מדריך תכן תקרות ושקיעות לטווח ארוך
- Yardena Kane
- 27 באוג׳
- זמן קריאה 7 דקות
⬇️ להורדת קבצי המדריך לחצו על כפתור ההורדה מטה
1. הקדמה ונתונים
מדריך זה מציג כיצד לבצע תכן תקרות במצבים גבוליים של הרס ושירות, וחישוב שקיעות לזמן ארוך תוך התחשבות בסדיקת הבטון. קבצי המודל מצורפים בכפתור מטה.
לצורך הדוגמה, נשתמש במודל של בניין טיפוסי מתוך Workflow למידול, אנליזה ותכן של מבני בטון מזוין בסביבת Revit ונבצע עבורו פירוק לתתי-מערכות עם הורדת עומסים. נבצע את תכן התקרה בסביבת רויט ונבצע חישוב מתקדם לשקיעות לטווח ארוך ב-SOFiSTiK Structural Desktop (SSD).
מדריך זה הוא המשך ישיר למדריך אנליזה גלובלית מתוך ה-Workflow המלא. יש ליצור מודל אנליטי למבנה ולהגדיר עומסים וסמכים לפני ביצוע השלבים המוצגים במדריך זה!
הקבצים המצורפים כוללים:
מודל בניין ב-Autodesk Revit 2025
תבנית SSD לחישוב שקיעות לטווח ארוך
2. הגדרות ראשוניות
כדי ליצור מבט דו-ממדי מסוג Sub-System, יש לבצע תחילה חישוב של המודל הגלובלי ע”י לחיצה על “Calculate” תחת לשונית “SOFiSTiK Analysis” כאשר המבט שאותו פותרים מכיל את המבנה בשלמותו. כפי שמתואר במדריך אנליזה גלובלית.
3. יצירת מבט לחישוב התקרה
ניצור מבט מסוג Sub-System עבור התקרה הנדרשת לאנליזה לפי מפלסה ע”י בחירת הפקודה “Subsystem Views by Levels“, כפי שמתואר במדריך הורדת עומסים בסביבת רוויט.
בדוגמה זו נשתמש בסאב-סיסטם שיצרנו עבור קומה 3.
4. חישוב אנליזה לינארית עבור סאב-סיסטם
נגדיר פרטים עבור אנליזה לסאב-סיסטם תחת SOFiSTiK Structural Properties.
עבור אנליזה בדו ממד נבחר באפשרות “Planar 2D Slab System” ב-Type.
נבצע את האנליזה ל- Sub-System שיצרנו ע”י לחיצה על בחירת האפשרות “Calculate”
⚠️ הערה: ע”י בחירת האפשרות “Apply Load Take Down“ סופיסטיק תתחשב בעומסים המועברים ממפלסים אחרים ותטריח אותם על התקרה במבט ה-Sub-System - למדריך הורדת עומסים המלא.
⚠️ הערה: כדי שסופיסטיק תחשב את מצבי ההעמסה ואת הקומבינציות שיצרנו, יש לסמן את האפשרויות “Analyze Load Cases” ו- “Apply Load Combinations”.
כעת, ניתן לצפות בתוצאות האנליזה בסביבת רוויט על ידי לחיצה על "Show Results". ראו פירוט בסעיף 6.
נשים לב שניתן לצפות בתוצאות עבור הרצת הסאב-סיסטם או בתוצאות האנליזה הגלובלית על ידי בחירת ה-"Data Source" הרצוי ובחירת ה-"Load Case" הרצוי.
⚠️ הערה: תוצאות האנליזה נשמרות ב-Database ("CDB") בתיקיה של סופיסטיק בצמוד למיקום הפרויקט. בבחירת ה-"Data Source" אנו שואבים את התוצאות מה-CDB השמור בתיקיה.
❣️ שימו לב: קיים CDB נפרד עבור ה-Main System ועבור כל Sub-System.
5. ביצוע תכן באמצעות Slab Design ב-Revit
בלשונית "SOFiSTiK Analysis" תחת "Design" נבחר באלמנט "Slab" עבור תכן תקרה.
נסמן את ה-Analytical Panels במודל המייצגים את התקרות עבורם נרצה לבצע תכן, לסיום נלחץ על "Finish".
משימת תכן זו מייצרת שני Design Cases:
סט זיון מחושב להרס נשמר תחת Design Case 1 ובו נלקחים בחשבון חישובי כפיפה, חדירה וגזירה.
סט זיון מחושב עם חישוב תוספת הזיון הנדרש עבור הגבלת רוחב סדק תחת עומסי שירות נשמר תחת Design Case 2.
⚠️ הערה: הזיון הנדרש ב-Design Case 2 יהיה גדול או שווה לזיון הנדרש ב-Design Case 1.
לאחר בחירת התקרה, יפתח חלון "SOFiSTiK: Slab Design" שם נגדיר פרטים עבור התכן.
במעבר בין שש הלשוניות נגדיר את הדברים הבאים:
לשונית General:
קביעת שם לקבוצת האלמנטים שנבחרו לתכן, ציון "Data Source" ממנו נשאבים נתוני האנליזה עבור התכן, ציון התקן ושיטת התכן.
ניתן לשלוט ב-"Output" על כמות המידע המופיע בדו"ח לאחר ביצוע החישוב.
ב-"Members" יופיע פירוט האלמנטים הנבחרים לתכן (סוג, עובי, קומה), לחיצה עליהם תסמן אותם באיור ובמודל.
לשונית Combinations:
עבור תכן התקרה, נבחר בקומבינציות שהגדרנו עבור הרס ושרות לפי המקדמים המופיעים בתקן.
⚠️ הערה: על ידי סימון "Automatically generate load combinations" התוכנה תחשב על פי קומבינציות המוגדרות אוטומטית לפי התקן הנבחר (מקדמים הניתנים לשינוי ידני).
לשונית Bending and Shear – כפיפה וגזירה:
בלשונית מופיעה הקומבינציה המתאימה לתכן במצב של הרס. הקומבינציה נלקחת לפי סיווג הקומבינציה ULS.
ניתן להגדיר אחוז זיון מקסימאלי, או להשאיר את ערך ברירת המחדל של 0.2%.
בהגדרות הזיון בצד ימין נגדיר עובי כיסוי עבור הזיון בכיוון X ו-Y, עליון ותחתון.
לשונית Punching - חדירה:
בלשונית מופיעה הקומבינציה המתאימה לתכן במצב גבולי של הרס. הקומבינציה נלקחת לפי סיווג הקומבינציה ULS.
ניתן לסמן תכן לחדירה (זיון לכפיפה יתעדכן בהתאם) או רק בדיקה לחדירה.
בנוסף, ניתן להגדיר זיון מקסימלי לכפיפה עבור תכן זה, או להשאיר את ערך ברירת המחדל של 1.5%.
לשונית Crack Width – רוחב סדק:
נבחר בקומבינציית השירות שהגדרנו, "SLS quasi permanent" במקרה זה.
ב-"Analysis" ניתן לבחור בין תכן לפי הגדרת רוחב סדק בלבד ("Tabular check"), או תכן וחישוב של רוחב סדק ("Calculation of crack widths").
נגדיר רוחב סדק מקסימלי עליון ותחתון, בדוגמה זו נעדכן ל-0.3 מ"מ עבור שניהם.
בפירטי הזיון ניתן לשלוט בקוטר הזיון שנלקח בחשבון בחישוב (משפיע על חישוב רוחב סדק בלבד).
לשונית Deflection – שקיעות לינאריות:
נבחר בקומבינציית השירות שהגדרנו, "SLS quasi permanent" במקרה זה.
ניתן להגדיר שקיעה מקסימלית בס"מ, שקיעה גדולה מההגדרה תופיע בהערה בדו"ח (לא משפיע על התכן).
אפשרות של "Scale factor linear deflection" מאפשרת להציג את נתוני השקיעה מחישוב ליניארי עם הכפלה במקדם. לדוגמה, אם נרצה לראות הערכה של שקיעות לטווח ארוך על בסיס יחס 1:3 לתוצאות השקיעה האלסטית המיידית (ראו חישוב מקורב של הכפף בת"י 466, סעיף 6.4.2. ((6.16), (6.17)).
⚠️ הערה: לביצוע אנליזה מתקדמת לקבלת שקיעות לטווח ארוך המתחשבות בסדיקה ואפשרות לבדיקת זחילה והצטמקות נעבור ל-SSD כפי שמפורט בסעיף 7.
לביצוע החישוב נלחץ על “Calculate”.
6. צפיה בתוצאות התכן
דוח תוצאות:
לצפייה בדוח, נפתח את "SOFiSTiK Analysis Browser" בו מרוכזות כל האנליזות שבוצעו בסביבת רוויט.
דו"ח התכן שביצענו כעת, יופיע תחת Slab Designs, Subsystems Level 3.
נפתח את הדו"ח על ידי לחיצה על סמלון הדוח (📄) מימין ל-"Design Group" שחושב (במקרה שהגדרנו שם אחר לקבוצת התכן, הוא יופיע כאן).
הדוח מחולק לפרקים:
חישובי הרס ULS - פרטי חישוב הזיון עבור כפיפה, גזירה וחדירה (Design Case 1).
חישובי שירות SLS - פרטי חישוב תוספת זיון הנדרש להגבלת רוחב סדק (Design Case 2).
איורים המתארים את החישוב הקובע בכל אזור בתקרה Decisive Design Check.
שקיעות אלסטיות בSLS.
סה"כ הזיון הנדרש עבור חישובי ההרס והשירות.
שגיאות תכן במידה וקיימות.
תוצאות על גבי מודל הרויט:
לצפייה בתוצאות האנליזה והתכן על גבי המודל נבחר ב-"Show Results", נבחר את סוג התוצאה, מקור התוצאות, מצב העמסה ותוצאה רצויה.
ממשק ה-Graphical Output:
7. מעבר לאנליזה מתקדמת - חישוב שקיעות לטווח ארוך
לחישוב אנליזות מתקדמות נעבור ל-SOFiSTiK Structural Desktop (SSD) ע”י לחיצה על כפתור “SSD“.
בחלון שנפתח, ניתן לבחור בתבנית לחישוב משימות אנליזה מתקדמת. לנוחיותכם, בתחתית המדריך זמינה להורדה תבנית מתאימה (קובץ בסיומת sofistix) אותה נטען ונחשב בשלבים הבאים.
⚠️ הערה: התבנית זמינה יחד עם קבצי המודל בראש העמוד.
בתבנית מוגדרות המשימות המפורטות במדריך, המבוססות על אנליזה לינארית וקומבינציות שבוצעו ברוויט. ב-SSD נייצר קומבינציה חדשה עבור אנליזה אי לינארית לחישוב שקיעות לטווח ארוך.
8. חישוב שקיעות לטווח ארוך באנליזה לא לינארית
אנליזה לא ליניארית לחישוב שקיעות לטווח ארוך בתקרות מתחשבת בהתנהגות לא ליניארית של החומר, כמו סדיקה בבטון והקשיית מעוותים. בנוסף, האנליזה כוללת את השפעות הזמן כגון זחילה והתכווצות. החישוב מתבצע בתהליך איטרטיבי שבו בכל שלב נבדק איזון בין הכוחות הפנימיים והחיצוניים, מעודכנת קשיחות המבנה בהתאם למצב הסדיקה והעומסים, וחישוב איטרציה נוספת עד להשגת שווי משקל.
בשונה מאנליזה לינארית, באנליזה לא לינארית כלל הסופרפוזיציה אינו תקף. מסיבה זו, נדרש לבצע את שילוב העומסים והמקדמים לפני ביצוע האנליזה. על כן, לא נוכל להשתמש ב-Load Cases שנוצרו משילוב התוצאות של האנליזה הלינארית (LC 3001, LC 3002).
יצירת קומבינציה חדשה:
ניצור קומבינציה חדשה לטובת חישוב שקיעות לטווח ארוך ע”י חישוב המשימה “Combine Loads” עם מקדמים בהתאם לנדרש בתקן. המקדמים הקובעים עבור קומבינציה זו הם המקדמים המוכנסים ידנית בעמודת "Factor", שאר המקדמים מופיעים להתרשמות. משימה זו לא מבצעת אנליזה עבור כל המקדמים.
אנליזה לא לינארית:
כעת נבצע אנליזה לא-לינארית ע”י חישוב המשימה “Non-linear Analysis SLS (Area Elements)“. האנליזה הלא-לינארית המתחשבת בבטון סדוק מבוצעת על אלמנטים משטחיים (Quad Elements) בלבד במשימה זו.
נבחר בקומבינציה החדשה שיצרנו (loadcase 15000), ובזיון בתקרה עבור חישוב השקיעות Design Case 2. נוודא כי "Cracked Concrete" מופעל לקבלת השפעת הסדיקה בבטון.
ניתן לערוך את נתוני הזחילה וההצטמקות ולתת פקטור לקשיחות המחושבת עבור הקורות.
⚠️ הערה: במקרה שמתקבלת הודעה על חוסר התכנסות, ניתן להגביר את כמות האיטרציות במשימה באמצעות "Number of Iterations".
⚠️ הערה: חישוב אנליזה לא לינארית במרחב הדו-ממדי (Planar 2D) כלול בכל רישיון מסוג FEM Pro ומעלה. לחישוב אנליזה לא לינארית במרחב התלת-ממדי (Spacial 3D) דרוש רישיון ASE4.
9. צפייה בתוצאות - SSD ו- Graphic Results
התרשמות כללית של ה-Mesh והתנהגות המבנה תחת עומס ב- Viewer:
תוצאות ב-Graphical Output:
בתבנית ה-SSD הוגדרה מראש תצוגה עבור תוצאות התכן ותוצאות האנליזה הלא לינארית.
התוצאות מחולקות ל (1) תוצאות התכן עבור התכן שבוצע בסביבת הרויט; זיון מחושב, תכן לחדירה (2) תוצאות אנליזה לא לינארית; שקיעות, סדיקה ומאמצים.
תוצאות התכן (1)
זיון מחושב
גרפיקה 1 - פירוט העומסים
גרפיקה 2,3 - מומנטים בכיוון X ובכיוון Y בהתאם לקואורדינטות לוקאליות של האלמנט ברויט
גרפיקה 4,5 - פירוט כיוון הזיון הראשי והמשני בזיון עליון ובזיון התחתון
גרפיקה 6,7 - זיון עליון שכבה ראשונה ושכבה שניה
גרפיקה 8,9 - זיון תחתון שכבה ראשונה ושכבה שניה
גרפיקה 10,11,12,13,14 - עבור כל שכבת זיון מצוין החישוב הקובע (M - מינימום, D - הרס, P - חדירה, C - רוחב סדק)
תכן לחדירה
גרפיקה 1 - ראקציות בשירות
גרפיקה 2 - זיון לגזירה ולחדירה
גרפיקה 3 - זיון לחדירה - עבור כל Node נבדק מופיע מספר, V-Ed, בטא, שטח זיון נדרש בכל היקף
גרפיקה 4 - זיון לגזירה
תוצאות אנליזה לא לינארית ושקיעות (2)
שקיעות
גרפיקה 1 - תוצאות שקיעות אלסטיות מיידיות – מבוסס על אנליזה לינארית של loadcase 3002 (Fser)
גרפיקה 2 - תוצאות שקיעות לטווח ארוך – מבוססות על אנליזה לא לינארית של loadcase 15000
מאמצים ורוחב סדק מאנליזה לא לינארית
גרפיקה 1,2 מאמצים לא לינאריים מקסימאליים בברזל התחתון ובברזל העליון
גרפיקה 3,4 מאמצים לא לינאריים מקסימאליים בבטון; לחיצה ומתיחה
גרפיקה 5,6 כיוון הסדקים בבטון; עליון ותחתון
לקבלת דו"ח מאוחד של משימות התכן יחד עם הגרפיקות המוגדרות בטמפלט הSSD, נלחץ על סמל ה-Report כפי שמתואר באיור הבא. סדר הדברים בדו"ח הוא לפי סדר הופעתם ברשימת המשימות.
⬇️ להורדת קבצי המדריך לחצו על כפתור ההורדה מטה:
למידע נוסף:
למדריך מקיף בנושא אנליזה לא-לינארית באתר סופיסטיק העולמית לחצו כאן
דוגמאות לאופן החישוב:
