Β Ι Β Λ Ι Ο Θ Η Κ Ε Σ (r-,q-,s-mode)

Β Ι Β Λ Ι Ο Θ Η Κ Ε Σ r-, q-, s-mode

ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΕΣ ΜΕΤΑΛΛΙΚΩΝ ΔΙΑΤΟΜΩΝ

Για διατομές από χάλυβα και αλουμίνιο χρησιμοποιούνται δύο είδη βιβλιοθηκών.

1. Βιβλιοθήκες διατομών κατηγορίας 1, 2 και 3 οι οποίες περιέχουν όλες τις σταθερές που απαιτούνται για την ανάλυση και διαστασιολόγηση μιας κατασκευής. Τέτοιες βιβλιοθήκες είναι οι: IPE, HEB, CHS, RHS, Ix2, U…

2. Βιβλιοθήκες λεπτότοιχων διατομών κατηγορίας 4 οι οποίες περιέχουν μόνο τις διαστάσεις που χρειάζονται για τον ορισμό τους. Τέτοιες βιβλιοθήκες είναι οι: HOL, Io, Iw, Hw, C, Z, Σ… Για αυτές τις διατομές οι ενεργές ελαστικές σταθερές υπολογίζονται από το πρόγραμμα την στιγμή που απαιτούνται για κάθε κρίσιμο συνδυασμό των εντατικών μεγεθών.

ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΕΣ ΔΙΑΤΟΜΩΝ ΑΠΟ ΑΛΟΥΜΙΝΙΟ

ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΗ SSB

Διπλό ταυ με ημιτονοειδή κορμό

ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΕΣ ΔΙΑΤΟΜΩΝ ΑΠΟ ΞΥΛΟ

Στις ξύλινες κατασκευές μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι παρακάτω βιβλιοθήκες:

Οι βιβλιοθήκες αυτές περιέχουν τις διαστάσεις των διατιθεμένων διατομών.

Οι κυκλικές διατομές πρέπει να δηλωθούν ως σταθερές( Fix=FF στο data set ‘properties’ ).

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

Οι βιβλιοθήκες που διανέμονται από το ΝΕΧΤ έχουν extension .org ή .alu.Ο χρήστης μπορεί να χρησιμοποιήσει οποιοδήποτε άλλο extension επιθυμεί δεδομένου ότι αυτό χρειάζεται μόνο για την αποθήκευσή τους.

Οι βιβλιοθήκες που χρησιμοποιούνται σε μια εφαρμογή πρέπει να τροποποιηθούν( απαλειφή των ανεπιθύμητων διατομών ) και να αντιγραφούν στο current directory χωρίς extension.

Ειδικά για τις διατομές από αλουμίνιο η πρώτη γραμμή της βιβλιοθήκης πρέπει να τροποποιηθεί ως προς τα στοιχεία του χρησιμοποιουμένου μείγματος και της κατεργασίας της διατομής: alloy series, product form and temper( AL, iseri, PF, TEMP, section class ).

Η πρώτη γραμμή της βιβλιοθήκης τυπικά συμπληρωμένη βρίσκεται στο file LIBRARY1.

ΓΡΑΜΜΕΣ ΕΠΙΡΡΟΗΣ (s-mode)

Γραμμές επιρροής όλων των εντατικών μεγεθών του φορέα στις θέσεις των ζητουμένων αποτελεσμάτων, για κίνηση φορτίου κατά μήκος καθορισθείσας ραβδοσειράς, υπολογίζονται με το πρόγραμμα traffic:

traffic -Q datafile

όπου το datafile είναι το βασικό file αναλύσεως του φορέα (ακόμη και με όλες τις φορτίσεις) με όχημα αποτελούμενο από ένα μόνο άξονα με μοναδιαίο φορτίο.
Το πλήθος των τεταγμένων των γραμμών επιρροής καθορίζεται από τις παραμέτρους Lvx και dvx της εντολής ‘vehicle’.

Η προένταση ως φόρτιση εισάγεται στο NEXT δια της περιγραφής των τενόντων προεντάσεως, οι οποίοι αποτελούνται από ευθύγραμμα και παραβολικά τμήματα. Για να είναι δυνατή η περιγραφή των τενόντων ορίζουμε μια ραβδοσειρά, δηλαδή, ένα σύνολο συνεχόμενων ράβδων ή ράβδων που μπορούν να θεωρηθούν συνεχόμενες δια( νοητής ) παραθέσεως.

Οι ράβδοι της ραβδοσειράς δεν πρέπει να περατούται σε στερεούς κόμβους κατά την έννοια της ραβδοσειράς. Εγκάρσιοι στερεοί κόμβοι επιτρέπονται.

Οι διατομές των ράβδων της προεντεταμένης ραβδοσειράς περιγράφονται πάντα με την εντολή ‘arbitrary’ και πρέπει να είναι τοπολογικά ισοδύναμες μεταξύ τους. Ο περιορισμός αυτός καθιστά δυνατό τον καθορισμό ενδιάμεσων διατομών δια παρεμβολής.Στις μη προεντεταμένες γέφυρες οι διατομές των ράβδων της ραβδοσειράς προσομοιώνονται ως διπλά ταυ.

Το σύστημα συντεταγμένων περιγραφής της διατομής πρέπει να έχει τον άξονα x επί της «ευθείας του άνω πέλματος» της δοκού. Από την «ευθεία του άνω πέλματος» εξαρτώνται τα κέντρα βάρους των διατομών.

Οι τένοντες προεντάσεως καθορίζονται εντός της ραβδοσειράς από την απόσταση της αρχής τους από την αρχή της ραβδοσειράς και από τα επί μέρους μήκη των τμημάτων τους.

Οι τεταγμένες των τενόντων μετρώνται από μια ευθεία αναφοράς παράλληλη προς την ευθεία του άνω πέλματος. Συνήθως η ευθεία αναφοράς ταυτίζεται με την ευθεία του πυθμένα της δοκού, στην περίπτωση βεβαίως που ο πυθμένας είναι επίπεδος. Η ευθεία αναφοράς των καλωδίων έχει απόσταση από την ευθεία του άνω πέλματος yref.

Σε προεντεταμένες γέφυρες οι φορτίσεις καθορίζονται ως εξής:

Ακολουθούν οι λοιπές φορτίσεις.

Η παραπάνω αρίθμηση είναι υποχρεωτική για τις τρεις πρώτες φορτίσεις όταν δεν εξετάζονται στάδια κατασκευής, ενώ όταν έχουμε στάδια κατασκευής και υπάρχουν φορτία από εξοπλισμό για τις τέσσερις πρώτες.

Οι περιβάλλουσες για κίνηση του οχήματος ή συρμού δημιουργούνται αυτόματα από το πρόγραμμα traffic το οποίο καλείται αμέσως προηγουμένως της εκτελέσεως του NEXT:

Μπορεί να γίνουν όλοι οι έλεγχοι μιας γέφυρας κατά EC2 ή din 102 με την εντολή :

bridge –mode basic

Χρησιμοποιούνται τα αρχεία δεδομένων :

Τα παραπάνω αρχεία διαφέρουν μόνο κατά το όχημα, τις περιβάλλουσες λειτουργικότητας( μπορεί να δοθεί μία μόνο με τους κατάλληλους συντελεστές ), τα δεδομένα κόπωσης( περιέχονται μόνο στο basic.ftg ) και το ‘output selection’.

Στις σιδηροδρομικές γέφυρες σε όλες τις περιπτώσεις χρησιμοποιείται το όχημα LM71.

Αποτελέσματα στα αρχεία:

Στις γέφυρες δεν ζητείται έλεγχος διατομών (output selection ) στην πρώτη και τελευταία ράβδο( προβόλους ) της ραβδοσειράς.

ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ ΓΕΦΥΡΑΣ s-mode

Δημιουργείται το βασικό file του φορέα:

datafile.nxt

Οι μη σεισμικές φορτίσεις υποχρεωτικά είναι δύο: μόνιμα( g ) και κινητά
( q ).

Οι μονωτήρες περιλαμβάνονται μεταξύ του καταστρώματος της γέφυρας και της κεφαλής των βάθρων. Ορίζονται ως κατακόρυφες ράβδοι μικρού μήκους , συνδέουσες αντίστοιχους κομβους ανωδομής και βάθρων μέσω στερεών περιοχών.

Το file υπολογισμού datafile.isl παράγεται όπως και στον r/q mode από το datafile.nxt με τις ίδιες αλλαγές. Επίσης η βιβλιοθήκη FPS και το file FRIC δημιουργούνται όπως στον r/q-mode.

ΕΝΤΟΛΗ ΕΚΤΕΛΕΣΕΩΣ

Δεδομένα στα : datafile.isl

next -sdi datafile

Γίνονται διαδοχικές επιλύσεις (μη γραμμική ανάλυση) μέχρι να επιτευχθεί σύγκλιση στις μετακινήσεις (παραμορφώσεις) των μονωτήρων.

ΑΡΧΕΙΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ

Όλα τα παραπάνω ισχύουν επίσης για την σεισμική μόνωση στον s-mode του NEXT οποιασδήποτε κατασκευής (δεξαμενών κλπ ).

ΣΤΑΔΙΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ s-mode

Η ανάλυση και ο έλεγχος των διατομών ενός προεντεταμένου φορέα
( π.χ. μιας γέφυρας ) που κατασκευάζεται τμηματικά( π.χ. άνοιγμα-άνοιγμα ) γίνεται ως εξής:

* Ετοιμάζεται το βασικό file των δεδομένων: basic του τελικού φορέα με όλες τις φορτίσεις και τον συρμό.

* Υπολογίζονται οι περιβάλλουσες από τα φορτία κυκλοφορίας:

traffic -qQ basic

* Γίνεται ένα τρέξιμο προετοιμασίας των σταδίων κατασκευής:

crnext -spd basic ( ifas=0 ,jpha=4 )

Γίνονται με αυτό γνωστά στο πρόγραμμα το πλήθος των ράβδων και τα σημεία αποτελεσμάτων και ελέγχου των διατομών που θα ισχύουν για όλα τα στάδια κατασκευής καθώς και οι μόνιμες φορτίσεις που επηρεάζονται από τα στάδια κατασκευής. Εδώ οι φορτίσεις αυτές είναι οι τέσσερις πρώτες (jpha=4), δηλαδή τα μόνιμα, τα πρόσθετα μόνιμα, η προένταση( υπερστατικό μέρος ) και τα φορτία από εξοπλισμό. Τα φορτία από εξοπλισμό δρουν σε ένα στάδιο κατασκευής και αίρονται σε επόμενο στάδιο. Τα εντατικά μεγέθη που οφείλονται στον εξοπλισμό προστίθενται στη φόρτιση 1( μόνιμα ) ενώ η φόρτιση 4 στις περιβάλλουσες εισάγεται με μηδενικό συντελεστή.

* Για κάθε ένα στάδιο κατασκευής i γίνεται ένα τρέξιμο:

crnext -spd basici ( ifas=1 )

όπου το basici είναι το βασικό file( basic ) με τις παρακάτω τροποποιήσεις:

crnext -spd basici ( ifas=1 )

όπου το basici είναι το βασικό file( basic ) με τις παρακάτω τροποποιήσεις:

(α) ifas=1 “parameters”

(β) 1/2 σεισμού στο φάσμα( α’=α/2 ) “create”

(γ) Συντελεστής ερπυσμού φ=0 “prestressing” Μέτρο συστολής ξήρανσης εs=0. Στους συντελεστές φ και εs μπορεί να δοθούν οι τιμές που αντιστοιχούν στο αντίστοιχο στάδιο

(δ) Ενεργοποιούνται τα ήδη κατασκευασμένα μέλη από προηγούμενα στάδια( iact=0 ) και τα κατασκευαζόμενα το πρώτον στο παρόν στάδιο( iact=1 ) “activated”

(ε) Απενεργοποιούνται / επανενεργοποιούνται ενδεχομένως κάποια καλώδια που ανήκουν στις ενεργές ράβδους “deactivated”

(ζ) Τροποποιούνται τα “envelopes” έτσι ώστε να μετέχουν μόνο οι επιθυμητές για το ενδιάμεσο στάδιο φορτίσεις (μόνιμα, πρόσθετα μόνιμα, προένταση, συστολή ξήρανσης, θερμοκρασία, άνεμος, σεισμός κλπ.)

Είναι φανερό ότι όλες οι κινητές φορτίσεις που αφορούν τα φορτία κυκλοφορίας πρέπει να έχουν μηδενικούς πολλαπλασιαστικούς συντελεστές( cof ).

Διευκρινίζουμε εδώ, ότι το πρόγραμμα φορτίζει μόνον τις ράβδους που κατασκευάζονται στο παρόν στάδιο με τις φορτίσεις που έχουν αριθμό j=< 3 , ενώ με τις λοιπές φορτίσεις φορτίζει και τις ράβδους που έχουν κατασκευασθεί στα προηγούμενα στάδια. Τις ράβδους που έχουν κατασκευασθεί στα προηγούμενα στάδια φορτίζουν προκειμένου για την προένταση και τα επανενεργοποιημένα καλώδια.

Η φόρτιση του σεισμού δημιουργείται από τις μάζες των μονίμων φορτίων όλων των κόμβων του κατασκευασθέντος τμήματος.

ΑΝΑΚΑΤΑΝΟΜΗ ΛΟΓΩ ΕΡΠΥΣΜΟΥ

Κατά το τελευταίο στάδιο, όταν ολοκληρωθεί ο φορέας με την κατασκευή και του τελευταίου τμήματος, καλούμε διαδοχικά:

Τα εντατικά μεγέθη για τις μόνιμες φορτίσεις είναι τα λόγω ερπυσμού ανακατανεμημένα (προσέγγιση ):

Sredis=α*Scompl+(1-α)*Sconstr.stage

όπου : Scompl = εντατικό μέγεθος στον πλήρη φορέα ( ifas=-1 )

ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ ΚΤΙΡΙΟΥ ( r-q mode)

Δημιουργούνται τα βασικά files του κτιρίου :

datafile.nxt και datafile.ppp

Οι μη σεισμικές φορτίσεις υποχρεωτικά είναι δύο: μόνιμα ( g ) και κινητά
(q).

Οι μονωτήρες περιλαμβάνονται μεταξύ δύο σταθμών σε μικρή απόσταση μεταξύ τους και στο βασικό file( datafile.nxt ) τα κατακόρυφα στοιχεία (στύλοι ) θα αντικατασταθούν από τους μονωτήρες στο file υπολογισμού της σεισμικής μόνωσης: datafile.isl

Το datafile.isl παράγεται από το datafile.nxt με ελαφρές τροποποιήσεις στα παρακάτω data sets:

‘Isolation data’ – Συμπληρώνονται οι παράμετροι για την συγκεκριμένη μη γραμμική ανάλυση

‘Rigid joints’ – Δημιουργία κατακορύφων στερεών κόμβων

Qlty= ISOL, fix= FF

Ο χαρακτηρισμός των μονωτήρων ως FF εδώ επιτρέπει την προς τα άνω επιλογή, ώστε να ικανοποιούνται τα κριτήρια καταλληλότητας, αλλά όχι προς τα κάτω.

Τα δεδομένα όλων των στύλων του κτιρίου πρέπει να δοθούν εδώ χωρίς γένεση.

‘Loading cases’ –

‘Envelopes’ –

‘Output selection’ – Για τους μονωτήρες δίνεται μια γραμμή όπου συμπληρώνεται μόνον: icom= 1

ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΕΣ ΜΟΝΩΤΗΡΩΝ

a. Μονωτήρες FPS – Friction Pendulum System

Χρησιμοποιείται ένας μόνον τύπος μονωτήρα ο οποίος χαρακτηρίζεται από την ακτίνα καμπυλότητας R και τον συντελεστή τριβής fr, από τις τιμές των οποίων προκύπτει η ιδιοπερίοδος της σεισμικής μόνωσης και επομένως κανονικά δεν απαιτείται χρήση βιβλιοθήκης με περιεχόμενο ένα και μοναδικό μονωτήρα. Πλην όμως χρησιμοποιεί το NEXT βιβλιοθήκη με περισσότερους τύπους μονωτήρων οι οποίοι διαφοροποιούνται μόνον ως προς το μέγιστο επιτρεπόμενο κατακόρυφο φορτίο.

Η βιβλιοθήκη FPS δημιουργείται από τον χρήστη για το συγκεκριμένο κτίριο εισάγοντας σε μια προκαταρκτική ανάλυση την επιθυμητή ιδιοπερίοδο της σεισμικής μόνωσης Tiso. Από τους διαθέσιμους μονωτήρες επιλέγεται εκείνος με την πλησιέστερη τιμή της ακτίνας καμπυλότητας προς εκείνη η οποία προκύπτει από την παραπάνω ανάλυση.

Η βιβλιοθήκη FPS συνοδεύεται από το file: FRIC το οποίο περιέχει τους συντελεστές τριβής των μονωτήρων σε συνάρτηση με τό κατακόρυφο φορτίο τους.

b. Μονωτήρες HDRB – High Damping Rubber Bearings

Δίνονται 6 βιβλιοθήκες της ALGA:

Οι βιβλιοθήκες αυτές συνοδεύονται από τα αντίστοιχα files:

SOFT, NORM και HARD

τα οποία περιέχουν το μέτρο διάτμησης G του ελαστικού και τον συντελεστή απόσβεσης ξ συναρτήσει της γωνιακής παραμόρφωσης γ .

Στις βιβλιοθήκες η στήλη kH πρέπει να είναι κενή, άλλως θα χρησιμοποιηθούν οι αναγραφόμενες ακαμψίες.

Τα ονόματα των μονωτήρων που θα εισαχθούν στα δεδομένα( properties ) οφείλουν να συμπίπτουν με εκείνα των βιβλιοθηκών. Αν, όμως ,επιθυμούμε να χρησιμοποιήσουμε για τους μονωτήρες το όνομα HDR ,τότε μπορούμε πριν από την εκτέλεση να δηλώσουμε:

όπου HD.. είναι ένα από τα ονόματα των παραπάνω βιβλιοθηκών.

Αντί του ονόματος HDR μπορεί να χρησιμοποιηθεί και το όνομα HDRB.

c. Mονωτήρες LRB – Lead Rubber Bearings

Δίνεται η σχετική βιβλιοθήκη της ALGA με όνομα LR ή LRB.

Όλες οι παραπάνω βιβλιοθήκες μπορούν να τροποποιηθούν ή και να αντικατασταθούν από άλλες με το ίδιο όμως όνομα και format.

ΕΝΤΟΛΗ ΕΚΤΕΛΕΣΕΩΣ

Δεδομένα στα : datafile.isl και datafile.ppp

Γίνονται διαδοχικές επιλύσεις( μή γραμμική ανάλυση ) μέχρι να επιτευχθεί σύγκλιση στις μετακινήσεις( παραμορφώσεις ) των μονωτήρων.

ΑΡΧΕΙΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ

Σημείωση