Συζευγμένες Δεσμεύσεις

Οι διαφορετικές συνθήκες δέσμευσης της κατασκευής ορίζονται στην ενότητα Συζευγμένες Δεσμεύσεις, όπου ο τύπος της δέσμευσης, ο αντίστοιχος ανεξάρτητος κόμβος, οι δεσμευμένοι ΒΕ και οι εξαρτημένοι κόμβοι ορίζονται. Όπως σε όλες τις υπόλοιπες ενότητες, ο χρήστης μπορεί να προσθέσει νέες συνθήκες (επίσης μέσω της επιλογής Εισαγωγή Γραφικών Δεδομένων) και να αφαιρέσει ή να επεξεργαστεί τα υφιστάμενα (δείτε λειτουργίες Επεξεργασίας). Επιπλέον, είναι διαθέσιμη η λειτουργία Προσαύξησης.

Όπως στην περίπτωση των στοιχείων, η προσαύξηση των δεσμεύσεων επιτρέπει την αυτόματη παραγωγή νέων δεσμεύσεων μέσω της ‘επανάληψης’ υφιστάμενων. Λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο με την αυτόματη παραγωγή στοιχείων, με τη διαφορά ότι σε αυτήν την περίπτωση μόνο οι ονομασίες των κόμβων (ανεξάρτητοι και εξαρτημένοι) αναπαράγονται. Αυτή η λειτουργία προφανώς απαιτεί τις ονομασίες των κόμβων σε σχέση με τον αριθμό (π.χ. 111) ή τη λέξη+αριθμό (π.χ. n111).

Τρεις διαφορετικοί τύποι δεσμεύσεων είναι διαθέσιμοι στο SeismoStruct, Άκαμπτος Σύνδεσμος, Άκαμπτο Διάφραγμα, Ίσοι ΒΕ. Παρακάτω, ακολουθεί μια επισκόπηση κάθε τύπου:

Άκαμπτος Σύνδεσμος
Δεσμεύει συγκεκριμένους βαθμούς ελευθερίας των εξαρτημένων κόμβων σε ένα ανεξάρτητο κόμβο, μέσω ενός άκαμπτου συνδέσμου. Με άλλα λόγια, οι στροφές του εξαρτημένου κόμβου είναι ίσες με τις στροφές του ανεξάρτητου κόμβου, ενώ οι μεταφορές του πρώτου υπολογίζονται θεωρώντας ένα άκαμπτο μοχλό σύνδεσης με τον τελευταίο. Τόσο ο ανεξάρτητος όσο και ο εξαρτημένος κόμβος πρέπει να οριστούν για αυτόν τον τύπο δέσμευσης, και οι βαθμοί ελευθερίας να δεσμευτούν στον ανεξάρτητο κόμβο που έχει οριστεί.

Άκαμπτο Διάφραγμα
Δεσμεύει συγκεκριμένους βαθμούς ελευθερίας των εξαρτημένων κόμβων σε ένα εξαρτημένο κόμβο, με χρήση άκαμπτων επιπέδων (δηλ. όλοι οι δεσμευμένοι κόμβοι θα περιστρέφονται/μετακινούνται σε ένα δεδομένο επίπεδο διατηρώντας τις σχετικές τους αποστάσεις σταθερές, σαν να ήταν όλου συνδεδεμένοι με άκαμπτους μοχλούς). Όσο για τον προηγούμενο τύπο δέσμευσης, τόσο ο ανεξάρτητος όσο και οι εξαρτημένοι κόμβοι πρέπει να οριστούν, με τον ανεξάρτητο κόμβο τυπικά να αντιστοιχεί στο κέντρο βάρους του διαφράγματος. Επίσης, πρέπει να οριστούν οι συνθήκες δέσμευσης, σε όρους συνδέσεων άκαμπτων επιπέδων.

Ίσοι ΒΕ
Δεσμεύει συγκεκριμένους βαθμούς ελευθερίας εξαρτημένων κόμβων σε ένα ανεξάρτητο κόμβο. Σε αντίθεση με τους Άκαμπτους Συνδέσμους, εδώ όλοι οι δεσμευμένοι βαθμοί ελευθερίας (περιστροφικοί και μεταφορικοί) του ανεξάρτητου και των εξαρτημένων κόμβων έχουν ακριβώς την ίδια τιμή (δηλαδή δεν υπάρχει ανάμεσα τους σύνδεση ‘χέρι-μοχλού’). Τόσο ο ανεξάρτητος όσο και οι εξαρτημένοι κόμβοι πρέπει να οριστούν για αυτόν τον τύπο δέσμευσης, ενώ πρέπει επίσης να οριστούν οι βαθμοί ελευθερίας που θα περιοριστούν από τον ανεξάρτητο κόμβο (συνθήκες δέσμευσης).

Σημειώσεις

  1. Γενικά, η θέση του κύριου κόμβου του διαφράγματος πρέπει να αντιστοιχεί στο κέντρο μάζας του κάθε ορόφου (σημειώνεται ότι η θέση των κύριων κόμβων σε 3D μοντέλα που δημιουργήθηκαν με την Σύντομη Εισαγωγή είναι περισσότερο ενδεικτική και όχι απαραίτητα σωστή).
  2. Σημειώνεται ότι η δέσμευση όλων των κόμβων ενός δεδομένου ορόφου σε ένα διάφραγμα μπορεί να οδηγήσει σε μια τεχνητή αύξηση δυσκαμψίας/αντοχής των δοκών, αφού έτσι οι τελευταίοι δεν παραμορφώνονται αξονικά (υπενθυμίζεται ότι τα μη δεσμευμένα μη γραμμικά στοιχεία ινών που υπόκεινται σε κάμψη θα παραμορφωθούν αξονικά, αφού ο ουδέτερος άξονας δεν είναι το κέντρο βάρους της διατομής). Έτσι συνίσταται στους χρήστες να επιδείξουν ιδιαίτερη προσοχή στη χρήση των δεσμεύσεων άκαμπτου διαφράγματος, επιλέγοντας προσεκτικά τους κόμβους του ορόφου που θα δεσμεύσουν.
  3. Η εφαρμογή φορτίων μετακίνησης σε κόμβους δεσμευμένους ώστε να μετακινούνται μαζί μπορεί να οδηγήσει σε προβλήματα σύγκλισης (επειδή οι επιβαλλόμενες μετακινήσεις μπορεί να αντιπαραβάλλονται με την επιβαλλόμενη δέσμευση). Μεταξύ άλλων σεναρίων μοντελοποίησης, αυτό συμβαίνει όταν εκτελείται Προσαρμοζόμενη Pushover με βάση τη μετακίνηση σε ένα 3D μοντέλο με φορτία μετακίνησης κατανεμημένα στο πάτωμα (σε τέτοιες περιπτώσεις είτε το διάφραγμα πρέπει να ελαττωθεί ή τα φορτία μετακίνησης εφαρμόζονται μόνο στα άκρα του επιπέδου).
  4. Στις προηγούμενες εκδόσεις του SeismoStruct, χρησιμοποιούνταν στοιχεία συνδέσμου με μια lin_sym καμπύλη απόκρισης για να προσομοιώσουν αρθρώσεις (μηδενική ακαμψία) και/ή συζευγμένες δεσμεύσεις. Όμως τώρα οι χρήστες μπορούν να χρησιμοποιήσουν το Ίσοι ΒΕ αυτής της ενότητας δεσμεύσεων για να επιτύχουν τον ίδιο στόχο, π.χ. μια άρθρωση μπορεί να προσομοιωθεί εισάγοντας έναν περιορισμό Ίσοι ΒΕ μόνο για μεταφορικούς βαθμούς ελευθερίας.
  5. Όταν μας ενδιαφέρουν μόνο δύο κόμβοι, από την οπτική γωνία του προγραμματισμού Πεπερασμένων Στοιχείων, ο ανεξάρτητος και ο εξαρτημένος κόμβος ταυτίζονται, και οι δύο είναι απλά δύο κόμβοι συνδεδεμένοι ανάμεσα τους. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με αυτό το θέμα ανατρέξτε στη βιβλιογραφία [e.g. Cook et al., 1989; Felippa, 2004].