r- q- mode Δυνατότητες

r-q mode

Ο r-mode βασίζεται σε ένα εξειδικευμένο χωρικό μοντέλο με τέλεια διαφράγματα. Χρησιμοποιεί μια μοναδική ελαστική συνιστώσα, ένα χωρικό πλαίσιο που αποτελείται κυρίως από οριζόντιες δοκούς και κατακόρυφους στύλους. Τόσο τα δεδομένα όσο και τα αποτελέσματα στον r-mode είναι οργανωμένα με βάση τον όροφο. Υπάρχει δηλαδή η έννοια της στάθμης επί της οποίας και μόνον μπορούν να διαταχθούν δοκοί.

Ο q-mode βασίζεται στον s-mode αλλά τα δεδομένα είναι οργανωμένα με βάση τον όροφο, ακριβώς όπως στον r-mode, χωρίς όμως να ορίζονται διαφράγματα. Υπάρχει πλήρης συμβατότητα δεδομένων μεταξύ του r-mode και του q-mode του προγράμματος, έτσι ώστε με το ίδιο αρχείο δεδομένων να μπορεί να γίνει ανάλυση ενός κτιρίου, είτε στον r-mode, είτε στον q-mode, είτε και στους δύο. Επίσης, υπάρχει μηχανισμός ανταλλαγής φορτίσεων( π.χ. θερμοκρασίας και σεισμού ) μεταξύ r- και q- mode του προγράμματος.

Επί πλέον, στον r-mode και q-mode του ΝΕΧΤ, υπάρχει η δυνατότητα επιλύσεως των πλακών σε όλες τις στάθμες του κτιρίου με δυσμενείς φορτίσεις και αυτόματη μεταφορά των αντιδράσεων των πλακών στις δοκούς. Το πρόγραμμα των πλακών μπορεί να επιλύσει ολόσωμες πλάκες, πλάκες με νευρώσεις και πλάκες sandwich, οι οποίες μπορεί να έχουν οποιεσδήποτε συνθήκες στηρίξεως (τετραέρειστες, τριέρειστες, διέρειστες, πρόβολοι κλπ.)

Δυναμική διαχείριση της μνήμης

Τα δεδομένα ενός συγκεκριμένου προβλήματος στοιβάζονται το ένα μετά το άλλο, χωρίς κενά, έτσι ώστε όλος ο εναπομένων χώρος της μνήμης είναι διαθέσιμος για τον σχηματισμό των εξισώσεων και την επίλυσή τους.

Επίλυση in-core και out-of-core

Αν ένα πρόβλημα χωράει στη διατιθέμενη για τα δεδομένα μνήμη, τότε η επίλυση γίνεται “in core”. Αλλιώς το πρόγραμμα επιλέγει αυτόματα μια επίλυση “out of core” με το μέγιστο δυνατό μέγεθος “block”. Όλες οι πράξεις γίνονται με διπλή ακρίβεια και αποφεύγονται οι πράξεις με μηδενικά στοιχεία (skyline solution).

Δυνατότητες επιλύσεως μεγάλων φορέων

Δεν υπάρχει περιορισμός από το πρόγραμμα στον αριθμό των κόμβων, στον αριθμό των ράβδων/στοιχείων, στον αριθμό των περιπτώσεων φορτίσεως ή το μέγιστο “bandwidth” του πίνακα ακαμψίας μιας κατασκευής που μπορεί να αναλυθεί, με την προϋπόθεση να διατίθεται λογική μνήμη και ελεύθερος χώρος στο σκληρό δίσκο.

Αυτόματη γένεση δεδομένων

Συντεταγμένες κόμβων, συνδεσμολογία ράβδων και πεπερασμένων στοιχείων, φορτία ράβδων/στοιχείων, φορτία κόμβων κλπ., γεννιούνται αυτόματα από το πρόγραμμα από ένα ελάχιστο αριθμό αρχικών δεδομένων.

Ελεγχος δεδομένων από το πρόγραμμα

Το πρόγραμμα εκτελεί ένα μεγάλο αριθμό ελέγχων για την καταλληλότητα και συμβατότητα των δεδομένων και εμφανίζει στην οθόνη σχετικά μυνήματα, τα οποία βοηθούν τον χρήστη στον εντοπισμό και διόρθωση των λαθών.

Ελαστική έδραση ράβδων/στοιχείων

Όλες οι ράβδοι μπορούν να έχουν συνεχή ελαστική έδραση επί εδάφους Winkler (μια ελαστική σταθερά) ή Vlasov (δύο ελαστικές σταθερές). Χρησιμοποιώντας ράβδους επί ελαστικής εδράσεως, είναι δυνατόν σε ένα και το αυτό μοντέλο να περιλάβουμε τόσο την ανωδομή, όσο και την θεμελίωση, σε πλήρη αλληλεπίδραση.

Ανενεργοί ράβδοι/στοιχεία

Οιοσδήποτε αριθμός ράβδων μπορεί να δηλωθούν ως ανενεργοί. Οι ανενεργοί ράβδοι αν και στα δεδομένα ορίζονται κανονικά και ενδεχομένως φορτίζονται, αγνοούνται από το πρόγραμμα σε όλες τις φάσεις αναλύσεως και διαστασιολογήσεως. Η χρήση ανενεργών ράβδων και στοιχείων εξυπηρετεί δύο σκοπούς:

1. Σε ορισμένες περιπτώσεις διευκολύνει σε μεγάλο βαθμό την αυτόματη γένεση των δεδομένων προσομοιώνοντας μια, άλλως ανύπαρκτη, κανονικότητα στο στατικό μοντέλο.

2. Καθιστά δυνατή την ανάλυση ενός ολόκληρου φορέα και οιουδήποτε ευσταθούς τμήματός του με το ίδιο αρχείο δεδομένων. Για παράδειγμα, ένα κτίριο με μια μελλοντική επέκταση μπορεί να μελετηθεί με και χωρίς την επέκταση σχεδόν χωρίς επί πλέον κόστος.

Διατομές που μπορούν να περιγραφούν

Μια μεγάλη ποικιλία διατομών που συναντώνται στην πράξη μπορούν να περιγραφούν απλά από τις γεωμετρικές τους διαστάσεις. Οι ελαστικές σταθερές A,J2,J3,Jt,.. υπολογίζονται εσωτερικά. Και το σπουδαιότερο οι διατομές εκείνες που μπορούν να περιγραφούν μπορούν επίσης και να οπλισθούν.

Φορτία που μπορούν να περιγραφούν

Όλα τα είδη των φορτίων, διανεμημένα και συγκεντρωμένα, για ραβδόμορφα και επιφανειακά στοιχεία μπορούν να περιγραφούν απλά, τόσο στο τοπικό, όσο και στο γενικό σύστημα. Τα διανεμημένα φορτία που περιγράφονται στο γενικό σύστημα μπορούν να δοθούν, είτε ανά μονάδα μήκους/επιφανείας προβολής, είτε ανά μονάδα μήκους/επιφανείας κατά μήκος του άξονα της ράβδου ή της επιφανείας του στοιχείου. Αυτόματη γένεση φορτίου μάζης μπορεί να ζητηθεί κατά τις διευθύνσεις X, Y, και Z του γενικού συστήματος. Κάνοντας χρήση της δυνατότητας αυτής, το πρόγραμμα μπορεί να γεννήσει το ίδιο βάρος του φορέα.

Προένταση

Η χάραξη των καλωδίων προέντασης καθορίζεται δίνοντας τμηματικά τα στοιχεία των παραβολών και ευθειών εκ των οποίων αυτά αποτελούνται. Το πρόγραμμα υπολογίζει τις απώλειες από τις τριβές και την ολίσθηση των αγκυρώσεων καθώς επίσης και τα ισοστατικά και υπερστατικά εντατικά μεγέθη της προέντασης.

Περιβάλλουσες

Για όλους τους φορείς στο χώρο, για όλα τα στοιχεία, ραβδόμορφα ή επιφανειακά, και για όλους τους τρόπους (modes) λειτουργίας του προγράμματος, μπορούν να ζητηθούν περιβάλλουσες (μέγιστες και ελάχιστες τιμές) για :

Οι περιβάλλουσες, είτε εκτυπούμενες είτε όχι, αποτελούν σε όλες τις περιπτώσεις τη βάση για την εύρεση του οπλισμού.

Επιλεκτική εκτύπωση αποτελεσμάτων

Τα αποτελέσματα που εκτυπώνονται για μια συγκεκριμένη ράβδο/στοιχείο ή ομάδα ράβδων/στοιχείων μπορεί να είναι μια επιλογή από τα παρακάτω:

Εκκεντρες συνδέσεις ράβδων και στοιχείων

Το πρόγραμμα δέχεται κόμβους πεπερασμένων διαστάσεων (στερεούς κόμβους) τυχούσης μορφής. Κάνοντας χρήση των στερεών κόμβων, είναι δυνατή η περιγραφή έκκεντρης σύνδεσης μεταξύ ράβδων ή ακόμη και μεταξύ ράβδων και πεπερασμένων στοιχείων. Μια τυπική εφαρμογή των στερεών κόμβων είναι στο μοντέλο σύζευξης τοιχωμάτων με υποστυλώματα ή τοιχωμάτων μεταξύ τους.

Διαφραγματική λειτουργία πλακών

Η διαφραγματική λειτουργία των πλακών των ορόφων ενός κτιρίου αποτελεί συστατικό στοιχείο του μοντέλου στον r-mode του προγράμματος. Θεωρούνται δηλαδή οι πλάκες απαραμόρφωτες εντός του επιπέδου τους, παραδοχή σχεδόν αναγκαία για την ανάλυση ενός κτιρίου σε σεισμό, στατικό ή δυναμικό. Για μια δε ρεαλιστική αντιμετώπιση του δυναμικού αντισεισμικού προβλήματος των κτιρίων στην καθ’ ημέραν πράξη η παραδοχή της διαφραγματικής λειτουργίας των πλακών είναι εκ των ων ουκ άνευ. Αλλιώς το πρόβλημα ευρέσεως των ιδιοτιμών περιέχει πολύ μεγάλο αριθμό δυναμικών βαθμών ελευθερίας οι περισσότεροι των οποίων είναι περιττοί. Η ελάττωση του μεγέθους του προβλήματος (απαίτηση μνήμης, χρόνος επιλύσεως) είναι θεαματική σε σύγκριση με μια συμβατική λύση χωρικού πλαισίου.

Στατική σεισμική ανάλυση

Οι απαιτούμενες στατικές σεισμικές φορτίσεις δημιουργούνται από τις μάζες των κόμβων του φορέα ή τις μάζες και τα κέντρα βάρους των διαφραγμάτων. Οι μάζες των κόμβων καθώς και τα κέντρα βάρους, οι μάζες και οι ροπές αδρανείας μαζών των διαφραγμάτων, είτε δίδονται από το χρήστη, είτε υπολογίζονται αυτόματα από ένα αριθμό κατακορύφων φορτίσεων, κάθε μια των οποίων συμβάλει με ένα ορισμένο ποσοστό των περιεχομένων φορτίων της. Η δυσμενέστερη διεύθυνση της σεισμικής δράσης επιλέγεται αυτόματα για κάθε ράβδο ή στοιχείο του κτιρίου. Η μεγίστη σχετική μετακίνηση μεταξύ των πλακών των ορόφων ενός κτιρίου υπολογίζεται εντός οιουδήποτε κατακορύφου επιπέδου, που καθορίζει ο χρήστης.

Δυναμική σεισμική ανάλυση

Το πρόγραμμα στον r-mode διαθέτει ακριβή δυναμική φασματική ανάλυση Υπολογίζονται όλες οι ιδιοπερίοδοι και οι ιδιομορφές που αντιστοιχούν στους βαθμούς ελευθερίας των διαφραγμάτων. Η μεγίστη σχετική δυναμική μετακίνηση μεταξύ των πλακών των ορόφων ενός κτιρίου μπορεί να υπολογισθεί εντός οιουδήποτε κατακορύφου επιπέδου, όπως ακριβώς γίνεται και για τον στατικό σεισμό.