Wykonywania obliczeń wytrzymałościowych MES w procesach budowlanych
Skontaktuj się z nami i uzyskaj wycenę geotechniczną
Metoda Elementów Skończonych (MES) jest jednym z najważniejszych i najczęściej stosowanych narzędzi w dziedzinie obliczeń geotechnicznych. Jest to zaawansowana technika numeryczna, która pozwala na dokładne modelowanie zachowania materiałów budowlanych i gruntów w różnych warunkach obciążenia. Metoda MES, w uproszczeniu, polega na podziale badanego obszaru na mniejsze elementy (elementy skończone), a następnie obliczeniach równań różniczkowych, które pozwalają na analizę zachowania się tych elementów pod wpływem obciążeń.
Metoda elementów skończonych jest niezwykle ważna w obliczeniach geotechnicznych, przede wszystkim dlatego, że pozwala ona na dokładne uwzględnienie różnych czynników, takich jak zmienne warunki geologiczne, zmienne warunki wodno-gruntowe, rodzaje gruntów, obciążenia statyczne i dynamiczne, czy nietypowe warunki terenowe. Dzięki temu można dokładnie określić, jakie siły i naprężenia działają na konstrukcję oraz można oszacować jakie mogą wystąpić deformacje w trakcie eksploatacji.
Skontaktuj się z nami i uzyskaj wycenę geotechniczną
Program Plaxis od firmy Bentley System, to zaawansowane oprogramowanie pozwalające na przeprowadzenie analizy 2D oraz 3D prostych zagadnień geotechnicznych, jak również tych zaawansowanych. Narzędzie to pozwala na modelowanie różnych aspektów związanych z geotechniką i interakcją konstrukcji z gruntem takich jak:
- analiza stateczności skarp,
- obliczenia fundamentów konstrukcyjnych: ławy, stopy, ruszty, płyty, pale fundamentowe, skrzynie i inne,
- obliczenia podziemnych zbiorników i podziemnych konstrukcji innych typów,
- obliczenia podziemnych części konstrukcji w celu wyznaczenia współczynnika sprężystości gruntu (statyczny oraz dynamiczny współczynnik kz),
oraz wiele innych nietypowych zagadnień geotechnicznych.
Analiza stateczności skarpy jest niezwykle istotnym elementem obliczeń geotechnicznych. Wykonywana jest kiedy obiekt budowlany ma być wybudowany w pobliżu krawędzi skarpy, czy w bliskim jej sąsiedztwie. Obliczenia stateczności skarpy wykonywane są również dla obiektów istniejących, aby określić ryzyko osunięcia skarpy w obrębie inwestycji. Plaxis umożliwia dokładne modelowanie skarp i analizę ich stateczności pod wpływem różnych obciążeń. Dzięki temu można precyzyjnie określić, czy skarpa jest stabilna i czy istnieje ryzyko je osunięcia się.
Można stwierdzić, że fundamenty to najważniejsze elementy każdej konstrukcji i ich analiza jest kluczowa w geotechnice. Odpowiadają one za przekazywanie oddziaływań na grunt i odwrotnie. Dzięki odpowiednio zaprojektowanym fundamentom można zminimalizować wpływ konstrukcji na otoczenie, uniknąć nadmiernych osiadań oraz zapewnić trwałość konstrukcji. Plaxis pozwala na dokładne obliczanie fundamentów pod różnymi warunkami geologicznymi i obciążeniami. Dzięki temu można zaprojektować fundamenty, które będą bezpieczne i trwałe przez wiele lat.
W celu zwiększenia efektywności modelowania, pewności obliczeń oraz bezpiecznej optymalizacji konstrukcji konieczne jest przeprowadzenie dodatkowych obliczeń w programie geotechnicznym, których celem jest wyznaczenie współczynnika sztywności gruntu. Jego wartość wpływa bezpośrednio na wyniki obliczeń konstrukcyjnych, wykonywanych później w programach MES do obliczeń konstrukcji. Przykładową metodą obliczania współczynnika kz jest tzw. metoda podkonstrukcji.
W metodzie „podkonstrukcji” fundament wraz z przylegającym do niego gruntem zastępuje się liniowymi podporami sprężystymi o odpowiednim współczynniku sztywności. Zanim jednak to uczynimy, niezbędne są niezależne obliczenia w programie geotechnicznym, na podstawie których przyjmuje się konkretne jego wartości. Poniższy rysunek przedstawia schematycznie układ grunt-fundament, który należy zamodelować w programie geotechnicznym, co umożliwia wyznaczenie wartości współczynnika kz.
Szkic zagadnienia współpracy fundamentu z gruntem na potrzeby wyznaczenia współczynnika kz.
Czasem zdarzają się nietypowe sytuacje, które wymagają szczególnych rozwiązań geotechnicznych. Może to być spowodowane np. złożonością warunków gruntowych, skomplikowaną geometrią projektowanej konstrukcji albo gdy projektowana budowla znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie zabytkowych budynków. Program Plaxis, dzięki rozbudowanym narzędziom do modelowania, daje możliwość modelowania i analizy takich nietypowych zagadnień, co pozwala projektantom znaleźć optymalne rozwiązania.
Wybór odpowiedniej firmy do przeprowadzenia obliczeń geotechnicznych jest kluczowy dla sukcesu projektu budowlanego. Warto zwrócić uwagę na kilka istotnych kwestii przy wyborze firmy:
1. Doświadczenie i kompetencje: Sprawdź, ile lat firma działa na rynku i czy ma doświadczenie w realizacji projektów o podobnym charakterze.
2. Kadra inżynierska: Upewnij się, że firma zatrudnia wykwalifikowanych specjalistów z odpowiednimi kwalifikacjami w dziedzinie geotechniki.
3. Wyposażenie techniczne: Sprawdź, czy firma posiada odpowiednie narzędzia i oprogramowanie do przeprowadzenia zaawansowanych obliczeń geotechnicznych, takich jak Plaxis.
4. Terminowość i dostępność: Ważne jest, aby firma była w stanie dostarczyć wyniki obliczeń w ustalonym terminie i była dostępna w razie potrzeby konsultacji i wsparcia.
Postaw na innowację i bezpieczeństwo, decydując się na współpracę z Dynafea Solutions. Zapraszamy do kontaktu.
Obliczenia MES da się wykonać na kilku etapach budowy – zaleca się zlecić je jeszcze przed kupnem danej działki, ponieważ pozwala to poznać nośność gruntów na danym terenie, jednak można je wykonać także po zakupie działki, we wstępnej fazie projektowej.
Obliczenia MES przeprowadzane są przez inżynierów po to, by Ci mogli precyzyjnie przewidzieć zachowanie konstrukcji pod wpływem różnych obciążeń. Dzięki uzyskanym danym możliwe jest projektowanie bezpiecznych, a przy tym także wytrzymałych struktur, będących w stanie przetrwać latami, a przy tym pozwalające na oszczędności w trakcie realizacji prac.
Obliczenia MES są w stanie przynieść szereg korzyści. Przede wszystkim skracają one czas prac, przy jednoczesnym zmaksymalizowaniu końcowej jakości produktu. Ponadto, pozwalają one na szybsze uniknięcie wczesnej awarii dzięki symulacji wielu scenariuszy obciążeń, a także redukują koszty gwarancyjne – poprawiając trwałość oraz niezawodność projektów. Chcąc działać z duchem innowacji, warto zdecydować się na wdrożenie obliczeń geotechnicznych MES do swojego planu pracy.
Analizę MES można podzielić na kilka etapów: przygotowanie modelu, podział obiektu na elementy skończone, wyznaczenie etapów realizacji, ich rozwiązywanie, a także finalną analizę oraz interpretację uzyskanych wyników oraz ewentualną modyfikację modelu a następnie powtórzenie powyższych kroków. Każdy z etapów powinien być opracowywany przez ekspertów – dzięki temu będzie można mieć pewność uzyskania jak najdokładniejszych wyników, a co za tym idzie, zadowalających efektów końcowych.
Tak – nierzadko powtarzanie obliczeń MES jest wręcz zalecane. Jednym z powodów jest weryfikacja wyników oraz optymalizacja projektu. W takim przypadku powtórzenie obliczeń pozwala na upewnienie się, że uzyskane dane są spójne oraz poprawne. Innym powodem jest analiza zbieżności – czy wyniki nie zmieniają się znacząco przy dalszym zagęszczeniu siatki elementów skończonych lub zmianie parametrów analizy. Powtarzanie obliczeń MES bywa konieczne także w sytuacji, gdy zmienia się geometria, materiały czy inne parametry danego modelu w celu optymalizacji projektu i tym samym wprowadzeniu oszczędności wynikających ze zmniejszonego zużycia materiałów lub doboru tańszych rozwiązań projektowych.
Specjaliści z zakresu modelowania komputerowego, analizy dynamicznej i nietypowych problemów obliczeniowych. Badamy wpływ drgań na konstrukcji i na ludzi.
© 2025 DynaFEA | Marketing: afterweb.pl | Klauzula RODO
HTML Generator