Application of the generalized nonlinear constitutive law in numerical analysis of hollow-core slabs
Type
Journal article
Language
English
Date issued
2022
Author
Faculty
Wydział Inżynierii Środowiska i Inżynierii Mechanicznej
Journal
Archives of Civil Engineering
ISSN
1230-2945
Volume
68
Number
2
Pages from-to
125-145
Abstract (PL)
Nieliniowa analiza kanałowych płyt stropowych wymaga zastosowania zaawansowanych technik numerycznych, odpowiednich modeli konstytutywnych zarówno dla betonu jak i stali oraz koniecznosci posiadania odpowiednich umiejetnosci obliczeniowych.Wprzypadku nieliniowych analiz nalezy wziac pod uwage równiez sprezenie, pekanie, rysy, zmiekczenie materiału itp., co powoduje ze zadanie obliczeniowe moze znacznie przekroczyc mozliwosci zwykłego inzyniera. W celu wykonania obliczen w tradycyjnym biurze projektowym potrzebne sa uproszczone metody obliczen. Najlepiej w oparciu o liniowa metode elementów skonczonych (MES) z prostym podejsciem uwzgledniajacym nieliniowosci materiałowe. W artykule przedstawiono uproszczona analize kanałowych płyt w oparciu o uogólnione prawo konstytutywne.Wproponowanej metodzie prosty rozkład tradycyjnej iteracyjnej liniowej analizy elementów skonczonych oraz nieliniowej analizy algebraicznej przekroju poprzecznego płyty. Poprzez niezalezna analize przekroju płyty w róznych stanach odkształcenia, mozna uzyskac zdegradowana sztywnosc płyty, co pozwala na iteracyjna aktualizacje przemieszczen oraz obrotów w wezłach modelu MES. To z kolei pozwala zaktualizowac stan deformacji, a nastepnie
skorygowac translacje i obroty w wezach jeszcze raz. Proponowana tutaj metoda ma zastosowanie do analizy betonu zbrojonego ciegnami oraz sprezonych płyt kanałowych. Wyniki uzyskane z pełnego szczegółowego nieliniowego modelu 3D MES oraz z proponowanego podejscia sa porównywane dla róznych przekrojów płyt. Uzyskane wyniki daja dobra zbieznosc.
skorygowac translacje i obroty w wezach jeszcze raz. Proponowana tutaj metoda ma zastosowanie do analizy betonu zbrojonego ciegnami oraz sprezonych płyt kanałowych. Wyniki uzyskane z pełnego szczegółowego nieliniowego modelu 3D MES oraz z proponowanego podejscia sa porównywane dla róznych przekrojów płyt. Uzyskane wyniki daja dobra zbieznosc.
Abstract (EN)
The non-linear analysis of hollow-core concrete slabs requires the use of advanced numerical techniques, proper constitutive models both for concrete and steel as well as particular computational skills. If prestressing, cracking, crack opening, material softening, etc. are also to be taken into account, then the computational task can far exceed the capabilities of an ordinary engineer. In order for the calculations to be carried out in a traditional design office, simplified calculation methods are needed. They should be based on the linear finite element (FE) method with a simple approach that takes into account material nonlinearities. In this paper the simplified analysis of hollow-core slabs based on the generalized nonlinear constitutive law is presented. In the proposed method a simple decomposition of the traditional iterative linear finite element analysis and the non-linear algebraic analysis of the plate cross-section is used. Through independent analysis of the plate cross-section in different deformation states, a degraded plate stiffness can be obtained, which allows for iterative update of displacements and rotations in the nodes of the FE model. Which in turn allows to update the deformation state and then correct translations and rotations in the nodes again. The results obtained from the full detailed 3D nonlinear FEM model and from the proposed approach are compared for different slab cross-sections. The obtained results from both models are consistent.
License
CC-BY-NC-ND - Attribution-NonCommercial-NoDerivatives
CC-BY-NC-ND - Attribution-NonCommercial-NoDerivatives Open access date
June 30, 2022