Analiza nosilnosti prostorskih okvirnih konstrukcij z upoštevanjem materialnih in geometrijskih nepopolnosti

Urban Rodman (2009) Analiza nosilnosti prostorskih okvirnih konstrukcij z upoštevanjem materialnih in geometrijskih nepopolnosti. Doktorska disertacija.

Predogled

PDF Prenos (6Mb)

Povzetek

V doktorski disertaciji predstavljamo računski postopek za analizo togosti, duktilnosti, nosilnosti in postkritične nosilnosti materialno nelinearnih prostorskih okvirjev. Podrobno se ukvarjamo z vplivom materialnih in geometrijskih nepopolnosti okvirjev na njihovo nosilnost. Upoštevali smo razpokanost elementov, vzdolžno delaminiranost stebrov in nosilcev in nepopolnost stika med lamelami. Teoretično ozadje disertacije je razdeljeno na štiri dele. V prvem delu implementiramo metodo ločne dolžine. Tako omogočimo sledenje obtežno-deformacijskim potem z numerično učinkovitimi končnimi elementi pros- torskih nosilcev, ki so se izkazali za uspešne tudi pri materialno nelinearnih konstrukcijah. Robustnost osnovnega elementa je bila pri sledenju potem ohranjena z doslednim upoštevanjem nelinearnosti kon- figuracijskega prostora zasukov in z njim povezanih rotacijskih deformacij. Določanje kritičnih točk zajema drugi del disertacije, kjer se v kritičnih točkah ukvarjamo z njihovo klasifikacijo in iskanjem nadaljnjih poti. Analiziramo lahko pojave kot so uklon v ravnini, bočna zvrnitev ravnih in ukrivl- jenih nosilcev, torzijska nestabilnost konstrukcij in kombinacije teh pojavov. Uklon elementov pride še posebej do izraza pri konstrukcijah z začetnimi nepopolnostmi. Numerična formulacija je zasnovana tako, da lahko upoštevamo različne geometrijske in materialne nepopolnosti. Z vzdolžno razpokanos- tjo elementov - delaminacijami se ukvarjamo v tretjem delu. Nepopolnost v smislu delaminacije ele- menta modeliramo z več elementi ob upoštevanju ustreznih robnih pogojev. Izpeljemo tudi analitično rešitev kritičnih sil ravninskih delaminiranih konstrukcij ob upoštevanju strižnega vpliva ter pokažemo popolno ujemanje numeričnih in analitičnih rešitev. V zadnjem delu disertacije obravnavamo kontakt med posameznimi lamelami linijskih elementov. Konstitucijski zakon stika med lamelami modeli- ramo s prostorskimi nelinearnimi vzmetmi. Tako poleg rešitve problema prekrivanja lamela delamini- ranih elementov omogočimo natančno modeliranje prostorskih kompozitnih konstrukcij. Vsako poglavje disertacije vsebuje številne numerične primere, s katerimi preverimo ustreznost vgrajenih algoritmov. Povzamemo referenčne primere iz literature, prikazujemo pa tudi naše lastne, ki prikazujejo zmogljivost našega postopka tudi za zelo zahtevne začetne geometrije konstrukcij in nelinearen material. Nalogo zaključimo s tremi obsežnimi numeričnimi študijami: nosilnosti lesenih krožnih lokov, analize z jeklen- imi ploščami ojačanih armiranobetonskih nosilcev ob prisotnosti delaminacije in analize kompozitnega lesenega nosilca. VIII

Akcije (potrebna je prijava)