فهم نظام تقييم المخاطر المؤسسية للتحليل الهيكلي المتعدد المراحل

وقد أصبح المعهد (التحليل الهيكلي التفاعلي) حجر الزاوية في تدفق العمل الهندسي الهيكلي للمباني المتعددة المراحل، حيث توفر مجموعة البرامجيات، ولا سيما RISA-3D ، أدوات حاسوبية قوية لنظم البناء النموذجية والتحليلية والتصميمية المعقدة.

وتكمن قيمة استخدام نظام " ريسا " في تحليل البناء المتعدد المراحل في قدرته على محاكاة السلوك الهيكلي في العالم الحقيقي في إطار سيناريوهات تحميل مختلفة، ومن خلال زيادة تحليل العناصر المحددة (FEA) ووحدات التصميم المتكاملة، يمكن للمهندسين أن يحددوا بسرعة نقاط الإجهاد الحرجة، وأن يحسنوا أحجام الأعضاء، وأن يكفلوا الامتثال لمدونات البناء مثل قانون البناء الدولي [FLT:]

وقبل التراجع عن سير العمل تدريجيا، من المهم إيجاد فهم واضح لاحتياجات المشروع، حيث تشكل المباني المتعددة المراحل تحديات فريدة، منها مقاومة الحمولة الجانبية، وسلوك الغيبوبة، والتفاعل المؤسسي.() وتعالج الوكالة هذه التحديات من خلال أدوات نموذجية متخصصة وخيارات تحليلية تتيح للمهندسين محاكاة الأداء بدقة.() وترسم الفروع التالية منهجية شاملة لاستخدام نظام " ريسا " بفعالية في التحليل الهيكلي المتعدد المراحل.

إعداد مجموعة التحليل البيئي والبيانات

ويبدأ التحليل الهيكلي الناجح في المعهد قبل وضع النموذج الأول بوقت طويل، ويرتكز على نتائج موثوقة على بيانات دقيقة للمدخلات، تتطلب جمعا دقيقا والتحقق، ويجب على المهندسين جمع رسوم هندسية، وتقارير جيوتيكية، ومواصفات مادية، ومتطلبات مدونة البناء المنطبقة، وتشكل هذه البيانات الأساس لجميع القرارات اللاحقة المتعلقة بالنموذج، بدءا من سرعة استخدام الشبكات إلى تعريفات التحميل.

تنظيم معلومات المشروع

(أ) أن يُحدّد موقعاً هيكلياً، ومواقعاً، ومواقع الشعاع، وسمك النسل، وتركيب الجدار، وأن يحصل في الوقت نفسه على ممتلكات مادية من الفولاذ أو الخرسانة أو الخشب، بما في ذلك قوة الغلة، ونموذج النفوذ والكثافة.

إقامة بيئة المعهد

وبعد تجميع بيانات المشروع، يفتح نظام " RISA-3D " وينظم الشبكات العالمية، وينشئ نظام الوحدات (عادة أو مرفق سويسري) ويحدد مدونة المباني التي ستستخدم في عمليات التحقق من التصميم.

نمذجة الهيكل المتعدد المراحل

إن بناء نموذج 3D في المعهد هو أكثر مراحل التحليل كثافة في العمل ولكن حرجة، إذ أن دقة النموذج تؤثر مباشرة على موثوقية النتائج، فالهياكل المتعددة المراحل تتطلب تمثيلا دقيقا لجميع العناصر التي تحمل الأعشاب، بما في ذلك المسامير والأعمدة والأصفاد والأحار والأساسات، ويوفر المعهد مجموعة شاملة من أدوات الرسم والتحرير لبناء هذه العناصر بكفاءة.

تحديد الهيكل الأساسي للقريص والجيولوجي

Asgin by creating the grid lines that match the architectural column. Use the Grid] dialog to set the number of bays in the X and Y directions, bay widths, and story altitude. RISA allows the user to add medium grid lines for walls or openings. After the grid is established, place columns at all required intersection

نمذجة سلاب وديابراغيم

وتُستخدم العبوات في المباني المتعددة المراحل كعناصر لتحميل الجاذبية وكحشوة توزع حمولات آجلة، وفي نظام " ريسا " ، يمكن وضع نماذج لـ " الـ " ، وهي تُستخدم في شكل " باطراد " ، وهي عوامل تُعتبر ذات كفاءة في تحديد المستويات الرئيسية للشحنات " ، أو " عناصر موزعة " .

إضافة حوائط الشير والعناصر الأساسية

وفي كثير من الأحيان، لا تشمل أنظمة مقاومة لاحقة في المباني المتعددة المراحل جدراناً ثابتة أو أُطراً مثبتة للفولاذ أو أُطراً للحظات، وفي هذه الحالة يمكن وضع أسوار مائية مصممة على النحو المناسب باستخدام عناصر من لوحة الجدران () التي هي أساساً عناصر ذات سميكة ومادية محددة.

تطبيق القرض ومجمعات القرض

ويكتسي تطبيق الحمولة الدقيقة أهمية قصوى للحصول على نتائج تحليلية ذات مغزى، ويدعم المعهد مجموعة واسعة من أنواع الحمولة ويوفر أدوات مرنة لتحديد مجموعات التحميل التي تتقيد بمدونات البناء، وبالنسبة للمباني المتعددة المراحل، فإن فئات الحمولة الرئيسية هي حمولات ميتة، وحمولات حية، وعبومات الرياح، والحمولات السيزمية، وكلها متطلبات محددة.

"الموتى و الأحياء"

(ج) يمكن أن تُحسب تلقائياً، في حالة وجود عدد من أنواع التحميل، أو في حالة وجودها، أو في حالة وجودها، أو في حالة وجودها، أو في حالة وجودها، أو في حالة وجودها، أو في حالة وجودها، أو في حالة وجودها، أو في حالة وجودها، أو في حالة وجودها، أو في حالة وجودها، أو في حالة وجودها، أو في حالة وجودها، أو في حالة وجودها.

الرؤوس الفائزة والسيزمية

(أ) تحليلات الريح مصممة من مواصفات الهندسة المتطورة، وحسابات التعرّف، وسرعات الرياح الأساسية، وعوامل الطوب، وتوفر الوكالة الدولية للطاقة الذرية [الصف صفر] مولدات الطاقة الكهربائية، وحسابات مكافئة للطيف، وتُولّد تلقائياً معامل الضغط الخارجي، وتطبق التحميلات الناتجة على الهيكل، وتُدخل في سرعة الريح، وفئة التعرض، وأبعاد البناء، وتُحدث كل برنامج

جمعيات لواد لمدونة الامتثال

وتضع رموز البناء مزيجاً محدداً من الحمولات لضمان أن تكون الهياكل قادرة على تحمل أسوأ سيناريوهات، وفي نظام " ريسا " ، تُنشأ تركيبات للحمولات باستخدام ، حيث تُستخدم مجموعات من المواد الريحية يدوياً أو تستخدم مولداً + رمزياً (مثلاً IBC 2021، ASCE-722).

إجراء التحليل الهيكلي

وبعد تحديد النموذج والشحنات تعريفا كاملا، تبدأ مرحلة التحليل، وتستخدم المؤسسة طريقة التشدد المباشر لتحليل الإطارات الثلاثة دال وتقنيات العناصر المحددة للعناصر الصفيحة والقذائف، ويحسب التحليل حالات التشريد باليدالية، والقوى النهائية الأعضاء، والضغوط، وردود الفعل، وبالنسبة للمباني المتعددة المراحل، يجب أن يُحسب التحليل للخطورة والشحنات الجانبية على السواء، والتفاعل فيما بينها.

اختيار نوع التحليل

(ب) يقدم المعهد الوطني لبحوث التنمية الاجتماعية عدة خيارات تحليلية مناسبة للمباني المتعددة المراحل.() ويسمح [التحليل الشامل للمركبات] بالتحليل الثابت () بأن تكون أهم أنواع البرمجيات المستخدمة في تحليل الظواهر المناخية، أو في تحليلات التراكمية، أو في إطار تحليلات البرمجيات ذات الصلة بالطرق المائية، [العمليات المتعددة]، أو [العمليات المؤثرة]:

Mesh Refinement and Convergence

وبالنسبة للنماذج التي تشمل عناصر الصفائح (الأصفاد، الجدران، المؤسسات)، فإن الكثافة المتوسطة تؤثر على دقة النتائج، وتضع نظاما آليا لربط الصفائح استنادا إلى حجم الميوشات المحدد للمستعملين، ويمكن أن تفوت مجموعة من الكثافة المحلية، بينما يزيد متوسط الحجم الدقيق من الوقت الحسابي دون فوائد متناسبة، ويضع المهندسون دراسة عن حجم متوسطية ملاحظا فيها.

استعراض النتائج وتفسيرها

وبعد اكتمال التحليل، يجب على المهندس أن يستعرض النتائج لفهم السلوك الهيكلي وتحديد أي مسائل، ويقدم المعهد نتائج في شكل رسوم بيانية وقائمة على حد سواء، مما يجعله مستقيما لتحديد مجالات الاهتمام.

التشرد والحفر

ومن بين الشيكات الأولى تشرد المباني، و] الاستدلال ] تحت الحمولات الجانبية، وتحد رموز البناء من الانجرافات لمنع الضرر الذي يلحق بالعناصر غير الهيكلية، وتكفل الراحة في الأماكن، وتظهر المؤسسة التشريدية في كل مكان، وتُبلغ عن حالات التشريد المطلقة في المباني المتعددة المراحل، وتولى اهتماماً كبيراً للتشريد فيما بين الأطراف.

معدلات الاستخدام

كما أن برنامج " إيه إيه تي " يُفيد عن القوة الافتراضية، وقوة الماشية، ولحظة الإقراض لكل من الشعاعات والعمود في الأقسام الحرجة (المعدلات والمتوسط) كما أن البرنامج الحاسوبي يحسب نسبة [الرمز FLT:0] إلى التصويب على أساس المقياس (FLT: 1) التي هي نسبة الطلب إلى القدرة على كل عضو في إطار تركيبة الشحن.

التصميم والتصنيف على الوجه الأمثل

وكثيرا ما تكشف نتائج التحليل عن أن بعض الأعضاء مصممون بشكل مفرط (دون استخدام منخفض) بينما يُعين آخرون دون تصميم (استخدام عالي) وتشمل عملية التصميم تعديل أحجام الأعضاء بصورة متكررة وتعزيز التفاصيل لتحقيق تصميم يتسم بالكفاءة والتوازن.

إعادة تشكيل الأعضاء الهيكليين

وفي معهد الدراسات المتقدمة، يمكن أن يكون سمة AutoDesign] لأعضاء الفولاذ اختيار أبسط قسم يلبي معايير القوة والانعطاف، ويمكن أن تؤدي البرامجيات إلى الحد الأمثل في إطار قسم معين من القطاعات المختلفة، ويحدّد المهند القيود على التصميم (عمق الفرع الأدنى، والحجم الأقصى، والدرجات المادية المتاحة) وعمليات البحث عن البرامجيات

التحقق من إمكانية الخدمة ومن السلوك الديناميكي

بالإضافة إلى القوة، معايير القابلية للتشهير، و الانحراف، و الاختراق يجب أن تكون راضية، تقارير وكالة الطاقة المركزية،

أفضل الممارسات في مجال التحليل المتعدد المراحل الفعال

ويقوم المهندسون المتمرسون بتطوير سير العمل التي تحسن الدقة وتخفض وقت وضع النماذج، وتكتسي الممارسات التالية أهمية خاصة عند استخدام نظام " RISA " لتحليل البناء المتعدد المراحل:

  • (ب) استخدام السمة Template Model] للبدء من شبكة محددة سلفاً ومن تصميم الأعضاء لخطط طابقية نموذجية، ثم تعديلها للمشروع المحدد، مما يقلل من تكرار إدخال البيانات.
  • مجموعة طابقين متطابقين تستخدم أداة الإدارة الافتراضية لتجنب وضع النماذج لكل طابق على حدة ويمكن نشر التغييرات في طابق واحد على جميع القصص المماثلة.
  • Apply loads using the Area Load] and Surface Load]] tools rather than member loads, as these distribute more accurately to the supporting beams and walls based on the diaphragm action.
  • (د) أن يدير دائماً مودل شيك قبل التحليل لتحديد المفاصل غير المترابطة، أو الأعضاء المتداخلين، أو الممتلكات غير المتجانسة.
  • توثيق جميع الافتراضات وحالات الحمل ومعايير التصميم في تقرير منفصل، وهذا أمر أساسي لاستعراض الأقران ولتعديلات المبنى في المستقبل.
  • (ب) تقييم النموذج بمقارنة ردود الفعل مع مجموع الحمولات المطبقة، وينبغي أن يطابق مجموع ردود الفعل الرأسية مجموع الحمولة الميتة والحية، وينبغي أن يطابق مجموع مقصّدات قاعدية الريح التطبيقية أو قذيفة السيزم.
  • Use the Excel Link] feature to export analysis results for further processing or for creating custom design spreadsheets.
  • For long buildings (above 20 stories), consider performing a separate wind harmony test] or a ] computerutational liquid dynamics (CFD)]] study to refine the wind loads, as the code values may be conservative.
  • إشراك المهندس الجيوتقني في وقت مبكر لضمان أن تكون الصمود الأساسي وتفاعل التربة على النحو السليم. ويمكن أن تشمل الوكالة دعم الربيع لتمثيل امتثال التربة.

والتقيد بهذه الممارسات يساعد المهندسين على تجنب الأخطاء المشتركة، وينتجون تصميمات آمنة واقتصادية على حد سواء، ويعني الطابع المتكرر للتصميم الهيكلي أن حتى المستعملين ذوي الخبرة سيصقلون نماذجهم عدة مرات قبل التوصل إلى الحل النهائي.

خاتمة

استخدام نظام " RISA " للتحليل الهيكلي المتعدد المراحل عملية منهجية تنطوي على إعداد بيانات دقيقة، ونمذجة مفصلة، وتفسير شامل للنتائج، من الحشد الأولي للبيانات المعمارية والمادية إلى فحص الشفرة النهائية وتحقيقها الأمثل، كل خطوة تسهم في تصميم موثوق وكفؤ، قدرة البرمجيات على التعامل مع تركيبات التحميل المعقدة، والآثار الثانية، وعمليات التحقق من التصميم الخاصة بالرمز، تجعل من منهجية التناسق لا غنى عنها للمهندسة الحديثة.

لمزيد من القراءة عن تقنيات التحليل الهيكلي ومتطلبات مدونة البناء، زيارة صفحة منتج (FLT:0) (USA-3D) الرسمية ) أو استشارة ] لمعايير فيما يتعلق بأحكام التحميل الأفقي.