Ανελαστικό πλαισιακό στοιχείο δύναμης - infrmFB

Πρόκειται για 3D στοιχείο δοκού-υποστυλώματος με βάση τις δυνάμεις το οποίο είναι ικανό για την προσομοίωση στοιχείων χωρικών πλαισίων με γεωμετρική μη γραμμικότητα και μη γραμμικότητα υλικών. Όπως περιγράφεται εδώ, η σχέση τάσης-παραμόρφωσης των στοιχείων δοκού-υποστυλώματος υπολογίζεται μέσω της ολοκλήρωσης της μη γραμμικής μονοαξονικής απόκρισης υλικού των επιμέρους ινών στις οποίες έχει υποδιαιρεθεί η διατομή, καταγράφοντας πλήρως την εξάπλωση της ανελαστικότητας κατά το μήκος του στοιχείου και το βάθος της διατομής.

Όπως περιγράφεται στην Ανελαστικότητα των Υλικών το στοιχείο infrmFB, είναι το πιο ακριβές μεταξύ των τεσσάρων ανελαστικών πλαισιακών στοιχείων του SeismoStruct, καθώς είναι ικανό να προσομοιώσει την ανελαστική συμπεριφορά σε όλο το μήκος ενός δομικού μέλους, ακόμα και όταν χρησιμοποιείται ένα μόνο στοιχείο ανά μέλος. Ως εκ τούτου, η χρήση του επιτρέπει πολύ υψηλή ακρίβεια των αναλυτικών αποτελεσμάτων, παρέχοντας ταυτόχρονα στους χρήστες τη δυνατότητα άμεσης χρήσης των αποτελεσμάτων των γωνιών στροφής χορδής του στοιχείου για τους ελέγχους των σεισμικών κανονισμών (π.χ. Ευρωκώδικας 8, NTC-18, ΚΑΝ.ΕΠΕ., ASCE/SEI7-05 κλπ).

Ο αριθμός των ινών της διατομής που χρησιμοποιούνται στους υπολογισμούς ισορροπίας, που εκτελούνται σε καθεμία από τις τέσσερις διατομές ολοκλήρωσης πρέπει να οριστεί. Ο ιδανικός αριθμός ινών, επαρκών για να εγγυηθούν μια κατάλληλη αναπαραγωγή κατανομής τάσεων-παραμορφώσεων κατά μήκος της διατομής του στοιχείου, ποικίλει ανάλογα με το σχήμα και τα χαρακτηριστικά του υλικού του τελευταίου, ενώ εξαρτάται επίσης από το βαθμό ανελαστικότητας στον οποίο θα εκτεθεί το στοιχείο. Ως ένα απλό πρακτικό κανόνα, οι χρήστες μπορούν να θεωρήσουν ότι διατομές ενός υλικού συνήθως αναπαρίστανται επαρκώς με 100 ίνες, ενώ πιο σύνθετες διατομές, που υπόκεινται σε υψηλά επίπεδα ανελαστικότητας, συνήθως θα χρειαστούν 200 ίνες ή περισσότερες. Όμως, μόνο μια ανάλυση ευαισθησίας από τον χρήστη σε κάθε ξεχωριστή περίπτωση μπορεί χωρίς αμφιβολία να εκτιμήσει τον βέλτιστο αριθμό ινών διατομής.

Επιπλέον, πρέπει να οριστεί ο αριθμός διατομών ολοκλήρωσης. Τυπικά θα χρησιμοποιηθεί ένας αριθμός μεταξύ 4 και 7 διατομών ολοκλήρωσης, ωστόσο συνίσταται στους χρήστες να ανατρέξουν στη βιβλιογραφία [e.g. Papadrakakis 2008; Calabrese et al. 2010] για περαιτέρω καθοδήγηση πάνω σε αυτό το θέμα (υπενθυμίζεται ότι η θέση αυτών των διατομών ολοκλήρωσης κατά μήκος του στοιχείου φαίνονται στην Ανελαστικότητα Υλικού). Συγκεκριμένα, σημειώνεται ότι μέχρι 7 διατομές ολοκλήρωσης μπορεί να απαιτηθούν για την ακριβή προσομοίωση της απόκρισης κράτυνσης, αλλά από την άλλη, συνίστανται 4 ή 5 διατομές ολοκλήρωσης όταν προβλέπεται ότι τα στοιχεία θα φτάσουν την περιοχή «μαλάκωσής» τους.

Σημείωση: Αντί τη διακριτοποίηση των στοιχείων για την αναπαράσταση των αλλαγών στις λεπτομέρειες όπλισης (δείτε παραπάνω), είναι δυνατόν να χρησιμοποιήσετε ένα μόνο στοιχείο infrmFB ανά μέλος και μετά να ορίσετε πολλαπλές διατομές. Σημειώνεται ότι αυτές οι διατομές μπορεί να διαφέρουν μόνο στον οπλισμό (δηλ. τύπος διατομής, διαστάσεις και υλικά πρέπει να είναι τα ίδια).

Στο πλαίσιο διαλόγου αυτού του στοιχείου είναι δυνατόν να ορίσετε μια συγκεκριμένη απόσβεση-στοιχείου, σε αντίθεση με την καθολική απόσβεση που περιγράφεται εδώ. Προκειμένου να γίνει αυτό οι χρήστες πρέπει απλώς να πατήσουν το κουμπί Απόσβεση και μετά να επιλέξουν τον τύπο απόσβεσης που ταιριάζει καλύτερα στο συγκεκριμένο στοιχείο (οι χρήστες πρέπει να  ανατρέξουν στο μενού Απόσβεσης για να αποκτήσουν εικόνα των διαθέσιμων διαφορετικών τύπων απόσβεσης και για συμβουλές για το ποιες μπορεί να είναι οι καλύτερες επιλογές). Υπενθυμίζεται επίσης στους χρήστες ότι η απόσβεση που ορίζεται σε επίπεδο στοιχείου, έχει προβάδισμα έναντι της καθολικής απόσβεσης, που σημαίνει ότι οι ‘καθολικά-υπολογισμένοι’ συντελεστές του μητρώου απόσβεσης που σχετίζονται με τους βαθμούς ελευθερίας ενός δεδομένου στοιχείου, θα αντικατασταθούν από συντελεστές που θα έχουν  υπολογιστεί μέσω πολλαπλασιασμού του μητρώου μάζας του στοιχείου με μια παράμετρο ανάλογη-της-μάζας, ή μέσω του υπολογισμού του μητρώου απόσβεσης Rayleigh του στοιχείου.

Σημείωση: Αν ορίζεται απόσβεση Rayleigh σε επίπεδο στοιχείου, η χρήση άλλων συντελεστών από το ένα στοιχείο στο άλλο, ή με βάση εκείνους που χρησιμοποιήθηκαν στις καθολικές ρυθμίσεις απόσβεσης, τότε δεν προσομοιώνεται η κλασσική απόσβεση Rayleigh. Η κλασσική απόσβεση Rayleigh απαιτεί ομοιόμορφο ορισμό απόσβεσης.

Τοπικοί Άξονες και Προσανατολισμός Εσωτερικών Δυνάμεων