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Abstract
El presente proyecto tiene como objetivo la modelización de containers marítimos estándar, con la finalidad de analizar su comportamiento como módulo constructivo destinado a vivienda. A grandes rasgos, los containers o contenedores marítimos son recipiente de carga consistente en una gran caja con puertas o paneles laterales desmontables, normalmente provistos de dispositivos (ganchos, anillos, soportes, ruedas) para facilitar su ubicación y estiba a bordo de un medio de transporte marítimo. Son los envases predilectos para el envío y recepción de mercancias transportadas por vía marítima. Para alcanzar el objetivo propuesto se ha seguido la siguiente línea de trabajo. En primer lugar, se ha buscado información sobre contenedores marítimos: medidas, materiales, elementos constructivos, etc. Posteriormente se ha elegido el tipo de container a estudiar y se ha hecho su modelo a ordenador para finalmente analizar los resultados obtenidos para los distintos tipos de cargas aplicadas. En lo que a la modelización se refiere se han hecho dos modelos principales. Uno, denominado modelo completo y el otro que llamaremos modelo simplificado. Esto se ha hecho para reducir el tiempo de cálculo y poder estudiar distintos casos. Posteriormente, se ha hecho un análisis de la influencia de aperturas en las chapas laterales sobre el conjunto del container. Por último, se ha realizado una distribución de vivienda en el container de una y dos plantas y se ha procedido a su análisis. La modelización de la geometría se ha hecho mediante el programa de elementos finitos I-Deas y los cálculos posteriores con la ayuda del programa también de elementos finitos, Abaqus. Una vez realizados los dos modelos y todos los análisis se ha procedido a su estudio y comprobación para ver si hay que realizar alguna modificación o por el contrario este tipo de containers son aptos para su aplicación como elemento constructivo destinado a vivienda convencional. Calavia Gracia, Raúl; Puértolas Broto, Sergio
Full text
ANEXOS
2 ANEXO A
3 NOMENCLATURA • SU: Sobrecarga de uso (5000 N/m 2 ). • DESPLAZ X: Desplazamiento en el eje X. • DESPLAZ Y: Desplazamiento en el eje Y. • DESPLAZ Z: Desplazamiento en el eje Z. • Flecha max X: Flecha máxima permitida en el eje X. • Flecha max Y: Flecha máxima permitida en el eje Y. • Flecha max Z: Flecha máxima permitida en el eje Z. • Tensión max: Tensión máxima permitida. • RF X: Reacción global de la fuerza en el eje X. • RF Y: Reacción global de la fuerza en el eje Y. • RF Z: Reacción global de la fuerza en el eje Z. • RM X: Reacción global de momentos en el eje X. • RM Y: Reacción global de momentos en el eje Y. • RM Z: Reacción global de momentos en el eje Z. • RF X1: Reacción local de fuerzas en el eje X en el punto 1 de la Figura 3.19. • RF X2: Reacción local de fuerzas en el eje X en el punto 2 de la Figura 3.19. • RF X3: Reacción local de fuerzas en el eje X en el punto 3 de la Figura 3.19. • RF X4: Reacción local de fuerzas en el eje X en el punto 4 de la Figura 3.19. • RF Y1: Reacción local de fuerzas en el eje Y en el punto 1 de la Figura 3.19. • RF Y2: Reacción local de fuerzas en el eje Y en el punto 2 de la Figura 3.19. • RF Y3: Reacción local de fuerzas en el eje Y en el punto 3 de la Figura 3.19. • RF Y4: Reacción local de fuerzas en el eje Y en el punto 4 de la Figura 3.19. • RF Z1: Reacción local de fuerzas en el eje Z en el punto 1 de la Figura 3.19. • RF Z2: Reacción local de fuerzas en el eje Z en el punto 2 de la Figura 3.19. • RF Z3: Reacción local de fuerzas en el eje Z en el punto 3 de la Figura 3.19. • RF Z4: Reacción local de fuerzas en el eje Z en el punto 4 de la Figura 3.19.
4 ANEXO B
5 ANEXO B: CALCULO DE LA FLECHA Y TENSION LIMITES. B.1 FLECHAS LIMITE. Para el cálculo de la flecha límite se ha utilizado L/300 tal y como marca el CTE. A continuación se detalla el cálculo de la flecha límite para cada caso. CONFIGURACION DE UNA PLANTA Flecha máxima en X= = = 8,66 mm Flecha máxima en Y= = = 8,12 mm Flecha máxima en Z= = = 8,66 mm CONFIGURACION DE DOS PLANTAS Flecha máxima en X= = = 17,33 mm Flecha máxima en Y= = = 8,12 mm Flecha máxima en Z= = = 17,33 mm B.2 TENSION LIMITE Se le aplica un coeficiente de seguridad del 1,05 a la tensión límite elástica del acero S275 que es el utilizado en la construcción de estos containers. La tensión máxima límite que se utiliza es la siguiente: Tensión máxima del acero = / , = 261,9 N/mm 2
6 ANEXO C
7 ANEXO C: RESULTADOS DE LOS MODELOS. C.1 MODELO COMPLETO A continuación se detallan con las siguientes Figuras las deformaciones y las tensiones que sufre el conjunto resistivo del container en el denominado modelo completo con una sobrecarga de uso de 5000 N/m 2 . Figura C1. Desplazamiento en X del modelo completo [mm].
8 Figura C2. Desplazamiento en Y del modelo completo [mm]. Figura C3. Desplazamiento en Z del modelo completo [mm].
9 Figura C4. Tensiones en Z del modelo completo [mN/mm 2 ]. C.2 MODELO SIMPLIFICADO En las siguientes Figuras se observan las deformaciones y tensiones sufridas por el container en el denominado modelo simplificado al aplicarle una sobrecarga de uso de 5000 N/m 2 . Figura C5. Deformación en Z del modelo simplificado [mm].
16 Figura D6. Tensión en el container [mN/mm 2 ] . 1120 mm y 18,4% de apertura Figura D7. Desplazamiento en Z del container [mm].
17 Figura D8. Desplazamiento en Z del container [mm]. Figura D9. Tensión en el container [mN/mm 2 ] .
18 1680 mm y 27,6% de apertura Figura D10. Desplazamiento en Z del container [mm]. Figura D11. Desplazamiento en Z del container [mm].
19 Figura D12. Tensión en el container [mN/mm 2 ] . 2240 mm y 36,8% de apertura Figura D13. Desplazamiento en Z del container [mm].
20 Figura D14. Desplazamiento en Z del container [mm]. Figura D15. Tensión en el container [mN/mm 2 ] .
21 2800 mm y 46% de apertura Figura D16. Desplazamiento en Z del container [mm]. Figura D17. Desplazamiento en Z del container [mm].
22 Figura D18. Tensión en el container [mN/mm 2 ] . 3360 mm y 55,2% de apertura Figura D19. Desplazamiento en Z del container [mm].
23 Figura D19. Desplazamiento en Z del container [mm]. Figura D20. Tensión en el container [mN/mm 2 ] .
24 Figura D21. Tensión en el container [mN/mm 2 ] . 3920 mm y 64,4% de apertura Figura D22. Desplazamiento en Z del container [mm].
25 Figura D23. Desplazamiento en Z del container [mm]. Figura D24. Tensión en el container [mN/mm 2 ] .
32 Figura D37. Tensión en el container [mN/mm 2 ] .
33 D.2 APERTURAS EN DOS LATERALES. Las Figuras que a continuación se muestran recogen los resultados tanto de desplazamientos como de tensiones sufridas por el container al aplicarle distintas aperturas en los laterales de forma simétrica y centrada. El container tiene aplicada una sobrecarga de uso de 5000 N/m 2 . 0 mm y 0% de apertura Figura D38. Desplazamiento en Z del container [mm].
34 Figura D39. Desplazamiento en Z, vista trasera del container [mm]. Figura D40. Tensión en el container [mN/mm 2 ] .
35 560 mm y 9,2% de apertura Figura D41. Desplazamiento en Z del container [mm]. Figura D42. Tensión en el container [mN/mm 2 ] .
36 1120 mm y 18,4% de apertura Figura C43. Desplazamiento en Z del container [mm]. Figura D44. Tensión en el container [mN/mm 2 ] .
37 1680 mm y 27,6% de apertura Figura D45. Desplazamiento en Z del container [mm]. Figura D46. Tensión en el container [mN/mm 2 ] .
38 2240 mm y 36,8% de apertura Figura D47. Desplazamiento en Z del container [mm]. Figura D48. Tensión en el container [mN/mm 2 ] .
39 2800 mm y 46% de apertura Figura D49. Desplazamiento en Z del container [mm]. Figura D50. Tensión en el container [mN/mm 2 ] .
40 3360 mm y 55,2% de apertura Figura D51. Desplazamiento en Z del container [mm]. Figura D52. Tensión en el container [mN/mm 2 ] .
41 3920 mm y 64,4% de apertura Figura D53. Desplazamiento en Z del container [mm]. Figura D54. Tensión en el container [mN/mm 2 ] .
48 Figura D66. Detalle de las tensiones en el container [mN/mm 2 ]. HIPOTESIS DE CARGA: SOBRECARGA DE USO Y V1. Figura D67. Desplazamiento en X [mm].
49 Figura D68. Desplazamiento en X [mm]. Figura D69. Desplazamiento en Y [mm].
50 Figura D70. Desplazamiento en Y [mm]. Figura D71. Desplazamiento en Z [mm].
51 Figura D72. Desplazamiento en Z [mm]. Figura D73. Tensiones en el container [mN/mm 2 ].
52 Figura D74. Detalle de las tensiones en el container [mN/mm 2 ]. HIPOTESIS DE CARGA: SOBRECARGA DE USO Y V2. Figura D75. Desplazamiento en X [mm].
53 Figura D76. Desplazamiento en Y [mm]. Figura D77. Desplazamiento en Z [mm].
54 Figura D78. Tensiones en el container [mN/mm 2 ]. Figura D79. Detalle de las tensiones en el container [mN/mm 2 ].
55 HIPOTESIS DE CARGA: SOBRECARGA DE USO Y V3. Figura D80. Desplazamiento en X [mm]. Figura D81. Desplazamiento en Y [mm].
56 Figura D82. Desplazamiento en Y [mm]. Figura D83. Desplazamiento en Z [mm].
57 Figura D84. Desplazamiento en Z [mm]. Figura D85. Tensiones en el container [mN/mm 2 ].
64 Figura D98. Tensiones en el container [mN/mm 2 ]. HIPOTESIS DE SOBRECARGA: SOBRECARGA DE USO, NIEVE Y V2. Figura D99. Desplazamiento en X [mm].
65 Figura D100. Desplazamiento en X [mm]. Figura D101. Desplazamiento en Y [mm].
66 Figura D102. Desplazamiento en Y [mm]. Figura D103. Desplazamiento en Z [mm].
67 Figura D104. Desplazamiento en Z [mm]. Figura D105. Tensiones en el container [mN/mm 2 ].
68 Figura D106. Tensiones en el container [mN/mm 2 ]. HIPOTESIS DE SOBRECARGA: SOBRECARGA DE USO, NIEVE Y V3. Figura D107. Desplazamiento en X [mm].
69 Figura D108. Desplazamiento en X [mm]. Figura D109. Desplazamiento en Y [mm].
70 Figura D110. Desplazamiento en Y [mm]. Figura D111. Desplazamiento en Z [mm].
71 Figura D112. Desplazamiento en Z [mm]. Figura D113. Tensiones en el container [mN/mm 2 ].
72 Figura D114. Tensiones en el container [mN/mm 2 ]. HIPOTESIS DE SOBRECARGA: SOBRECARGA DE USO, NIEVE Y V4. Figura D115. Desplazamiento en X [mm].
73 Figura D116. Desplazamiento en Y [mm]. Figura D117. Desplazamiento en Y [mm].
80 Figura D128. Deformaciones en Z sufridas por los containers [mm]. Figura D129. Tensiones sufridas por los containers [mN/mm 2 ].
81 Figura D130. Tensiones sufridas por los containers [mN/mm 2 ]. HIPOTESIS DE SOBRECARGA: SOBRECARGA DE USO Y V2. Figura D131. Deformaciones en X sufridas por los containers [mm].
82 Figura D132. Deformaciones en X sufridas por los containers [mm]. Figura D133. Deformaciones en Y sufridas por los containers [mm].
83 Figura D134. Deformaciones en Y sufridas por los containers [mm]. Figura D135. Deformaciones en Z sufridas por los containers [mm].
84 Figura D136. Deformaciones en Z sufridas por los containers [mm]. Figura D137. Tensiones sufridas por los containers [mN/mm 2 ].
85 Figura D138. Tensiones sufridas por los containers [mN/mm 2 ]. HIPOTESIS DE SOBRECARGA: SOBRECARGA DE USO Y V3. Figura D139. Deformaciones en X sufridas por los containers [mm].
86 Figura D140. Deformaciones en X sufridas por los containers [mm]. Figura D141. Deformaciones en Y sufridas por los containers [mm].
87 Figura D142. Deformaciones en Y sufridas por los containers [mm]. Figura D143. Deformaciones en Z sufridas por los containers [mm].
88 Figura D144. Deformaciones en Z sufridas por los containers [mm]. Figura D145. Tensiones sufridas por los containers [mN/mm 2 ].
89 Figura D146. Tensiones sufridas por los containers [mN/mm 2 ]. HIPOTESIS DE SOBRECARGA: SOBRECARGA DE USO Y V4. Figura D147. Deformaciones en X sufridas por los containers [mm].
96 Figura D160. Deformaciones en Z sufridas por los containers [mm]. Figura D161. Tensiones sufridas por los containers [mN/mm 2 ].
97 Figura D162. Tensiones sufridas por los containers [mN/mm 2 ]. HIPOTESIS DE CARGA: SOBRECARGA DE USO, NIEVE Y V2. Figura D163. Deformaciones en X sufridas por los containers [mm].
98 Figura D164. Deformaciones en X sufridas por los containers [mm]. Figura D165. Deformaciones en Y sufridas por los containers [mm].
99 Figura D166. Deformaciones en Y sufridas por los containers [mm]. Figura D167. Deformaciones en Z sufridas por los containers [mm].
100 Figura D168. Deformaciones en Z sufridas por los containers [mm] Figura D169. Tensiones sufridas por los containers [mN/mm 2 ].
101 Figura D170. Tensiones sufridas por los containers [mN/mm 2 ]. HIPOTESIS DE CARGA: SOBRECARGA DE USO, NIEVE Y V3. Figura D171. Deformaciones en X sufridas por los containers [mm].
102 Figura D172. Deformaciones en X sufridas por los containers [mm]. Figura D173. Deformaciones en Y sufridas por los containers [mm].
103 Figura D174. Deformaciones en Y sufridas por los containers [mm]. Figura D175. Deformaciones en Z sufridas por los containers [mm].
104 Figura D176. Deformaciones en Z sufridas por los containers [mm]. Figura D177. Tensiones sufridas por los containers [mN/mm 2 ].
105 Figura D178. Tensiones sufridas por los containers [mN/mm 2 ]. HIPOTESIS DE CARGA: SOBRECARGA DE USO, NIEVE Y V4. Figura D179. Deformaciones en X sufridas por los containers [mm].