Διερεύνηση και ανάπτυξη μεθοδολογιών προσομοίωσης δομικών στοιχείων θεμελίωσης και εδάφους
Creators: name: Μορφίδης, Κωνσταντίνος
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2003
Subjects: Δοκοί επί ελαστικού υποβάθρου
Εδαφικό προσομοίωμα τριών παραμέτρων
Εδαφικό προσομοίωμα δύο παραμέτρων
Μέθοδος πεπερασμένων στοιχείων
Δοκός Euler
Δοκός Timoshenko
Beams on elastic foundation
Three-parameter elastic foundation
Two-parameter elastic foundation
Finite element method
Euler beam element
Timoshenko beam element

description: Στόχος της διατριβής είναι η διερεύνηση και ανάπτυξη μεθοδολογιών μέσω των οποίων επιτυγχάνεται η αξιόπιστη προσομοίωση δομικών στοιχείων θεμελίωσης και εδάφους. Οσον αφορά στην προσομοίωση του εδάφους, διερευνήθηκε η εφαρμοσιμότητα εδαφικών προσομοιωμάτων με τα οποία επιτυγχάνεται με απλό και αξιόπιστο τρόπο η προσομοίωση του εδάφους ως ελαστικού υποβάθρου. Διερευνήθηκαν τα προσομοιώματα δυο και τριών παραμέτρων με τα οποία είναι δυνατή η απόδοση ιδιοτήτων του εδάφους που δεν είναι δυνατό να αποδοθούν με το γνωστό προσομοίωμα του Winkler. Ξεκινώντας από τις εξισώσεις τάσεων-παραμορφώσεων στην επιφάνεια του εδάφους, σχηματίσθηκαν μητρώα δυσκαμψίας, μεταφοράς και φόρτισης δοκών Euler και Timoshenko επί ελαστικού υποβάθρου τριών παραμέτρων. Επιπλέον αναπτύχθηκε μια μεθοδολογία αναλυτικού προσδιορισμού των τιμών των τριών παραμέτρων του συγκεκριμένου προσομοιώματος. Η όλη ερευνητική διαδικασία τεκμηριώθηκε με την επίλυση αριθμητικών παραδειγμάτων. Από τα παραδείγματα αυτά προέκυψαν δύο βασικά συμπεράσματα. 1) Το προσομοίωμα των τριών παραμέτρων σε συνδυασμό με την αναλυτική διαδικασία προσδιορισμού των παραμέτρων του, επιτυγχάνει την απόδοση αποτελεσμάτων που συγκλίνουν προς τα αποτελέσματα που προκύπτουν από την εφαρμογή προσομοιωμάτων επιφανειακών πεπερασμένων στοιχείων. 2) Το γενικευμένο πεπερασμένο στοιχείο δοκού που αναπτύχθηκε, επιτυγχάνει με πολύ απλό και αξιόπιστο τρόπο, την προσομοίωση δομικών στοιχείων θεμελίωσης και αναδομής.
description: The aim of the present dissertation is development of methodologies for a reliable modeling of foundation structural elements and soil. Regarding the foundation structural elements, the stiffness matrices and load vectors for a geometric nonlinear beam elements are developed, which are sufficient for the solution of many problems that arise during the study of structures with their foundations. Regarding soil modeling, the applicability of models by means of which soil is modeled as elastic subgrade, has been investigated. By means of these models it is possible to have a more precise modeling of soil properties that the commonly used Winkler model. Using stress-strain relations in the soil surface as a starting point, stiffness and transfer matrices, as well as load vectors for Euler and Timoshenko beam elements on three parameter elastic foundation have been developed. Furthermore, an analytical method for estimating the values of the parameters of the specific model has been developed. The whole research has been documented by a series of numerical examples. Two basic conclusions were reached throught these examples: 1) The three-parameter model in combination with the analytical method of estimation of its parameters yields results that converge to those that appear from application of the more accurate two dimensional finite element models. 2) The new generalized beam element that was developed achieves in a very simple and reliable way, the modeling of foundation and superstructure structural elements.