Nelineární analýza ohýbaného nosníku pomocí ATENA Engineering 2D

Podobné dokumenty
Analýza ŽB nosníku pomocí ATENA Engineering 2D

Aktuální trendy v oblasti modelování

Posouzení mikropilotového základu

Obsah: 1. Technická zpráva ke statickému výpočtu 2. Seznam použité literatury 3. Návrh a posouzení monolitického věnce nad okenním otvorem

Ing. Jakub Kršík Ing. Tomáš Pail. Navrhování betonových konstrukcí 1D

Posouzení stability svahu

OTÁZKY K PROCVIČOVÁNÍ PRUŽNOST A PLASTICITA II - DD6

Postup zadávání základové desky a její interakce s podložím v programu SCIA

Prvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška

Experimentální výzkum vlivu zesílení konstrukce valené klenby lepenou uhlíkovou výztuží

14/03/2016. Obsah přednášek a cvičení: 2+1 Podmínky získání zápočtu vypracovaná včas odevzdaná úloha Návrh dodatečně předpjatého konstrukčního prvku

BO009 KOVOVÉ MOSTY 1 NÁVOD NA VÝPOČET VNITŘNÍCH SIL NA PODÉLNÝCH VÝZTUHÁCH ORTOTROPNÍ MOSTOVKY. AUTOR: Ing. MARTIN HORÁČEK, Ph.D.

Prvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška

Libor Kasl 1, Alois Materna 2

Část 3: Analýza konstrukce. DIF SEK Část 3: Analýza konstrukce 0/ 43

Nelineární problémy a MKP

Výpočet přetvoření a dimenzování pilotové skupiny

REZIDENCE KAVČÍ HORY, PRAHA

Namáhání ostění kolektoru

Uplatnění prostého betonu

Pilotové základy úvod

Tutoriál programu ADINA

NÁVRH VÝZTUŽE ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S MALÝM OTVOREM

Vybrané okruhy znalostí z předmětů stavební mechanika, pružnost a pevnost důležité i pro studium předmětů KP3C a KP5A - navrhování nosných konstrukcí

Pružnost a plasticita CD03

Dokumentace programu ATENA Část 4-1. Průvodce programem ATENA 2D. Napsali: Jan Červenka, Václav Veselý

Téma 2 Napětí a přetvoření

Manuál k programu IDP 1.0

Kontraktantní/dilatantní

133PSBZ Požární spolehlivost betonových a zděných konstrukcí. Přednáška A9. ČVUT v Praze, Fakulta stavební katedra betonových a zděných konstrukcí

Ocelobetonové konstrukce

PRŮBĚH ZKOUŠKY A OKRUHY OTÁZEK KE ZKOUŠCE Z PŘEDMĚTU BETONOVÉ PRVKY PŘEDMĚT BL001 rok 2017/2018

Požární zkouška v Cardingtonu, ocelobetonová deska

NÁVRH OHYBOVÉ VÝZTUŽE ŽB TRÁMU

Statický výpočet komínové výměny a stropního prostupu (vzorový příklad)

ZÁKLADNÍ PRINCIPY NAVRHOVÁNÍ ŽELEZOBETONOVÝCH KONSTRUKCÍ A JEJICH KRITICKÝCH OBLASTÍ

NK 1 Konstrukce. Volba konstrukčního systému

K133 - BZKA Variantní návrh a posouzení betonového konstrukčního prvku

MANUÁL PROGRAMU PRO PARAMETRICKÝ VÝPOČET PRŮHYBŮ

Beton 3D Výuková příručka Fine s. r. o. 2010

PLASTOVÁ AKUMULAČNÍ, SEDIMENTAČNÍ A RETENČNÍ NÁDRŽ HN A VN POSOUZENÍ PLASTOVÉ NÁDRŽE VN-2 STATICKÝ POSUDEK

Problematika navrhování železobetonových prvků a ocelových styčníků a jejich posuzování ČKAIT semináře 2017

Použitelnost. Žádné nesnáze s použitelností u historických staveb

Materiálové vlastnosti: Poissonův součinitel ν = 0,3. Nominální mez kluzu (ocel S350GD + Z275): Rozměry průřezu:

VYHODNOCENÍ LABORATORNÍCH ZKOUŠEK

Programové systémy MKP a jejich aplikace

NEXIS 32 rel Generátor fází výstavby TDA mikro

ENÁ ŽELEZOBETONOVÁ DESKA S OTVOREM VE SLOUPOVÉM PRUHU

METODIKA VÝPOČTU NÁHRADNÍ TUHOSTI NOSNÍKU.

Prvky betonových konstrukcí BL01 11 přednáška

Mezi jednotlivými rozhraními resp. na nosníkových prvcích lze definovat kontakty

133PSBZ Požární spolehlivost betonových a zděných konstrukcí. Přednáška B2. ČVUT v Praze, Fakulta stavební katedra betonových a zděných konstrukcí

IDEA StatiCa novinky. verze 5.4

Skořepinové konstrukce úvod. Skořepinové konstrukce výpočetní řešení. Zavěšené, visuté a kombinované konstrukce

PRŮBĚH ZKOUŠKY A OKRUHY OTÁZEK KE ZKOUŠCE Z PŘEDMĚTU BETONOVÉ PRVKY předmět BL01 rok 2012/2013

Pružnost a pevnost (132PRPE) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady. Část 1 - Test

BL 04 - Vodohospodářské betonové konstrukce MEZNÍ STAV POUŽITELNOSTI

TA Sanace tunelů - technologie, materiály a metodické postupy Zesilování Optimalizace

Advance Design 2014 / SP1

Náhradní ohybová tuhost nosníku

Pružnost a pevnost (132PRPE), paralelka J2/1 (ZS 2015/2016) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady.

České vysoké učení technické v Praze, Fakulta stavební

VYZTUŽOVÁNÍ PORUCHOVÝCH OBLASTÍ ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE: NÁVRH VYZTUŽENÍ ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S MALÝM OTVOREM

Dokumentace programu ATENA Část 4-1. Průvodce programem ATENA 2D. Napsali: Jan Červenka, Václav Veselý

Část 5.3 Spřažená ocelobetonová deska

133PSBZ Požární spolehlivost betonových a zděných konstrukcí. Přednáška B5. ČVUT v Praze, Fakulta stavební katedra betonových a zděných konstrukcí

Kancelář stavebního inženýrství s.r.o. Statický výpočet

Úvod do navrhování poruchových oblastí ŽB kcí metodou příhradové analogie

TENSOR NAPĚTÍ A DEFORMACE. Obrázek 1: Volba souřadnicového systému

pedagogická činnost

Co je nového 2019 R2

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Prvky betonových konstrukcí BL01 12 přednáška. Prvky namáhané kroutícím momentem Prvky z prostého betonu Řešení prvků při místním namáhání

NELINEÁRNÍ ANALÝZA PRUTOVÉHO MODELU KOMŮRKOVÉHO

Tvorba výpočtového modelu MKP

Téma 12, modely podloží

Prostý beton Pedagogická činnost Výuka bakalářských a magisterský předmětů Nosné konstrukce II

Základní rozměry betonových nosných prvků

Přednáška 1 Obecná deformační metoda, podstata DM

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

Principy navrhování stavebních konstrukcí

VŠB- Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní Katedra pružnosti a pevnosti. Úvod do MKP Napěťová analýza modelu s vrubem

Statika 2. Vybrané partie z plasticity. Miroslav Vokáč 2. prosince ČVUT v Praze, Fakulta architektury.

Numerické řešení pažící konstrukce

RFEM 5 RSTAB 8. Novinky. Dlubal Software. Strana. Obsah. Version: / Nové přídavné moduly. Hlavní programy.

1 Použité značky a symboly

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

Výpočet sedání kruhového základu sila

Bridging Your Innovations to Realities

BO004 KOVOVÉ KONSTRUKCE I

Posouzení za požární situace

Manuál. Návrh dřevěných konstrukcí

Nelineární úlohy při výpočtu konstrukcí s využitím MKP

Nosné konstrukce II - AF01 ednáška Navrhování betonových. použitelnosti

PŮDORYSNĚ ZAKŘIVENÁ KONSTRUKCE PODEPŘENÁ OBLOUKEM

Posouzení piloty Vstupní data

Předpjatý beton Přednáška 5

Navrhování konstrukcí z korozivzdorných ocelí

Pružnost a pevnost. zimní semestr 2013/14

Kapitola 24. Numerické řešení pažící konstrukce

Transkript:

Nelineární analýza ohýbaného nosníku pomocí ATENA Engineering 2D Petr Bílý kancelář B731 e-mail: petr.bily@fsv.cvut.cz web: people.fsv.cvut.cz/www/bilypet1

Terminologie Materiálová nelinearita neplatí Hookův zákon, plastické přetváření, trvalé deformace Geometrická nelinearita velké posuvy a deformace => změna geometrie kce v průběhu zatěžování => dodatečná namáhání Při nelineárním chování neplatí princip superpozice

Terminologie Deterministický model vstupní hodnoty jsou pevně dány Stochastický model zohledňuje nejistoty vstupních hodnot, pracuje s pravděpodobností

Terminologie Diskrétní model zkoumá jeden konkrétní okamžik Kontinuální model zkoumá vývoj v čase Verifikace je model bez chyb? Validace odpovídá model realitě?

Příklad: Popis konstrukce Autor experimentu: Ing. Roman Šafář, Ph.D.

Odhad výsledků Vždy musím být schopen předem odhadnout, co mi vyjde Program je pouze nástrojem pro stanovení přesných číselných hodnot Odhad: Tvar průhybu M Rm = A s *f ym *z = 400*550*200 = 44 knm F Rm = M Rm /r = 44/0,833 = 52,8 kn (Přesný ruční výpočet se započtením tlačené výztuže: M Rm = 46 knm, F Rm = 55,3 kn)

ATENA Engineering 2D http://www.cervenka.cz/cz/ke-stazeni/ Program obsahuje i manuály, vč. teoretického Bez klíče možno spustit v DEMO verzi omezený počet prvků (300 vč. prvků výztuže) Verze Engineering 3D pokud nelze konstrukci věrně nahradit 2D idealizací Verze Science umožňuje simulovat časově závislé jevy (smršťování a dotvarování, vedení tepla a vlhkosti, dynamika), vyžaduje preprocessing v programu GiD

Zadání konstrukce Preprocessing Materiály Geometrie Zatížení Parametry výpočtu Processing Výpočet Postprocessing Analýza výsledků

Materiály Pokud modeluji skutečné chování konstrukce, používat parametry materiálů ze zkoušek Nejsou-li k dispozici střední hodnoty pevnosti, modulu pružnosti (f cm, E cm ) pro danou třídu betonu Beton materiál 3D NonLinCementitious 2 Ocel Elastic Isotropic nebo Bilinear Von Mises Výztuž Reinforcement, Smeared Reinforcement

3D NonLinearCementitious 2 Tah Rankine f ( σ ) = σ ( σ ) f Tlak Menétrey-Willam max t 0 2 3 f (,, ) ρ m ρ r (, e) ξ ξ ρ θ = + θ + c 0 2 f 6 f 3 f c c c

3D NonLinearCementitious 2 Vygenerované parametry dle pevnosti betonu (nebo upravit dle výsledků zkoušek)

Elastic Isotropic Material Ideálně pružný materiál např. pomocné ocelové prvky (viz dále) Nosné ocelové prvky (svařence, kotvy apod.) používat Bilinear Steel von Mises Material

Reinforcement Material Ideální pružnoplastický materiál Bilinear Možnost uživatelského zadání přesnějšího chování výztuže Multilinear

Propojení výztuže a betonu Plná kompatibilita přetvoření výztuže a betonu Posunutí prvků výztuže jsou počítána z posunutí prvků základního materiálu pomocí lineární interpolace: n u ( r, s, t) = hi ( r, s, t) U i= 1 i (u(r,s,t) je hledaný vektor posunutí uzlu výztuže, h i (r,s,t) je interpolační funkce a U i je matice uzlových posunutí základního materiálu)

Smeared Reinforcement Material Rozetřená (smeared) výztuž zadává se směr a stupeň vyztužení Nutno předdefinovat v General Data

Geometrie

Geometrie Styčníky Linie Makroprvky

Geometrie Ruční zadávání

Geometrie Makroprvky zadat materiál, šířku konstrukce (2D idealizace), základní velikost prvku MKP, rozetřenou výztuž

Výztuž Zadání opět bodově, počet prutů na šířku kce

Zatížení Různé typy do různých zatěžovacích stavů => nadefinovat různé ZS pro vl. tíhu, zatížení, podpory Vybrat patřičný ZS, zadat Body Force vlastní tíha na celou kci dle objem. hm. materiálů Zatěžování deformací

Zatížení Bodové zatížení a podpory přes roznášecí desky Zatížení směřující dolů znaménko - Zadávat jednotková zatížení, ne celkové požadované hodnoty (viz dále)

Výpočtové kroky Menu Run => Analysis Steps Simuluje proces vnášení zatížení do kce Podpory ve všech krocích Vlastní tíha pouze v prvním kroku Zatížení silou (deformací) příklad: Chci aplikovat X kn (mm) => kvůli stabilitě výpočtu zadám zatížení 1 kn (mm) a aplikuji ho v Y krocích Kroky nemusejí být stejně velké

Výpočtové kroky

Výpočtové metody Newton-Raphson řešení je řízeno předem daným přírůstkem zatížení (síly, posunu). Obvykle efektivnější, rychlejší. Metoda obloukové délky velikost přírůstku zatížení závisí na průběhu iterace, automaticky se upravuje. Využití při analýze mezní únosnosti konstrukce při zatěžování silou (okolí vrcholu a klesající větev diagramu).

Monitory Sledují určitou veličinu v určitém místě konstrukce analogie tensometrů při zatěžovací zkoušce Umožňují vykreslit např. pracovní diagram F-y Component 1 = směr x, 2 = y, 3 = z

Řezy, momentové linie Řezy umožní v postprocessoru vykreslit průběh veličin (napětí, přetvoření ) v určitém řezu konstrukce Momentové linie umožní v daném řezu integrovat napětí a získat hodnoty vnitřních sil

Síť MKP Generování přes menu Calculations Základní parametry se volí v makroprvcích (viz dříve) Pro pravoúhlou geometrii jsou obvykle čtyřhranné prvky efektivnější než trojúhelníkové

Velikost prvků MKP Volba vyžaduje jistý cit, odhad, zkušenosti, optimalizaci Moc prvků zdlouhavý výpočet, problémy s pamětí, singularity Málo prvků nepřesné (až zcela nesmyslné) výsledky, problémy s konvergencí výpočtu Ohýbané prvky alespoň 4, lépe alespoň 6-8 prvků na výšku nosníku (plynulost změny tuhosti při porušení)

Hustota sítě MKP v různých směrech Defaultní nastavení: Síť má stejnou hustotu ve všech směrech (dle základní velikosti prvků daného makroprvku) To může být někdy neefektivní příliš mnoho prvků = zbytečně dlouhý výpočet => lze upravit (zahustit síť v D-oblastech a ve směru změn )

Hustota sítě MKP v různých směrech Topology Joint/Line Mesh Refinement

Výpočet Před spuštěním ULOŽIT!!! výpočet často padá Calculations Analysis Vybrat, co se má zobrazovat na diagramu během výpočtu lze využít monitory a kontrolovat průběh zatěžování

Výpočet

Hlášky Mezi manuály je Troubleshooting manuál obsahuje popis spousty hlášek, cenné rady pro ladění modelu HASP = klíč s licencí pro ATENU. Bez něj poběží pouze demoverze.

Hlášky Tato hláška je normální po dosažení mezní únosnosti ( pád konstrukce ), v průběhu výpočtu znamená většinou chybu v zadání (např. špatně podepřená konstrukce, chyba v jednotce při zadávání zatížení, špatně přirazený materiál apod.)

Postprocessing Možnost zobrazit výsledky v jednotlivých zatěžovacích krocích Vykreslení grafů monitorů (např. F-y diagram) Vykreslení veličin v řezech Vykreslení vnitřních sil v momentových liniích

Kontrola konvergence výpočtu

Zobrazení výsledků Vybrat zatěžovací krok => volba Scalars Zvolit požadovanou veličinu a způsob zobrazení Zapnout/vypnout zobrazení výsledků v řezech Zvolit deformovaný/nedeformovaný tvar kce Tvar deformace je rozumný => OK

Zobrazení trhlin Volba Cracks Vhodné je omezit šířku zobrazovaných trhlin (trhliny < 0,1 mm nemají praktický smysl)

Napětí ve výztuži Volba Bar reinforcement Show and label

Vnitřní síly Volba Forces MNQ Show and label Vybrat veličinu M max = 42 knm odpovídá odhadu => OK

Grafy Menu Windows New Graph Zvolit veličiny, možno obrátit osy Max. přenesená síla 56,3 kn => OK

Porovnání s výsledky zkoušky Max. síla odpovídá (56x2 120 kn) Lineární chování do průhybu cca 15 mm odpovídá Průhyb naměřený metrem před destrukcí cca 30 mm odpovídá Rozdíly skutečné vs. průměrné materiálové vlastnosti

Úkol Schéma kce (zadání s Vašimi hodnotami) Odhadnout F Rm pro zadaný nosník Stáhnout a nainstalovat Atenu Provést analýzu pro nosník dle Vaše zadání Vytisknout a přinést graf Síla-Průhyb Porovnat odhadnutou a spočtenou F Rm