Ανελαστικό πλαισιακό στοιχείο μετακίνησης με πλαστικές αρθρώσεις - infrmDBPH

Πρόκειται για ένα 3D στοιχείο δοκού-υποστυλώματος μετακίνησης με πλαστική άρθρωση, με συγκεντρωμένη πλαστικότητα στα δύο άκρα. Όλες οι μη γραμμικές παραμορφώσεις του στοιχείου συγκεντρώνονται σε αυτά τα περιστροφικά ελατήρια, ενώ το υπόλοιπο μέλος παραμένει ελαστικό. Ο τύπος infrmDBPH είναι ικανός να προσομοιώσει τις γεωμετρικές μη γραμμικότητες.

Το στοιχείο αποτελείται από τρία υποστοιχεία δύο συνδέσμους στις άκρες του στοιχείου που προσομοιώνουν τις πλαστικές περιστροφικές παραμορφώσεις γύρω από τον 2ο και 3ο τοπικό άξονα, και από ένα ελαστικό πλαισιακό στοιχείο στη μέση, που προσομοιώνει το μέρος του στοιχείου που παραμένει ελαστικό. Τα υποστοιχεία συνδέονται σε σειρά, και απαιτείται επαναληπτική διαδικασία, ώστε να επιτευχθεί εσωτερική ισορροπία.

Η σχέση δύναμης-μετακίνησης των τεσσάρων μη γραμμικών περιστροφικών ελατηρίων στα άκρα του στοιχείου χαρακτηρίζονται από μία υστερητική καμπύλη που βασίζεται στην ενσωματωμένη μη γραμμική καμπύλη MIMK_bilin του SeismoStruct (καμπύλη υποβάθμισης Ibarra-Medina-Krawinkler με διγραμμικούς υστερητικούς κανόνες). Η διαρροή και η τελική ροπή κάμψης (My και Mu αντίστοιχα) καθώς και η παραμόρφωση στη διαρροή dy υπολογίζονται από την ανάλυση της καμπυλότητας ροπής μετά την εφαρμογή αρχικών φορτίων στη κατασκευή, λαμβάνοντας υπόψη το αξονικό φορτίο που εφαρμόζεται στο στοιχείο. Αντίθετα, η ικανότητα πλαστικής περιστροφής a και η τελική περιστροφή b υπολογίζονται άμεσα από τον ASCE 41-23, και συγκεκριμένα από τους πίνακες 10-7 (για δοκούς), 10-8 &10-9 (για υποστυλώματα) και 10-19 (για τοιχία), δείτε επίσης ASCE 41-23, εικόνα 10-1 και το παρακάτω σχήμα για περισσότερες λεπτομέρειες.

 

Οι καμπύλες ροπής-στροφής των δύο τοπικών αξόνων σε κάθε άκρο είναι ανεξάρτητες. Αυτό είναι προφανώς μια απλοποίηση σε σχέση με το στοιχείο πλαστικής άρθρωσης δύναμης, όπου οι ανελαστικές παραμορφώσεις εκτείνονται σε μια πεπερασμένη περιοχή στα άκρα της δοκού και η συμπεριφορά των τοπικών αξόνων συσχετίζεται. Ωστόσο, αυτή η έλλειψη ακριβούς προσομοίωσης αντισταθμίζεται από την σημαντική μείωση του χρόνου ανάλυσης. Σημειώνεται ότι οι παράμετροι της καμπύλης υστέρησης υπολογίζονται αυτόματα από το πρόγραμμα, επομένως οι χρήστες πρέπει μόνο να καθορίσουν τη διατομή του μέλους. Ομοίως με τα στοιχεία infrmFB και infrmFBPH, οι αλλαγές στις λεπτομέρειες οπλισμού εντός του ιδίου μέλους μπορεί να επιτευχθεί με χρήση πολλαπλών διατομών ανά στοιχείο.

Εκτός από τον αυτόματο υπολογισμό των ιδιοτήτων των πλαστικών αρθρώσεων, το SeismoStruct επιτρέπει επίσης την εισαγωγή τιμών στα a, b και c (c είναι ο λόγος της απομένουσας προς την τελική αντοχή) που είναι διαφορετικές από τις υπολογιζόμενες. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί, εάν στο αναδυόμενο μενού του  Ορισμού Παραμέτρων Προσομοίωσης είναι επιλεγμένη η επιλογή που έχει οριστεί από το χρήστη. Στους χρήστες έτσι επιτρέπεται να εισάγουν ελεύθερα τις παραμέτρους της πλαστικής άρθρωσης. Σημειώνεται ωστόσο ότι και στην περίπτωση που οι παράμετροι ορίζονται από το χρήστη θα πρέπει να οριστεί μια ενότητα κυρίως για σκοπούς εμφάνισης (π.χ. για να εμφανιστεί το στοιχείο σε 3D σχέδιο).

Τέλος, κάνοντας κλικ στην επιλογή Υπολογισμός Παραμέτρων Άρθρωσης ένα νέο παράθυρο  διαλόγου ανοίγει που παρέχει βοήθεια για τον προσδιορισμό αυτών των παραμέτρων, με βάση διάφορες παραμέτρους όπως το ποσοστό της περιοχής του διανεμημένου διαμήκους οπλισμού στη συνολική επιφάνεια σκυροδέματος pl, το ποσοστό της περιοχής του εγκάρσιου οπλισμού στη συνολική επιφάνεια σκυροδέματος pt, η συνολική επιφάνεια Ag, η αναμενόμενη αντοχή διαρροής του διαμήκους και εγκάρσιου οπλισμού fylE & fytE, την αναμενόμενη θλιπτική αντοχή f’cE, η αξονική δύναμη μέλους Nud, είτε η διατμητική δύναμη προσαρμόζεται ή όχι, είτε το μέλος καθορίζεται από τη κάμψη ή τη διάτμηση κτλ.

Είναι δυνατόν να ορίσετε μια συγκεκριμένη απόσβεση-στοιχείου, σε αντίθεση με την καθολική απόσβεση που ορίζεται εδώ, όπως πως περιγράφεται στις διατομές infrmFB και infrmFBPH. Τελικά, οι τοπικοί άξονες και ο προσανατολισμός των εσωτερικών δυνάμεων είναι τα ίδια με τα στοιχεία με βάση τη δύναμη.

Τοπικοί άξονες και Προσανατολισμός Εσωτερικών Δυνάμεων