalut ovat kolme perustustyyppiä, joita suositellaan Cudatossa [16] kuvattuihin kuljetuskonttirakenteisiin. Levitysjalustat ovat teräsbetonilaajennus rakenteen pilarin pohjassa. Levitetyt jalustat sopivat ihanteellisesti pienille ja keskikokoisille rakenteille, joissa on kohtalainen tai hyvä maaperä, ovat erittäin taloudellisia, helppoja rakentaa ja niillä on erilaisia muotoja ja kokoja. Mattoperustukset ovat laajennettuja levitettyjä jalustoja, jotka kattavat rakennuksen
Säiliön mallitiedot
Kuljetuskontit mallinnettiin ja analysoitiin ohjelmilla SolidWorks [17], Hypermesh [18] ja Abaqus/CAE [19]. SolidWorks [17] on kolmiulotteinen (3D) tietokoneavusteinen suunnitteluohjelma (CAD), jota käytetään 3D-objektien mallintamiseen, ja useimmat 20 jalan ISO-kuljetuskontin komponentit mallinnettiin SolidWorksissä [17]. Hypermesh [18] on tietokoneohjelma, jota käytetään soveltamaan elementtiverkkoa SolidWorksista tuotuihin komponentteihin [17]. Abaqus/CAE [19] on elementtianalyysi (FEA)
Säiliön mallitiedot
Viiden mallin vastausten vertailun perusteella Model 4 valittiin optimaaliseksi konttimalliksi mallin monimutkaisuuden ja tarkkuuden kannalta. Mallia 4 muutettiin lisäämällä verkon tiheyttä ja lisäämällä vahvistuslevyjä loppututkimuksen loppuun saattamiseksi. Lopullinen säiliömalli rakennettiin 5 256 palkkielementistä (B31), 3 174 025 lineaarista tetraedristä elementistä (C3D4), 232 914 kuorielementistä (S4R tai S4) ja 1 269 kuorielementistä (S3) eli yhteensä 3 413 464 elementtiä. Viimeinen
Yhteenveto ja johtopäätökset
Tämä artikkeli esittelee tutkimusta, joka on tehty kuljetuskontteihin soveltuvien konttidokumenttien tarkastelussa, perustojen ja liitosten yhteenvedossa sekä kuljetuskonttien äärellisten elementtien tietokonemallisimulaatioissa. Analysoimalla näitä malleja tietokoneohjelmilla SolidWorks [17], Hypermesh [18] ja Abaqus/CAE [19], optimoitu konttimalli muutettiin seitsemään eri konfiguraatioon. Jokaiseen muunneltuun sovellettiin viittä erilaista latausskenaariosimulaatiota