مقاله تحلیلی: محدودیت ‌های نرم ‌افزارهای مهندسی سازه

نرم‌افزارهای مهندسی از ابزار مهم برای تحلیل و طراحی کارآمد سازه‌های ساختمانی هستند؛ بااین‌وجود مهندسان باید برای استفاده اثربخش از نرم‌افزارها، محدودیت‌های نرم‌افزاری را درک کنند و بدانند که چگونه می‌توان با محاسبات دستی نتایج را به‌سرعت صحت سنجی کرد.

در این مقاله به نمونه‌هایی از نقص‌های احتمالی مربوط به استفاده از نرم‌افزارهای کامپیوتری اشاره می‌شود و در ادامه پیشنهادهایی برای مدیریت این نرم‌افزارها ارائه خواهد شد.

شرکت‌های متوسط تا بزرگ باید متخصصانی برای هر برنامه‌ای که مورد استفاده قرار می‌گیرد، تعیین کنند. این فرد مسئول درک عملکرد برنامه، به‌روز نگه‌داشتن آن، آموزش بقیه افراد و پاسخ‌دهی به سؤال‌های آن‌ها است.

درک فرضیات و محدودیت‌های برنامه برای پرهیز از مشکلات احتمالی ضروری است. باوجوداینکه کامپیوترها در تحلیل‌ها و طراحی‌های بزرگ خوب هستند اما تنها قادرند کارهای خاصی که برای آن برنامه‌ریزی شده‌اند را انجام دهند. دانستن حالات حدی که توسط برنامه در نظر گرفته نمی‌شوند برای اطمینان از یک طراحی کامل و ایمن اهمیت زیادی دارد. توجه داشته باشید که این مقاله تنها بر محدودیت‌های نرم‌افزاری تمرکز دارد و خطاهای انسانی در وارد کردن داده‌ها را پوشش نمی‌دهد.

مشکلات نرم‌افزاری معمولاً در یکی از چهار دسته زیر قرار می‌گیرند:

• تنظیمات پیش‌فرض نادرست یا درک اشتباه آن‌ها
• شرایطی که در نرم‌افزار لحاظ نمی‌شوند
• مشکلات مربوط به قابلیت ساخت
• خطاهای برنامه‌نویسی

تنظیمات پیش‌فرض نادرست یا درک اشتباه آن‌ها

نداشتن درک درست از پیش‌فرض‌های برنامه ممکن است باعث خطاهای جزئی یا حتی فاجعه‌آمیز شود. در یک شرکت باید از یک دسته تنظیمات پیش‌فرض واحد استفاده شود و این پیش‌فرض‌ها نباید بدون موافقت مهندس مسئول آن تغییر کند. وقتی نرم‌افزار به نسخه جدیدتر به‌روز می‌شود، باید تنظیمات پیش‌فرض بررسی شود تا از کپی شدن درست آن از نسخه قبلی و اضافه نشدن پیش‌فرض‌های جدید اطمینان حاصل شود.

شرایطی که در نرم‌افزار لحاظ نمی‌شوند

شرایطی که در نرم‌افزار در نظر گرفته نشده‌اند شامل مشکلات مسیر بار یا حالات حدی است که برنامه کنترل نمی‌کند. در راهنمای نرم‌افزار معمولاً به نقص‌های نرم‌افزار و فهرست مواردی که تحلیل یا طراحی نمی‌شوند اشاره نشده است.

بعضی از مواردی که توسط اغلب نرم‌افزارهای تحلیل و طراحی کنترل نمی‌شوند عبارت‌اند از:

• الزامات مهاربندی ستون: آیا مهاربندهایِ ستون‌ها مقاومت و سختی کافی دارند؟
• ظرفیت دال روی عرشه فولادی: آیا دال روی عرشه فولادی مقاومت کافی در دهانه بین تیرها دارد؟
• مقاومت و سختی دیافراگم کف: آیا دیافراگم‌های کف مقاومت و سختی کافی برای انتقال بارها به سیستم باربر افقی را دارند و آیا اتصالات بین دیافراگم‌ها و اعضای سیستم مقاوم جانبی کافی است؟ آیا توزیع بارهای جانبی با فرض دیافراگم صلب منطبق بر واقعیت است؟ شکل یک نحوه توزیع بارهای افقی بین دیوارهای برشی و قاب‌های خمشی را در یک سازه پارکینگ بتن پیش‌ساخته نشان می‌دهد. از تنظیمات پیش‌فرض دیافراگم صلب در تحلیل کامپیوتری استفاده شده است. درحالی‌که سازه سختی پیچشی زیادی ندارد و قضاوت مهندسی نشان داد که تحلیل کامپیوتری نیروهای خیلی کوچکی روی قاب خمشی ایجاد کرده است. طراحی بازبینی شد تا قاب خمشی بار جانبی بیشتری نسبت به آنچه تحلیل کامپیوتری تعیین کرده بود دریافت کند.
• طراحی اتصال: آیا اتصالات بدون نیاز به جزئیاتی مانند ورق‌های تقویت جان، سخت‌کننده و غیره قابل طراحی هستند؟
• انتقال بار ستون بتنی از طریق دال‌های کف: در جاهایی که مقاومت بتن ستون بیشتر از مقاومت فشاری دال کف است، آیا دال‌ها مقاومت کافی برای انتقال بارهای ستون از طریق کف را دارند؟

مشکلات قابلیت ساخت

همه مهندسان باید طراحی‌های خود را به لحاظ قابلیت ساخت بررسی کنند. نرم‌افزار کامپیوتری در حالت کلی مشکلات قابلیت ساخت را بررسی نمی‌کند؛ مگر این‌که این مشکلات با تنظیمات پیش‌فرض پوشش داده شده باشند.

بعضی از مشکلات قابلیت ساخت معمول عبارت‌اند از:

• آرماتوربندی در ستون‌های بتنی: برای اقتصادی بودن و سادگی ساخت، سعی کنید درصد فولاد ستون‌ها را به 2 درصد محدود کنید.
• آرماتورهای بالا در دال‌های بتنی عمود بر لبه‌های دال: آرماتورهایی مانند آرماتورهای قلاب شده را در لبه‌های دال انتخاب کنید که می‌توان به‌راحتی آن را در دال‌های نازک نصب کرد. قلاب‌ها در آرماتورهای بزرگ‌تر مانع نصب دال‌های نازک می‌شوند.
• از آرماتورهای در دسترس استفاده کنید: از آرماتور گرید 60 استفاده کنید؛ مگر این‌که در دسترس بودن گرید 75 تائید شود.
• برای ساختمان فولادی و بتن درجا قابلیت ساخت اتصالات را بررسی کنید: ذکر این نکته کافی است که کامپیوترها می‌توانند هر پیکربندی قابل‌تصوری از قاب را طراحی کنند؛ بنابراین باید بررسی برای قابل ساخت بودن اتصالات به نحو اقتصادی و اثربخش انجام شود.

خطاهای برنامه‌نویسی

برنامه‌های کامپیوتری گاهی نقص‌هایی دارند که مهندسان باید با این نقص‌ها آشنا بوده و نحوه کار با آن‌ها را درک کنند. پیدا کردن نقص‌های نرم‌افزاری می‌تواند چالش‌برانگیز باشد و وقتی‌که این نقص‌ها پیدا شدند باید به تمام مهندسانی که از این نرم‌افزارها استفاده می‌کنند هشدار داده شود.

نتیجه‌گیری

هیچ نرم‌افزار طراحی و تحلیل مهندسی سازه‌ای کامل نیست. درک روش و فرضیات مورد استفاده نرم‌افزار و تنظیمات پیش‌فرض موجود اهمیت زیادی بر کارایی و اثربخشی استفاده از برنامه برای طراحی سازه‌های ساختمانی دارد. کنترل دستی نتایج کامپیوتری برای تائید دقت تحلیل‌ها ضروری هستند.

منبع

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.