Kabuk formülasyonu, eleman tipleri ve diyafram seçimi. Diyafram tercihi bir ayrıntı değil, düzensizlik sonuçlarını kökten değiştiren bir karardır — bu sayfa nedenini gösterir.
1. Sonlu eleman altyapısı
ideCAD'in FEA motoru, doğrusal ve doğrusal olmayan analizler için geliştirilmiş bir 3B sonlu
eleman altyapısıdır birincil. Eleman kütüphanesi çubuk, levha
(membran/plak), perde/kabuk, katı ve temas elemanlarından oluşur.
Kabuk formülasyonu
Kabuk elemanlar küçük şekil değiştirme / küçük yer değiştirme esaslı
Reissner–Mindlin kabuk teorisini temel alır. Her düğümde altı serbestlik derecesi
bulunur: üç öteleme (Ux, Uy, Uz) ve üç dönme
(Rx, Ry, Rz).
Eleman
Derece
Not
T3
düşük
üçgen, sabit gerilme eğilimi
Q4
düşük
dörtgen; kilitlenmeye karşı Q4ANS / Q4γ formülasyonu
T6
ikinci
eğrisel olabilir
Q9
ikinci
eğrisel olabilir
Reissner–Mindlin ne demek, neden önemli. Bu teori kayma
şekildeğiştirmesini hesaba katar; kalın plaklarda Kirchhoff teorisine göre daha
gerçekçidir. Bedeli, ince plaklarda kayma kilitlenmesi (shear locking) riskidir —
eleman gerçekte olduğundan çok daha rijit davranır. ideCAD bunu Q4 elemanında
Q4ANS/Q4γ formülasyonuyla önler. Normal ekseni etrafındaki dönmede sıfır rijitlik
oluşmaması için küçük bir yapay rijitlik eklenir; bu, kabuk formülasyonlarında standart
bir uygulamadır.
Ağ sıklığı sizin kararınız. Perdelerde mesh boyutu arayüzden ayarlanabilir.
Sınır bölgelerinde, açıklık kenarlarında ve gerilme yığılması beklenen yerlerde ağı
sıklaştırmak ya da ikinci derece eleman (T6/Q9) kullanmak gerekir. Belgelerde tek bir
sayısal öneri doğrulanamadı; doğru yaklaşım, ağı
sıklaştırıp sonucun değişmediğini görmektir — yani yakınsama çalışması.
Sitedeki FEM bölümü bu çalışmanın nasıl yapıldığını anlatır.
2. Diyafram modelleme — en belirleyici tercih
ideCAD üç diyafram yaklaşımını destekler birincil:
Yaklaşım
Döşeme nasıl modellenir
Ne zaman
Tam rijit
Düzlem içi rijitlik sonsuz; döşeme kabuk olarak modellenmez, yalnızca perdeler kabuk
Düzenli, süreksizliği olmayan döşemeler
Yarı rijit (elastik)
Döşemeler kabuk sonlu elemanlarla; düzlem içi ve dışı gerilmeler hesaplanır
A2/A3 düzensizliği, geçiş katları, büyük boşluklar
Esnek
Düzlem içi rijitlik ihmal edilir
Çok düşük düzlem içi rijitlikli döşemeler
ideYAPI, yarı rijit çözümün her koşulda rijit diyafram kabulüyle yapılan analizlerden daha
doğru ve hassas olduğunu belirtir birincil.
Bu tercih sonucu kökten değiştirir. Diyafram seçimi yalnızca bir modelleme
ayrıntısı değildir; kat kuvvetlerinin perdelere dağılımını, burulma davranışını ve
dolayısıyla A1 düzensizlik oranını doğrudan belirler. Aynı bina, iki farklı diyafram
kabulüyle farklı düzensizlik sonuçları verebilir.
TBDY Madde 7.11.3, döşeme süreksizliği bulunan yapılarda düzlem içi davranışın hesaba
katılmasını ister. Tam rijit kabulüyle çalışıp A2 düzensizliği raporlatmak, kendi içinde
tutarsızdır.
2b. Diyafram tercihi — çizimle
Aşağıdaki şema, aynı katın iki farklı diyafram kabulüyle nasıl davrandığını gösterir.
Bu, üreticinin ekran görüntüsü değil, kavramı anlatmak için hazırlanmış özgün bir çizimdir.
Çizimin anlattığı şey. Solda döşeme rijit bir levha gibi davranır; kuvvet
perdelere yalnızca rijitliklerine göre paylaştırılır. Sağda döşeme kendisi şekil değiştirir,
boşluk çevresindeki gerilme yığılması görünür hale gelir ve kuvvet dağılımı değişir.
Aynı bina, iki farklı A1 burulma oranı verebilir. Hangi kabulü kullandığınız
hesap raporunda yazılıdır; okumadan geçmeyin.
3. Modelleme yaklaşımı: fiziksel modelden analitik modele
ideCAD nesne tabanlı ve BIM tabanlıdır. Fiziksel Yapı Bilgi Modelinden otomatik olarak
yapısal analitik model üretilir birincil. Mimari modelden
statik modele geçiş Statik ile Uyumlu Yap komutuyla katman
düzeninin otomatik ayarlanmasıyla ya da IFC üzerinden sağlanır.
Otomatik üretilen analitik model denetlenmelidir. Fiziksel modelden
analitik modele geçişte eksen kaçıklıkları, rijit kol tanımları ve birleşim bölgeleri
programın kabullerine göre oluşur. Geometri kontrolü aracı mesnetsiz kiriş, hatalı birleşim
ve bağlantısız döşeme parçası gibi hataları listeler — ama doğru kurulmuş ama yanlış
kabul içeren bir modeli yakalayamaz. Analitik modelin görsel denetimi atlanmamalıdır.
4. Rijit bodrum ve iki yükleme durumlu hesap
Çevresi perde ile çevrili bodrum katlarda, yapı iki ayrı yükleme durumuyla çözülür.
Bu, TBDY'nin bodrumlu yapılar için öngördüğü yaklaşımdır ve sonuçların okunmasını
zorlaştırabilir: üst yapı ve bodrum için farklı R katsayıları kullanılır.
Bodrum perdelerinin zemin tarafından yatay olarak tutulduğu kabulü, gerçek zemin
rijitliğine bağlıdır. Yazılımın varsayılanını sorgulamadan kabul etmek, taban kesme
kuvvetinin üst yapıya yanlış dağılmasına yol açabilir.
Kaynaklar
BirincilideYAPI Help Center — Sonlu Eleman Analizi Yazılımı FEA Altyapısı; kabuk eleman formülasyonu ve serbestlik dereceleri (help.idecad.com.tr).
BirincilideYAPI Forum — "Yapının davranışını belirleme: Rijit mi, Yarı Rijit mi" başlıklı tartışma ve üretici açıklaması (forums.idecad.com.tr).
YönetmelikTBDY 2018 Madde 7.11.3 (döşeme düzlem içi davranışı), Bölüm 4 düzensizlik tanımları.
SınırPerde mesh boyutu için sayısal öneri birincil kaynakta bulunamadı — doğrulanamadı olarak işaretlendi.
