Расчет балок и плит на многослойном физически нелинейном основании

• Автор: Иванилов, Петр Михайлович
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 161 с. : ил.

Глава 1. Постановка задачи и ее комплексный анализ
1.1 Оценка актуальности рассматриваемой задачи
1.2 Аналитический обзор литературы
1.3 Постановка задачи
Глава 2. Разработка модели основания
2.1 Описание свойств модели
2.1 Выбор системы координат и координатной сетки
2.2 Определение параметров модели
2.3 Структура расчета
Глава 3. Расчет балок на многослойном основании
3.1 Особенности применения модели связанные с расчетом балок на многослойном основании
3.2 Анализ достоверности работы программы для расчета балок
3.3 Результаты расчета балок на многослойном основании с однородными характеристиками основания по длине конструкции
3.4 Результаты расчета балок на многослойном основании с
неоднородными характеристиками основания по длине конструкции
Глава 4. Расчет прямоугольных плит на многослойном основании
4.1 Особенности применения модели связанные с расчетом плит на многослойном основании
4.2 Анализ достоверности работы программы для расчета плит
4.3 Результаты расчета плит на многослойном основании с однородными характеристиками основания в плане
4.4 Результаты расчета плит на многослойном основании с
неоднородными характеристиками основания в плане
Глава 5. Расчет балок на многослойном, стохастическом основании
5.1 Стохастическая модель многослойного основания
5.2 Результаты расчета балки на многослойном, стохастическом основании
Заключение
В работе решается задача расчета балок и прямоугольных плит конечных размеров постоянной жесткости, взаимодействующих с неоднородным, многослойным основанием с учетом его нелинейной работы. Конструкции в решаемых задачах находятся в горизонтальном положении, под воздействием вертикально приложенных, статических нагрузок. Материал конструкций имеет линейную диаграмму работы.
При расчете по разработанному алгоритму основания учитывается неоднородность основания, как в плане, так и по глубине, а также обеспечивается односторонняя связь конструкции с основанием. Параметры модели основания полностью определяются результатами стандартных инженерно-геологических изысканий.
В работе определяется возможность использования разработанной модели при расширении класса решаемых задач, связанного с переменной жесткостью конструкции, сложной геометрией, физической нелинейностью материала конструкции.
Алгоритм решения обеспечивает возможность перехода к расчету в линейной постановке, для всесторонней оценки и сравнения результатов.
Алгоритм обеспечивает удобное, достоверное решение указанного класса задач при различных грунтовых условиях, и различных схемах загружения.
При выполнении работы были поставлены следующие ЦЕЛИ:
1. Провести аналитический обзор имеющихся моделей грунтового основания, а также методов расчета балок и плит, взаимодействующих с основанием.
2. На основе проведенного обзора выбрать и обосновать базовую модель основания и выбрать метод для расчета балок и плит. Определить основные подходы к моделированию и расчету.
3. Разработать численную обобщенную модель основания с обоснованием принятых допущений.
4. Разработать и запрограммировать алгоритм расчета балок и плит с учетом особенностей каждого из типов конструкций.
5. Провести расчеты контрольных примеров для выявления особенностей разработанного алгоритма. Сравнить результаты с уже существующими решениями.
6. Провести расчеты характерных задач с различной степенью неоднородности основания и при разных загружениях.
7. Исследовать результаты расчетов и сравнить их с полученными на других моделях результатами
8. Произвести расчет балки с учетом стохастической неоднородности свойств грунта.
9. Сделать вывод о применимости модели в инженерных расчетах строительных конструкций взаимодействующих с основанием. Указать границы области применения. Определить возможные пути дальнейшего развития модели.
Выбор сетки.
_ Сетка на балке выбирается, как показано на рисунке 3.1.3. Напряжения вычисляются по общему правилу приведенному ранее. Отличие от принятой сетки на конструкции заключается в количествах расчетных узлов на одном участке. Осадка в заштрихованных узлах (узлы сетки на основании) и осадка в узлах балки, при достаточно малом шаге разбиения можно связать как ординаты линейной функции.
а а а
L
Рисунок 3.1.3 - Выбор сетки на балке
Нумерация узлов сетки здесь полностью совпадает с нумерацией принятой в МКЭ.
Для расчета балки с кусочно-постоянными коэффициентами жесткости составлена программа на языке Fortran 90. Результаты решения тестовых задач сопоставлялись с решениями на программном комплексе Lira Windows. В тестовых задачах задавались различные распределения коэффициентов жесткости и нагрузки. На всех тестовых задачах результаты полученные по созданной программе сходятся с решением на ПК Lira с разницей не более 0,1%. Программа для расчета балок на основании с переменным коэффициентом жесткости объединена с моделью основания по алгоритму приведенному в главе 2 [102].