Теоретические основы
Метод одометрического модуля деформации отображает взаимное влияние между фундаментной плитой и грунтом посредством итеративной связи контактных напряжений, осадок и модулей реакции основания.
Исходной точкой являются модули реакции основания, с которыми выполняется первый МКЭ-расчёт для определения распределения контактных напряжений. Затем рассчитываются осадки в упругом полупространстве по Буссинеску, при этом напряжения интегрируются послойно. На их основе выводятся обновлённые вертикальные и сдвиговые модули реакции основания, для которых выполняется следующий МКЭ-расчёт. Итерация повторяется до тех пор, пока изменения осадок и напряжений не станут ниже порога сходимости.
Более подробную информацию по этому вопросу можно найти в онлайн-руководстве по аддону Geotechnische Analyse:
Предмет анализа
Для представленной фундаментной плиты необходимо выполнить статический расчёт с учётом взаимодействия конструкции с основанием с применением метода одометрического модуля деформации.
Моделирование грунта
Ввод данных для строения грунта выполняется в следующих шагах:
- Создание материалов грунта на основе библиотечного материала
- Описание строения грунта с помощью буровых профилей
- Создание массива грунта.
Последующая серия изображений кратко обобщает процесс. Подробное описание процедуры можно найти в технической статье KB 1699 | Bodenkörper aus Bodenproben erzeugen in RFEM 6:
1. Метод одометрического модуля деформации как тип моделирования грунта
Основой для применения метода одометрического модуля деформации является массив грунта.
В поле «Тип моделирования грунта» массива грунта затем можно выбрать численный метод для моделирования грунта.
В раскрывающемся меню выбирается метод одометрического модуля деформации (1).
Появляется дополнительный раздел «Настройки» (2), в котором собраны дальнейшие настройки и опции.
2. Поверхность(и) для опирания
В настройках метода одометрического модуля деформации выполняется назначение опираемых поверхностей. В этом примере принимаются стандартные настройки для остальных параметров.
Ввод можно подтвердить кнопкой «ОК». Моделирование строения грунта теперь завершено.
3. Сгенерированная опора
Метод одометрического модуля деформации генерирует опору поверхности, а также линейные опоры на краевых линиях.
Созданные опоры перечислены в типах поверхностей или линий и графически отображаются на модели. Коэффициенты опирания определяются в ходе статического расчёта.
Расчёт
В данном примере сочетания нагрузок должны быть сгенерированы мастером, чтобы метод одометрического модуля деформации выполнялся соответственно для сочетаний квазипостоянной расчётной ситуации.
Для всех остальных расчётных ситуаций опирание должно быть принято из соответствующего квазипостоянного сочетания.
Это настраивается соответствующим образом в мастере комбинаторики, как показано в следующей серии изображений.
Сгенерированные сочетания нагрузок наглядно показаны в следующей серии изображений.
Метод одометрического модуля деформации активен для всех сочетаний нагрузок квазипостоянной ситуации. Для всех сочетаний остальных расчётных ситуаций, напротив, было настроено принятие опирания из соответствующего квазипостоянного сочетания нагрузок. Для них выполняется статический расчёт без метода одометрического модуля деформации.
Теперь модель можно рассчитать.
Результаты
После статического расчёта в навигаторе результатов для поверхностей можно выбрать результат «Коэффициенты упругого основания», чтобы графически отобразить определённые модули реакции основания Cu,z, Cvx,z или Cv,yz, как показано на следующем изображении.
Далее в разделе опорных реакций можно выбрать результат «Коэффициенты упругого основания» линейных опор и таким образом наглядно отобразить его на графике.
Вывод
С помощью метода одометрического модуля деформации можно эффективно учитывать взаимодействие конструкции с основанием и тем самым значительно улучшить качество результатов метода конечных элементов по сравнению с постоянным поверхностным основанием.