مدل سازی جزء محدود تیرهای محیطی بتن پیش تنیده

مدل سازی جزء محدود تیرهای محیطی بتن پیش تنیده – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه راه – ساختمان، معماری، عمران

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

مدل سازی جزء محدود تیرهای محیطی بتن پیش تنیده

چکیده

مدل سازی جزء محدود سه بعدی غیر خطی تیرهای محیطی بتن پیش تنیده یک کار چالش برانگیز بشمار می آید و نیازمند بررسی تاثیرات پارامترهای مواد و فرضیه مدل سازی است. تا به حال، نتایج عددی حاصله با استفاده از نرم افزار تجاری استاندارد ABAQUS با داده های آزمایشی موجود مقایسه شده اند. حساسیت واکنش تیر محیطی به پارامترهای مختلف نظیر نوع جزء محدود، زاویه انرژی سخت شدگی کششی، توزیع تنش تکیه گاهی و شاخص تکیه گاهی مورد بررسی قرار گرفته است. رفتار تیرهای بتنی پیش ساخته، پیش تنیده تحت بارگذاری عمودی به نظر حساس به پارامترهایی نظیر نوع جزء، زاویه اتساع بتن، توزیع تنش تیکه گاهی بر روی تکیه گاه ها و صلبیت تیر اتصال – کف می باشد. بسیاری از یافته های گزارش شده به نظر برای انواع دیگر سازه های بتن مسلح قابل کاربرد می باشند.

کلمات کلیدی: تیر محیطی، بتن پیش تنیده، جزء محدود، ABAQUS، انرژی شکست، سخت شدگی کششی، اتساع.

مدل سازی جزء محدود تیرهای محیطی بتن پیش تنیده

۱- مقدمه

تیرهای محیطی بتنی پیش تنیده پیش ساخته بطور گسترده ای در محیط پیرامونی سازه های دارای چارچوب بتنی پیش ساخته، مخصوصا برای گاراژهای مخصوص پارکینگ،  بکار گرفته شده اند. این تیرها غالبا از تی های (tees) مضاعف / دوبل بتنی پیش تنیده پیش ساخته پشتیبانی می نمایند که بعنوان تیرهای تخت و دیافراگم ها یا میان پرده های کف استفاده شده و در ناحیه انتهایی نیز بوسیله پیش آمدگی های ستونی تقویت می شوند. تیرهای محیطی نوعا دارای عمق ۵/۱ الی ۲ متر می باشند و طول دهانه آنها در محدوده ای ۹ الی ۱۵ متر است، که در این رابطه خط مشی های اخیر غالبا بر روی دهانه هایی به درازای ۱۸ متر تمرکز داشته اند. ضخامت های جان تیرها نیز نوعا ۰/۲ الی ۰/۳ متر می باشند. تیرهای محیطی غالبا بواسطه ویژگی های مرتبط با پیکربندی خود توصیف می شوند که قابلیت پشتیبانی از اعضای کف را خواهد داشت. بطور مثال، تیرهای «L– شکل» دارای لبه افقی پیوسته ای هستند (شکل ۱)، بعلاوه تیرهای «پاکتی» دارای برش های مستطیلی شکل بوده و تیرهای «پیش آمده نکته ای» دارای یک لبه غیر پیوسته می باشد. دو پیکربندی آخری تنها فرآهم آورنده نیروی تکیه گاهی در موقعیت های جان های تی – شکل مضاعف می باشند.

سطح مقطع تیر محیطی تحت تاثیرات ترکیبی برشی، پیچشی و لنگر خمشی می باشد و مورد آخری در حول محور اصلی سطح مقطع خواهد بود که سبب می شود تا امر تحلیل و طراحی تیرها پیچیده گردد. شکل نامتقارن سطوح مقطع L– شکل نیز سبب ایجاد لنگر خمشی محور – اقصر / کوچک تحت بارهای عمودی می شود. تاثیر پیچشی از انتقال به سمت خارج از مرکز بارهای عمودی از تیرهای تی شکل مضاعف سرچشمه می گیرد. بنابراین، علیرغم انحراف عمودی، تغییر شکل عرضی نیز بواسطه ترکیب واگذاری بیرون از مرکز شکل گرفته و همچنین هندسه نامتقارن نیز ممکن است در یک تیر محیطی باریک L– شکل بوجود آید. تاکنون، غالب تلاش های تحقیقاتی بر روی ملاحظات مربوط به استحکام و طراحی های محیطی بتن پیش تنیده پیش ساخته که تحت تاثیرات ترکیبی برشی، پیچشی و خمشی قرار داشته اند تمرکز داشته اند [۱-۵]. مسائل مربوط به تغییر شکل عرضی در مباحث فنی برای تیرهای بتنی مسلح که در معرض بارگذاری خارج از مرکز قرار دارند به ندرت مطرح شده است [۶-۱۱]، و هیچگونه داده های آزمایشی در زمینه عدم ثبات پیچشی – عرضی تیرهای بتنی پیش تنیده وجود ندارد. با توجه به این موضوع، تحلیل های جزء محدود می بایست فرصت های لازم را برای درک بهتر رفتار کلی تیرهای محیطی بتنی پیش تنیده، L – شکل فوق باریک را فراهم آورند. در این مبحث شاهد تحقیقات اندکی در زمینه بررسی واکنش های تیرهای محیطی بتنی پیش تنیده از طریق شبیه سازی های جزء محدود می باشیم [۴]. با این وجود، این گونه مطالعات غالبا سعی در تصدیق ویژگی های نتایج تجربی داشته اند. بعلاوه، شبیه سازی های مجدد جزء محدود با توجه به حساسیت بالای واکنش های تیر محیطی در برابر مقادیر پارامترهای استفاده شده در این مدل مشکل می باشد.

در نتیجه، علیرغم پیشرفت قابل توجه در تحلیل کامپیوتری سازه های بتنی، تکیه بر مدل های کامپیوتری  جهت پیش بینی تغییر شکل عرضی تیرهای  بتنی  پیش تنیده   پیش ساخته  می تواند خطرناک باشد چرا که چنین مدل هایی نیازمند  تایید  بوسیله  داده های  تجربی  می باشند. بنابراین، این مطالعه سعی در درک مدل های مرتبط و حساسیت آنها در برابر پارامترهای شامل شده، با توجه به ویژگی های شبیه سازی کامپیوتری رفتار تیرهای محیطی، می نماید. یک شبیه سازی جزء محدود سه بعدی، که شامل رفتار حقیقی مواد است، بصورت ذاتی برخی از چالش های عددی و مدلسازی مرتبط را ارائه می نماید. بر این مبنا، تعامل دیگر این مطالعه در ارتباط با چالش ها و نقص های بالقوه مربوط به شبیه سازی سه بعدی جزء محدود تیرهای محیطی بتنی پیش تنیده با استفاده از نرم افزار تجاری ABAQUS / استاندارد [۱۲] می باشد و بر این مبنا برخی از راهکارها جهت ممانعت از بروز مشکلات  مرتبط  ارائه  می گردد. با وجود اهمیت ویژه چنین مبحثی، نتیجه گیری های حاصله در این تحلیل تیرهای محیطی دارای ضروریات و تلویحات گسترده تری می باشند.

مدل سازی جزء محدود تیرهای محیطی بتن پیش تنیده

۲- حوزه و اهداف

بواسطه طبیعت این مشکل، مدل جزء محدود یک تیر محیطی می بایست در تعامل هم ماده و هم ویژگی های هندسی عدم خطیت باشد. ABAQUS / استاندارد قابلیت حل گسترده مشکلات غیر خطی را دارد، که متشکل از هر دوی ویژگی های غیر خطی هندسی و مدل ماده پیچیده برای بتن می باشد که شامل شکل پذیری در حالت تراکم و ترک خوردگی به هنگام کشش می باشد. عدم خطیت هندسی را می بایست نه تنها جهت تخمین انحراف ها بصورت دقیق مدنظر قرار داد، بلکه می توان از آن جهت پیش بینی تغییرات در نیروهای داخلی بواسطه تغییر شکل یا اعوجاج هندسه عضو استفاده نمود.

مدل سازی جزء محدود تیرهای محیطی بتن پیش تنیده

۳- توصیف مشکل مربوط به این مدل

تکنیک های مدل سازی جزء محدود با استفاده از نرم افزار ABAQUS / استاندارد در ابتدا با نتایج آزمایشات تمام مقیاس مشخص شده در این مبحث مقایسه می شوند [۳]. هدف اصلی این آزمایشات صرف ارزیابی دامنه انحراف های عرضی در تیرهای محیطی نمی باشد بلکه هدف اصلی بررسی تاثیر طرح های مرتبط با آرماتور بندی متقاطع جایگزین بر روی مقاومت پیچشی تیرهای محیطی می باشد. با این وجود، داده های حاصله در این مطالعه تجربی جهت تحلیل حساسیت انحراف های تیر محیطی با توجه به پارامترهای مختلف مدل سازی مفید می باشند.

مدل سازی جزء محدود تیرهای محیطی بتن پیش تنیده

۴- توصیف کلی مدل جزء محدود

در مطالعه کنونی، یک مدل جزء محدود تیر محیطی آزمایش شده در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی با استفاده از نرم افزار ABAQUS / استاندارد و با بهره گیری از نوعی هندسه کاملا به دقت انتخاب شده و ویژگی های مکانیکی مناسب ایجاد شد. نتایج این تحلیل بعنوان مبنایی برای بررسی پارامترهای مدل بهینه مورد نیاز بوده اند.

مدل سازی جزء محدود تیرهای محیطی بتن پیش تنیده

۵- ویژگی های هندسی

۵-۱٫ حساسیت جزء / المان

برای کاربردهای سه بعدی، نوع جزء یا المان انتخاب شده برای بتن نقش مهمی در تحلیل جزء محدود ایفا می نماید، مخصوصا در صورتی که هر دو حالت هندسی و عدم خطیت ماده وجود داشته باشند. اجزای ایزوپارامتریک در سه بعد مرتبه اول و دوم در  این تحقیق بکار گرفته شده اند. اجزای مرتبه اول دارای تغییر شکل نسبی ثابت بوده و جزء ۸ – گرهی در سه بعد یکی از اجزا در این کلاس بشمار می آید. با این وجود، اجزای مرتبه دوم شامل برخی یا کلیه مولفه های تغییر شکل نسبی خطی بوده و جزء ۲۰ – گره ای در حالت سه بعدی معرف این کلاس از اجزا می باشد. به همین دلیل، اجزای ۲۰ – گره ای فراهم آورنده یک حالت تغییر شکل یافته یکنواخت تر در حالت خمش می باشند. با این وجود، هر دوی اجزا بصورت ذاتی موجب ایجاد قفل شدگی برشی برای خمش اجزای نازک شده و منجر به یک واکنش بسیار صلب می گردند.

۵-۲٫ حساسیت مش

حساسیت واکنش تیر محیطی در برابر پیکر بندی های مختلف مش نیز مورد بررسی قرار گرفت. دو مش مختلف در نرم افزار ABAQUS / استاندارد همانگونه که در شکل ۷ نشان داده شده است، ایجاد شد. حداکثر اندازه های جزء در مش های ۱ و ۲ به میزان ۱۰۰ میلیمتر (۴ اینچ) و ۲۰۰ میلیمتر (۸ اینچ) مشخص شد. در هر دو پیکر بندی، جان و لبه تیر محیطی شامل اجزای به ضخامت ۱۰۰ میلیمتر (۴ اینچ) بوده اند. اجزای آجری ۸ – گره ای با انتگرال کاهشی برای این تحلیل های حساسیت مش اعمال شدند.

مدل سازی جزء محدود تیرهای محیطی بتن پیش تنیده

۶- خواص مکانیکی

بتن، یک ماده ناهمگن متشکل از مصالح دانه ای و سیمان به نسبت های مختلف می باشد، که معرف رفتار ماده بسیار پیچیده ای است. تعریف یک مدل ماده که معرف واکنش حقیقی بتن باشد کاری بسیار سخت است. چنین مدل ماده ای می بایست حاوی ویژگی های منحصر بفرد مختلف بتن نظیر ترک خوردگی، خرد شدگی، تنزل صلبیت، تغییر در حجم، تعامل بتن با میلگرد عاج دار یا مسلح و غیره باشد. متاسفانه، برخی از این ویژگی های بتن تاکنون به خوبی درک نشده است. اندازه گیری های تجربی نشان دهنده آن است که حتی خواص اصلی بتن نظیر مدول الاستیسیته، تاب فشردگی و مقاومت کششی نیز در محدوده های مختلفی بسیار متغیر می باشند. بتن همچنین تحت تراکم معرف تغییرات حجمی بزرگی است که برمبنای مواد دانه ای می تواند منحصر بفرد باشد. پیش بینی آغاز و روند توسعه ترک خوردگی در بتن نیز چالش برانگیز است [۱۵، ۱۶].

۶-۱٫ مدل آسیب – خمیری بتن

با پذیرش مناسب تئوری کشسانی می توان نسبت به تعریف رفتار بتن اقدام نمود، حتی با توجه به آنکه این تئوری بطور ابتدا به ساکن برای فلزات طراحی شده است. بر این مبنا می توان اذعان داشت که دفرمه شدگی یا تغییر شکل برگشت ناپذیر بتن بواسطه ترک خوردگی ریز را می توان بر مبنای تئوری پلاستیسیته یا حالت خمیری بیان داشت [۱۵]. غالب مدل های خمیری فی النفسه حالت افزایشی دارند و بر این مبنا نرخ کلی تغییر شکل نسبی یا کرنش بعنوان مجموع حالت خمیری تلقی شده و نرخ های کرنش خمیری و مشخصه مورد آخری بعنوان بخشی از این تئوری مدنظر می باشند.

۶-۲٫ حساسیت انرژی شکست

به هنگامی که ترک خوردگی بوجود می آید، تاب کششی و مدول کشسانی یا الاستیسیته جهت توصیف رفتار بتن تحت کشش کافی نمی باشد. جهت توصیف رفتار پس – پیک در حالت کشش انرژی شکست، G_f، که بعنوان ویژگی ماده بتن به حساب می آید، تحت عنوان انرژی مورد نیاز جهت تشکیل یک واحد سطح ترک تعریف و بکار گرفته شد. بطور کلی، مقادیر انرژی شکست برای  بتن  خالص  با توجه به اندازه  ریزدانه ای  و تاب فشردگی بتن متفاوت می باشد [۲۰]. وجود آرماتور سبب افزایش قابل توجه انرژی شکست بتن می گردد [۲۱]. با توجه به وابستگی به جزئیات خاص آرماتور بندی، مقادیر انرژی شکست برای بتن مسلح ممکن است در یک محدوده وسیع متغیر باشد و در این زمینه هیچگونه مقدار پذیرفته شده شایعی وجود ندارد. بنابراین درک این موضوع که چگونه مقادیر مختلف انرژی شکست بر روی واکنش کلی تیرهای محیطی تاثیر گذار است مهم می باشد.  

۶-۳٫ حساسیت سخت شدگی کششی

بتن ساده ای که در معرض کشش قرار داشته باشد از خود رفتار نرم شدگی را در ناحیه پس – پیک نشان می دهد. با این وجود، بتن در یک عضو بتنی مسلح ترک خورده نشان دهنده ویژگی های مختلفی در مقایسه با بتن ساده می باشد. بوسیله رفتار لغزش – پیوستگی محلی، بتن بین ترک ها دارای صلبیت بیشتری در مقایسه با بتن معمولی خواهد شد که علت آن تاثیر ویژگی های آرماتور بندی مصالح می باشد [۲۱]. همانگونه که در بخش ۴ ذکر شد، میله های مسلح با استفاده از اجزای خرپای تک بعدی مدل سازی شدند که در اجزای پیوستار و به هم فشرده بتن جای داده شدند. بنابراین، درجات انتقالی آزادی برای این جزء تک بعدی در یک گره میلگرد بوسیله جزء پیوستار مقید و محدود شدند. ضروریت این مبحث در آن است که تعامل بین بتن ترک خورده و میلگرد مسلح، نظیر انتقال بار و رفتار لغزش – پیوستگی، نادیده انگاشته می شود.

۶-۴٫ حساسیت زاویه اتساع

در تعارض با فلزات، مواد شکننده همانند بتن به نظر متمایل به تغییر در حجم خود فراتر از محدوده الاستیسیته بواسطه ترک خوردگی و لغزش در امتداد سطوح ترک خورده می باشند. این تغییر در حجم بطور کلی تحت عنوان «اتساع» خوانده می شود. ویژگی های اتساع بتن بطور قابل توجهی بر روی فشار تحدید فعال شده در یک عضو بتن مسلح به میزان زیاد تاثیر گذار است. بنابراین، رفتار تنش – کرنش محوری بتن در مقایسه به میزان زیادی وابسته به ویژگی اتساع می باشد. یک افزایش در اتساع منجر به تحدید و در نهایت یک رابطه سخت تر تنش – کرنش می شود [۲۳]. در مدل آسیب خمیری بتن، زاویه اتساع معرف اعواج یا تغییر شکل خمیری می باشد. با افزایش زاویه اتساع، بتن دارای رفتار نرم شدگی و شکل پذیری بیشتری خواهد داشت.

مدل سازی جزء محدود تیرهای محیطی بتن پیش تنیده

۷- توزیع تنش تکیه گاهی

یک تیر محیطی، اقدام به انتقال بار، حااصل آمده از جان های تی – مضاعفی که بر روی لبه قرار گرفته اند، می نماید. هر دوی تیرهای محیطی و تیرهای تی – مضاعف دچار تغییر شکل شده و این مورد وابسته به زاویه نسبی چرخش در ناحیه تماسی آنها می باشد، موردی که در آن بارهایی که بوسیله تی های – مضاعف انتقال می یابند ممکن است متغیر باشند. بطور مثال، برای دامنه های دارای بار پایین زاویه نسبی در امتداد تیر محیطی کوچک بوده و در این مورد بارگذاری تی – مضاعف را می توان بعنوان یک فشار یکنواخت بر روی لبه تیر مد نظر قرار داد. با این وجود، تغییر شکل های مقطعی بزرگ تیر محیطی مرتبط با تی – مضاعف ممکن است سبب بارهای تی – مضاعف و انتقال آنها به وسیله توزیع تنش تکیه گاهی مثلثی شود. این توزیع ممکن است سبب نوعی بار متمرکز برای بخش های بزرگی از ویژگی های چرخشی که در شکل ۱۲ نشان داده شده است گردد.

مدل سازی جزء محدود تیرهای محیطی بتن پیش تنیده

۸- شرایط مرزی

واکنش تیر محیطی به میزان زیادی منوط به شرایط مرزی می باشد. همانگونه که در شکل ۴ مشاهده شده است، سطح پایینی جان در انتهای تیر محیطی صرفا در برابر جابجایی های عمودی ثابت شده است. دو پیچ پس آویز در هر ناحیه انتهایی تیر محیطی با استفاده از اجزای فنری مدل سازی شدند که صرفا سبب محدود شدن جابجایی های عرضی در این موقعیت ها می شوند. محدودیت های عرضی نیز با استفاده از اتصالات کف در میانه بالایی وجه داخلی جان محیطی فراهم آورده شد، که بطور قابل توجهی بر روی جابجایی های عرضی تاثیر گذار است.

۸-۱٫ تکیه گاه های انتهایی

جان تیر محیطی بر روی لایه های تکیه گاهی بدون اصطکاک در هر دو سو قرار می گیرد که سبب محدودیت عمودی در سطح پایینی جان خواهد شد. سطح پشتیبانی در انتهای پایینی جان را می توان به اشکال مختلف مدل سازی نمود و بر این مبنا مقایسه دو رویکرد پشتیبانی در اینجا اعمال شده است. یکی از این رویکردها تثبیت کل سطح در برابر جابجایی های عمودی می باشد (یعنی «گیرداری سطحی»). روش دیگر تثبیت یک نقطه واحد در سطح تکیه گاهی است (یعنی «گیرداری نقطه ای») و در عین حال اجازه دادن به تیر بگونه ای که قابلیت چرخش در اطراف را داشته باشد. جهت ممانعت از نقاط منفرد که به واسطه عکس العمل های متمرکز بوجود می آید، روش دوم نیازمند اضافه نمودن معادلات محدودیت است که  سبب  می شود تا نیروهای کل ناحیه تماسی بصورت مسطح حفظ شده و از تحریف یا اعوجاج زیاد سطح تکیه گاهی ناشی از نیروهای واکنشی متمرکز جلوگیری شود.

۸-۲٫ فنرهای پس آویز

صلبیت محوری اجزای فنری برای پیچ های پس آویز به نظر می بایست مساوی با ۱۰۰ kN/mm (570 k/in.)، همانگونه که در بخش ۴ ذکر شد، باشد. جهت ارزیابی حساسیت واکنش تیر محیطی به این مقدار صلبیت، شبیه سازی های جزء محدود برای اتصالات ثابت و فنری انجام شدند. نتایج این تحلیل ها برای اختصار در این مبحث نشان داده نمی شود، چرا که صلبیت محوری پیچ های پس آویز دارای هیچگونه تاثیری بر روی رفتار تیر محیطی نمی باشد، حتی در صورتی که بارها تا حد ظرفیت نهایی خود برسند.

۸-۳٫ فنرهای اتصال – کف

فنرهای کف بعنوان صفحات فولادی قرار داد شده در بخش جان تیر مد نظر بوده و متصل کننده تی های – مضاعف به تیر محیطی می باشند. همانگونه که در بخش ۴ ذکر شد، هر صفحه فلزی با استفاده از دو جزء فنری مدل سازی شده و مقدار صلبیت محوری نیز به میزان ۱۹۰۰ kN/mm (875/10 k/in.) بر حسب فنر مشخص شد. با وجود  آنکه اتصالات – تخت با اجزای فنری از طریق تحلیل های حساسیت بحث شده فوق مشخص شدند، صلبیت فنری ۱۹۰۰ kN/mm (875/10 k/in.) به نظر به طور نسبی در مقایسه با مجموع صلبیت مورد نیاز تیر بیشتر است.

مدل سازی جزء محدود تیرهای محیطی بتن پیش تنیده

۹- نتیجه گیری

این مقاله ارائه دهنده نکته نظرات و راهنمایی هایی درباره مدل سازی و بررسی نتایج حاصله از کاربرد تکنیک های تحلیل جزء محدود در شبیه سازی واکنش بار تیرهای محیطی بتنی پیش تنیده پیش ساخته می باشد. علی الخصوص، ترکیب گسسته سازی سه بعدی، تئوری انحراف زیاد و مدل های پیشرفته مواد (آسیب – خمیری بتن) جهت شبیه سازی واکنش جابجایی – بار کامل تیرهای محیطی بتنی بکار گرفته شده اند. این ویژگی ها بطور معمول در تحلیل سازه های بتنی استفاده نمی شوند، اما در صورتی که نیاز جهت ارزیابی تحلیلی ظرفیت حمل نهایی بار باشد و همچنین با توجه به محدوده کامل واکنش جابجایی در  برابر بارگذاری، می توان از آنها بهره گرفت. بنابراین عقیده بر آن است که دانش و تجربه  حاصله  از  این  تحقیق جامع می بایست قابلیت فراهم آوردن رهنمود کافی برای مدل سازی جزء محدود سازه های بتنی را داشته باشد، تا قابلیت ایجاد ابزارهای تحلیلی منطقی و معیارهای طراحی حاصل شود. تیرهای محیطی بتنی پیش تنیده در معرض شرایط بار پیچیده ای بوده و عقیده بر آن است که نتیجه گیری هایی که در انتهای تحلیل های مشخص ارائه می شوند برای محدوده گسترده ای از سازه های بتنی قابل کاربرد هستند.

تاثیرات پارامترهای مدل سازی مختلف بر روی واکنش محاسبه شده تیرهای محیطی بتنی دارای تفاوت معنی داری می باشند و بنابراین توصیه های ذیل جهت ارتقای دقت و اطمینان پذیری نتایج محاسباتی ارائه می شوند:

• نوع جزء کاملا بر روی نتایج جزء محدود در مورد دفرمه شدگی های عرضی تاثیر گذار خواهد بود که علت آن را می توان قفل شدگی برشی جان باریک تیر محیطی با توجه به خمش محوری ضعیف آن دانست. جزء آجری ۸ – گره ای با انتگرال کاهشی برای مدل سازی بتن لازم خواهد بود، که علت آن را می توان در دقت و کارایی محاسباتی بالاتر آن دانست. جزء ۸ – گره ای با انتگرال کامل و جزء ۲۰ – گره ای با انتگرال کاهشی معرف یک واکنش صلب غیر طبیعی در ارتباط با دفرمه شدگی های عرضی بواسطه قفل شوندگی برشی می باشند.

• فرض توزیع تنش تکیه گاهی بر روی لبه تیر، که از ناحیه تی های – مضاعف انتقال می یابد، تاثیر زیادی را بر روی جابجایی عرضی در میانه – دهانه و چرخش در یک چهارم – دهانه تیر خواهد داشت. یک توزیع تنش مثلثی به نظر برای تیرهای محیطی باریک مناسب می باشد.

• مقدار زاویه اتساع تعریف شده برای مدل آسیب – خمیری بتن شدیدا سبب تغییر واکنش عرضی تیر می شود. با افزایش زاویه اتساع بتن، فشار مقید/ تحدید شده بیشتری فعال شده و مدل تیر محیطی واکنش سخت تری را نشان خواهد داد.

• واکنش تیر محیطی بتنی پیش تنیده پیش ساخته بصورت نسبتا حساس در برابر پیکربندی مش می باشد. با این وجود، برای ابعاد جزئی مهم می باشد تا به اندازه کفایت بزرگ بوده تا حداقل شامل یک میله عاج دار / مسلح باشند.

• گوناگونی های سخت شدگی کششی و انرژی شکست برای بتن دارای تاثیر اندکی بر روی واکنش تیر محیطی بتنی پیش تنیده می باشد، با این حال چنین پارامترهایی بر روی عملکرد الگوریتم عددی تاثیر خواهند داشت.

• اتصالات – تخت قرار گرفته در بخش جان تیر نقش مهمی را در تغییر شکل عرضی و واکنش های چرخشی تیر محیطی ایفا می نمایند. یک مقدار آستانه را می توان بعنوان مقدار حداقلی برای صلبیت فنری اتصالات – تخت مد نظر قرار داد که برای واکنش ثابت تیر محیطی ضروری خواهد بود. عدم وجود اتصالات – تخت می تواند منجر به تغییر شکل های عرضی بیشتری شده و مشکلات ثبات را بوجود آورد.

• صلبیت محوری پیچ های پس آویز تنها سبب تغییر صلبیت پیچشی اولیه تیر محیطی بدون ترک می شود. حداکثر ظرفیت بار تحت تاثیر صلبیت پیچ های پس آویز نخواهد بود.