Prezentare S+P+14E

7/28/2019 Prezentare S+P+14E

1/27

Masterand: ing. Luchiian CezarSpecializare: Inginerie Geotehnic


2/27

Calculul construciilor amplasate pe terenuri deformabile, n carese ine seama de interaciunea structur-fundaie-teren, are labaz n general, ipotezele teoriei elasticitii liniare irezisteneimaterialelor.

Problema determinrii ct mai reale a strilor de efort ideformaii ale construciilor, amplasate pe terenuri deformabile,este greu de realizat datoritdificultilor ce apar n evaluarea cuexactitate ancrcrilor, precum i erorilor inerente ce se ivesc ladeterminarea experimental sau teoretic a legilor decomportare a materialelor i de condiiile de execuie.

Conceptul fundamental cu care opereazaceastmetod este celde aproximare prin discretizare. Corpurile, considerate ca mediicontinue, se descompun ntr-un numr finit de elemente

geometrice (prti ale corpului), cu aceleai proprieti fizice ifuncionale ca ale corpului iniial. Folosind aceste elementefinite, modelul analitic diferenial se transform ntr-un modelnumeric, care poate fi introdus i rezolvat pe calculator.Activitatea de aplicare strict a acestei metode n proiectareacurent este condiionat de o experien important ndomeniu, aceasta experiena permind o vitez de analiz

corespunzatoare ritmului de lucru impus de folosirea tehnicii decalcul pus la dispoziie.


3/27

1) mprirea domeniului de analiz n elemente finite n aceast etap se alege tipul sau tipurile de elemente finite

adecvate problemei care urmeaz a fi rezolvat, operatie carese numete discretizare, unde apar ca rezultat aldescompunerii unui domeniu n mai multe subdomeniicompatibile i cu interior disjunct.

Conexiunea acestor subdomenii se realizeaza prin interiorulnodurilor care sunt puncte selectate din domeniul consideratn care se expliciteaza variabilele studiate. Tipul de elementfinit este definit prin mai multe caracteristici, cum ar fi, deexemplu, numrul de noduri ale elementului finit sau dedimensiuni, funciile de discretizare asociate:

- unidimensional - bidimensional - tridimensional Valorile corespunzatoare ale funciei de interpolare se

numesc valori nodale. Modelul discret cu elemente finite rezult prin conectarea acestora pe

frontiere comune, de tipul Si, i+1.


4/27

La discretizarea domeniului n elemente finite trebuie sa fiesatisfcute urmatoarele conditii: - dou elemente finite distincte pot avea noduri comune

numai pe frontiera dintre acestea, suprapunerile nefiind permise. Frontierele pot fi reprezentate

prin puncte, linii sau suprafee. - la asamblarea elementelor finite trebuie evitat apariia

golurilor n spaiul studiat. - dac frontiera domeniului nu poate fi acoperit n mod

exact cu elemente finite utilizate se produce o eroare de aproximare.


5/27

La discretizarea domeniului n elemente finite trebuie sa fiesatisfcute urmatoarele conditii: - dou elemente finite distincte pot avea noduri comune

numai pe frontiera dintre acestea, suprapunerile nefiind permise. Frontierele pot fi reprezentate

prin puncte, linii sau suprafee. - la asamblarea elementelor finite trebuie evitat apariia

golurilor n spaiul studiat. - dac frontiera domeniului nu poate fi acoperit n mod

exact cu elemente finite utilizate se produce o eroare de aproximare.


6/27

1. Discretizarea structurii, numerotarea nodurilor i aelementelor, precizarea reazemelor i a sarcinilor i introducerean program a tuturor informaiilor privind structura i materialul,conform programului de analiz.

2. Determinarea matricelor de rigiditate ale tuturor elementelorfinite n care a fost discretizat structura calculat fa dereperele locale ale ementelor respective.

3. Rotirea elementelor de rigiditate ale elementelor de la reperullocal la reperul global al structurii.

4. Asamblarea matricelor de rigiditate ale elementelor finite nmatricea de rigiditate a ntregii structuri.

5. Punerea condiilor din reazeme (deplasari nule), prineliminarea liniilor i coloanelor matricei de rigiditate a structurii

care se refer la gradele de libertate geometrice fixate. 6. Formarea termenului liber alncrcrii exterioare nodale.


7/27

7. Rezolvarea sistemului de ecuaii din care se determindeplasrile nodale ale structurii. Aceasta este etapa cea mai important a metodei, ea fiind

determinat de performanele programului de calcul. 8. Calculul tensiunilor din elementele finite ale structurii. 9. Afiarea rezultatelor. De obicei se afieaz deplasrile

nodale i tensiunile din elementele finite ale structurii. 10. Dup rezolvarea propriu-zis se face post procesarea

rezultatelor, prezentarea structurii deformate, trasareaunor diagrame cu variaiile tensiunilor pe anumite directii.

n ceea ce privete utilizarea MEF n analiza problemelor

de interaciune dintre teren de fundare , fundaie istructur, se pot lua n considerare orice condiii la limitprivitoare la forma geometric, tensiuni i deplasri,precum idiferii moduli pentru pmnturii structuri.


8/27

Din punct de vedere al calculului, cadrele etajate, fundatepe sistem de fundare format din fundaii izolate, suntstructuri multiplu static nedeterminate, care transmitsarcina la terenul bun de fundare aflat la adncime prinintermediul elementelor fiate, att prin intermediulvrfului, ct i pe suprafaalateral a piloilor.


9/27

Tema aplicaiei

Scopul aplicaiei const n analizarea diferenelor obinute prin calculpentru fundaiile izolate ale unei structuri pe cadre din beton armat monolitS+P+14E prin metoda elementelor finite.

Calculul structuri pe cadre din beton armat se va realiza automatn programul AXIS VM 11 n dou moduri:

-fr a lua n calcul interaciunea cu terenul de fundare-lund n calcul interaciunea cu terenul de fundare


10/27

Pentru obun aproximare prin calcul folosind metoda MEF trebuie luate n considerarecteva etape necesare (n unele programe aceste etape sunt realizate automat, frintervenia utilizatorului).1. Modelarea. Aceast etap presupune alctuirea unui model de calcul care ssimplifice problema analizat. Simplificarea se poate aplica geometrieisistemului,comportrii materialului, condiiilorlimit etc.2. Preprocesarea. n aceast etap modelul va fi descris sub o form numeric, care

poate fi interpretat de calculator sau program specializat de MEF.3. Procesarea. Etapa se refer la prelucrarea automat a modelului, utiliznd programespecializate.4. Post procesarea. n acest stadiu se vor realiza prelucrarea i prezentarea rezultatelor5. Interpretarea rezultatelor. Aceastetap i revine utilizatorului, care trebuie s- valideze modelul (rezultatele obinute descriu sau nu n mod rezonabil problema fizic

de la care s-a plecat);

- s ia o decizie privind utilizarea rezultatelor (valorile obinute se consider acceptabilesau se impune aplicarea unei noi strategii de optimizare).


11/27

Pentru o aproximare ct mai bun din punct de vedere geometric, elastic i mecanic astructurii reale este necesar utilizarea unor tipuri de elemente finite de diverse tipuri.

- noduri (nodurile pot fi geometrice, acestea definind forma geometric aelementului sau de conectare, caz n care acestea determin gradele de libertate. De obiceipoziia nodurilor este n capetele elementului finit.

- geometrie. Elementele undimensionale sunt de obicei linii drepte sau curbe,

elementele bidimensionale sunt triunghiulare, patrulatere oarecare, iar elementeletridimensionale sunt de formtetraedric,prismatic sau hexaedric,

- grade de libertate (acestea exprim starea unui element. Pentru cele mai multeelemente acestea reprezint deplasarea lor n noduri. Numrul gradelor de libertate, GL,pentru un element este dat de suma lor pe noduri.

- fore nodale(exist ntotdeauna un set de fore nodale ntr-o coresponden de 1

la 1 cu gradele de libertate)- proprieti (pentru un element mecanic aceste proprieti se refer la

comportamentul materialului).- proprieti de fabricare (pentru elemente mecanice acestea sunt proprieti de

fabricare, cum ar fi de exempluproprietile unor elementebare,plci etc, n seciune)


12/27

Amplasamentul obiectivului se afl in localitatea Botoani.Conform normativului P100/2006 , amplasamentul se afl n zona cu :

ag =0.16g Tc=0,7 s perioada de col clasa de importan este III.

Structura de rezisten este alcatuit din cadre de beton armat, cu stlpi de seciune

60x60 cm, grinzi transversale de sectiune 30x60 cm , grinzi longitudinale de seciune30x60 cm.Regimul de nlime demisol S=2,5m ,parter h=3m, etaj 1-12 cu h=3 m.Planeul peste subsol, parter, etaj 1-12 se va realiza din beton armat monolit marcaC20/25 de 12 cm grosime i va fi armat cu oel PC52 i OB37.Scara de acces la etaj 1-12 se va realiza din beton armat monolit marca C20/25.

Materialele utilizate la execuia structurii sunt beton clasa C20/25 , iarmturi PC52 siOB37.Zidriaexecutat la pereii exteriori este nrmat n ochiurile de cadru i se va realizadin blocuri de crmizi GV, iar mortarul din rosturi va fi de marca M5.Pereii exteriorisunt termoizolai la exterior cu polistiren expandat cu grosimea 15 cm.


13/27

Deschideri 4,00 m;

Travei - 4,00 m; nlime nivel - 3,00 m; Lungime total

- 24,00 m; Lime total

- 20,00 m; Suprafa n plan

- 480,00 m;


14/27


15/27

Etape parcurse n analiza structuriiIntroducerea datelor

Geometrie n prima etap se deseneaz

geometria structurii ntr-oreea de linii (bare) i puncte(noduri) n spaiu (structurafiind un cadru spaialmultietajat).


16/27

PERMANENTE UTILE ZPAD SEISM


17/27

n calculul structurii este necesar s se ia nconsiderare combinaiile de ncrcri celemai defavorabile, a cror aciune simultaneste practic realizabil.Se vor considera urmatoarele grupri aaciunilor, primele dou fiind grupri de tipfundamental, urmtoarele doua ncadrndu-se n grupri de tip special:


18/27


19/27


20/27

Am considerat 3 tipuri de pamant:

Caz 1: Argil cu urmtoarele caracteristici:

Caz 2:Nisip cu urmtoarele caracteristici:

Caz 3: Ml tare cu urmtoarele caracteristici:


21/27

Difereniere se face prin introducerea unui coeficient de pat natribuirea reazemelor liniare de sub diafragme.Pentrucolucrare se introduce pentru rigiditatea reazemului valoareB*ks.


22/27


23/27

Difereniere se face prin introducerea unui coeficient de pat natribuirea reazemelor liniare de sub diafragme.Pentru colucrarese introduce pentru rigiditatea reazemului valoare B*ks.


24/27


25/27

Caz 3 - Ml tare

Difereniere se face prin introducerea unui coeficientde pat n atribuirea reazemelor liniare de sub diafragme.Pentrucolucrare se introduce pentru rigiditatea reazemului valoareB*ks.


26/27


27/27

Diferena dintre cele 4 modele se face prin considerarea unui coeficient depat ks diferit, variind de la ncastrareaperfect (cazul 1) la celelalte trei cazurin modul n care se poate observa n tabelul de mai sus.Din punctul de vedere al modelarii suprastructurii cele dou modele suntidentice.n cazul n care am considerat un coeficient de pat Ks mai mic se observa catasarea structurii are o valoare foarte mare, iar pe msur ce coeficientul depat crete, tasarea structurii devine din ce n ce mai mic..

Denumire caztasare ez

[mm]

reaciune

dup axa z[kN]

reaciune

dup axa y[kN]

reaciune dupaxa x [kN]

moment

ncovoietor maximn structur [kNm]

fr conlucrare 3,16 5066 37,96 39 302

Ks=10000 649 6446 99,1 118,75 367,7

ks=24000 273,53 6460 98,66 117,8 367,06

ks=100000 69,7 6530 96,29 112,52 363,85

Prezentare S+P+14E

Documents

Transcript of Prezentare S+P+14E