Python/DIANA framework for robust nonlinear analysis of reinforced concrete beams

Et Python/Diana-rammeverk for robust ikkelineær elementanalyse (NLFEA) av armerte betongbjelker i 2D har blitt laget. Rammeverket består av fire skript som inneholder en rekke instruksjoner bestående av Python-kommandoer og spesifikke DIANA kommandoer. Målet har vært å skape et fleksibelt, brukervennlig og robust rammeverk som kan brukes til å generere DIANA sin arbeidsflyt. Dette inkluderer å modellere geometrien til bjelken, generere elementinndelingen (mesh), definere og kjøre de valgte analysene og å generere utdata. Rammeverket gir en pålitelig måte å tilnærme seg NLFEA av armerte betongbjelker. Det baserer seg på anbefalte egenskaper, som vil bli brukt som standard. Disse anbefalingene er hentet fra retningslinjene til Rijkswaterstaat, som baserer seg på lang erfaring og vitenskapelig forskning. Følgelig gir rammeverket en mer effektiv måte å modellere på, enn via DIANA sitt grafiske brukergrensesnitt. Mens alle egenskaper må defineres når en arbeider i det grafiske DIANA-grensesnittet, trenger brukeren kun å definere utvalgte inndata ved bruk av rammeverket. Generelt krever utførelse av NLFEA erfaring for å sikre kvaliteten, robustheten og hastigheten til analysen. De angitte standardegenskapene gjør det imidlertid mulig for brukere med begrenset ekspertise å utføre komplekse analyser. Fleksibiliteten til rammeverket er ivaretatt gjennom bruk av objekt-orientert programmering. Maler, eksempler og forklaringer har blitt lagt til for å ytterligere forbedre brukervennligheten. Videre kan parametriske studier utføres ved hjelp av rammeverket. Brukeren kan velge å variere en av inndataparameterne, mens resten forblir de samme. Dette er en nyttig funksjon som kan brukes til å evaluere betydningen forskjellige inndataparametere har på resultatene fra NLFEA-en. For å demonstrere denne funksjonen er det blitt utført en parametrisk studie av en armert betongbjelke med varierende lengde. Resultatene fra denne parametriske studien illustrerte hvordan høyere bæreevne, enn for analytisk beregnet tverrsnittskapasitet, kan bli oppnådd ved bruk av en veldefinert NLFEA. Rammeverket har blitt validert ved å gjenskape to velkjente publiserte eksperimentelle tester av armerte betongbjelker. Resultatene fra NLFEA-ene har blitt sammenlignet med de eksperimentelle resultatene for å validere nøyaktigheten og påliteligheten til de angitte løsningsstrategiene. Generelt sett stemte resultatene fra de utførte NLFEA-ene godt overens med de eksperimentelle resultatene. Bedre samsvar mellom de numeriske og eksperimentelle resultatene kunne imidlertid blitt oppnådd. De signifikante inndataparameterne kunne blitt studiert nøyere ved hjelp av rammeverket, og justert i samsvar med de eksperimentelle resultatene. Generelt fremhever referansestudiene hvordan de implementerte standardparametrene gir et godt utgangspunkt for robust NLFEA av armerte betongbjelker