Математическое моделирование системы мониторинга причальной конструкции свайного типа

[pic 1]

[pic 2]

[pic 3]

Аннотация

к выпускной квалификационной работе Власовой М.С. «Математическое мо- делирование системы мониторинга причальной конструкции свайного типа»

ВКР содержит 30 страниц, 12 рисунков, 1 таблицу и 7 источников Ключевые        слова:        свая,        моделирование,        метод        конечных        элементов, напряженно-деформированное состояние.

Предметом исследования в данной работе являлась математическая мо- дель системы мониторинга НДС причальной конструкции.

Целью данной работы было изучение НДС на примере одной сваи и сравнение разных способов ее конечно-элементной аппроксимации.

В результате выполнения работы было:

• сформулированы физическая и математическая постановки задачи;
• определены свойства материалов и характеристики сваи;
• проведено сравнение типов элементов SHELL181 и BEAM188;
• проанализировано напряженно-деформированное состояние сваи и выбраны оптимальные места расположения датчиков.

Оглавление

Введение        6

1. Выбор конструкции причала        8
2. Физическая постановка задачи        12
3. Математическая постановка задачи        14
4. Описание типов элементов        19
5. Построение геометрических моделей.        20
6. Построение конечно-элементных моделей сваи.        22
7. Напряженно-деформированное состояние сваи при статическом нагружении        26

Заключение        29

Литература        30

Введение

В настоящее время строительство характеризуется высокими темпами внедрения новых материалов, конструктивных решений, методов расчета, методов производства работ. Поэтому важную роль играют методы экспериментального исследования сооружений. В области исследования поведения строительных конструкций, в последнее время, наблюдается всё более широкое применение автоматизированных систем для оценки текущего технического состояния строительных конструкций и сооружений.

Сооружения подвергнуты различного рода деформациям, которые вызваны конструктивными особенностями, природными условиями и деятельностью человека.

Мониторинг за деформациями сооружений начинают с момента их возведения и продолжают в процессе эксплуатации. Автоматизированные системы контроля технического состояния сооружений позволят эффективно использовать всю мощь объекта с возможностью своевременно предупреждать об остаточном ресурсе сооружений. В связи с этим, контроль технического состояния несущих конструкций должен носить систематический характер и позволять осуществлять оценку происходящих изменений на основе количественных критериев, т.е. основываться на процедурах выявления соответствия фактической жесткости, прочности и устойчивости элементов конструкции нормативным требованиям. Для определения и отслеживания этих параметров необходим мониторинг.

В настоящее время большое внимание уделяется мониторингу напряженно-деформированного (НДС) конструкций.

Целью данной работы является изучение НДС на примере одной сваи и сравнение разных способов ее конечно-элементной аппроксимации.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Выбор конструкции причала;
2. Формулировка физической и математической постановки задачи;
3. Построение геометрической модели сваи;
4. Разбиение модели на конечные элементы;
5. Задание граничных условий;
6. Задание контактного взаимодействия «свая-скальное основание»;
7. Приложение нагрузки;
8. Выбор места расположения датчиков;
9. Сравнение результатов.

1. Выбор конструкции причала

Причал – это комплекс сооружений, оборудования и устройств, технологически связанных между собой и обеспечивающих обработку судна. Причальными называются гидротехнические сооружения, являющиеся основным элементом причалов и предназначенные для швартовки и стоянки судов при производстве перегрузочных работ, снабжении судна всем необходимым, посадки и высадки пассажиров, ремонте и отстое судов [1].