Artykuł o tematyce technicznej

Rysunek 01 - Sprężyny do elastycznej powierzchniowej podstawy [1]

Wspornik ten reprezentują sprężyny pionowe, które są stosowane ze stałą sztywnością sprężyny i niezależnie od siebie. Dlatego nie można obliczyć żadnego basenu osiadania blisko rzeczywistości. Ten rodzaj fundamentu jest również określany jako pościel Winklera. Aby móc zastosować tę metodę, pościel moduł Ks (C1z w programie) jest wymagany, który jest obliczany na podstawie ciśnienia Ď gleba 0 i odpowiedniego rozliczenia s.

$$ {Mathrm K} _ Mathrm s = = Frac {{Mathrm Sigma} _0} {Mathrm s} $$

Wadą metody modułu reakcji podłoża jest między innymi to, że modelowanie gleby jest niewystarczające, a sąsiednie obszary podłoża nie mogą być brane pod uwagę. Ponieważ obciążenie gleby powoduje odkształcenie bezpośrednio tylko pod samym ładunkiem, basen osiadania nie odzwierciedla rzeczywistości. Sztywność gleby na ścinanie również nie jest brana pod uwagę.

Metoda modułu reakcji podłoża z zmiennym modułem ściółki

Wady konwencjonalnej metody reakcji podłoża mogą być zmniejszone przez określenie zmiennego modułu ściółki. Dörken i Dehne [2] zalecają moduł ściółki skierowany na krawędź wąskiego paska, który rośnie do dwukrotności wartości. Powinno to symulować efekty gleby poza krawędzią fundamentu. Uzyskane osady są znacznie ulepszone dzięki tej metodzie.

Rysunek 02 - Rozkład modułu ściółki [1]

Zmienny kurs ściółki można wprowadzić w programie RFEM za pomocą stopniowanego obszaru krawędzi. W przypadku takiego modelowania tracone są jednak pewne zalety konwencjonalnej metody reakcji na podłoże, takie jak wyraźny przegląd i szybkie wprowadzanie programu.

Rysunek 03 - Rozkład modułu ściółki w programie RFEM

Uwzględnienie sąsiadujących obszarów naziemnych z wykorzystaniem dodatkowych sprężyn

Model ten opiera się na metodzie „Efektywny model gleby” Kolářa i Němeca [3] . W przeciwieństwie do metody zmiennego modułu ściółki, odporność na ścinanie jest również brana pod uwagę oprócz modułu ściółki. Przylegające obszary naziemne są brane pod uwagę przy użyciu sprężyn liniowych i pojedynczych sprężyn na krawędziach.

Rysunek 04 - Stosowanie sprężyn powierzchniowych, sprężyn liniowych i pojedynczych sprężyn

Sprężyny zastosowane w naszym przykładzie wynikają z pionowego parametru ściółki wynoszącego 54,500 kN / m w następujący sposób:

$$ Mathrm s = = frac {{Mathrm s} _0} {4.0; Mathrm {do}; 5.0; Mathrm m}; = = frak {0.5; mathrm m} {4.5; Mathrm m}; = = 0.1111; Mathrm m $$

0 oznacza zakres basenu osiadania, w którym osady spadają poniżej 1% wartości krawędzi fundamentu.

$$ {Mathrm C} _ {Mathrm v, Mathrm {xz}} = = {Mathrm c} _ {Mathrm v, Mathrm {yz}} = = {Mathrm c } _ mathrm z; cdot; {Mathrm s} _2; =; 54,500; Mathrm {kN} / Mathrm m³; cdot; (0.1111; Mathrm m) ² ; = 6,055,56 Mathrm {kN} / Mathrm m $$

c v, xz i c v, yz są sprężynami ścinającymi dla elastycznego podłoża powierzchniowego.

$$ 0.1; cdot; {Mathrm c} _1; <; {Mathrm c} _2; <; 1.0; cdot; {Mathrm c} _1 $$ $$ Mathrm k = = sqrt {{Mathrm c} _ {1, Mathrm z}; cdot; {Mathrm c} _ {2, Mathrm {perpendicular}}} = = sqrt {54,500; cdot; 27,250}; =; 38 377,32; matrm {kN} / matrm m² $$

k oznacza sprężynę wzdłuż zewnętrznej krawędzi fundamentu.

$$ Mathrm K = = Frac {({Mathrm c} _ {2, Mathrm x} + + {Mathrm c} _ {2, Mathrm y})} 4; = = frac {2; cdot; 6,055,56 Mathrm {kN} / Mathrm m} 4 = = 3,0277,78 Mathrm {kN} / Mathrm m $$

Współczynnik K określa pojedyncze sprężyny w obszarach krawędzi fundamentu.

Ponieważ w tym wariancie uwzględniono odporność na ścinanie i sąsiednie obszary naziemne, uzyskuje się bardziej realistyczne wyniki. Kolejną zaletą w porównaniu z poprzednim wariantem jest to, że modelowanie jest dość łatwe i nie ma potrzeby definiowania żadnych dodatkowych powierzchni w obszarze krawędzi.

Obliczanie w module dodatkowym RF-SOILIN

Można jednak uzyskać znacznie bardziej szczegółowe właściwości gleby, stosując moduł modułu sztywności w module dodatkowym RF ‑ SOILIN. Program ten pozwala między innymi na uwzględnienie kilku warstw gleby i próbek gleby. Kolejną zaletą korzystania z tego modułu dodatkowego jest realistyczne przedstawienie interakcji między budynkiem a glebą. RF ‑ SOILIN automatycznie określa właściwości fundamentu. Ponieważ podejście to zapewnia znacznie dokładniejszą reprezentację basenu osiadania budynku, możliwe jest również przeanalizowanie możliwych efektów osiadania na sąsiednich budynkach.

Porównanie wariantów

Trzy metody obliczeniowe zgodne z realistycznym podejściem odpowiednio zwiększają sztywność krawędzi. Dlatego zazwyczaj uzyskuje się znacznie lepsze wyniki. Przykład pokazuje, że naprężenia kontaktowe i odkształcenia są różne, w zależności od zastosowanej metody. Im dokładniej określa się właściwości fundamentów zgodnie z poszczególnymi metodami, tym bliższe są naprężenia stykowe niż te wynikające z obliczeń w RF ‑ SOILIN.

Aby porównać warianty obliczeń, wyniki właściwości fundamentu z RF ‑ SOILIN zostały uśrednione w osi neutralnej powierzchni i zastosowane do innych wariantów jako sprężyna translacyjna c uz .

Rysunek 05 - Wynik porównania wariantów: Deformacje

Rysunek 06 - Wynik porównania wariantów: naprężenia kontaktowe

Odniesienie

[1] Barth, C. i Rustler, W. (2013). Finite Elemente in der Baustatik-Praxis (drugie wydanie). Berlin: Beuth.
[2] Dörken, W. & Dehne, E. (2007). Grundbau in Beispielen Teil 2. Nach neuer DIN 1054: 2005 (4. ed.). Kolonia: Werner.
[3] Kolář, V. & Němec, I. (1989). Modelowanie interakcji gleba-struktura . Amsterdam: Elsevier.

Do pobrania

Kontakt

Kontakt do Dlubal

Mają Państwo pytania lub potrzebują porady?
Zapraszamy do bezpłatnego kontaktu z nami drogą mailową, poprzez czat lub forum lub odwiedzenia naszej strony z FAQ z użytecznymi wskazówkami i rozwiązaniami.

+48 (32) 782 46 26

+48 730 358 225

info@dlubal.pl

RFEM Program główny
RFEM 5.xx

Program główny

Oprogramowanie do obliczeń płaskich i przestrzennych układów konstrukcyjnych, obejmujących płyty, ściany, powłoki, pręty (belki), bryły i elementy kontaktowe, z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES)

Cena pierwszej licencji
3 540,00 USD
RFEM Inne
RF-SOILIN 5.xx

Moduł dodatkowy

Analiza interakcji podłoże-konstrukcja oraz określanie współczynników podłoża sprężystego przy wykorzystaniu danych na temat gruntu

Cena pierwszej licencji
760,00 USD