İki Boyutlu Yapılar için Doğrudan Rijitlik Metodu (Direct Stiffness Method) (İleri Yapı Statiği II. Kısım)

Benzer belgeler
Transformasyonlar (İleri Yapı Statiği)

İKİ BOYUTLU ÇUBUK SİSTEMLER İÇİN YAPI ANALİZ PROGRAM YAZMA SİSTEMATİĞİ

23. Sistem denge denklemlerinin direkt kurulması

(, ) = + + yönünde yer değiştirme fonksiyonu

SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ

6. Sistemin toplam potansiyeli, rijitlik matrisi ve kurulması

YAPI STATİĞİ II (Hiperstatik Sistemler) Yrd. Doç. Dr. Selçuk KAÇIN

İNM 208 DERS TANITIM

7. Kafes sistem sayısal örnekleri

AÇI YÖNTEMİ Slope-deflection Method

p 2 p Üçgen levha eleman, düzlem şekil değiştirme durumu

Matlab - Giriş (İleri Yapı Statiği II. Kısım)

GEO182 Lineer Cebir. Matrisler. Matrisler. Dersi Veren: Dr. İlke Deniz Derse Devam: %70. Vize Sayısı: 1

EĞRİSEL YAPI ELEMANLARININ ETKİN SAYISAL ANALİZİ ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA 1. A Study on An EfficientNumerical Analysis of TheCurvedStructuralElements

Doç. Dr. Bilge DORAN

BİL 810 İnşaat Mühendisliğinde Bilgisayar Uygulamaları

Yapısal Analiz Programı SAP2000 Bilgi Aktarımı ve Kullanımı. Doç.Dr. Bilge Doran

33. Üçgen levha-düzlem gerilme örnek çözümleri

Hiperstatik sistemlerin çözümünde, yer değiştirmelerin küçük olduğu ve gerilme - şekil değiştirme bağıntılarının lineer olduğu kabul edilmektedir.

4. Sonlu elemanlar yer değiştirme metodu, modelleme, tanımlar

DEPREM HESABI. Doç. Dr. Mustafa ZORBOZAN

YAPI ve DEPREM MÜHENDİSLİĞİNDE MATRİS YÖNTEMLER. Prof. Dr. Hikmet Hüseyin ÇATAL. Prof. Dr. Hikmet Hüseyin ÇATAL. (III. Baskı)

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

29. Düzlem çerçeve örnek çözümleri

q = 48 kn/m q = 54 kn/m 4 m 5 m 3 m 3 m

SONLU ELEMANLAR YÖNTEMI ile (SAP2000 UYGULAMASI) 3D Frame Analysis. Reza SHIRZAD REZAEI

VECTOR MECHANICS FOR ENGINEERS: STATICS

8. HAFTA BLM323 SAYISAL ANALİZ. Okt. Yasin ORTAKCI.

δ / = P L A E = [+35 kn](0.75 m)(10 ) = mm Sonuç pozitif olduğundan çubuk uzayacak ve A noktası yukarı doğru yer değiştirecektir.

MATRİS DEPLASMAN YÖNTEMİ

28. Sürekli kiriş örnek çözümleri

8.Konu Vektör uzayları, Alt Uzaylar

SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ (SAP2000 UYGULAMASI) I. Genel Kavramlar

SAP 2000 İLE BETONARME HESAPLAMA. Hazırlayan: Dr. Onur TUNABOYU Eskişehir Teknik Üniversitesi Müh. Fak. İnşaat Müh. Bölümü

Fotoğraf Albümü. Zeliha Kuyumcu. Mesnetlerinden Farklı Yer Hareketlerine Maruz Kablolu Köprülerin Stokastik Analizi

Açı Yöntemi. 1 ql 8. Açı yöntemi olarak adlandırılan denklemlerin oluşturulmasında aşağıda gösterilen işaret kabulü yapılmaktadır.

Elastisite Teorisi Hooke Yasası Normal Gerilme-Şekil değiştirme

Kirişlerde Kesme (Transverse Shear)

Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

Tablo 1 Deney esnasında kullanacağımız numunelere ait elastisite modülleri tablosu

Isı Farkı Analizi: Nasıl Yapılır? Neden Gereklidir? Joseph Kubin Mustafa Tümer TAN

YAPI STATİĞİ MESNETLER

5. RITZ metodunun elemana uygulanması, elemanın rijitlik matrisi

MUKAVEMET Öğr. Gör. Fatih KURTULUŞ

Dijital Kontrol Sistemleri Prof.Dr. Ayhan Özdemir. Dengede bulunan kütle-yay sistemine uygulanan kuvvetin zamana göre değişimi aşağıda verilmiştir.

MOMENT DAĞITMA HARDY CROSS YÖNTEMİ

Rijit Cisimlerin Dengesi

ii) S 2LW 2WH 2LW 2WH S 2WH 2LW S 3( x 1) 5( x 2) 5 3x 3 5x x Maliye Bölümü EKON 103 Matematik I / Mart 2018 Proje 2 CEVAPLAR C.1) C.

TEMEL MEKANİK 10. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

Tanım: Boyuna doğrultuda eksenel basınç kuvveti taşıyan elemanlara Basınç Çubuğu denir.

36. Basit kuvvet metodu

Çarpanlar ve Katlar

STATIK VE MUKAVEMET 3. Rijit cisimlerin dengesi, Denge denklemleri, Serbest cisim diyagramı. Yrd. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

SEM2015 programı kullanımı

Rijit Cisimlerin Dengesi

idecad Statik Programın 2007 Deprem Yönetmeliğine Uyumluluğu

Noktasal Cismin Dengesi

V. KAFES SİSTEMLER: Düzlemde en az üç adet çubuğun birbirlerine mafsala birleştirilmesiyle elde edilmiş taşıyıcı sistemdir.

25. SEM2015 programı kullanımı

İleri Diferansiyel Denklemler

BİLGİSAYAR PROGRAMLAMA DERSİ

BELĐRLĐ BĐR SIKMA KUVVETĐ ETKĐSĐNDE BĐSĐKLET FREN KOLU KUVVET ANALĐZĐNĐN YAPILMASI

KİNETİK ENERJİ, İŞ-İŞ ve ENERJİ PRENSİBİ

Ödev 1. Ödev1: 600N luk kuvveti u ve v eksenlerinde bileşenlerine ayırınız. 600 N

34. Dörtgen plak örnek çözümleri

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Bina Türü Yapı Sistemlerinin Analizi Üzerine Rijit Döşeme ve Sınır Şartları ile İlgili Varsayımların Etkisi

2.3. MATRİSLER Matris Tanımlama

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Daire Eksenli Yapı Elemanlarının Tamamlayıcı Fonksiyonlar Yöntemi ile Statik Analizi

Rijit cisim mekaniği, diyagramdan da görüldüğü üzere statik ve dinamik olarak ikiye ayrılır. Statik dengede bulunan cisimlerle, dinamik hareketteki

Lineer Denklem Sistemleri Kısa Bilgiler ve Alıştırmalar

Üç yol için P1 tablosu önerilen ders taslaklarını verir. Listenin sol üç kolonu her yol için önerilen kısımlardır.

R 1Y kn R 1X R 1Z R 4Y R 3Y 4 R 4X R 3Z R 3X R 4Z. -90 kn. 80 kn 80 kn R 1Y =10 R 1X =-10 R 4Y =10 R 1Z =0 R 3Y =70 4 R 3X =-70 R 4X =0

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Ayrık Fourier Dönüşümü

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

MAK 1022 Makine Mühendisliğinde Sonlu Elemanlar Yöntemi

Yrd. Doç. Dr. A. Burak İNNER

İleri Diferansiyel Denklemler

EKSENEL YÜKLERDEN OLUŞAN GERILME VE ŞEKİL DEĞİŞİMİ Eksenel yüklü elemanlarda meydana gelen normal gerilmelerin nasıl hesaplanacağı daha önce ele

Fotogrametride Koordinat Sistemleri

Taşıyıcı Sistem İlkeleri. Dr. Haluk Sesigür İ.T.Ü. Mimarlık Fakültesi Yapı ve Deprem Mühendisliği Çalışma Grubu

RÜZGAR YÜKÜNÜN BİR TİCARİ ARAÇ SERVİS KAPISINA OLAN ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Lineer Cebir. Doç. Dr. Niyazi ŞAHİN TOBB. İçerik: 1.1. Lineer Denklemlerin Tanımı 1.2. Lineer Denklem Sistemleri 1.3. Matrisler

m=n şeklindeki matrislere kare matris adı verilir. şeklindeki matrislere ise sütun matrisi denir. şeklindeki A matrisi bir kare matristir.

Çelik Yapılar - INS /2016

MUKAVEMET I ÇÖZÜMLÜ ÖRNEKLER

25. SEM2015 programı ve kullanımı

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MF İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ Department of Civil Engineering İNM 303 YAPI STATIĞI II. Genel Kavramlar

Rijit Cisimlerin Dengesi

TEMEL MEKANİK 9. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

Yrd. Doç. Dr. A. Burak İNNER

ÜÇ BOYUTLU ÇUBUK TAŞIYICI SİSTEMLERİN STATİK VE DİNAMİK ANALİZİNİ YAPAN BİR PAKET PROGRAM

8.333 İstatistiksel Mekanik I: Parçacıkların İstatistiksel Mekaniği

Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

DÜZLEM ÇUBUK ELEMAN RİJİTLİK MATRİSİNİN DENEYSEL OLARAK BELİRLENMESİ

Transkript:

İki Boyutlu Yapılar için Doğrudan Rijitlik Metodu (Direct Stiffness Method) (İleri Yapı Statiği II. Kısım) Doç. Dr. Özgür Özçelik Dokuz Eylül Üniversitesi, Müh. Fak., İnşaat Müh. Böl.

Genel

Genel

Genel

Genel

Sistem Rijitlik Matrisi - K Eleman (a): (Node = Düğüm noktası)

Yapı Rijitlik Matrisi - K Eleman (b): 6

Sistem Rijitlik Matrisi - K Eleman (a): Eleman (b):

Sistem Serbestlik Derecelerinin (S.D. lerin) Numaralandırması Temel Motivasyon: Eleman SD ile global SD arasında bir ilişki kurmak. Bunu yaparken serbest olan global SDler ile tutulmuş SDler arasındaki farkı da dikkate almak! Serbest düğüm nok. Engellenmiş düğ. nok. Serbest düğ. nok. yerdeğiştirmeler Engellenmiş düğ. nok. yerdeğiştirmeler

Serbest (Free) Serbestlik Dereceleri için Denge Denklemleri P 5 P 4 P 6 Serbest S.D. lerindeki dış kuvvetler Yerdeğiştirmeleri bilinen S.D. ndeki dış kuvvetler (mesnet reaksiyonları).

Denge Matrisinin Direkt Asembilasyonu(Direct Assembly) Serbest (free dof s) ve tutulmuş serbestlik dereceleri (restrained dof s) için denge denklemleri: Dış kuvvetler (P) ve iç kuvvetler (F) arasındaki dengeden. Matris formunda yazılırsa.

Denge Matrisinin Direkt Asembilasyonu(Direct Assembly) Eleman dengesinden global eksenlerdeki tüm eleman uç kuvvetlerini,, temel kuvvetler,, cinsinden yazabiliriz: Burada, Birim matris çünkü

Denge Matrisinin Direkt Asembilasyonu(Direct Assembly) Pg 3-9

Uygunluk Matrisinin Direkt Asembilasyonu Global eksenlerde serbest olan serbestlik derelerindeki yer değiştirmeleri ile eleman uçlarındaki yer değiştirmeler arasındaki uygunluk:

Uygunluk Matrisinin Direkt Asembilasyonu Yukarıdaki ilişkiler matris formda yazılırsa: Boolean deplasman transformasyon matrisi (aelamanı için) Boolean deplasman transformasyon matrisi (b elamanı için)

Uygunluk Matrisinin Direkt Asembilasyonu Eleman uygunlukları kullanılarak eleman temel deformasyonları ile global eksenlerdeki eleman uç yer değiştirmeleri ilişkilendirilebilir. burada

Uygunluk Matrisinin Direkt Asembilasyonu oluşturulabilir. burada Serbest serbestlik dereceleri için yapı uygunluk matrisi Pg 3-11

Doğrudan Rijitlik İmplementasyonu Bu yöntemde aşağıdaki şekilde ilerlenecektir: Serbest serbestlik derecelerindeki denge denklemleri aşağıdaki gibi yazılır: Dengeden! Temel eleman kuvvetleri ile temel deformasyonlar aşağıdaki gibi ilişkilidir (e: eleman anlamına geliyor): Temel eleman deformasyonları ile global eksenlerdeki serbest serbestlik dereceleri arasındaki ilişki aşağıdaki gibidir: Uygunluktan! Hatırlatma! Başlangıç kuvvetlerinin olmaması durumunda (mesnet çökmesi, sıcaklık değişimi, fabrikasyon hatası):

Tekrar: Doğrudan Rijitlik Metodu Doğrudan Rijitlik İmplementasyonu Burada aşağıdaki formdaki çarpımlara dikkat edilirse: : a. elemanın global koordinatlardaki eleman rijitlik matrisi. Serbest serbestlik derecelerindeki yer değiştirmeleri ortak paranteze alırsak, aşağıdaki ilişki elde edilir: Parantez içindeki terimin global eksenlerdeki serbest serbestlik dereceleri için kurulmuş sistem rijitlik matrisi olduğu açıktır: : Nel burada eleman sayısıdır.

Doğrudan Rijitlik İmplementasyonu Dikkat edilirse, sistem rijitlik matrisi eleman rijitliklerinin toplamından oluşmuştur. Toplama eleman rijitliklerinin tümünün global koordinatlarda ifadesi durumunda mümkündür. Ayrıca, Boolean matrisleri 1 ve 0 lardan oluşmuştur. 1 ler eleman lokal serbestlik dereceleri ile global (sistem) serbestlik derecelerinin ilişkide olduğu satır ve sütün elemanlarını oluşturmaktadır. Her satır ve kolon en fazla bir tane 0 dan farklı elemana sahiptir. Bu durumda, eleman rijitlik matrisleri ile lerin çarpımı eleman rijitlik değerlerinin sistem rijitlik matrisinde (global eksenler) doğru yerlere konumlanması ile sonuçlanır.

Eleman (a) için bunu gösterirsek: Doğrudan Rijitlik Metodu Doğrudan Rijitlik İmplementasyonu Bu matris şunu gösterir: 4. global eleman S.D. 1. global serbest sistem S.D. ne, 5. global elemans.d. 2. global serbest sistem S.D. ne, 6. global elemans.d. 3. global serbest sistem S.D. ne denk düşmektedir. Diğer S.D. ise sınırlandırılmış S.D. lerine karşılık gelmektedir.

Doğrudan Rijitlik İmplementasyonu Bu durumda a. ve b. elemanlar için ID array ler şu şekilde düzenlenir: (a) (b) (a) Elemanı için ID Array (b) Elemanı için ID Array

Doğrudan Rijitlik İmplementasyonu Eleman rijitlik matrisinden, sistem rijitlik matrisine rijitlik elemanlarının elemanların konumlandırılması (a) elemanı için aşağıda gösterilmiştir:

Dış Kuvvetlerin Doğrudan Asembilasyonu Yukarıdaki incelemeden açıktır ki, sistemin iç kuvvet vektörünü direkt olarak oluşturmak ve böylece, sistem denge denklemlerini elde etmek mümkündür: Lineer elastik malzeme için: Eleman uç kuvvetleri Sistem iç kuvvet vektörü denge durumu Denge şartı! P r : Uf serbestlik derecelerindeki iç kuvvet vektörü P f : Uf serbestlik derecelerine etkiyen dış kuvvet vektörü

Örneğe Geri Dönüş Rijit off-set yok (rijit uç bölgesi yok)

Örneğe Geri Dönüş (a) Elemanının temel S.D. deki eleman rijitlik matrisi

Örneğe Geri Dönüş (a) için ID array:

Örneğe Geri Dönüş

Örneğe Geri Dönüş (b) İçin ID array:

Örneğe Geri Dönüş Sistem rijitlik matrisinin direkt asembilisi: Denge denklemleri:

Örneğe Geri Dönüş 2. Nodun (düğüm noktasının), 1. serbest S.D. sinin, yatay yöndeki dengesi. 2. Nodun, 2. serbest S.D. sinin, düşey yöndeki dengesi. 2. Nodun, 3. serbest S.D. sinin, dönme yönündeki dengesi. Denge denklemi Matlab kullanılarak hesaplanır Matlab kullanılarak hesaplanır: Kontrol et: