Prefabrik Konstruksiyalar üzrə Doğrulama İşləri
Bu məqalə prefabrik (öncədən hazırlanmış) dəmir-beton konstruksiya xüsusiyyətlərinin doğrulama işlərini və nəticələrini ümumiləşdirir. Etalon nümunə Türkiyə Prefabrik Birliyinin “Önüretimli Betonarme Örnek Bir Sanayi Binasının TBDY-2018’e Göre Analiz ve Tasarımı” kitabındakı binadır (aşağıda “kitab”). Eyni binanın StatiCAD-də ekran görüntüləri ilə addım-addım həlli üçün Nümunə Həll: Prefabrik Sənaye Binası məqaləsinə baxın.
1. Doğrulama yanaşması
Doğrulama qatlı aparılıb; hər qat üstündəkinin girişini təmin edir:
- Element nüvəsi: Dəyişən kəsikli element riyaziyyatının qapalı həllər və yüksək dəqiqlikli ədədi etalonlarla vahid testləri.
- Kəsik həndəsəsi: Prekast şablonlarının kəsik xüsusiyyətlərinin SAP2000-in öz kəsik hesabı ilə müqayisəsi.
- Hesab nüvələri: Əlavə 8B, hərəkətli körpülü kran, fərqli R–D, birləşmə, fasad paneli və bünövrədə sürüşmə hesablarının kitabdakı ədədi nümunələrlə sətir-sətir müqayisəsi.
- Bina miqyası: Kitabdakı binanın StatiCAD-də qurulub analiz edilməsi; zəlzələ kəmiyyətlərinin, daxili qüvvələrin və armaturların kitabla müqayisəsi.
- Müstəqil sonlu element yoxlaması: Eyni sonlu element modelinin SAP2000 v27-də yenidən qurulub period, azaldılmış sərtlik və yerdəyişmələrin müqayisəsi.
2. Dəyişən kəsikli element
Element riyaziyyatı 87 yoxlamalıq test proqramları ilə sınaqdan keçirilib, hamısı uğurlu olub:
| Sınaq | Etalon | Nəticə |
|---|---|---|
| Sabit kəsikdə 12×12 sərtlik matrisi | Proqramın prizmatik Euler və Timoshenko element matrisləri | 10⁻⁹ nisbi dəqiqliklə bərabər |
| Konik kəsikdə konsol elastiklik inteqralları | 400 000 nöqtəli ədədi inteqral və analitik ortalar | 10⁻⁶ nisbi dəqiqliklə bərabər |
| Bərk cisim hərəkətləri və simmetriya | K·urijit = 0, K = Kᵀ | Təmin edildi |
| Bərabər paylanmış yükün ankastre qüvvələri, sabit kəsik | qL/2, qL²/12 | 10⁻⁹ dəqiqliklə bərabər |
| Ankastre qüvvələri, konik və çoxhissəli element | Qüvvə və moment tarazlığı | Təmin edildi |
Prizmatik elementlərin hesabı dəyişən kəsiyin əlavə olunmasından təsirlənmir.
3. Prekast kəsik həndəsəsi
Parametrik şablonlardan yaradılan kəsiklərin xüsusiyyətləri eyni parametrlərlə SAP2000-də təyin edilən kəsiklərin SAP2000 tərəfindən hesablanan xüsusiyyətləri ilə müqayisə edilib:
| Şablon | Sahə və ətalət fərqi | Qiymətləndirmə |
|---|---|---|
| Precast I, Precast Box, Trapezoidal, Box/Tube | ≤ %0,02 | Tam üst-üstə |
| Precast T | Analitik (düzbucaqlı hissələrin cəmi) | Dəqiq |
| Precast U | Nümunə kəsikdə sahə −%4,1 | Qanad–divar birləşmə detalı fərqi |
4. Hesab nüvələri: kitabdakı ədədi nümunələr
4.1 TBDY Əlavə 8B ekvivalent çarpaz
| Kəmiyyət | Kitab | StatiCAD |
|---|---|---|
| Ekvivalent oxboyu sərtlik (EA)e | 727 960 N | 727 982 N |
| Çarpazın qüvvə tutumu Fmaks | 10 628 N | 10 622 N |
Kiçik fərqlər kitabdakı π və cos α yuvarlaqlaşdırmalarından qaynaqlanır.
4.2 Hərəkətli körpülü kran yükləri
| Kəmiyyət | Qiymət (kitab = StatiCAD) |
|---|---|
| Ümumi təkər reaksiyası | 366 kN |
| Körpünün çəkisi | 166 kN |
| Təkər başına kütlə payı | 41,5 kN |
| Kran tirinin layihə momenti Md | 692,8 kNm |
| Kran tirinin layihə kəsici qüvvəsi Vd | 516 kN |
| Üfüqi layihə momenti | 64,3 kNm |
Bütün qiymətlər kitabla tam eynidir.
4.3 Üst və alt hissədə fərqli R və D
| Hal | Kəmiyyət (X / Y) | Kitab | StatiCAD |
|---|---|---|---|
| A (νüst = 0,408 / 0,406) | ν | 0,763 / 0,762 | 0,763 / 0,762 |
| (R̄a)alt | 3,932 / 3,937 | 3,931 / 3,935 | |
| D̄alt | 1,805 / 1,807 | 1,805 / 1,808 | |
| B (νüst = 0,320 / 0,261) | (R̄a)alt | 4,121 / 4,261 | 4,121 / 4,259 |
| D̄alt | 1,929 / 2,02 | 1,929 / 2,018 |
4.4 TBDY Bölmə 8 birləşmələri
43 yoxlamanın hamısı uğurlu olub; aşağıda göstərilən iki şüurlu fərq istisna olmaqla, nəticələr kitabla tam eynidir.
| Birləşmə | Kəmiyyət | Nəticə | Qiymətləndirmə |
|---|---|---|---|
| MFB (dam tiri) | Üfüqi qüvvə, moment, pim kəsilmə dayanıqlığı (2Ø36) | 88,6 kN; 65,77 kNm; 173,3 kN | Tam üst-üstə |
| MFB | Çıxıntı dartılma qüvvəsi | 358 kN (kitab 253,5 kN) | Proqram TBDY Şəkil 8.1-dəki qolu tətbiq edir; etibarlı tərəf |
| MAB3 (E oxu) | Üfüqi qüvvələr (−/+/D-li −/D-li +) | 440 / 335 / 1017 / 912 kN | Tam üst-üstə |
| MAB3 (E oxu) | Üst/alt armatur, qaynaq sahəsi | 1355 / 1032 mm², 5381 mm² | Tam üst-üstə |
| MAB3 (E oxu) | Moment tutumları MRd− / MRd+ | 286,5 / 409 kNm | Tam üst-üstə |
| MAB3 (B oxu) | Üfüqi sürüşmə çıxıntısı | 5512 mm² | Tam üst-üstə |
| MAB3 (B oxu) | Üst armatur | 3339 mm² (kitab 3630 mm²) | Kitabın B oxu hesabında düsturda fərqli kəmiyyət daxil edilib; E oxu düzəni əsas götürülüb |
| Aşıq | Pim kəsilmə, qaynaq və burkulma tutumları | 114,6 / 113,4 / 347 kN | Tam üst-üstə |
4.5 Fasad paneli və bünövrədə sürüşmə
| Hesab | Nəticə |
|---|---|
| Fasad paneli (10,1 t, R/I = 3, Tp = 0,787 s) | Ekvivalent zəlzələ yükü 102,3 kN, aşağı hədd 41,1 kN — tam üst-üstə |
| Bünövrədə sürüşmə (E oxu) | Rth = 107,5 kN ≥ Vth = 103 kN — tam üst-üstə |
5. Bina miqyasında müqayisə
Kitabdakı bina (40×75 m plan, 10 m hündürlük, A–C arasında +5,00 kotunda aralıq mərtəbə, C–E arasında 200 kN hərəkətli körpülü kran; dam tirləri sütunlara pimli, mərtəbə tirləri moment ötürən; alt hissədə fərqli R–D) StatiCAD-də qurulub.
| Kəmiyyət | Kitab | StatiCAD | Qiymətləndirmə |
|---|---|---|---|
| SDS / SD1 | 1,384 / 0,477 | 1,3836 / 0,477 | Tam üst-üstə |
| Ekvivalent üsulda Tp | 0,787 s | 0,787 s | Tam üst-üstə |
| Ümumi kütlə | 3243 t | 3165 t | −%2,4 (model detalı) |
| Mərtəbə qüvvəsi payları | 0,576 / 0,424 | 0,576 / 0,424 | Tam üst-üstə |
| ν, (R̄a)alt, D̄alt | Bölmə 4.3 | Bölmə 4.3 | Tam üst-üstə |
| Mərtəbə 1 nisbi yerdəyişməsi (Y) | 0,011 | 0,0109 | Tam üst-üstə |
| Mərtəbə tirinin dayaq momenti (B oxu) | −988 kNm | −1021 kNm | +%3 |
| Hakim period Tx / Ty (modal) | 1,107 / 1,042 s | 0,806 / 0,830 s (sərt dam) | Bax: aşağıda |
Period fərqi: Kitab hakim periodları tək bir modda verir; kitabın modelində dam Əlavə 8B ekvivalent çarpazları ilə yarımsərtdir. StatiCAD-də sərt dam qəbulu ilə aralıq mərtəbəli çərçivələr və konsol sütun cərgəsi ayrı alt sistemlər kimi titrəyir. Eyni model SAP2000 v27-də müstəqil qurulduqda StatiCAD periodları %1 daxilində yenidən əldə edilib (Bölmə 6). Deməli, fərq sonlu element həllindən deyil, dam diafraqması və çərçivə idealizasiyasından qaynaqlanır.
6. SAP2000 v27 ilə müstəqil sonlu element müqayisəsi
Proqramın qurduğu sonlu element modeli (düyünlər, çubuqlar, effektiv kəsik vuruqları, mafsallar, bərk uclar, mərtəbə kütlələri) SAP2000-də eyni qəbullarla yenidən qurulub; modal analizə əlavə olaraq mərtəbə əsas düyünlərinə vahid yüklər tətbiq edilərək azaldılmış sərtlik matrisi hədd-hədd müqayisə edilib.
| Model | Kəmiyyət | StatiCAD | SAP2000 | Fərq |
|---|---|---|---|---|
| Kvadrat 3×3 ox, 2 mərtəbə | Tx / Ty | 0,6192 / 0,6192 s | 0,6240 / 0,6240 s | %0,8 |
| Düzbucaqlı 5×2 ox, 2 mərtəbə | Tx / Ty | 0,5677 / 0,6362 s | 0,5677 / 0,6316 s | %0,0 / %0,7 |
| Kitabdakı bina, çarpazsız | Tx / Ty | 0,8135 / 0,8965 s | 0,8194 / 0,9005 s | %0,7 / %0,4 |
| Kitabdakı bina, Əlavə 8B çarpazlı və aşıqlı | Tx / Ty | 0,8314 / 0,9166 s | 0,8383 / 0,9209 s | %0,8 / %0,5 |
Azaldılmış sərtlik matrisinin diaqonal hədləri %2,5 daxilində üst-üstə düşüb, kütlə matrisləri eyni tapılıb. Kitabdakı binanın dam tirləri, kran tirləri və ya oluklar çıxarılmış törəmələrində də iki proqram %1 daxilində üst-üstə düşüb.
7. Ümumi qiymətləndirmə
- Dəyişən kəsikli element və prekast kəsiklər qapalı həllər və SAP2000 ilə doğrulanıb.
- Əlavə 8B, hərəkətli körpülü kran, fərqli R–D, birləşmə, fasad paneli və bünövrədə sürüşmə hesabları kitabdakı ədədi nümunələrlə, proqramın normaları etibarlı tərəfdə tətbiq etdiyi məqamlar istisna olmaqla, tam üst-üstə düşür.
- Sonlu element həlli SAP2000 v27 ilə qurulan müstəqil modellə periodlarda %1 daxilində üst-üstə düşür.
Proqramla əldə edilən bütün nəticələrin məsul mühəndis tərəfindən yoxlanılması əsasdır.