Βαρύτητα & Μάζα

Όπως υποδεικνύεται στην Ενότητα Υλικά, οι χρήστες έχουν τη δυνατότητα να ορίσουν τα ειδικά βάρη των υλικών, με τα οποία η κατανεμημένη ίδια μάζα της κατασκευής μπορεί να υπολογιστεί. Επιπλέον, στην ενότητα Κατηγορίες Στοιχείων, μπορεί επίσης να οριστεί πρόσθετη κατανεμημένη μάζα, το οποίο θα χρησιμεύσει στον ορισμό όποιας μάζας δεν έχει σχέση με το ίδιο-βάρος της κατασκευής (π.χ. πλάκα, τελειώματα, τοιχοπληρώσεις, μεταβλητή φόρτιση κλπ). Επίσης μπορούν να οριστούν στοιχεία μόνο συγκεντρωμένης και κατανεμημένης μάζας και να προστεθούν στην κατασκευή στην ενότητα Τοπολογία Στοιχείων, ώστε οι χρήστες να μπορούν να προσομοιώσουν τις κατανομές μάζας που δεν μπορούν να προσδιοριστούν με χρήση των προαναφερομένων λειτουργιών Υλικών/Διατομών π.χ. δεξαμενή νερού με συγκεντρωμένη μάζα στην κορυφή. Τέλος στην ενότητα επιβαλλόμενα φορτία, μπορούν να επιβληθούν στην κατασκευή μόνιμα κατανεμημένα φορτία, σε οποιαδήποτε κατεύθυνση.

Εδώ, οι χρήστες μπορούν να ορίσουν αν και πως αυτή η μάζα θα μετασχηματιστεί σε φορτία και ποιοι βαθμοί ελευθερίας θα χρησιμοποιηθούν σε μία δυναμική ανάλυση, καθώς επίσης και, αν και πως η μάζα θα οριστεί από τα φορτία.

Ρυθμίσεις Βαρύτητας
Υπάρχουν τρεις διαθέσιμες επιλογές για τον ορισμό Φορτίων από μάζες: i) Τα φορτία δεν εξάγονται από μάζες, ii) Τα φορτία παράγονται από μάζες βάσει της τιμής g, αλλά ΜΟΝΟ στην κατεύθυνση της βαρύτητας, η οποία είναι η προεπιλεγμένη επιλογή, και iii) Τα φορτία παράγονται από μάζες σε κάθε μεταφορική διεύθυνση, σύμφωνα με συντελεστές ορισμένους από το χρήστη. Σημειώνεται ότι τα φορτία που προκύπτουν από μάζες μετασχηματίζονται εσωτερικά σε ισοδύναμες δυνάμεις/ροπές κόμβων, όπως συζητήθηκε εδώ, ή κατανέμονται κατά μήκος του στοιχείου. Επιπλέον, ο χρήστης μπορεί να καθορίσει την τιμή της επιτάχυνσης της βαρύτητας «g» (η οποία πολλαπλασιάζεται με τις μάζες για να ληφθούν τα μόνιμα φορτία). Σαφώς, για τη συντριπτική πλειονότητα των περιπτώσεων, η προεπιλεγμένη τιμή (g = 9,81 m/s²) δεν χρειάζεται να τροποποιηθεί. Η κατεύθυνση των δυνάμεων βαρύτητας λαμβάνεται υπόψη στην κατεύθυνση –z και δεν χρειάζεται να τροποποιηθεί. Τέλος, σημειώνεται ότι η ανάκτηση τάσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάκτηση των σωστών εσωτερικών δυνάμεων όταν καθορίζονται κατανεμημένα φορτία (μέσω του ορισμού του ειδικού βάρους του υλικού ή του πρόσθετου φορτίου διατομής/στοιχείου, αλλά όχι μέσω της εισαγωγής στοιχείων dmass).

Ρυθμίσεις Μάζας
Προσφέρονται τρεις επιλογές για τον ορισμό των μαζών στην δυναμική ανάλυση, στην IDA και στην ιδιομορφική ανάλυση: i) Από τα πλαισιακά στοιχεία, με βάση το ειδικό βάρος των υλικών τους και την πρόσθετη μάζα των διατομών, καθώς επίσης από τα Στοιχεία Μάζας (lmass and dmass), ii) από Φορτία, σημειακά και κατανεμημένα (η μάζα εφαρμόζεται ΜΟΝΟ στην κατεύθυνση της βαρύτητας, με βάση την τιμή του g), και iii) και από τις δύο i) και ii) παραπάνω επιλογές, δηλαδή τόσο από Πλαισιακά/Μάζας Στοιχεία όσο και από Φορτία. Η πρώτη επιλογή είναι ορισμένη ως προεπιλογή.

Όταν εκτελούνται δυναμικές αναλύσεις, μερικές φορές είναι χρήσιμο να υπάρχει η δυνατότητα περιορισμού των δυναμικών βαθμών ελευθερίας σε μερικές μόνο διευθύνσεις ενδιαφέροντος, προκειμένου να επιταχυνθούν οι αναλύσεις ή να αποφευχθεί η ανάπτυξη ψευδών ιδιομορφών απόκρισης σε εκείνες τις διευθύνσεις όπου τα δομικά μέλη δεν διαφοροποιήθηκαν επαρκώς. Αυτό μπορεί να γίνει εδώ, καταργώντας την επιλογή εκείνων των βαθμών ελευθερίας που δεν έχουν σημασία (από προεπιλογή, όλοι οι βαθμοί ελευθερίας είναι ενεργοί, δηλαδή ελέγχονται). Επισημαίνεται επίσης ότι αυτές οι ρυθμίσεις προηγούνται των ‘κατευθύνσεων μάζας’ που ορίζονται στα στοιχεία συγκεντρωμένης/κατανεμημένης μάζας, που σημαίνει, ότι αν ένα δεδομένο κατανεμημένο στοιχείο μάζας πρέπει να ορίσει μάζα μόνο στη διεύθυνση x, για παράδειγμα, αλλά όλοι οι ΒΕ θα επιλεγόταν στις ρυθμίσεις για Καθολικές Κατευθύνσεις Μάζας, τότε ακόμα και αν μια τέτοια συνεισφορά στοιχείου μάζας στο καθολικό μητρώο μάζας της κατασκευής λαμβανόταν υπόψη μόνο στη διεύθυνση x, παρ’ όλα αυτά η δυναμική ανάλυση θα θεωρούσε όλους τους ΒΕ ως ενεργούς.

Σημειώσεις

1. Τα φορτία που ορίζονται στην ενότητα Επιβαλλόμενα Φορτία επιβάλλονται πάντα στο μοντέλο της κατασκευής ανεξάρτητα από την χρησιμοποιούμενη επιλογή για τη μετατροπή μαζών σε φορτία.
2. Τα φορτία που προκύπτουν από μάζες μετασχηματίζονται εσωτερικά σε ισοδύναμες δυνάμεις/ροπές κόμβων, με την εξαίρεση των ελαστικών και ανελαστικών πλαισιακών στοιχείων, στα οποία τα φορτία που προκύπτουν από μάζες κατανέμονται κατά μήκος του στοιχείου.
3. Η ανάκτηση τάσης (Ειδικές Ρυθμίσεις > Στοιχεία > Πραγματοποίηση Ανάκτησης Τάσεων) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάκτηση των σωστών εσωτερικών δυνάμεων όταν καθορίζονται κατανεμημένα φορτία (μέσω του ορισμού του ειδικού βάρους του υλικού ή του πρόσθετου φορτίου διατομής/στοιχείου, αλλά όχι μέσω της εισαγωγής στοιχείων dmass).
4. Οι αναλύσεις μεγάλων μοντέλων με κατανεμημένη μάζα/φόρτιση είναι αναπόφευκτα μεγαλύτερης διάρκειας από εκείνες που συγκεντρωμένες μάζες, και αντίστοιχα σημειακά φορτία, χρησιμοποιούνται στο μοντέλο, σε μια πιο απλοποιημένη μορφή, η μάζα/βάρος της κατασκευής. Αν οι χρήστες δεν ενδιαφέρονται για πληροφορίες για τις τάσεις στο τοπικό επίπεδο των δομικών στοιχείων (π.χ. κατανομή ροπών σε δοκό), αλλά επικεντρώνονται στη συνολική απόκριση της κατασκευής (π.χ. τέμνουσα βάσης και μετακίνηση οροφής), τότε η χρήση της ταχύτερης προσέγγισης προσομοίωσης με συγκεντρωμένη μάζα/δύναμη μπορεί να αποδειχτεί καλύτερη επιλογή, σε σχέση με την αντίστοιχη κατανεμημένη.
5. Αν στις ρυθμίσεις Βαρύτητας έχει επιλεγεί ότι η κατεύθυνση - z είναι αυτή της βαρύτητας, τότε το πρόγραμμα θα λάβει υπόψη μόνο τις τιμές Mz (μάζα οριζόμενη στην κατεύθυνση z) στον υπολογισμό των φορτίων βαρύτητας, ανεξάρτητα απο τις τιμές που ορίζονται σε άλλες κατευθύνσεις (π.χ. Mx, My).