Τοπολογία Στοιχείων
Τα διαφορετικά στοιχεία της κατασκευής ορίζονται στην ενότητα Τοπολογία Στοιχείων, όπου η ονομασία τους, η κλάση των στοιχείων, οι αντίστοιχοι κόμβοι, τα άκαμπτα άκρα, οι ελευθερίες δυνάμεων/ροπών και τελικά ο χρόνος ενεργοποίησης/Σ.Φ. ορίζονται.
Σημειώνεται ότι η πιθανότητα ορισμού ενός χρόνου/Σ.Φ. ενεργοποίησης (και απενεργοποίησης) παρέχεται για κάθε στοιχείο. Οι προεπιλεγμένες τιμές είναι -1e20 για την ενεργοποίηση (προκειμένου να λαμβάνεται υπόψη στην ανάλυση pushover) και 1e20 για την απενεργοποίηση. Αυτό σημαίνει ότι το στοιχείο που ενεργοποιείται στην αρχή κάθε ανάλυσης και δεν θα απενεργοποιηθεί.
Όπως σε όλες τις ενότητες, ο χρήστης μπορεί να εισαγάγει νέα στοιχεία (επίσης μέσω της Γραφικής Εισαγωγής Δεδομένων) και να αφαιρέσει ή να επεξεργαστεί επιλεγμένα στοιχεία (δείτε λειτουργίες Επεξεργασίας). Επίσης, ωστόσο, η Προσαύξηση και η Υποδιαίρεση είναι εξίσου διαθέσιμες λειτουργίες.
Όπως στην περίπτωση κόμβων, η προσαύξηση στοιχείων επιτρέπει την αυτόματη παραγωγή νέων στοιχείων μέσω της ‘επανάληψης’ των υφιστάμενων. Λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο όπως η αυτόματη παραγωγή κόμβων, με τη διαφορά ότι αντί για συντεταγμένες κόμβων, προστίθενται οι κόμβοι των στοιχείων. Προφανώς αυτή η λειτουργία απαιτεί ότι οι ονομασίες των στοιχείων ανταποκρίνονται στον αριθμό (π.χ. 100) ή λέξη+αριθμό (e.g. elm20).
Η υποδιαίρεση στοιχείων, από την άλλη, δίνει στον χρήστη ένα εργαλείο για εύκολη και γρήγορη υποδιαίρεση υφιστάμενων πλαισιακών στοιχείων, ώστε να ορίσει σε τοπικές περιοχές (για παράδειγμα να αυξήσει την ακρίβεια της ανάλυσης σε ζώνες υψηλής ανελαστικότητας οι οποίες έχουν εντοπιστεί μόνο μετά από εκτέλεση της ανάλυσης με ένα πιο χονδροειδές πλέγμα). Η δημιουργία των νέων εσωτερικών κόμβων, η παραγωγή των νέων μικρότερων στοιχείων και η ανανέωση της συνδεσμολογίας των στοιχείων εκτελούνται αυτόματα από το πρόγραμμα. Οι χρήστες μπορούν να υποδιαιρέσουν τα υφιστάμενα μέλη σε 2,4,5 και 6 μικρότερα κομμάτια, το μήκος των οποίων υπολογίζεται ως ποσοστό των αρχικών μελών των στοιχείων, όπως ορίζεται στην Υποδιαίρεση Στοιχείων.
Στα επόμενα, γίνεται μια επισκόπηση των απαιτήσεων συνδεσμολογίας για κάθε τύπο στοιχείου διαθέσιμου στο SeismoStruct.
Ελαστικά και Ανελαστικά πλαισιακά στοιχεία - infrmDB, infrmFB, infrmFBPH, infrmDBPH, elfrm & elfrmH
Για αυτούς τους τύπους στοιχείων πρέπει να οριστούν δύο τύποι στοιχείων, αναπαριστώντας τους κόμβους στο τέλος του στοιχείου, ώστε να ορίσουν το μήκος του, τη θέση του στο χώρο (τοπικός άξονας 1). Μια γωνία περιστροφής ή ένας τρίτος κόμβος απαιτείται για ορίσει τον προσανατολισμό της διατομής του στοιχείου (τοπικοί άξονες 2 και 3), όπως περιγράφεται εδώ. Συνίσταται στους χρήστες να χρησιμοποιήσουν τη γωνία περιστροφής ενός μη-δομικού, και όχι ενός δομικού κόμβου για τον ορισμό αυτού του τρίτου κόμβου. Συνίσταται επίσης να χρησιμοποιείται ο ίδιος μη-δομικός κόμβος για τον ορισμό του τρίτου κόμβου για όλα τα στοιχεία δοκού-υποστυλώματος που τοποθετούνται εντός του ίδιου επιπέδου (δείτε τη συζήτηση των καθολικών και τοπικών συστημάτων αξόνων).
Επιπλέον, για κάθε πλαίσιο, μπορούν να οριστούν τα μήκη των άκαμπτων απολήξεων (σε καθολικές συντεταγμένες) ορίζοντας μια τιμή για dX, dY και dZ στους Κόμβους 1 και 2, αντίστοιχα. Ακόμη, οι χρήστες μπορούν επίσης να ελευθερώσουν έναν ή περισσότερους βαθμούς ελευθερίας (δυνάμεις ή ροπές) από τους κόμβους. Σημειώνεται οτι οι ελευθερίες Ροπών/Δυνάμεων προσδιορίζονται πάντα στο τοπικό σύστημα συντεταγμένων του στοιχείου.
Στοιχείο Τοιχοπλήρωσης - infill
Για αυτόν τον τύπο στοιχείου πρέπει να οριστούν τέσσερις κόμβοι. Αυτοί που αντιστοιχούν στις γωνίες του στοιχείου τοιχοπλήρωσης πρέπει να εισαχθούν σε αντι-ωρολογιακή σειρά από την κάτω αριστερά γωνία και πρέπει όλοι να ανήκουν στο ίδιο επίπεδο. Σημειώνεται ότι οι εσωτερικοί θλιπτήρες 1, 2 και 5 του στοιχείου θα είναι εκείνοι που θα συνδέουν τον πρώτο με τον πέμπτο κόμβο, ενώ οι εσωτερικοί θλιπτήρες 3, 4 και 6 θα συνδέουν τη δεύτερη και τέταρτη γωνία του στοιχείου τοιχοπλήρωσης.
Ανελαστικό στοιχείο δικτυώματος - truss
Για αυτόν τον τύπο στοιχείου πρέπει να οριστούν δύο κόμβοι, που συνήθως αντιστοιχούν στα άκρα των δομικών μελών (δηλ. ένα στοιχείο δικτυώματος για κάθε δομικό μέλος), εκτός αν πρέπει να προσομοιωθεί αστάθεια των στοιχείων του μοντέλου, σε αυτήν την περίπτωση δύο ή περισσότερα στοιχεία δικτυώματος (που συμπεριλαμβάνουν μια αρχική ατέλεια) πρέπει να χρησιμοποιηθούν για κάθε μέλος.
Στοιχείο φέρουσας τοιχοποιίας - masonry
Δύο κόμβοι χρειάζεται να οριστούν για αυτόν τον τύπο στοιχείου, που αντιπροσωπεύουν τους τελικούς κόμβους του στοιχείου, ορίζοντας έτσι το μήκος, τη θέση του στο χώρο και την κατεύθυνση (τοπικός άξονας 1). Απαιτείται μια γωνία περιστροφής ή τρίτος κόμβος έτσι ώστε να καθορίζεται ο προσανατολισμός της διατομής του στοιχείου (τοπικοί άξονες 2 και 3) όπως περιγράφεται στο καθολικό και τοπικό σύστημα αξόνων.
Επιπλέον, για κάθε στοιχείου τοιχίου είναι δυνατόν να καθοριστούν τα μήκη άκαμπτων απολήξεων (σε καθολικές συντεταγμένες) ορίζοντας μία τιμή για dX, dY και dZ στους κόμβους 1 και 2 αντίστοιχα.
Στοιχεία Ραφιού - rack & rackH
Δύο κόμβοι χρειάζονται να οριστούν για αυτόν τον τύπο στοιχείων, και αντιπροσωπεύοντας τους κόμβους στο τέλος του στοιχείου, ορίζοντας έτσι το μήκος, τη θέση του στο χώρο και την κατεύθυνση του (τοπικός άξονας 1). Απαιτείται μια γωνία περιστροφής ή τρίτος κόμβος έτσι ώστε να καθορίζεται ο προσανατολισμός της διατομής του στοιχείου (τοπικοί άξονες 2 και 3), όπως περιγράφεται στο καθολικό και τοπικό σύστημα αξόνων.
Στοιχείο κελύφους - shell4
Τέσσερις κόμβοι πρέπει να οριστούν για αυτόν τον τύπο στοιχείων Αυτά αντιστοιχούν στις γωνίες του στοιχείου κελύφους, πρέπει να εισαχθούν με αριστερόστροφη σειρά ξεκινώντας από την κάτω αριστερή γωνία και πρέπει να ανήκουν όλες στο ίδιο επίπεδο.
Στοιχεία συνδέσμου - linLink, NLlink, ssilink1 & ssilink2, isolator1 & isolator2
Τέσσερις κόμβοι πρέπει να οριστούν για αυτούς τους τύπους στοιχείων. Τα πρώτα δύο είναι οι κόμβοι στο τέλος του στοιχείου και πρέπει αρχικά να συμπίπτουν αφού όλα τα στοιχεία συνδέσμου έχουν ένα αρχικό μήκος ίσο με μηδέν. Η τελευταία συνθήκη υποστηρίζει ότι ένας τρίτος κόμβος είναι απαραίτητος για να οριστεί ένας τοπικός άξονας (1), που δείχνει ότι ο προσανατολισμός αυτού του άξονα μετά την παραμόρφωση προσδιορίζεται από τον αρχικό του προσανατολισμό και την καθολική περιστροφή του πρώτου κόμβου του στοιχείου. Ο τέταρτος κόμβος χρησιμοποιείται για να ορίσει τους τοπικούς άξονες (2) και (3), ακολουθώντας τη σύμβαση που περιγράφεται στα συστήματα καθολικών και τοπικών αξόνων. Αντί για τον ορισμό ενός τρίτου και ενός τέταρτου κόμβου, οι χρήστες μπορούν απλά να χρησιμοποιήσουν τη λέξη κλειδί ‘προεπιλογή’, όπου ο τοπικός άξονας-1 είναι κατά μήκος του καθολικού άξονα Χ και ο τοπικός άξονας-3 είναι κατά μήκος του καθολικού άξονα Ζ. Συνίσταται στους χρήστες να κάνουν χρήση ενός μη-δομικού κόμβου για τον ορισμό του τρίτου και τέταρτου κόμβου στοιχείου.
Στοιχεία συγκεντρωμένης μάζας - lmass
Ένας κόμβος πρέπει να οριστεί για τον ορισμό αυτού του τύπου στοιχείου. Σε πλαίσια κτιρίων που υπόκεινται σε οριζόντια διέγερση, η επιβολή ενός στοιχείου συγκεντρωμένης μάζας σε κάθε σύνδεση δοκού-υποστυλώματος είναι συνήθης, παρ’ όλο που ένα στοιχείο ανά όροφο θα παρέχει επαρκή ακρίβεια για την πλειοψηφία των περιπτώσεων (όπου η κατακόρυφη διέγερση και η αξονική παραμόρφωση των δοκών είναι αμελητέες). Από την άλλη, όταν κάνετε αναλύσεις σε γέφυρες, είναι σύνηθες να συγκεντρώνεται την αδρανειακή μάζα του καταστρώματος στους κόμβους βάθρων-καταστρώματος, εκτός αν απαιτείται μια πιο αυστηρή προσέγγιση [e.g. Casarotti and Pinho, 2006].
Στοιχεία διανεμημένης μάζας - dmass
Δύο κόμβοι χρειάζεται να οριστούν για αυτόν τον τύπο στοιχείου, που συνήθως αντιστοιχούν στα άκρα δομικών μελών (π.χ. ένα στοιχείο dmass ανά υποστύλωμα, δοκό κλπ) εκτός αν αναμένονται πολύ μεγάλες μετακινήσεις, όποτε πρέπει να οριστούν δύο ή περισσότερα στοιχεία κατανεμημένης μάζας ανά μέλος.
Συγκεντρωμένα στοιχεία ιξώδους απόσβεσης - dashpt & NLdashpt
'Ένας μοναδικός κόμβος χρειάζεται για να οριστούν αυτοί οι τύποι στοιχείων (ο δεύτερος κόμβος θεωρείται ότι εδράζεται στο έδαφος).
Σημειώσεις
- Ενώ ένα πολύ αραιό πλέγμα πεπερασμένων στοιχείων μπορεί να οδηγήσει στη δυσκολία ακριβούς αναπαράστασης των σχημάτων/μηχανισμών απόκρισης, ένα υπερβολικό πλέγμα μπορεί να οδηγήσει σε υπερβολικά μεγάλης διάρκειας αναλύσεις, και σε κάποιες περιπτώσεις σε λιγότερο σταθερές λύσεις. Γι αυτό, συνίσταται στους χρήστες να παίρνουν ισορροπημένες και προσεκτικές αποφάσεις στο επίπεδο πύκνωσης του πλέγματος που αποφασίζουν να εισάγουν, ιδανικά εκτελώντας αναλύσεις ευαισθησίας προκειμένου να ορίσουν το σημείο βέλτιστης ισορροπίας μεταξύ ακρίβειας, αριθμητικής σταθερότητας και διάρκειας των αναλύσεων.
- Ένας μέγιστος αριθμός 50000 στοιχείων μπορεί να οριστεί.
- Οι χρήστες μπορούν επίσης να αλλάξουν με μια διαδικασία, για παράδειγμα, τους μη-δομικούς κόμβους σε ένα μεγάλο αριθμό στοιχείων, ξανά εκμεταλλευόμενοι τη δυνατότητα της πολλαπλής επιλογής και των λειτουργιών επεξεργασίας.