The thesis work here presented is part of a Research and Development project between Politecnico di Milano and an industrial partner for the evaluation of the structural safety of silo models for the storage of granular materials. The project coordinator is Professor Raffale Ardito of the Department of Civil and Environmental Engineering of Politecnico di Milano. The dissertation concerns an in-depth study of silos made of Glass Reinforced Polymer (GRP), supported by a metal frame of cold-formed tubular profiles. The elevating frame is differentiated for different load capacities and is connected to the GRP shell via a ringbeam. Initially, the silo structure is analysed according to the specific European and German National Technical Standards (EN and DIN), characterising load actions acting during the service life. Subsequently, the metallic structure is modelled using the commercial EF SAP2000 software, paying particular attention to the modelling of the connection between the shell and the ringbeam and to the loads’ implementation. This thesis’ innovative contribution lies in the automation of the structural verifications of elements and connections, carried out through a calculation procedure implemented in MATLAB according to current standards and adapted to the peculiarities of the analysed case. Finally, the utilisation factors of each element are calculated, proposing, when possible, an optimisation of the metal resources or, if necessary, a structural modification.
Il presente lavoro di tesi si inserisce in un progetto di Ricerca e Sviluppo tra il Politecnico di Milano e un Partner industriale per la valutazione della sicurezza strutturale di modelli di silos per stoccaggio di materiali granulari. Il coordinatore del Progetto è il Professor Raffale Ardito del Dipartimento di Ingegneria Civile ed Ambientale del Politecnico di Milano. L’elaborato tratta uno studio approfondito di silos realizzati in Glass Reinforced Polymer (GRP), supportati da una struttura metallica in profili tubolari formati a freddo. Il telaio per la sopraelevazione da terra è differenziato per diverse capacità di carico ed è connesso al guscio in GRP tramite una ringbeam. Viene inizialmente analizzata la struttura del silos secondo le specifiche Normative tecniche vigenti a livello Europeo e Nazionale Tedesca (EN e DIN), caratterizzando le azioni di carico agenti nel corso della vita utile. Successivamente la struttura metallica viene modellata tramite il software commerciale ad EF SAP2000, ponendo particolare attenzione alla modellazione della connessione fra il guscio e la ringbeam e all’implementazione dei carichi. Il contributo innovativo di questa tesi riguarda l’automatizzazione delle verifiche strutturali degli elementi e delle connessioni, condotte attraverso una procedura di calcolo implementata in MATLAB secondo Normativa vigente e adattata alle peculiarità del caso analizzato. Vengono infine calcolati i fattori di utilizzazione di ogni elemento proponendo, a seconda del caso, un’ottimizzazione delle risorse metalliche o una modifica strutturale.
Analysis and optimization of steel structures for GRP silos
Vedelago, Enrico
2023/2024
Abstract
The thesis work here presented is part of a Research and Development project between Politecnico di Milano and an industrial partner for the evaluation of the structural safety of silo models for the storage of granular materials. The project coordinator is Professor Raffale Ardito of the Department of Civil and Environmental Engineering of Politecnico di Milano. The dissertation concerns an in-depth study of silos made of Glass Reinforced Polymer (GRP), supported by a metal frame of cold-formed tubular profiles. The elevating frame is differentiated for different load capacities and is connected to the GRP shell via a ringbeam. Initially, the silo structure is analysed according to the specific European and German National Technical Standards (EN and DIN), characterising load actions acting during the service life. Subsequently, the metallic structure is modelled using the commercial EF SAP2000 software, paying particular attention to the modelling of the connection between the shell and the ringbeam and to the loads’ implementation. This thesis’ innovative contribution lies in the automation of the structural verifications of elements and connections, carried out through a calculation procedure implemented in MATLAB according to current standards and adapted to the peculiarities of the analysed case. Finally, the utilisation factors of each element are calculated, proposing, when possible, an optimisation of the metal resources or, if necessary, a structural modification.| File | Dimensione | Formato | |
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