Osobliwości w obliczaniu powierzchni z betonu zbrojonego

Artykuł o tematyce technicznej

Artykuł został przetłumaczony przez Google Translator

Podgląd oryginalnego tekstu

Osobliwości pojawiają się w ograniczonym obszarze w efekcie koncentracji wartości wyników zależnych od naprężeń. Są one uwarunkowane metodologią MES. W teorii, sztywność lub naprężenia o nieograniczonej wielkości skupiają się w nieskończenie małym rejonie.

W rzeczywistości osobliwości lub wynikające z nich koncentracje naprężeń nie występują w zakresie, w jakim występują w modelu. Zasadniczo nie ma sensu oceniać wyników w obszarze lokalizacji osobliwości. Jednak rozsądne jest analizowanie i kwestionowanie lokalizacji osobliwości, ponieważ lokalizacje osobliwości mogą wskazywać na problemy w modelu rzeczywistym. Praktycznym przykładem w projektowaniu betonu byłoby na przykład kwestionowanie ryzyka przebijania w obszarze lokalizacji osobliwości.

W projektowaniu betonu w programach RFEM i RF-CONCRETE osobliwości często powodują sytuacje, których nie można opisać.

Gdzie mogą wystąpić osobliwości?

  • Punktowe podpory lub wprowadzanie obciążenia
  • Narożniki lub narożniki otworów
  • Skoki sztywności (na przykład skok grubości blachy)
  • Początek i koniec żeber
  • Początek i koniec podpór lub ścian linii

Wykrywanie osobliwości

W MES lokalizacje osobliwości można zidentyfikować poprzez udoskonalenie siatki w odpowiednim miejscu w modelu za pomocą udoskonalenia siatki ES. Jeżeli wartość wyniku zależna od naprężenia wzrośnie w rozważanym obszarze, ale zmniejszy się obszar, w którym działa, jest to prawdopodobnie lokalizacja osobliwości.

Przeciwdziałać osobliwościom

W programie RFEM i konstrukcji żelbetowej za pomocą programu RF-CONCRETE można na różne sposoby przeciwdziałać osobliwościom i związanym z nimi sytuacjom, które nie są możliwe do wyznaczenia.

Gładki region
W programie RFEM istnieją obszary wygładzania, za pomocą których można wygładzić piki wyników lub ustawić je na zero. Gładki obszar można otworzyć w „Wyniki” na pasku menu. W przypadku wygładzania obszar pod nim należy zdefiniować pod względem technicznym. W przypadku opcji „Ustaw siły wewnętrzne na zero” można na przykład użyć przekroju połączonej kolumny jako zakresu (patrz Rysunek 01).

Zintegrowana powierzchnia
Alternatywnie do obszaru gładkiego o wymiarach przekroju słupa można modelować powierzchnie i integrować je z istniejącą powierzchnią. Powierzchnie te są następnie wykluczane z obliczeń w RF-CONCRETE Surfaces (patrz rysunek 01).

Rysunek 01 - Exemplary Display of Singularity and Countermeasure

Zastosowanie wygładzonych lub zerowych sił wewnętrznych musi być aktywowane w RF CONCRETE Surfaces w opcjach szczegółowych (patrz rysunek 02).

Rysunek 02 - Activating Averaged Internal Forces in RF-CONCRETE Surfaces

Obie metody (powierzchnia gładka i powierzchnia zintegrowana) mogą być stosowane zarówno w przypadku słupów, jak i narożników. Generalnie gładkie obszary są wystarczające. Jednak obszary gładkie nie mają pożądanego wpływu na obliczenia nieliniowe, ponieważ podczas obliczeń siły wewnętrzne mogą zostać zmienione i mogą wystąpić nowe efekty osobliwości.

Metoda obliczeniowa dla podkładek
W przypadku płyty mogą występować osobliwości z powodu dużych sił osiowych, na przykład z powodu selektywnego podparcia. Ponadto metoda projektowania może mieć coraz większy wpływ na efekty osobliwości lub sytuacje, które nie są możliwe do zaprojektowania. W przypadku płyt zaleca się zatem dezaktywować optymalizację obliczeniowych sił wewnętrznych w powierzchniach RF-CONCRETE (patrz rysunek 03).

Rysunek 03 - Design Method in RF-CONCRETE Surfaces

Wprowadzenie obciążenia rozproszonego
Aby uniknąć efektów osobliwości, obciążenia skupione lub obciążenia liniowe można przekształcić w obciążenia powierzchniowe. Na przykład, aby znaleźć funkcję Znajdź, należy skorzystać z menu kontekstowego (patrz Rysunek 04).

Rysunek 04 - Convert Nodal Load to Surface Load

Zaokrąglanie naroży wgłębnych
W przypadku narastających naroży, a także naroży w otworach, w razie potrzeby można zaokrąglić narożnik za pomocą funkcji „Narożnik okrągły lub kątowy”. Funkcja jest dostępna poprzez „Narzędzia” na pasku menu. Zasadniczo jednak wygładzanie obszarów można w wystarczającym stopniu przeciwdziałać wielu efektom osobliwości.

Obsługuje
W artykule technicznym opisano unikanie osobliwości na podporach węzłowych i liniowych.

Literatura

[1] Rombach, G .: Zastosowanie metody elementów skończonych w konstrukcjach betonowych. Berlin: Ernst and Son, 2000

Słowa kluczowe

Naprężenie szczytowe Stężenie naprężenia Osobliwość

Do pobrania

Linki

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 Konstrukcje z betonu zbrojonego
RF-CONCRETE 5.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie prętów i powierzchni (płyt, ścian, konstrukcji płaskich, powłok) z betonu zbrojonego

Cena pierwszej licencji
810,00 USD