Stability, global imperfeksiyonları ve eleman imperfeksiyonlarını ayrı ayrı tanımlar. Global imperfeksiyonlar, X ve Y yönlerinde basit bir eğim olarak ya da LBA'dan elde edilen ölçeklendirilmiş bir burkulma şekli olarak girilir. Eleman imperfeksiyonları ise yalnızca ek sınır koşulları ile 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 sonuçları gerekmez.
- Burkulma şekillerini inceleyin ve imperfeksiyonlar için uygun olanları seçin.
- İmperfeksiyon genliklerini yönetmeliğe göre belirleyin.
- İmperfeksiyonları, CHECK sekmesindeki özellik tablosunun LBA+IMP sekmesine girin.
- GMNIA analizini imperfeksiyonların her iki işaretini de 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 bütün olarak hiçbir zaman tam düşey olmadığını temsil eder. Kolonlar düşeyden hafifçe sapmış olarak monte edilir ve mesnetler tam olarak düzgün seviyede değildir. Bu nedenle analiz edilen kısmın tamamı hafif eğik başlar. Bu imperfeksiyon, esas olarak yanal ötelenmeye duyarlı yapılar için önemlidir. Bu yapılarda tüm yapının yatay yer değiştirmesi iç kuvvetleri artırır. İki yolla tanımlanabilir:
Global imperfeksiyonların tanımı - "Simple inclination" yöntemi
Simple inclination, global yanal ötelenme imperfeksiyonunu, hiçbir LBA sonucu veya burkulma şekli kullanmadan, tüm yapının başlangıç eğimi olarak uygular. LBA+IMP sekmesinde Global imperfection of the structure bölümünde, mm/m cinsinden Dx ve Dy eğimleriyle, yani yükseklik metresi başına global X ve Y yönlerindeki yatay kayma ile tanımlanır. Her düğüm noktası, kaymanın sıfır olduğu Zero level [m] seviyesinin (tipik olarak temel üstü veya kolon tabanı seviyesi) üzerindeki yüksekliğiyle doğrusal olarak kaydırılır.
Global imperfeksiyonların tanımı - "Buckling shape" yöntemi
Buckling shape, 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 imperfekt geometrinin maksimum sapması olan Buckling shape imperfection amplitude [mm] değeri girilerek tanımlanır.
Tablo, her yük kombinasyonu için şekilleri aşağıdaki bilgilerle listeler:
- Factor, tasarım yük kombinasyonunun, yapının belirli bir burkulma şeklinde elastik burkulmaya uğraması için hangi katsayıyla artırılması gerektiğini gösteren kritik yük çarpanıdır (αcr ).
- Relevance [%], yapının belirli bir burkulma şeklinde ne kadar kolay şekil değiştirdiğinin ölçüsüdür. Yapının şekil değiştiren kısmının büyüklüğünü, şekil değiştirmenin gerektirdiği 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 sıfırdan farklı herhangi bir değer şekli etkinleştirir ve değerin işareti şekil değiştirmenin 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.
Tüm yapının yanal ötelendiği şekilleri seçin. Bunlar genellikle en düşük factor ve yüksek relevance değerine sahip olanlardır. GMNIA analizini weight değerlerinin her iki işaretini de dikkate alarak çalıştırın.
B. Eleman imperfeksiyonları
Eleman imperfeksiyonu, tek tek elemanların başlangıçtaki eğriliğini veya burulmasını, haddeleme veya kaynaktan kaynaklanan artık gerilmelerin etkisiyle birlikte temsil eder. LBA'dan elde edilen ilgili eleman burkulma modunun (eğilmeli, burulmalı, burulmalı-eğilmeli veya yanal burulmalı) şeklinde uygulanır. Yanal ötelenmeye duyarlı yapılarda eleman imperfeksiyonları global imperfeksiyonun yerine değil, onunla birlikte kombine edilir.
Eleman imperfeksiyonlarının tanımı
Eleman imperfeksiyonları, ek sınır koşullarıyla yapılan LBA'dan elde edilen burkulma şekillerinin ölçeklendirilmiş bir kombinasyonu olarak uygulanır. 1D kiriş elemanlarıyla modellenen, CBFEM elemanlarına bağlı tüm ilgili elemanların uçlarına X ve Y yönlerinde mesnetler eklenir. Bu mesnetler global burkulma şekillerinin oluşmasını engeller. Böylece burkulma şekilleri, tek tek elemanların birleşim noktaları arasındaki burkulmasını temsil eder. LBA+IMP sekmesinde Member imperfection bölümünde Buckling shape imperfection amplitude [mm] değeriyle tanımlanır.
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. Değerin işareti yönü belirler.
Analiz edilen elemanların eğilmeli, burulmalı, eğilmeli-burulmalı veya yanal burulmalı burkulmasını gösteren şekilleri seçin. GMNIA analizini weight değerlerinin her iki işaretini de dikkate alarak çalıştırın.
C. Levha imperfeksiyonları
Levha imperfeksiyonu, gövde, başlık veya takviye levhaları gibi tek tek levhaların başlangıçtaki düzlemsellikten sapmasını temsil 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 girdi yoktur. Tabloda başlıkların veya gövdelerin yerel levha burkulmasını temsil eden burkulma şekilleri varsa, bu şekiller için sıfırdan farklı bir Weight değeri girerek bunları imperfeksiyona dahil edin.
İmperfeksiyonların görüntülenmesi
CHECK sekmesindeki Imperfection grubu, imperfeksiyonları 3D sahnede görüntülemek için üç yol sunar:
- LB shape, şu anda odakta olan tablo ve satırdaki burkulma şeklini görüntüler.
- Partial, tablosu şu anda odakta olan imperfeksiyon türünü (global veya eleman) görüntüler.
- Total, odaktan bağımsız olarak tüm imperfeksiyonların toplamını görüntüler. Bu, GMNIA'ya giren imperfekt geometridir.
Yönetmeliklere göre imperfeksiyon genlikleri
Her yönetmelik için, Stability'de GMNIA analizi için gireceğiniz imperfeksiyonların nasıl belirleneceğine dair kılavuzlar vardır. Aşağıda Eurocode'da açıklanan tanımlar verilmiştir.
Global (yanal ötelenme) imperfeksiyonları
Yapının global imperfeksiyonları EN 1993-1-1, Cl. 5.3.2 (3)'te açıklanmıştır. Yapı, aşağıdaki şekle göre eşdeğer yanal ötelenme imperfeksiyonu biçiminde eğik alınmalıdır.
Eşdeğer yanal ötelenme imperfeksiyonu (EN 1993-1-1 – Şekil 5.2'den)
İmperfeksiyon açısı şöyledir:
Burada:
- ϕ0 = 1/200 – imperfeksiyonun temel değeri
- – kolonlar için geçerli, h yüksekliğine bağlı azaltma katsayısı
- h – yapı yüksekliği (metre cinsinden)
- – bir sıradaki kolon sayısına bağlı azaltma katsayısı
- m – bir sıradaki kolon sayısı. Yalnızca, düşey NEd yükünü, ele alınan düşey düzlemdeki kolon ortalama değerinin % 50'sinden az olmayacak şekilde taşıyan kolonlar dahil edilir
Eleman imperfeksiyonları
Elemanların yerel imperfeksiyonları EN 1993-1-1, Cl. 5.3.2 (3)'te açıklanmıştır. e0 imperfeksiyon genliği, plastik analizin kullanılması gereken durumlar için Tablo 5.1'de hesaplanır.
Sekmede burkulma eğrisini belirlemek için, Member'daki LBA analizinde görüntülenen burkulma şekline göre aşağıdakilerden hangisinin geçerli olduğuna karar vermeniz gerekir:
- Eleman, eğilmeli, burulmalı veya burulmalı-eğilmeli burkulmanın beklendiği ağırlıklı olarak basınç altındaki bir elemansa Tablo 6.2 kullanılır,
- veya eleman ağırlıklı olarak eğilme altındaysa ve ana göçme modu yanal burulmalı burkulmaysa Tablo 6.4 kullanılır.
Yerel levha imperfeksiyonları
Genlikler EN 1993-1-5, Cl. C.5'e göre alınır. Narin levhalar için yerel imperfeksiyon, levha panelinin kısa açıklığının 1/200'üdür. Narin (sınıf 4) kesitlerde, yerel ve 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 kabul edilmelidir. Birden fazla imperfeksiyon birleştirildiğinde, yönlerinin tüm kombinasyonları hesaplanmalıdır.