Στην προσπάθεια της η επιστήμη να περιγράψει την φύση, χρησιμοποιεί μαθηματικά

Transcript

1 Στην προσπάθεια της η επιστήμη να περιγράψει την φύση, χρησιμοποιεί μαθηματικά προσομοιώματα, τα οποία μέσω συγκεκριμένων παραδοχών πλησιάζουν την πραγματικότητα. Έτσι και στην επιστήμη του πολιτικού μηχανικού, τον πυρήνα μιας στατικής μελέτης αποτελεί η μεταβίβαση από τη φυσική κατασκευή δηλαδή το σκελετό του κτηρίου - στο στατικό προσομοίωμα των πεπερασμένων στοιχείων (επιφανειακών ή/και ραβδωτών) και από εκεί στο μαθηματικό προσομοίωμα του συστήματος των εξισώσεων ισορροπίας. Από τη μια μεριά, υπάρχει πληθώρα προγραμμάτων προσομοίωσης και ανάλυσης φορέων με πεπερασμένα στοιχεία, τα οποία διακρίνονται για την ακρίβειά τους και την ικανότητά τους να προσομοιώνουν δύσκολες περιπτώσεις κατασκευών. Ένα από αυτά τα προγράμματα είναι το ETABS, ευρέως χρησιμοποιημένο από χιλιάδες διακεκριμένους μελετητές ανά τον κόσμο, το οποίο ξεχωρίζει για την επιστημονικότητα του και τις ικανότητες προσομοίωσης. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελούν οι Petronas towers, οι οποίοι είναι από τα ψηλότερα κτήρια στον κόσμο. Αντίστοιχα, υπάρχουν προγράμματα προσανατολισμένα στην ολιστική αντίληψη μιας μελέτης, όπου ο μηχανικός χρησιμοποιεί το πακέτο λογισμικού για να εκτελέσει τη διαστασιολόγηση των δομικών στοιχείων της κατασκευής και την εφαρμογή της τεχνικής νομοθεσίας, όλων των απαραίτητων κανονιστικών διατάξεων, καταλήγοντας στη μελέτη εφαρμογής όπου είναι ξεκάθαρες όλες οι κατασκευαστικές λεπτομέρειες με τα σχέδιά τους.

2 Σε αυτή την κατεύθυνση είναι προσανατολισμένα τα Στερεοστατικά, τα οποία έχουν φθάσει σε τέτοιο βαθμό ανάπτυξης ώστε η μελέτη να γίνεται μέσα σε λίγες ώρες, με την μέγιστη αυτοματοποίηση των διαδικασιών της μελέτης. Επίσης, το κάθε επιμέρους δομικό στοιχείο αποτελεί λογική οντότητα η οποία σε κάθε στάδιο της μελέτης υπάρχει ως ενιαίο αντικείμενο με συγκεκριμένες ιδιότητες και με αυτό τον τρόπο κάθε αλλαγή παραμένει σε όλα τα επιμέρους στάδια της μελέτης. Τέλος, το πρόγραμμα έχει φθάσει σε τέτοιο βαθμό λεπτομερούς απόδοσης των επιμέρους στοιχείων της κατασκευής, ώστε να εμφανίζει τρισδιάστατους όλους τους οπλισμούς με τις λεπτομέρειες τους. Είναι εμφανές πλέον, ότι ο συνδυασμός δύο τέτοιων εργαλείων, δίνει πολλές δύνατότητες αλλά και ασφάλεια στο μηχανικό. Συγκεκριμένα, η π-systems έχει αναπτύξει ένα πακέτο λογισμικού το οποίο δίνει στα StereoSTATIKA τη δυνατότητα σύνδεσης με το ETABS. Έτσι, αφού ο μηχανικός περιγράψει το φορέα με τα εξαιρετικά ευχερή εργαλεία του StereoSTATIKA, δημιουργείται αυτόματα το αρχείο δεδομένων που περιέχει το προσομοίωμα πεπερασμένων στοιχείων για το ETABS. Στον φορέα αυτό, δίνονται δυνατότητες προχωρημένης προσομοίωσης, όπως τα τοιχία και οι πλάκες να δίδονται σαν στοιχεία κελύφους, ενώ τα πέδιλα, τα πέλματα των πεδιλοδοκών και η πλάκα της γενικής κοιτώστρωσης σαν στοιχεία κελύφους επί ελαστικού εδάφους. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης με το ETABS, περνάνε στα StereoSTATIKA όπου ο μελετητής, μπορεί να ολοκληρώσει τη μελέτη με ταχύτητα και πληρότητα.

3 Στο ακόλουθο παράδειγμα φαίνονται διάφορες περιπτώσεις μοντελοποίησης σε μια μελέτη, με τη χρήση των δύο εργαλείων. Πρόκειται για ένα μη κανονικό 5όροφο κτήριο με υπόγειο και μεικτή θεμελίωση Άμεση εισαγωγή του φορέα

4 Μη διαφραγματική λειτουργία πλακών Κεκλιμένη πλάκα και σύνδεσή της με τη δοκό(μέσω αυτόματης προσομοίωσης της δοκού με στοιχεία κελύφους

5 Τοιχώματα με στοιχεία κελύφους (όμοια και πυρήνες) Δοκός εδραζόμενη επί δοκού και συνεργασία με πλάκα

6 Προσθήκη μεταλλικών ορόφων Μικτή θεμελίωση με πεδιλοδοκούς και πλάκα κοιτόστρωσης

7 Επίδραση θερμοκρασιακής μεταβολής

8 Τρισδιάστατη απεικόνιση αποτελεσμάτων επίλυσης με ETABS στα StereoSTATIKA Διαστασιολόγηση

9 Κατασκευαστικοί Οπλισμοί 3D οπλισμοί

10 Τελικά σχέδια Δεδομένων λοιπόν των ιδιαζουσών περιπτώσεων της πράξης, γίνεται φανερό ότι η επίλυσή τους απαιτεί προχωρημένα υπολογιστικά εργαλεία. Αφενός μεν η εισαγωγή του φορέα και η δημιουργία του πλέγματος των πεπερασμένων στοιχείων, πρέπει να γίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε ο μελετητής να μην αναλώνεται σε χρονοβόρα εισαγωγή των συντεταγμένων και των λεπτομερειών απαραίτητων για το δύκτιο των πεπερασμένων στοιχείων. Αφ ετέρου είναι απαραίτητο τα αποτελέσματα της ανάλυσης να μετατρέπονται σε οπλισμούς και τελικά σχέδια χωρίς ο μελετητής να χρειάζεται να κάνει πολύπλοκους υπολογισμούς απαραίτητους για τη μετατροπή π.χ. των τάσεων σε ροπές και στη συνέχεια σε οπλισμούς. Με αυτό τον τρόπο, ο μελετητής μπορεί να ασχοληθεί με τον έλεγχο της προσομοίωσης από την πλευρά της ανάλυσης αλλά και των τελικών κατασκευαστικών λεπτομερειών, από την άποψη της μελέτης εφαρμογής.