[size=7][center][b]GENEL ANALİZ METODU VE İKİNCİ MERTEBE ANALİZ[/b][/center][/size]
Güncelleme detayına girmeden önce hızlıca Yeni çelik yönetmeliği ve AISC 360 da bulunan genel analiz metodu hakkında bilgi vermek ve adımlarından bahsetmek istiyorum.
[b]1)İkinci mertebe teorisine göre yapısal analiz[/b]
Yöntem genel olarak elemanlardaki (P–δ) ve sistem genelindeki (P–Δ) ikinci mertebe etkilerini içermektedir. İkinci mertebe etkilerin hesaba alınmasında yaklaşık metotlar ve bazı durumlarda göz ardı edilebilecek olsa da her durumda Geometrik Rijitlik Matrisi metodu be Newton Raphson ile çözüm yapılır. Diğer metotlar yaklaşık olduğu için her durumda kullanımına izin verilmez ayrıca bazı iteratif yöntemlerde de çekmeden dolayı elemanda rijitleşme durumu göz önüne alınamamaktadır.
Özetle her yapı türü ve her durum için geçerli olan genel bir metot ile ikinci mertebe etkiler göz önüne alınmaktadır.
[b]2) Geometrik Ön Kusurların Dikkate Alınması[/b]
Analizin gerçekçi olabilmesi için yapıya geometrik kusurların verilmesi gerekmektedir. Örneğin düz bir kolona ne kadar basınç yükü verirseniz verin asla analizde yana doğru bir burkulma oluşmayacak ve ikinci mertebe etkiler olmayacaktır.
Yeni çelik yönetmeliğinde 6.2.2.2 de verilen fiktif yük yöntemi ile yapıda kata etkiyen düşey yüklerin 1/500 ü kadarı yatay yük olarak yapıya yüklenerek bu elde edilir. Tabi ki bu yüklemeniz x ve y yönünde ayrı ayrı yüklenmesi gerekmektedir. Ancak genel veya bina dışı b ir modelde bu yöntem geçerli değildir. Örnek olarak konsol bir makasta basınç altında olan alt başlıkta bu yöntem düzgün çalışmaz. Veya basit bir konsol kirişe basınç oluşturacak yatay bir yük verirseniz yine bu yöntem düzgün çalışmaz. Özetle bu yöntem sadece bina tipi yapılarda geçerlidir. Makaslı veya farklı türdeki yapılarda kolonlar için düzgün çalışsa da diğer yerlerde uygun değildir.
Burada bizim izlediğimiz yol yapıdaki elemanlar incelenir ve üzerlerindeki basınç durumuna ve basınç değerine göre her bir kombinasyon için 4 farklı kaçıklık yüklemesi oluşturulur. Yani her bir yükleme kombinasyonu 4 adet kaçıklık yükü ile 4 farklı durum için analiz edilir. 4 adet olması sebebi yapıda x ve y yönü yanında yapıda burkulma yapıda dönerek te meydana gelebilir. Bunun içinde tüm yapı ilgili kombinasyon için üzerindeki basınç durumuna göre 4 adet ritz vektörü ile en olumsuz kaçıklık durumu tespit edilmeye çalışılır.
Özetle kullanılan yöntem bina tipi yapılarda yönetmelik ile birebir aynı olmaktadır ancak konsol makas veya çok farklı yapılarda da çalışmaktadır.
[b]3) Azaltılmış Rijitliklerin Dikkate Alınması. [/b]
Bu yöntemde sadece geometrik olarak doğrusal olmayan etkiler göz önüne alınır malzeme de doğrusal olmayan davranışı temsilen eleman rijitliklerinde azaltma yapılır. Eğilme ve eksenel rijitlikler 0.8 katsayısı ile çarpılarak analiz yapılır. Burada gördüğüm genel kafa karışıklığı genel analiz programlarında Alan ve Atalet momewnti 0.8 ile çarpıldığında tüm analizlerde bu azaltma geçerli olur. Sehim hesabından tutun lineer olmayan analizlere tüm analizlerde bu azaltma geçerlidir. Ancak yönetmeliğin istediği[/list]
[b]3.1)[/b]0.8 katsayısı ile eleman rijitliklerini azaltılması sadece ikinci mertebe analiz yapılan kombinasyon için geçerlidir.
[b]3.2)[/b]Tasarımda azaltılmamış alan ve atalet değerleri kullanılır.
[b]3.3)[/b]Sehim gibi kontrollerde azaltılmamış alan ve atalet değerleri kullanılır.
[b]3.4)[/b]Deprem yükü hesabında ikinci mertebe analiz yapılmayacaksa azaltılmamış alan ve atalet değerleri kullanılır.
[b]4) YDKT 6.2.3 b maddesi [/b]
Elemanlarda basınç değeri belirli bir değeri aşarsa ayrıca eğilme dayanımında ek bir azaltma yapılır. Her bir analiz adımında bu etki kontrol edilir ve gerekli ise rijitlik değiştirilerek Newton raphson ile analize devam edilir.
[center][size=6][b]SÜRÜM 3 KAPSAMINDA YAPILAN GELİŞTİRMELER[/b][/size][/center]
[b]1)[/b]Bir yapı lineer olarak çözülürken tüm yapını rijitlik matrisi bir kere indirgenir bu en maliyetli ve uzun süren işlemdir. Bu işlem ardından 100 ler ce 1000 ler ce farklı yüklemeyi indirgenmiş sistem üzerinden hızlıca çözebilirsiniz. Çünkü yapını rijitliği her yük için aynıdır. Ancak ikinci mertebe analizde bir kombinasyon için her bir iç adımda yapıdaki elemanların üzerindeki basınç değiştikçe yapı rijitliği de değişmektedir. Örnek olarak 100 kombinasyonda her bir kombinasyon için 4 adet iterasyon yapılırsa yapını tümü 400 kere sıfırdan kurulup tekrar indirgenmelidir. Buda ciddi oranda analiz süresini uzatmaktadır.
ikinci mertebe analizlerde ve YDKT ye göre tasarımda ciddi oranda hızlandırma sağlandı. Yapılacak işler ve yeni eklenecek imkanlar varken neden hızlandırma ile bu kadar uğraştığımızı merak eden kullanıcılarımız elbet vardır aşağıdaki kısımlarda kren li yapıların YDKT ye göre tasarımı kısmında neden buna gerek olduğunu daha iyi anlayacaklardır.
Aşağıdaki test modelinde sürüm 2 ile sürüm 3 kıyaslandığında
• İkinci mertebe analiz süresi 218 saniye den 44 saniyeye geriledi.
• YDKT ye göre tasarım 99 saniye den 13 saniyeye düştü.
• Modelin toplam analiz ve tasarım süresi 4000 e yakın fea birleşimle beraber 19 dakikadan 2 dakikaya düştü.
[attach]4340[/attach]
[b]2)[/b]Her şey yolunda gider ve analiz sonlanırsa bir sorun yok ancak yapıda veya yapıdaki eleman veya elemanlarda stabilite kaybolursa analiz sonrasında program size ilgili kombinasyonda çözümün yapılamadığı ve stabiletinin kaybolduğu analiz ve tasarımın geçerli olmadığı uyarısını verir. Ancak uzun bir analiz sonrasında sorunun nerede olduğunu bilemezseniz veya bunu anlayabilecek alt yapıya sahip değilseniz çözüm üretmenizde çok zor olur. Bizim bu konuda önerimiz analiz sonrasında yakınsam sorunu olan yüklemenin şekil değiştirmesini inceleyin buradan hangi eleman veya hangi kısımda sorun olduğunu anlayabilirsiniz. Veya bu şekilde bir belirti yoksa PMM değeri en yüksek olan eleman bu soruna neden oluyordur. Ancak zaten analizin devam edemediği stabiletin kaybolduğu bir yapıda analize devam edip sorunlu yeri göstermek çok zor ve maliyetli bir konudur.
Analiz sonrasında sorunlu olan bölgenin gösterilmesinde ciddi iyileştirmeler yapıldı. Örnek olarak aşağıdaki resimde sol tarafta önceki sağ tarafta da en son durumdaki analiz sonucu vardır. Sol tarafta makas alt başlıkta burkulma var gibi görünüyorken sağ tarafta makas kenar diyagonalinde sorun olduğu görülmektedir. Sol taraftaki eski hatalı durum iken sağ taraftaki sürüm 3 te doğru olarak bulunan durumdur. Bu hataya göre hareket eden kullanıcı sorun olan makas diyagonal yerine alt başlığı büyütüp yanlış bir yöne yönelmiş olur.
[u]Bu geliştirme sürüm 2.9.100 güncellemesi kapsamında sürüm 2 ye de adapte edilmiştir.[/u]
Önemle belirtmek istediğim bir konuda zaten stabilitenin kaybolup analizin yapılamadığı bir durumda bulunan sonuçların geçerliliği ve gerçekçi olma zorunluluğu yoktur amaç kullanıcıya sorunlu olan bölgenin bulunmasında yardımcı olmaktır.
[attach]4338[/attach]
[size=8][center][b]YDKT YE GÖRE GENEL ANALİZ METODU İLE KREN TASARIMI[/b][/center][/size]
Yapılan işlemlere gelmeden önce genel analiz metodu ile kren tasarımı yapmanın neden zor (zordan kasıt çok uzun zaman çok hafıza uzun analiz süreleri) olduğunun dan kısaca bahsetmek istiyorum. Örnek olarak aşağıdaki modeli ele alırsak 4 adet açıklıktan ve her bir açıklık yaklaşık 170 metre uzunluğundadır ve her açıklıkta bir adet kren vardır. Sırayla her bir kreni yapının başından sonuna doğru adım adım gezdirirsek kreni kabaca 1 metre arayla gezdirseniz bile her bir açıklıkta krenin 170 farklı konum için çözülmesi gerekiyor.
Lineer çözümde yapı rijitlik matrisi bir kere indirgenir ve 4 açıklık için 4x170 =680 adet çözüm yapılır. (Burada kren yükünün sol tarafta fazla sonra sağ tarafta fazla olduğu gibi durumları şuanda göz ardı ediyorum bunlarda dahil ediliğinde bu sayıları 2 4 ile çarpabilirsiniz)
Tasarım bakımından 4 adet krenin aynı anda çalışmasını temsilen 170x170x170x170 = 835,210,000 farklı kombinasyon durumu vardır tabiki bu kadar çok olasılığa bakılmadan bu yüklemelerin zarfları kullanılarak tasarımda ciddi hızlandırma yapılabilmektedir. Ancak lineer analizdeki en büyük avantaj siz 1. Krenin her hangi bir noktadaki çözümü ile diğer krenlerin herhangi bir noktadaki çözümünü toplayarak 4 krenin aynı anda etkimesi sonucu elde edebilirsiniz. Yani 4x170=680 adet çözüm size diğer tüm çözümleri elde etmenizi sağlar ayrıca bir çözüm yapmanıza gerek yoktur. Sadece sonuçları toplarsınız ve nereye bakacağınıza karar verirsiniz.
İkinci mertebe çözüme gelecek olursak ayrı ayrı çözümleri toplayarak sonuç bulamazsınız. Örneğin G yükü çözdünüz sonra Q yük çözdünüz ayrı ayrı çözerek topladığınız sonuç G+Q yü birlikte tek seferde çözdüğünüz sonuca eşit değildir. Yani artık 4*170=680 adet çözümü kullanarak krenlerin herhangi bir konumdaki sonuçlarını toplayarak bir sonuç bulamazsınız. Artık her bir eleman için kullanacağınız her bir ikinci mertebe kombinasyonu sıfırdan yeniden çözmeniz gerekiyor.
Aşağıdaki örnek modelde program YDKT kapsamında 4 adet kren için 1600 farklı konum için lineer analiz yapıyor ardından modelde en olumsuz durumu verecek 1000 e yakın kombinasyon için ikinci mertebe analiz yapıyor. Yani bu modelin YDKT ye göre genel analiz metodu iler tasarlanabilmesi için 1000 adet ikinci mertebe analiz yapılması gerekiyor. Tabi ki eğer yakınsama sorunu varsa analiz kat ve kat uzayacaktır.
Mevcut durumda kren yüklerini tek taraflı ve çift taraflı yüklenmesi opsiyonu mevcut. Bu opsiyonun amacı kren yüklerini azaltarak analiz ve tasarımı hızlandırmak ancak en son kren yükünü iki taraf içinde ayrı ayrı çözüldüğü opsiyonun açılması gerekiyor.
[b]Sürüm 2[/b] de yükler tek taraflı etkimesi durumunda çözüm süresi 12:42 dakika ve kullanılan hafıza max 36 Gb tır. Yükler çift taraflı etkidiğinde ise 64 Gb hafızalı bilgisayar bu konuda yetersiz kalmaktadır.
[b]Sürüm 3[/b] te yeni çelik yönetmeliği ile ikinci mertebe çözümde yüklerin çift taraflı yüklenmesi altında toplam analiz süresi 12 dakika kullanılan max hafıza ise 17 Gb ta kalmaktadır.
Özetle yeni sürüm ile birlikte krenli yapıları YDKT ile ikinci mertebe etkiler altında analiz süresinden bir kayıp vermeden analiz edebileceksiniz.
Önemli bir not ise test modeli uç bir modeldir normal şartlarda basit modellerde bu şekilde hafıza kullanımı ile karşılaşmazsınız.
[attach]4339[/attach]
[center][size=7][b]BİRLEŞİMLER İÇİN GENEL MODELLEME İMKANI[/b][/size][/center]
Bu kapsamda artık hazır bir birleşim kullanılmadan program içine levha bulon kaynak ve kesim eklenme imkanı getirilmiştir. Eklenen bu elemanlar aynı yapı elemanları gibi model içine eklenebilir kopyalanıp taşınabilir yani bir kolon ve kiriş gibi bağımsız olarak müdahale edilebilir hala gelmiştir. İlk etapta kullanım amacı çizim olmakta olup bu elemanlarla ilgili bir analiz ve tasarım yapılmayacaktır. Ancak tüm metraj ve çizimlere otomatik olarak yansıyacaktır.
Levhalar için
• N adet nokta seçilerek veri girişi yapılabilecektir.
• Levha kenarlarına düz ve dairesel formda bir çok şekilde müdahale edilebilecektir.
Bulonlar için
• Genel nokta seçimi ve bulonlanacak elemanların seçimi ile bulonları tanımlayabileceksiniz.
• Genel veri girişi dışında çubuk-levha levha-levha çubuk-çubuk gibi hazır parametrik makrolar ile istenirse daha hızlı veri girişi yapılabilecek
• Aynı bulon içinde opsiyonel olarak bulonların lineer dairesel veya genel formda yerleşmesi seçilebilecek
Kesimler için
• Çubuk elemanlar için uç kısımlarına genel kesim ekleme imkanı
• Genel formda katı model kesim imkanı
• Hazır parametrik kesim makroları ile istenirse hazır kesim makroları kullanılabilecek
Sürüm 3 itibari ile basit düzeyde genel birleşim modelleme imkanı açılmış olacak tabiki veri girişinin kolaylığı ve modelleme imkanları gibi bir çok konu zaman içinde güncellemeler ile geliştirilecektir. Başlangıç olarak basit düzeyde bu modelleme imkanlarını açmış olacağız.
[attach]4337[/attach]
Posted by: guraykose - August 16, 2024 1:56:08 PM
Ziyacığım teşekkür ederiz, analiz, tasarım, hız, manuel çizime yönelik kullanıcı tanımlı birleşimler konu edilmiş, beklenen ve farklı bir paylaşım ile özel konu başlık altında bilgilendireceğinizi tahmin ettiğim bir konuyu da hatırlar isek;
tekla kalite ve standardında yeni çizim editörü, bununda eklenmesi ile, Stasteel gerçekten sıra dışı , benzersiz bir konuma gelecektir.
