İtmə Analizinin Doğrulama İşləri
Bu məqalə StatiCAD itmə mühərrikinin və dəmir-beton performans qiymətləndirmə zəncirinin necə doğrulandığını və nəticələrini ümumiləşdirir. Test strukturu olaraq həm çərçivəli, həm də sərtlik divarlı davranışı ehtiva edən dəmir-beton nümunə binalardan istifadə olunub.
1. Doğrulama yanaşması
- Eyni model, müstəqil həlledici: StatiCAD itmə modelini (düyünlər, çubuqlar, sərt diafraqma, kütlələr, yük sxemi və özünün hesabladığı oynaq tutumları) SAP2000-ə avtomatik ötürür; SAP2000 öz xətti olmayan həlledicisi ilə itir. Beləliklə müqayisə əllə məlumat daxiletmə xətalarından azad, təkrarlana bilən model–model müqayisəsidir.
- Referans SAP2000 V27-dir: Beynəlxalq səviyyədə qəbul olunmuş, müstəqil həlledici olduğu üçün doğrulama referansı seçilib.
- Müqayisənin diqqət mərkəzi performans nöqtəsidir: Mühəndislik qərarı tələb nöqtəsində verilir. Buna görə əsas meyar tələb nöqtəsindəki yerdəyişmə, baza kəsmə qüvvəsi, oynaq vəziyyəti paylanması və bina qərarının üst-üstə düşməsidir. Əyri təpə qiymətləri modelləşdirmə fərqlərinə görə (bax. Bölmə 6) ikinci dərəcəli göstəricidir.
Eyni müqayisələr itmə pəncərəsindəki “SAP2000 ilə doğrula” və “Hesablara SAP2000 nəticəsi ilə davam et” seçimləri ilə hər layihədə yenidən əldə edilə bilər.
2. Modal doğrulama
Çərçivəli nümunədə ötürülən modelin SAP2000 birinci məxsusi titrəyiş periodu StatiCAD ilə eyni tapılıb: T1 = 0,6061 s (StatiCAD) / 0,6063 s (SAP2000). Layihə spektri girişləri (SDS, SD1) müstəqil hesabla tam üst-üstə düşüb.
3. Tələb nöqtəsində zərər müqayisəsi — əsas doğrulama
SAP2000-in oynaq vəziyyəti cədvəlindən tələb yerdəyişməsinə uyğun addımın oynaq vəziyyəti oxunur və StatiCAD-in zərər cədvəli ilə müqayisə edilir:
| Hal (sərtlik divarlı bina, EPP) | StatiCAD | SAP2000 |
|---|---|---|
| +X, tələb u = 3,45 mm | 4 axmış uc (Nəzərəçarpan Zərər), bina: Nəzarətli Zərər | Eyni bölgədə 4 oynaq — tam uyğun |
| −Y, tələb u = 13,4 mm | 1–2 axmış uc, bina: Məhdud Zərər | 0–1 oynaq axma həddində — uyğun |
Nəticə: Mühəndislik qərarının verildiyi tələb nöqtəsində iki müstəqil həlledici eyni zərər cədvəlini və eyni bina qərarlarını hazırlayır.
4. Səkkiz istiqamət kombinasiyasının toplu müqayisəsi
“Hesablara SAP2000 nəticəsi ilə davam et” rejimində səkkiz TBDY istiqamət kombinasiyasının hamısı SAP2000-də həll edilib və StatiCAD nəticələri ilə avtomatik cədvəlləşdirilib (sərtlik divarlı nümunə, EPP; u: tələb təpə yerdəyişməsi):
| İstiqamət | StatiCAD u [mm] | StatiCAD səviyyə | SAP2000 u [mm] | SAP2000 səviyyə |
|---|---|---|---|---|
| +X+0,30Y | 3,45 | KH | 3,45 | KH |
| +X−0,30Y | 3,45 | KH | 3,45 | KH |
| −X+0,30Y | 3,45 | KH | 3,45 | KH |
| −X−0,30Y | 3,45 | KH | 3,45 | KH |
| +Y+0,30X | 13,40 | SH | 13,36 | KH |
| +Y−0,30X | 13,41 | SH | 13,36 | SH |
| −Y+0,30X | 13,40 | SH | 13,22 | SH |
| −Y−0,30X | 13,39 | SH | 13,22 | SH |
- Tələb yerdəyişmələri tam üst-üstə düşür (X: 3,45 ↔ 3,45 mm; Y: 13,4 ↔ 13,2–13,4 mm).
- Tələb nöqtəsi baza kəsmə qüvvələrindəki fərq X istiqamətində təxminən 5–10%, Y istiqamətində 3–13%-dir.
- Bina qərarı 8 istiqamətin 7-də eynidir. Yeganə fərq (+Y+0,30X) tələbin tam axma həddinə təsadüf etdiyi və SAP2000 qeyd addımı dəqiqliyinə həssas sərhəd vəziyyətidir.
5. Bərkiməli oynaq seçimi
| Hal (tək istiqamət) | StatiCAD Vtəpə [kN] | SAP2000 Vtəpə [kN] | Nisbət |
|---|---|---|---|
| +X, EPP | 19 334 | 21 503 | 0,899 |
| +X, bərkiməli | 21 167 | 22 810 | 0,928 |
| −Y, EPP | 10 055 | ~10 990 | 0,915 |
| −Y, bərkiməli | 10 405 | 11 704 | 0,889 |
Bərkimə StatiCAD tutumunu 5–10% yüksəldir. Nisbətlərdəki ±0,03 dəyişkənlik iki proqramın bərkimə meyli təyinindəki kiçik metod fərqindən gəlir. Əyri təpə nisbətləri tək istiqamətli itmələrdə 0,89–0,93 zolağındadır və StatiCAD ardıcıl olaraq təhlükəsizlik tərəfindədir. Tələb nöqtəsi müqayisələri bərkimədən təsirlənmir.
6. Məlum fərqlər
| Fərq | Mənbəyi | Təsiri |
|---|---|---|
| SAP2000-də enən qol ↔ StatiCAD-də plato | SAP2000 oynaq təyinində davamlılıq düşməsi qolları var; StatiCAD oynağı (EPP və ya bərkiməli) enən qol ehtiva etmir. | SAP2000 əyrisi təpə etdikdən sonra enir və bəzi hallarda hədəfə çatmadan dayanır. Təpə qiymət nisbətlərinə təsir edir, tələb nöqtəsi müqayisəsinə təsir etmir. |
| Sərtlik divarlı modeldə elastik sərtlik fərqi | Sərtlik divarının güclü oxu itmə modelində tək çubuq və sərt qollarla təmsil olunur. | Eyni yerdəyişmədə baza kəsmə qüvvəsi fərqinin komponentlərindən biridir. |
| Sütun və sərtlik divarı eksenel qüvvəsinin sabitliyi | İki həlledicidə də oynaqlar N = G + nQ ilə qurulur. | Müqayisəyə təsir etmir; ortaq qəbuldur. |
| Bərkimə meyli təyini | İki proqram bərkiməli qolu fərqli təyin edir. | Bərkiməli təpə nisbətlərində ±0,03 dəyişkənlik. |
| SAP2000 qeyd addımı dəqiqliyi | SAP2000 nəticələri sonlu sayda addımda qeyd edilir. | Zərər oxunuşu tələb nöqtəsinə ən yaxın qeyd addımından aparılır; axma həddindəki hallarda qərar həssaslığı yarada bilər. |
7. Çoxmodlu itmənin doğrulanması
- Elastik uyğunluq (TBDY 5.6.6.1): Hər mod üçün qapalı formalı spektral yerdəyişmə ilə eyni sərtlik matrisindəki sonlu element həlli müqayisə edilib. X və Y istiqamətlərində modların hamısında kənarlaşma 0,0000%; CQC birləşdirilmiş təpə yerdəyişməsi iki yoldan eynidir.
- Hakim mod itməsi ↔ təkmodlu itmə: Çoxmodlu halın birinci mod itməsi təkmodlu itmə ilə eyni tələbi (36,8 mm), eyni axmış uc sayını (23) və eyni bina qərarını (Nəzarətli Zərər) vermişdir.
- Qısa period qaydası: Qısa periodlu ikinci X modunda (T = 0,155 s) CR = 1,030 avtomatik tətbiq edilib, mod gözlənildiyi kimi elastik qalıb.
- SAP2000 ilə modal sxem müqayisəsi: StatiCAD-in mod yük sxemləri SAP2000-ə ötürülüb eyni oynaqlı modeldə itilib; hakim modda 2–6%, ikinci modda təxminən 6% zolağında üst-üstə düşmə əldə edilib.
8. Ümumi qiymətləndirmə
- SAP2000 model–model müqayisəsində mühəndislik qərarının verildiyi tələb nöqtəsində yerdəyişmələr tam uyğun, zərər cədvəlləri üst-üstə düşən, bina qərarları 8 istiqamətin 7-də eynidir; yeganə fərq sənədləşdirilmiş sərhəd vəziyyətidir.
- Əyri təpə nisbətləri tək istiqamətli itmələrdə 0,89–0,93 zolağındadır və StatiCAD ardıcıl olaraq təhlükəsizlik tərəfindədir; qalan fərqlərin hər biri ayrılıb və əsaslandırılıb.
- Çoxmodlu itmənin elastik uyğunluq şərti ədədi olaraq ödənir.
Proqramla hazırlanan bütün nəticələrin məsul mühəndis tərəfindən yoxlanılması əsasdır.