FePool με μια ματιά!

FePool – Πρόγραμμα υπολογισμού κολυμβητικής δεξαμενής με πεπερασμένα στοιχεία

Γεωμετρία φορέα

Το πρόγραμμα FePool επιλύει ένα σύστημα συνδεδεμένων επιφανειακών φορέων αποτελούμενο από:

• Πλάκες, οριζόντιες και κεκλιμένες, οι οποίες μπορούν να είναι τοποθετημένες επί ελαστικού εδάφους και να έχουν οπές
• Τοιχώματα, κατακόρυφα, επίπεδα ή καμπύλα

Το σύστημα αυτό μπορεί να προσομοιώσει οποιοδήποτε τύπο δεξαμενής (πισίνα, δεξαμενή πυρόσβεσης κλπ) ανοιχτή η κλειστή αλλά και άλλες εγκιβωτισμένες κατασκευές όπως πχ. υπόσκαφα κτίρια.

• Aυτόνομο πρόγραμμα
• Διαθέτει πλήρες γραφικό περιβάλλον με το οποίο ο χρήστης μπορεί να ορίσει την γεωμετρία, τα υλικά, τις στηρίξεις και τις δράσεις φορτίων της υπό μελέτη κατασκευής.
• Υπολογίζει τις μετατοπίσεις (βυθίσεις, στροφές), τα εντατικά μεγέθη (καμπτικές ροπές, τάσεις κλπ) και τα μεγέθη του οπλισμού (απαιτούμενες επιφάνειες οπλισμού, ροπές σχεδιασμού κλπ), σε συνάρτηση με τις επιβαλλόμενες δράσεις, τους συνδυασμούς δράσεων και τις περιβάλλουσες.
• Τα αποτελέσματα μπορούν αποθηκευτούν είτε σε μορφή εικόνων είτε σε μορφή πλήρους αναλυτικού τεύχους υπολογισμών
• Η αναπαράσταση της γεωμετρίας, του δικτύου των στοιχείων, καθώς και τον αποτελεσμάτων γίνεται γραφικά τόσο σε δισδιάστατη (2D), όσο και σε τρισδιάστατη (3D) προβολή, δίνοντας έτσι στον χρήστη πλήρη εποπτεία του φυσικού προβλήματος.

Μαθηματική προσομοίωση

Το σύστημα των επιφανειών επιλύεται:

• με τη χρήση δικτύου επιφανειακών πεπερασμένων στοιχείων FEM (tric element) και
• με τη βοήθεια γραμμικών στοιχείων (grid element) όπου χρειάζεται

Τα γραμμικά στοιχεία μπορούν να τοποθετηθούν στο άκρο των επιφανειών ή να εντάσσονται στο πλέγμα των επιφανειακών στοιχείων.

Υπάρχει επίσης η δυνατότητα πύκνωσης του δικτύου γύρω από κόμβους ή γραμμές.

Υλικά

Οι επιφάνειες αποτελούνται κατά κανόνα από οπλισμένο σκυρόδεμα, αλλά μπορεί να τους αποδοθεί και άλλο υλικό με τις επιθυμητές μηχανικές ιδιότητες, όπως μέτρο ελαστικότητας και διάτμησης, για την προσομοίωση πχ. μιας γυάλινης επιφάνειας.

Εργαλεία διαμόρφωσης τελικού φορέα

Υποστηρίζεται οποιαδήποτε γεωμετρία, πχ. καμπύλες επιφάνειες σε συνδυασμό με κεκλιμένο πυθμένα .
Για τη διαμόρφωση της γεωμετρίας του φορέα υπάρχουν στη διάθεση του μηχανικού προηγμένα εργαλεία/ εντολές μοντελοποίησης, με πιο βασικές:

• την παραγωγή τοιχωμάτων από την κάτοψη του πυθμένακαι
• την αλληλοτομία επιφανειών και την αφαίρεση των μη επιθυμητών τμημάτων

Αυτή η εντολή δίνει το επιθυμητό αποτέλεσμα χωρίς ο μηχανικός να πρέπει να υπολογίσει μόνος του υψόμετρα στις ενδιάμεσες θέσεις των καμπυλών.

Φορτίσεις

Υπάρχουν διαφορετικά είδη φορτίων που μπορούν να εισαχθούν σε κάθε δράση.

Τόσο στις πλάκες όσο και στα τοιχώματα μπορούν να επιβληθούν:

• επικόμβια συγκεντρωμένα φορτία και ροπές σε όλες τις διευθύνσεις
• κατανεμημένα φορτία επί γραμμής

Επιπλέον:

• Για τις πλάκες: μπορεί να επιβληθεί ομοιόμορφο κατανεμημένο επιφανειακό φορτίο σε κάθε διεύθυνση.Αν ο χρήστης θέλει να εφαρμόσει το φορτίο σε τμήμα της πλάκας, μπορεί να το κάνει δημιουργώντας μέσω του δικτύου FEM περισσότερες πλάκες.
• Για τα τοιχώματα: μπορεί να επιβληθεί τραπεζοειδές κατανεμημένο φορτίο, με την συνιστώσα του φορτίου που είναι κάθετη στο τοίχωμα να μεταβάλλεται γραμμικά καθ’ ύψος, και την συνιστώσα που είναι παράλληλη προς το τοίχωμα, στην κατακόρυφη διεύθυνση, να παραμένει σταθερή.

Εκτός των παραπάνω υπάρχουν και τα φορτία συστήματος που μπορούν να επιβληθούν προαιρετικά στις επιφάνειες:

• στατικές ωθήσεις γαιών στα τοιχώματα
• στατικές ωθήσεις υγρού στις πλάκες και τα τοιχώματα
• ωθήσεις που προκύπτουν από συγκεντρωμένα ή κατανεμημένα φορτία επί του εδάφους δίπλα από την κατασκευή στα τοιχώματα (πχ. βυτιοφόρο)
• σεισμικές δράσεις με βάση τον ΕΝ1998-4 , που περιλαμβάνουν δυναμικές ωθήσεις γαιών, υδροδυναμικές πιέσεις και αδρανειακές δυνάμεις τοιχωμάτων (όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα)

Ο μηχανικός έχει επιπλέον την δυνατότητα να δημιουργήσει και τους δικούς του συνδυασμούς δράσεων, βάζοντας τους κατάλληλους συντελεστές στα επιμέρους φορτία.

Κανονισμοί/ Έλεγχοι

Ενσωματώνει όλους τους απαραίτητους συνδυασμούς δράσεων για την Οριακή Κατάσταση Αστοχίας (ΟΚΑ ή ULS) αλλά και για την Οριακή Κατάσταση Λειτουργικότητας (ΟΚΛ ή SLS) τις οποίες προβλέπει ο Ευρωκώδικας EC0 καθώς και τους Σεισμικούς συνδυασμούς που προβλέπονται από τον EC8.

Επιπρόσθετα, για την ΟΚΛ (SLS) λαμβάνει υπόψιν του το φαινόμενο του ερπυσμού, κάνει έλεγχο ρηγμάτωσης καθώς και έλεγχο τάσεων σκυροδέματος και χάλυβα.

Για τον έλεγχο ρηγμάτωσης ο μηχανικός μπορεί να δώσει το μέγιστο εύρος ρωγμής στην αντίστοιχη παράμετρο και το πρόγραμμα αφού κάνει τους κατάλληλους ελέγχους θα τοποθετήσει τον κατάλληλο οπλισμό.

Συμπεριλαμβάνονται τα κριτήρια αστοχίας Von misses, Rankine, Tresca και Bach.

Με τα κριτήρια αστοχίας και την παραμετροποίηση των ιδιοτήτων των υλικών που διαθέτει το Fepool, ο μηχανικός μπορεί να ελέγξει την αντοχή (σε όρους τάσεων) και άλλων υλικών εκτός του σκυροδέματος π.χ γυαλί.

Αποτελέσματα

Οπλισμοί:

Με βάση τα παραπάνω γίνεται η διαστασιολόγηση των πλακών και των τοίχων. Παράγονται εντατικά μεγέθη και οπλισμοί για κάθε μέλος (τοιχώματα και πλάκες).

Και εδώ, ο μηχανικός μέσα από πληθώρα παραμέτρων, έχει τη δυνατότητα να δώσει τους δικούς του οπλισμούς χειροκίνητα και το πρόγραμμα να υπολογίσει την επάρκειά τους

Διαγράμματα:

Τα αποτελέσματα της επίλυσης παρουσιάζονται αναλυτικά, σε ειδική μάσκα προβολής των αποτελεσμάτων σε 3D περιβάλλον.

Σε έγχρωμο 3D διάγραμμα μπορούν να εμφανιστούν τα αποτελέσματα:

• των εντατικών μεγεθών και
• των μεγεθών της διαστασιολόγησης,

για τις διαφορετικές δράσεις, συνδυασμούς δράσεων και περιβάλλουσες.

Υπάρχει δυνατότητα:

• επιλογής διαφορετικής προβολής και γωνίας θέασης,
• απεικόνισης των αποτελεσμάτων για μία επιφάνεια ή για ολόκληρη την κατασκευή,
• διακριτοποίησης της χρωματικής κλίμακας

Σχέδια / Τεύχος

Παράγεται πλήρες αναλυτικό τεύχος υπολογισμών όπου ο μηχανικός μπορεί να δει συνοπτικά τα δεδομένα του μοντέλου καθώς και να εξετάσει αναλυτικά τα αποτελέσματα για όλα τα στοιχεία και τις φορτίσεις.

Στο τεύχος ο μηχανικός μπορεί επίσης να δει την κρίσιμη φόρτιση κάθε μέλους, καθώς και να επιλέξει τα διαγράμματα που επιθυμεί να εκτυπωθούν.

Εξάγονται τα αρχεία κατόψεων σε tek για περαιτέρω επεξεργασία και για την ολοκλήρωση των κατασκευαστικών σχεδίων στο Fespa/ Tekton.