Stability, global imperfeksiyonları ve eleman imperfeksiyonlarını ayrı olarak tanımlar. Global imperfeksiyonlar ya X ve Y yönünde basit bir eğim olarak ya da LBA'dan elde edilen ölçeklendirilmiş bir burkulma şekli olarak girilir. Eleman imperfeksiyonları ise yalnızca ek sınır koşullarıyla yapılan LBA'dan elde edilen ölçeklendirilmiş bir burkulma şekli olarak girilir. Her ikisi de GMNIA'da kullanılır.
Tipik iş akışı şöyledir:
- MNA ve LBA analizlerini çalıştırın. Yalnızca basit eğim kullanılıyorsa LBA sonuçlarına gerek yoktur.
- Burkulma şekillerini inceleyin ve imperfeksiyonlar için uygun olanları seçin.
- İmperfeksiyon genliklerini tasarım yönetmeliğine göre belirleyin.
- İmperfeksiyonları CHECK sekmesindeki özellik tablosunun LBA+IMP sekmesinde girin.
- GMNIA'yı imperfeksiyonların her iki işaretini dikkate alarak çalıştırın ve en elverişsiz sonucu belirleyici kabul edin.
İmperfeksiyon türleri ve tanımları
Genel olarak GMNIA'da üç tür imperfeksiyon uygulanmalıdır.
A. Yapının global (yanal ötelenme) imperfeksiyonları
Global imperfeksiyon, yapının bir bütün olarak hiçbir zaman tam düşey olmadığını ifade eder. Kolonlar düşeyden hafifçe sapmış olarak monte edilir ve mesnetler tam olarak düzgün seviyede değildir; bu nedenle analiz edilen yapının tamamı hafif eğik bir konumda başlar. Bu imperfeksiyon, esas olarak yanal ötelenmeye duyarlı yapılar için önemlidir; çünkü yapının tamamının yatay yer değiştirmesi iç kuvvetleri artırır. İki şekilde tanımlanabilir:
Global imperfeksiyonların tanımı - "Simple inclination" yöntemi
Basit eğim (Simple inclination) yöntemi, global yanal ötelenme imperfeksiyonunu, herhangi bir LBA sonucu veya burkulma şekli kullanmadan, yapının tamamının başlangıçtaki eğimi olarak uygular. LBA+IMP sekmesinde Global imperfection of the structure bölümünde, mm/m cinsinden Dx ve Dy eğimleriyle, yani metre yükseklik başına global X ve Y yönlerindeki yatay kayma ile tanımlanır. Her düğüm noktası, kaymanın sıfır olduğu Zero level [m] seviyesinin üzerindeki yüksekliğine bağlı olarak doğrusal şekilde kaydırılır. Bu seviye genellikle temel üst kotuna veya kolon ayaklarına ayarlanır.
Global imperfeksiyonların tanımı - "Buckling shape" yöntemi
Burkulma şekli (Buckling shape) yöntemi, global imperfeksiyonu, MODEL sekmesinde tanımlanan sınır koşullarıyla hesaplanan LBA'dan elde edilen burkulma şekillerinin ölçeklendirilmiş bir kombinasyonu olarak uygular. LBA+IMP sekmesinde Global imperfection of the structure bölümünde, Method seçeneği Buckling shape olarak ayarlanarak ve imperfeksiyonlu geometrinin maksimum sapması olan Buckling shape imperfection amplitude [mm] girilerek tanımlanır.
Tablo, her yük kombinasyonu için şekilleri ve aşağıdaki değerlerini listeler:
- Factor, tasarım yük kombinasyonunun, yapının belirli bir burkulma şeklinde elastik burkulmasına neden olması için artırılması gereken kritik yük çarpanıdır αcr .
- Relevance [%], yapının belirli bir burkulma şeklinde ne kadar kolay şekil değiştirdiğinin bir ölçüsüdür. Yapının şekil değiştiren kısmının büyüklüğünü, bu şekil değişimi için gereken elastik enerjiyle karşılaştırır. Yapının büyük bir kısmının az enerjiyle şekil değiştirdiği bir şekil yüksek relevance değeri alır; yapının yalnızca küçük bir kısmını şekil değiştiren veya çok fazla enerji gerektiren bir şekil ise düşük değer alır.
- Weight [-1, 1], bir burkulma şeklini imperfeksiyona dahil eden ve yönünü belirleyen çarpandır. −1 ile 1 arasındaki sıfır olmayan herhangi bir değer şekli etkinleştirir ve değerin işareti şekil değişiminin yönünü belirler. Weight, girilen Buckling shape imperfection amplitude [mm] değeriyle çarpılır; böylece şekil, weight × amplitude genliğiyle uygulanır. Boş hücre veya sıfır, şeklin kullanılmadığı anlamına gelir.
Yapının tamamının yanal ötelendiği şekilleri seçin; bunlar genellikle en düşük factor ve yüksek relevance değerine sahip olanlardır. GMNIA'yı weight değerlerinin her iki işaretini dikkate alarak çalıştırın.
B. Eleman imperfeksiyonları
Eleman imperfeksiyonu, tek tek elemanların başlangıçtaki eğriliğini veya burulmasını, haddeleme veya kaynaktan kaynaklanan artık gerilmelerin etkisiyle birlikte ifade eder. LBA'dan elde edilen ilgili eleman burkulma modunun (eğilme, burulma, eğilmeli-burulmalı veya yanal burulmalı) şeklinde uygulanır. Yanal ötelenmeye duyarlı yapılarda eleman imperfeksiyonları, global imperfeksiyonun yerine kullanılmaz; onunla birleştirilir.
Eleman imperfeksiyonlarının tanımı
Eleman imperfeksiyonları, ek sınır koşullarıyla yapılan LBA'dan elde edilen burkulma şekillerinin ölçeklendirilmiş bir kombinasyonu olarak uygulanır: 1D kiriş elemanlarıyla modellenen ve CBFEM elemanlarına bağlanan tüm ilgili elemanların uçlarına X ve Y yönlerinde mesnetler eklenir. Bu mesnetler global burkulma şekillerinin oluşmasını engeller; dolayısıyla burkulma şekilleri, tek tek elemanların bağlantı noktaları arasındaki burkulmasını temsil eder. LBA+IMP sekmesinde Member imperfection bölümünde Buckling shape imperfection amplitude [mm] ile tanımlanırlar.
Member imperfection bölümündeki tablo, yukarıda açıklanan global imperfeksiyon tablosuyla aynı şekilde çalışır. Tek fark, burkulma şekillerinin ek sınır koşullarıyla yapılan LBA'dan gelmesidir. Her yük kombinasyonu (Loads) için burkulma şekillerini (Shape) kritik yük çarpanı (Factor, αcr) ve Relevance [%] değerleriyle birlikte listeler. −1 ile 1 arasındaki bir Weight değeri, bir şekli imperfeksiyona dahil eder ve Buckling shape imperfection amplitude [mm] değeriyle çarpılır; işareti de yönü belirler.
Analiz edilen elemanların eğilme, burulma, eğilmeli-burulmalı veya yanal burulmalı burkulmasını gösteren şekilleri seçin ve GMNIA'yı weight değerlerinin her iki işaretini dikkate alarak çalıştırın.
C. Levha imperfeksiyonları
Levha imperfeksiyonu, gövde, başlık veya takviye levhası gibi tek tek levhaların başlangıçtaki düzlemsellikten sapmasını ifade eder. LBA'dan elde edilen ilgili yerel burkulma modunun şeklinde uygulanır.
Levha imperfeksiyonlarının tanımı
Levha imperfeksiyonları, Member imperfection için kullanılan aynı tabloda tanımlanır; bunlar için ayrı bir giriş yoktur. Tablo, başlıkların veya gövdelerin yerel levha burkulmasını temsil eden burkulma şekillerini içeriyorsa, bu şekiller için sıfır olmayan bir Weight değeri girerek bunları imperfeksiyona dahil edin.
İmperfeksiyonların görüntülenmesi
CHECK sekmesindeki Imperfection grubu, imperfeksiyonları 3D sahnede görüntülemek için üç yol sunar:
- LB shape, odağın o anda üzerinde bulunduğu tablo ve satırdaki burkulma şeklini görüntüler.
- Partial, tablosu o anda odakta olan imperfeksiyon türünü (global veya eleman) görüntüler.
- Total, odaktan bağımsız olarak tüm imperfeksiyonların toplamını görüntüler. Bu, GMNIA'ya giren imperfeksiyonlu geometridir.
Tasarım yönetmeliklerine göre imperfeksiyon genlikleri
Her yönetmelik için, Stability'de GMNIA analizi için gireceğiniz imperfeksiyonların nasıl belirleneceğine dair kılavuzlar vardır. Aşağıda Eurocode'da açıklanan tanımlar yer almaktadır.
Global (yanal ötelenme) imperfeksiyonları
Yapının global imperfeksiyonları EN 1993-1-1, Madde 5.3.2 (3)'te açıklanmıştır. Yapı, aşağıdaki şekle göre eşdeğer yanal ötelenme imperfeksiyonu biçiminde eğik olarak modellenmelidir.
Eşdeğer yanal ötelenme imperfeksiyonu (EN 1993-1-1 – Şekil 5.2'den)
İmperfeksiyon açısı şöyledir:
burada:
- ϕ0 = 1/200 – imperfeksiyonun temel değeri
- – kolonlara uygulanabilen h yüksekliğine bağlı azaltma katsayısı
- h – yapının metre cinsinden yüksekliği
- – bir sıradaki kolon sayısına bağlı azaltma katsayısı
- m – bir sıradaki kolon sayısı; yalnızca NEd düşey yükünü, ele alınan düşey düzlemdeki kolonun ortalama değerinin % 50'sinden az olmayacak şekilde taşıyan kolonlar dikkate alınır
Eleman imperfeksiyonları
Elemanların yerel imperfeksiyonları EN 1993-1-1, Madde 5.3.2 (3)'te açıklanmıştır. e0 imperfeksiyon genliği, plastik analizin kullanılması gereken Tablo 5.1'de hesaplanır.
Sekmedeki burkulma eğrisini belirlemek için, Member'daki LBA analizinde görüntülenen burkulma şekline göre aşağıdakilerden hangisinin geçerli olduğuna karar vermeniz gerekir:
- Eleman ağırlıklı olarak basınç altındadır ve eğilme, burulma veya eğilmeli-burulmalı burkulma beklenir; bu durumda Tablo 6.2 kullanılır,
- Veya eleman ağırlıklı olarak eğilme altındadır ve ana göçme modu yanal burulmalı burkulmadır; bu durumda Tablo 6.4 kullanılır.
Yerel levha imperfeksiyonları
Genlikler EN 1993-1-5, Madde C.5'e uygundur. Narin levhalarda yerel imperfeksiyon, levha panelinin kısa açıklığının 1/200'üdür. Narin (sınıf 4) kesitlerde, yerel burkulma ile eleman burkulmasının etkileşebilmesi için en az iki burkulma modu birleştirilmelidir.
İmperfeksiyonların yönü
Her imperfeksiyon hem pozitif hem de negatif yönde uygulanmalı ve daha elverişsiz sonuç belirleyici olmalıdır. Birden fazla imperfeksiyon birleştirildiğinde, yönlerinin tüm kombinasyonları hesaplanmalıdır.
