GEOTECHNIKAI TERVEZÉS II. LGM_SE012_2

Hasonló dokumentumok
MUNKAGÖDÖR TERVEZÉSE

Lemez- és gerendaalapok méretezése

GEOTECHNIKA I. LGB-SE TALAJOK SZILÁRDSÁGI JELLEMZŐI

Munkatérhatárolás szerkezetei. programmal. Munkagödör méretezés Geo 5

Földstatikai feladatok megoldási módszerei

TERMÉKTERVEZÉS NUMERIKUS MÓDSZEREI. 1. Bevezetés

Földstatikai feladatok megoldási módszerei

Alagútfalazat véges elemes vizsgálata

Végeselemes analízisen alapuló méretezési elvek az Eurocode 3 alapján. Dr. Dunai László egyetemi tanár BME, Hidak és Szerkezetek Tanszéke

A végeselem módszer alapjai. 2. Alapvető elemtípusok

Rugalmasan ágyazott gerenda. Szép János

MUNKAGÖDÖR TERVEZÉSE

MECHANIKA I. rész: Szilárd testek mechanikája

TERMÉKSZIMULÁCIÓ I. 9. elıadás

Ejtési teszt modellezése a tervezés fázisában

Szádfal szerkezet ellenőrzés Adatbev.

időpont? ütemterv számonkérés segédanyagok

MUNKA- ÉS ENERGIATÉTELEK

Pere Balázs október 20.

SZIMULÁCIÓ ÉS MODELLEZÉS AZ ANSYS ALKALMAZÁSÁVAL

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék. Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés. Dr. Móczár Balázs

A talajok összenyomódásának vizsgálata

Konzulensek: Czeglédi Ádám Dr. Bojtár Imre

Mérnöki faszerkezetek korszerű statikai méretezése

Cölöpalapozások - bemutató

MUNKAGÖDÖR TERVEZÉSE

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

TERVEZÉS FÖLDRENGÉSRE LGM_SE_013_1

Geometriai adatok. réteghatárok magassági helyzete földkiemelési szintek geotechnikai szerkezet méretei

M0 autópálya szélesítése az Anna-hegyi csúszás WOLF ÁKOS

A tartószerkezeti méretezés módszereinek történeti fejlődése

A tartószerkezeti méretezés módszereinek történeti fejlődése

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék. Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés. Dr. Móczár Balázs

Talajmechanika II. ZH (1)

Ebben a fejezetben egy szögtámfal tervezését, és annak teljes számítását mutatjuk be.

Energiatételek - Példák

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Végeselem analízis. 1. el adás

Dr. Móczár Balázs. BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék. Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Töltésalapozások tervezése II.

Ebben a mérnöki kézikönyvben azt mutatjuk be, hogyan számoljuk egy síkalap süllyedését és elfordulását.

Síkalap ellenőrzés Adatbev.

Tartószerkezetek modellezése

Mechanikai vizsgáltok

Előregyártott fal számítás Adatbev.

Akusztikai tervezés a geometriai akusztika módszereivel

TERMÉKSZIMULÁCIÓ. Dr. Kovács Zsolt. Végeselem módszer. Elıadó: egyetemi tanár. Termékszimuláció tantárgy 6. elıadás március 22.

Dr. Móczár Balázs. BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék. Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

GEOTECHNIKA III. NGB-SE005-03

Függőleges és vízszintes vasalás hatása a téglafalazat nyírási ellenállására

Dunai magaspart mozgás geotechnikai elemzése. Geotechnical analysis of the movements observed at the Danube s natural high bank

A talajok nyírószilárdsága

Szerkezetek numerikus modellezése az építőmérnöki gyakorlatban

SÍKALAPOK TERVEZÉSE. BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék. Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

MUNKAGÖDÖR TER VEZÉSE TER Bevezetés

SOIL MECHANICS BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GEOTECHNIKAI TANSZÉK KONSZOLIDÁCIÓ

Dr. Fenyvesi Olivér Dr. Görög Péter Megyeri Tamás. Budapest, 2015.

KOMPOZITLEMEZ ORTOTRÓP

CAD technikák Mérnöki módszerek gépészeti alkalmazása

V É G E S E L E M M Ó D S Z E R M É R N Ö K I M E C H A N I K A I A L K A LM A Z Á S A I

Jellemző szelvények alagút

KÉPLÉKENYALAKÍTÁS ELMÉLETI ALAPJAI

Horgonyzott szerkezetek

Konszolidáció-számítás Adatbev.

Dr. Móczár Balázs 1, Dr. Mahler András 1, Polgár Zsuzsanna 2 1 BME Építőmérnöki Kar, Geotechnikai Tanszék 2 HBM Kft.

GEOTECHNIKA III. (LGB-SE005-3) TÁMFALAK

A geotechnikai tervezés alapjai az Eurocode 7 szerint

Geotechnika 2010 Konferencia Ráckeve. R. Ray, Scharle P., Szepesházi R. Széchenyi István Egyetem

Újdonságok 2013 Budapest

KÉPLÉKENYALAKÍTÁS ELMÉLET

Szádfal szerkezet tervezés Adatbev.

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 6.

Gyakorlati példák Dr. Gönczi Dávid

3) Mit fejez ki az B T DBdV kifejezés, és mi a fizikai tartalma a benne szereplő mennyiségeknek?

Fizikai modellezés a geotechnikában. Hudacsek Péter

Végeselem módszer 1. gyakorlat

Fa- és Acélszerkezetek I. 1. Előadás Bevezetés. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

A mikroskálájú modellek turbulencia peremfeltételeiről

Végeselem analízis 8. gyakorlat (kidolgozta: Bojtár Gergely, Szüle Veronika)

Hajlított tartó: feladat Beam 1D végeselemmel

Vasbetonszerkezetek II. Vasbeton lemezek Rugalmas lemezelmélet

3 Technology Ltd Budapest, XI. Hengermalom 14 3/ Végeselem alkalmazások a tűzvédelmi tervezésben

IGAZI, GEORÁCCSAL ERŐSÍTETT HÍDFŐ ELSŐ MAGYARORSZÁGI ALKALMAZÁSA. Tóth Gergő

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

CAD-CAM-CAE Példatár

Acélszerkezetek korszerű tűzvédelmének néhány kérdése

LEHORGONYZÓ CÖLÖPÖKKEL KOMBINÁLT LEMEZALAP FELÚSZÁSVIZSGÁLATA. Berczeli András Dr. Mahler András Dr. Móczár Balázs

Kiöntött síncsatornás felépítmény kialakításának egyes elméleti kérdései

dr. Szepesházi Róbert Az Eurocode-ok végleges bevezetése elé

Tartószerkezetek I. (Vasbeton szilárdságtan)

MUNKAGÖDÖR TERVEZÉSE

MUNKAGÖDÖR TERVEZÉSE

XVII. econ Konferencia és ANSYS Felhasználói Találkozó

Turai Péter 1 Dr. Nagy László 2 Dr. Takács Attila 3

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Geotechnikai Tanszék. Geotechnikai numerikus módszerek MSc képzés. Készítette Czap Zoltán 2012.

Dr. Szabó Bertalan. Hajlított, nyírt öszvértartók tervezése az Eurocode-dal összhangban

A II. III. Dokumentumok a tervezést, illetve a geotechnikai és tartószerkezeti tervezők ajánlatadását, tervezői munkáját segíti.

Fémtechnológiák Fémek képlékeny alakítása 1. Mechanikai alapfogalmak, anyagszerkezeti változások

5. Talajdinamika. -talajparaméterek -helyettesítő lineáris modell -laboratóriumi mérések -helyszíni mérések

FELADAT LEÍRÁSA MEGOLDÁS ANSYS-BAN

Átírás:

GEOTECHNIKAI TERVEZÉS II. LGM_SE012_2 se.sze.hu Szilvágyi Zsolt szilvagyi@sze.hu

TÉMAKÖRÖK 2 1. Geotechnikai VEM modellezés SzZs 2. Munkatérhatárolás modellezése szoftverekkel SzR ZH: munkatérhatárolás + VEM Házi kiadás 3. HF konzultáció SzR+SzZs

4

6 1. Geotechnikai VEM modellezés -VEM alapelv -elemek -anyagmodellek -modellezés folyamata -verifikáció -validáció

A VEM alapelve A talajt és szerkezeteket folytonos közeg helyett véges számú felülettel, vagy térelemmel modellezzük. Az elemek mechanikailag csak az elemek kitüntetett csomópontjaiban érintkeznek. Csak a csomópontok mechanikai jellemzőit (feszültségeket, alakváltozásokat, elmozdulásokat) számítjuk az egyensúlyi, fizikai és geometriai egyenletek alapján (gyakran munka és energiatételek formájában). A statikai és geometriai peremfeltételek (terhek, elmozdulások) figyelembevételével számítjuk a csomópontok elmozdulásait, majd egyéb mechanikai jellemzőit (alakváltozás, feszültség). Az elemek belső pontjainak mechanikai jellemzőit a csomópontok jellemzőiből egyszerű függvényekkel számítjuk (lineáris kombináció). Az így kapott eredmények közelítőek (az elemméret csökkenésével nő a pontosság), de lényegében tetszőlegesen bonyolult peremfeltételekre és anyagmodellekkel is adható megoldás.

Feszültségi állapot X A X Y A Z A Y ZX Z ZY Z Y YZ A YX XY XZ X

Mechanikai állapotjellemzők és egyenletek 3 normál- és 3 nyíró-feszültség a hasáb oldalain egyensúlyi egyenletek qi ui geometriai egyenletek x y z xy yz zx 3 fajlagos nyúlás és 3 szögtorzulás a hasáb deformációi i fizikai egyenletek i x y z xy yz zx 3 eltolódás a pont elmozdulásvektorának komponensei u x u y u z.

3 egyensúlyi egyenlet d dz z d dx zx d zy dy g 6 geometriai egyenlet duz dz 6 fizikai egyenlet z ε z 1 E σ z μ σ x σ y

Bevezetés Végeselem módszer alkalmazása az építőmérnöki szakterületeken magasépítés, mélyépítés Komplex feladat Geometria Anyagmodellek Hatások (víz, időbeliség) Adatbevitel Kezelhetőség Kiértékelés Legelterjedtebb geotechnikai VEM szoftverek: Plaxis, Midas, Sofistik, Geo 5 (Magyarországon)

12 Midas GTS NX

Alkalmazási területek Feszültségek alakváltozások meghatározása a talajban Igénybevételek meghatározása mélyépítési szerkezetekben Állékonyságvizsgálat Konszolidációszámítás Dinamikai számítások Szivárgásszámítás

Végeselemes számítás menete Diszkretizáció geometriai modell előállítása Anyagtulajdonságok megadása Peremfeltételek felvétele Végeselemes háló előállítása Kezdeti feszültségállapot definiálása Számítási fázisok megadása valós építési fázisok Számítás

Általános modellezési kérdések Csomópont: minden lényeges helyre kerül Geometriai sajátosságok Koncentrált terhek Támaszok Szerkezeti elemek Vonal: geometria határai, belső határvonalak Réteghatár Munkagödör széle Kiemelési szintek Felület: megadott záródó vonalak között

Elemtípusok y p(x, y) y p(x, y) y

Anyagmodellek - Talaj Linear elastic lineárisan rugalmas Hooke törvény s Modellparaméterek: E n rugalmassági modulus Poisson tényező Talajok viselkedését nem képes valósághűen modellezni, de alkalmas: Merev szerkezetek vagy alapkőzet modellezésére Alacsony terhelési szint modellezésére e

Anyagmodellek - Talaj Mohr Coulomb modell Lineárisan rugalmas, tökéletesen képlékeny Modellparaméterek: E n f c y rugalmassági modulus Poisson tényező belső súrlódási szög kohézió dilatációs szög Közelítő számításokhoz (E(z), c(z)) Állékonyságvizsgálathoz s ep e

Anyagmodellek - Talaj Hardening Soil Felkeményedő modell Modellparaméterek: f,c,y E50 ES EUR merevségi húrmodulus összenyomódási modulus újraterhelési modulus

Anyagmodellek - Talaj Advanced material models Hardening Soil (HS) felkeményedő HS small felkeményedő, kis terhelési szintek Soft soil puha Jointed rock szikla User defined kutatás

Plaxis Soil Test modul 21 http://kb.plaxis.com/videos/plaxis-soiltest-triaxial

Anyagok Határfelületi elem Fal Talajszilárdság mobilzálódási aránya Hajlítási és normálmerevség nyomatéki és nyomó teherbírással Geotextília Nyúlási merevség szakítószilárdsággal Horgony Normálmerevség szakítószilárdsággal

23 Határfelületi elem - interface

Kezdeti feszültségállapot Nyugalmi függőleges és vízszintes feszültségek (K0 procedure Jáky) Előterheltség (OCR) Talajvízszint, áramlási peremfeltételek Hatékony és semleges feszültségek számítása

Számítási fázisok Plastic / consolidation / phi-c reduction / dynamic statikus számítás / konszolidáció / állékonyságvizsgálat / dinamikus számítás Építési fázisokhoz igazodva Felületek, elemek aktiválása / deaktiválása Anyagtulajdonságok változtatása Talajvízszint változtatása Pihentetés Erő elmozdulás diagramokhoz referenciapont megadása

26 Számítási fázisok kezdeti fesz.

27 Számítási fázisok -alapozás

28 Számítási fázisok szerkezet+terhelés

Számítás - eredmények Egyensúlyi állapot Nincs egyensúly Valós fizikai ok: talajtörés, rézsűcsúszás Numerikus számítási probléma Kiértékelés körültekintő, megalapozott

30 VEM háló rézsűáll.

31 Csúszólap incremental displ.

32 VEM háló - munkatérhatárolás

33

34 Teljes elmozdulások

35 Nyomatéki ábra

36 Pórusvíznyomás-többlet

37 Pórusvíznyomás-többlet

38 Pórusvíznyomás-többlet

Eredmények megjelenítése Talaj Feszültségek Teljes, hatékony, semleges, főfeszültségek, képlékeny zóna, pórusvíznyomás-többlet, talajvíz áramlási kép Alakváltozások Deformált háló, teljes elmozdulások, elmozdulásváltozások, alakváltozások Szerkezetek Elmozdulások, alakváltozások, feszültségek Rézsűállékonyság Biztonság, csúszólap

Modellezés folyamata 40 Valóság Modell Koncepcionális modell VALIDÁCIÓ Matematikai modell Numerikus modell VERIFIKÁCIÓ Számítási modell Brinkgreve, Engin 2013

Eltérések okai 41 A) Egyszerűsítések Geometriai Modellhatár/modellméret felvétele Anyagi viselkedés Építési folyamat B) Modellezési hibák Input hiba VEM háló hiba Peremfeltételek Tolerancia/hibahatár Teoretikus korlátok (pl. kis alakváltozások elmélete)

VEM háló 42 100 m 100 m

Eltérések okai 43 C) Anyagmodell Drénezetlen viselkedés Telítettlenség Képlékeny viselkedés felpuhulás/felkeményedés D) Bizonytalanságok Talajkörnyezet Térbeli változékonyság Különleges hatások földrengés, árvíz Tervezett és épített állapot eltérései

Bizonytalanságok kezelése 44 Globális biztonság (szabvány) Osztott biztonsági tényezős eljárás Valószínűségi elméleten alapuló tervezés Paramétertanulmány

Eltérések okai 45 E) Szoftver/Hardver Programozás Iterációs eljárás F) Eredmények értelmezése Biztonsági tényező értelmezése Szerkezeti egyszerűsítések Részletbeli hiba (3D modell) Felkészületlenség, tájékozatlanság (anyagmodell, elem, stb.)

Domain size: 440 m x 320 m x 75 m No of elements: 603.187 Type of elements: Quadratic No of nodes: 857.608 D.O.F.: 2.572.824 Code: ABAQUS V6.7 46

47

48

Verifikáció 49 Számítási modell ismert eredmények Analitikus megoldások (rugalmasságtan, képlékenységtan, anyagmodellek, dinamikus problémák, talajtörés, áramlás stb). Határegyensúlyi modellek (talajtörés, rézsűáll.) Benchmarking (mintapéldák) Szoftver fejlesztő mintapéldái

Validáció 50 A) Anyagmodell B) Modellméret C) Kezdeti feltételek D) Eredmények E) Benchmarking (mintapéldák)

Validáció 51 A) Anyagmodell Soil test modul: labor méréssel összehasonlítás Merevség, szilárdság függ: Feszültségszint Alakváltozásszint (hézagtényező) Terhelési pálya Paraméter érzékenység vizsgálat Eredmények körültekintő értékelése Feszültségmező Elmozdulások Pórusvíznyomás Tönkremeneteli mechanizmus (csúszólap) becslés!

Validáció 52 B) Modellméret Kezdeti feszültségek Terhelés környezetében Állékonyságvizsgálat Szivárgásvizsgálat

Peremfeltételek hatása 50 m 53

Modellméret hatása 54 300 m Szepesházi R: Árvízvédelmi töltések méretezése Plaxis szoftverrel EC7 szerint 2013

Modellméret felvétele 55 Stabilitásvizsgálat Elmozdulás számítása Drénezett Elmozdulás számítása Drénezetlen Dinamikus vizsgálat

Modellméret felvétele - síkalap 56

Modellméret felvétele - munkatér 57

58 Modellméret felvétele - töltés

Modellméret felvétele - alagút 59

Validáció 60 C) Kezdeti feltételek Előterheltség (OCR) Pórusvíznyomás (u, Du) Feszültségszint (s 0 ) Tömörség (e) Drénezett/drénezetlen viselkedés (terhelés sebessége, S r )

Validáció 61 D) Eredmények (pontossága) Hálóméret Összevetés monitoring mérésekkel Összevetés tapasztalati értékekkel Összevetés egyszerűsített modellek eredményeivel Összevetés más szoftver eredményeivel

Validáció 62 E) Benchmarking (mintapéldák) Szoftver igazolása Felhasználó gyakorlottság Anyagmodell használat Modell korlátainak felismerése

Házi feladat 63 Egy megadott talajadottságokkal és geometriával bíró résfalas vagy szádfalas, szükség szerint kitámasztott vagy hátrahorgonyzott munkatérhatárolást kell megtervezni az Eurocode 7 elveit követve. Hidraulikailag és statikailag is ellenőrizni kell a megoldást igazolva minden határállapot elkerülését. Modellezni kell a szerkezetet a GEO5 és a Plaxis szoftverrel is, s össze kell vetni az eredményeket a tapasztalatokkal. Be kell mutatni, miért választották az adott megoldást, mik annak az előnyei és a kockázatai. Értelmezni kell a futtatási eredményeket, s be kell mutatni a választott szerkezeti elemek megfelelőségét, illetve az általános állékonyságot.

64 Irodalom Szepesházi R: Mozgások mély munkagödrök mentén Szepesházi R: A HS talajmodell Bojtár I, Gáspár Zs: Végeselemmódszer építőmérnököknek, Terc 2003 Páczelt I., Scharle P.: A végeselem módszer a kontinuummechanikában, Műszaki Könyvkiadó 1987 R Brinkgreve: Plaxis user s manual, Plaxis BV 2015 Midas GTS NX User manual, 2015 D M Potts, L Zdravkovic: Finite element analysis in geotechnical engineering Vol. 1-2., Thomas Telford 1999 D V Hutton: Fundamentals of finite element analysis, McGraw Hill 2004 Bringkgreve RBJ, Engin E: Validation of geotechnical finite element analysis http://www.plaxis.nl/plaxis2d/manuals/ http://www.plaxis.nl/bulletin/ https://www.youtube.com/user/plaxistv https://www.youtube.com/user/midasgtsnx