كيف يُجرى تحليل الدفع اللاخطي (Pushover)؟

يشرح هذا المقال كيفية إجراء التقييم القائم على التشوهات لمبنى خرساني مسلح قائم وفق الفصل 15 والملحق EK 5B من TBDY 2018 (الكود التركي للزلازل 2018) باستخدام نافذة تحليل الدفع اللاخطي في StatiCAD. للاطلاع على الخلفية النظرية للطريقة راجع مقال الأسس النظرية لتحليل الدفع، ولمقارنة النتائج ببرنامج مستقل راجع مقال دراسات التحقق من تحليل الدفع.

معلومات

في أي الإصدارات؟ يتوافر تقييم الأداء للخرسانة المسلحة والتقوية في إصدارات Ultimate وProfesyonel وBetonarme.

1. الشروط المسبقة

• يجب أن يكون المشروع في وضع تقييم أداء الخرسانة المسلحة (مبنى قائم): يُفعَّل من مجموعة الإعدادات العامة للمشروع ← اختيار الكود ← الأداء B.15. ويجب أن تكون المقاطع والتسليح ومقاومات المواد القائمة معرّفة.
• يجب أن يكون التحليل الستاتيكي/الديناميكي قد أُجري. يأخذ حلّال الدفع مقاطع العناصر وقوى أطراف الأحمال الرأسية (G وQ) ونتائج التحليل النمطي من هذا الحساب. وإذا بدأ تحليل الدفع دون إجراء التحليل تعرض النافذة الرسالة "UYARI: önce analiz yapılmalıdır" (تحذير: يجب إجراء التحليل أولاً).
• إذا كانت خيارات SAP2000 ستُستخدم فيجب أن يكون SAP2000 V27 مثبتاً ومرخصاً على الحاسوب (انظر القسم 4). وعند عدم استخدام SAP2000 تُنجز جميع التحليلات والتقارير بحلّال StatiCAD نفسه.

2. نظرة عامة على النافذة

تُفتح النافذة بالأمر التحليل ← تحليل الدفع اللاخطي.

نافذة تحليل الدفع اللاخطي: الإعدادات على اليسار، ومنحنى الدفع أعلى اليمين، ونافذة التقدم/النتائج أسفل اليمين.

المنطقة	وظيفتها
خيارات الاتجاه	اتجاهات الدفع ومعاملات التحليل الأساسية
طريقة تقييم المبنى	اختيار مستوى المعلومات (الشامل / المحدود)
التحقق باستخدام SAP2000	مقارنة اختيارية مع SAP2000 أو إجراء الحساب بحل SAP2000
تحليل / إغلاق	حل الاتجاهات المحددة
الاتجاه + التقرير	الحصول على تقرير إحدى الحالات التي انتهى حلها
الرسم البياني	منحنى الدفع ونقطة الأداء للاتجاه المحدد
نافذة التقدم	أحداث تشكّل المفاصل، والطلب الزلزالي، وحكم المبنى

3. إعدادات التحليل

الإعداد	الشرح
مربعات الاتجاه (8 مربعات)	توليفات اتجاهات TBDY: الاتجاه الرئيسي ±X مع ± 0.3·Y والاتجاه الرئيسي ±Y مع ± 0.3·X. يُجرى تحليل دفع منفصل لكل توليفة محددة. في التقييم النموذجي تُحدَّد الاتجاهات الثمانية جميعها؛ أما للفحص الأولي السريع فيكفي اتجاه واحد.
معامل الاتجاه الثانوي	معامل المركّبة المتعامدة في التوليفة؛ والقيمة المنصوص عليها في الكود هي 0.30.
نقطة الأداء المعرَّفة [mm]	عند تحديده يستمر الدفع حتى الإزاحة العلوية المُدخلة مباشرة بدلاً من حساب الطلب الزلزالي (لأغراض البحث والمقارنة). في التقييم العادي اتركه غير محدد؛ إذ يُحسب الطلب تلقائياً وفق EK 5B.
مشاركة الحمل الحي (n)	المعامل N = G + nQ المستخدم في القوة المحورية للأعمدة وجدران القص وفي الكتل؛ ويُحدَّد وفق غرض استخدام المبنى (0.30 للسكن والمكاتب).
المفاصل المتصلبة (ثنائية الخطية، My → MMax)	عند عدم التحديد تسلك المفاصل سلوكاً مرناً–لدناً تاماً (EPP) (وهو الافتراضي، وفي جانب الأمان). وعند التحديد ترتفع المفاصل بعد الخضوع حتى MMax بميل التصلب الفعلي للمقطع؛ وتزداد السعة عادةً بمقدار 5–10%.
مستوى المعلومات ŞGDT	عند اختيار "الشامل" يؤخذ معامل مستوى المعلومات 1.0؛ وعند اختيار "المحدود" يؤخذ 0.75؛ وتُضرب مقاومات المواد القائمة بهذا المعامل. (ŞGDT: التقييم والتصميم القائمان على التشوهات)
استبعاد الجسور الثانوية أيضاً من معيار SH (20%)	تُستبعد الجسور الثانوية (الجسور التي ترتكز على جسر آخر ولا تدخل في نظام حمل الأحمال الأفقية) دائماً من نسبتي الجسور لمستوى الضرر المتحكم فيه 35% ومستوى منع الانهيار 20%. ولأن نص قاعدة الضرر المحدود 20% لا يذكر هذا الاستثناء، فإن الجسور الثانوية تدخل في عدّ SH ما دام المربع غير محدد؛ وعند تحديده تُستبعد من معيار SH أيضاً. يؤثر هذا الاختيار في التقييم الخطي وتقييم الدفع معاً؛ وتظهر الجسور الثانوية في التقارير بالوسم "[Tali]".

معلومات

توجد في الجزء السفلي من النافذة أيضاً خيارات الدفع متعدد الأنماط وIRSA والدفع أحادي النمط المتغير وP-Δ (الرتبة الثانية). وهذه الخيارات مشروحة في مقال تحليل الدفع متعدد الأنماط وIRSA.

ملاحظة

تُحفظ جميع الإعدادات في النافذة ضمن ملف المشروع؛ وعند إعادة فتح الملف تعود آخر الإعدادات التي استخدمتها.

4. خيارات SAP2000 (اختيارية)

يُختار أحد أساليب العمل الثلاثة من القائمة المنسدلة:

الخيار	ماذا يفعل؟
عدم استخدام SAP2000 (الافتراضي)	يُجرى الحساب كله بحلّال StatiCAD؛ ولا حاجة إلى SAP2000.
التحقق باستخدام SAP2000 (مقارنة)	بعد انتهاء حالات StatiCAD تُنقل الاتجاهات الرئيسية (±X، ±Y) من الاتجاهات المحددة مع مفاصل النموذج نفسها إلى SAP2000 ويُجرى الدفع فيه أيضاً. وتُكتب في نافذة التقدم منحنيات الدفع للبرنامجين وحالات المفاصل عند نقطة الطلب ونسب القص القاعدي جنباً إلى جنب. وتبقى نتائج حسابك هي نتائج StatiCAD؛ ويوفر SAP2000 فحصاً مستقلاً.
متابعة الحسابات بنتيجة SAP2000	تُحل كل توليفة اتجاه محددة في SAP2000؛ ويُقرأ منه منحنى الدفع والدورانات اللدنة للمفاصل، بينما يُنتَج الطلب الزلزالي ومناطق الضرر وحكم المبنى والتقرير في StatiCAD وفق سلسلة TBDY نفسها. وتُضاف هذه الحالات إلى قائمة التقارير بوسوم مثل "SAP +X+0.30Y" ويمكن الحصول على تقاريرها. وفي نهاية الحالات يُكتب جدول مقارنة إجمالي يلخّص نتائج البرنامجين في نافذة التقدم.

ملاحظة

تشغيل SAP2000: إذا كان SAP2000 مفتوحاً يتصل StatiCAD بالنسخة العاملة؛ وإذا كان مغلقاً يشغّله تلقائياً. وقد يستغرق الاتصال الأول 20–30 ثانية ويظهر خطوة بخطوة في نافذة التقدم.

ملاحظة

يُطبَّق خيار المفاصل المتصلبة على حالات SAP2000 أيضاً: يعمل الحلّالان بنموذج المفاصل نفسه، فتتم المقارنة دائماً بالافتراضات نفسها.

5. تشغيل التحليل

1. اضبط الإعدادات واضغط زر تحليل.
2. يُجرى تحليل الدفع تباعاً لكل اتجاه محدد. وفي نافذة التقدم يُدرج كل حدث تشكّل مفصل (الخطوة، معامل الحمل، الإزاحة العلوية، العنصر) سطراً بسطر؛ وفي نهاية الحالة يُكتب الطلب الزلزالي وحكم المبنى.
3. إذا اختير SAP2000 فإن أعماله تستمر في الخلفية وتواصل أسطرها التدفق إلى النافذة نفسها. يمكنك في هذه الأثناء استخدام النافذة؛ ولبدء تحليل جديد انتظر انتهاء طابور SAP2000.

نافذة التقدم: تدفق الأحداث والطلب الزلزالي وحكم المبنى.

6. النتائج: منحنى الدفع ونقطة الأداء والتقرير

منحنى الدفع للاتجاه المحدد؛ والنقطة الداكنة هي نقطة الأداء (الطلب) المحسوبة وفق EK 5B.

• اختر إحدى الحالات التي انتهى حلها من قائمة الاتجاه؛ فيُرسم منحناها في الرسم البياني.
• يفتح زر التقرير التقرير المفصل للاتجاه المحدد. ويتضمن التقرير: منحنى الدفع ومخططات السعة–الطلب النمطية، وملخص حساب الطلب، وفحوص قابلية التطبيق (ηbi، مشاركة الكتلة)، وجداول الدوران اللدن ومناطق الضرر عنصراً بعنصر، ونماذج المواد، وفحوص الانفعال في المناطق الطرفية لجدران القص. ويمكن طباعته من المعاينة أو حفظه بصيغة PDF.
• إذا استُخدم خيار "متابعة الحسابات بنتيجة SAP2000" فيمكن أيضاً اختيار الحالات الموسومة "SAP ..." من القائمة نفسها والحصول على تقاريرها.
• بعد حالة الدفع يمكن تتبع الشكل المشوَّه والمفاصل اللدنة في العرض ثلاثي الأبعاد خطوة بخطوة (انظر تحليل الدفع متعدد الأنماط وIRSA، القسم 5).

7. الاستخدام مع التقوية

معلومات

إذا تبيّن أن المبنى غير كافٍ تُعرَّف التقوية للعناصر في المشروع نفسه وتُؤخذ في الحساب بخيار واحد. وتنعكس التأثيرات الإنشائية للتقوية في الصلابة والمقطع (التغليف بالبوليمر المسلح بالألياف، والغلاف الخرساني، وجدار القص الجديد، والجدار الحاشي) على تحليل الدفع أيضاً. للتفاصيل راجع مقال كيف تتم تقوية المباني الخرسانية المسلحة؟.

8. حالات شائعة

الحالة	الشرح / الحل
"UYARI: önce analiz yapılmalıdır"	بدأ الدفع دون إجراء التحليل الستاتيكي. شغّل التحليل ثم أعد المحاولة.
"Önceki SAP2000 doğrulaması hâlâ koşuyor"	بدأ تحليل جديد قبل انتهاء طابور SAP2000 في الخلفية؛ انتظر ظهور السطر "SAP2000 doğrulaması tamamlandı" في نافذة التقدم.
تحذير ηbi > 1.4 أو مشاركة الكتلة < 70%	شرط قابلية تطبيق الدفع أحادي النمط غير محقق (TBDY 5.6.2.2). تُنتَج النتائج مع ذلك، لكن التقرير يُعلّم هذا الفحص بالعبارة "SAĞLANMIYOR" (غير محقق). في هذه المباني أجرِ التقييم بالدفع متعدد الأنماط أو بـ IRSA.
خطأ اتصال SAP2000	SAP2000 V27 غير مثبت أو غير مرخص، أو لم يكتمل فتحه. افتح SAP2000 يدوياً وأكّد الترخيص ثم أعد التحليل؛ وتفاصيل ذلك في أسطر الاتصال بنافذة التقدم.
منحنى SAP2000 ينتهي قبل الهدف	تُعرَّف في مفاصل SAP2000 خسارة المقاومة (الفرع النازل)، بينما يستمر مفصل StatiCAD بهضبة. وهذا فرق نمذجة مقصود؛ وتُجرى المقارنات حول نقطة الطلب (انظر دراسات التحقق من تحليل الدفع).