Actuellement, il n’existe pas de lignes directrices pour l’utilisation en toute sécurité des conteneurs maritimes pour les applications de construction. L'intégrité structurelle du conteneur d'expédition, les propriétés de modification, les limites des fondations, les réglementations du code du bâtiment et les limites de renforcement sont pour la plupart inconnues. En conséquence, cette recherche commence à étudier les limites structurelles des conteneurs maritimes, contribuant ainsi au développement d'exigences en matière de construction et de conception des bâtiments de conteneurs. Le principal objectif de recherche est d'élaborer des lignes directrices structurelles pour les conteneurs maritimes de l'Organisation internationale de normalisation (ISO) utilisés à des fins non maritimes. Cet article donne un aperçu de la résistance structurelle du conteneur d'expédition ISO, qui est étudiée plus en détail à l'aide d'une modélisation informatique par éléments finis. L'analyse par éléments finis montre comment les modèles de conteneurs modifiés et non modifiés réagissent dans des scénarios de chargement donnés. Les scénarios de chargement intègrent l'effet de la gravité et du chargement latéral, et les simulations informatiques démontrent l'efficacité des parois et du toit du conteneur à résister aux charges. Les considérations d'ingénierie structurelle, les fondations et les connexions pour les conteneurs d'expédition utilisés dans les applications de construction sont présentées.
Points forts
► Des lignes directrices sont nécessaires pour concevoir et évaluer des conteneurs maritimes destinés aux applications de construction. ► L'intégrité structurelle des conteneurs maritimes est étudiée à l'aide d'une analyse par éléments finis. ► Différentes simulations de scénarios de chargement ont été appliquées aux modèles de conteneurs.
Introduction
De nombreux conteneurs d'expédition utilisés à des fins autres que le transport maritime sont modifiés par rapport à leur conception originale, et il n'existe pas de lignes directrices pour une utilisation sûre de ces conteneurs pour des applications de construction. Les bâtiments de conteneurs maritimes peuvent être économiques, durables, rapides à construire, portables et peuvent être utilisés pour de nombreuses applications, notamment le logement après une catastrophe ou les opérations et le logement militaires. L'intégrité structurelle du conteneur d'expédition, les propriétés de modification, les exigences en matière de fondations, les réglementations du code du bâtiment et les limites de renforcement sont pour la plupart inconnues. L'objectif de la recherche est l'évaluation de la résistance structurelle des conteneurs d'expédition ISO à l'aide d'une modélisation informatique par éléments finis. L'analyse par éléments finis du conteneur est effectuée sous des charges gravitationnelles et d'autres scénarios de chargement auxquels le conteneur peut être soumis. La recherche analyse la façon dont les conteneurs modifiés et non modifiés réagissent dans des scénarios de chargement donnés. Les considérations d'ingénierie structurelle, la conception des fondations et des connexions, ainsi que les limites de l'utilisation de conteneurs maritimes dans les applications de construction sont présentées.
Le principal objectif de recherche est d'élaborer des lignes directrices structurelles pour les conteneurs maritimes de l'Organisation internationale de normalisation (ISO) utilisés à des fins non maritimes. La littérature examinée comprend des documents sur les conteneurs présentant des informations générales, des normes, des codes de construction techniques, des informations sur l'industrie et des tests structurels sur les conteneurs d'expédition. Les options de fondation et de connexion pour les bâtiments de conteneurs maritimes sont également abordées. La réponse structurelle et les limites des conteneurs maritimes dans diverses conditions de chargement et modifications sont analysées. L'analyse est réalisée à l'aide de simulations informatiques par éléments finis, de normes de conteneurs et de données de l'industrie des conteneurs.
Extraits de section
Documents de construction de conteneurs maritimes
Les informations publiées sur les conteneurs maritimes utilisés à des fins autres que le transport maritime sont rares, et les données publiées nécessaires à la modélisation structurelle et à l'analyse des conteneurs maritimes sont encore plus difficiles à trouver. De nombreuses publications disponibles ne traitent pas de la résistance structurelle et de la réponse des conteneurs maritimes dans des scénarios de chargement ou de modifications anormales. Il existe plusieurs livres similaires à Kotnik [1] dans lesquels sont présentés des projets de construction intéressants utilisant des conteneurs maritimes. Cependant,
Fondations
Les semelles écartées, les fondations en tapis et les pieux sont trois types de fondations recommandés pour les structures de conteneurs d'expédition décrites dans Cudato [16]. Les semelles isolées sont un élargissement en béton armé au pied d'un poteau dans une structure. Les semelles écartées sont idéales pour les structures de petite à moyenne taille avec des conditions de sol modérées à bonnes, sont très économiques, faciles à construire et ont une variété de formes et de tailles. Les fondations en tapis sont des semelles élargies englobant le bâtiment.
Informations sur le modèle de conteneur
Les conteneurs maritimes ont été modélisés et analysés à l'aide des programmes SolidWorks [17], Hypermesh [18] et Abaqus/CAE [19]. SolidWorks [17] est un programme de conception assistée par ordinateur (CAO) tridimensionnel (3D) utilisé pour modéliser des objets 3D, et la plupart des composants d'un conteneur d'expédition ISO standard de 20 pieds ont été modélisés dans SolidWorks [17]. Hypermesh [18] est un programme informatique utilisé pour appliquer un maillage d'éléments finis aux composants importés de SolidWorks [17]. Abaqus/CAE [19] est l'analyse par éléments finis (FEA)
Informations sur le modèle de conteneur
Sur la base de comparaisons des réponses de cinq modèles, le modèle 4 a été sélectionné comme modèle de conteneur optimal en termes de complexité et de précision du modèle. Le modèle 4 a été modifié en augmentant la densité du maillage et en ajoutant des plaques de renfort pour compléter le reste de la recherche. Le modèle de conteneur final a été construit avec 5 256 éléments de poutre (B31), 3 174 025 éléments tétraédriques linéaires (C3D4), 232 914 éléments de coque (S4R ou S4) et 1 269 éléments de coque (S3), pour un total de 3 413 464 éléments. Le final
Résumé et conclusions
Cet article démontre les recherches menées pour examiner les documents sur les conteneurs applicables aux conteneurs d'expédition, résumer les fondations et les connexions et mener des simulations de modèles informatiques par éléments finis de conteneurs d'expédition. En analysant ces modèles à l'aide des programmes informatiques SolidWorks [17], Hypermesh [18] et Abaqus/CAE [19], un modèle de conteneur optimisé a été modifié en sept configurations différentes. Cinq simulations de scénarios de chargement différents ont été appliquées à chacun des modèles modifiés.