Atualmente, não existem diretrizes para o uso seguro de contêineres para aplicações de construção. A integridade estrutural do contêiner de transporte, propriedades de modificação, limites de fundação, regulamentos de código de construção e limites de reforço são em sua maioria desconhecidos. Como resultado, esta pesquisa inicia a investigação das limitações estruturais dos contêineres de transporte, auxiliando assim no desenvolvimento de requisitos de construção e projeto de construção de contêineres. O principal objetivo da pesquisa é desenvolver diretrizes estruturais para contêineres de transporte da Organização Internacional de Padronização (ISO) usados para aplicações não relacionadas ao transporte marítimo. Este artigo fornece informações sobre a resistência estrutural do contêiner de transporte ISO, que é investigada posteriormente usando modelagem computacional de elementos finitos. A análise de elementos finitos mostra como os modelos de contêiner modificados e não modificados respondem sob determinados cenários de carregamento. Os cenários de carregamento incorporam o efeito da gravidade e do carregamento lateral, e as simulações computacionais demonstram a eficácia das paredes e do teto do contêiner em resistir às cargas. São apresentadas considerações de engenharia estrutural, fundações e conexões para contêineres usados em aplicações de construção.
Destaques
► São necessárias diretrizes para projetar e avaliar contêineres de transporte para aplicações em construção. ► A integridade estrutural dos contêineres de transporte é investigada usando análise de elementos finitos. ► Diferentes simulações de cenários de carregamento foram aplicadas aos modelos de contêineres.
Introdução
Muitos contêineres de transporte usados para aplicações não marítimas são modificados em relação ao seu projeto original e não existem diretrizes para o uso seguro desses contêineres em aplicações de construção. Os edifícios de contêineres de transporte podem ser econômicos, duráveis, rápidos de construir, portáteis e podem ser usados para muitas aplicações, incluindo habitação pós-desastre ou operações militares e habitação. A integridade estrutural do contêiner de transporte, propriedades de modificação, requisitos de fundação, regulamentos de código de construção e limites de reforço são em sua maioria desconhecidos. O foco da pesquisa é a avaliação da resistência estrutural de contêineres ISO usando modelagem computacional de elementos finitos. A análise de elementos finitos do contêiner é realizada sob cargas gravitacionais e outros cenários de carregamento aos quais o contêiner possa estar sujeito. A pesquisa analisa como os contêineres modificados e não modificados respondem sob determinados cenários de carregamento. São apresentadas considerações de engenharia estrutural, projeto de fundação e conexão e limitações para o uso de contêineres em aplicações de construção.
O principal objetivo da pesquisa é desenvolver diretrizes estruturais para contêineres de transporte da Organização Internacional de Padronização (ISO) usados para aplicações não relacionadas ao transporte marítimo. A literatura revisada inclui documentos de contêineres apresentando informações gerais, padrões, códigos de engenharia de construção, informações do setor e testes estruturais em contêineres de transporte. Opções de fundação e conexão para edifícios de contêineres também são discutidas. A resposta estrutural e as limitações dos contêineres de transporte sob diversas condições e modificações de carregamento são analisadas. A análise é conduzida usando simulações computacionais de elementos finitos, padrões de contêineres e dados da indústria de contêineres.
Trechos de seção
Documentos de construção de contêineres de transporte
As informações publicadas sobre contêineres de transporte usados para aplicações não relacionadas ao transporte marítimo são raras, e os dados publicados necessários para modelagem estrutural e análise de contêineres de transporte são ainda mais difíceis de encontrar. Muitas das publicações disponíveis não discutem a resistência estrutural e a resposta dos contêineres de transporte sob cenários ou modificações de carregamento anormal. Existem vários livros semelhantes ao Kotnik [1] onde são apresentados projetos interessantes de construção usando contêineres. No entanto,
Fundações
Sapatas espalhadas, fundações de esteira e estacas são três tipos de fundação recomendados para estruturas de contêineres descritas em Cudato [16]. As sapatas espalhadas são uma ampliação de concreto armado na parte inferior de uma coluna em uma estrutura. As sapatas espalhadas são ideais para estruturas de pequeno a médio porte com condições de solo moderadas a boas, são muito econômicas, fáceis de construir e possuem uma variedade de formatos e tamanhos. As fundações de esteira são bases ampliadas que abrangem o edifício
Informações do modelo de contêiner
Os contêineres marítimos foram modelados e analisados utilizando os programas SolidWorks [17], Hypermesh [18] e Abaqus/CAE [19]. SolidWorks [17] é um programa tridimensional (3D) Computer Aided Design (CAD) usado para modelar objetos 3D, e a maioria dos componentes de um contêiner de transporte ISO padrão de 20 pés foram modelados no SolidWorks [17]. Hypermesh [18] é um programa de computador usado para aplicar uma malha de elementos finitos aos componentes importados do SolidWorks [17]. Abaqus/CAE [19] é a análise de elementos finitos (FEA)
Informações do modelo de contêiner
Com base em comparações da resposta de cinco modelos, o Modelo 4 foi selecionado como o modelo de contêiner ideal em termos de complexidade e precisão do modelo. O Modelo 4 foi modificado aumentando a densidade da malha e adicionando placas de reforço para completar o restante da pesquisa. O modelo final do contêiner foi construído com 5.256 elementos de viga (B31), 3.174.025 elementos tetraédricos lineares (C3D4), 232.914 elementos de casca (S4R ou S4) e 1.269 elementos de casca (S3) para um total de 3.413.464 elementos. O final
Sumário e conclusões
Este artigo demonstra a pesquisa conduzida para revisar documentos de contêineres aplicáveis a contêineres de transporte, resumir fundações e conexões e realizar simulações de modelos computacionais de elementos finitos de contêineres de transporte. Ao analisar esses modelos utilizando os programas de computador SolidWorks [17], Hypermesh [18] e Abaqus/CAE [19], um modelo de contêiner otimizado foi modificado em sete configurações diferentes. Cinco simulações de cenários de carregamento diferentes foram aplicadas a cada um dos