4.2 Расчеты
На практике строительство котлована является процессом, который может состоять из нескольких стадий. Прежде всего, устанавливается стенка на нужную глубину. После этого производится выемка грунта для того, чтобы обеспечить место для установки анкера или подкоса. После этого грунт постепенно выбирается до окончательной глубины котлована. Обычно принимаются специальные меры для того, чтобы не допустить попадания в котлован воды. Могут также устанавливаться стойки для укрепления подпорной стенки.
В программе PLAXIS эти процессы могут быть смоделированы с помощью опции расчета Staged construction. Эта опция позволяет активировать или деактивировать вес, жесткость и прочность выбранных компонентов конечноэлементной модели. В настоящем уроке рассматривается использование этой опции для моделирования строительства котлована.
Совет: |
Опция Staged construction может использоваться не только при моделировании земляных и иных строительных работ, но и для изменения распределения давления воды, изменения свойств материалов (например, чтобы смоделировать улучшение свойств грунта) или для повышения точности ранее полученных расчетных данных. |
Опция Staged construction доступна только в расчетном режиме Plastic (пластичный режим) при расчетах типа Load advancement ultimate level (предельный уровень распространения нагрузки). В рассматриваемом примере строительство котлована производится в два этапа. Граница между этапами была учтена при создании геометрической модели путем введения в нужном месте геометрической линии. Для того, чтобы определить два расчетных этапа, необходимо выполнить следующее:
|
В дополнение к начальной стадии программа уже автоматически создала первый этап. В закладке General принять все величины по умолчанию (Calculation type= Plastic), Load adv. ultimate level; Start from phase = 0 – Initial phase) |
|
В закладке Parameters сохранить заданные по умолчанию величины для Control parameters и Iteractive procedure. В окошке Loading input выбрать Staged construction |
|
Щелкнуть по кнопке <Define>, после чего появится окно Staged construction, показывающее активную в настоящее время часть геометрической модели (вся модель за исключением стенки и подкоса). Щелкнуть по стенке и по анкеру для того, чтобы активировать их (стенка должна поменять цвет на синий, а анкер – на черный). Кроме того, щелкнуть по кластеру в правом верхнем углу для того, чтобы деактивировать его. В результате вес грунта и жесткость/ прочность элементов в пределах этого кластера будут исключены из последующих расчетов. Это и моделирует первый этап работы по строительству котлована. |
Совет: |
Окно аналогично окну Initial conditions программы ввода (Input). Основная разница между ними состоит в том, что окно Initial conditions используется для задания начальной ситуации, а Staged construction – как тип загрузки. |
> |
При активации геометрических объектов их жесткость и прочность становятся активными с самого начала расчета, в то время как их вес увеличивается постепенно. Поэтому первый этап выемки может быть может быть определен одновременно с активацией стенки и подкоса. |
|
Щелкнуть по кнопке <Update> для завершения задания этапа строительства. В результате окно Staged construction закроется и появится окно Calculations. Теперь можно задать и сохранить первый расчетный этап. |
|
В окне Calculations щелкнуть по кнопке <Next>. В списке появится новый расчетный этап. |
|
В закладке General принять все задаваемые по умолчанию величины (Calculation type = Plastic, Load adv. ultimate level; Start from phase = 1 – <Phase 1>). |
|
Помните, что программа автоматически подразумевает, что текущее состояние должно вытекать из предыдущего |
|
В закладке Parameters оставить заданные по умолчанию величины для Control parameters и Iterative procedure. В окошке Loading input выбрать Staged construction |
|
Щелкнуть по кнопке <Define>. Появится окно Staged construction, показывающее «текущую» геометрическую конфигурацию, в которой верхний правый кластер уже был деактивирован. Щелкнуть по расположенному под ним кластеру для того, чтобы деактивировать его (для моделирования второго этапа работ) и затем щелкнуть по кнопке <Update> |
Задание расчетных параметров закончено. Перед началом расчета предлагается, чтобы вы выбрали узлы или точки приложения напряжений для последующей генерации кривых зависимости дислокации от нагрузки или построения эпюр напряжений и деформаций. Для выполнения этого, следуйте приведенным ниже указаниям.
Рис. 4.4 Окно Calculations с закладкой Parameters
|
Щелкнуть по кнопке Set points for curves на панели инструментов |
|
Выбрать ряд узлов на стенке, где можно ожидать больших прогибов (например, 30.0; 30.0) и затем щелкнуть по кнопке <Update> |
|
В окне Calculations щелкнуть по кнопке Calculate |
После этого должен начаться процесс расчета. Программа ищет первый намеченный для исполнения расчетный этап, т.е. <Phase 1>.
При расчете в режиме Staged construction множитель, обозначенный как Mstage увеличивается с 0,0 до 1,0. В ходе расчета этот параметр выводится в информационном окошке. Как только он достигает величины 1,0, строительная фаза завершается и заканчивается расчетный этап. Если расчет в режиме Staged construction заканчивается пока Mstage еще не достиг величины 1,0, программа выдаст соответствующее предупреждение. Наиболее вероятная причина почему строительная фаза может быть не закончена состоит в срабатывании механизма разрушения (однако, могут быть и другие причины). Более подробно о Staged construction см. в Справочном руководстве.
В настоящем примере обе расчетные фазы должны закончиться успешно, на что указывают зеленые флаговые кнопки в списке. Для проверки величины множителя Mstage щелкнуть по закладке Multipliers и выбрать селективную кнопку Reached values. Параметр Mstage выводится в нижней части выскакивающего окошка Other. Проверить, чтобы он был равен 1,0. По желанию эту проверку можно произвести и по завершению следующего расчетного этапа.