View
19
Download
1
Category
Preview:
DESCRIPTION
Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005 Úloha 03/303/05-03. Názov úlohy I.V.: SPOĽAHLIVOSŤ OCEĽOVÝCH A SPRIAHNUTÝCH OCEĽOBETÓNOVÝCH MOSTNÝCH KONŠTRUKCIÍ. Úvod. Čiastkový problém: SPOĽAHLIVOSŤ SPRIAHNUTÝCH OCEĽOBETÓNOVÝCH MOSTOV. prof. Ing. Ján BUJŇÁK, CSc. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Úvod
Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005
Úloha 03/303/05-03Úloha 03/303/05-03
K SK MK SK M
Názov úlohy I.V.: Názov úlohy I.V.:
SPOĽAHLIVOSŤ OCEĽOVÝCH A SPRIAHNUTÝCH SPOĽAHLIVOSŤ OCEĽOVÝCH A SPRIAHNUTÝCH OCEĽOBETÓNOVÝCH MOSTNÝCH KONŠTRUKCIÍOCEĽOBETÓNOVÝCH MOSTNÝCH KONŠTRUKCIÍ
Čiastkový problém:Čiastkový problém:
SPOĽAHLIVOSŤ SPRIAHNUTÝCH OCEĽOBETÓNOVÝCH MOSTOVSPOĽAHLIVOSŤ SPRIAHNUTÝCH OCEĽOBETÓNOVÝCH MOSTOV
•sumarizácia a publikovanie výsledkov sumarizácia a publikovanie výsledkov minuloročného výskumuminuloročného výskumu
•vplyv zvislého šmyku na celkovú deformáciu vplyv zvislého šmyku na celkovú deformáciu spriahnutého nosníkaspriahnutého nosníka
•modelovanie skutočného pôsobenia mostov modelovanie skutočného pôsobenia mostov so zabetónovanými oceľovými nosníkmiso zabetónovanými oceľovými nosníkmi
prof. Ing. Ján BUJŇÁK, CSc.prof. Ing. Ján BUJŇÁK, CSc.
Ing. Jaroslav ODROBIŇÁK, PhD. Ing. Jaroslav ODROBIŇÁK, PhD.
Ing. Ján BUJŇÁKIng. Ján BUJŇÁK
Ing. Ivana CHABANOVÁIng. Ivana CHABANOVÁ
Ing. Miroslav BRODŇANIng. Miroslav BRODŇAN
Juraj DODOKJuraj DODOK
Alena MICHULKOVÁAlena MICHULKOVÁ
OCEĽOBETÓNOVÉ MOSTY:OCEĽOBETÓNOVÉ MOSTY: ▪▪ AAzz ≈ ≈ A Aw w ??????
▪▪ vplyv šmyku na priehyb ???vplyv šmyku na priehyb ???
▪▪ MKP – 1D KP - komerčné programy - rozdielyMKP – 1D KP - komerčné programy - rozdiely
7030
0
100024002600
100
40x40-70
800
IPE 300 - 2600
150325 325
1000400
70
100
300
REINFORCED CONCRETE
Modely ŽilinaModely Žilina
OCEĽOVÉ TRÁMOVÉ MOSTY:OCEĽOVÉ TRÁMOVÉ MOSTY: ▪▪ AAzz ≈ ≈ A Aww
▪▪ vplyv šmyku na priehyb vplyv šmyku na priehyb VV ≤ ≤ 10 %10 %
▪▪ MKP – pomerne presný výpočet aj pri 1D KPMKP – pomerne presný výpočet aj pri 1D KP
35001300
330
P 10x100100
500
850
P 12x300
P 20x200100
330
250850250
Modely KrakovModely Krakov
OCEĽOBETÓNOVÉ TRÁMY – EXPERIMENT – DOSKA V ŤAHU:OCEĽOBETÓNOVÉ TRÁMY – EXPERIMENT – DOSKA V ŤAHU:
▪▪ vplyv šmyku na priehyb vplyv šmyku na priehyb VV = 12 - 30 % = 12 - 30 %
Štúdia – motiváciaVPLYV ZVISLÉHO ŠMYKU V SPRIAHNUTOM OCEĽOBETÓNOVOM VPLYV ZVISLÉHO ŠMYKU V SPRIAHNUTOM OCEĽOBETÓNOVOM
TRÁME NA JEHO DEFORMÁCIETRÁME NA JEHO DEFORMÁCIE
Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005
Úloha 03/303/05-03Úloha 03/303/05-03
K SK MK SK M
Štúdia – zvislý šmykŠtúdia – zvislý šmyk ZabetónovanéZabetónované nosníkynosníky Ďalší výskumĎalší výskum
y z
za y a z
M (x) V (x)(x)
E I (x) G A (x)
Štúdia – opis 1
MATERIÁLMATERIÁL- oceľ S355- oceľ S355- betón C35/40- betón C35/40
ZAŤAŽENIEZAŤAŽENIE- stále- stále- občasné dlhodobé- občasné dlhodobé- občasné krátkodobé – ZZ I- občasné krátkodobé – ZZ I
Schéma riešenej mostnej konštrukcieSchéma riešenej mostnej konštrukcie
PARAMETRICKÁ ŠTÚDIAPARAMETRICKÁ ŠTÚDIA
Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005
Úloha 03/303/05-03Úloha 03/303/05-03
K SK MK SK M
Štúdia – zvislý šmykŠtúdia – zvislý šmyk ZabetónovanéZabetónované nosníkynosníky Ďalší výskumĎalší výskum
Rozpätie:Rozpätie: L = 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 mL = 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 m
Výška nosníka:Výška nosníka: h = 1/16 L, 1/18 L, 1/20 L, 1/22 L, 1/24 Lh = 1/16 L, 1/18 L, 1/20 L, 1/22 L, 1/24 L
Hrúbka steny:Hrúbka steny: ttww = 0,009 + 0,003 h = 0,009 + 0,003 hww ... pre h = 1/16 L, 1/18 L, 1/20 L ... pre h = 1/16 L, 1/18 L, 1/20 L
ttww = 0,008 + 0,003 h = 0,008 + 0,003 hww ... pre h = 1/22 L, 1/24 L ... pre h = 1/22 L, 1/24 L
Pásnice:Pásnice: ttf1f1xbxbf1f1 a t a tf2f2xbxbf2f2 ... navrhnuté na ... navrhnuté na
MSÚMSÚ – – overenie plastickej únosnosti spriahnutého prierezu, overenie plastickej únosnosti spriahnutého prierezu, využitie na 70%využitie na 70%
– – posúdenie v štádiu betonáže dosky bez medziľahlého posúdenie v štádiu betonáže dosky bez medziľahlého podopretia tak aby napätia nepresiahli 75% fpodopretia tak aby napätia nepresiahli 75% fydyd
MSPMSP – – obmedzenie napätí pri prevádzkovom zaťažení (pružné obmedzenie napätí pri prevádzkovom zaťažení (pružné pôsobenie) vrátane reológie betónupôsobenie) vrátane reológie betónu
– – overenie priehybu pri prevádzkovom zaťaženíoverenie priehybu pri prevádzkovom zaťažení
Celkovo 42 mostov – 42 typov spriahnutých nosníkovCelkovo 42 mostov – 42 typov spriahnutých nosníkov
Štúdia – opis 2
Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005
Úloha 03/303/05-03Úloha 03/303/05-03
K SK MK SK M
Štúdia – zvislý šmykŠtúdia – zvislý šmyk ZabetónovanéZabetónované nosníkynosníky Ďalší výskumĎalší výskum
NUMERICKÝ VÝPOČTOVÝ 3D MODEL – ANSYSNUMERICKÝ VÝPOČTOVÝ 3D MODEL – ANSYS
▪ ▪ Parametrické zadávanie geometrie (42 nosníkov)Parametrické zadávanie geometrie (42 nosníkov)
▪ ▪ Konečné prvky Konečné prvky Doska Doska – – 8 bodové 3D 8 bodové 3D – – SOLID65 (teleso) SOLID65 (teleso) PásnicePásnice – – 8 bodové 3D 8 bodové 3D – – SOLID45 (teleso)SOLID45 (teleso)
StenaStena – – 4 bodové 2D 4 bodové 2D – – SHELL63 (škrupina)SHELL63 (škrupina)
▪ ▪ Lineárna statická analýza s vplyvom šmyku na deformácieLineárna statická analýza s vplyvom šmyku na deformácie
Štúdia - ANSYS
▪ ▪ Dva zaťažovacie stavyDva zaťažovacie stavy
kNkN..mm-2-2
kNkN
Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005
Úloha 03/303/05-03Úloha 03/303/05-03
K SK MK SK M
Štúdia – zvislý šmykŠtúdia – zvislý šmyk ZabetónovanéZabetónované nosníkynosníky Ďalší výskumĎalší výskum
Štúdia - grafy
4%
5%
6%
7%
8%
9%
20 25 30 35 40 45 50
hw = L/16 hw = L/22
hw = L/18 hw = L/24
hw = L/20 hw = L/26
L [m]
5%
6%
7%
8%
9%
10%
20 25 30 35 40 45 50
hw = L/16 hw = L/22
hw = L/18 hw = L/24
hw = L/20 hw = L/26
L [m]
z,ANSYS z,M
z,M
Vplyv šmyku
k [%] 100%
Plošné rovnomerné zaťaženiePlošné rovnomerné zaťaženie
Osamelá sila uprostredOsamelá sila uprostred
,qk 1,099 0,00105 L
,Fk 1,107 0,00106 L
Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005
Úloha 03/303/05-03Úloha 03/303/05-03
K SK MK SK M
Štúdia – zvislý šmykŠtúdia – zvislý šmyk ZabetónovanéZabetónované nosníkynosníky Ďalší výskumĎalší výskum
Štúdia - tabuľka
Nadhodnotenie priehybu, ak sa za ANadhodnotenie priehybu, ak sa za Azz dosadí plocha steny A dosadí plocha steny Aww
20 25 30 35 40 45 50hw = L/16 0,13% -0,19% -0,33% -0,38% -0,38% -0,37% -0,33%
hw = L/18 0,79% 0,31% 0,07% 0,00% -0,05% -0,07% -0,03%
hw = L/20 1,29% 0,72% 0,46% 0,40% 0,30% 0,25% 0,26%
hw = L/22 1,53% 1,10% 0,77% 0,60% 0,57% 0,49% 0,52%
hw = L/24 1,91% 1,37% 1,01% 0,94% 0,82% 0,72% 0,74%
hw = L/26 2,53% 1,72% 1,42% 1,21% 1,04% 0,97% 1,07%
hw = L/16 11,10% 9,05% 7,89% 7,10% 6,31% 5,99% 5,56%
hw = L/18 13,07% 10,58% 9,04% 8,19% 7,12% 6,18% 6,15%
hw = L/20 13,91% 11,20% 9,73% 9,50% 8,27% 7,21% 6,70%
hw = L/22 13,41% 11,96% 10,33% 9,23% 8,75% 7,63% 7,15%
hw = L/24 14,12% 12,46% 10,76% 10,50% 9,21% 8,03% 7,91%
hw = L/26 16,11% 12,98% 12,19% 10,96% 9,52% 8,90% 8,35%
Rozpätie L [m]Percentuálny rozdiel v priehybe ak Az = Aw
g
F
z,M
Vz,
AN
SY
S
z,A
NS
YS
100%
Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005
Úloha 03/303/05-03Úloha 03/303/05-03
K SK MK SK M
Štúdia – zvislý šmykŠtúdia – zvislý šmyk ZabetónovanéZabetónované nosníkynosníky Ďalší výskumĎalší výskum
Štúdia – závery
►► vplyv zvislého šmyku na priehyb spriahnutých mostných trámov vplyv zvislého šmyku na priehyb spriahnutých mostných trámov VV ≤ ≤ 10 %, 10 %,
vv kontexte reálnejšieho vystihnutia skutočného správania sa mostov je však kontexte reálnejšieho vystihnutia skutočného správania sa mostov je však jeho zohľadnenie žiaducejeho zohľadnenie žiaduce
►► dosadením plochy steny Adosadením plochy steny Aww za A za Avv do výpočtu priehybu sa získajú priehyby do výpočtu priehybu sa získajú priehyby
- do rovnomerného zaťaženia – skoro presné- do rovnomerného zaťaženia – skoro presné
- od osamelej sily – nadhodnotené o 5 až 16 %- od osamelej sily – nadhodnotené o 5 až 16 %
►► sskoro lineárna závislosť medzi percentuálnym vplyvom šmyku na priehyb a koro lineárna závislosť medzi percentuálnym vplyvom šmyku na priehyb a rozpätím prostého spriahnutého nosníkarozpätím prostého spriahnutého nosníka
- koeficient vplyvu šmyku bez znalosti plochy A- koeficient vplyvu šmyku bez znalosti plochy Azz
- výsledný priehyb ako násobok priehybu od momentu- výsledný priehyb ako násobok priehybu od momentu
►► pri použití prútovej náhrady konštrukcie mosta (rošt) pri globálnej analýze v pri použití prútovej náhrady konštrukcie mosta (rošt) pri globálnej analýze v programe na báze MKP – pozor na plochu Aprograme na báze MKP – pozor na plochu Azz!!
z z,Mk k 1,1 0,001 L
Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005
Úloha 03/303/05-03Úloha 03/303/05-03
K SK MK SK M
Štúdia – zvislý šmykŠtúdia – zvislý šmyk ZabetónovanéZabetónované nosníkynosníky Ďalší výskumĎalší výskum
Zabet. nosníky – experiment
Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005
Úloha 03/303/05-03Úloha 03/303/05-03
K SK MK SK M
Štúdia – zvislý šmykŠtúdia – zvislý šmyk ZabetónovanéZabetónované nosníky nosníky Ďalší výskumĎalší výskum
MODELOVANIE SKUTOČNÉHO PÔSOBENIA MOSTOV MODELOVANIE SKUTOČNÉHO PÔSOBENIA MOSTOV SO ZABETÓNOVANÝMI OCEĽOVÝMI NOSNÍKMISO ZABETÓNOVANÝMI OCEĽOVÝMI NOSNÍKMI
Zaznamenávali sa:Zaznamenávali sa: - - pomerné pretvorenia pomocou tenzomentrov nalepené na oceľový pomerné pretvorenia pomocou tenzomentrov nalepené na oceľový nosník pred betonážou doskynosník pred betonážou dosky
-- priehyby nosníkov v strede a v štvrtinách rozpätiapriehyby nosníkov v strede a v štvrtinách rozpätia -- preklz na styku nosníkov s betónovou doskoupreklz na styku nosníkov s betónovou doskou na koncoch trámov na koncoch trámov
V MINULOSTI V MINULOSTI REALIZOVANÉ REALIZOVANÉ EXPERIMENTÁLNE EXPERIMENTÁLNE MERANIAMERANIA
Zabet. nosníky – ANSYS
Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005
Úloha 03/303/05-03Úloha 03/303/05-03
K SK MK SK M
Štúdia – zvislý šmykŠtúdia – zvislý šmyk ZabetónovanéZabetónované nosníky nosníky Ďalší výskumĎalší výskum
- 3D priestorové konečné - 3D priestorové konečné prvkyprvky
- Lineárne pracovné - Lineárne pracovné diagramydiagramy
- Problémy s diskretizáciou- Problémy s diskretizáciou
- Časová náročnosť výpočtu- Časová náročnosť výpočtu
NUMERICÝ MODEL NUMERICÝ MODEL EXPERIMENTUEXPERIMENTU
Zabet. nosníky – výsledky
Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005
Úloha 03/303/05-03Úloha 03/303/05-03
K SK MK SK M
Štúdia – zvislý šmykŠtúdia – zvislý šmyk ZabetónovanéZabetónované nosníky nosníky Ďalší výskumĎalší výskum
Lineárny pružný modelLineárny pružný model
Zabet. nosníky – nelinerity
Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005
Úloha 03/303/05-03Úloha 03/303/05-03
K SK MK SK M
Štúdia – zvislý šmykŠtúdia – zvislý šmyk ZabetónovanéZabetónované nosníky nosníky Ďalší výskumĎalší výskum
Nelineárny model – v štádiu rozpracovaniaNelineárny model – v štádiu rozpracovania
DôrazDôraz na nelineárnu analýzu spolupôsobenia betónu s povrchom zabetónovaných na nelineárnu analýzu spolupôsobenia betónu s povrchom zabetónovaných oceľových prierezov - možnosť zníženia súdržnosti ocele s betónom vplyvom oceľových prierezov - možnosť zníženia súdržnosti ocele s betónom vplyvom korozívnych procesov v oceli – využije sa modelovanie korozívnych procesov v oceli – využije sa modelovanie kontaktných plôchkontaktných plôch a treniaa trenia v ANSYS-e.v ANSYS-e.
- nelineárny výpočet (inkrementálny)- nelineárny výpočet (inkrementálny)
- nelineárne pracovné diagramy materiálov- nelineárne pracovné diagramy materiálov
- vznik trhlín v betóne - vznik trhlín v betóne
- ťahové spevnenie betónu medzi trhlinami- ťahové spevnenie betónu medzi trhlinami
E E E
A B
C cuc
ckf cu
E
ctkf
ctkmct
Etst
ct
a) b)
E E E
A B
C cuc
ckf cu
E
ctkf
ctkmct
Etst
ct
a) b)
fyA
B D
C
E
E
0
B
E
E
0
d eld pl
d
d
= d el+ d pld
a) b)
fyA
B D
C
E
E
0
B
E
E
0
d eld pl
d
d
= d el+ d pld
a) b)
Ďalší výskumĎALŠÍ VÝSKUMĎALŠÍ VÝSKUM
Plánované experimentálne merania na reálnych mostných objektochPlánované experimentálne merania na reálnych mostných objektoch
- merania na železničných doskových mostoch so zabetónovanými nosníkmi - merania na železničných doskových mostoch so zabetónovanými nosníkmi
- merania na trámových cestných spriahnutých oceľobetónových mostoch- merania na trámových cestných spriahnutých oceľobetónových mostoch
1. meranie už prebehlo - tenzometria, priehyby, preklz1. meranie už prebehlo - tenzometria, priehyby, preklz
Experimentálne merania modelov zabetónovaných nosníkov v laboratóriuExperimentálne merania modelov zabetónovaných nosníkov v laboratóriu
Nelineárne analýzy, citlivostné a parametrické štúdieNelineárne analýzy, citlivostné a parametrické štúdie
Kvantifikácia ďalších vplyvov ovplyvňujúcich ohybové pôsobenie spriahnutých Kvantifikácia ďalších vplyvov ovplyvňujúcich ohybové pôsobenie spriahnutých
nosníkovnosníkov
Štúdia – zvislý šmykŠtúdia – zvislý šmyk ZabetónovanéZabetónované nosníkynosníky Ďalší výskumĎalší výskum
Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005Inštitucionálny výskum KSKM za rok 2005
Úloha 03/303/05-03Úloha 03/303/05-03
K SK MK SK M
Recommended