Actualmente, no existen pautas para el uso seguro de contenedores de envío para aplicaciones de construcción. La integridad estructural del contenedor de envío, las propiedades de modificación, los límites de los cimientos, las regulaciones del código de construcción y los límites de refuerzo son en su mayoría desconocidos. Como resultado, esta investigación comienza la investigación de las limitaciones estructurales de los contenedores de envío, ayudando así al desarrollo de los requisitos de diseño y construcción de edificios de contenedores. El principal objetivo de la investigación es desarrollar pautas estructurales para los contenedores de envío de la Organización Internacional de Normalización (ISO) utilizados para aplicaciones no relacionadas con el envío. Este artículo proporciona información sobre la resistencia estructural del contenedor de envío ISO, que se investiga más a fondo utilizando modelos informáticos de elementos finitos. El análisis de elementos finitos muestra cómo responden los modelos de contenedores modificados y no modificados en escenarios de carga determinados. Los escenarios de carga incorporan el efecto de la gravedad y la carga lateral, y las simulaciones por computadora demuestran la efectividad de las paredes y el techo del contenedor para resistir las cargas. Se presentan consideraciones de ingeniería estructural, cimientos y conexiones para contenedores de envío utilizados en aplicaciones de construcción.
Reflejos
► Se necesitan directrices para diseñar y evaluar contenedores de envío para aplicaciones de construcción. ► La integridad estructural de los contenedores de envío se investiga mediante análisis de elementos finitos. ► Se aplicaron diferentes simulaciones de escenarios de carga a los modelos de contenedores.
Introducción
Muchos contenedores de envío utilizados para aplicaciones no relacionadas con el envío se modifican con respecto a su diseño original y no existen pautas para el uso seguro de estos contenedores para aplicaciones de construcción. Los edificios de contenedores de envío pueden ser económicos, duraderos, rápidos de construir, portátiles y pueden usarse para muchas aplicaciones, incluidas viviendas después de desastres u operaciones y viviendas militares. La integridad estructural del contenedor de envío, las propiedades de modificación, los requisitos de cimentación, las regulaciones del código de construcción y los límites de refuerzo son en su mayoría desconocidos. El objetivo de la investigación es la evaluación de la resistencia estructural de los contenedores de envío ISO utilizando modelos informáticos de elementos finitos. El análisis de elementos finitos del contenedor se realiza bajo cargas de gravedad y otros escenarios de carga a los que pueda estar sometido el contenedor. La investigación analiza cómo responden tanto los contenedores modificados como los no modificados en determinados escenarios de carga. Se presentan consideraciones de ingeniería estructural, diseño de cimientos y conexiones, y limitaciones para el uso de contenedores de envío en aplicaciones de construcción.
El principal objetivo de la investigación es desarrollar pautas estructurales para los contenedores de envío de la Organización Internacional de Normalización (ISO) utilizados para aplicaciones no relacionadas con el envío. La literatura revisada incluye documentos sobre contenedores que presentan información general, estándares, códigos de construcción de ingeniería, información de la industria y pruebas estructurales en contenedores de envío. También se analizan las opciones de cimentación y conexión para edificios de contenedores de envío. Se analiza la respuesta estructural y las limitaciones de los contenedores de envío bajo diversas condiciones de carga y modificaciones. El análisis se realiza utilizando simulaciones informáticas de elementos finitos, estándares de contenedores y datos de la industria de contenedores.
Fragmentos de sección
Documentos de construcción de contenedores de envío
La información publicada sobre contenedores de envío utilizados para aplicaciones no relacionadas con el envío es rara, y los datos publicados necesarios para el modelado estructural y el análisis de contenedores de envío son aún más difíciles de encontrar. Muchas de las publicaciones disponibles no analizan la resistencia estructural y la respuesta de los contenedores de envío ante modificaciones o escenarios de carga anormales. Hay varios libros similares a Kotnik [1] donde se presentan interesantes proyectos de construcción utilizando contenedores marítimos. Sin embargo,
Cimientos
Las zapatas extendidas, los cimientos de losas y los pilotes son tres tipos de cimientos recomendados para las estructuras de contenedores de envío descritas en Cudato [16]. Las zapatas extendidas son una ampliación de hormigón armado en la parte inferior de una columna en una estructura. Las zapatas extendidas son ideales para estructuras de tamaño pequeño a mediano con condiciones de suelo de moderadas a buenas, son muy económicas, fáciles de construir y tienen una variedad de formas y tamaños. Los cimientos de losa son zapatas ampliadas que abarcan el edificio.
Información del modelo de contenedor
Los contenedores de envío fueron modelados y analizados utilizando los programas SolidWorks [17], Hypermesh [18] y Abaqus/CAE [19]. SolidWorks [17] es un programa de diseño asistido por computadora (CAD) tridimensional (3D) que se utiliza para modelar objetos 3D, y la mayoría de los componentes de un contenedor de envío ISO estándar de 20 pies se modelaron en SolidWorks [17]. Hypermesh [18] es un programa informático utilizado para aplicar una malla de elementos finitos a los componentes importados de SolidWorks [17]. Abaqus/CAE [19] es el análisis de elementos finitos (FEA)
Información del modelo de contenedor
Sobre la base de comparaciones de la respuesta de cinco modelos, se seleccionó el Modelo 4 como el modelo de contenedor óptimo en términos de complejidad y precisión del modelo. El modelo 4 se modificó aumentando la densidad de la malla y agregando placas de refuerzo para completar el resto de la investigación. El modelo de contenedor final se construyó con 5256 elementos de viga (B31), 3174,025 elementos tetraédricos lineales (C3D4), 232,914 elementos de armazón (S4R o S4) y 1269 elementos de armazón (S3) para un total de 3413,464 elementos. El final
Resumen y conclusiones
Este artículo demuestra la investigación realizada para revisar los documentos de contenedores aplicables a los contenedores de envío, resumir cimientos y conexiones, y realizar simulaciones de modelos informáticos de elementos finitos de contenedores de envío. Al analizar estos modelos utilizando los programas informáticos SolidWorks [17], Hypermesh [18] y Abaqus/CAE [19], se modificó un modelo de contenedor optimizado en siete configuraciones diferentes. Se aplicaron cinco simulaciones de escenarios de carga diferentes a cada uno de los modificados.