בדיקת עמידות מבנים קיימים בעזרת תוכנת MivneCAD

 

לא הרבה מהנדסים שמעו על תוכנת MivneCAD. התוכנה המפותחת ע"י "קובוס ישראל", ייחודית בכך שכל שלבי העבודה ( מידול המבנה, חישוב והכנת שרטוטי קונסטרוקציות) מתבצעות דרך האוטוקאד. הדבר מאפשר נוחות עבודה של המשתמש וחסכון ניכר בזמן העבודה. בכתבה זו אתמקד על אחד היתרונות החשובים שיש ל-MivneCAD, והוא הערכת עמידות מבנה קיים לרעידות אדמה.
 
על תמ"א 38 דווקא הרבה מהנדסים שמעו... תוכנית מתאר ארצית מספר 38 קובעת הנחיות תכנוניות לחיזוק מבנים קיימים במטרה לשפר את עמידותם בפני רעידות אדמה ומספקת תמריצים לדיירים כגון הרחבת יחידות דיור או הוספת קומות. השלב הראשון במימוש התמ"א הוא בדיקת המבנה ע"י מהנדס שיבדוק האם יש צורך בחיזוק וימליץ על שיטת החיזוק. הבדיקה נערכת בהתאם לת"י 2413 – הערכת עמידות מבנים קיימים ברעידות אדמה.
 
למהנדסים שלא התעסקו עם נושא החיזוקים, נסביר בקצרה את אופן החישוב:
כאשר אנו מחשבים מבנה לרעידת אדמה לפי תקן 413 באנליזה סטטית שקילה, אנו בעצם מנסים להעריך את הכוח הסיסמי שיפעל על המבנה. ע"פ קריטריונים של סוג הקרקע, מיקום המבנה, זמן המחזור של המבנה נקבע את מקדם הקטנת הכוח , אותו כופלים במסת המבנה כדי לקבל את הכוח הסיסמי , ואז בודקים שהמבנה יכול לקבל את כוחות הגזירה והמומנטים הנוצרים עקב הכוח.

תקן 2413 פועל באותו אופן, אלא שהקריטריונים שנשתמש בהם מתייחסים בעיקר למצב המבנה:
שנת הקמתו, רמת התיעוד הטכני, סוג הביסוס וכד`. ככל שהמבנה ישן יותר ורמת אי הוודאות בקשר למצבו גבוהה יותר, אנו מגדילים את הכוח הסיסמי שעלול לפעול. לאחר מכן מחשבים את תסבולת המבנה הכוללת לגזירה לפי סכום תסבולות האלמנטים שבו. חישוב זה הוא בעצם ה"עבודה השחורה" של חישוב שטחי העמודים והקירות במבנה והכפלתם בתסבולת המתאימה לסוג החומר. היחס בין הכוח האופקי בקומה לבין תסבולת הקומה לגזירה נקרא אינדקס סיסמי, בהתאם לו נקבע מהי הסבירות שהמבנה יעמוד בכוח הצפוי לפעול עליו.
 
אנו רואים שהתקן משתדל להקל עם המהנדס בכך שלבעיות העקרוניות אנו מקבלים פתרון די פשוט ע"י מקדמי התקן. עיקר העבודה, והמקום המועד ביותר לטעויות הוא חישוב התסבולת הקומתית.
 

כדי להדגים את התוכנה בחרתי להראות דוגמא לחישוב שמופיעה בתקן עצמו:

סכמת המבנה הנבדק:

השלב הראשון הוא לבנות מודל של המבנה. אנו משרטטים באוטוקאד תוך שימוש בסרגל כלים ייעודי.

כלי זה מאפשר לנו להגדיר אלמנטים כמו תקרות, קירות, עמודים וקורות בקלות. קיימת האפשרות לעבוד בלעדיו ולשרטט את האלמנטים ידנית , הכול תלוי בנוחות המשתמש.

אחת האפשרויות בתוכנה היא שכפול קומה טיפוסית: פשוט נזין איזו קומה מוצגת בשרטוט שלנו, מהו גובה כל קומה ואילו קומות אנו רוצים לשרטט. תכנת MivneCAD  תייצר לבדה שרטוטים ותעדכן את גבהי המפלסים בכל שרטוט באופן אוטומאטי.

בשרטוטים מוגדרת הגיאומטריה ועומסים אנכיים. נזין את שאר הנתונים במסך ההגדרות של התוכנה:

כאן אנו מגדירים מקדמי תיקון לתסבולת המבנה ע"פ קריטריונים שנקבעו בתקן 2413.

MivneCAD יודעת לקרוא את השרטוטים שלנו, לקשר בין הרכיבים הקונסטרוקטיביים שבין הקומות, לאסוף ולהעביר עומסים בין הקומות, ולהרכיב מודל תלת מימדי של המבנה.

שלב החישוב נמשך שניות מועטות, ובסיומו נקבל סיכום מפורט על התוצאות:

MivneCAD מזהה בעצמה את גרעין ההקשחה, מחשבת את האינדקס הסיסמי  ואת ההמלצה על פי התקן. בנוסף יוצג לנו דו"ח מסכם שנוכל להדפיס כחלק מהגשת הבקשה לעירייה.

באותו אופן קל ופשוט לערוך את השרטוטים שלנו, לשנות מיקום קירות, להוסיף חיזוקים למבנה ולבדוק עמידות לפי תקן 413.
כפי שהזכרתי קודם, התקן מנסה לחסוך למהנדס את העבודה המסובכת ע"י מקדמי התיקון לכוח הסיסמי ורוב העבודה היא אוסף של חישובים פשוטים. 

בתכנת MivneCAD ברגע שיש לנו את הנתונים ההתחלתיים על המבנה הקיים, המהנדס יכול לנצל את זמנו כדי להתעסק בבעיות העקרוניות של הפרויקט כמו השוואת חלופות לחיזוק, במקום לבזבז אותו על עבודה פשוטה ומועדת לטעויות.

צור קשר