En ny spännande funktion i FEM-Design 20 är bedding modulus calculation. Denna funktion uppskattar automatiskt styvheten av bäddmodulen under till exempel plattor eller fundament. Men finns inte redan denna funktionalitet i FEM-Design genom 3D soil? Denna artikel syftar till att visa på skillnader och beskriva den nya funktionen och hur den kan användas i programmet.
Funktionen är uppdelad i två delar, dels möjlighet att kunna definiera en varierande styvhet på ett ytstöd, dels själva beräkningen av styvheten med hänsyn till underliggande mark. Den första funktionen kallas ”stiffness point” och kan användas helt separat genom att själv definiera en varierande styvhet över en bäddmodul. Börja först med att dela in ytan i olika ”stiffness points”, därefter definieras styvheten i dessa punkter med frågetecknet. Programmet kommer sedan linjärt interpolera mellan punkternas värde. Den definierade styvheten går att se under resultatet ”Bedding moduli”. Observera att de definierade punkterna ej behöver överensstämma med meshen. I detta fall kommer interpolerade värden användas för de olika noderna i modellen.
Funktionen går att använda för samtliga surface supports.
Den andra delen i funktionen används för automatisk beräkning av styvheten på bäddmodulen. Börja med att först definiera ett objekt med ”foundation-verktygen”, det vill säga antingen ett ”isolated foundation”, ”wall foundation” eller ”foundation slab”. Därefter definieras markvolymen med dess egenskaper under objektet. Dela sedan in ytstödet som skapats under foundation-objektet i olika ”stiffness points”.
Genom att köra analysen ”Bedding modulus calculation” beräknas styvheten av underliggande mark och översätts till motsvarande fjäderkonstant i den aktuella ”stiffness pointen”. Observera att val av mesh samt vilken lastkombination som används kommer påverka resultatet. Rekommendationen är att använda en lämplig lastkombination med hänsyn till vertikal last. Resultatet hittas återigen under ”Bedding moduli”. Det är enbart den vertikala styvheten som beräknas. Horisontell styvhet tas fram genom faktorn som anges under ”Stiffness multiplier..”
Vad händer i bakgrunden?
I bakgrunden av programmet körs en linjär analys där marken delas in i finita element. Det är alltså en linjär 3D soil-beräkning som körs för att få fram styvheterna av bäddmodulens olika punkter.
Vad är skillnaden mellan 3D soil och denna nya funktion?
Denna funktion kan ses som en ”light-version” av 3D soil. De två huvudsakliga förenklingarna i ”bedding modulus calculation” är att 3D soil-analysen i bakgrunden blir linjär samt att den enbart utförs för en lastkombination. Denna styvhet används sedan för alla övriga lastkombinationer. Detta ger fördelar som till exempel förbättrad beräkningstid samt en lägre komplexitet i modellen. Men såklart tappas lite upplösning i resultatet. Det går inte heller att se spänningar i marken som ett resultat utan enbart 
reaktionen i den framräknade bäddmodulen. Många gånger räcker dock detta som en tillräckligt god uppskattning av styvheten, men om det behövs en noggrannare analys är nästa steg 3D soil-modulen. I 3D soil finns även möjlighet att ta hänsyn till ickelinjära markförhållanden samt att noggrannare definiera olika marknivåer samt få jordtryckslast mot konstruktionen. Här fås också utförliga resultat för alla beräkningspunkter i markvolymen.
Om du är nyfiken på att testa den nya funktionen så är den första delen (”stiffness point”) inkluderad i analyslicensen 3D Structure. Den andra delen för automatisk beräkning av styvheten med hänsyn till markens egenskaper ligger i licensen för Foundation Design.
Tveka inte att höra av dig om du vill testa och jämföra resultaten mellan Bedding modulus calculation och 3D soil i dina projekt! Vi hjälper dig gärna med en demo och visar funktionerna mer i detalj. Annars kolla in vår Wikisida för mer information.
www.strusoft.com
