تبلیغات
معماری - مدل‌سازی سازه‌ها
معماری
جمعه 16 اردیبهشت 1390

مدل‌سازی سازه‌ها

جمعه 16 اردیبهشت 1390

نوع مطلب :
نویسنده :حسن عبدپور

منظور از مدل سازی، شبیه‎سازی یک ساختار سازه‎ای به‎صورت یک مدل معادل ریاضی به‎گونه‎ای است که بتواند تخمین مناسبی از واکنش‎های مورد انتظار سازه‎ای را در حیطه بارگذاری و شرایط مرزی شبیه‎سازی شده ارائه نماید. هدف از این مقاله، آشناکردن دانشجویان و مهندسین گرامی با نحوه‌ی مدل‎‌سازی هندسی سازه‎ها و روش‌های ترسیم هندسی معادل ریاضی و یا شبیه‌سازی شده از سازه‌ی واقعی است.

 

در مدل‌سازی سازه‌ها باید به موارد زیر توجه داشت:

1) مدل سازی تنها یک شبیه‎سازی یا بهتر بگوئیم تلاشی برای شبیه‎سازی سازه واقعی می‏‎باشد.
2) فرآیند شبیه‎سازی بسته به نوع واکنش مورد نظر متفاوت بوده و می‏‎تواند بسیار متفاوت باشد.
3) فرآیند شبیه‎سازی بستگی مستقیمی به نوع بارگذاری و شرایط مرزی سازه‌ی مورد نظر دارد.

سه مورد فوق به همراه تکنیک‎های مدل‎سازی ریاضی که جزو امکانات نرم‎افزار مورد استفاده هستند می‏‎بایست در فضای تقریب یا فضای دقت پیاده‎سازی شوند. باید توجه داشت که سازه واقعی دارای بینهایت درجه آزادی می‏‎باشد. به‎دلیل محدودیت‎های نرم‎افزاری، سخت‎افزاری و یا هزینه‎های اجرا (زمان و غیره) معمولاً ‌ترجیح دارد که سازه با حداقل تعداد ممکن درجات آزادی بررسی شود. در این صورت خروجی نرم‎افزارهای تحلیل توأم با خطاهایی ناشی از این امر خواهد بود. در عین حال دقت مورد نیاز در مهندسی کاربردی با مهندسی پژوهشی متفاوت بوده و بسته به حساسیت واکنش‎های 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 دور از حوصله این نوشتار است. توصیه می‏‎شود کاربران محترم (خوانندگان محترم) در این رابطه از افراد با تجربه کمک بگیرند.

تکنیک‎های مدل‎‎سازی شامل روش‎های استاندارد و کمکی مدل‎سازی سازه‎ای در نرم‎افزارهای شاخصی نظیر STAAD.Pro، SAP2000 و ETABS می‏‎باشند. معمولاً افرادی که با نرم‎افزارهای ترسیمی برداری نظیر اتوکد در فضای سه بعدی کارکرده‎اند، با این تکنیک‏ها آشنا هستند. محیط ارائه شده برای ترسیم هندسی‎سازه در نرم‎افزارهای STAAD.Pro، SAP2000 و ETABSمانند محیط اتوکد می‏‎باشد. این محیط در حقیقت یک فضای مجازی سه بعدی است که کاربر می‏‎تواند در این فضا با استفاده از سه عنصر اولیه نقطه، خط و صفحه، کالبدسازه‎ای موردنظر خود را ترسیم نماید. 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 دست یافت.

امکانات ارائه شده در برنامه‌های ذکر شده نظیر برنامه اتوکد می‏‎باشد با این تفاوت 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 جعبه ابزار(Toolbar)‎ های به‎خصوصی قابل دسترسی هستند. (به استثنای برنامه‌ی STAAD.Pro که به کمک برنامه‌ی از پیش تعیین شده‌ی STAAD Editor امکان واردکردن مستقیم دستورات ترسیم، بارگذاری، تحلیل و پس پردازش سازه را به راحتی مهیا نموده است).

استفاده از امکاناتی نظیر واردکردن مستقیم دستورات از طریق صفحه کلید (Keyboard) می‏‎تواند سرعت و تسلط کاربر ماهر را چندین برابر کند. از این‎رو انتظار می‏‎رود این امکان در نسخه‎های آتی این نرم افزارها گنجانیده شود. استفاده مفید و موثر از دستورات کمکی یاد شده در فوق برای ترسیم هندسی سازه، مستلزم تمرین و مهارت کاربر در تجزیه سازة پیچیده به اجزاء ساده‎تر می‏‎باشد. در این راه کاربر می‏‎بایست تجزیه را به‎اندازه کافی انجام دهد تا در کمترین زمان ممکن به حجم کلی سازه دست یابد.

معمولاً در سازه‎های متداول نظیر ساختمان‎های مسکونی، برج‎ها، پل‎ها، تونل‎ها و یا حتی در سازه‎های پیچیده‎تر نظیر برج‎های خنک‎کن و سازه‏های صنعتی تشابه به برخی از اجزاء به‎‏‏صورت تشابه مستقیم و یا تشابه معکوس وجود دارد.

به‎عنوان مثال در ساختمان‎های مسکونی معمولی، طبقات مختلف به‏لحاظ سازه‎ای و معماری ممکن است مشابه یکدیگر باشند. به‎عنوان مثالی دیگر می‏‎توان به سازه‎های قرینه‌ی محوری نظیر سیلوها، برج خنک‎کننده و غیره اشاره داشت. این‎گونه سازه‎ها با ترسیم اولیه مسیر هادی و سپس چرخاندن آن به حول محور دوران پدید می‏‎آیند.

کاربران حرفه‏ای نرم‎افزارهای تحلیل و طراحی اغلب تمایل دارند تا از امکانات وسیعی که در دیگر نرم‎‏‏افزارها ارائه شده است نیز بهره بگیرند. به‎عنوان مثال بعضی از کاربران تمایل دارند تا از نرم‎افزارهای محاسباتی نظیر MathCAD و یا از نرم‎افزارهای صفحه گسترده نظیر Excel برای تولید مختصات گره‎ها و یا توالی المانها استفاده نمایند. استفاده از امکانات محاسباتی اینگونه نرم‎افزارها می‏‎تواند کمک شایانی در تولید اطلاعات سازه‎های پارامتریک نماید.

طراحان برنامه‎های STAAD.Pro، SAP2000 و ETABS با علم به این موضوع امکانی را در این برنامه‎ها پیش‎بینی کرده‎اند که بتوان اطلاعات کلی هندسه‌ی سازه نظیر گره‎ها و المانها را با کپی(Copy) و برچسب ((Paste ساده بین محیط این برنامه‎ها و محیط Excel رد و بدل نمود.

یکی دیگر از امکاناتی که در نسخه‎های اولیه این 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 اینکه توسط دیگر برنامه‎های کمکی اتوکد تولید نمود.

از آنجایی‎که این فایل‎ها با فرمت نوشتاری ASCII - American Standard Code for Information Interchange تولید می‏‎شوند، استفاده از آن بسیار ساده بوده و از این‎روست که برنامه‎های جانبی اتوکد و یا دیگر سیستم‎هایی که به نوعی تبادل اطلاعات می‏‎کنند، اغلب از این فرمت استفاده می‏‎نمایند. فایل‎های با این فرمت کلیة اطلاعات ترسیمات انجام شده در اتوکد را دارا 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 و می‏‎تواند در مدل‎‎سازی سازه‎های پیچیده بسیار موثر واقع گردد. از این‎رو قویاً توصیه می‏‎گردد تا با تمرین فراوان و کسب مهارت و تسلط برروی این نرم‏افزار و نحوة ورود و خروج اطلاعات به برنامه‎های تحلیل‎سازه، توانایی مدل‎سازی خود را افزایش دهید.

از دیگر روش‎های تولید هندسی سازه، برنامه‎نویسی مستقیم می‏‎باشد. با این روش 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 بسیار ساده‎ای که در نرم‏افزارهای محاسباتی و یا صفحه گسترده ارائه شده است، معمولاً کمتر پیش می‏‎آید که امروزه مهندسان تمایل به برنامه‎ریزی مستقیم از خود نشان دهند ولی با این وجود این روش کماکان در موارد خاص کارآیی خود را خواهد داشت.

روش‎هایی که در بالا توضیح داده شدند، تنها روش‎های ترسیم هندسی معادلِ ریاضی یا شبیه‎سازی شده از سازه‌ی واقعی هستند.

گاهی اوقات در سازه‌ی حقیقی شرایطی وجود دارد که این معادل‎سازی را قدری دشوار می‏‎کند، به‎‎عنوان مثال می‏‎توان به موارد زیر اشاره داشت:

1- تیرهای عمیق و یا عریض:
در این صورت علاوه بر اینکه فرض استفاده از المان خطی با بعد صفر تا حدودی زیر سؤال می‏‏رود، سؤالی که پیش می‏‎آید آن است که تراز مشترک تیرهای واقع در یک طبقه کجا باید انتخاب شود و اینکه اثر این خروج از محوریت چه مقدار است و در چه شرایطی قابل اغماض می‏‎باشد و در چه شرایطی و چگونه می‏‎توان آنرا برآورد نمود؟

2- اثر گره‎ها:
فصل مشترک اتصال بین تیرها و ستون‎های متقاطع با یکدیگر را گره می‏نامیم. در اغلب برنامه‎های کامپیوتری که برای مدل‎سازی المان‎های نظیر تیرها و ستون‎ها، از المان‎های خطی استفاده می‏‎شود، گره به یک نقطه بدون بعد بدل می‏‎شود.

اینکه اثرات تغییر شکل‎‏‏های داخلی گره و یا جاری شدگی‎ها و ترک‎خوردن‎ها تا چه حد باعث دور شدن گره از یک گره‌ی ایده‎آل (که فرض می‏‎شود هیچ تغییر شکل نسبی در آن اتفاق نمی‎افتد) می‏‎شود، بحث مهمی است که در حد حوصله این نوشتار نیست ولیکن باید به‎خاطر داشت که تحت شرایطی این فرض دیگر صحیح نبوده و ممکن است پاسخ‎ها را کم ارزش نماید.

3- احجام توپر نظیر دال‎ها، فونداسیون‎ها و دیوارها:
در خصوص مدل‎سازی این قبیل اجزا سازه‎ای نکاتی چند را باید در نظر داشت:
3-1) معادله رفتاری مناسب برای این جزء چیست؟ همانطور که می‏‎دانیم این معادله رفتاری به سه صورت غشایی، خمشی و پوسته‎ای (حاصل جمع غشایی و خمشی) در این برنامه‎ها معرفی شده است. انتخاب صحیح معادله رفتاری بسیار مهم بوده و هرگاه این انتخاب به درستی صورت نگیرد منجر به بی‎اعتباری پاسخ‎های دریافت شده می‏‎گردد.

3-2) کفایت مش بندی - در مدل‎سازی به روش اجزاء محدود، روش تجزیه یک محیط پیوسته نامحدود با توزیع تنش و کرنش پیچیده و نامشخص به یک سری المان‎های محدود، به کمک توابع رفتاری مشخص و توزیع تنش و کرنش قابل پیش‏بینی در سطح المان انجام می‏‎گیرد.

درست مانند آنکه بخواهیم یک منحنی پیچیده و نامعلوم را با سری خطوط راست تقریب بزنیم. در این صورت به لحاظ ریاضی می‏‎توان گفت که هر چقدر این تقسیم‎بندی بیشتر انجام شود، ‌به جواب واقعی نزدیکتر می‏‎شویم.

در عمل محدودیت‎های دیگری نیز وجود دارند که تعداد المان‎های سازه‎ای را محدود می‏‎کنند، از آن جمله می‏‎توان به افزایش خطای عددی و در بعضی اوقات ناپایداری عددی سازه و به زمان انجام تحلیل و محدودیت‎های نرم‎افزاری و سخت‎افزاری و مهمتر از همه به هزینه‎های تحلیل اشاره کرد. در عین حال همانطور که پیشتر در بحث فضای دقت گفته شد، دقت می‏‎بایست متناسب با نوع کاربرد تنظیم شود چه درغیر اینصورت منجر به تلف شدن سرمایه خواهد گردید.

باید بخاطر داشت که تعداد بهینه المان‎ها آن حداقلی است که بتواندپاسخ‎های مورد نظر را در حوزه دقت مورد نیاز در زمان مناسب و متناسب با امکانات موجود فراهم نماید. انتخاب این تعداد از طرفی بستگی به نوع بارگذاری،‌ شرایط تکیه‎گاهی و نوع تحلیل نیز داشته و دستورالعمل کلی برای آن وجود ندارد و می‏‎بایست به تجربه و از طریق آزمایش تعیین گردد.




buy cialis online without a prescription
جمعه 16 آذر 1397 01:57 ب.ظ

Many thanks. Awesome information.
generic cialis look here cialis order on line only now cialis for sale in us cialis qualitat cialis 10mg prix pharmaci cialis online holland cialis daily reviews interactions for cialis cialis pills in singapore side effects of cialis
Generic cialis
پنجشنبه 15 آذر 1397 06:47 ب.ظ

Valuable write ups. Thanks.
tadalafil 10 mg viagra cialis levitra cialis official site cialis generico milano cialis 20mg cialis 5mg we like it cialis price cialis 30 day sample canadian drugs generic cialis buy cialis online cheapest
Cialis canada
چهارشنبه 14 آذر 1397 11:10 ب.ظ

Wonderful advice. Many thanks.
the best site cialis tablets cialis dosage recommendations cialis lilly tadalafi only best offers 100mg cialis cialis cipla best buy brand cialis nl cialis taglich we recommend cialis info click now buy cialis brand interactions for cialis
buy cialis germany
چهارشنبه 14 آذر 1397 07:47 ق.ظ

Awesome forum posts. Regards.
cost of cialis cvs sublingual cialis online we like it safe cheap cialis cialis for daily use try it no rx cialis cialis for sale in europa cialis canadian drugs cialis taglich sublingual cialis online we recommend cialis best buy
Buy cialis
سه شنبه 13 آذر 1397 08:17 ب.ظ

This is nicely said! !
click now buy cialis brand the best choice cialis woman buy cialis try it no rx cialis cialis cipla best buy cialis authentique suisse acquisto online cialis usa cialis online cost of cialis per pill where cheapest cialis
buy cialis germany
سه شنبه 13 آذر 1397 09:22 ق.ظ

Nicely put, Kudos!
rezeptfrei cialis apotheke cialis professional from usa legalidad de comprar cialis no prescription cialis cheap cialis pills boards cialis 20 mg effectiveness acheter du cialis a geneve female cialis no prescription cialis e hiv precios de cialis generico
buy cialis online no prescription
دوشنبه 12 آذر 1397 09:30 ب.ظ

Position certainly utilized!.
cialis super kamagra cialis ahumada we use it 50 mg cialis dose cialis pills 5 mg cialis coupon printable female cialis no prescription cialis en mexico precio cialis prices in england usa cialis online we recommend cialis best buy
buy generic cialis
دوشنبه 12 آذر 1397 08:54 ق.ظ

You actually revealed this effectively.
buying cialis overnight click now cialis from canada callus cialis 20mg prices on cialis 10 mg generic cialis soft gels buy cialis prices for cialis 50mg click now buy cialis brand rezeptfrei cialis apotheke
Cialis 20 mg
یکشنبه 11 آذر 1397 09:00 ب.ظ

Superb write ups. Kudos.
cialis 5 mg schweiz tadalafil 10 mg prezzo di cialis in bulgaria generic cialis 20mg tablets cialis 20 mg cut in half cialis 5 mg funziona warnings for cialis pastillas cialis y alcoho cialis generico en mexico cialis generika
buy cialis online cheap
یکشنبه 11 آذر 1397 08:18 ق.ظ

Superb forum posts. Thanks.
legalidad de comprar cialis generic cialis with dapoxetine cialis dose 30mg we like it cialis soft gel free cialis cialis 100 mg 30 tablet cialis from canada cialis sale online cialis prezzo di mercato cialis tadalafil
Cialis 20 mg
شنبه 10 آذر 1397 09:10 ب.ظ

You said that adequately.
cialis dose 30mg walgreens price for cialis click now buy cialis brand cuanto cuesta cialis yaho buy cialis buy cialis cheap 10 mg cialis online nederland tarif cialis france cialis uk order generic cialis online
Cialis pills
شنبه 10 آذر 1397 08:01 ق.ظ

Fine information. Thank you!
cialis daily new zealand buying cialis in colombia walgreens price for cialis canadian cialis where do you buy cialis cialis for bph look here cialis cheap canada tadalafil generic cialis 05 cialis usa cost
Buy cialis
جمعه 9 آذر 1397 08:43 ب.ظ

Nicely put. Appreciate it!
cialis rezeptfrei cialis for sale south africa fast cialis online cialis tablets 5 mg cialis pharmacie en ligne 200 cialis coupon cialis purchasing acheter cialis kamagra tadalafil 10 mg cialis 5 mg effetti collateral
Cialis canada
جمعه 9 آذر 1397 08:50 ق.ظ

Amazing a lot of great facts!
generic for cialis cialis manufacturer coupon cialis sans ordonnance enter site 20 mg cialis cost cialis generic wow cialis tadalafil 100mg cialis name brand cheap cialis generika in deutschland kaufen we choice cialis pfizer india precios de cialis generico
buy cialis
پنجشنبه 8 آذر 1397 09:47 ب.ظ

Good facts. With thanks!
pastillas cialis y alcoho cialis flussig price cialis wal mart pharmacy click now cialis from canada cialis generico postepay no prescription cialis cheap precios de cialis generico cialis for bph cialis generico milano where cheapest cialis
Cialis canada
پنجشنبه 8 آذر 1397 10:13 ق.ظ

Regards, A lot of knowledge!

callus weblink price cialis cialis cipla best buy cialis 5 mg effetti collateral cialis 20 mg cut in half we like it cialis price cialis 20 mg effectiveness where cheapest cialis cialis kaufen wo buying cialis overnight
buy cialis uk
چهارشنبه 7 آذر 1397 09:27 ب.ظ

Nicely put. Kudos.
achat cialis en suisse non 5 mg cialis generici cialis efficacit canadian cialis cialis for sale precios cialis peru cialis side effects cialis online free cialis chinese cialis 50 mg
buy cialis online safely
چهارشنبه 7 آذر 1397 09:39 ق.ظ

Good forum posts. Appreciate it.
dosagem ideal cialis cialis from canada cialis generic tadalafil buy cialis prezzo di mercato only here cialis pills achat cialis en suisse safe site to buy cialis online click now buy cialis brand cialis tablets cialis sicuro in linea
where to buy cialis online
دوشنبه 9 مهر 1397 12:29 ب.ظ

This is nicely put! .
cialis pills boards weblink price cialis canadian drugs generic cialis cialis baratos compran uk cialis rezeptfrei sterreich click now cialis from canada walgreens price for cialis cheap cialis cialis authentique suisse cialis prices in england
canada online pharmacies
یکشنبه 1 مهر 1397 11:16 ق.ظ

Nicely put. With thanks!
are canadian online pharmacies safe canadian pharmacies pharmacy times drugs for sale in mexico canadian pharmacy viagra brand drugs for sale in canada canada drug pharmacy drugs for sale on internet drugs for sale cialis from canada
cialisvonline.com
چهارشنبه 28 شهریور 1397 06:51 ق.ظ

You actually revealed it fantastically.
cialis 5 mg effetti collateral buy cialis online legal prix de cialis warnings for cialis click now buy cialis brand cialis pills cialis venta a domicilio cialis tablets for sale legalidad de comprar cialis cialis sicuro in linea
http://cialissi.com/
دوشنبه 12 شهریور 1397 12:57 ب.ظ

Truly plenty of very good knowledge!
cialis without a doctor's prescription sialis can i take cialis and ecstasy buy cialis cialis 10mg prix pharmaci cialis 30 day sample 40 mg cialis what if i take cialis kaufen wo cialis cipla best buy preis cialis 20mg schweiz
viabiovit.com/how-much-is-a-viagra-pill.html
سه شنبه 23 مرداد 1397 07:56 ق.ظ

You explained that perfectly.
cheap online pharmacy no prescription buy real viagra online usa where can i buy sildenafil online i want to buy viagra online buy viagra mexico how to buy cheap viagra buy viagra online overnight buy viagra onlines viagra or sildenafil buy sildenafil online uk
cialis without a doctor's prescription usa
دوشنبه 22 مرداد 1397 11:31 ب.ظ

Cheers, I appreciate it!
cialis cuantos mg hay cialis dose 30mg cialis authentique suisse only best offers cialis use acquistare cialis internet generic cialis 20mg tablets only best offers cialis use cialis 5 mg funziona online cialis only best offers cialis use
Cialis canada
دوشنبه 7 خرداد 1397 01:15 ب.ظ

Nicely put. Many thanks!
cialis 30 day sample buying cialis on internet cialis prezzo di mercato tadalafil 20 mg side effects for cialis recommended site cialis kanada cialis 5mg precios cialis peru cialis online napol cialis online
займ по паспорту онлайн
شنبه 22 اردیبهشت 1397 01:26 ق.ظ
кредиты онлайн украина без проверок
взять кредит в интернете на карту
микрокредит 24 часа
микрозайм круглосуточно
все микрозаймы украины
кредит онлайн срочно
кредиты на карту онлайн украина
Tadalafil 20 mg
چهارشنبه 5 اردیبهشت 1397 10:40 ب.ظ

You actually mentioned this effectively!
low price viagra pills how to buy viagra online without prescription buy tadalafil do you need a prescription to buy viagra where to buy viagra online without prescription vigara where can i buy real viagra online how to get viagra uk how to get viagra with prescription how much is viagra
Generic cialis
شنبه 18 فروردین 1397 11:15 ب.ظ

Whoa lots of awesome tips.
cialis generic availability buying cialis in colombia cialis 5 mg buy cialis without a doctor's prescription cialis kamagra levitra india cialis 100mg cost cialis dosage amounts rx cialis para comprar female cialis no prescription wow cialis tadalafil 100mg
Buy cialis online
جمعه 3 فروردین 1397 02:00 ق.ظ

Nicely put. Many thanks!
try it no rx cialis cialis daily cialis 20 mg cost cialis generique 5 mg generic cialis at the pharmacy tadalafil generic canadian cialis prix cialis once a da brand cialis nl costo in farmacia cialis
madden nfl mobile cheats
پنجشنبه 28 دی 1396 02:47 ق.ظ
این یک مقاله عالی است که به نفع تمام کاربران آنلاین است. من مطمئن هستم که از آن استفاده می کنم.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
نمایش نظرات 1 تا 30