8379x
001457
2017-06-27

Zapobieganie osobliwościom w rejonie podpór węzłowych i liniowych w konstrukcjach powierzchniowych

Warunki brzegowe dla podpory płytowej można szybko wprowadzić w programie MES jako podpory osobliwe i liniowe. Jeżeli jednak podczas modelowania konstrukcji nie zostanie uwzględniona podatność podpór, często konieczne jest przyjrzenie się zdefiniowaniom podpór, najpóźniej podczas obliczeń, przy użyciu naprężeń lub podczas określania wymaganego zbrojenia.

Podczas gdy wyniki w lokalizacjach (z wyjątkiem lokalizacji nieciągłości) są coraz bardziej precyzyjne dzięki siatce ES i zmieniają się nieznacznie na końcu, wartości wyników na podporach węzłowych i na końcach podpór liniowych stale rosną. Konsekwencją tego są zazwyczaj nieobliczalne położenia lub bardzo wysokie wyniki. Dlatego konieczne jest, aby uzasadnić te osobliwości lub dokładniej określić warunki brzegowe.

Podpory węzłowe

Jeżeli pod płytą znajduje się słup, jest on definiowany jako podpora węzłowa w modelowaniu 2D. Aby uniknąć pojedynczych podpór w węźle ES z podporami sztywnymi, stałe sprężystości można wprowadzić ręcznie lub współczynniki podłoża można określić automatycznie za pomocą opcji "Słup w Z".

Podpora sprężysta może być uwzględniona automatycznie poprzez ustawienie kilku parametrów.

W takim przypadku istnieją trzy możliwości:

  1. Sprężyste podłoże powierzchni: W programie uwzględniane jest sprężyste podłoże powierzchni wraz z wymiarami słupa. Jednak opcja ta nieuchronnie powoduje częściowe utwierdzenie głowicy słupa w kierunku x i y przez pary pionowych sił, takie jak sprężyny podporowe.
  2. Sprężysta podpora węzłowa: W przypadku sztywności zwiększonej za pomocą słupa, do obliczeń zostaje zastosowana powierzchnia o podwójnej grubości płyty, której podparte są pojedynczo wyznaczone stałe sprężystości.
  3. Podpora węzłowa z dopasowaną siatką ES: Tutaj również stosowana jest podwójna grubość wewnętrznie. Podpora jest jednak przeprowadzana jako podpora sztywna w Z.

Dwie ostatnie opcje umożliwiają również zastosowanie podpory przegubowej lub półsztywnej przy głowicy słupa, a wszystkie trzy opcje umożliwiają zastosowanie podpory przegubowej, półsztywnej lub sztywnej przy podstawie słupa.

Wyznaczone stałe sprężystości wyświetlane są bezpośrednio po prawej stronie pod grafiką i odzwierciedlają wszystkie zmiany. Ponadto istnieje możliwość uwzględnienia innego przekroju głowicy słupa oraz sztywności słupa na ścinanie. Sztywność na ścinanie jest domyślnie aktywowana. Zmniejsza to zarówno sprężyny poziome podpory, jak i sprężyny obrotowe podpory.

W przypadku wszystkich trzech opcji przekrój słupa jest pobierany z obliczeń powierzchni w modułach dodatkowych, takich jak RF-STEEL Surfaces, RF-CONCRETE Surfaces lub RF-LAMINATE. W ten sposób zawsze uwzględniane są siły wewnętrzne połączenia, co pozwala uzyskać bardziej ekonomiczne wyniki.


Ponadto wyniki w obszarze kolumny nie są wyświetlane w programie RFEM. Jeżeli jednak są one wymagane, w nawigatorze Wyniki można aktywować odpowiednie pole wyboru.

W przypadku połączenia przegubowego dwóch płyt (poprzez zwolnienie liniowe) nad podporami węzłowymi, należy zwrócić uwagę na następujące kwestie: Ze względu na uwzględnienie dodatkowej powierzchni, zwolnienie liniowe zostaje zawieszone, a zatem na krawędziach płyty nie powstają momenty ograniczające.

Można tego uniknąć tylko poprzez podwieszenie jednej z powierzchni przed "słupami" lub poprzez wybranie "normalnej" sprężystej podpory węzłowej. Jeżeli wybrano sprężystą podporę węzłową, a parametry zostały określone podczas definiowania słupa, można po prostu otworzyć okno dialogowe "Edytować podporę węzłową" i dezaktywować opcję "Słup w osi Z". W ten sposób określone wcześniej stałe sprężystości są przyjmowane automatycznie.

Podpory liniowe

Jeżeli płyta jest podparta na ścianach, w modelowaniu 2D zostaje zdefiniowana podpora liniowa. W analizie metodą elementów skończonych podpora liniowa jest wewnętrznie dzielona na podpory węzłowe w każdym punkcie siatki ES. Następnie dla każdej podpory węzłowej jest określana siła podporowa. Za pomocą opcji uśredniania, które umożliwiają uwzględnienie wpływu sąsiednich podpór węzłowych, tworzony jest liniowy rozkład między poszczególnymi punktami podparcia. Aby uniknąć zbyt wysokich wartości szczytowych również w przypadku podpór liniowych, można wybrać opcję "Ściana w Z".

Zwłaszcza w przypadku słupów ściennych rozkład jakościowy reakcji podporowych, uwzględniający sprężystość, może być bardzo różny.

W przeciwieństwie do podpór węzłowych występujących jako słupy, w przypadku podpór liniowych ściany wyniki w obszarze słupa nie są ukryte.


Autor

Pan Fröhlich zapewnia wsparcie techniczne naszym klientom i jest odpowiedzialny za rozwój w dziedzinie konstrukcji żelbetowych.

Odnośniki
Odniesienia
  1. C. Barth & W. Rustler (2013). Finite Elemente in der Baustatik-Praxis, (2. red.). Berlin, Beuth.
  2. Oprogramowanie firmy Dlubal. (2018). Ręczny program RFEM. Tiefenbach.
Pobrane


;