Στην παρούσα Μεταπτυχιακή εργασία, γίνεται
μία προσπάθεια προσομοίωσης προεντεταμένων δοκών από ωπλισμένο
σκυρόδεμα, με χρήση μη γραμμικής ανάλυσης και τρισδιάστατων
πεπερασμένων στοιχείων. Για το σκοπό αυτό έγινε χρήση του
προγράμματος ATENA της εταιρείας Cervenka Consulting.
Το Α΄ μέρος της εργασίας, αποτελείται από
ορισμένα θεωρητικά στοιχεία, νόμους και παραδοχές τα οποία το
πρόγραμμα ATENA χρησιμοποιεί. Γίνεται αναλυτική περιγραφή των
νόμων και των χαρακτηριστικών του υλικού του σκυροδέματος, μέσω
δύο καταστατικών μοντέλων υλικού, όπως αυτά προσομοιώνονται στο
πρόγραμμα. Περιγράφονται επίσης και οι δύο μέθοδοι ανάλυσης που
χρησιμοποιήθηκαν, η μέθοδος Newton – Raphson και η μέθοδος Arc
Length.
Στο Β’ μέρος της εργασίας, παρουσιάζονται
τρία μοντέλα, στα οποία έγινε ανάλυση. Το πρώτο και το δεύτερο
μοντέλο, αφορούν μία προεντεταμένη, αμφιέριστη δοκό από
ωπλισμένο σκυρόδεμα, ανοίγματος 20 m. Το πρώτο προσομοίωμα
αναλύθηκε με σχετικά μεγάλο μέγεθος πεπερασμένων στοιχείων για
να τονιστεί πόσο σημαντικός είναι ο ρόλος του μεγέθους των
πεπερασμένων στοιχείων που χρησιμοποιούνται. Η τελική σύγκριση
γίνεται τόσο με το δεύτερο προσομοίωμα, στο οποίο
χρησιμοποιήθηκαν σαφώς μικρότερα (άρα και περισσότερα)
πεπερασμένα στοιχεία, όσο και με το φορτίο κατάρρευσης που
προκύπτει για αυτή τη δοκό, σύμφωνα με απλούς υπολογισμούς,
βάσει της πλαστικής ροπής της δοκού. Η μέθοδος που
χρησιμοποιήθηκε και για τα δύο προσομοιώματα, είναι η Arc Length,
με εφαρμογή ομοιόμορφου κατανεμημένου φορτίου στο άνω μέρος της
δοκού.
Τέλος εξετάζεται ένα τρίτο προσομοίωμα,
μία αμφιέριστη δοκός, προεντεταμένη, αλλά με εξωτερικά καλώδια
αυτή τη φορά. Η δοκός έχει άνοιγμα 3 m. Στη δοκό εφαρμόζεται
επιβαλλόμενη μετατόπιση στο άνω μέρος της δοκού, σε δύο κόμβους
εκατέρωθεν της μεσαίας διατομής. Η μέθοδος ανάλυσης που
χρησιμοποιήθηκε για αυτό το πρόβλημα είναι η μέθοδος Newton –
Raphson. Γίνεται σύγκριση του προσομοιώματος αυτού με το
αντίστοιχο προσομοίωμα που χρησιμοποιείται στο παράδειγμα της
Cervenka Consulting.