Katmanlı kabuk, ETABS ile karşılaştırma

Sonuçlar.

Problem. Katmanlı kesitli iki plak, çelik-beton kompozit bir plak ve beş tabakalı bir CLT döşeme, MindFEM ve ETABS ile ayrı ayrı çözülmektedir. Kompozit plağın dizilimi simetrik olmadığı için membran ve eğilme birbirini etkiler, CLT döşemede ise kesit ortasındaki çapraz tabakaların enine kayma rijitliği düşüktür. Çökme, eğilme momentleri, membran kuvvetleri ve mesnet yanındaki kesme kuvvetleri karşılaştırılmaktadır.

Referans belge. Referans, aynı plakların ETABS 20.1.0 ile katmanlı kabuk kesitiyle kurulmuş modelidir. CLT lamelleri ETABS'ta ortotropik malzeme olarak, tabakalar 0° ve 90° açılı verilmiştir.

Sayısal model. Kompozit plak 6 × 6 m boyutunda, 200 mm C30/37 beton ve altında 12 mm S355 çelik levhadır, CLT döşeme 5 × 4 m boyutunda, beş tabakalı ve 200 mm kalınlığındadır, dış lameller x yönündedir (C24, E0 = 11 GPa, E90 = 0.37 GPa, G = 0.69 GPa, yuvarlanma kayması modülü 0.069 GPa). İki plak da dört kenarından basit mesnetlidir, kenarlarda düşey yer değiştirme ve kenar boyunca dönme tutuludur ve ağ 0.25 × 0.25 m dörtgen elemanlardan oluşur.

Çelik-beton kompozit plak#

Bağımsız hesap. ETABS 20.1.0, aynı yapının ETABS'ın kendi nesneleriyle kurulmuş modeli

Not. G zati ağırlık ve 2 kPa kaplama, Q 5 kPa hareketli yüktür. Referans yüzey toplam kalınlığın ortasındadır. Dizilim simetrik olmadığı için düşey yük altında da plakta membran kuvveti oluşur, tablodaki Nxx ve Nyy bu etkileşimi gösterir. Okunan düğümler plak ortası, çeyrek nokta (1.5; 1.5) ve mesnetten 0.25 m içerideki kenar ortalarıdır. ETABS'ın moment işaret kuralı MindFEM'inkinin tersidir, tabloda MindFEM'in işaretiyle verilmiştir. Mesnedin yanında mesnede dik doğrultudaki moment mesnetteki sıfırdan hızla yükselir, iki programda yüzde 4 farklıdır ve tabloda yoktur.

CLT döşeme, ETABS'ın enine kayma kabulüyle#

Bağımsız hesap. ETABS 20.1.0, aynı yapının ETABS'ın kendi nesneleriyle kurulmuş modeli

Not. G zati ağırlık ve 1.5 kPa kaplama, Q 2 kPa hareketli yüktür. ETABS'ın katmanlı kabuğu enine kayma rijitliğini tabakaların kayma modülü ile kalınlığı çarpımlarının toplamı olarak alır. Bu örnekte MindFEM'e aynı rijitlik verilmiştir, tabakaların enine kayma modülleri 1.2 katıyla ve düzgün kayma modeliyle girilir (5/6 × 1.2 = 1). Okunan düğümler plak ortası, çeyrek nokta (1.25; 1) ve mesnetten 0.25 m içerideki kenar ortalarıdır. x = 0 mesnedinin yanındaki kesme kuvveti iki programda yüzde 6.8 farklıdır, bu fark bir sonraki örnekte de aynıdır ve enine kayma kabulünden gelmez.

CLT döşeme, tabakalı enine kayma ile#

Bağımsız hesap. ETABS 20.1.0, aynı yapının ETABS'ın kendi nesneleriyle kurulmuş modeli

Not. Bu tablo bir doğrulama değildir. MindFEM'in varsayılan tabakalı modeli enine kayma rijitliğini kesitteki kayma akışından hesaplar ve beş tabakalı CLT'de 2B düzlem gerilme çözümünü verir (CLT şeridi sayfası). Kesit ortasındaki çapraz tabakaların yuvarlanma kayması modülü düşüktür, bu model onların payını kesit içindeki konumlarıyla tartar. ETABS'ın kabulü bu tabakaları tam kalınlıklarıyla sayar ve CLT döşemeyi daha rijit gösterir. Fark çökmede yüzde 8 ile 9 arasındadır, momentler yüzde 3 içinde kalır.

Model dosyaları#

Tablodaki sonuçları üreten ETABS modelleri indirilebilir. Modeller ETABS 20 ve sonraki sürümlerde File > Import > ETABS .e2k File ile açılır.

• Çelik-beton kompozit plak (.e2k)
• CLT döşeme (.e2k)