編集者注：以下の記事がXNUMX月号に掲載されました。 ドライカーゴインターナショナル.
ドームテクノロジーのためのゼインウェルズによる
大量保管用の耐久性のあるドームを構築するには、ドーム型のエアフォームを膨らませ、ドーム内にショットクリート法を使用してコンクリートを配置するだけでは不十分です。 また、ドームは、その寿命にわたって遭遇する応力に対応できるように設計されている必要があります。
構造を長持ちさせるために、ドームテクノロジーのエンジニアは有限要素解析を利用して、荷重が加えられたときにドームがどのように動作するかを判断します。 これらの荷重には、保管されている材料からの圧力荷重に加えて、自重、雪、風、地震が含まれます。 これらの荷重はすべて、独自の方法でドームの応力に影響を与えます。
これを想像してみてください。ドームは、保管された材料に必要な保管量に基づいてサイズが決定され、初期の厚さは以前の経験に基づいて想定されています。 エンジニアは、古典的な工学理論に基づく閉形式の方法論を使用して、構造の正しい厚さと補強を特定します。 あなたがそうするなら、それはデザインの出発点です。 閉じた形の解は、加えられた荷重によるシェルの応力を識別します。
次に、ジオメトリが作成され、必要な厚さと補強の量が計画で指定されます。 地域の建築基準法は、構造物の応力とたわみの基準、または加えられた荷重に耐えるように構造物を設計する方法を詳しく説明しています。 建築基準法は、典型的なフレームと耐力壁の構造の周りに書かれています。 これらの構造は、非常によく理解された方法で動作します。 ドームやサイロを含むコンクリートシェルは、フレームや耐力壁の構造と同じように荷重に耐えられないため、コードへの準拠とシステムの安全性を確保するために、さらに分析が行われます。
有限要素解析は、荷重が加えられたときにドームがどのように動作するかを決定します。
ドームのコンピューターモデルはFEAソフトウェアで作成されます。 次に、ソフトウェアはモデルをより小さな部分、つまり有限要素に分割します。 ドームモデルに荷重が適用され、ソフトウェアがドームを分析して、さまざまな荷重による応力とたわみを決定します。 これらの応力は、指定された鉄筋を確認するために使用され、応力集中の領域がさらに調査されます。 システムのたわみは、実際の荷重状況で座屈する可能性が最も高い領域を特定するために使用されます。 これらのポイントを特定すると、計画に追加の構造を指定できます。
このツールは、高応力領域が特定され、ドームシェルへの負荷に耐えるコンクリート構造を設計するためのアクションが実行されるため、顧客にとって非常に貴重です。 お客様がFEAから利益を得るXNUMXつの方法は次のとおりです。
構造の長寿命
]ドームのどの部分が内外の圧力と負荷の矢面に立つかを特定することにより、ドームは必要に応じて補強されます。つまり、構造は今後数十年にわたって必要な強度を備えています。
たとえば、顧客は、保管されている製品にアクセスするために、より大きな開口部を要求する場合があります。 FEAは、開口部を支えるのに十分な強度のドームを作るために必要な建設資材を示します。 FEAは、ヘッドハウスまたはコンベヤーがドームの頂点でサポートされている場合にドームがどのように動作するかを決定する重要な方法でもあります。
不要な支出を排除
これも逆に機能します。 エンジニアは、ドーム内の特定のポイントが追加の負荷によって危険にさらされる可能性があると想定し、そこにさらに補強を追加することを提案する場合があります。 しかし、FEAソフトウェアは、それが実際に当てはまるかどうかを識別することにより、推測作業（および手動計算）を排除します。 それが起こったとき、不必要な余分な補強が排除されます—そして不必要な支出も排除されます。
気象イベントへのより良い準備
FEAは、竜巻、地震、ハリケーン、大雪の負荷がドームシェルとどのように相互作用するかを分析するため、ドーム自体は自然災害に耐えるように設計できます。 米国の竜巻街道のような強風地域、または南米のチリのような高地震地域では、これは特に有益です。