Nghiên cứu ảnh hưởng của liên kết đến hiệu năng nhà container

Tóm tắt: Từ năm 2009, kim ngạch thương mại quốc tế toàn cầu giảm mạnh đã làm giảm tổng nhu cầu container, đồng thời đẩy nhanh tốc độ thải loại và loại bỏ container. Nhà cải tạo từ container cũ vì thế phát triển mạnh, từ nhà tạm một tầng mở rộng sang nhà ở lâu dài nhiều tầng. Tuy nhiên, cách nối giữa các thùng trong nước còn ít và quá đơn giản. Với nhà container nhiều tầng cần dạng nút liên kết đáp ứng khả năng chịu cắt giữa các thùng; thiết kế dạng nút mới đã trở thành nút thắt lớn nhất của ngành. Bài viết nghiên cứu nhà container nhiều tầng với liên kết kiểu chốt chữ thập và tương tự: trước hết phân tích hiệu năng tốt dưới tải tĩnh và suy luận lý thuyết cần thiết, rồi xét đặc tính dưới tải ngoài. Tiếp theo dùng phần mềm phần tử hữu hạn ABAQUS mô phỏng đường cong tải–chuyển vị đỉnh nhà container và đối chiếu với lý thuyết. Kết luận cuối cùng khẳng định hiệu năng tốt của liên kết chốt chữ thập và các nút tương tự, góp phần thúc đẩy ngành.

Từ khóa: nhà cải tạo container cũ; liên kết nút; khả năng chịu cắt

1. Tình hình hiện nay

Hiện có khoảng 3.333.333 container lưu thông trên toàn cầu; mỗi năm khoảng hơn một triệu container bị thải loại. Từ năm 2009, thương mại quốc tế giảm nhanh làm giảm thêm tổng nhu cầu container và đẩy nhanh thải loại, loại bỏ. Nhà container cũ vì thế ra đời, nhưng hầu hết mọi người vẫn chỉ biết nhà container như nhà tạm một tầng trên công trường. Phát triển liên kết nhiều tầng đã trở thành nút thắt lớn nhất. Phân tích này tập trung vào nút nối giữa các thùng, nhằm thi công đơn giản, dễ gia công, đường truyền lực rõ, cấu tạo hợp lý; phù hợp đa dạng nhà ở quân sự, dân dụng và công nghiệp; dễ tháo rời, linh hoạt module; độ bền chi tiết nút đạt tuổi thọ; chịu kéo và chịu cắt dưới tải ngoài; đáp ứng quy chuẩn chống động đất, gió.

2. Nghiên cứu nút liên kết nhà container

2.1 Phân tích dạng nút

Liên kết bu lông và côn hai đầu đều chịu lực cắt ngang khá lớn, nhưng khoảng trống giữa các nhà container rất hẹp nên khung bu lông nối theo phương đứng đòi hỏi cải tạo thùng gốc. Liên kết kiểu chốt hoặc khóa giữa các góc thùng tạo khả năng chịu cắt và chịu kéo theo chiều dọc, nâng cao rõ an toàn tổng thể; với nhà 1–3 tầng, chốt thường đủ. Tấm thép chữ L hàn kín tiết kiệm vật liệu, thi công thuận khi vẫn đảm bảo an toàn, nhưng tháo rời rất khó. Cấu tạo chốt thép chữ thập: tấm thép giữa, mặt trên và dưới mỗi bên nhô bốn chốt. Nhờ cấu tạo đặc biệt của góc thùng, cột góc có thể khớp thẳng vào rãnh; trong rãnh có chốt đổi hướng được. Một bộ chốt chữ thập như vậy nối được tám cột góc trên–dưới—tức tối đa tám container—đơn giản hóa lắp đặt, rút ngắn tiến độ, kinh tế tiện lợi. Chốt thép chữ thập có thể gia công sẵn tại nhà máy. Vừa đảm bảo an toàn, vừa phù hợp nhà ở; ưu thế lớn là dễ tháo, tăng mạnh khả năng di chuyển.

Sơ đồ liên kết nhà container

Dạng nút nhà container

Chốt thép chữ thập nhà container

Hình 1

2.2 Phân tích lý thuyết và phần mềm

Nếu không có nút liên kết, các thùng độc lập, không thành một khối, chuyển vị tổng thể và khả năng chịu cắt suy giảm mạnh. Phân tích này giả định có nút giữa các thùng khi tính hoặc mô phỏng. Với hai nhà container một tầng, hai nhịp, tính toán cho lực cắt đứng giữa thùng là 0,267P; phần mềm cho 0,22P. Không có giả định và liên kết nút thì sẽ có biến dạng trượt lớn, không thể làm việc như một khối. Theo lý thuyết, chuyển vị tầng đỉnh khung hai tầng là 0,081 m; theo phần mềm là 0,115 m. Có thể thấy, không có nút thì chuyển vị trượt ngang giữa các thùng sẽ rất lớn, không thể làm việc như một tổng thể.

Hình 2 Mô phỏng chuyển vị tổng thể và khả năng chịu cắt của nhà container

Hình 3 Mô phỏng chuyển vị tổng thể và khả năng chịu cắt của nhà container

2.3 Tóm tắt

Liên kết dạng nút không chỉ giảm chuyển vị lệch ngang và đứng giữa các nhà container mà còn mang lại khả năng chịu cắt theo phương ngang và đứng. Nối các thùng nâng cao nhiều mặt an toàn; thiết kế dạng nút cũng giải quyết nút thắt phát triển hiện nay. Có thể dự đoán nhà container module nhiều tầng sẽ dẫn dắt ngành.

Địa chỉ: Số 1777 đường Hualong, Thượng Hải Website: www.ourcompany.com ĐT: 021-60760737 Di động: 17721310336 Email: marketing@ourcompany.com Tổng đài 24H: 400-716-6557