W pracy poddano analizie belkę Timoshenki, spoczywającą na dwuparametrowym podłożu sprężystym. Wyprowadzone zostało różniczkowe równanie równowagi dynamicznej belki ściskanej zachowawczą siłą osiową oraz została przeprowadzona analiza rozwiązania tego równania, w zależności od wzajemnych relacji między jego współczynnikami. Wyprowadzona została formalnie ścisła macierz sztywności podstawowego elementu belkowego, a rozwijając otrzymaną macierz w szereg potęgowy, względem argumentów występujących w niej funkcji, wyznaczona została macierz sztywności elementu pracującego z udziałem sprężystego podłoża i stałej siły osiowej. Wykazano, że macierze MES, otrzymane przy wykorzystaniu tzw. fizycznych funkcji kształtu, stanowią liniowe przybliżenie macierzy formalnie ścisłej. Wyznaczony został również wzór na siłę krytyczną dla belki swobodnie podpartej, współpracującej z podłożem sprężystym.
EN
The paper presents the analysis of Timoshenko beam on two-parameter elastic foundation. The differential equation for dynamic equilibrium of beam compressed by conservative axial force has been derived and its solution has been analyzed depending on mutual relationships between its coefficients. The exact stiffness matrix of the basic beam element has been derived formally, and by the power series expansion of this matrix in relation to the arguments of the functions occuring in it the stiffness matrix of working element with elastic foundation and constant axial force has been determined. It has been demonstrated that the FEM matrices obtained with the use of so-called physical shape functions are the linear approximation of the formally exact matrix. In addition, a formula for critical force is found for the case of free supported beam on elastic foundation.
W artykule przedstawiono metodę oceny przemieszczeń i sił wewnętrznych w ścianie szczelinowej, szczelnej, palisadzie lub w pojedynczym palu według rozwiązania belki Eulera-Bernoulliego na standardowym podłożu Winklera. Termin „hybrydowa konstrukcja oporowa” określa pionową belkę wzmocnioną poziomą płytą stabilizującą, dodatkowo posadowioną na podłożu sprężystym. Warunek sztywnego utwierdzenia płyty w ścianie pozwala określić podział momentu zginającego na pionową i poziomą belkę. Zagadnienie rozwiązano analitycznie dla różnych modeli zmienności współczynnika podłoża. W przykładach wykazano bardzo korzystny wpływ płyty stabilizującej na redukcję prze mieszczeń ściany oraz zmniejszenie sił wewnętrznych.
EN
The paper deals with an estimaton of displacements and internal forces in slurry walls, as well as sheet-pile walls, piling systems or single piles, by solving two Euler–Bernoulli beams resting on the standard Winkler subsoil. The term “hybrid con struction” refers to a vertical beam which is strengthened by a horizontal cantilever platform, resting also on the Winkler subsoil. A rigid joint between the two beams is assumed to calculate a split of the bending moment to both bearing members. Analytical solutions are presented – for various subsoil coefficients. Substantial reduction of both the wall deflection and internal forces yields from numerical examples.
W pracy podano weryfikację wzorów analitycznych [Westergaard 1926, 1933, 1948, Ioannides 1985, 1992], tzw. zagadnienia Westergaarda (płyta o średniej grubości, spoczywająca na sprężystym podłożu, poddana obciążeniu koła pojazdu), za pomocą metody elementów skończonych [Zienkiewicz i Taylor 2000]. Rozważano następujące aspekty zagadnienia: założenia i zdefiniowanie problemu, kalibrację modelu numerycznego, porównanie modelu MES i wzorów analitycznych oraz propozycję poprawnych rozwiązań do projektowania nawierzchni betonowych.
EN
The present paper is dedicated to verification the analytical formulae of so called Westergaard problem (moderately thick plate resting on elastic foundation, subjected to standard load by vehicle wheel) by the finite element method. The following aspects were considered: assumptions and definition of the problem, calibration of the FEM model, comparison of the FEM and analytical solutions, proposition of the correct solutions useful for practical design of concrete pavements.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.