Finite Element Analysis of Plate on Layered Tensionless Foundation: Fid-Bau Portal

Finite Element Analysis of Plate on Layered Tensionless Foundation

Buczkowski, R. / Torbacki, W.

Abstract The method of calculations of a thick plate on the two-parameter layered foundation by the finite element method is presented. The numerical model allows to add a few (number of) foundation layers. The expressions for the element stiffness matrices of the foundation are based on 18-node zero-thickness interface elements. For modelling of thick plates the 9-node Mindlin element of the Lagrange family is used. The formulation of the problem takes into account the shear deformation of the plate and unilateral contact conditions between plate and foundation. The tensionless character of the foundation is achieved by removing from the global stiffness matrix the appropriate part of foundation stiffness attached to the node being in the separation stage. The advantages of the proposed algorithm are illustrated by numerical examples.

Streszczenie W pracy zaprezentowano obliczenia za pomoca metody elementów skonczonych płyty grubej spoczywajacej na dwuparametrowym podłozu wielowarstwowym. Model numeryczny pozwala na dodanie dowolnej liczby warstw podłoza. Wyrazenia na obliczenie macierzy sztywnosci podłoza bazuja na wykorzystaniu 18-wezłowego miedzypowierzchniowego elementu kontaktowego o zerowej grubosci. W celu zamodelowania elementu płyty grubej wykorzystano 9-wezłowy element płytowy z rodziny Lagrange’a zdefiniowany według teorii Mindlina. Sformułowanie uwzglednia zarówno wpływ naprezen scinajacych w płycie jak równiez warunki kontaktu jednostronnego pomiedzy płyta a podłozem. Warunki kontaktu jednostronnego sa zrealizowane przez usuniecie odpowiedniej czesci macierzy sztywnosci podłoza, która przypisana jest do wezłów nie bedacych w kontacie. Poprawnosc zaproponowanego algorytmu zilustrowano kilkoma przykładmi numerycznymi.