Çoxmodlu İtmə Analizi və IRSA
Təkmodlu itmə analizi binanın zəlzələ davranışının yalnız bir hakim titrəyiş modu ilə təmsil oluna bildiyi binalarda keçərlidir. Bu məqalə həmin şərtin ödənmədiyi və ya yüksək mod təsirlərinin görülmək istədiyi hallarda istifadə olunan çoxmodlu itmə, IRSA və dəyişən təkmodlu itmə seçimlərini və itmə nəticələrinin 3 ölçülü görüntülənməsini izah edir. Əsas itmə axını üçün Qeyri-xətti İtmə (Pushover) Analizi Necə Aparılır? məqaləsinə baxın.
1. Nə vaxt istifadə olunur?
TBDY 2018 Madde 5.6.2.2-yə görə təkmodlu itmə aşağıdakı şərtlərdə istifadə oluna bilər:
- Hakim modun effektiv kütlə iştirak nisbəti ən azı 70% olmalı,
- Burulma nizamsızlığı əmsalı ηbi ≤ 1,4 olmalıdır.
Bu şərtlərdən biri ödənmirsə normalar çoxmodlu itmə (5.6.6) və ya zaman oblastında xətti olmayan hesab (5.7) tələb edir. StatiCAD hər iki şərti avtomatik yoxlayır və itmə hesabatında göstərir. Şərtlər ödəndikdə belə, üst mərtəbə elementlərinə gələn yüksək mod töhfələrini görmək üçün çoxmodlu itmə əlavə yoxlama kimi də işə salına bilər.
2. Seçimlərin açılması
- Layihəni açın və statik analizi tamamlayın.
- Analiz → Qeyri-xətti İtmə Analizi pəncərəsini açın.
- İstiqamət qutularından itiləcək istiqamətləri seçin (məs. +X+0.3Y və −Y−0.3X). Çoxmodlu hal seçdiyiniz istiqamətlərin əsas istiqamətini və işarəsini (+X, −X, +Y, −Y) istifadə edir; 0,3 vuruqlu perpendikulyar komponent çoxmodlu halda tətbiq edilmir, çünki modal yük sxemi Fx, Fy və burulma (Mz) komponentlərini onsuz da birlikdə ehtiva edir.
- Pəncərənin alt hissəsindəki seçimlərdən lazım olanları işarələyin:
| Seçim | İzah |
|---|---|
| Çoxmodlu itmə (MPA, 5.6.6) | Seçilmiş əsas istiqamətlərdə mod itmələri aparılır və element uc plastik dönmələri CQC qaydası ilə birləşdirilərək bina qərarı verilir. |
| IRSA çoxmodlu artımlı itmə | İtmə, oynaq əmələ gəlmələri arasındakı xətti hissələrdə bütün modların spektral artımları ilə birlikdə irəliləyir; hər hissədə cari sərtliklə modal analiz yenilənir (bax. Bölmə 4). |
| Dəyişən təkmodlu itmə (5.6.5) | Yük sxemi hər oynaq əmələ gəlməsində cari mod formasından yenilənir; sabit sxemlə müqayisə sətirləri irəliləyiş pəncərəsinə əlavə olunur. |
| P-Delta (2-ci dərəcəli həndəsi sərtlik) | İşarələnərsə bütün itmə halları (təkmodlu, çoxmodlu, dəyişən) eksenel qüvvənin təsirli olduğu həndəsi sərtliklə aparılır və hesabatda “DİKKATE ALINDI” (nəzərə alındı) sətri yer alır. |
- Analiz düyməsini basın. Əvvəlcə seçilmiş təkmodlu istiqamət kombinasiyaları, ardınca çoxmodlu və IRSA bölmələri irəliləyiş pəncərəsinə yazılır.
Bu seçimlər digər itmə ayarları kimi layihə faylında saxlanılır. Köhnə layihə faylları açıldıqda bağlı gəlir.
İtmə pəncərəsində çoxmodlu seçim (solda aşağıda) və irəliləyiş pəncərəsində çoxmodlu itmənin birləşdirilmiş bina performans qərarı.
3. Çoxmodlu itmə nəticələrinin oxunması
Çoxmodlu itmə bölməsi hər əsas istiqamət üçün aşağıdakı məlumatları ehtiva edir:
| Məlumat | Mənası |
|---|---|
| Seçilmiş mod sayı və kumulyativ iştirak | Əsas istiqamətdə iştirakı 1%-dən yuxarı olan modlar, kumulyativ iştirak 95%-ə çatana qədər seçilir. |
| Mod cədvəli (T, iştirak, Sae, CR, tələb) | Hər modun periodu, əsas istiqamətdəki effektiv kütlə nisbəti, elastik spektral təcili, yerdəyişmə böyütmə əmsalı və təpə yerdəyişməsi tələbi. Qısa periodlu yüksək modlarda CR > 1 olur (EK 5B); yüksək modların tələbi kiçikdir. |
| Axmış uc sayı | Həmin modun tələb nöqtəsində plastikləşmiş uc sayı. Yüksək modlar adətən elastik qalır; bu gözlənilən davranışdır. |
| CQC təpə yerdəyişməsi | Mod təpə tələblərinin CQC birləşməsi (məlumat məqsədilə). |
| Mərtəbə yerdəyişməsi profili | Mərtəbə yerdəyişmələrinin və nisbi mərtəbələrarası yerdəyişmələrin CQC birləşməsi; üst mərtəbələrdə yüksək mod töhfəsini göstərir. |
| Zərər cədvəli | Element uc plastik dönmələrinin modlar arasında CQC ilə birləşdirilmiş qiymətləri və zərər bölgələri. |
| Binanın performansı (çoxmodlu) | TBDY 15.8-ə görə birləşdirilmiş bina qərarı və əsaslandırması. |
Vacib: TBDY 5.6.6.2-yə əsasən mod daxili qüvvələri statistik olaraq birləşdirilmir; qiymətləndirmə deformasiya (uc dönmələri) üzərindən aparılır. Zərər cədvəlindəki moment sütunu birləşdirilmiş qiymət deyil; yalnız hakim modun tələb momentini məlumat kimi göstərir.
Eyni bölmədə ayrıca məlumat məqsədilə ümumi dönmə qiymətləndirilməsi (TBDY 5.6.6.2-dəki birləşdirilmiş uc dönmə tələblərinin oxunuşu) verilir. Axma dönməsi düstur qəbullarına görə bu oxunuş tipik olaraq mühafizəkardır; əsas qərar plastik dönmələrin CQC birləşməsi ilə verilir.
Çoxmodlu hal aparıldıqdan sonra Hesabat düyməsi ilə alınan itmə hesabatının sonuna seçilmiş qeydin əsas istiqamətində aparılmış ən son çoxmodlu halın xülasəsi (mod cədvəli, CQC təpə yerdəyişməsi, mərtəbə yerdəyişməsi profili və birləşdirilmiş bina qərarı) avtomatik əlavə olunur.
Elastik uyğunluq (TBDY 5.6.6.1): Metod elastik sərtliklərlə tətbiq edildikdə mod birləşdirməli xətti hesabla eyni yerdəyişmələri verməlidir. StatiCAD bu müqayisəni hər mod və CQC birləşməsi üçün ədədi olaraq aparır və nəticəni göstərir.
4. IRSA — artımlı mod birləşdirməsi
IRSA (Incremental Response Spectrum Analysis) seçimi işarələnərsə, analiz axınının sonunda seçilmiş istiqamətlərin əsas istiqamətləri üçün IRSA halları da aparılır. IRSA-da itmə, oynaq əmələ gəlmələri arasındakı xətti hissələrdə bütün modların spektral artımları ilə birlikdə irəliləyir və hər hissədə cari sərtliklə modal analiz yenilənir. Beləliklə, bir oynağın bütün modların formasını və periodunu dəyişməsi addım-addım nəzərə alınır.
Standart metod tam IRSA-dır: hər hissənin yük sxemi cari perioddakı spektral təcillə qurulur və qısa periodlarda CR böyütməsi addım-addım tətbiq edilir. Yumşalan sistemin zəlzələ tələbinin böyüməsi beləliklə özbaşına hesaba daxil olur.
IRSA çıxışında elastik uyğunluq yoxlaması, hissə cədvəli (artım, cari period, açılan uclar), təpə tələbi və baza kəsmə qüvvəsi, mərtəbə profili, zərər cədvəli və IRSA bina performans qərarı yer alır. İtmə hesabatının sonuna eyni əsas istiqamətdə aparılmış IRSA xülasəsi də əlavə olunur.
5. İtmə nəticələrinin 3 ölçülü görüntülənməsi
İtmə halı aparıldıqdan sonra Sonlu Element Sistemi pəncərəsinin 3 ölçülü görüntüləyicisində itmə analizinin deformasiya olunmuş forması və plastik oynaqlar izlənə bilər. Görüntüləmə seçimləri pəncərəsinin Yerdəyişmə vərəqində:
- Yükləmə siyahısından İtmə seçilir (bu seçim, sessiyada ən azı bir itmə halı aparılıbsa görünür).
- İtmə halı siyahısından görüntüləniləcək istiqamət kombinasiyası seçilir.
- Addım sürüşdürücüsü ilə itmə əyrisi boyunca gəzilir. Sürüşdürücünün altındakı məlumat sətri həmin addımın baza kəsmə qüvvəsini, təpə yerdəyişməsini, plastik oynaq sayını və bina performans səviyyəsini göstərir; tələb addımı ayrıca (İSTEM) etiketi ilə işarələnib. Sürüşdürücü hərəkət etdikcə 3 ölçülü görüntü canlı olaraq yenilənir.
- Yerdəyişmələri Göstər qutusu işarəli olmalıdır. Göstərmə Miqyası deformasiyanın böyütmə əmsalıdır; İtmə ilk dəfə seçildikdə miqyas avtomatik olaraq itmə yerdəyişmələrinə uyğun qiymətə (1000) təyin edilir və sərbəst dəyişdirilə bilər.
Plastik oynaqlar yarandıqları element ucunda rəngli kvadrat işarələrlə göstərilir:
| Rəng | Zərər bölgəsi |
|---|---|
| Mavi | Məhdud Zərər |
| Yaşıl | Nəzərəçarpan Zərər (axmış, Nəzarətli Zərər həddindən aşağı) |
| Sarı | Ağır Zərər (Nəzarətli Zərər ilə Dağılmanın Qarşısının Alınması həddi arasında) |
| Qırmızı | Dağılma bölgəsi (Dağılmanın Qarşısının Alınması həddi aşılıb) |
İşarələr həmişə ən üstdə çəkilir və döşəmə qabıqlarının arxasında itmir. Element Adlarını Göstər qutusu işarəlidirsə hər oynağın yanına element adı və zərər bölgəsi də yazılır.
6. Tez-tez verilən suallar
Çoxmodlu nəticə təkmodludan niyə az fərqli çıxdı? Hakim modun iştirakı yüksəkdirsə (məsələn 79%) və yüksək modlar elastik qalırsa, birləşdirilmiş plastik dönmələr hakim modunkuna çox yaxındır və qərar adətən eyni çıxır. Fərq; hakim mod iştirakı aşağı (50–60%), burulmalı və ya hündür binalarda nəzərə çarpır.
−X ilə +X niyə fərqli ola bilər? Armatur düzümü və həndəsə qeyri-simmetrikdirsə itmə istiqaməti tutumu dəyişir. Çoxmodlu hal seçdiyiniz işarəli istiqamətlərin hər biri üçün ayrıca aparılır.
“Seçilmiş mod sayı = 1” görürəm; bu normaldırmı? Əsas istiqamətdə tək mod 95% iştirakı təmin edirsə normaldır; bu halda çoxmodlu nəticə təkmodluya ekvivalentdir.
Çoxmodlu itmə zaman oblastında hesabın yerini tuta bilərmi? Heç bir statik itmə metodu zaman oblastında xətti olmayan hesabın tam qarşılığı deyil. Kritik və nizamsız konstruksiyalarda TBDY 5.7-yə görə əlavə qiymətləndirmə mühəndisin ixtiyarındadır.