POLITECHNIKA GDAŃSKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ I ŚRODOWISKA
KATEDRA MECHANIKI BUDOWLI

Analiza żelbetowej hali

w programie Autodesk Robot Structural

Analysis Professional 2014

temat nr 3006A

Opracował: Robert Głodo
Budownictwo
semestr VIII

Sprawdził: mgr Inż. Krzysztof Żerdzicki

1. Geometria konstrukcji i dane materiałowe.

Dane:

Wysokość: H₁=3,2 m, H­₂=4,5 m

Szerokość: B=14 m

Długość: L=60 m

Ściany: Beton B15 gr. 18 cm

Dach: Beton B30 gr. 14 cm

Obciążenie wiatrem: strefa II

Otwory: D=1,5 m w odegłości 3 m od krawędzi ściany.

2.0. Wyznaczenie wartości obciążenia śniegiem

3.0. Modelowanie konstrukcji

W Programie MES, Autodesk Robot Structural Analysis Professional 2014 zamodelowano halę przy pomocy elementów powłokowych.

Hala została obciążona ciężarem własnym oraz wiatrem. Przyjęto dwie kombinacje obciążeń. W pierwszej kombinacji SGN na zbiornik działają obciążenia obliczeniowe przemnożone przez współczynnik bezpieczeństwa, w drugiej wyłącznie obciążenia charakterystyczne. Tak zamodelowany budynek podzielono na elementy skończone metodą Delauney’a w raz z emiterami w punktach charakterystycznych paneli o parametrach: H₀=0,2 m, Q=1,2. Wykonano 5 siatek dla różnej wielkości elementu skończonego w celu sprawdzenia zbieżności rozwiązania.

4.0. Przykładowe wyniki w uzyskane z programu.
Komentarz: Mapy przedstawione poniżej wygenerowane dla siatki o rozmiarze 0,5 m, dla której uzyskano zbieżność wyników.

5. Badanie zbieżności siatki

Przyjęto trzy punkty dla których badano zbieżność:

• 1 (współrzędne: 7; 30; 4,5) – sprawdzenie przemieszczeń pionowych;

• 2 (współrzędne: 13,5; 30; 3,29) – sprawdzenie momentów zginających M_xx;

• 3 (współrzędne: 14; 3; 2,45) – sprawdzenie naprężeń σ_yy.

Wyniki z programu, zostały przedstawione poniżej w formie tabeli. Policzone zostały procentowe różnice pomiędzy kolejnymi zagęszczeniami siatki.

Nr	Podział	1 ( UGz)	dokł.%	2 (Mxx)	dokł.%	3 (σyy)	dokł.%
		[cm]		[kN/m]		[MPa]
1	4 m	-2,797	-	29,267	-	0,0447	-
2	2 m	-2,777	-0,72	35,573	21,55	0,0415	-7,16
3	1 m	-2,670	-3,85	37,776	6,19	0,0467	12,53
4	0,5 m	-2,660	-0,37	38,646	2,30	0,0527	12,85
5	0,25 m	-2,659	-0,04	38,795	0,39	0,0513	-2,66

Komentarz: Zbieżność wyników uzyskano dla siatki elementów skończonych o wymiarze oczka 0,5 m.

Wyniki z tabel przedstawiono w sposób graficzny w postaci krzywic zbieżności dla poszczególnych punktów.

5. Wyniki analizy

Po wykonaniu analizy stwierdzono że siatka o długości boku 0,5 m jest siatką wystarczającą dla uzyskania wyników z dokładnością do 5%.

Maksymalne naprężenia w zbiorniku występują na jego krawędzi, przy połączeniu płaszcza z płytą i wynoszą 3,76 MPa, oznacza to że dla zadanego obciążenia zbiornik jest wytężony jedynie w 1,6%. Biorąc pod uwagę ekonomię tego rozwiązania należałoby zoptymalizować to rozwiązanie np. zmniejszając grubość blachy. Maksymalne przemieszczenie zbiornika występuje w połączeniu płaszcza z płyta i wynosi 4,1 mm. Jest ono spowodowane osiadaniem gruntu.