Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Perspektywy zastosowania optymalizacji topologicznej w projektowaniu konstrukcji żelbetowych na przykładzie naroży ram

Szczecina Michał, Winnicki Andrzej

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 11-12

709--711

PL

W artykule przedstawiono możliwości stosowania optymalizacji topologicznej w przypadku obszarów typu "D" konstrukcji żelbetowych. Perspektywy dotyczą zarówno optymalizacji kształtu obszaru, jak i schematu Strut-and-Tie. Dokonano również przeglądu aktualnego stanu wiedzy o optymalizacji topologicznej obszarów typu "D". Na koniec autorzy zaproponowali plan dalszych badań nad omawianym zagadnieniem.

EN

The paper present prospects of applying topological optimization in the case of the "D" regions of reinforced concrete structures. The prospects relates optimization of both geometry and the Strut-and-Tie scheme. The current state of knowledge on topological optimization of "D" regions was also reviewed. Finally, the authors proposed a plan for further research on the discussed issue.

2

Selected aspects of computer modeling of reinforced concrete structures

Szczecina M., Winnicki A.

Archives of Civil Engineering

|

2016

|

Vol. 62, nr 1

51--64

EN

The paper presents some important aspects concerning material constants of concrete and stages of modeling of reinforced concrete structures. The problems taken into account are: a choice of proper material model for concrete, establishing of compressive and tensile behavior of concrete and establishing the values of dilation angle, fracture energy and relaxation time for concrete. Proper values of material constants are fix ed in simple compression and tension tests. The effectiveness and correctness of applied model is checked on the example of reinforced concrete frame corners under opening bending moment. Calculations are performed in Abaqus software using Concrete Damaged Plasticity model of concrete.

PL

W artykule skupiono się na kilku istotnych krokach modelowania konstrukcji żelbetowych przy użyciu oprogramowania w Metodzie Elementów Skończonych. Wszystkie kroki modelowania, które musi wykonać użytkownik programu są zestawione w poniższej liście: - wybór właściwego modelu materiałowego, - ustalenie związków między naprężeniami i odkształceniami dla stali i betonu, - podjęcie decyzji czy zostanie zastosowana regularyzacja, np. przez uwzględnienie lepkich własności betonu, - wybór właściwych stałych materiałowych dla przyjętego modelu, m.in. kąta dylatancji i czasu relaksacji, - definicja geometrii modelu, obciążeń i warunków brzegowych, - definicja współpracy stali z betonem, - wybór rodzaju elementów skończonych oraz stanu analizy (np. płaski stan naprężeń lub płaski stan odkształceń) oraz siatkowanie modelu, - dobór właściwych parametrów MES, np. wielkości przyrostu, kryteriów zbieżności itd., - oraz ostatecznie – obliczenia.

3

Modelowanie naroży ram żelbetowych w metodzie S-T

Bagrij P., Styś D.

Materiały Budowlane

|

2015

|

nr 6

76--77

PL

W artykule przedstawiono analizę naroży ram żelbetowych metodą Strut-and-Tie. Obliczenia przeprowadzono w programie CAST dla różnych modeli kratownicowych. Wyniki obliczeń porównano na podstawie kryterium energetycznego najmniejszej energii odkształcenia sprężystego prętów.

EN

Strut-and-Tie Modeling of reinforced concrete frame corner structures are shown. For calculation of different ST models are used program CAST. Results are compared with minimum strain elastic energy bars criterion.

4

Numerical models and analyses of RC frame corners under opening moment

Winnicki A., Szczecina M.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2015

|

Vol. 8, no. 4

67--72

EN

In the frame corners under opening bending moment there is a complex and non-linear distribution of stress. In such parts of structure the Bernoulli's principle is not fulfilled and the choice of a proper reinforcement is quite difficult. The authors of this paper suggest the use of Strut-and-Tie and FEM analysis as recommendable methods for the corners under opening bending moment. In this paper a few typical reinforcement details are considered: reinforcement detail only with loop-shaped main bars, detail with one diagonal stirrup, detail with three parallel diagonal stirrups, detail with two fan-shaped stirrups and detail with three fan-shaped stirrups. The other corner parameters are the same for all cases. The authors considered two different cases: section heights of column and beam are the same and section heights of column and beam are different, namely the beam is higher. The first step of these analyses is to establish the required reinforcement using Strut-and-Tie method. The next step is FEM analysis performed in Abaqus software. In this step ULS and SLS are checked and yielding, history of load, cracking and non-linear behaviour of each corner detail are recreated. Thanks to corner efficiency factor, the most reasonable reinforcement detail is established.

PL

W ramach żelbetowych w narożach poddanych działaniu momentu otwierającego panuje złożony i nieliniowy rozkład naprężeń. W takich fragmentach konstrukcji nie jest spełniona zasada Bernoulliego i dobór właściwego zbrojenia jest utrudniony. Autorzy tego referatu proponują użycie metody Strut-and-Tie i metody elementów skończonych jako skutecznych metod analizy naroży pod działaniem momentu otwierającego. W referacie rozważa się kilka typowych detali zbrojenia takich naroży: detal tylko z głównym zbrojeniem w kształcie pętli, detal z dodatkowym strzemieniem ukośnym, detal z trzema dodatkowymi równoległymi strzemionami ukośnymi oraz detale z dwoma i trzema strzemionami ukośnymi ułożonymi wachlarzowo. Pozostałe dane geometryczne i materiałowe są identyczne dla wszystkich detali. Autorzy rozważają ponadto dwa różne przypadki: gdy wysokości przekrojów poprzecznych belki i słupa tworzących naroże są te same oraz gdy wysokości te są różne, a ściślej wysokość przekroju belki jest większa niż przekroju słupa. Pierwszym krokiem tych analiz jest ustalenie wymaganego pola przekroju poprzecznego zbrojenia używając metody Strut-and-Tie. Następnym krokiem jest analiza w MES przeprowadzona w programie Abaqus. W tym drugim kroku sprawdzane są stany graniczne nośności oraz użytkowania, a także odtworzona jest historia obciążenia, zarysowanie oraz nieliniowe zachowanie naroża dla każdego z detali zbrojenia. Dzięki określeniu współczynnika efektywności naroża zostaje dobrany najbardziej racjonalny detal zbrojenia.

5

Zastosowanie optymalizacji topologicznej w projektowaniu konstrukcji żelbetowych z wykorzystaniem modeli "Strut and Tie"

Bołbotowski K, Knauff M, Sokół T.

Budownictwo i Architektura

|

2013

|

Vol. 12, nr 1

91--98

PL

Poglądowa, oparta na analizie kratownic idea modeli Strut and Tie sprawia, że są one często stosowane w praktyce. Zbudowanie modelu dobrze zgadzającego się z rzeczywistą pracą konstrukcji czasem bywa trudnym zadaniem. Tak np. rozpatrzony w referacie model naroża ramy przedstawiony w normie [7] i w pracy [8] może budzić zastrzeżenia. W niniejszej pracy zaproponowano metodę generowania modeli ST przy użyciu optymalizacji topologii kratownicy, rozpatrując zagadnienie minimalizacji objętości prętów rozciąganych modelu. Stworzono oprogramowanie wykorzystujące algorytm konstrukcji bazowej, w którym wprowadzono pewien sposób uwzględniania kosztu węzłów, co pozwoliło na uzyskiwanie optymalnych kratownic o racjonalnie małej liczbie prętów (w odróżnieniu od konstrukcji Michella). Dodatkowo zaimplementowano algorytmy pozwalające spełnić odpowiednie wytyczne Eurokodu 2. Korzystając z oprogramowania zaproponowano alternatywę dla modelu naroża ramy z tejże normy uzyskując znaczne oszczędności stali zbrojeniowej. Dzięki programowi rozwiązano także szereg innych płaskich zagadnień z dziedziny konstrukcji żelbetowych.

EN

Although Strut and Tie models are often used in practical design due to their apparent concept based on truss analysis, the creation of a model consistent with behaviour of the real structure is not an easy task. Frame corner model considered in the paper and presented in code [7] and article [8] exemplifies the problem. The authors proposed a method of automatic generating of ST models by making use of truss topology optimization (volume minimization problem). The method is based on classical ground structure approach. The authors introduced a method of including the cost of nodes in the objective function, which allowed to obtain solutions consisting of rationally small number of bars (unlike Michell’s structures). Moreover, algorithms ensuring consistency with Eurocode requirements were developed. The method was implemented in computer program. With the use of the software the authors proposed an alternative ST model for the frame corner, which requires considerably less reinforcement steel in comparison with the model suggested by the code. The versatility of the program was well proven in several other examples of plane stress problems in reinforced concrete design.