Prefabrik Konstruksiyaların Modelləşdirilməsi

StatiCAD prefabrik (öncədən hazırlanmış) dəmir-beton sənaye binaları üçün modelləşdirmə, analiz və birləşmə layihələndirilməsi alətləri təqdim edir: dəyişən kəsikli (nonprismatic) çubuqlar və prekast parametrik kəsiklər, mafsallı birləşmə təyini, dam diafraqması ekvivalent çarpazları (TBDY 2018 Əlavə 8B), fasad paneli və kran kütlələri, hərəkətli körpülü kran yükləri, üst və alt hissədə fərqli R və D (TBDY 4.3.6), TBDY Bölmə 8 üzrə birləşmə layihələndirilməsi, fasad paneli zəlzələ yükü, bünövrədə sürüşmə və poliqon/dəyişən kəsikli tirlərin armatur layihələndirilməsi.

Bu xüsusiyyətlər Türkiyə Prefabrik Birliyinin “Önüretimli Betonarme Örnek Bir Sanayi Binasının TBDY-2018’e Göre Analiz ve Tasarımı” kitabındakı nümunə bina (40×75 m, iki aralıqlı, aralıq mərtəbəli, 200 kN hərəkətli körpülü kranlı) üzərində işlənib və müqayisə edilib (bax: Prefabrik Konstruksiyalar üzrə Doğrulama İşləri).

info

Hansı buraxılışlarda? Prefabrik alətlər (Makrolar menyusundakı prefabrik əmrlər, Precast kəsik şablonları, birləşmə layihələndirilməsi pəncərəsi və hesabatdakı birləşmə səhifəsi) StatiCAD Ultimate buraxılışında mövcuddur. Ultimate-də hazırlanmış layihənin prefabrik məlumatları faylda saxlanılır; layihə başqa buraxılışda açıldıqda analiz eyni məlumatlarla işləyir. Dəyişən kəsik (Nonprismatic) təyini bütün buraxılışlarda var.

1. Ümumi iş axını

1. Layihənin Ümumi Parametrləri bölməsində bina tipi olaraq dəmir-beton binanı, materialı və zəlzələ parametrlərini daxil edin. Aralıq mərtəbəli binalarda R və D xanalarına üst hissənin əmsallarını yazın.
2. Kəsikləri təyin edin: sütunlar düzbucaqlı; maili dam tirləri üçün dəyişən kəsik və ya prekast şablonları (Bölmə 2 və 3).
3. Sütun və tirləri çəkin. Dam tiri, aşıq və oluk kimi pimli birləşən tirləri seçib Makrolar → Seçilmiş tirlərin uclarını mafsallı et (M2+M3) əmrini işə salın (Bölmə 4).
4. Dam diafraqmasını müəyyən edin: sərt diafraqma (susmaya görə) və ya Əlavə 8B ekvivalent çarpazları (Bölmə 5).
5. Fasad paneli və kran körpüsü kütlələrini zəlzələ əlavə kütləsi kimi, hərəkətli körpülü kran yüklərini kran pəncərəsi ilə daxil edin; üst və alt hissəsi fərqli daşıyıcı sistemli binalarda fərqli R–D ayarını edin (bax: Hərəkətli Körpülü Kran Yükləri, Zəlzələ Əlavə Kütlələri və Fərqli R–D).
6. Analiz seçimlərini yoxlayıb analizi işə salın. Poliqon və dəyişən kəsikli dəmir-beton tirlərin armaturu analiz zamanı avtomatik hesablanır.
7. Birləşmələri Makrolar → Prefabrik birləşmə layihələndirilməsi (TBDY Bölmə 8)... pəncərəsində layihələndirin və hesabata əlavə edin (bax: Prefabrik Birləşmələrin Layihələndirilməsi).

note

Prefabrik əmrlərin hamısı əsas menyudakı Makrolar menyusunun sonundadır. Çarpaz, kran və birləşmə pəncərələri daimi deyil: pəncərə açıq olduqda modeldə element seçməyə davam edə bilərsiniz.

2. Prekast parametrik kəsik şablonları

Çubuq Elementin Kəsik Xüsusiyyətləri pəncərəsinin şablon növü siyahısında aşağıdakı şablonlar var. Şablon seçildikdə Kəsik Parametrləri cədvəli ölçüləri (sm) və izahlarını göstərir; önbaxışda kəsik ölçü etiketləri ilə dərhal çəkilir.

Şablon	İstifadə
Precast I	Prekast I və ya ampul başlıqlı (bulb tee) tir; başlıq enləri, hündürlüklər, kəsmə və gövdə qalınlıqları
Precast T	Tək üst başlıqlı, kəsməli mərtəbə tiri (üstü tökülən kompozit tirin prekast hissəsi)
Precast U	U kəsikli prekast tir və ya oluk
Precast Box, Box/Tube	Qutu kəsiklər: xarici ölçülər, divar və döşəmə qalınlıqları
Trapezoidal	Trapes kəsik: üst və alt en, hündürlük

Kəsik proqramda poliqon kəsik kimi saxlanılır; sahə, ətalət və ağırlıq mərkəzi poliqondan avtomatik hesablanır. Parametrlər də saxlanıldığından kəsik yenidən açıldıqda parametrik rejimdə gəlir. Armatur düzülüşü poliqon redaktorundan verilə bilər və ya boş saxlanıldıqda tir layihələndirilməsində avtomatik yaradılır. SAP2000-ə ötürmədə şablonlar SAP2000-in öz prekast kəsik təyinləri ilə göndərilir.

3. Dəyişən kəsikli (nonprismatic) tirlər

Dam ferması tiri kimi uzunluğu boyunca hündürlüyü dəyişən elementlər tək çubuq kimi modelləşdirilir; sərtlik kəsiyin real dəyişməsinə görə hesablanır. Təyin Çubuq Elementin Kəsik Xüsusiyyətləri pəncərəsində şablon növü Nonprismatic seçilməklə açılan Dəyişən Kəsik Təyini pəncərəsində aparılır:

Sütun	İzah
Start Section / End Section	Hissənin əvvəlindəki və sonundakı kəsik (əvvəlcədən təyin edilmiş prizmatik kəsiklərdən; məs. ucda 40×26, ortada 40×140 düzbucaqlı və ya iki fərqli Precast I)
Length / Length Type	Absolute: hissənin uzunluğu sm ilə. Variable: nisbi çəki; element uzunluğundan Absolute hissələr çıxıldıqdan sonra qalan uzunluq Variable hissələrə bu nisbətlə bölüşdürülür.
EI33 / EI22 variation	Əyilmə sərtliyinin dəyişmə forması: Linear (EI xətti), Parabolic (√EI xətti; başlığı hakim olan I kəsikdə hündürlük dəyişirsə), Cubic (∛EI xətti; eni sabit, hündürlüyü xətti dəyişən düzbucaqlı)

İki maili (beşik) dam tiri iki hissə ilə təyin edilir: uc kəsik → orta kəsik → uc kəsik. Sahə, burulma sabiti və sürüşmə sahələri hissə daxilində xətti dəyişir. Kəsik adını tirin kəsiyi kimi seçməyiniz kifayətdir; analiz, SAP2000-ə ötürmə (bütün hissələri ilə) və armatur layihələndirilməsi dəyişən kəsiyi öz-özünə istifadə edir.

info

Necə hesablanır? Elementin sərtlik matrisi uzunluq boyunca dəyişən kəsik xüsusiyyətlərinin elastiklik inteqrasiyası ilə (sürüşmə deformasiyası daxil olmaqla) qurulur; sabit kəsikdə bu matris prizmatik elementinki ilə ədədi dəqiqliklə eynidir. Bərabər paylanmış yükün ankastre qüvvələri də dəyişən kəsiyə görə hesablanır; qalın uc daha böyük ankastre moment alır. Kütlə və xüsusi çəki uzunluq boyunca orta sahə ilə paylanır (ümumi həcm düzgündür).

note

Dəyişən kəsik yalnız tirlərdə nəzərə alınır; sütuna təyin edilməsi dəstəklənmir.

4. Mafsallı (pimli) birləşmələr

Prefabrik binalarda dam tirləri, aşıqlar və olukların sütunlara adətən pimli mafsallı birləşdirilir. Tək addımda təyin etmək üçün müvafiq tirləri (bütün mərtəbələrdə) seçib Makrolar → Seçilmiş tirlərin uclarını mafsallı et (M2+M3) əmrini işə salın. Əmr seçilmiş hər tirin hər iki ucunda iki əyilmə momentini (M2, M3) sərbəst buraxır, mafsal yayı əmsallarını sıfırlayır və mafsalı bütün yüklənmələrdə aktiv edir; sonda neçə tirin işləndiyini bildirir. Tək uc üçün mafsal tirin xüsusiyyətlər pəncərəsindəki mafsal cədvəlindən də daxil edilə bilər.

Tirlərdə ox ofseti (tirin düyün xəttinin altında dayanması) açıq olsa belə mafsal düyün tərəfində tətbiq olunur; pimli tir real sadə dayaq kimi davranır. Sərt diafraqma və ox ofsetinin birlikdə yaratdığı kompozit oxboyu qüvvə tirin oxboyu yük qiymətləndirməsindən ayrılır.

5. Dam diafraqması: sərt diafraqma və ya Əlavə 8B ekvivalent çarpazları

Susmaya görə qəbul hər mərtəbə (dam daxil) üçün sərt diafraqmadır (Layihənin Ümumi Parametrləri → Element Qüvvələri → Tam sərt diafraqma). Minlərlə düyünün diafraqmaya bağlandığı aşıqlı və çarpaz bölməli damlarda sərt diafraqma dəqiq əsas–asılı çevirmə ilə həll olunur; istifadəçi ayarı tələb olunmur.

Trapes sac və ya sendviç panel örtüklü damlarda TBDY Əlavə 8B dam müstəvisinin sürüşmə sərtliyini hər iki ucu mafsallı ekvivalent çarpaz cütləri ilə təmsil etməyə icazə verir. Bunun üçün Makrolar → Prefabrik dam diafraqmasının ekvivalent çarpazları (TBDY Əlavə 8B) pəncərəsindən istifadə edin:

Giriş	İzah	Susmaya görə
Trifon vint diametri D (mm)	Sacı aşığa bağlayan vintin diametri	4
Üst sac qalınlığı t1 (mm)	Trapes sacda lövhə qalınlığı; sendviç paneldə üst sac	0,5
Alt sac t2 (mm)	Sendviç paneldə alt sac; trapes sacda 0	0,4
Vahid uzunluqda vint n (ədəd/m)	Aşıq boyunca metrdəki vint sayı	5,5
Sac axma dayanıqlığı fy (MPa)		255
Təhlükəsizlik əmsalı γ		0,67
Bölmə sayı	İki tir arasının tir uzunluğu istiqamətində neçə xanaya bölünəcəyi	4
Çarpaz materialı E (MPa)	Ekvivalent çubuğun elastiklik modulu	33227

1. Hesabla: Ekvivalent oxboyu sərtlik (EA)e, bir çarpazın daşıya biləcəyi ən böyük qüvvə, TBDY Tənl. 8B.1 müqayisəsi, ekvivalent çubuq kəsiyi və Əlavə 8B tətbiq olunma şərtləri (aşıq aralığı ≤ 2,0 m, çarpaz bucağı ≈ 45°) göstərilir.
2. Modeldə çarpazların quraşdırılacağı iki paralel tiri (məs. qonşu iki dam tiri) seçin və Seçilmiş 2 tir arasında çarpaz yarat düyməsinə basın. İki tir arası seçilmiş sayda xanaya bölünür və hər xanaya bir X cütü yerləşdirilir. Çarpazlar hər iki ucu mafsallı, kütləsiz və yüksüz virtual elementlərdir; dəmir-beton layihələndirməyə və metrajə daxil olmur.
3. Yaradılmış çarpazlar və mənbə tirlər seçilmiş saxlanılır. Makrolar → Bütün mərtəbələrdə kəsişən seçilmiş tirləri böl əmrini işə salaraq çarpaz uclarının aşıq və tirlərlə ortaq düyündə birləşməsini təmin edin.

note

Əlavə 8B çarpazlı damla işləyərkən Layihənin Ümumi Parametrləri → Element Qüvvələri → Yarımsərt diafraqma seçilməlidir. Müqayisə üçün sərt diafraqma həllini də işə salmanız tövsiyə olunur.

6. Analiz seçimləri

Seçim	Yeri	İzah
Tam sərt / Yarımsərt diafraqma	Layihənin Ümumi Parametrləri → Element Qüvvələri	Əlavə 8B çarpazlı damda yarımsərt seçilir; əks halda sərt diafraqma tövsiyə olunur.
Modal analizdə sərt diafraqma təyini	Layihənin Ümumi Parametrləri → Zəlzələ Qüvvələri	“Aparılsın” seçimində mərtəbə başına üç sərbəstlik dərəcəli (UX, UY, RZ) azaldılmış model; mərtəbə kotunda (±2 sm) olan düyünlər mərtəbəyə bağlanır.
Sərt diafraqmalı modal analizdə döşəmələri nəzərə al	Layihənin Ümumi Parametrləri → Zəlzələ Qüvvələri	Döşəmə qabıqlarının sərtliyə töhfəsi statik həlldə var, sərt diafraqmalı modal analizdə susmaya görə yoxdur; buna görə modal periodlar bir qədər uzun, statik yerdəyişmələr bir qədər kiçik çıxır (%2–5). İki həlli bərabərləşdirmək üçün kiçik modellərdə aktivləşdirilə bilər; aşıqlı və çarpaz bölməli böyük damlarda yaddaş tələbinə görə tövsiyə olunmur.
Tir ara düyünlərini sərt diafraqmaya bağlama	Layihənin Ümumi Parametrləri → Zəlzələ Qüvvələri	Tir oxları düyün xəttinin altında modelləşdirildikdə tirin bölmə düyünləri sərt diafraqmaya bağlı olduğu üçün tirlər kompozit sərtləşir. Seçim aktiv edildikdə yalnız bölmə düyünləri diafraqmadan kənarda qalır; sütun, sərtlik divarı və tir kəsişmə düyünləri bağlı qalır. Susmaya görə qapalıdır və layihə ilə saxlanılır.

7. Əhatə dairəsinin hədləri

• Dəyişən kəsik yalnız tirlərdə nəzərə alınır; əvvəlcədən gərilmiş kəsik hesabı əhatə dairəsindən kənardadır.
• Qısa konsol (guse) və kran konsolu yoxlanılması, soketli (yuvalı) bünövrə yoxlanılması və montaj mərhələsi yoxlamaları bu buraxılışda yoxdur.
• Əlavə 8B çarpazlı yarımsərt damın sürüşmə sərtliyi sərt diafraqma həlli ilə birlikdə qiymətləndirilməlidir.
• Precast U şablonunun qanad–divar birləşmə detalında SAP2000-ə görə kiçik sahə fərqi var (nümunə kəsikdə −%4).

8. Tez-tez rast gəlinən hallar

Əlamət	Həll
Makrolar menyusunda prefabrik əmrlər yoxdur; kəsik siyahısında Precast şablonları görünmür.	Prefabrik alətlər Ultimate buraxılışında aktivdir.
Yaradılmış çarpazlar aşıqlarla birləşmir.	Makrolar → Bütün mərtəbələrdə kəsişən seçilmiş tirləri böl əmrini çarpazlar və tirlər seçilmiş ikən işə salın.
Hakim period gözləniləndən qısadır.	Sərt dam diafraqması qəbulunun nəticəsidir; izahı doğrulama məqaləsindədir.