Skip to main content

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:

SınaqEtalonNəticə
Sabit kəsikdə 12×12 sərtlik matrisiProqramın prizmatik Euler və Timoshenko element matrisləri10⁻⁹ nisbi dəqiqliklə bərabər
Konik kəsikdə konsol elastiklik inteqralları400 000 nöqtəli ədədi inteqral və analitik ortalar10⁻⁶ nisbi dəqiqliklə bərabər
Bərk cisim hərəkətləri və simmetriyaK·urijit = 0, K = KᵀTəmin edildi
Bərabər paylanmış yükün ankastre qüvvələri, sabit kəsikqL/2, qL²/1210⁻⁹ dəqiqliklə bərabər
Ankastre qüvvələri, konik və çoxhissəli elementQüvvə və moment tarazlığıTəmin edildi
note

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:

ŞablonSahə və ətalət fərqiQiymətləndirmə
Precast I, Precast Box, Trapezoidal, Box/Tube≤ %0,02Tam üst-üstə
Precast TAnalitik (düzbucaqlı hissələrin cəmi)Dəqiq
Precast UNümunə kəsikdə sahə −%4,1Qanad–divar birləşmə detalı fərqi

4. Hesab nüvələri: kitabdakı ədədi nümunələr​

4.1 TBDY Əlavə 8B ekvivalent çarpaz​

KəmiyyətKitabStatiCAD
Ekvivalent oxboyu sərtlik (EA)e727 960 N727 982 N
Çarpazın qüvvə tutumu Fmaks10 628 N10 622 N
note

Kiçik fərqlər kitabdakı π və cos α yuvarlaqlaşdırmalarından qaynaqlanır.

4.2 Hərəkətli körpülü kran yükləri​

KəmiyyətQiymət (kitab = StatiCAD)
Ümumi təkər reaksiyası366 kN
Körpünün çəkisi166 kN
Təkər başına kütlə payı41,5 kN
Kran tirinin layihə momenti Md692,8 kNm
Kran tirinin layihə kəsici qüvvəsi Vd516 kN
Üfüqi layihə momenti64,3 kNm
tip

Bütün qiymətlər kitabla tam eynidir.

4.3 Üst və alt hissədə fərqli R və D​

HalKəmiyyət (X / Y)KitabStatiCAD
A (νüst = 0,408 / 0,406)ν0,763 / 0,7620,763 / 0,762
(R̄a)alt3,932 / 3,9373,931 / 3,935
D̄alt1,805 / 1,8071,805 / 1,808
B (νüst = 0,320 / 0,261)(R̄a)alt4,121 / 4,2614,121 / 4,259
D̄alt1,929 / 2,021,929 / 2,018

4.4 TBDY Bölmə 8 birləşmələri​

tip

43 yoxlamanın hamısı uğurlu olub; aşağıda göstərilən iki şüurlu fərq istisna olmaqla, nəticələr kitabla tam eynidir.

BirləşməKəmiyyətNəticəQiymətləndirmə
MFB (dam tiri)Üfüqi qüvvə, moment, pim kəsilmə dayanıqlığı (2Ø36)88,6 kN; 65,77 kNm; 173,3 kNTam üst-üstə
MFBÇıxıntı dartılma qüvvəsi358 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 kNTam üst-üstə
MAB3 (E oxu)Üst/alt armatur, qaynaq sahəsi1355 / 1032 mm², 5381 mm²Tam üst-üstə
MAB3 (E oxu)Moment tutumları MRd− / MRd+286,5 / 409 kNmTam üst-üstə
MAB3 (B oxu)Üfüqi sürüşmə çıxıntısı5512 mm²Tam üst-üstə
MAB3 (B oxu)Üst armatur3339 mm² (kitab 3630 mm²)Kitabın B oxu hesabında düsturda fərqli kəmiyyət daxil edilib; E oxu düzəni əsas götürülüb
AşıqPim kəsilmə, qaynaq və burkulma tutumları114,6 / 113,4 / 347 kNTam üst-üstə

4.5 Fasad paneli və bünövrədə sürüşmə​

HesabNəticə
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.

KəmiyyətKitabStatiCADQiymətləndirmə
SDS / SD11,384 / 0,4771,3836 / 0,477Tam üst-üstə
Ekvivalent üsulda Tp0,787 s0,787 sTam üst-üstə
Ümumi kütlə3243 t3165 t−%2,4 (model detalı)
Mərtəbə qüvvəsi payları0,576 / 0,4240,576 / 0,424Tam üst-üstə
ν, (R̄a)alt, D̄altBölmə 4.3Bölmə 4.3Tam üst-üstə
Mərtəbə 1 nisbi yerdəyişməsi (Y)0,0110,0109Tam üst-üstə
Mərtəbə tirinin dayaq momenti (B oxu)−988 kNm−1021 kNm+%3
Hakim period Tx / Ty (modal)1,107 / 1,042 s0,806 / 0,830 s (sərt dam)Bax: aşağıda
info

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.

ModelKəmiyyətStatiCADSAP2000Fərq
Kvadrat 3×3 ox, 2 mərtəbəTx / Ty0,6192 / 0,6192 s0,6240 / 0,6240 s%0,8
Düzbucaqlı 5×2 ox, 2 mərtəbəTx / Ty0,5677 / 0,6362 s0,5677 / 0,6316 s%0,0 / %0,7
Kitabdakı bina, çarpazsızTx / Ty0,8135 / 0,8965 s0,8194 / 0,9005 s%0,7 / %0,4
Kitabdakı bina, Əlavə 8B çarpazlı və aşıqlıTx / Ty0,8314 / 0,9166 s0,8383 / 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​

tip
  • 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.
note

Proqramla əldə edilən bütün nəticələrin məsul mühəndis tərəfindən yoxlanılması əsasdır.