⬇️ להורדת קבצי המדריך לחצו על כפתור ההורדה מטה.
1. הקדמה ונתונים
מדריך זה מציג כיצד לבצע אנליזה מתקדמת לרעידות אדמה ב-Revit באמצעות SOFiSTiK (RSA - Response Spectrum Analysis). במדריך זה נלמד בין היתר: הגדרת גרעיני הקשחה, הגדרת שיטות חישוב ומקדמים לפי התקנים, חישוב מודים לר”א והדמייתם, הגדרת ספקטרום תגובה לתכן, בדיקות יציבות מבנה וכו'.
לצורך הדוגמה, נשתמש במודל של בניין טיפוסי מתוך מדריך כולל לתכנון בניינים ברוויט ונבצע עבורו אנליזה לרעידות אדמה. הקבצים המצורפים כוללים:
מודל בניין ב-Autodesk Revit 2025.
תבנית SSD לחישוב אנליזה לרעידות אדמה.
מדריך זה הוא המשך ישיר של מדריך אנליזה גלובלית מתוך ה-Workflow המלא. יש ליצור מודל אנליטי למבנה לפני ביצוע השלבים המוצגים במדריך זה!
⚠️ הערה: פרמטרי החישוב במדריך נלקחים מתוך התקן אך נתונים לשיקול דעת הנדסי של המתכנן על פי סוג הפרויקט ואופי האנליזה המבוקש, אין לראות בנתונים המובאים כאן הנחיה לתכן אלא דוגמה בלבד.
2. הגדרות ראשוניות
בדוגמה זו, נמשיך עם המודל של מדריך האנליזה הגלובלית ונבחר במבט "EQ Model" מבט אשר הוכן לאנליזה לרעידות אדמה. במבט זה הוסתרו קומות המרתף וניתנו סמכים בקומת הקרקע כדי לא לקחת בחשבון את המרתפים באנליזה הנוכחית.
⚠️ הערה: במקרה בו הרצנו אנליזה על מבט אחר, נתבקש להגדיר את המבט החדש כ-Main System במקום המבט הקודם, פעולה זו דורסת את תוצאות ההרצה הקודמת.
3. גרעיני ההקשחה וקירות נושאים
3.1. הגדרת גרעיני הקשחה
נגדיר את גרעיני ההקשחה במבנה ע"י לחיצה על "Building Core" תחת תפריט "Design Elements" בלשונית "SOFiSTiK Analysis". נבחר את הקירות השייכים לכל גרעין בכל הקומות. מומלץ לעשות זאת במבט תלת ממדי - "Top View" במודל הפיזי כדי להקל על בחירת האלמנטים בקבוצה אחת.
⚠️ הערה: במקרה שיש השתנות בגאומטריה בין הקומות השונות, ניתן לייצר אלמנט Core שונה עבור כל שינוי בגאומטריה. במקרה של קירות לא המשכיים בקומה נתונה, יש לייצר עבורם גרעינים נפרדים.
כעת, עבור כל גרעין נוצר אלמנט אנליטי קווי בנוסף לאלמנטי הפאנל המייצגים כל קיר בנפרד. אלמנט זה הינו מסוג "Generic Model" המייצג את הגרעין בשלמותו וישמש אותנו באנליזה לרעידות אדמה ולבדיקת תסבולת הגרעין.
⚠️ הערה: במידה והאלמנט המייצג את גרעין ההקשחה לא מופיע במבט, ייתכן שהאלמנט או הקטגוריה שלו מוסתרים. יש להפעיל את הקטגוריה "Generic Model" במסך ה-"Visibility/Graphics Overrides" כדי להציגו במבט.
3.2. עריכת מאפייני גרעיני הקשחה
ניתן לבחור את אלמנט הגרעין ולצפות בהגדרות שלו בסרגל "SOFiSTiK: Structural Properties". ניתן לצפות בשם הגרעין ובקירות הנכללים באותו גרעין ולשנותם במידת הצורך.
לאחר הגדרת גרעין ההקשחה, ייווצר חתך ("Cross Section") עבורו. החתך יופיע ברשימת החתכים בחלון "Sections" תחת לשונית "SOFiSTiK Analysis". ניתן להגדיר זיון עבור החתך על ידי פתיחת חלון העריכה. פירוט הזיון ישמש בהמשך עבור בדיקת תסבולת חתך הגרעין בהתחשב בזיון נתון במשימת Capacity Checks.
3.3. הגדרת קירות הקשחה (Shear Walls)
בנוסף לגרעין, באפשרותנו להגדיר קירות נוספים כקירות הקשחה ועליהם נוכל לבצע תכן באמצעות משימת Shear wall בהמשך.
כדי להגדירם, נסמן את הקירות הרצויים ואז תחת "SOFiSTiK Structural Properties" נגדיר "Design Element" על ידי בחירת האפשרות "Shear Wall".
4. הרצת אנליזה גלובלית
בדומה לנעשה במדריך אנליזה גלובלית, נריץ שוב את האנליזה על המודל הגלובלי ע"י פתיחת לשונית "SOFiSTiK Structural Properties" הנמצאת תחת "SOFiSTiK Analysis". נסמן את ההגדרות וההרצות הרצויות ואז נלחץ על "Calculate". יש לסמן "calculate center of rigidity and mass" כאשר מבצעים אנליזה לרעידות אדמה.
⚠️ הערה: שימו לב כי כל האלמנטים אותם אתם רוצים לכלול באנליזה, מוצגים במבט הנוכחי לחישוב, כולל האלמנטים המייצגים את הגרעינים.
5. פתיחת פרויקט SSD
עד כה הרצנו חישוב ראשוני, על מנת לבצע אנליזה לרעידות אדמה, עלינו לפתוח את ממשק "SOFiSTiK Structural Desktop (SSD)". כדי לעשות זאת, נלחץ על "SSD" תחת לשונית "SOFiSTiK Analysis".
⚠️ הערה: בפתיחה ראשונית של SSD מתוך רוויט, נתבקש לבחור בתבנית SSD לחישוב. למדריך זה, בנינו במיוחד תבנית המתאימה לאנליזת רעידות אדמה וזו זמינה עבורכם להורדה בכפתור הקבצים מטה. Seismic Analysis Template IL.sofistix
⚠️ הערה: במקרה שכבר פתחנו קובץ SSD עבור מודל, לא ניתן לבחור בתבנית החדשה, אלא קובץ ה-SSD הקיים יפתח אוטומטית. ניתן למחוק או לשנות את שם הקובץ הקיים (model name".sofistik") וכך בהעדר קובץ בעל שם מתאים, התכנה תבקש לבחור תבנית חדשה ונוכל לבחור את התבנית עבור רעידות אדמה. לחלופין, ניתן להוסיף את המשימות הקשורות לאנליזה לרעידות אדמה לקובץ ה-SSD הקיים. ראו פירוט נוסף בסעיף 9.1 של מדריך זה.
6. משימת "Earthquake RSA - Buildings"
במשימה זו מוגדרים הפרמטרים לאנליזה המודאלית ולספקטרום התגובה לתכן.
תחילה נפתח את משימת "Earthquake RSA - Buildings" ע"י לחיצה כפולה.
6.1. הגדרות אנליזה מודאלית
בלשונית הראשונה בשם "Eigenmodes and Actions" נגדיר את הפרמטרים הבאים:
שדה "Maximum Number of Eigenmodes" - מספר הערכים העצמיים המקסימלי לחישוב.
קטגוריית "Filtering" אפשרויות סינון מודים - נבחר ללא סינון בשלב זה כדי לבחון את כל התוצאות המתקבלות עבור כמות המודים שהגדרנו.
לאחר ההרצה הראשונה נוודא בדו"ח כי הגענו לאחוז ההשתתפות הרצוי (פירוט בסעיף 6.4. בדיקת מודים לר"א). במידה ולא, נחזור ונגביר את הכמות המקסימלית של המודים בסעיף 1.
קביעת מנת ריסון "Modal Damping" - ברירת המחדל היא מנת ריסון של 5%.
⚠️ הערה: לפני ביצוע האנליזה, ניתן להגדיר במודל קבוצות אלמנטים (groups) ובכך לשלוט על הגדרות האלמנטים לפי קבוצות (קשיחות, מנת ריסון וכו'), תצוגתם במודל ואופן הצגת התוצאות שלהם. פירוט נוסף על כך מופיע במדריך מדריך עומסים ותנאי שפה.
הגדרת הקשיחות "Stiffness" - ניתן לשנות הגדרות קשיחות כלליות או לפי קבוצות המוגדרות מראש. כאן ניתן להתחשב במחצית הקשיחות לכפף ולגזירה עבור החתך הלא סדוק על ידי בחירת "All Stiffness Components". הגדרה לפי שיקול דעת הנדסי - ראו ת"י 413 סעיף 203.4.
נבחר עומסים מתוך הרשימה "Load Case Selection" עבור המרת עומסי מבנה למסה לפי מקדמים המוגדרים בתקן. תחילה נסמן את העומס הרצוי ואז ניתן לערוך את המקדם (מקדם Kq, טבלה 8 בת"י 413).
⚠️ הערה: אם רשימת העומסים לא מופיעה, כנראה שלא ביצענו הרצה ראשונית ברוויט. נחזור אחורה, נריץ ע"י לחיצה על "Calculate" ברוויט ואז נפתח את SSD שוב.
תחת קטגוריית "Actions" נגדיר כיווני רעידה X, Y, Z והתחשבות באקסצנטריות חיובית ושלילית לפי אחוז המוגדר כברירת מחדל של 5% (ראה ת"י 413, סעיף 302.6 - השפעת הפיתול).
תחת "Combination of the Effects.." נקבע את שיטת שילוב הרעידות ב-X ו-Y, במקרה זה נבחר בשיטת Newmark method ונקבע פקטור לכיוון המשני, ברירת מחדל 0.3 (ראו ת"י 413, סעיף 303.2 - מודל חישובי).
6.2. הגדרת ספקטרום תגובה
בלשונית הבאה בשם "Response Spectra" במשימת "Earthquake RSA - Buildings" נגדיר את ספקטרום התגובה לתכן.
עבור הדוגמה נלקחו פרמטרים לפי ת"י למבנה בחדרה, סיווג קרקע D.
נתונים עבור הסתברות של 10% ב-50 שנה: S1=0.05, Ss=0.18, Z=0.07
פרמטרים אלו הינם לדוגמה בלבד, על המתכנן להתאים את הפרמטרים לאנליזה בהתאם לפרויקט ולפי שיקול דעת.
בקטגוריית "Response Spectrum" - נבחר "IBC - International Building Code".
אין צורך לסווג את הקרקע כאן, זה נכנס בתוך פרמטרי הספקטרום שנחשב ידנית.
נסמן "Expert Settings" ואז נמלא את הפרמטרים ידנית לפי החישוב המוגדר בתקן הישראלי ולפי נתוני מיקום המבנה (ראו ת"י 413, סעיף 202.3 - ספקטרום התגובה לתכן).
התכנה אוטומטית מייצרת ספקטרום זהה לכיוון X ו-Y אלא אם כן נגדיר אחרת.
אלמנט "Factor" - כולל בתוכו את המקדמים אותם נרצה להכפיל את הספקטרום לפי המוגדר בתקן - מקדם חשיבות המבנה ומקדם הקטנת הכוח I/K (ת"י 413, סעיף 204.3 - מקדם חשיבות המבנה, וסעיף 204.4 - מקדם הקטנת הכוח). בדוגמה זו נלקחו בחשבון: I=1, K=2.4.
6.3. בחירת תוצאות
בלשונית השלישית והאחרונה בשם "Results and output" במשימתEarthquake RSA" - Buildings" נגדיר את אופן השילוב ואת פרטי התוצאות של האנליזה לר"א.
נבחר תחילה בשיטת שילוב תגובות CQC או SRSS, לשם הדוגמה נבחר בשיטת CQCE המספקת תוצאות מחמירות עבור שיטת שילוב CQC על ידי שימוש בסימן אשר ייתן את התוצאה המחמירה ביותר (ראו ת"י 413, סעיף 303.5 - שילוב צורות תנודה).
רשימת התוצאות בעבורן התוכנה תבצע שילוב באמצעות שיטת השילוב שבחרנו.
על ידי סימון "Show all available result items" נוכל לראות את כל האפשרויות הקיימות וכך להוסיף תוצאות נוספות. בדוגמה זו לא נשנה את המופיע לפי ברירת המחדל.
6.4. בדיקה ויזואלית של המודים לר"א
לאחר הרצת משימת חישוב רעידות אדמה הכוללת חישוב מודים, ניתן לצפות בהדמיה של המודים ע"י מעבר ללשונית "Viewer", ביצוע ריענון ע"י לחיצה על סמלון 🔃, בחירת האפשרות לתצוגה של המבנה המעוות, ובחירה במוד ספציפי ברשימת ה-"Loadcases". כך נוכל להתרשם מהשפעת המודים השונים על המבנה ולוודא כי המבנה מתנהג בצורה הגיונית.
6.5. צפייה בפרטי המודים המחושבים בדו"ח
בשלב זה ניתן להתבונן בפרטי המודים המחושבים ולבדוק את סכום מקדמי השתתפות המודים ע"י לחיצה ימנית על שורת המשימה "Earthquake RSA - Buildings" ופתיחת "Report" של המשימה.
⚠️ הערה: במדריך הפקת תוצאות ודוחות ישנו הסבר מפורט על אופן עריכת סעיפי הדוח ושליטה על תצוגה.
צפייה בפירוט המודים המחושבים תחת סעיף "Eigenmodes":
בחינת סכום מקדמי השתתפות תחת סעיףEffective Translational Masses and" "Participation Factors (ראו ת"י 413, סעיף 303.3 - צורות תנודה):
⚠️ הערה: הטבלה הבאה בדוח מראה פרמטרים דומים עבור מסה סיבובית - "Effective Rotational Masses and Participation Factors".
7. יצירת קומבינציות עומסים
7.1. הגדרת מקדמים לעומסים
ב-"Action Manager" ניתן להגדיר מקדמים לעומסים לפי התקן. העומסים מסווגים לפי Actions, כלומר לפי סוג העומס - עומס קבוע, שימושי, ר"א וכו'.
פקטור גאמא - γ-u - השפעה מחמירה, γ-f - השפעה מקלה, γ-a - שילוב אקראי (ראו ת"י 412, טבלה ב'1 - מקדמי בטיחות חלקיים לעומס)
פקטור קסאיי - ψ0,ψ1,ψ2 (ראו ת"י 412, טבלה ב'2 - מקדמי שילוב לעומסים משתנים)
7.2. קומבינציות עומסי רעידות אדמה
על ידי פתיחת משימת "Combination Rules" נוכל לבחון את העומסים, המקדמים והכללים לשילובי עומסים לתכן ולשנותם במידת הצורך עבור קומבינציות חישוב לרעידות אדמה. משימה זו לא מבצעת חישוב, רק מגדירה עומסים ומקדמים.
המקדמים נלקחים מתוך ה-"Action Manager" אשר הוגדר בסעיף קודם, אלא אם כן נציין אחרת. המשימה הזאת מאפשרת הגדרות יותר מורכבות עבור הקומבינציות לחישוב.
נציין שני שילובים הרלונטיים לאנליזה לרעידות אדמה:
שילוב עומסים "103: ULS Fundamental Combination" - קומבינציית הרס
שילוב עומסים "108: ULS Seismic Combination" - קומבינציית הרס בשילוב עומסי רעידות אדמה
לצורך הדוגמה - בשילוב 108, נראה כי מוגדר שילוב של עומס רעידת אדמה במקרה המחמיר ביותר, כלל העומסים הקבועים בכל מצב ועומס שימושי רק במקרה שהוא מחמיר את התוצאה.
עבור עומסי Dead Load (G) אלו המקדמים הנלקחים בחשבון:
עבור עומסי Dead Load (G) אלו העומסים הנלקחים בחשבון והם מועמסים תמיד, כפי שמפורט:
ב-"Combination Rules" ניתן להשאיר את ההגדרות כברירת מחדל כפי שנעשה בדוגמה זו.
7.3. סופרפוזיציה
ע"י חישוב משימת "Superpositioning for Combination Rules", ניצור את הקומבינציות לצורכי התכן. משימה זו משתמשת בתוצאות המתקבלות מחישוב שילובי העומסים המוגדרים ב-"Combination Rules" על ידי יצירת סופרפוזיציה של התוצאות המתקבלות לפי הגדרת המשתמש. עבור כל מקרה מוגדר, התוכנה תציג מינימום ומקסימום עבור סוג האלמנט אותו בחרנו. על ידי לחיצה על קומבינציה ספציפית ניתן לשלוט על אילו סוגי אלמנטים וסוגי הטרחות התכנה תיקח בחשבון בכל אחד מה-Case-ים.
לדוגמה: 108 הינה הקומבינציה עבור חישוב רעידות אדמה ובדיקת הקומות, ב-Case 10812 יתקבל חישוב MIN ו-MAX עבור הסטות בין קומתיות. התוצאות המחושבות הינן - הסטות בין קומתיות בכיוון X, הסטות בין קומתיות בכיוון Y, אך ניתן להוסיף גם התייחסות להסטות בין קומתיות בפיתול XY.
ניתן להשאיר את הגדרות ברירת המחדל כפי שנעשה בדוגמה זו.
8. בדיקת הסטות קומתיות
לאחר חישוב האנליזה, נוכל לבדוק את ההסטות הקומתיות בעזרת משימת "Storey Checks".
תחת לשונית "General", ניתן לבחור את הקומות הרלונטיות לבדיקה ולבחון את נתוני הגבהים כפי שהתכנה זיהתה אותן. כמו כן, ניתן לראות פירוט נתונים עבור כל קומה כגון מרכז המסה ומרכז הקשיחות.
⚠️ הערה: התכנה מגדירה את האלמנטים הנמצאים בין שני Level-ים כמקושרים לקומה אחת. כדי שיילקחו בחשבון הקירות והתקרה מעליהם, צריך להגדיר את ה-Level-ים ב-Revit במפלס התקרות או קצת מעל התקרות.
תחת לשונית "Checks" נגדיר את הבדיקות אותם נרצה לבצע וכן את הטווח המקובל עבור הבדיקות:
קומה גמישה וקומה חלשה:
הגדרות "Soft Storey Check" - כאן נגדיר מהי קומה גמישה והגדרות הסטות בין קומתיות (ראו ת"י 413, סעיף 103.26 - קומה גמישה).
הגדרות "Weak Storey Check" - כאן נגדיר מהי קומה חלשה (ראו ת" 413, סעיף 103.27 - קומה חלשה).
בדיקות מתקדמות - השפעות מסדר שני, כוחות גזירה, הסטות בין קומתיות, הזזות:
בחירת שילוב עומסים ובחירת קומבינציה עבור בדיקות מתקדמות וחישוב תטא
פרמטר "displacement behaviour factor" הינו מקדם הקטנה הכוח K (ראו ת"י 413, טבלה 5,7).
קטגוריית "Second Order Check" השפעות מסדר שני, הגדרת ערכי תטא (מקדם יציבות) עבורם יחושבו השפעות מסדר שני (לפי ת"י 413, סעיף 303.7 - השפעות מסדר שני).
קטגוריית "Shear Forces" חישוב כוחות גזירה והגדלת כוחות הגזירה עקב השפעה מסדר שני.
קטגוריית "Drift Check" בדיקת הסטות מוגדלות עקב השפעה מסדר שני, ניתן להגדיר הסטות במרכז מסה או הסטות מקסימליות. נבחר באפשרות "Maximum Drifts".
ב- (D2HX) Drift Ratio Threshold נכניס את 1/250.
ב- (NRED) Reduction Factor נכניס את 1 חלקי K.
קטגוריית "Displacements" חישוב הזזות והגדלת הזזות עקב השפעה מסדר שני
לאחר הגדרת הפרמטרים והרצת המשימה נוכל לבחון את התוצאות המתקבלות תחת הלשוניות: Soft, Weak, Second Order, Shear Forces, Drifts, Displacements.
בחינת נתוני הקומות לפי קומה גמישה תחת הלשונית "Soft":
תחת עמודת "Check" נוכל לראות "Regular" במקרה המסווג כקומה "לא גמישה" לפי ההגדרות שקבענו בלשונית "Checks". במקרה של חריגה, יתקבל סימון "Irregular" באדום ומשמעו חריגה מהגבולות שהגדרנו ב-"Checks" כלומר, קומה גמישה.
לחיצה על שורות הטבלה, תדגיש את הנקודות התואמות בגרף מימין.
בחינת נתוני הקומות לפי קומה חלשה תחת הלשונית "Weak":
תחת עמודת "Check" נוכל לראות "Regular" במקרה המסווג כקומה "לא חלשה" לפי ההגדרות שקבענו בלשונית "Checks". במקרה של חריגה, יתקבל סימון "Irregular" באדום ומשמעו חריגה מהגבולות שהגדרנו ב-"Checks" כלומר, קומה חלשה.
בחינת נתוני הקומות לפי השפעות מסדר שני תחת הלשונית "Second Order"; חישוב תטא, בדיקת תטא לפי המוגדר ב-"Checks".
בחינת הגזירה בקומות תחת הלשונית "Shear Forces":
בחינת הסטות קומתיות תחת הלשונית "Drifts":
ערך המופיע בצבע אדום משמעותו חריגה מהטווח שהגדרנו בלשונית "Checks".
בחינת הזזות קומתיות תחת הלשונית "Displacements":
תחת הלשונית "Output" ניתן להגדיר את הנתונים שברצוננו לייצא.
עד כה הגדרנו את כל הפרטים הנדרשים עבור תכן לרעידות אדמה, בנינו את ספקטרום התגובה לתכן, בחנו את המודים ואת נתוני יציבות המבנה. במדריך הבא נבחן את תסבולת הגרעינים בהתחשב בזיון נתון ונבצע תכן עבור גרעיני ההקשחה וקירות ההקשחה.
9. הגדרות מתקדמות למבנים (אופציונלי)
סעיף זה עוסק בהגדרות שניתן להגדיר במקרה של מבנים מורכבים יותר. הגדרות אילו אינן הכרחיות להרצת אנליזה לרעידות אדמה.
9.1. פתיחת קובץ SSD חדש
במקרה שכבר פתחנו קובץ SSD עבור ה-"Main System" התוכנה לא נותנת אפשרות לשנות תבנית. באפשרותנו למחוק את קובץ ה-SOFiSTiK ובכך נתבקש שוב לבחור את התבנית המתאימה לרעידות אדמה.
אפשרות נוספת תהיה להוסיף את שורות המשימה עבור רעידות אדמה לקובץ הSSD הקיים.
כדי למצוא את מיקום השמירה של קבצי סופיסטיק נפתח את ה-"Working Directory" שנמצא תחת "SOFiSTiK Analysis", "Folders", "Working Directory". זהו המיקום במחשב בו נשמרים קבצי SOFiSTiK המקושרים למודל שלנו.
9.2. הגדרת מגדלים לאנליזה
בפרויקטים מורכבים הכוללים כמה מגדלים נפרדים, לעיתים נרצה לבחון את ההשפעות הסיסמיות על כל מגדל בנפרד. כדי לעשות זאת, נגדיר את המגדלים באמצעות הכלי "Tower" תחת תפריטDesign" Elements" בלשונית "SOFiSTiK Analysis". הגדרה זו תאפשר לייצר דוחות נפרדים עבור כל מגדל מתוך האנליזה הכללית של המבנה השלם.
9.3. הגדרת קבוצות
במקרה שברצוננו להגדיר קשיחות ומנת ריסון שונה לקבוצת אלמנטים מסוימים, ניתן להגדיר, לפני ביצוע האנליזה במודל, קבוצות אלמנטים (groups) ובכך לשלוט על הגדרות האלמנטים לפי קבוצות (קשיחות, מנת ריסון וכו), תצוגתם במודל ואופן הצגת התוצאות שלהם. פירוט נוסף על כך מופיע במדריך מדריך עומסים ותנאי שפה.
9.4. הגדרת גרעין משתנה או הגדרת זיון משתנה בגרעין לבדיקת תסבולת
במקרה של גאומטריית גרעין משתנה בין הקומות, ניתן להגדיר במודל אלמנט "Building Core" נפרד עבור כל השתנות, כך נוכל לקבל בדיקת תסבולת עבור כל השתנות של הגרעין.
כמו כן, אם נרצה להגדיר זיון משתנה עבור בדיקת התסבולת בגרעין מסוים, נוכל לעשות זאת על ידי הוספת חתך בגרעין במשימת "Capacity Checks For Building Cores" ולהגדיר זיון שונה.