Yüngül Polad Doğrulama İşləri
Bu məqalə yüngül polad panel, dayaq, tir və sütun hesablarının doğrulama işlərini ümumiləşdirir. Doğrulama qatlı şəkildə aparılıb: kəsik xüsusiyyətləri istehsalçı kataloqu ilə, burulma kəmiyyətləri qapalı həll və müstəqil proqramla, dayanıqlıq zənciri normativ tənliklər və əl hesabı ilə, tələblərin çıxarılması əl hesabı ilə müqayisə edilib; parametrdən hesabata qədər bütün axın nümunə layihələrdə başdan sona işə salınıb. Münasibətlər üçün Yüngül Polad Layihələndirilməsinin Nəzəri Əsasları məqaləsinə baxın.
1. Kəsik xüsusiyyətləri: 527 profil × katalog
Öncədən təyin olunmuş yüngül polad profil kitabxanasındakı hər profil üçün iti künclü orta xətt modeli ilə hesablanan brüt xüsusiyyətlər kataloqla müqayisə edilib (model / katalog − 1):
| Ailə (say) | A | Ix | Iy |
|---|---|---|---|
| C (89) | +%1,4 … +%5,5 | +%1,9 … +%5,3 | +%3,2 … +%6,6 |
| Z (90) | +%1,4 … +%6,6 | +%1,9 … +%6,4 | +%3,4 … +%8,3 |
| U (88) | +%0,8 … +%2,5 | +%1,2 … +%2,8 | +%0,1 … +%1,2 |
| Sigma (90) | +%1,7 … +%6,0 | +%2,0 … +%4,6 | +%3,8 … +%8,5 |
| C+ (87) | +%2,4 … +%6,4 | +%2,5 … +%4,5 | +%3,3 … +%6,4 |
| Sigma+ (83) | +%2,7 … +%5,9 | +%2,6 … +%3,9 | +%4,0 … +%7,2 |
Kənarlaşmalar bərabərdir və modelin iti künc fərziyyəsindən gəlir (künclər yuvarlaqlaşdırıldıqda sahə kənarlaşması orta hesabla %1-ə enir). Layihələndirmədə brüt A, Ix və Iy birbaşa katalog qiymətləri ilə götürüldüyündən kənarlaşma layihələndirməyə əks olunmur; ağırlıq mərkəzinin yeri kataloqla 0,4 mm daxilində üst-üstə düşür.
2. Burulma kəmiyyətləri
| Sınaq | Nəticə |
|---|---|
| Qapalı həll — düz U kəsik (b = 50, h = 100, t = 2 mm) | Kəsmə mərkəzi məsafəsi və qıvrılma sabiti ədədi həllə tam uyğundur |
| Müstəqil proqram ilə proqram, 90 Sigma profil | J, Cw və kəsmə mərkəzi üçün ən böyük nisbi fərq < 3·10⁻⁵ |
3. Distorsiyalı bükülmənin ümumi metodu
Ümumi metod (HCBTİE 4.10.3.3) üç müstəqil yolla doğrulanıb: normativ səhifələrindən yenidən yazılmış müstəqil hesab, iki ayrı sonlu zolaq həlledicisi və kod araşdırması. Müstəqil hesab altı kəsikdə kritik gərginliyi və kritik yarım dalğa uzunluğunu mində birdən yaxşı dəqiqliklə təkrar yaratmışdır:
| Kəsik | Fcrd sıxılma, proqram / müstəqil (MPa) | Fcrd əyilmə, proqram / müstəqil (MPa) |
|---|---|---|
| S200-50x67x16x2 | 183,0 / 183,0 | 377,4 / 377,4 |
| C200x80x16x2 | 169,2 / 169,2 | 300,0 / 300,0 |
| Z200x60x15x2 | 175,6 / 175,6 | 411,7 / 411,7 |
| Z400x100x21x2 | 55,2 / 55,2 | 164,6 / 164,6 |
| C+200-89x25x15x4 | 606,5 / 606,5 | 922,4 / 922,4 |
| S+200-55x95x25x15x4 | 574,7 / 574,7 | 850,0 / 850,0 |
Nəzərəçarpacaq distorsiyalı modu olan hallarda ümumi metod sonlu zolaq həlli ilə sıxılmada −%7 … +%0, əyilmədə +%4 … +%14 (mühafizəkar) zolağında uyğundur. Sigma kəsiklərdə metod gövdəni düz qəbul etdiyindən nəzərəçarpacaq dərəcədə mühafizəkardır; C+ kəsiklərdə isə sıxılmada sonlu zolaq qiymətindən bir qədər yuxarıda qaldığından bu kəsiklərdə sonlu zolaq seçimi defolt edilib.
4. Sonlu zolaq həlledicisi
Proqramın sonlu zolaq həlledicisi əvvəlcə tək zolaq matrisləri ilə müstəqil bir istinad həlledicisinə qarşı sınaqdan keçirilib (nisbi fərq ≤ 2·10⁻¹⁰), sonra eyni şəbəkə ilə kritik gərginliklər müqayisə edilib (düz lövhə, künc, C, Sigma, Z və C+ kəsiklər; nəticələr tam uyğun). Kataloqdakı 439 dodaqlı profilin hamısında (861 sıxılma/əyilmə halı) iki həlledicinin kritik gərginlikləri arasındakı ən böyük fərq 9·10⁻⁵, orta fərq 8·10⁻⁶ olmuşdur. Şəbəkə iki dəfə sıxlaşdırıldıqda nəticələr ən çox %0,3 dəyişir.
5. Tir və sütun (elementə təyin edilmiş kəsik)
Bir test layihəsində tirə və sütuna SIGMA S200-50x67x16x2 təyin edilib, material S235 götürülüb. Proqram qiymətləri müstəqil hesab və əl hesabı ilə müqayisə edilib:
| Kəmiyyət | Əl hesabı / müstəqil hesab | Proqram (YDKT) | Nəticə |
|---|---|---|---|
| Tirin əyilmə dayanıqlığı Md (Lb = L = 6,0 m, Cb = 1,579; yanal-burulma bükülməsi həlledici) | 3,222 kNm | 3,2225 kNm | Tam uyğun |
| Tirin kəsmə dayanıqlığı Vd | 32,39 kN | 32,39 kN | Tam uyğun |
| Sütun Pd / Md,x / Md,y (KL = 3,0 m) | 54,83 kN / 6,587 kNm / 1,578 kNm | 54,83 / 6,587 / 1,578 | Tam uyğun |
Tir əyilmə dayanıqlığında yanal tutulmasız uzunluq element uzunluğudur (Lb = L = 6,0 m) və Cb həlledici 1,6G+Q kombinasiyasının moment diaqramından hesablanır: Mmaks = 0,176 (uc), MA = 0,044, MB = 0,134, MC = 0,094 kNm → Cb = 12,5·0,176 / (2,5·0,176 + 3·0,044 + 4·0,134 + 3·0,094) = 1,583 (proqram 1,579; fərq göstərilən momentlərin yuvarlaqlaşdırılmasındandır). Pey = π²·206010·325600/6000² = 18 390 N, Pez = 40 886 N, io = 82,68 mm → Mcre = 1,579·82,68·√(18 390·40 886) = 3,580·10⁶ N·mm; Fcre = 83,1 MPa < 0,56Fy → Mne = 3,580 kNm; Md = 0,90·3,580 = 3,222 kNm.
GKT qiymətləri də müvafiq təhlükəsizlik əmsalları ilə tam üst-üstə düşmüşdür.
6. Tələb modeli və başdan sona axın
- Panel daxili qüvvələrindən aralıq və kənar dayaq oxboyu tələblərinin, xarici divarlarda külək momentinin və birləşik təsir nisbətlərinin çıxarılması YDKT və GKT üçün əl hesabı ilə müqayisə edilib, hesabatdakı qiymətlərlə tam üst-üstə düşmüşdür.
- Kənar sərtləşdirici (HCBTİE 4.9.3) və Z kəsik qaydaları əl hesabı ilə doğrulanıb.
- Panel ankrajı, gips lövhə payı, zəlzələ yükünün T = 0,2 s ilə hesabı, panel sərtliklərinin daşıma qabiliyyətinə mütənasib götürülməsi və bünövrələrin D ilə layihələndirilməsi tək və üç mərtəbəli nümunə yüngül polad layihələrində ayrı-ayrılıqda yoxlanılıb.
- Nümunə layihələrdə parametr → analiz → hesabat → PDF zənciri avtomatik işə salınmalarda xətasız işləyib; parametrlər həm mətn, həm də ikili layihə formatında yadda saxlanılıb və tam uyğun şəkildə geri oxunub.
7. Döşəmə tiri yoxlamaları
Gövdə əzilməsi. Hesab, müstəqil bir tətbiqlə 13 halda müqayisə edilib (C, U və C+ kəsiklər; uc və aralıq dayaq; tək və iki əks qüvvə; ss/t ≤ 60 və > 60; əhatə dairəsindən kənar Sigma, r/t > 6 və hw/t > 200 halları). 13 halın hamısında qiymətlər və hal kodları eynidir (fərq < 10⁻⁶). Cüt C kəsikli əl hesabı cədvəli ilə müqayisə (H = 200 mm, t = 4,95 mm, r = 6 mm, fyb = 350 MPa, ss = 100 mm):
| Hal | Əl hesabı | StatiCAD |
|---|---|---|
| Uc dayağı, sərtləşdirilmiş qurşaq | 68,894 kN | 68,894 kN |
| Uc dayağı, sərtləşdirilməmiş qurşaq, ss/t ≤ 60 | 46,198 kN | 46,198 kN |
| Aralıq dayaq, ss/t ≤ 60 | 118,551 kN | 118,551 kN |
| Aralıq dayaq, ss/t > 60 (ss = 400 mm) | 170,220 kN (müstəqil hesab) | 170,220 kN |
Başdan sona axın. 4 m aralıqlı U100x53x1,5 döşəmə tirləri ilə (YDKT) sınaqdan keçirilib:
- Oturmalı dayaq və ss = 40 mm ilə gövdə əzilməsində P = 8,65 kN, Pd = 3,056 kN (müstəqil hesabla eyni; nisbət 2,83).
- Dayaqda üstdən yük bəyanında iki əks qüvvə münasibəti ilə Pd = 3,43 kN (əl hesabı 3,426 kN).
- Alt qurşağın tutulma aralığı 1250,5 mm ilə Md− = 1,332 kNm; üst qurşaq üzlüyə bağlı və sərtləşdirici bəyanında Md+ = Mdlo = 1,370 kNm.
- Yalnız müvəqqəti yük sallanması δQ = 5,09 sm > L/250 = 1,60 sm və titrəyiş şərti (L/d = 40, fn = 3,0 Hz) tutulub; körpülənmə bəyanı titrəyiş xəbərdarlığını aradan qaldırıb.
- Daxiletmələr mətn və ikili layihə formatında yadda saxlanılıb tam uyğun şəkildə geri oxunub; Türkcə və İngiliscə hesabatda gövdə əzilməsi, sərtləşdirici və titrəyiş sətirləri ilə işarəli qiymətlər yoxlanılıb.
8. Döşəmə yaradılması və tir oynaqları
Model: 4 × 4 m göz, künclərdə 4 sütun, kənarlarda yüngül polad tirlər; döşəmə t = 2 sm, G = 175 kq/m², Q = 200 kq/m². C200x80x16x2 profilli, 400 mm aralıqlı, X istiqamətində yüngül polad döşəmə tərifi ilə 9 döşəmə tiri (hər iki ucu oynaqlı, üst qurşaq tutulmuş) və 40 sm-lik 10 zolaq yaradılıb.
| Həll | Tir M+ (1,4G + 1,6Q) |
|---|---|
| Klassik ötürmə, döşəmələr sərtliyə daxil deyil | 9 tirin hamısında 4,896 kNm, V = 4,90 kN (kənar tirlərinin sərtliyindən asılı olmayaraq). Q bərabərpaylanmış yükü w = 0,7455 kN/m; əl hesabı 200 kq/m² × 0,38 m = 0,7456 kN/m |
| Qabıq ötürməsi, sərt (S350) kənar tirləri | 3,82 (kənara qonşu) … 5,12 kNm (orta); üzlüyün yük paylaşdırması kiçikdir |
| Qabıq ötürməsi, elastik (U100) kənar tirləri | 17,9 (sütuna yaxın) / 0,9 kNm (orta); kənar tiri sallanması 17 sm → analiz xəbərdarlığı |
Döşəmə tirlərinin uc momenti sıfırdır (oynaqlar sonlu element həllində tətbiq olunur). Yenidən yaratma (500 mm aralıqla 7 tir / 8 zolaq; Y istiqaməti; kontrplak üzlük; körpülənmə bəyanı), tərifin silinməsi ilə orijinal döşəmənin geri qayıtması və layihə qeydində təriflərin və zolaq–tir ailəsinin qorunması ayrıca doğrulanıb.
9. Döşəmə diafraqması
Model: 3 mərtəbəli, 10 × 6 m, hər mərtəbədə 6 yüngül polad panel; DX = 2,0, DY = 3,0, ekvivalent zəlzələ yükü metodu. Üç səviyyədə C200x80x16x2 profilli, 600 mm aralıqlı, Y istiqamətində, OSB üzlüklü və körpülənməli yüngül polad döşəmə (17 zolaq, 16 tir).
| Kəmiyyət | StatiCAD | Əl hesabı / çarpaz yoxlama |
|---|---|---|
| 1-ci səviyyə xalis qüvvəsi Fx (D ilə) | 123,63 kN | D·F1 = 2,0 × 6,301 t = 123,6 kN |
| 1-ci səviyyə, y = 0 xətti qüvvəsi F (“−X1 − 0,3Y2” kombinasiyası) | 183,36 kN | 2,0 × 8,234 + 0,3 × 3,0 × 2,459 = 18,68 t = 183,3 kN |
| Eyni xətt: B, v, φvn, nisbət | 10,00 m; 18,34 kN/m; 6,12 kN/m; 3,00 | Döşəmə 0–1000 sm; 0,6 × 10,2 (OSB susmaya görə) |
| 1-ci səviyyə, x = 0 xətti qüvvəsi F (“−0,3X1 − Y2” kombinasiyası) | 148,39 kN | 0,3 × 2,0 × 3,301 + 3,0 × 4,380 = 15,12 t = 148,3 kN |
| Döşəmə → panel birləşməsi: Ps, n, n·Ps | 4,666 kN; 33; 153,97 kN | t1 = t2 = 2,0 mm, dv = 4,8 mm, Fu1 = 360, Fu2 = 420 MPa: Pns = min(10931; 9331; 10886) N → 0,5 × 9331 = 4,666 kN; 9,94 m / 0,3 m → 33 |
| 1-ci səviyyə qurşaq qüvvəsi Tx / Ty | 9,272 / 34,117 kN | 123,63 × 6/(8 × 10); 163,76 × 10/(8 × 6) |
| Toplayıcı (y = 0, divarlar xətti örtür) | 5,50 kN (nisbət 0,035) | N ≈ 0 gözlənilir |
Toplayıcı və boşluq üçün eyni modeldə zəmin mərtəbə divarı 2 m-ə qısaldılıb, 1-ci səviyyə döşəməsinin ortasında 2 × 2 m boşluq buraxılıb:
| Kəmiyyət | StatiCAD | Əl hesabı / çarpaz yoxlama |
|---|---|---|
| y = 0 xətti toplayıcı qüvvəsi |N|maks (ℓ = 2 m, F = 311,30 kN, B = 10 m) | 249,04 kN (nisbət 1,57, xəbərdarlıq) | F·(1 − ℓ/B) = 311,30 × (1 − 2/10) = 249,04 kN |
| Boşluq nisbəti | 0,067; sərt diafraqmada xəbərdarlıq | 4 / 60 m² = %6,7 > %3 |
| 10 × 2 m-lik döşəmə ailəsinin payı və qurşaq qüvvəsi Tx | 66,93 kN; 1,673 kN | 187,41 × 20/56 = 66,93; 66,93 × 2/(8 × 10) = 1,673 |
Bütün səviyyələri yüngül polad olan bu modeldə dəmir-beton diafraqma (TBDY 7.11) sətirləri yaradılmayıb; TBDY 10.5 sətirləri ilə xətt və birləşmə xəbərdarlıqları yaradılıb. Modelin ağır mərtəbə yükləri və DY = 3 səbəbindən nisbətlər 1,2–6 arasındadır; model yoxlama məqsədlidir.
10. Tir oxu ofseti və kompozit oxboyu qüvvə
Model: Nümunə Həll: İki Mərtəbəli Yüngül Polad Bina məqaləsindəki bina (5 m-lik döşəmə tirləri CC C200x80x16x2, 390 mm aralıq; lentolar CC C200x80x22x4, oynaqlı). Eyni model ofset açıq (aralıq düyünlər diafraqmada və ya “Tir aralıq düyünlərini sərt diafraqmaya bağlama” açıq) və ofsetlər bağlı həll edilib.
| Kəmiyyət | StatiCAD | Əl hesabı / çarpaz yoxlama |
|---|---|---|
| ck (e2 = 0 − 20/2 sm) | — | 7,51 × (−10) / (471,9 + 7,51 × 100) = −0,06141 sm⁻¹ |
| Sonlu element hissə oxboyu qüvvəsi, aralıq düyünlər diafraqmada (hissə 1 / 5) | G: −1,2218 / −6,4586 kN; Q: −2,5366 / −13,4088 kN | ck·M̄3: −1,2219 / −6,4587; −2,5369 / −13,4091 kN (fərq ≤ %0,01) |
| Sonlu element oxboyu qüvvəsi, tək zəncir | G: −4,3638 kN (10 hissədə sabit) | ck·(2/3)·Mmaks = −6,141 × 0,6667 × 1,0659 = −4,364 kN |
| Döşəmə tirinin layihə oxboyu qüvvəsi və P/Pd + M/Md | 0,197 kN; 0,564 (ofsetlər bağlı olduqda 0; 0,558) | 1,2G + 1,6Q zirvə qiyməti 29,20 kN çıxılır; trapes qaydası qalığı 1,2 × 0,0435 + 1,6 × 0,0903 = 0,197 kN (%0,67) |
| Lentoların layihə oxboyu qüvvəsi | 0,23 / 0,07 kN | Ofsetlər bağlı olduqda 0 |
| Ofset açıq və bağlı həllərin fərqi (74 tir) | Nisbət ≤ 0,007; M ≤ 0,12 kNm; sallanma ≤ 0,0005 sm | Qalan moment fərqi ofsetin real sərtlik təsiridir |
11. Ümumi qiymətləndirmə
Brüt kəsik xüsusiyyətləri kataloqla uyğundur; burulma kəmiyyətləri qapalı həll və müstəqil proqramla doğrulanıb; dayanıqlıq zənciri normativ tənliklər və əl hesabı ilə, tələblərin çıxarılması isə əl hesabı ilə üst-üstə düşür. Modul göstərilən əhatə dairəsində (öncədən təyin olunmuş C, Z, U, C+, Sigma və Sigma+ kəsikləri) istifadəyə yararlıdır.
Proqramla əldə edilən bütün nəticələrin məsul mühəndis tərəfindən yoxlanılması əsasdır.