Osiadanie kołowego fundamentu zbiornika

Podobne dokumenty
Analiza obudowy sztolni

Analiza stateczności zbocza

Analiza osiadania terenu

Analiza fundamentu na mikropalach

Nasyp przyrost osiadania w czasie (konsolidacja)

Analiza numeryczna ścianki szczelnej

Analiza konsolidacji gruntu pod nasypem

Analiza stanu przemieszczenia oraz wymiarowanie grupy pali

Analiza obudowy wykopu z jednym poziomem kotwienia

Obszary sprężyste (bez możliwości uplastycznienia)

Analiza ściany oporowej

Projektowanie geometrii fundamentu bezpośredniego

Projektowanie ściany kątowej

Modelowanie numeryczne wyrobiska tunelowego wykonywanego metodą konwencjonalną (NATM)

Wyłączenie redukcji parametrów wytrzymałościowych ma zastosowanie w następujących sytuacjach:

Analiza nośności pionowej oraz osiadania pali projektowanych z wykorzystaniem wyników sondowań CPT

Projektowanie nie kotwionej (wspornikowej) obudowy wykopu

Pale fundamentowe wprowadzenie

Projektowanie kotwionej obudowy wykopu

Stateczność zbocza skalnego ściana skalna

Zapora ziemna analiza przepływu nieustalonego

Metoda elementów skończonych (MES) wprowadzenie

Osiadanie fundamentu bezpośredniego

Zapewnianie stateczności zbocza przy pomocy pali stabilizujących

Analiza obudowy wykopu z pięcioma poziomami kotwienia

Zapora ziemna analiza przepływu ustalonego

Wprowadzanie geometrii z wykorzystaniem importu pliku DXF

Ustawienia obliczeń i administrator ustawień

WYZNACZANIE PRZEMIESZCZEŃ SOLDIS

Tworzenie i modyfikacja modelu geologicznego

Analiza ściany żelbetowej Dane wejściowe

Obliczenia ściany oporowej Dane wejściowe

ANALIZA STATYCZNA PŁYTY ŻELBETOWEJ W SYSTEMIE ROBOT. Adam Wosatko

Stropy TERIVA - Projektowanie i wykonywanie

Analiza dynamiczna fundamentu blokowego obciążonego wymuszeniem harmonicznym

Analiza gabionów Dane wejściowe

PRZEZNACZENIE I OPIS PROGRAMU

Zakres wiadomości na II sprawdzian z mechaniki gruntów:

Import danych w formacie txt

Egzamin z MGIF, I termin, 2006 Imię i nazwisko

Pierwsze kroki w programie ABC Tarcza

Analiza konstrukcji ściany Dane wejściowe

Projekt głębokości wbicia ścianki szczelnej stalowej i doboru profilu stalowego typu U dla uzyskanego maksymalnego momentu zginającego

Obsługa programu Soldis

Klasa betonu Klasa stali Otulina [cm] 3.00 Średnica prętów zbrojeniowych ściany φ 1. [mm] 12.0 Średnica prętów zbrojeniowych podstawy φ 2

CAx integracja REVIT ROBOT.

Hale o konstrukcji słupowo-ryglowej

Metoda Elementów Skończonych - Laboratorium

Wpływ podpory ograniczającej obrót pasa ściskanego na stateczność słupa-belki

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z PRZEDMIOTU: KONSTRUKCJE BUDOWLANE klasa III Podstawa opracowania: PROGRAM NAUCZANIA DLA ZAWODU TECHNIK BUDOWNICTWA

Z1/7. ANALIZA RAM PŁASKICH ZADANIE 3

Tworzenie szablonów użytkownika

Obciążenia. Wartość Jednostka Mnożnik [m] oblicz. [kn/m] 1 ciężar [kn/m 2 ]

Wytrzymałość Materiałów

Zakład Konstrukcji Żelbetowych SŁAWOMIR GUT. Nr albumu: Kierunek studiów: Budownictwo Studia I stopnia stacjonarne

Kolokwium z mechaniki gruntów

Analiza nośności pionowej i osiadania grupy pali

mr1 Klasa betonu Klasa stali Otulina [cm] 4.00 Średnica prętów zbrojeniowych ściany φ 1 [mm] 12.0 Średnica prętów zbrojeniowych podstawy φ 2

Parcie i odpór gruntu. oddziaływanie gruntu na konstrukcje oporowe

Styczeń Takie zadanie będzie sygnalizowane komunikatem:

PROJEKT STOPY FUNDAMENTOWEJ

Defi f nicja n aprę r żeń

Styczeń wzoru 6.10a i 6.10b, zadawać współczynniki. współczynniki redukcyjne dla obciążeń

gruparectan.pl 1. Metor Strona:1 Dla danego układu wyznaczyć MTN metodą przemieszczeń Rys. Schemat układu Współrzędne węzłów:

Styczeń Można zadawać szerokość współpracującą nie tylko w żebrach poziomych i pionowych, ale też ukośnych.

Obliczenia ściany kątowej Dane wejściowe

Podstawowe przypadki (stany) obciążenia elementów : 1. Rozciąganie lub ściskanie 2. Zginanie 3. Skręcanie 4. Ścinanie

ROBOT Millennium wersja Podręcznik użytkownika (PRZYKŁADY) strona: 29

Moduł. Profile stalowe

WSTĘP DO TEORII PLASTYCZNOŚCI

Zakres projektu z przedmiotu: KONSTRUKCJE DREWNIANE. 1 Część opisowa. 2 Część obliczeniowa. 1.1 Strona tytułowa. 1.2 Opis techniczny. 1.

Moduł. Osiadanie grupy fundamentów

2kN/m Zgodnie z wyznaczonym zadaniem przed rozpoczęciem obliczeń dobieram wstępne przekroje prętów.

Pytania przygotowujące do egzaminu z Wytrzymałości Materiałów sem. I studia niestacjonarne, rok ak. 2014/15

Pierwsze komputery, np. ENIAC w 1946r. Obliczenia dotyczyły obiektów: o bardzo prostych geometriach (najczęściej modelowanych jako jednowymiarowe)

Analiza obciążeń belki obustronnie podpartej za pomocą oprogramowania ADINA-AUI 8.9 (900 węzłów)

ZADANIA. PYTANIA I ZADANIA v ZADANIA za 2pkt.

Advance Design 2015 / SP2

Tworzenie nowego rysunku Bezpośrednio po uruchomieniu programu zostanie otwarte okno kreatora Nowego Rysunku.

Przykład analizy nawierzchni jezdni asfaltowej w zakresie sprężystym. Marek Klimczak

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z metody elementów skończonych w programie ADINA

Advance Design 2016 SP1

Analiza nośności pionowej pojedynczego pala

PaleZbrojenie 5.0. Instrukcja użytkowania

Modelowanie Wspomagające Projektowanie Maszyn

Wprowadzanie zadanego układu do

Spis treści STEEL STRUCTURE DESIGNERS... 4

Obliczanie sił wewnętrznych w powłokach zbiorników osiowo symetrycznych

1. Dane : DANE OGÓLNE PROJEKTU. Poziom odniesienia: 0,00 m.

{H B= 6 kn. Przykład 1. Dana jest belka: Podać wykresy NTM.

Modelowanie w MES. Kolejność postępowania w prostej analizie MES w SWS

Stateczność zbocza skalnego płaska powierzchnia poślizgu

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Numeryczne metody analizy konstrukcji

Wymiarowanie i teksty. Polecenie:

Przykład rozwiązania tarczy w zakresie sprężysto-plastycznym

231-Słup żelbetowy Eurokod PN-EN. Moduł 231-1

Olga Kopacz, Adam Łodygowski, Krzysztof Tymber, Michał Płotkowiak, Wojciech Pawłowski Poznań 2002/2003 MECHANIKA BUDOWLI 1

Wytrzymałość Konstrukcji I - MEiL część II egzaminu. 1. Omówić wykresy rozciągania typowych materiałów. Podać charakterystyczne punkty wykresów.

Poszukiwanie formy. 1) Dopuszczalne przemieszczenie pionowe dla kombinacji SGU Ciężar własny + L1 wynosi 40mm (1/500 rozpiętości)

Moduł. Ścianka szczelna

Transkrypt:

Przewodnik Inżyniera Nr 22 Aktualizacja: 01/2017 Osiadanie kołowego fundamentu zbiornika Program: MES Plik powiązany: Demo_manual_22.gmk Celem przedmiotowego przewodnika jest przedstawienie analizy osiadania kołowego fundamentu zbiornika z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych jako zadania w symetrii osiowej. Sformułowanie zadania Obliczyć osiadanie kołowego fundamentu zbiornika (grubość 0.5 m oraz średnica 20.0 m) wywołanego całkowitym wypełnieniem zbiornika tj. obciążeniem powierzchniowym q 150 kpa. Obliczyć następnie całkowite osiadanie zbiornika po jego opróżnieniu. Profil geologiczny terenu, włączając w to parametry gruntu, jest identyczny jak przedstawiony w poprzednim zadaniu (Przewodnik Inżyniera nr 21 Analiza osiadania terenu). Jako rodzaj zadania w tym przypadku należy wybrać opcję symetria osiowa. Kołowy fundament zbiornika wykonany jest z betonu zbrojonego klasy C20/25. Schemat ogólny zadania kołowy fundament zbiornika 1

Wartość całkowitego przemieszczenia pionowego d z mm tj. osiadania zostanie obliczona w tym konkretnym przypadku z wykorzystaniem modelu gruntu Mohra-Coulomba. Porównanie zastosowania różnych modeli materiałowych gruntu przy różnych gęstościach siatek przeprowadzono w poprzednim rozdziale (Przewodnik Inżyniera nr 21 Analiza osiadania terenu). Rozwiązanie Aby wykonać zadanie skorzystaj z programu MES z pakietu GEO5. Przewodnik przedstawia kolejne kroki rozwiązania tego przykładu: Topologia: ustawienia oraz modelowanie zagadnienia (punkty swobodne). Faza nr 1: obliczanie naprężeń pierwotnych. Faza nr 2: modelowanie i obciążanie elementów belkowych, obliczenie osiadania fundamentu. Faza nr 3: zdejmowanie obciążenia, obliczenie osiadania terenu, wyznaczenie sił wewnętrznych w fundamencie. Analiza wyników: porównanie, wnioski. Uwaga: W celu rozwiązania tego zadania zamodelujemy żelbetowy fundament zbiornika jako element belkowy bez elementów kontaktowych a zatem przy założeniu idealnej współpracy fundamentu z gruntem. Zagadnienie elementów kontaktowych zostanie omówione w Przewodniku Inżyniera nr 24 Analiza numeryczna ścianki szczelnej. Topologia: ustawienia zadania Pierwszym krokiem będzie przejście do ustawień zadania i wybranie ustawienia Symetria osiowa w polu rodzaj zadania. Pozostałe ustawienia pozostawimy jako domyślne. Ramka Ustawienia Uwaga: Symetria osiowa może być stosowana w przypadku zagadnień kołowo-symetrycznych. Przyjęte założenie musi być spełnione zarówno przez geometrię, jak i obciążenie konstrukcji. Przedmiotowe zadanie kołowy fundament zbiornika jest zatem właściwym przykładem takiego problemu. 2

Obliczenia prowadzone są wtedy w odniesieniu do wycinka łuku odpowiadającego rozwartości kąta 1rad łuku o promieniu x (r). Środek symetrii odpowiada zawsze położeniu początku układu współrzędnych x (r). Składowe tensora odkształcenia związane z obrotem ze względu na zadanie obrotowo symetryczne można zaniedbać pomijamy odkształcenie kątowe. Uwzględniane jest zatem w obliczeniach występowanie składowych naprężeń i odkształceń normalnych obwodowych oraz składowych naprężeń i odkształceń występujących w płaszczyźnie przekroju (więcej informacji w pomocy programu naciśnij przycisk F1). Przejdziemy teraz do ramki Warstwa, gdzie wprowadzimy wymiary modelu. Podamy następnie współrzędne pierwszego punktu warstwy o współrzędnych 0,0. Kolejny punkt warstwy (na końcu) zostanie dodany przez program automatycznie. Ramka Warstwa + okno dialogowe Wymiary modelu Wprowadzimy następnie parametry gruntu i przyporządkujemy go do utworzonej wcześniej warstwy nr 1. W przedmiotowym przypadku nie będziemy definiować żadnych elementów sztywnych ani kontaktowych. Do wygenerowania siatki elementów skończonych przyjmiemy długość krawędzi elementu 2.0 m. 3

Ramka Generacja siatki siatka trójkątna z elementami o krawędzi długości 2.0 m Oglądając wygenerowaną siatkę można dojść do wniosku, że dla analizowanego problemu jest ona zbyt rzadka. Z tego powodu zmienimy długość krawędzi elementów skończonych przyjmując do dalszych obliczeń 1.0 m. 4

Ramka Generacja siatki siatka trójkątna z elementami o krawędzi długości 1.0 m Uwaga: Rozsądnym rozwiązaniem byłoby dogęszczenie siatki elementów skończonych bezpośrednio pod kołowym fundamentem zbiornika wykorzystując opcję zagęszczenie linii (więcej informacji w pomocy programu naciśnij przycisk F1). Możliwość zagęszczenia siatki wzdłuż linii zostanie dokładnie przedstawiona w Przewodniku Inżyniera nr 23 Analiza obudowy sztolni. 5

Faza nr 1: obliczanie naprężeń geostatycznych Po wygenerowaniu siatki ES przejdziemy do fazy nr 1 i przeprowadzimy obliczenia naprężeń geostatycznych w gruncie. Pozostawimy Ustawienia domyślne obliczeń (więcej informacji w pomocy programu naciśnij przycisk F1). Ramka Obliczenia faza nr 1 6

Faza nr 2: modelowanie i obciążanie elementów belkowych Kolejnym krokiem będzie dodanie fazy budowy nr 2. Przejdziemy następnie do ramki Elementy belkowe, gdzie zdefiniujemy następujące parametry wprowadzanej belki: lokalizacja, rodzaj materiału i klasę betonu, wysokość przekroju (0.5m) oraz sposób podparcia na końcach (więcej informacji w pomocy programu naciśnij przycisk F1). Okno dialogowe Nowe elementy belkowe faza nr 2 7

Następnie przejdziemy do ramki Obciążenia belki, gdzie zdefiniujemy obciążenie o wartości f 100 kn m, które ma odzwierciedlać ciężar ścian zbiornika oddziaływujących na fundament. Okno dialogowe Nowe obciążenia belek obciążenie od ścian działające na fundament kołowy 8

Kolejnym krokiem będzie wprowadzenie obciążenia ciągłego o wartości q 150 kn m 2, które ma odzwierciedlać ciężar własny zawartości zbiornika działający na jego dno, a zarazem górną płaszczyznę fundamentu. Okno dialogowe Nowe obciążenia belek obciążenie od zawartości zbiornika działające na fundament kołowy 9

d z od pionowego przemieszczenia Na tym etapie przeprowadzimy ponowne obliczenia i przeanalizujemy uzyskane wyniki zaczynając mm. Maksymalna uzyskana wartość przemieszczenia pionowego wynosi 102.0 mm, co odczytano z rysunku. Aby lepiej zrozumieć zachowanie masywu gruntowego przedstawimy wyniki na tle zdeformowanej siatki elementów skończonych (lista rozwijana w prawym górnym rogu ekranu). Następnie wybierzemy przycisk Ustawienia i zaznaczymy opcję Wartości w zakładce Niecka osiadania (więcej informacji w pomocy programu naciśnij przycisk F1). Ramka Obliczenia faza nr 2 (przemieszczenie pionowe d z oraz niecka osiadania) 10

Faza nr 3: odciążenie zbiornika, siły wewnętrzne w fundamencie Kolejnym krokiem będzie dodanie fazy budowy nr 3. Na tym etapie usuniemy obciążenie ciągłe działające na fundament. Do dalszych obliczeń uwzględnimy jedynie obciążenie pochodzące od ciężaru własnego ścian zbiornika, które wynosi f 100 kn m identycznie jak w poprzedniej fazie obliczeń. Ramka Obciążenie belki faza nr 3 11

Przeprowadzimy następnie ponowne obliczenia i wyznaczymy wartości przemieszczenia. Całkowite osiadanie d z po opróżnieniu zbiornika wynosi 28.8 mm. Ramka Obliczenia faza nr 3 (przemieszczenie pionowe d z oraz niecka osiadania) 12

Przeanalizujemy następnie przebieg momentu radialnego M r knm m w fazach nr 2 oraz 3 (wybierzemy przycisk Ustawienia i zaznaczymy opcję Moment radialny M r w zakładce Wartości w belkach ) i zapiszemy ekstremalne wartości momentu w tabeli. Zbrojenie główne kołowego fundamentu zbiornika można zaprojektować z wykorzystaniem tych wartości w dowolnym programie do statyki liniowej (np. FIN EC CONCRETE 2D). Ramka Obliczenia faza nr 2 (przebieg wykresu momentu radialnego M r ) 13

Ramka Obliczenia faza nr 3 (przebieg wykresu momentu radialnego M r ) Analiza wyników Przedstawiona poniżej tabela zawiera wyniki przemieszczenia pionowego d z mm oraz momentu radialnego M r knm m dla faz nr 2 oraz 3, w których zamodelowano obciążenie i odciążenie kołowego fundamentu zbiornika. Obliczenia przeprowadzone zostały przy zastosowaniu modelu materiałowego gruntu Mohra-Coulumba oraz trójkątnej siatki elementów skończonych o długości krawędzi wynoszącej 1.0 m. Model materiału Faza 2 Faza 3 Faza 2 Faza 3 Siatka d z mm d z mm M r knm m M r knm m Mohra-Coulomba (1.0 m) 101.9 28.8 + 161.6 --- 34.1-161.8 Wyniki całkowitego osiadania d z oraz momentu radialnego 14 M r dla kolejnych faz

Wnioski Wyniki obliczeń osiadania całkowitego i momentu radialnego pozwalają na wyciągnięcie następujących wniosków: Gdy zbiornik jest napełniony (obciążenie ciągłe równomiernie rozłożone) dodatni moment zginający pojawia się na długości belki w obszarach, gdzie rozciągane są dolne włókna. Po opróżnieniu zbiornika (odciążenie zbiornika) kołowy fundament zbiornika obciążony jest jedynie ciężarem własnym ścian zbiornika. Ujemny moment zginający pojawia się na długości belki w obszarach, gdzie rozciągane są górne włókna. 15