Расчет цилиндрического резервуара Пример

Этим примером демонстрируется расчет железобетонного цилиндрического резервуара, покоящегося на фундаменте на естественном основании. Цели и задачи примера - показать следующее:

технику расчета цилиндрической оболочки;

задание нагрузок, действующих на оболочку;

вычисление нагрузок, действующих на фундамент;

использование в расчете локальной системы координат.

В примере рассматривается расчет железобетонного резервуара радиусом R = 2 м и высотой H= 3 м, толщина оболочки – d = 15 см. Резервуар имеет днище толщиной

h = 20 см. Расчет производится на нагрузку от внутреннего давления воды.

Этапы и операции

Команда и ее инстру-мент

Ваши действия

Рекомендации и комментарии

14.1.Создание новой задачи

п.1.1

(1.18)

В диалоговом окне «Признак схемы» задайте имя задачи: «Пример14» и признак схемы: «5».

14.2.Создание стенок резервуара

п.1.74

В диалоговом окне «Поверхности вращения» задайте необходимые для генерации цилиндра параметры:

R = 2 м; H = 3 м; n1 = 20; n2 = 9; fi = 900.

Остальные параметры примите по умолчанию.

В силу симметрии рассчитывается четверть конструкции, наложив при этом связи симметрии на плоскости отсечения.

14.3.Создание днища резервуара

В диалоговом окне «Поверхности вращения» активизируйте закладку генерации конуса и задайте параметры:

r = 0 м; R = 2 м; H = 0 м; n1 = 10; n2 = 9;

fi = 900.

14.4.Упаковка схемы

п.1.78

В диалоговом окне «Упаковка схемы» щелкните по кнопке Упаковать.

Этапы и операции

Команда и ее инстру-мент

Ваши действия

Рекомендации и комментарии

14.5.Назначение локальной системы координат узлам расчетной схемы

14.5.1.Отметка всех узлов схемы, за исключением центрального узла днища с № 301

п.1.63,

1.63.1

В диалоговом окне «ПолиФильтр» активизируйте закладку «Фильтр для узлов». После этого активизируйте строку «По номерам узлов» и в активизировавшемся поле введите номера узлов 1 – 300 и щелкните по кнопке Применить.

14.5.2.Назначение локальных осей узлов

п.1.94

В диалоговом окне «Локальные оси узлов» снимите активность с координаты Z2 и щелкните по кнопке Применить.

Таким образом, мы задаем координату точки, от которой будут стремиться местные оси X (координата Z переменна по высоте и поэтому мы снимаем активность с соответствующего окна).

14.6.Задание жесткостей

14.6.1.

п.1.107

Выберите тип сечения «Пластины».

14.6.1.1.Задание параметров сечения «Пластины»

В диалоговом окне «Задание жесткости для пластин» задайте параметры сечения:

- модуль упругости – Е = 3е6 т/м2;

- коэф. Пуассона – V = 0.2;

-толщина плиты – Н = 20 см.

14.6.1.2.Копирова-ние жесткости «1.Пластина Н 20»

В диалоговом окне «Жесткости элементов» выделите строку «1.Пластина Н 20» и щелкните по кнопке Копирование.

14.6.1.3.Изменение параметров сечения «2.Пластина Н 20»

В диалоговом окне «Жесткости элементов» выделите строку «2.Пластина Н 20» и щелкните по кнопке Изменить. В новом окне «Задание жесткости для пластин» задайте новые параметры сечения:

-толщина плиты – Н = 15 см.

14.6.2.Назначение жесткостей

14.6.2.1.

Назначьте текущим тип жесткости «1.Пластина Н 20».

14.6.2.2.Проекция схемы на плоскость XZ

п.1.33

14.6.2.3.

Выделите элементы днища.

14.6.2.4.

Назначьте выделенным элементам текущий тип жесткости.

14.6.2.5.

Назначьте текущим тип жесткости «2.Пластина Н 15».

14.6.2.6.Выделение элементов стенки

п.1.51

Сначала выделите элементы днища, а затем все элементы.

После повторного выделения с элементов днища снимается отметка.

14.6.2.7.

Назначьте выделенным элементам текущий тип жесткости.

14.7.Задание граничных условий

14.7.1.

Выделите все узлы схемы.

14.7.2.Назначение граничных условий в выделенных узлах

п.1.102

Узлы расчетной схемы закрепите по локальным направлениям: Y, UX и UZ.

Эти направления соответствуют связям симметрии на плоскости отсечения.

14.7.3.Изображение изометрической проекции схемы

п.1.32

14.7.4.Положитель-ный поворот схемы вокруг оси Z

п.1.42,

1.42.6

Поворачивайте схему до тех пор, пока не будут отчетливо видны узлы стыковки днища со стенкой.

14.7.5.

Выделите узлы стыковки днища со стенкой.

14.7.6.Назначение граничных условий в выделенных узлах

Узлы стыковки закрепите по направлению Z.

14.8.Задание нагрузок

14.8.1.

Выделите элементы днища.

14.8.2.Задание давления на днище резервуара

п.1.115

В диалоговом окне «Задание нагрузок» активизируйте закладку «Нагрузки на пластины». Затем радио-кнопками укажите систему координат «Глобальная», направление – вдоль оси «Z». Щелчком по кнопке равномерно распределенной нагрузки вызовите диалоговое окно «Параметры местной нагрузки». В этом окне введите интенсивность нагрузки P = 3 тс/м2.

14.8.3.Задание нагрузки на стенки резервуара

Нагрузки назначьте ступенчато по высоте, последовательно выделяя и назначая равномерно распределенную нагрузку на каждый ряд конечных элементов, снизу вверх, по направлению местной оси Z.

1-й ряд - Р = -2.925тс/м2;

2-й - Р = -2.775тс/ м2;

3-й Р = -2.625тс/ м2;

4-й Р = -2.475тс/ м2;

5-й Р = -2.325тс/ м2;

6-й Р = -2.175тс/ м2;

7-й Р = -2.025тс/ м2;

8-й Р = -1.875тс/ м2;

9-й Р = -1.725тс/ м2;

10-й Р = -1.575тс/ м2;

11-й Р = -1.425тс/ м2;

12-й Р = -1.275тс/ м2;

13-й Р = -1.125тс/ м2;

14-й Р = -0.975тс/ м2;

15-й Р = -0.825тс/ м2;

16-й Р = -0.675тс/ м2;

17-й Р = -0.525тс/ м2;

18-й Р = -0.375тс/ м2;

19-й Р = -0.225тс/ м2;

20-й Р = -0.075тс/ м2.

14.9.

Запустите задачу на расчет и перейдите в режим визуализации результатов расчета.

14.10.Вывод изополей деформаций по направлению локальной оси X на деформированной стенке резервуара

14.10.1.

Отметьте все узлы и элементы днища.

14.10.2.Выполнение инверсной фрагментации

п.1.38

Выполните команду Вид ? Инверсная фрагментация.

На экране остаются только невыделенные узлы и элементы (стенка резервуара).

14.10.3.Вывод деформированной схемы

п.1.168

14.10.4.Вывод изополей перемещений по направлению локальной оси X

п.1.176,

1.176.7

14.10.5.Изображе-ние проекции на плоскость YZ

п.1.35

14.10.6.Восстановление первоначального вида схемы

п.1.39

Выполните команду Вид ?

Восстановление конструкции.

14.11.Вывод изополей вертикальных перемещений днища на деформированной схеме

14.11.1.

Отметьте все узлы и элементы днища.

14.11.2.Вывод на экран фрагмента расчетной схемы

п.1.37

Выполните команду Вид ?

Фрагментация.

14.11.3.Вывод изополей перемещений по направлению глобальной оси Z

п.1.176.3

14.11.4.Восстановление первоначального вида схемы

п.1.39

Выполните команду Вид ?

Восстановление конструкции.

14.11.5.Возвраще-ние к исходной схеме

п.1.167

14.12.Вывод напряжений в нижней части стенки резервуара

п.1.59

Укажите курсором на один из элементов нижней части стенки резервуара.

14.13.Вычисление нагрузки на фрагмент

14.13.1.

Выделите узлы стыковки днища со стенкой и элементы стенки, для которых эти узлы являются общими.

14.13.2.Вызов панели инструментов «ФРАГМЕНТ»

п.1.191

14.13.3.Вычисление нагрузки на фрагмент

п.1.191.2

В диалоговом окне «Параметры расчетного процессора» щелкните по кнопке Подтвердить.

14.14.Просмотр таблицы нагрузок на фрагмент

п.1.207

В диалоговом окне «Стандартные таблицы» укажите на строку «Нагрузка на фрагмент» и щелкните по кнопке Создать.

14.15.Вывод на экран нагрузок на фрагмент (сила по X)

п.1.192,

1.192.1

Содержание раздела