3.2.3. Просмотр окончательных результатов

После завершения расчета, результаты могут быть оценены программой вывода (Output program). В окне Output вы можете просмотреть смещения и напряжения в полной геометрической модели, а также в поперечных сечениях и конструктивных элементах, если таковые имеются. Результаты вычислений также даны в табличной форме. Для рассмотрения результатов расчета фундамента выполните следующее:

• Щелкните по последнему этапу расчетов в окне Calculations. Кроме этого, щелкните на панели инструментов по кнопке <Output>. В результате запустится программа Output, показывающая деформированную сетку (которая строится в таком масштабе, чтобы были видны смещения) в конце выбранного расчетного этапа с указанием максимального смещения (см. рис. 3.14).

• Выберите Total displacements (Общие смещения) из меню Deformations (Деформации). На плане показаны общие смещения всех узлов в виде стрелок с указанием соответствующих величин.

• В комбинированном окне панели инструментов теперь появится надпись Arrows (Стрелки). Выберите из этого комбинированного окна Shadings. На диаграмме полные перемещения будут показаны цветным затенением (заливкой). Будет также представлен перечень с указанием величин смещений на границах цветов.

• Выберите Contours (Контуры) на панели инструментов из данного комбинированного окна. На плане появятся контурные линии отмеченных полных смещений. Значения смещений, соответствующие определенным отметкам, представлены в виде списка.

Рис. 3.14 Деформированная сетка

Совет:

Кроме полных смещений, меню Deformations позволяет показывать Incremental displacements (Инкрементальные смещения) - это смещения, которые имеют место за один шаг вычислений (в нашем случае конечный шаг). Относительные смещения могут быть полезны при представлении механизма возможного разрушения.

• Выберите Effective stresses (Эффективные напряжения) из меню Stresses (Напряжения). На плане эффективные напряжения представлены в виде главных напряжений с указанием их направления и относительной величины (см. рис. 3.15).

Совет:

Поля напряжений и смещений могут быть объединены с геометрическими особенностями, которые имеются в меню Geometry (Геометрия).

Рис. 3.15 Главные напряжения

Щелкните на панели инструментов по кнопке Table (Таблица). Откроется новое окно с таблицей, показывающей значения декартовых напряжений в каждой точке напряжений всех элементов.

3.3 Случай в: Гибкий фундамент

Теперь для моделирования фундамента в виде гибкой плиты внесем в расчет изменения. Это позволит рассчитать усилия в фундаменте. Геометрия, рассматриваемая в этом упражнении такая же, как и в предыдущем примере, за исключением дополнительных элементов, используемых для моделирования фундамента. Расчет основан на приложении нагрузки, а не заданных смещений. Нет необходимости в создании новой модели. Вы можете взять за основу предыдущую модель, внеся в нее изменения и сохранив под другим именем. Для выполнения этого выполните следующее:

Изменение геометрии

Щелкните по кнопке Go to Input (Перейдите к вводу данных), находящейся с левой стороны панели инструментов.

• Выберите предыдущий файл ("lesson1" или то имя, которое ему было присвоено) из окна Create/Open project (Создать/Открыть проект).

• Выберите из меню File (Файл) команду Save as (Сохранить как). Введите новое имя для данного файла проекта и щелкните по кнопке <Save>.

• Выберите геометрическую линию, для которой применялось заданное смещение, и нажмите на клавиатуре клавишу <Del>. Выберите Prescribed displacements (Заданные смещения) из окна Select items to delete (Выберите элементы для удаления) и щелкните по кнопке <Delete>.

Щелкните на панели инструментов по кнопке Plate (Плита).

• Переместитесь на позицию с координатами (0.0; 4.0) и нажмите левую кнопку мышки.

• Переместитесь на позицию с координатами (1.0; 4.0) и нажмите левую кнопку мышки, а затем правую для завершения черчения. Между точками 3 и 4 построена плита, имитирующая гибкий фундамент.

Изменение граничных условий

Щелкните на панели инструментов по кнопке Distributed load – load system A (Распределенная нагрузка – Система нагрузок А).

• Щелкните по точке с координатами (0.0; 4.0), а затем по точке (1.0; 4.0).

• Для завершения ввода данных по полосовой нагрузке нажмите на правую кнопку мышки. Примите значение распределенной нагрузки по умолчанию 1.0 кН/м², перпендикулярно границе. Введенное значение будет позднее изменено на реальное значение при активировании нагрузки.

Добавление характеристик по материалам для фундамента

Щелкните по кнопке Material sets (Наборы данных по материалам).

• В окне Material Sets из комбинированного окна Set type выберите Plates (Плиты).

• Щелкните по кнопке <New>. Появится новое окно, в котором могут вводиться характеристики фундамента.

• В поле Identification напишите "Footing" (Фундамент) и выберите тип материала Elastic (Упругий).

• Введите характеристики, перечисленные в таблице 3.2.

• Щелкните по кнопке <OK>. На древовидной схеме окна Material Sets появится новый набор данных.

• Перетащите набор данных "Footing" на чертежное поле и опустите его на фундамент. Обратите внимание, что курсор изменит свою форму, указывая на то, что сейчас он служит для занесения набора данных по материалу.

• Щелкнув по кнопке <OK>, закройте базу данных.

Таблица 3.2 Характеристики материала фундамента

Параметр	Обозначение	Значение	Ед. изм.
Нормальная жесткость Изгибная жесткость Эквивалентная толщина Вес Коэффициент Пуассона	EA EI d w	5106 8500 0.143 0.0 0.0	кН/м kНм2/м м кН/м/м

Совет:

Если окно Material Sets встанет поверх фундамента и закроет его, переместите его так, чтобы фундамент был хорошо виден.

Совет:

Эквивалентная толщина вычисляется автоматически по значениям ЕА и ЕI и не может быть введена вручную.

Построение сетки

Для построения сетки конечных элементов щелкните по кнопке Mesh generation (Построение сетки). Появится предупреждение о необходимости повторной генерации значений давления воды и начальных напряжений после построения сетки. Нажмите кнопку <OK>.

• После просмотра сетки, щелкните по кнопке <Update>.

Совет:

Результатом преобразования сетки является перераспределения узлов и точек напряжения. Существующие напряжения будут соответствовать новым точкам напряжений. В связи с этим, важно после преобразования сетки повторно сгенерировать начальное давление воды и начальные напряжения.

Начальные условия

Вернитесь обратно к режиму Geometry input (Ввод геометрии), щелкните по кнопке <Initial conditions> (Начальные условия).

Т.к. в данном проекте не рассматривается поровое давление, то перейдите к режиму Geometry configuration (Геометрическая конфигурация), щелкнув на панели инструментов по 'switch'.

Щелкните по кнопке Generate initial stresses, после чего появится диалоговое окно K₀-procedure.

• Сохраните значение , равное 1.0 и примите для единственного кластера значение K₀ по умолчанию.

• Для построения начальных напряжений щелкните по кнопке <OK>.

• После просмотра начальных напряжений, щелкните по кнопке <Update>.

• Щелкните по кнопке <Calculate> и подтвердите сохранение данного проекта.

Расчеты

• Выберите из вкладки General тип расчета Calculation type: Plastic.

• Введите соответствующее имя для установления этапа и примите 0 – initial phase за начальный этап вычислений.

• Во вкладке Parameters примите все установочные параметры по умолчанию, выберите опцию Staged construction B и щелкните на кнопке <Define>.

• В появившемся окне активной геометрии щелкните на нагрузке, чтобы активировать ее. Появляется диалоговое окно Select items. Активируйте две плиты и нагрузку, сравнивая с контрольным окном слева.

• Когда нагрузка выбрана, щелкните на кнопке <Change> внизу диалогового окна. Для задания нагрузок появляется диалоговое окно distributed load – load system A. Введите значение –350 кН/м в поле Y-value для двух геометрических точек.

• (350 kН/м² x x (1.0 м)² = 1100 kН).

• Закройте диалоговое окно и нажмите <Update>.

Ч тобы убедиться в правильности выбора соответствующих точек (в связи с тем, что сетка была преобразована, узлы могли измениться!), проверьте узлы и точки напряжений для кривой зависимости смещений от нагрузок.

Проверьте, чтобы расчетные этапы были помечены голубой стрелкой. В противном случае дважды сщелкните на расчетном этапе или правой кнопкой мыши и выберете Mark Calculate из появившегося меню.

• Для начала расчета щелкните по кнопке <Calculate>.

Просмотр результатов

• После расчета, результаты последнего шага вычислений могут быть просмотрены с помощью кнопки <Output>. Значения смещений и напряжений должны быть сходны со значениями, полученными в первой части этого упражнения.

• Щелкните дважды по фундаменту. Откроется новое окно, в котором могут быть показаны как смещения, так и изгибающие моменты (в зависимости от типа диаграммы в первом окне).

• Обратите внимание на то, что меню изменилось. Для просмотра усилий, возникающих в фундаменте, выберите из меню Forces (Усилия) соответствующие команды.

Совет:

Одновременно в программе вывода может быть открыто несколько подокон. Все окна появятся в списке меню Window. Для показа подокон Plaxis использует систему, принятую Windows 95 (Cascade, Tile, Minimize, Maximize и т.д.). Более подробную информацию см. в пособии по Windows

Построение кривой зависимости смещения от нагрузки

Кроме результатов окончательного этапа вычислений часто полезно знать кривую зависимости смещений от нагрузок. В связи с этим, применяется четвертая программа пакета Plaxis. Для построения кривой зависимости смещений от нагрузок (см. рис. 3.17) выполните следующее:

Щелкните на панели инструментов по кнопке Go to curves program (Перейдите к программе построения кривых). Запустится программа построения кривых Curves.

• Выберите New chart (Новая диаграмма) из диалогового окна Create/Open project (Создать/Открыть кривую).

• Выберите имя файла самого последнего проекта фундамента и щелкните по кнопке <Open>.

Теперь появится окно Curve generation (Построение кривой), состоящее из двух колонок (для осей X и Y) с селекторными кнопками и двумя комбинированными окнами для каждой колонки. Комбинация параметров, выбранная для каждой из осей, определяет величину, наносимую по этой оси.

Рис. 3.16 Окно построения кривой

• Для оси Х выберите селекторную кнопку Displacement (Смещение), из комбинированного окна Point (Точка) точку А (0.00/4.00) и окна Type (Тип) – U_y. Следовательно, величина, наносимая на ось Х, представляет собой вертикальное смещение точки А (т.е. центра фундамента).

• Для оси У выберите селекторную точку Multiplier (Множитель), а из комбинированного окна Type (Тип) - . Таким образом, величина, выводимая на оси Y – результат приложенных определенных изменений. Следовательно, значение будет меняться от 0 до 1, что соответствует 100% заданной нагрузки (350 кН/м²).

• Для подтверждения ввода данных и построения кривой зависимости смещений от нагрузок щелкните по кнопке <OK>. В результате в окне Curves (Кривые) появится кривая, показанная на рис. 3.17.

Рис.3.17 Кривая зависимости смещения от нагрузок для фундамента

Совет: >

Для повторного вызова окна Curve generation (Построение кривой) (в случае ошибки, необходимости повторной генерации данных или внесения в них изменений) вы можете щелкнуть на панели инструментов по кнопке Change curve settings (Изменение параметров кривой). В результате появится окно Curve settings (Параметры кривой), в котором в поле Miscellaneous необходимо щелкнуть по кнопке <Regenerate>. Или, в качестве еще одного варианта, вы можете открыть окно Curve settings, выбрав из меню Format опцию Curve. Окно Curve settings также может использоваться для изменения характеристик кривой или формы ее представления. Параметры системы координат могут быть изменены с помощью окна Frame settings (Параметры системы координат). Для открытия этого окна щелкните на панели инструментов по кнопке Change frame settings (Изменение параметров системы координат) или выберите из меню Format команду Frame.

3-22