www.3manage.com
لایسنس آنتی ویروس

تحلیل کامپیوتری سازه‌ها

تحلیل کامپیوتری سازه‌ها

صرف در اختیار داشتن نرم‎افزار قدرتمند، توجیه‎کننده استفاده ازآن نبوده بلکه این مغز متفکر مهندس محاسب است که می‏‎باید از این نرم‎افزارها، بجاو به‎موقع مانند یک ابزار بهره‎برداری نماید. هدف از این مقاله، آشناکردن دانشجویانو مهندسین گرامی با سرچشمه های خطا در تحلیل کامپیوتری سازه ها بوده و اینکه در چهمواردی نباید به نتایج خروجی برنامه های کامپیوتری اعتماد کرد.

 

  • در چه مواردی می‏‎توان از کامپیوتر استفاده نمود:
    جاییکه برآورد مجهولاتمستلزم محاسبات وقتگیر عددی است.
    جاییکه مجموعه‎ای از عملیات به دفعات و بهتکرار انجام می‏‎شوند.
    جاییکه علیرغم تعداد کم تکرار در عملیات با پردازشداده‎های فراوانی سروکار داریم.
    ● در چه مواردی نباید از کامپیوتر استفادهنمود:
    هنگامی که فرضیات بکار گرفته شده در برنامه کامپیوتری با مسئله مورد نظرسازگاری ندارد.
    هنگامی که جوابهای وابسته به فرآیند کامپیوتری براساس اطلاعاتیهستند که صحت چندانی ندارند.
    هنگامی که هیچ شناختی نسبت به جوابهای خروجی مسئلهنداریم.
    به‎طور خلاصه:
    ▪ باید نتایج خروجی کامپیوتر همواره بررسی و چکشوند. این یکی از وظایف کاربر است.
    باید معلومات کاربر کامپیوتر از مجموعهمعلوماتی که تحت عنوان برنامه کامپیوتری مورد استفاده قرار می‏‎دهد، وسیع‎تر باشد.
    ▪ باید ذهن استفاده‎کننده همواره در تکاپو باشد و هر لحظه احتمال بروز خطا رابدهد.
    نباید هیچگاه اطمینان کامل به نتایج خروجی شود. صرف محاسبات کامپیوتریدلیلی بر دقت و کیفیت نیست.
    ▪ نباید به صرف در اختیار بودن وسیله روش تعریفشود. هر مسئله‎ای روشی دارد و برای حل آن هم راه‎حل بهینه‎ای وجود دارد.
    ▪ نباید هیچگاه تسلیم شرایط و محدودیت‎هایی شد که کامپیوتر بر کاربر تحمیل می‏‎کند. هنر یک مهندس محاسب آنست که با اتکا به دانش فنی خود و در اختیار گرفتن ابزارمناسب، مسائل مهندسی را در حیطه صلاحیت خویش حل و فصل نماید.
    ● سرچشمه‎های خطادر تحلیل کامپیوتری سازها
    ۱- مدل سازی مصالح:
    مدل‎های ریاضی موجود برایمصالح مختلف ساختمانی، تنها یک تقریب ساده شده از رفتار واقعی مصالح می‏‎‏باشند. این مدل‎های ریاضی عموماً به طبیعت بارگذاری (استاتیکی، دینامیکی) شدت بارگذاری وجهت آن (مدل‎های خطی و غیرخطی) و شرایط تکیه‎گاهی نیز وابسته می‏‎باشند. در عین حالرفتار اختصاصی مصالح که ممکن است ناشی از رفتار غیرهمگن آن تحت مولفه‎های مختلفتنشی باشد نیز در این میان موثر است. درحالت کلی می‏‎توان برای مدل‎های ریاضی موجوددر برنامه‎های کامپیوتری، حوزه کاربردی را منظور داشت. بدین ترتیب که مثلاً تاهنگامی‏که تغییر شکل ها کوچک باشند و مصالح در تغییر شکل‎های کوچک وارد فاز رفتارخمیری نشود و همگن باشد، می‏‎توان از مدل ارتجاعی بهره گرفت. کنترل موجه و معتبربودن فرضیات بکارگرفته شده در تحلیل کامپیوتری می‏‎باید پس از اخذ نتایج توسط مهندسمحاسب انجام شود و در صورت مغایرت به اصلاح مدل اقدام گردد.
    ۲- مدل‎سازی هندسیسازه:
    در مدل‎سازی هندسی سازه‎های متداول معمولاً تقریبهایی بکارگرفته می‏‎شوندکه منجر به ساده‎تر شدن مسئله می‏‎گردند. به‎عنوان مثال در مدل‎سازی اعضای تیری یاستونی، از ابعاد مقطع در برابر طول آن صرف‎نظر شده و المان به‎صورت خطی با بعد صفرمنظور می‏‎گردد و محل این المان خطی نیز در مرکز ثقل المان انتخاب می‏‎گردد. اینانتخاب هنگامی صحیح می‏‎باشد که بتوان توزیع تنش‎های موجود در مقطع المان را با یکتابع ریاضی مشخص تعریف نمود. معمول است که این توزیع به‎صورت خطی انتخاب می‏‎گردد ودر برنامه‎های کامپیوتری فرض توزیع خطی تنش و کرنش معمولاً فرض متداولی می‏‎باشد. هرگاه به هر دلیلی (مانند تیرهای عمیق بتنی) این فرض اعتبار خود را از دست بدهد،استفاده از این نوع المانها منجر به بروز خطا در نتایج خروجی خواهد شد. با این وجودهمواره در انتخاب مکان المانی خطی، هنگامی‎که المانهای با ابعاد مختلف با یکدیگرتقاطع می‏‎کنند، خطای Offset وجود دارد. به‎عنوان نمونه‎ای دیگر از خطاهای متداولمی‏‎توان به محل برخورد تیرها و ستونها (گره) در سازه واقعی و اختلاف آن با سازهریاضی ایده‏آل شده اشاره نمود.
    ۳- مدل سازی بارگذاری:
    تقریب در شدتبارگذاری و جهت آن در انواع مختلف بارگذاری متفاوت است. مثلاً در تعیین بارهای مردهوارد بر ساختمان می‏‎توان شدت بار را با دقت مناسبی برآورد نمود، حال آنکه شدت بارزنده و چگونگی توزیع آن در اکثر سازه‎ها قابل پیش‎‏بینی نبوده و در یک چنین مواردیانتخاب حداکثر شدت ممکن بارگذاری و یک توزیع بحرانی ازآن به عهده مهندس محاسبمی‏‎باشد. موارد ذکر شده در بالا مربوط به بارهایی هستند که در مقدار آنها عدمقطعیت وجود ندارد. میزان تقریب در مورد بارهایی که شامل عدم قطعیت نیز می‏‎باشند (مانند بارگذاری زلزله و یا باد) به مراتب بیشتر است و شدت بارگذاری در یک چنینمواردی معمولاً از طریق برآوردهای آماری تعیین می‏‎شوند. در این گونه موارد هموارهباید توجه شود که عدم قطعیت‎های موجود در نتایج خروجی نیز منعکس شده و در حقیقتنتایج خروجی نیز برآوردی آماری از خروجی‎های محتمل می‏‎باشند.
    ۴- فرضیاتاستفاده شده در فرمول‎بندی المانی
    در برنامه‎های کامپیوتری به روش اجزای محدودکه کاربرد عمومی دارند (نظیر ANSYS)، نمونه‎های متعددی از المانهای ظاهراً مشابهمعرفی شده‎اند. علیرغم ظاهر مشابه این المان‎ها، معادلات رفتاری آنها که رابطه بینتغییر شکل‎ها و مقدار و توزیع تنش را در درون المان تعریف می‏‎کنند، با یکدیگرمتفاوت بوده و بسته به نوع کاربرد می‏‎باید از آنها استفاده نمود. به‎عنوان مثالمی‏‏‎توان به‎منظور کردن تغییر شکل‎های برشی، محوری، خمشی و اثرات اندرکنشی آنهااشاره نمود. به‎عنوان مثال دیگر، بعضی از المانهای اجزاء محدود برای برآورد تغییرشکل‎های کوچک ساخته‎شده‎اند ولی المان‎هایی نیز وجود دارند که می‏‎توان از آن‎هادر تحلیل تغییر شکل‎های بزرگ بهره جست. سئوالی که پیش می‏‎آید آنست که آیا نمی‎تواناز المان‎های کاملتر که مثلاً تغییر شکل‎های بزرگ را منظور می‏‎نمایند برای تحلیلتغییر شکل‎های کوچک نیز استفاده کرد؟ در این صورت فایده استفاده از المان‎های دیگرچیست؟
    جواب آنست که با اینکه می‏‎دانیم اره و چاقو هر دو برای بریدن استفادهمی‏‎شوند و اره قدرت بیشتری در بریدن قطعات سخت‎تر دارد، با اینحال هیچگاه برایپوست کندن سیب از اره استفاده نمی‎نماییم! به‎عبارت دیگر هر کاری وسیله مناسب خودشرا دارد و در واقع هنر مهندس محاسب در استفاده‎ی مناسب از ابزارهایی است که دراختیار وی می‏‎باشد. در مورد تحلیل کامپیوتری سازه‎ها باید گفت که زمان محاسباتیلازم برای تحلیل درصورتی که از المانهای پیچیده استفاده شود به مراتب بیشتر ازالمان‎های ساده‎تر می‏‎باشد. به‎عنوان یک قانون کلی باید گفت که همواره ساده‎ترینراه، بهترین راه است (البته راهی که ما را به مقصود می‏‎رساند).
    ۵- فرضیات بکارگرفته شده در مدل‎سازی شرایط خروجی
    در تحلیل کلاسیک سازه‎ها، تکیه‎گاههای سازهمعمولاً به‎صورت یکی از حالات ایده‎آل ساده، گیردار ویا انعطاف‎پذیر مورد نظر قرارمی‏‎گیرند. در برنامه‎های موجود تحلیل کامپیوتری سازه‌‎ها نیز این مسئله وجود دارد. باید توجه داشت که موارد بسیار محدودی وجود دارد که در آن موارد، تکیه‎گاه ایده‎آلمی‏‎باشد. در اغلب حالات متداول، وضعیت تکیه‎گاهها کاملاً مشابه حالات ایده‎آلنیست.
    به‎عنوان مثال می‏‎توان به ‌فرض گیرداری پای ستونهای ساختمان در وضعیتواقعی آن اشاره کرد. در اغلب ساختمانهای معمولی که در آنها از شالوده مستقر روی خاکاستفاده شده است، شالوده تحت بارهای اعمال شده از طرف اسکلت‎سازه دچار تغییرشکل‎های متعددی از قبیل افت، چرخش و غیره می‏‎شود. مقدار این تغییر شکل‎ها به وضعیتسازه و بارگذاری، صلبیت شالوده و وضعیت خاک زیر پی ‏بستگی مستقیم دارد. تغییرشکل‎های ایجاد شده در شالوده منجر به بازتوزیع تنش‎های داخلی شده و ممکن در مواردیباعث ناپایداری سازه نیز گردد. به‎عنوان مثال دیگر می‏‎توان به تکیه‎گاههای بااصطکاک خشک اشاره نمود (نظیر پدیده لغزش فونداسیون‎ها). در این گونه موارد مادامیکهنیروی رانشی از آستانه اصطکاک خشک فراتر نرود،‌ تکیه‎گاه را می‏‎توان به‎صورتگیردار محسوب نمود. هرگاه این نیرو فراتر رود، فونداسیون دچار رانش جانبی می‏‎شودکه نیروی فعال موثر در این رانش برابر اختلاف بین نیروی رانشی و نیروی اصطکاکمی‏‎باشد.
    در موارد ذکر شده در بالا نمی‎توان تکیه‎گاه را به‎صورت کاملاًایده‎آل منظور نمود.
    ۶- فرضیات بکارگیری شده در روش تحلیل
    همانطور کهمی‏‎دانیم روشهای مختلف تحلیل سازه‎ها مبتنی بر یک‎سری فرضیات اولیه هستند. در اینراه، این وظیفه خطیر مهندس محاسب است که با انتخاب روش مناسب تحلیل بتواند پاسخهایمورد نظر خود را دریافت نماید. توجه به این نکته ضروری است که خطای منعکس شده درنتایج خروجی (مانند تغییر شکل، نیروها، تنش‎ها، مودهای نوسانی و غیره) برای همگییکسان نمی‎باشد و می‏‎باید دقت عملیات را برحسب نیاز نوع پاسخ مورد نظر انتخابنمود. به‎عنوان مثال از تحلیل‎های مرتبه اول ارتجاعی نمی‎توان برای بررسی رفتارواقعی سازه وبرآورد میزان خسارت احتمالی آن تحت زلزله‎های شدید استفاده نمود، یانمی‎توان از تحلیل‎های استاتیکی مرتبه اول برای بررسی پایداری سازه استفاده کرد.
    ۷- خطاهای عددی
    آخرین بخش از خطاهای موجود در نتایج خروجی، خطاهای عددی استکه جزء لاینفک کلیه برنامه‎های کامپیوتری می‏‎باشد. البته باید اذعان داشت کهبرنامه‎های کامپیوتری امروزی برای به حداقل رساندن این خطاها در نتایج خروجی بهینهشده‎اند ولی با این حال این خطاها (مانند خطای گردکردن و بریده شدن اعداد) ممکن استباعث واگرا شدن نتایج خروجی از مقادیر مورد انتظار گردیده به‎طوری‎که در بعضی مواردباعث ناپایداری عددی سازه گردد. به‎عنوان مثال می‏‎توان به اختلاف قابل ملاحظه بینسختی یکی از المانهای سازه‎ای با دیگر المان‎ها اشاره نمود. با در نظر گرفتن خطاهایهفت گانه که در بالا ذکر گردید مشاهده می‏‎شود که درصورتی که کنترلی روی این موارداز طرف مهندس محاسب وجود نداشته باشد، ممکن است نتایج حاصل شده از تحلیل کاملاًبی‎ارزش و غیرقابل استفاده شوند. توجه داشته باشید که صرف در اختیار داشتن ابزارمناسب به منزله ارائه کار بی‎عیب و نقص و یا کار اشتباه نمی‎باشد، بلکه باید کاربربا در اختیار داشتن دانش خود، سرچشمه‎های خطا را شناسایی،‌ کنترل و مهارنماید.
  • در مدل‌سازی سازه‌ها باید به موارد زیر توجه داشت:
    ۱) مدل سازی تنها یکشبیه‎سازی یا بهتر بگوئیم تلاشی برای شبیه‎سازی سازه واقعی می‏‎باشد.
    ۲) فرآیندشبیه‎سازی بسته به نوع واکنش مورد نظر متفاوت بوده و می‏‎تواند بسیار متفاوت باشد.
    ۳) فرآیند شبیه‎سازی بستگی مستقیمی به نوع بارگذاری و شرایط مرزی سازه‌ی موردنظر دارد.
    سه مورد فوق به همراه تکنیک‎های مدل‎سازی ریاضی که جزو امکاناتنرم‎افزار مورد استفاده هستند می‏‎بایست در فضای تقریب یا فضای دقت پیاده‎سازیشوند. باید توجه داشت که سازه واقعی دارای بینهایت درجه آزادی می‏‎باشد. به‎دلیلمحدودیت‎های نرم‎افزاری، سخت‎افزاری و یا هزینه‎های اجرا (زمان و غیره) معمولاً‌ترجیح دارد که سازه با حداقل تعداد ممکن درجات آزادی بررسی شود. در این صورت خروجینرم‎افزارهای تحلیل توأم با خطاهایی ناشی از این امر خواهد بود. در عین حال دقتمورد نیاز در مهندسی کاربردی با مهندسی پژوهشی متفاوت بوده و بسته به حساسیتواکنش‎های مورد نظر دقت تحلیل و در نتیجه درجات آزادی مورد نظر تعیین می‏‎شوند. این‎که دقت یک تحلیل به‎خصوص سازه‎ای چقدر باید باشد، یک مطلب کاملاً تخصصی و دوراز حوصله این نوشتار است. توصیه می‏‎شود کاربران محترم (خوانندگان محترم) در اینرابطه از افراد با تجربه کمک بگیرند.
    تکنیک‎های مدل‎‎سازی شامل روش‎هایاستاندارد و کمکی مدل‎سازی سازه‎ای در نرم‎افزارهای شاخصی نظیر STAAD.Pro، SAP۲۰۰۰و ETABS می‏‎باشند. معمولاً افرادی که با نرم‎افزارهای ترسیمی برداری نظیر اتوکد درفضای سه بعدی کارکرده‎اند، با این تکنیک‏ها آشنا هستند. محیط ارائه شده برای ترسیمهندسی‎سازه در نرم‎افزارهای STAAD.Pro، SAP۲۰۰۰و ETABSمانند محیط اتوکد می‏‎باشد. این محیط در حقیقت یک فضای مجازی سه بعدی است که کاربر می‏‎تواند در این فضا بااستفاده از سه عنصر اولیه نقطه، خط و صفحه، کالبدسازه‎ای موردنظر خود را ترسیمنماید. علاوه بر ترسیم مستقیم این عناصر می‏‎توان با استفاده از دستورات کمکی نظیر Move ، Replicate با جابجایی و کپی از عناصر اولیه به ترکیبات پیچیده‎تر نیز دستیافت. امکانات ارائه شده در برنامه‌های ذکر شده نظیر برنامه اتوکد می‏‎باشد با اینتفاوت که در برنامه اتوکد می‏‎توان دستورات ترسیم و غیره را از طریق نوار دستورات (Command Line) نیز وارد نمود و حال آنکه این برنامه‎ها تنها از طریق جعبهابزار(Toolbar)‎های به‎خصوصی قابل دسترسی هستند. (به استثنای برنامه‌ی STAAD.Pro که به کمک برنامه‌ی از پیش تعیین شده‌ی STAAD Editor امکان واردکردن مستقیم دستوراتترسیم، بارگذاری، تحلیل و پس پردازش سازه را به راحتی مهیا نموده است).
    استفادهاز امکاناتی نظیر واردکردن مستقیم دستورات از طریق صفحه کلید (Keyboard) می‏‎تواندسرعت و تسلط کاربر ماهر را چندین برابر کند. از این‎رو انتظار می‏‎رود این امکان درنسخه‎های آتی این نرم افزارها گنجانیده شود. استفاده مفید و موثر از دستورات کمکییاد شده در فوق برای ترسیم هندسی سازه، مستلزم تمرین و مهارت کاربر در تجزیه سازهٔپیچیده به اجزاء ساده‎تر می‏‎باشد. در این راه کاربر می‏‎بایست تجزیه را به‎اندازهکافی انجام دهد تا در کمترین زمان ممکن به حجم کلی سازه دست یابد. معمولاً درسازه‎های متداول نظیر ساختمان‎های مسکونی، برج‎ها، پل‎ها، تونل‎ها و یا حتی درسازه‎های پیچیده‎تر نظیر برج‎های خنک‎کن و سازه‏های صنعتی تشابه به برخی از اجزاءبه‎‏‏صورت تشابه مستقیم و یا تشابه معکوس وجود دارد. به‎عنوان مثال در ساختمان‎هایمسکونی معمولی، طبقات مختلف به‏لحاظ سازه‎ای و معماری ممکن است مشابه یکدیگر باشند. به‎عنوان مثالی دیگر می‏‎توان به سازه‎های قرینه‌ی محوری نظیر سیلوها، برجخنک‎کننده و غیره اشاره داشت. این‎گونه سازه‎ها با ترسیم اولیه مسیر هادی و سپسچرخاندن آن به حول محور دوران پدید می‏‎آیند.
    کاربران حرفه‏ای نرم‎افزارهایتحلیل و طراحی اغلب تمایل دارند تا از امکانات وسیعی که در دیگر نرم‎‏‏افزارهاارائه شده است نیز بهره بگیرند. به‎عنوان مثال بعضی از کاربران تمایل دارند تا ازنرم‎افزارهای محاسباتی نظیر MathCAD و یا از نرم‎افزارهای صفحه گسترده نظیر Excel برای تولید مختصات گره‎ها و یا توالی المانها استفاده نمایند. استفاده از امکاناتمحاسباتی اینگونه نرم‎افزارها می‏‎تواند کمک شایانی در تولید اطلاعات سازه‎هایپارامتریک نماید. طراحان برنامه‎های STAAD.Pro، SAP۲۰۰۰و ETABS با علم به اینموضوع امکانی را در این برنامه‎ها پیش‎بینی کرده‎اند که بتوان اطلاعات کلی هندسه‌یسازه نظیر گره‎ها و المانها را با کپی(Copy) و برچسب ((Paste ساده بین محیط اینبرنامه‎ها و محیط Excel رد و بدل نمود. یکی دیگر از امکاناتی که در نسخه‎های اولیهاین برنامه‌ها گنجانده شده است امکان واردکردن فایل‎های با فرمت DXF است. فرمت DXF مخفف (Drawing Interchange Format) یا فرمت تبادل ترسیمات در سیستم اتوکد است. فایل‏های با این فرمت را می‏‎توان در دیگر برنامه‎ها نیز به‎کار گرفت و یا اینکهتوسط دیگر برنامه‎های کمکی اتوکد تولید نمود.
    از آنجایی‎که این فایل‎ها با فرمتنوشتاری ASCII – American Standard Code for Information Interchange تولیدمی‏‎شوند، استفاده از آن بسیار ساده بوده و از این‎روست که برنامه‎های جانبی اتوکدو یا دیگر سیستم‎هایی که به نوعی تبادل اطلاعات می‏‎کنند، اغلب از این فرمت استفادهمی‏‎نمایند. فایل‎های با این فرمت کلیهٔ اطلاعات ترسیمات انجام شده در اتوکد رادارا می‏‎باشد و در حقیقت معادل مستقیم فایل‎های استاندارد اتوکد با فرمت DWG هستند. توانایی ترسیمات سه بعدی در نرم‎افزار اتوکد بسیار وسیع و کامل است ومی‏‎تواند در مدل‎‎سازی سازه‎های پیچیده بسیار موثر واقع گردد. از این‎رو قویاًتوصیه می‏‎گردد تا با تمرین فراوان و کسب مهارت و تسلط برروی این نرم‏افزار و نحوهٔورود و خروج اطلاعات به برنامه‎های تحلیل‎سازه، توانایی مدل‎سازی خود را افزایشدهید.
    از دیگر روش‎های تولید هندسی سازه، برنامه‎نویسی مستقیم می‏‎باشد. با اینروش می‏‎توان فایل حاوی اطلاعات هندسی سازه‎های پارامتریک را به فرمت Excel یا DXF و یا هر فرمت مناسب دیگری تولید نمود. البته با وجود امکانات برنامه‎‏ریزی بسیارساده‎ای که در نرم‏افزارهای محاسباتی و یا صفحه گسترده ارائه شده است، معمولاً کمترپیش می‏‎آید که امروزه مهندسان تمایل به برنامه‎ریزی مستقیم از خود نشان دهند ولیبا این وجود این روش کماکان در موارد خاص کارآیی خود را خواهد داشت. روش‎هایی که دربالا توضیح داده شدند، تنها روش‎های ترسیم هندسی معادلِ ریاضی یا شبیه‎سازی شده ازسازه‌ی واقعی هستند.
    گاهی اوقات در سازه‌ی حقیقی شرایطی وجود دارد که اینمعادل‎سازی را قدری دشوار می‏‎کند، به‎‎عنوان مثال می‏‎توان به موارد زیر اشارهداشت:
    ۱- تیرهای عمیق و یا عریض:
    در این صورت علاوه بر اینکه فرض استفادهاز المان خطی با بعد صفر تا حدودی زیر سؤال می‏‏رود، سؤالی که پیش می‏‎آید آن استکه تراز مشترک تیرهای واقع در یک طبقه کجا باید انتخاب شود و اینکه اثر این خروج ازمحوریت چه مقدار است و در چه شرایطی قابل اغماض می‏‎باشد و در چه شرایطی و چگونهمی‏‎توان آنرا برآورد نمود؟
    ۲- اثر گره‎ها:
    فصل مشترک اتصال بین تیرها وستون‎های متقاطع با یکدیگر را گره می‏نامیم. در اغلب برنامه‎های کامپیوتری که برایمدل‎سازی المان‎های نظیر تیرها و ستون‎ها، از المان‎های خطی استفاده می‏‎شود، گرهبه یک نقطه بدون بعد بدل می‏‎شود. اینکه اثرات تغییر شکل‎‏‏های داخلی گره و یا جاریشدگی‎ها و ترک‎خوردن‎ها تا چه حد باعث دور شدن گره از یک گره‌ی ایده‎آل (که فرضمی‏‎شود هیچ تغییر شکل نسبی در آن اتفاق نمی‎افتد) می‏‎شود، بحث مهمی است که در حدحوصله این نوشتار نیست ولیکن باید به‎خاطر داشت که تحت شرایطی این فرض دیگر صحیحنبوده و ممکن است پاسخ‎ها را کم ارزش نماید.
    ۳- احجام توپر نظیر دال‎ها،فونداسیون‎ها و دیوارها:
    در خصوص مدل‎سازی این قبیل اجزا سازه‎ای نکاتی چند راباید در نظر داشت:
    ۳-۱) معادله رفتاری مناسب برای این جزء چیست؟ همانطور کهمی‏‎دانیم این معادله رفتاری به سه صورت غشایی، خمشی و پوسته‎ای (حاصل جمع غشایی وخمشی) در این برنامه‎ها معرفی شده است. انتخاب صحیح معادله رفتاری بسیار مهم بوده وهرگاه این انتخاب به درستی صورت نگیرد منجر به بی‎اعتباری پاسخ‎های دریافت شدهمی‏‎گردد.
    ۳-۲) کفایت مش بندی – در مدل‎سازی به روش اجزاء محدود، روش تجزیه یکمحیط پیوسته نامحدود با توزیع تنش و کرنش پیچیده و نامشخص به یک سری المان‎هایمحدود، به کمک توابع رفتاری مشخص و توزیع تنش و کرنش قابل پیش‏بینی در سطح المانانجام می‏‎گیرد.
    درست مانند آنکه بخواهیم یک منحنی پیچیده و نامعلوم را با سریخطوط راست تقریب بزنیم. در این صورت به لحاظ ریاضی می‏‎توان گفت که هر چقدر اینتقسیم‎بندی بیشتر انجام شود، ‌به جواب واقعی نزدیکتر می‏‎شویم. در عمل محدودیت‎هایدیگری نیز وجود دارند که تعداد المان‎های سازه‎ای را محدود می‏‎کنند، از آن جملهمی‏‎توان به افزایش خطای عددی و در بعضی اوقات ناپایداری عددی سازه و به زمان انجامتحلیل و محدودیت‎های نرم‎افزاری و سخت‎افزاری و مهمتر از همه به هزینه‎های تحلیلاشاره کرد. در عین حال همانطور که پیشتر در بحث فضای دقت گفته شد، دقت می‏‎بایستمتناسب با نوع کاربرد تنظیم شود چه درغیر اینصورت منجر به تلف شدن سرمایه خواهدگردید. باید بخاطر داشت که تعداد بهینه المان‎ها آن حداقلی است که بتواندپاسخ‎هایمورد نظر را در حوزه دقت مورد نیاز در زمان مناسب و متناسب با امکانات موجود فراهمنماید. انتخاب این تعداد از طرفی بستگی به نوع بارگذاری،‌ شرایط تکیه‎گاهی و نوعتحلیل نیز داشته و دستورالعمل کلی برای آن وجود ندارد و می‏‎بایست به تجربه و ازطریق آزمایش تعیین گردد. در بخش‌های آینده مثال‎هایی از المان‎بندی و خطاهای ایجادشده ارائه خواهد گردید.

 

یک نظر بگذارید

دسته‌ها

اين سايت را حمايت مي کنم