مهنـــــــــــدسی عمــــــــــــــــــــتران
 همکاری با محققان مهندسی عمران

-آموزش گام به گام دفترچه محاسبات سازه های بتن آرمه و فولادی

- آموزش گام به گام نرم افزارها روز دنیا در حوزه مهندسی عمران

-آموزش و همکاری در تمامی حوزه طراحی صنعتی (سوله – دکل ها برق و مخابرات – مخازن اب و ...)

-همکاری با تمامی محققان در حوزه مهندسی عمران (به صورت رایگان)

 

آذربایجانغربی – شهرستان بوکان – دفتر نمایندگی مهندسین مشاور تاپ

مهندس جوانبخت (اولین مدرس اصول مدرن مهندسی در منطقه)   09141845428

 


برچسب‌ها: همکاری با محققان مهندسی عمران, مهندس جوانبخت 09141845428
|+| نوشته شده توسط civil kurd در سه شنبه بیست و هشتم آذر 1391  |
 کنترل پایداری سازه در برنامه Etabs

کنترل پایداری سازه در برنامه Etabs

 کنترل پایداری سازه در برنامه Etabs

در هر حال برای اطمینان از معتبر بودن جواب های تحلیل باید تعادل کلی نیروها کنترل شوند.

برنامه Etabs ،تعادل نیروها و ممان ها را در مبدا مختصات کنترل می کند و البته این نتایج بیانگر مسائل خاص سازه اعم از ناپایداری یا نامتناسب بودن ماتریس سختی هستند.

نیروهایی که در این تعادل دخالت دارند عبارتند از:

1.       نیروهایی که بصورت مستقیم اعمال شده اند.

2.       نیروهای اینرسی

3.       نیروهای فنر

4.       نیروب المان رابط

5.       نیروی قیود ( عکس العمل های تکیه گاهی )

6.       نیروهای وابستگی گرهی دیافراگم ها

7.       نیروهای P-Δ

 نیروهای ایجاد شده ناشی از موارد ذکر شده ،در کل گره ها با هم جمع می شوند.لنگرهای ارائه شده برای مبدا مختصات هم در حقیقت جمع لنگرهای گره ای و لنگر ناشی از انتقال نیروها به تکیه گاه ها هستند.در نهایت همه شش مولفه نیرو و ممان در مبدا مختصات ارائه می شوند.

 برای کنترل پایداری سازه به ترتیب زیر عمل کنید:

1.       در جایی که فایل مورد نظر را Save کرده اید،فایل با پسوند OUT را پیدا کنید.

2.       این فایل را با یک ویرایشگر متن( مثل Note Pad ) باز کنید.

3.       در این فایل قسمتی که با عنوان GLOBAL FORCE BALANCE مشخص شده را پیدا کنید.

 در این قسمت جمع مولفه های نیرو در هر حالت تحلیل نوشته شده است.

 علاوه بر آن،برای کنترل پایداری سازه می توانیم از اطلاعات نوشته شده در فایل با پسوند LOG نیز استفاده کنیم.در حقیقت مقادیر نوشته در این فایل که در قسمتی تحت عنوان GLOBAL FORCE BALANCE RELATIVE ERRORS آورده شده اند بیانگر خطای نسبی هستند.

در این قسمت جمع مولفه های نیرو و ممان به صورت درصدی از ماکزیمم خطای تعادل ممکن ارائه می شوند.مقدار ماکزیمم خطای ممکن بصورت زیر بدست می آید.

·         برای هر یک از مولفه های (MZ,MY,MX,FZ,FY,FX) مقدار جمع نیروی همه گره ها ناشی از بارهای وارد شده،بارهای اینرسی،نیروی فنرها،نیروی تکیه گاه ها،نیروی وابستگی های کف و نیروهای P-Δ با هم جمع می شوند.

·         بین مقادیر جمع هر یک از مولفه های نیرویی  (FZ,FX,FY) که در مرحله قبل محاسبه شد،مقدار ماکزیمم انتخاب می شود.

·         بین مقادیر جمع هر یک از مولفه های لنگر  (MZ,MX,MY) که در مرحله قبل محاسبه شد،مقدار ماکزیمم انتخاب می شود.

·         مقدار خطای ماکزیمم برای مولفه های نیرویی برابر ماکزیمم محاسبه شده مولفه های نیرویی در مرحله قبل یا مقدار ماکزیمم محاسبه شده مولفه های لنگر تقسیم بر بازوی لنگر متوسط سازه است.

·         مقدار خطای ماکزیمم ممکن برای مولفه های لنگر برابر ماکزیمم محاسبه شده مولفه لنگر در مرحله قبل یا مقدار ماکزیمم محاسبه شده مولفه های نیرو ضرب در بازوی لنگر متوسط سازه است.

 به این نکات نیز توجه داشته باشید:

1.       دقت محاسبات کامپیوتر معمولا از مرتبه 10E-15 یا 10E-13 درصد است.در صورتیکه مقدار خطای نسبس تعادل برای حالات بار استاتیکی به طور مشخصی بیش از این مقدار باشد نشان دهنده ناپایداری سازه و یا نامتناسب بودن ماتریس سختی است.

2.       معمولا خطای نسبس مدهای ارتعاشی بیش از خطای نسبی حالات بار استاتیکی است.برای مدهای ویژه،خطاها با استفاده از تلرانس همگرایی قابل قبول می شوند.یعنی با معرفی تلرانس همگرایی کوچکتر می توان تعادل نیروها را تامین کرد.

3.       نیروهای وابستگی های گره ای باید دقیقا صفر باشد.در صورتیکه نیروهای این قسمت در مقایسه با سایر نیروها کوچک نباشند،تعریف وابستگی گرهی به طور مناسب صورت نگرفته است.مثالی در این مورد می تواند در یک صفحه واقع نشدن همه گره ها باشد.

در اینصورت نیروهای درون صفحه ای ایجاد لنگر می کنند که تعادل نیروها را متاثر می کنند.وجود چنین خطاهایی اعتبار نتایج تحلیل را متاثر می کند.حتی اگر تعادل کلی سازه برقرار باشد.

  در ضمن به این نکته هم توجه داشته باشید که همواره خطاهای نسبی بزرگ نشاندهنده مشکل در مدل نمی باشند.فرض کنید جمع کل یک مولفه نیرویی روی کل مدل 1E-10 و خطای ماکزیمم ممکن برابر 1E-10 باشد.در اینحالت Etabs خطای نسبی تعادل را 100% ارائه می کند در حالی که خطای ماکزیمم ممکن،برابر 1E-10 است که عدد قابل توجهی نیست.پس در صورت مشاهده خطای نسبی بزرگ،مقادیر مجموع نیروها در فایل با پسون OUT را کنترل کنید.

 


برچسب‌ها: کنترل پایداری سازه در برنامه Etabs, مهندس جوانبخت 09141845428
|+| نوشته شده توسط civil kurd در سه شنبه بیست و هشتم آذر 1391  |
 تعیین مرکز جرم و مرکز سختی

تعیین مرکز جرم و مرکز سختی

 

تعیین مرکز جرم و مرکز سختی

برای تعین مرکز جرم بروش دستی میبایست پس از بارگذاری و تعیین بار های مرده و زنده طبق آیین نامه وزن کف طبقات را با ترکیب بار 20% بار زنده + تمام بار مرده بدست بیاورید(البته طبق جدول 7-1 مبحث 6 این درصد برای مراکز تجاری و پر ازدهام 40% بار زنده تعریف شده است) وسپس در جرم کل هر کف ، مرکز جرم در هر تراز را با حساب این وزن+جرم دیوارهای داخلی و خارجی تعیین نمایید.که از مقایسه مرکز جرم میان طبقات و بام (که شاید اندک تفاوتی با هم داشته باشند) نهایتا مختصات مرکز جرم سازه را بدست آورید. البته Etabs نیز قادر است نا پس از تنظیم ترکیبات بار مورد نظر در منوی Define/Mass Source پس از تحلیل سازه از روی خروجی آنالیز که درمنوی Display/Set Output Table Mode…/Building Output در خروجی نتایج آنالیز مختصات مرکز جرم سازه مورد نظر را تعیین نمایید.

تعیین مرکز سختی:

سختی هر قاب خمشی با تعداد ستون های آن نسبت مستقیم دارد و قاب دارای دیوار برشی نیز سهم بسیاری در تحمل بار جنبی در همان راستای دیوار برشی خواهد داشت.

اما جهت تعیین سختی قابها  به شکل جداگانه و دقیق تر،قاب ها هریک بطور جداگانه در نرم افزار تحلیل  می شود و با اعمال بار متمرکز مثلا 100 تن به بالا ترین نقطه قاب(به هرکجا میتوان بار متمرکز را وارد نمود بشرطی که جابجایی همان نقطه خوانده شود)و با آنالیز قاب تغییر مکان آن نقطه را بدست می آوریم.سختی قاب عبارتست از:

U- جابجایی نقطه اعمال بار  K=P/U   

چنانچه فاصله میان مرکز سختی و مرکز جرم در هر تراز از 5% بزرگترین طول در آن ترازبیشتر باشد طبق آیین نامه میبایست لنگر ناشی از این برون محوریت را در نیرویی که بطور مجزا از بار جانبی به هر قاب وارد می آید رادرنظر گرفت که با توجه به این مقدار لنگر برون محوریت مربوط به نیروی جانبی را برای هر قاب توزیع میکنیم.همچنین لنگر پیچشی ناشی از برون محوریت در هر تراز به مرکز جرم در آن تراز اعمال خواهد شد. .

برای تعیین مرکز سختی از طریق نرم افزار می توانید پس از آنالیز سازه در نرم افزار Etabs از طریق Display>show tables>… در جدول نمایش داده شده center mass rigidity- Cm مرکز جرم و Cr مرکز سختی سازه را نشان میدهد.برای مشاهده سهم هر قاب از نیروی جانبی  درEtabs میتوانید با انتخاب ستون های هر قاب و اجرای دستور Section Cut مقادیر برش جانبی توزیع شده در هر طبق را مشاهده نمایید.

 


برچسب‌ها: تعیین مرکز جرم و مرکز سختی, مهندس جوانبخت 09141845428
|+| نوشته شده توسط civil kurd در سه شنبه بیست و هشتم آذر 1391  |
  نکاتی در طراحی ساختمانهای باد با etabs

چند نکته در طراحی ساختمانهای باد با etabs

 چند نکته در طراحی ساختمانهای باد با etabs

این نکات مربوط به طراحی ساختمانهای اسکلت فلزی با استفاده از سیستم قاب ساده ساختمانی و مهاربند هم محور میباشد.
1- در طراحی سازه جهت رعایت ضوابط پیوست 2 آیین نامه 2800 یا ضوابط ویژهطرح لرزه ای مبحث دهم باید از آیین نامه UBC استفاده نمایید

2- با توجه بهاستفاده از آیین نامه UBC باید جهت انظباق ترکیب بارها با ترکیب بارهای آیین نامههای ایران، ترکیب بارها را به صورت دستی به نرم افزار معرفی نمایید. در این زمینهباید توجه کنید که چون آیین نامه UBC افزایش 33 درصدی تنشهای مجاز در بارهای زلزلهرا اعمال نمیکند شما باید ضرایب ترکیب بارهای شامل زلزله یا باد را در عدد 0.75 ضربکنید. البته استفاده از همان ترکیب بارهای پیش فرض برنامه عملآ منجر به نتایجیمنطبق با نتایج ناشی از ترکیب بارهای آیین نامه ایران میشود

3- توجه کنید برایاعمال ضوابط ویژه آیین نامه UBC باید در قسمت OPTION/PREFERENCES/STEEL FRAME DESIGN :
الف- آیین نامه UBC انتخاب شود
ب- در قسمت FRAME TYPE گزینه BRACED FRAME انتخاب شود
ج- در قسمت ZONE گزینه ZONE4 یا ZONE3 انتخاب شود.

4- با توجه به آنکه در طراحی تیرها نیازی به در نظر گرفته شدن ضوابط ویژه آییننامه زلزله نیست و تیرها تنها در برابر بارهای ثقلی باید کنترل شوند، برای عدماعمال این ضوابط برای تیرها شما میتوانید تیرها را جداگانه با انتخاب آیین نامه AISC دوباره طراحی کنید و یا با انتخاب تمامی تیرها و مراجعه به آدرس DESIGN/STEEL FRAM DESIGN/VIEW/REVISE OVERWRITES... در قسمت FRAME TYPE گزینه ORDINARY MRF راانتخاب نمایید. توجه کنید در حالت استفاده از قاب خمشی با شکلپذیری کم ضوابط ویژهخاصی بر روی طراحی تیرها اعمال نمیشود.

5- با توجه به برخی تفاوتها در ضوابطآیین نامه UBC و آیین نامه 2800 یا مبحث دهم در طراحی بادبندها به نکات زیر توجهکنید:
الف- اگر در سازه بادبند ضربدری دارید با توجه به آنکه ضریب طول اینبادبندها در صفحه اصلی و عمود بر صفحه اصلی بادبند به ترتیب 0.5 و 0.67 است و باتوجه به آنکه در آیین نامه UBC مقدار نسبت L/R با عدد 123 مقایسه میشود و در آییننامه 2800 نسبت KL/R با این عدد مقایسه میشود و این دو عدد با هم متفاوت هستند، اینکنترل برای این بادبندها باید به صورت دستی انجام شود.
ب- در آیین نامه ایرانبر خلاف آیین نامه UBC اجباری به فشرده بودن مقطع بادبندها ذکر نشده است. به همینجهت پیغامهای خطایی که بدین سبب در طراحی بادبندها داده میشود، را میتوان نادیدهگرفت.
با توجه به موارد اختلاف گفته شده در بالا و با توجه به آنکه معمولآ درنرم افزار برای بادبندها از مقاطع GENERAL یا SD استفاده میشود که نرم افزار آنهارا غیرفشرده میداند، نمیتوان برای بادبندها از مقاطع AUTOSELECT استفاده نمود وباید این مقاطع به صورت دستی وارد شوند و در طراحی آنها پیغامهای خطای گفته شده دربالا نادیده گرفته شود. اما برای بقیه مقاطع منعی در استفاده از مقاطع AUTOSELECT وجود ندارد

6- قبل از طراحی سازه وارد قسمت DEFINE/SPECIAL SEISMIC LOAD EFFECT شوید و در صفحه جدیدی که ظاهر میشود موارد زیر را انجام دهید:
الف- در قسمتبالای صفحه گزینه INCLUDE SPECIAL SEISMIC DESIGN DATA را انتخاب نمایید
ب- درقسمت RHO FACTOR (RELIABILITY FACTOR BASED ON REDUNDUNCY) گزینه USER DEFINED راانتخاب و برای آن عدد 1 را وارد کنید
ج- در قسمت DL MULTIPLIER نیز گزینه USER DEFINED را انتخاب کرده و برای آن عدد 0 را وارد کنید
قابل ذکر است که این دوعدد باعث تغییراتی در ترکیب بارهای طراحی طبق آیین نامه های آمریکا میشود که باوارد کردن این اعداد این تغییرات اعمال نمیگردد
د- بقیه قستمها را رها کرده ودر قسمت پایین صفحه در قسمت OMEGA FACTOR (SYSTEM OVERSTRENGH FACTOR) گزینه USER DEFINED را انتخاب نمایید و برای آن اگر آیین نامه 2800 را استفاده میکنید عدد 2.8و اگر مبحث دهم را استفاده میکنید 2.4 را وارد نمایید.

7- اگر لازم است کهمطابق آیین نامه 2800 صددرصدنیروی زلزله با 30 درصد جهت دیگر ترکیب شود موارد زیررا در نظر داشته باشید
الف- حالتهای بار مربوط به 100 درصد نیروی زلزله را بستهبه آنکه برون از مرکزیت اتفاقی لازم باشد یا نه معرفی نمایید
ب- دو حالت بارنیز برای اعمال 30 درصد نیروی زلزله معرفی کنید. این دو حالت بار بدون برون ازمرکزیت اتفاقی است. به جای آنکه ضریب 0.3 را بعدآ در ترکیب بارها اعمال کنید درهمان ابتدا این ضریب را در ضریب زلزله ضرب و حالت بار را با همان ضریب معرفی کنید. در صورتی که این ضریب در ترکیب بارها اعمال شود در کنترل ستونها برای ترکیب باروِیژه آیین نامه 2800 (بند 5-1 پیوست 2 یا معادل آن در مبحث دهم) ایرادی در کنترلستون ایجاد میشود و ستون بر اساس مجموع 100 درصد نیروی زلزله در هر دو جهت متعامدکنترل میشود و نه 100 درصد نیروی زلزله در یک جهت و 30 درصد نیروی زلزله در جهتمتعامد
ج- ترکیب بارها را بر این اساس اصلاح کنید. توجه کنید که این ترکیب بایددر هر دو جهت با در نظر گرفتن جهت مثبت و منفی ترکیب 100 درصد نیروی زلزله با 30درصد نیروی زلزله جهت متعامد اعمال کنید و در نتیجه ترکیب بارهای زلزله نسبت بهحالت معمولی دو برابر میشود

8- پس از طراحی اولیه سازه که در یک فرآیند سعی وخطا انجام میشود ، موارد زیر را کنترل کنید:
الف- حتمآ طراحی با مقاطع نهایینیز یکبار کنترل شود
ب- اگر از ضوابط سازه های منظم جهت طراحی ساره استفاده ایکرده اید این ضوابط را حتمآ برای سازه نهایی کنترل کنید
ج- ضوابط مربوط به بروناز مرکزیت اتفاقی و علی الخصوص ضابطه مربوط به تشدید برون از مرکزیت را حتمآ کنترلکنید و در صورت لزوم اصلاح لازم را در مدل و طراحی سازه انجام دهید. در هر صورتآخرین مدل شما باید یکبار دیگر توسط نرم افزار دوباره طراحی و کنترل شود

9- اگر در سازه شما در برخی سقفها اختلاف تراز وجود دارد. این اختلاف تراز را باید بامعرفی REFERENCE PLANES در محلهایی که اختلاف تراز وجود دارد و نه تعریف طبقه جدیددر این محلها مدلسازی نمایید

10- اگر مدل شما شامل بادبندهای پرده ای (بادبندهای Y شکل ) میباشد، برای مدلسازی آن شما مجبورید به علت ایجاد یک گره میانیدر تراز خارج طبقه یا با مقداری اغماض اتصالات بادبندها در این گره را به صورتگیردار معرفی نمایید و یا آنکه روش اعمال نیروهای زلزله را تغییر داده و نیروهایجانبی را پس از محاسبه دستی به سازه اعمال نمایید

11- سعی شود با مقداریاغماض از مدلسازی تیرهای پله صرفنظر شود و پله به صورت دستی محاسبه شود. در محل پلهنیز همانند بقیه قسمتها سقف با المان SHELL معرفی شود.

12- جهت توزیع مناسبنیروهای ثقلی بین پلها المانهای شل را به صورت MEMBRANE معرفی کنید و در هنگاممعرفی این المانها گزینه USE SPECIAL ONE-WAY LOAD DISTRIBUTION را (برای سقفهایتیرچه ای و کامپوزیت ) را فعال کنید.

13- در تعریف نیروهای زلزله چنانچه ازگزینه USER COEFFICIENT استفاده میکنید و همچنین در تعریف بار مرده محاسبه وزن سازهرا بر عهده نرم افزار قرار داده اید، در هنگامی که میخواهید در تعریف DEFIME/MASS SOURCE برای معرفی ترکیب بار جهت محاسبه وزن سازه در بالای صفحه گزینه FROM LOADS را انتخاب کنید. توجه کنید در این حالت چون وزن سازه جزیی از بار مرده میباشد دیگرلازم نیست برای محاسبه وزن سازه جرم سازه جداگانه به جرم محاسبه شده ناشی از بارهایزنده و مرده اضافه شود.

14- اگر در سازه شما کاربریهای مختلف با درصد مشارکتمختلف در محاسبه وزن سازه وجود دارد حتمآ چند نوع بار زنده معرفی کنید و برای هر یکاز این بارها درصد مشارکت را جداگانه وارد کنید

15- جهت کنترل تغییر شکلهایجانبی سازه شما میتوانید در قسمت DESIGN/STEEL FRAME DESIGN/SET LATERAL DISPLACEMENT TARGET... مقادیر مجاز تغییر شکلها را بر اساس آیین نامه 2800 واردکنید. در این صورت در حالتی که از مقاطع AUTOSELECT استفاده میکینید این مقاطع بادر نظر گرفتن کنترل تغییر شکلهای جانبی مجاز انتخاب میشوند. البته در آخر شما بهتراست یکبار مقاطع را کنترل کنید تا بیهوده از مقاطع غیراقتصادی استفاده نشده باشد.

16- سعی کنید با تغییر آرایش و مقطع بادبندها در پلان و ارتفاع در یک فرآیندسعی و خطا لنگر پیچشی را به حداقل برسانید. به این نکته نیز باید توجه شود. به ایننکته هم توجه کنید که ستونهایی که در دهانه های بادبندی شده قرار ندارند ممکن استمقداری نیروی زلزله در آنها ایجاد شود.

17- توجه کنید هرچند در سازه های باسیستم قاب ساده ساختمانی و بادبند بر اساس یک سنت فرض میشود که ستونها تنها نیروهایمحوری را تحمل مینمایند و در آنها نباید هیچ لنگری ایجاد شود، اما عملآ به دلایلمختلف از جمله اختلاف چند سانتیمتری محل اعمال واکنش تیرها با محور ستونها، یک سریلنگرها در ستونها ایجاد میشود که نباید به هیچوجه این لنگرها در طراحی سازه نادیدهگرفته شود. بلکه باید در صورت قابل توجه بودن این لنگر با استفاده از مقاطع با سختیخمشی بیشتر برای ستون (به طور مثال مقاطع پاباز) ستون را تقویت نمود.

18- توجهکنید با توجه به آنکه معمولآ بال فشاری تیرها که در قسمت بالای تیر قرار دارد بهوسیله بتن سقف به صورت جانبی در تمامی طول آن مهار میشود، میتوان تیرها را مهار شدهفرض کرد و بر حسب آنکه مقطع فشرده یا غیرفشرده میباشند، میتوان تنشهای خمشی آنها رابرابر 158 یا 1440 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع فرض کرد. بدینمنظو شما با انتخاب تمامیتیرها وارد قسمت design/ steel frame design/view/revise overwrites... شده و درقسمت unbraced lengh ratio (minorltb) یک عدد کوچک، مثلآ 0.01 را وارد نمایید (عددصفر را نرم افزار قبول نمیکند) بدینترتیب تیرها در تمامی طول خود مهار شده فرضمیشوند و تنشهای خمشی آنها بر این اساس محاسبه میشود. البته توجه کنید در موردمقاطع sd آنها به صورت غیرفشرده فرض میشوند، اگر این مقاطع فشرده هستند شمامیتوانید به صورت دستی تنش مجاز را برای آنها وارد نمایید.

19- حتمآ سعی کنیددر مدل نهایی سازه مقاطعی را قرار دهید که در نقشه نیز همانها را استفاده میکنید. اگر قرار است به دلایل اجرایی مقطعی را در نقشه به طور مثال بزرگتر استفاده کنید درمدل کامپیوتری نیز همان مقطع نقشه را استفاده کنید


برچسب‌ها: چند نکته در طراحی ساختمانهای باد با etabs, مهندس جوانبخت 09141845428
|+| نوشته شده توسط civil kurd در شنبه بیست و پنجم آذر 1391  |
 کنترل فشردگی مقاطع:

کنترل فشردگی مقاطع:

  طبق آیین نامه ملی مبحث 10 طراحی سازه فولادی به روش تنش مجازASD همانند آیین نامه های AISC-ASD , UBC انجام میگیرد.

کنترل فشردگی مقاطع:
چنانچه از AISC برای طراحی سازه فلزی اسفاده شود میبایست مقدار تنش مجازFb برای تیرها فشرده درنظر گرفته شود و از 0.6Fy به مقدار 0.66 Fy تغییر یابد.
برای ستون ها به دلیل استفاده از جوش در مقاطع جفت و عدم پیوستگی کامل طبق بند 10-1-5-4 مقطع فشرده نخواهد بود.با افزایش فاصله پروفایل های سازنده ستون ها میتوان قدرت مقطع جفت را در دو جهت مساوی کرد.
برای بادبندها هم نیازی به فشرده بودن مقاطع نیست که برای این منظور، استفاده از قابلیت Auto Select در Etabs برای طراحی بادبند ها لازم نیست و این اجزاء در سازه با معرفی و تغییر مقطع کنترل میگردند.
افزایش تنش مجاز در آیین نامه ها:
در صورت استفاده از آیین نامه UBC برای طراحی سازه فلزی بجهت احتمال کم وقوع بار زلزله در حالت وجود بار زنده یا باد میتوان تنش مجاز را 33% افزایش داد یا باید ضرایب 0.75 در ترکیبات بار شامل بار زلزله اعمال شود. با تعریف UBC ،برنامه تنش مجاز را افزایش نمی دهد و مطابق توضیحات ذکر شده میبایست در ترکیب بارهایی که شامل نیروی زلزله میباشند همگی در 0.75 ضرب گردند.
چنانچه در ETABS از آیین نامه AISC استفاده شود. طبق تعریف در پیشفرض تنظیمات آیین نامه، هنگامی که به ترکیب بار دارای زلزله میرسد، افزایش تنش مجاز لحاظ میشود و لازم نیست که این ضریب در ترکیبات بار وارد شود. برنامه ضریب کاهش 0.75 بار را به صورت افزایش 1.33 تنش مجاز لحاظ خواهد کرد.البته توجه داشته باشید چنانچه بخواهید با نیرویی که از ETABS در این حالت برداشت میکنید طراحی را کنترل کنید ،باید تنش مجاز را در 1.33 ضرب کرد.
کنترل ترکیبات بار پیوست 2-2800 :
در طراحی ستون ها میبایست ترکیبات بار ویژه پیوست 2 آیین نامه 2800 نیز جداگانه بررسی شود.برای این منظور چنانچه از UBC برای طراحی سازه استفاده شود همانطور که در ادامه گفته خواهدشدامکان منظور نمودن این کنترل در خود Etabs وجود خواهد داشت، اما بدلیل اینکه مراجعی از قبیل نظام مهندسی ساختمان استان تهران استفاده از UBC را در طراحی سازه ها مجاز نمی داند و از لحاظ شباهت آیین نامه ای AISC نزدیک تر به آیین نامه ملی ما دیده شده است لذا میبایست پس از آنالیز و طراحی سازه با AISC خروجی مربوط به نیروی محوری ناشی از بار مرده ،زنده و زلزله درستون ها برداشت شود و با توجه به این نکته که در AISC تنش مجاز آیین نامه ای در 1.33 بطور پیش فرض ضرب گردیده لذا با ضرب مجموع نیروی محوری در ضریب 1.33 این افزایش تنش مجاز خنثی شود و ضوابط مربوطه برای کنترل کشش و فشار برای ستون ها درنظر گرفته شود..نتایج مربوط به کنترل ستون ها طبق پیوست 2 -2800 برای ستون های کناری مهاربندها بحرانی ترخواهد بود.
تنظیمات لرزه ای ویژه پیوست2-2800 در Etabs :
آیین نامه UBC مشابه آیین نامه AISC میباشد و تنها ترکیبات بار و ضوابط لرزه ای آن متفاوت است.ضوابط لرزه ای آیین نامه در پیوست دوم 2800 ایران مشابه ضوابط لرزه ای آیین نامه UBC میباشد.البته در ترکیبات بار اندکی در ضرایب تفاوت وجود دارد که در UBC در جهت اطمینان است.برای درنظر گرفتن ضوابط لرزه ای پیوست2 آیین نامه 2800 برای کنترل ستون ها میبایست از منوی Define>Seismic Data>include Seismic Data فعال گردد که در این منو چون گزینه های مرتبط همگی مربوط به آیین نامه UBC میباشد وجز ضریب امگا از بقیه در 2800 حرفی به میان نیامده بنابراین با مقادیر Rh=1 , DL factor=0 آنها را خنثی مینماییم و مطابق مبحث10 برای ضریب امگا مقدار 0.4 برابر ضریب رفتارسازه در همان جهت را منظور مینماییم.
پس از طراحی سازه با UBCچنانچه ترکیب بار ویژه حاکم شود در قسمت Detail جزئیات طراحی هر ستون عبارت Special Combo درج میگردد که معمولا برای ستون ها کنار بادبند ها این ترکیب بار بحرانی خواهد بود.
در سازه فلزی جهت طراحی نیازی به لحاظ اثر پی دلتا نیست اما در سازه های فاقد مهار جانبی برای کنترل جابجایی نسبی طبقات استفاده از پی دلتا توصیه میشود.
تنظیمات ترکیب دو سیستم سازه ای در Etabs :
برای تنظیم آیین نامه و پارامترهای آن با اجرای دستور Option>Preferences>Steel Design پس از اتتخاب آیین نامه طراحی از کشوی Frame Type به جهت محدودیت برنامه برای سازه هایی که در دو طرف دارای دو سیستم متفاوت هستند به اشکالاتی بر میخوریم که برای دو حالت مهم و متداول در سازه ها نحوه برطرف نمودن مشکل مربوطه بیان شده است:
اگر در یک سمت قاب مهاربندی همگرا و در جهت عمود قاب مهاربندی واگرا داشته باشیم:
ابتا کلیه تیر،ستون و بادبند های سازه از نوع Braced Frame تعریف کنیدو هنگام طراحی تیر ها ، ستون ها و بادبند های واگرا از منویDesign>SFD>View Overwrites از نوع EBF درنظر گرفته شوند.لازم است ستون هایی که از یک طرف به بادبند واگرا و از طرف دیگر به بادبند همگرا وصل میشوند دو بار طراحی شوند.یکبار به صورت Braced Frame و بار دیگر EBF.
اگر در یک سمت قاب خمشی(با هر نوع شکل پذیری) و در سمت دیگر سیستم مهاربندی دشته باشیم:
در این حالت میبایست جهت طراحی دقیق از همان ابتدا دو فایل ایجاد نمود. یکی از نوع قاب خمشی و دیگری از نوع قاب مهاربندی تعریف گردد.برای هریک از این دو فایل تیر ها و ستون ها همگی در جهت اطمینان برای هر دو سمت از نوع قاب خمشی تعریف گردد(چراکه سیستم مهاربندی برای تیرها و ستون ها دارای الزامات خاصی در آیین نامه نیست).برای بادبندها از منویDesign>SFD>View Overwrites نوع آنها انتخاب شود ودر تنظیمات ویژه پیوست 2-2800 برای هر کدام از دو فایل ضریب رفتار سیستم مرتبط در نظر گرفته شود. با مقایسه نتایج دو فایل در نهایت تیر ستون و بادبند ها برای بهینه نمودن جواب کنترل میگردد.
تنظیم پارامتر های طراحی:
- با انتخاب تیر ها و اجرای دستور Design>SFD>View Overwrites گزینهUnbraced Length Ratio(minor.LTB) بدلیل اینکه تیر های سقف توسط تیرچه ها و دال بتنی مهار میشوند و امکان کمانش جانبی پیچشی ندارند ، برابر مقداری کوچک ) معمولا 0.05 یا 0.01 (درنظر گرفته شود.درواقع این ضریب به منزله فاصله بین تکیه گاه های جانبی بال فشاری تیر است. چنانچه از AISC برای طراحی سازه فلزی اسفاده شود میبایست تیرها فشرده درنظر گرفته شود و مقدار تنش مجازFb تیرها از 0.6Fy به مقدار 0.66 Fy تغییر داده شود.
- با انتخاب ستون ها ضریب Cm ستون ها در جهت قاب خمشی طبق بند 10-1-6-1 مبحث 10 Moment Coefficient(Cm Major) برابر 0.85 و در جهتی که ستون به بادبند در ارتباط است ضریب طول موثر ستون حول همان محور Efficient Length Factior (K) برابر 1 منظور گردد.(این ضریب برای ستون هایی که در قاب مهاربندی نیستند توسط برنامه محاسبه میگردد)
- با انتخاب بادبند ها برای بادبند های همگرا x برای کمانش درون صفحه که در Etabs بطور پیشفرض محوری که درون صفحه است محور اصلی تعریف میشود مقدار Unbraced Length Ratio(Major)=0.5 و برای کمنش خارج از صفحه این مقدار Unbraced Length Ratio(Minor)=0.67 تعریف میگردد.(این مقدار برای بادبند های واگرا پیش فرض 1 تعریف میشود .

- در Etabs تیر های I شکل یا ناودانی که دو انتهای آنها مفصلی باشد چنانچه درون سقف با مقطع Deck قرار گیرند بطور پیش فرض مرکب طراحی میشوند که در طراحی سازه یا سقف مرکب میبایست ابتدا این تیر ها را از حالت پیش فرض خارج کرده و پردازنده طراحی فولادی را برای آنها انتخاب کنیم. برای این منظور پس از انتخاب کلیه تیر های اصلی سازه دستور Design>Overwrite Frame Design Procedure را اجرا کرده و در جبه ظاهر شده گزینه Steel Frame Design را انتخاب کنید تا نرم افزار تمام تیر ها را بصورت اعضای فولادی طراحی کند .

- طراحی اتصالات مفصلی و خمشی سازه فلزی برای برش و خمشی موجود میبایست ضوابط درج شده در مبحث 10-3 برای قاب خمشی معمولی ،متوسط و ویژه را شامل شود. جهت طراحی اتصالات برشی (مفصلی)تیر ها به ستون ها میتوان نیروی برشی اتصالات ر از خروجی مربوط P-M Colors/Beam Shear Force گرفته شود.برای قاب خمشی متوسط طبق بند 10-3-8-4 میبایست اتصال براساس ظرفیت خمشی پلاستیک M=Zfy طراحی گرددکه نتایج Etabs هم بر اساس همین لنگر پلاستیک است و میتوان از نتایج Etabs استفاده نمود
اتصالات وصله بادبند ها میبایست طبق بند 10-3-10-3 طراحی گردد. که میتوان در جهت اطمینان از خروجی Etabs در طراحی سازه با UBC استفاده نمود. برای طراحی اتصالات بادبند، نیروی محوری بادبند را میتوان از P-M Colors Brace Axial Force دریافت نمود


برچسب‌ها: کنترل فشردگی مقاطع, مهندس جوانبخت 09141845428
|+| نوشته شده توسط civil kurd در شنبه بیست و پنجم آذر 1391  |
 نکاتی از تحلیل و طراحی دیوار برشی

نکاتی از تحلیل و طراحی دیوار برشی

نکاتی از تحلیل و طراحی دیوار برشی

 برای معرفی مصالح دیوار برشی میبایست دقت شود که یک مصالح جدید با میلگردهای فولادی طولی و عرضی AIIتعریف شود. دیوار برشی متشکل از مجموعه ای از پوسته دیوار و ستون Pier به عنوان المان لبه ای میباشد که این ستون ها عملا رفتار ستونی نداشته و در واقع به عنوان بخشی از دیوار عمل میکنند.

مطابق آیین نامه اگر تنش فشاری دیوار تحت اثر بارهای نهایی بیشتر از 0.2 fc شود باید المان لبه ای تامین شود.جزء لبه ای ناحیه ای است که باید در آن خاموت گذاری ویژه انجام شود.این ناحیه می تواند در دیوار های با ضخامت ثابت نیز وجود داشته باشد و نیاز به بزرگ کردن لبه های دیوار به شکل ستون نباشد.المان های ستون مانند کناری برای جایگذاری راحت تر میلگردها و تقویت دیوار بکار میروند. در المان لبه ای باید ضوابط ویژه خاموت گذاری را همانند ستون ها رعایت نمود.

مطابق آیین نامه نباید ضخامت دیوار از 15 سانت و عرض المان مرزی از 30 سانت کمتر باشد.

برای  اینکه Etabs این ستون ها و المان های پوسته ای را بصورت مجموعه ای واحد در نظر بگیرد میبایست به هر دویک نام اختصاص داده شود:

نامگذاری ستون های کناری                  Assign>Frame>Pier Label…

نامگذاری پوسته                           Assign>Shell Area>Pier Label…

-معمولا میلگردهای خمشی و محوری دیوار در این المان های مرزی متمرکز شده و در طول دیوار از میلگرد حداقل استفاده خواهد شد.عملکرد اصلی جان دیوار(پوسته)تحمل برش است.

- مقطع دیوار برشی معمولا از نوع صرفا غشاییMembrane(با رفتار درون صفحه ی)معرفی میشود.(توضیحات تخصصی در بحث تفاوت Shell , Membrane آورده شده است)دیوار برشی تنها بارهای درون صفحه خود را تحمل نموده و لنگر خارج از صفحه را تحمل نمی نماید. به عبارت دیگر دیوار در راستای طول خود عملکرد دارد و در راستای ضخامت عملکردی ندارد. با فرض این رفتار،هیچ لنگری در امتداد خارج از صفحه ای دیوار ایجاد نمی شود، مشابه اینکه در راستای طولی دیوار مفصل شده باشد.

- در تعریف المان دیوار برشی در ناحیه membrane   و Bending دو ضخامت نشاندهنده مشخصات غشایی(کششی و فشاری) و مشخصات خمشی میباشد که هردو از روی یک ضخامت بدست می آیند.برای ورق های موجدار یا صفحات تقویت شده ممکن است ایندو  ضخامت متفاوت باشند.

-درصورت عدم تقسیم بندی دیوار برشی،ارتباط دیوار با پی تنها در دو نقطه انتهایی برقرار می شود که منجر به انتقال کوپل نیروی بزرگ به پی میشود که منجر به خطا میشود.برای ارتباط گسترده دیوار با پی و بالا بردن دقت محاسبات باید دیوار ها در راستای طولی آنها تقسیم بندی شوند.برای این منظور از منوی Edit>Mesh Areas  تعداد تقسیم بندی را به نحوی در راستای طولی و عرضی انجام دهید تا طول تقسیمات طولی انجام شده حداکثر 0.5 متر شود.هرچه شبکه بندی ریز تر باشد دقت محاسبات بالاتر خواهد رفت.برای دیوار های برشی که مقطع آنها ازنوع غشایی Membrane باشد تقسیم بندی در راستای طولی کافیست اما برای دیوار های برشی با مقطع پوسته ایShell باید تقسیم بندی در راستای قائم نیز صورت گیرد.

 

- چون Etabs در صورت عدم وجود تیر توزیع بار را به درستی انجام نمیدهد ،ضروریست تیرهای درون دیوار برشی برای انتقال بار سقف به دیوار برشی مدل شوند (البته در اجرا چنین تیری اجرا نمی گردد و صرفا در مدل آورده میشود
اندازه این تیرها برای سادگی مشابه تیرهای هم امتداد آنها فرض میگردد.دقت شود با توجه به شبکه بندی دیوار برشی در راستای طولی و تقسیم شدن تیر در این موقعیت ها عملا تیر در دیوار مدفون شده و سختی قابل توجه ای ایجاد نمیکند.
تیر های مدفون شده و نیز ستون های المان مرزی دیوار برشی جزء دیوار هستند و طراحی آنها بر مبنای ضوابط ستون های بتنی لازم نیست.بنابراین در طراحی اسکلت بتنی به میزان آرماتورها ونسبت تنش آنها توجهی نکنید.
در محاسبات با منوی Assign>Frame >Frame Property Modifiers ضریب Mass . Weight را برای این تیر های 0 و ضریب کاهش لنگر لختی حول محور 3 را 0.35 وارد کنید.

ضرایب ترک خوردگی در دیوار برشی:

همانطور که در 2800 و مبحث 9 آمده ترک خوردگی لنگر لختی برای دیوار ترک خورده  همانند تیر ها 0.35 . برای دیوار ترک نخورده همانند ستون ها 0.7 منظور میگردد.معیار ترک خوردگی دیوار رسیدن به تنش کششی 0.2 fc میباشد.

بطور خلاصه هر اندازه رفتار دیوار به تیر نزدیک باشد(که این اندازه برای دیوار های با ارتفاع زیاد که رفتاری خمشی دارند اتفاق می افتد)ترک خوردگی دیوار حتمی بوده و هماند تیر ها باید0.35 برای آن منظور شود اما چنانچه دیوار ها همالنند ستون ها دارای رفتار غالبا فشاری باشد(دیوارهای کم ارتفاع همانند دیوار حائل)ضریب ترک خوردگی لنگر لختی آن 0.7 منظور میگردد.

ترک خوردگی دیوار باید به ستون های اطراف آن و المان های پوسته ای اعمال شود زیرا لنگر لختی دیوار حاصل جمع لنگر لختی ستون های انتهایی و المان های پوسته ای است.از آنجا که سختی دیوار در راستای طولی f22 میباشد و این سختی در راستای دیوار تامین کننده سختی خمشی آن(مساحت و لنگر لختی دیوار) است بنابراین در دیوار ها ضریب ترک خوردگی باید به سختی غشایی f22 و در ستون های کناری به مساحت(Cross Section Area) و لنگر لختی Moment of interia 2 , 3 axis اعمال نمود.

لازم به ذکر است علت اعمال ضریب ترک خوردگی حول محور 3 این است که در راستای3 ستون ، قاب خمشی وجود دارد  و همانند قاب خمشی میبایست ضریب ترک خوردگی آن همواره حول محور 3 =0.7 منظور گردد.

بنابراین بصورت خلاصه میبایست تنظیمات زیر برای ستون و پوسته دیوار برشی منظور گردد:

اعمال ضرایب ترک خوردگی ستون کناری                   Assign>Frame>Frame Property…

اعمال ضرایب ترک خوردگی پوسته      Assign>Shell Area>Shell Stiffness Modifiers…

-در جهتی که قاب خمشی همراه با دیوار برشی قرار گرفته به دلیل سختی قابل توجه دیوار برشی تمامی بار زلزله در آن جهت به دیوار برشی وارد می آید و این مطلب را از خروجی آرماتور برشی برای دیوار ها پس از طراحی میتوان ملاحظه نمود که برای ستون در سمت قاب دارای دیوار برشی عدد صفر منظور میگردد.

سه روس برای طراحی دیوار برشی وجود دارد:

1-روشSimplified  T , C  روش تبدیل لنگر و نیروی محوری دیوار به دو ستون که به روش المان مرزی معروف است و بصورت دستی نیز قابل انجام است.در این روش میبایست حداکثر درصد فولادی کششی و فشاری المان های مرزی برای طراحی اجزای لبه ای برابر 0.03 همانند ستون های معمولی تعریف گردند.این روش با توجه به عدم در نظر گرفتن میانه دیوار  برای تحمل لنگر وارده در طبقات  در جهت اطمینان است.(جان تنها برش را تحمل مینماید)

2- روش Uniform Reinforcing  که روش میلگرد گذاری سکنواخت است و دورتادو دیوار از یک میلگرد یکنواخت استفاده میشود  و بیشتر برای دیوارهای مستطیلی که در دو لبه خود دارای ستون نیستند مناسب است.

3- General Reinforcing که در این روش با استفاده از Section Designer مقطع دیوار ساخته شده و به دیوار ها اختصاص داده میشود و سس طراحی یا کنترل برای هر نوع دیواری انجام میپذیرد.

حداکثر و حداقل درصد میلگرد قائم دیوار مطابق آیین نامه آبا به ترتیب 0.04 (با رعایت محل وصله=0.02 ) و 0.0025 میباشد.

کنترل المان مرزی:

طبق آیین نامه میتوان اجزای لبه ای را در محل هایی که تنش فشاری دیوار کمتر از 0.15 fc می شودقطع کرد.چنانچه این ضابطه رعایت نگردد میتوان ضخامت  پوسته  دیوار را افزایش داد.

برای مدل کردن اثر دیوار برشی در پی میتوانید از تیر عمیق که عمق آن برابر ارتفاع دیوار و عرض آن هم ضخامت دیوار است استفاده کنید.لازم به ذکر است درصورت شبکه بندی دیوار برشی در Etabs  با انتقال نتایج به Safe برنامه یکسری تیر عمیق به ارتفاع دیوار و عرض آن در محل دیوار برشی ایجاد و نیروهای دیوار را در محل گره های محل شبکه بندی دیوار منتقل میکند


برچسب‌ها: نکاتی از تحلیل و طراحی دیوار برشی, مهندس جوانبخت 09141845428
|+| نوشته شده توسط civil kurd در جمعه بیست و چهارم آذر 1391  |
 طراحی و آنالیز با نرم افزار etabs

طراحی و آنالیز با نرم افزار etabs

طراحی و آنالیز با نرم افزار etabs


در طراحی و آنالیز با نرم افزار ETABS در ساختمان های بتنی با قاب خمشی ویژه رعایت نکات زیر ضروری است:
1- مطابق آیین نامه 2800 در ساختمان های دارای اهمیت زیاد (بناهای ضروری) فقط باید از سیستم هایی که ویژه هستند استفاده شود بند 2-4-7 آیین نامه 2800.

2- سیستم های باربر : دال دو طرفه از مناسب ترین سیستم های بار بر ثقلی به شمار می رود.

3- ضخامت دال:

ضخامت دال باید قبل از شروع عملیات مدل سازی به کمک روش دستی محاسبه شود.

بهترین و دقیق ترین روش برای این کار استفاده از نرم افزار safe می باشد. دال یک طبقه باید مدل شود و کفایت آن از لحاظ کنترل خیز و میلگرد مورد نیاز در این برنامه کنترل شود.

در آیین نامه بتن ایران ضخامت دال:

برای دال هایی که 4 طرف آنها پیوسته میباشد: T(min) =O/180

برای دال هایی که 4 طرف آنها آزاد باشد : T(min) = O/140

برای دو طرف آزاد میانگین خواهیم گرفت .

4- بارگذاری:

برای براورد بار دیوارهای داخلی 10 سانتی متری ابتدا وزن کل پارتیشن ها ی طبقه محاسبه شده سپس این وزن روی سطح طبقه پخش می شود. بار دیوارهای جانبی نیز مستقیماً روی تیرهای جانبی پخش می شود.

5- بارگذاری جانبی زلزله

مطابق آیین نامه 2800 میتوان زمان تناوبی سازه را به میزان حداکثر 25% افزایش داد مشروط به اینکه از زمان تناوبی محاسباتی (تئوری) بیشتر نشود.

(!) زمان تناوبی تجربی :T= 0. 07x (h) 0. 75 (بتنی)

که منظور ضرب این مقدار در عدد 1. 25 می باشد

6- در معرفی مشخصات مصالح

الف) مبنای برنامه برای تقسیم بار سقف فاصله مرکز تا مرکز می باشد اما بار واقعی از بر تیر تا بر تیر قرار دارد .

ب) برنامه Etabs وزن تیر ها و ستون ها را بر مبنای فاصله مرکز تا مرکز آنها محاسبه می کند و وزن ناحیه فصل مشترک تیر و ستون دو بار محاسبه می شود که برای حل این مشکل طبق زیر عمل می کنیم:

وزن دال به طور کامل محاسبه می شود و در عوض وزن تیر را به نسبت ناحیه مشترک آن با دال کاهش می دهیم. در مورد ناحیه باقی مانده که بین تیر و ستون مشترک است،فرض میکنبم این ناحیه جزء تیر میباشد و اثر کاهش آن روی ستون خواهیم دید.

یک راه حل برای رفع این مشکل اصلاح جرم واحد حجم و وزن واحد حجم تیر ها و ستون ها می باشد در واقع این کار به معنی تعریف چند نوع مصالح می باشد.

W = (0. 60/0. 80) x 2400=A وزن واحد حجم اصلاح شده تیر

W = [5. 00/(5. 80-0. 60)] x 2400= B kg/m 3وزن واحد حجم اصلاح شده ستون

و به همین ترتیب جرم اصلاح شده تیر را حساب میکنیم.

حال این این اعداد یعنی ,.. A,B را در پنجره Material Property Data وارد میکنیم. معمولاً می توان از اثر اختلاف ارتفاع ستون چشم پوشی کرد ولی در مورد تیر قابل اغماض نیست

این مشکل در سازه های بتنی با مقاطع بزرگ به شدت در آنالیز و طراحی دخیل میباشد اما در سازه هایی با مقاطع کوچک و نیز سازه های فولادی چندان تأثیری ندارد.

7- معرفی مقاطع:

در جعبه Reinforcement Data اگر مقادیر آرماتور در دو انتها تعیین شود طراحی دقیق تر خواهد شد در غیر این صورت Etabs خودش محاسبه میکند.

8- معرفی مقطع دال :

در صفحه Wall/Slab section برای دال های مسطح ضخامت غشایی با ضخامت خمشی همواره برابر است(برابر ضخامت خود دال)

المان دال سه حالت میتواند داشته باشد:

Shell : رفتار کامل صفحه، در این حالت تمام درجه های آزادی فعال می باشد

Membrane : رفتار صرفاً غشایی در این حالت درجات آزادی درون صفحه ای فقط آزادند یعنی (سه درجه آزادی دارند)

Plate : صرفآ خمشی در این حالت تنها درجات آزادی برون صفحه ای فعال هستند و بقیه غیر فعال

9- معرفی حالات بار استاتیکی:

بنابر آیین نامه 2800 در ساختمان با اهمیت زیاد باید اثر پیچش تصادفی لحاظ شود

10- حالت بار ویژه (WALL) برای معادل سازی جرم و بار نیز باید معرفی شود (توضیح در زیر)

11- اگر زمان تناوبی سازه از 0. 70 بیشتر باشد باید اثر نیروی شلاقی لحاظ شود

12- امکان معرفی ضریب زلزله به سازه وجود دارد اما در صورت معرفی ضریب زلزله (بدون استفاده از آیین نامه های موجود ) اثر نیروی شلاقی لحاظ نمی شو د گزینه توزیع نیروی زلزله با معرفی ضریب زلزله User Coefficient می باشد، یکی از راه های رفع این مشکل این است که توزیع نیروی زلزله به صورت دستی محاسبه و به برنامه معرفی شود.

راه حل دیگر که مناسب تر به نظر می رسد استفاده از آیین نامه UBC 94 می باشد، به راحتی می توان پارامتر های آیین نامه 2800 را با آیین نامه UBC94 معادل کرد :

به تشریح چگونگی این موضوع می پردازیم:

اگر ضریب بازتاب را در دو آیین نامه فوق با هم معادل کنیم تمامی ضرایب حذف شده و به رابطه زیر می رسیم :

S = T0 0. 66

که ضریب T0 برای ما آشنا است (2800) حال اگر ضریب بازتاب از 2. 5 کوچکتر باشد بدون هیچ مشکلی از UBC94 استفاده می کنیم اما در غیر این صورت ضریب را در نسبت 2. 5 به C ی محاسبه شده توسط آیین نامه UBC، ضرب کرد

13- در Define menu>Static load cases>1994 UBC seismic Loading

اگر در تعریف و قرار دادن "S" به مشکل برخوردیم یعنی اگر عدد به دست آمده دارای بیش از دو رقم اعشار باشد،می توانید به دلیل خطی بودن رابطه ضریب اهمیت (ا) با "S" جای این دو را عوض کنید.

14- در پنجره Define static load case names ضریب Self Weight Multiplier که ضریب لحاظ کردن وزن اسکلت سازه می باشد تنها برای بار مرده 1 است و برای دیگر حالات بار صفر میباشد

15- در جعبه define mass source تعریف حالت بار WALL در واقع بار نیست و برای در نظر گرفته شدن نصف دیوار زیر طبقه بام معرفی می شود

بار نصف دیوار زیر طبقه بام صرفا جهت محاسبه جرم معرفی میشود. این قسمت از دیوارهای بام، بار نیست ولی جرم است و باید در محاسبات جرم دخالت داده شود، یادمان باشد که در مورد دیوارهای پارتیشن هم باید این موضوع را رعایت کنیم یعنی دیوار پارتیشن جزء بار مرده طبقه بام نیست اما نصف بار پارتیشن باید در جرم آن لحاظ شود

16- یادمان باشد که opening سقفی است که سختی ندارد اما میتواند بار سطحی تحمل کند

17- در اختصاص نواحی صلب انتهایی در جعبه Frame End Length Offsets توصیه می شود به جای کل ناحیه صلب تنها نصف آن از طول انعطاف پذیر کسر شود (Rigid-zone factor =0. 50)

18- مطابق آیین نامه ACI باید ترک خوردگی مقاطع بتنی در طراحی در نظر گرفته شود.

تحلیل ∆ P- در سازه های بتنی باید با لحاظ کردن اثرات ترکخوردگی مقاطع انجام شود

"مطابق آیین نامه ACI ممان اینرسی ستون ها در سازه های بتنی باید در 0. 70 و در تیر ها در 0. 35 ضرب شود تا اثر ترک خوردگی در محاسبات لحاظ شود" .

19- معرفی دیافراگم صلب درجات آزادی را کاهش می دهد. در صورت معرفی دیافراگم برای یک طبقه آن طبقه سه درجه آزادی خواهد داشت.

20- طراحی مدل:

وقتی سازه بر اساس ضوابط شکل پذیری ویژه (ACI) طراحی می شود موارد زیر کنترل توسط ETABS کنترل خواهد شد :

کنترل میلگرد طولی تیر ها

کنترل مفایت ظرفیت مقطع ستون ها

کنترل جاموت مورد نیاز در تیرها و ستون ها

کنترل ظرفیت اتصال تیر به ستون ها

منترل ضابطه ستون قوی- تیر ضعیف

اما ضوابط و معیارهای اجرایی کنترل نخواهد شد به عنوان مثال برنامه موارد زیر را کنترل نخواهد نمود:

جاشدن میلگرد در عرض تیر ها

همپوشانی میلگرد در ستون ها

طول مهاری در تیر ها و ستون ها

21- یادمان باشد پیش فرض برنامه برای طراحی بر اساس شکل پذیری ویژه Special می باشد.

در بازنگری خروجی ها بک نکته اساسی این است که اگر در نمایش نسبت نیروی موجود به ظرفیت ستون عدد نمایش شده بزرکتر از 1. 0 باشد، باید مقطع بزرگتر شود

 


برچسب‌ها: طراحی و آنالیز با نرم افزار etabs, مهندس جوانبخت 09141845428
|+| نوشته شده توسط civil kurd در جمعه بیست و چهارم آذر 1391  |
 تنظیمات طراحی سازه های فولادی در Etabs

تنظیمات طراحی سازه های فولادی در Etabs

تنظیمات طراحی سازه های فولادی در Etabs

طبق آیین نامه ملی مبحث 10 طراحی سازه فولادی به روش تنش مجازASD همانند آیین نامه های AISC-ASD , UBC انجام میگیرد.

کنترل فشردگی مقاطع:

چنانچه از AISC برای طراحی سازه فلزی اسفاده شود میبایست مقدار تنش مجازFb برای تیرها فشرده درنظر گرفته شود و از 0.6Fy به مقدار 0.66 Fy تغییر یابد.

برای ستون ها به دلیل استفاده از جوش در مقاطع جفت و عدم پیوستگی کامل طبق بند 10-1-5-4 مقطع فشرده نخواهد بود.با افزایش فاصله پروفایل های سازنده ستون ها میتوان قدرت مقطع جفت را در دو جهت مساوی کرد.

برای بادبندها هم نیازی به فشرده بودن مقاطع نیست که برای این منظور، استفاده از قابلیت Auto Select در Etabs برای طراحی بادبند ها لازم نیست و این اجزاء در سازه با معرفی و تغییر مقطع  کنترل میگردند.

افزایش تنش مجاز در آیین نامه ها:

در صورت استفاده از آیین نامه UBC برای طراحی سازه فلزی بجهت احتمال کم وقوع بار زلزله در حالت وجود بار زنده یا باد میتوان تنش مجاز را 33% افزایش داد یا  باید ضرایب 0.75 در ترکیبات بار شامل بار زلزله اعمال شود. با تعریف UBC ،برنامه تنش مجاز را افزایش نمی دهد و مطابق توضیحات ذکر شده میبایست در ترکیب بارهایی که شامل نیروی زلزله میباشند همگی در 0.75 ضرب گردند.

چنانچه در ETABS از آیین نامه AISC استفاده شود. طبق تعریف در پیشفرض تنظیمات آیین نامه، هنگامی که به ترکیب بار دارای زلزله میرسد، افزایش تنش مجاز لحاظ میشود و لازم نیست که این ضریب در ترکیبات بار وارد شود. برنامه ضریب کاهش 0.75 بار را به صورت افزایش 1.33 تنش مجاز لحاظ خواهد کرد.البته توجه داشته باشید چنانچه بخواهید با نیرویی که از ETABS  در این حالت برداشت میکنید طراحی را کنترل کنید ،باید تنش مجاز را در 1.33 ضرب کرد.

کنترل ترکیبات بار پیوست 2-2800 :

در طراحی ستون ها میبایست ترکیبات بار ویژه پیوست 2 آیین نامه 2800 نیز جداگانه بررسی شود.برای این منظور چنانچه از UBC برای طراحی سازه استفاده شود همانطور که در ادامه گفته خواهدشدامکان منظور نمودن این کنترل در خود Etabs وجود خواهد داشت، اما بدلیل اینکه مراجعی از قبیل نظام مهندسی ساختمان استان تهران استفاده از UBC را در طراحی سازه ها مجاز نمی داند و از لحاظ شباهت آیین نامه ای AISC نزدیک تر به آیین نامه ملی ما دیده شده است لذا میبایست پس از آنالیز و طراحی سازه با AISC خروجی مربوط به نیروی محوری ناشی از بار مرده ،زنده  و زلزله درستون ها برداشت شود و با توجه به این نکته که در AISC تنش مجاز آیین نامه ای در 1.33 بطور پیش فرض ضرب گردیده لذا با ضرب مجموع نیروی محوری در ضریب 1.33 این افزایش تنش مجاز خنثی شود و ضوابط مربوطه برای کنترل کشش و فشار برای ستون ها درنظر گرفته شود..نتایج مربوط به کنترل ستون ها طبق پیوست 2 -2800 برای ستون های کناری مهاربندها بحرانی ترخواهد بود.

تنظیمات لرزه ای ویژه پیوست2-2800 در Etabs :

آیین نامه UBC مشابه آیین نامه AISC میباشد و تنها ترکیبات بار و ضوابط لرزه ای آن متفاوت است.ضوابط لرزه ای آیین نامه در پیوست دوم 2800 ایران مشابه ضوابط لرزه ای آیین نامه UBC میباشد.البته در ترکیبات بار اندکی در ضرایب تفاوت وجود دارد که در UBC در جهت اطمینان است.برای درنظر گرفتن ضوابط لرزه ای پیوست2 آیین نامه 2800 برای کنترل ستون ها میبایست از منوی Define>Seismic Data>include Seismic Data فعال گردد که در این منو چون گزینه های مرتبط همگی مربوط به آیین نامه UBC میباشد وجز ضریب امگا از بقیه در 2800 حرفی به میان نیامده بنابراین با مقادیر Rh=1 , DL factor=0  آنها را خنثی مینماییم و مطابق مبحث10 برای ضریب امگا مقدار 0.4 برابر ضریب رفتارسازه در همان جهت را منظور مینماییم.

پس از طراحی سازه با UBCچنانچه ترکیب بار ویژه حاکم شود در قسمت Detail جزئیات طراحی هر ستون عبارت Special Combo درج میگردد که معمولا برای ستون ها کنار بادبند ها این ترکیب بار بحرانی خواهد بود.

در سازه فلزی جهت طراحی نیازی به لحاظ اثر پی دلتا نیست اما در سازه های فاقد مهار جانبی برای کنترل جابجایی نسبی طبقات استفاده از پی دلتا توصیه میشود.

تنظیمات ترکیب دو سیستم سازه ای در Etabs :

برای تنظیم آیین نامه و پارامترهای آن با اجرای دستور Option>Preferences>Steel Design پس از اتتخاب آیین نامه طراحی از کشوی Frame Type به جهت محدودیت برنامه برای سازه هایی که در دو طرف دارای دو سیستم متفاوت هستند به اشکالاتی بر میخوریم که برای دو حالت مهم و متداول در سازه ها نحوه برطرف نمودن مشکل مربوطه بیان شده است:

اگر در یک سمت قاب مهاربندی همگرا و در جهت عمود قاب مهاربندی واگرا داشته باشیم:

 ابتا کلیه تیر،ستون و بادبند های سازه از نوع Braced Frame تعریف کنیدو هنگام طراحی تیر ها ، ستون ها و بادبند های واگرا از منویDesign>SFD>View Overwrites  از نوع EBF درنظر گرفته شوند.لازم است ستون هایی که از یک طرف به بادبند واگرا و از طرف دیگر به بادبند همگرا وصل میشوند دو بار طراحی شوند.یکبار به صورت Braced Frame و بار دیگر EBF.

اگر در یک سمت قاب خمشی(با هر نوع شکل پذیری) و در سمت دیگر سیستم مهاربندی دشته باشیم:

در این حالت میبایست جهت طراحی دقیق از همان ابتدا دو فایل ایجاد نمود. یکی از نوع قاب خمشی و دیگری از نوع قاب مهاربندی تعریف گردد.برای هریک از این دو فایل تیر ها و ستون ها همگی در جهت اطمینان برای هر دو سمت از نوع قاب خمشی تعریف گردد(چراکه سیستم مهاربندی برای تیرها و ستون ها دارای الزامات خاصی در آیین نامه نیست).برای بادبندها از منویDesign>SFD>View Overwrites نوع آنها انتخاب شود  ودر تنظیمات ویژه پیوست 2-2800  برای هر کدام از دو فایل ضریب رفتار سیستم مرتبط در نظر گرفته شود. با مقایسه نتایج دو فایل در نهایت تیر ستون و بادبند ها برای بهینه نمودن جواب کنترل میگردد.

تنظیم پارامتر های طراحی:

- با انتخاب تیر ها و اجرای دستور Design>SFD>View Overwrites گزینهUnbraced Length Ratio(minor.LTB)  بدلیل اینکه تیر های سقف توسط تیرچه ها و دال بتنی مهار میشوند و امکان کمانش جانبی پیچشی ندارند ، برابر مقداری کوچک ) معمولا 0.05 یا 0.01 (درنظر گرفته شود.درواقع این ضریب به منزله فاصله بین تکیه گاه های جانبی بال فشاری تیر است. چنانچه از AISC برای طراحی سازه فلزی اسفاده شود میبایست تیرها فشرده درنظر گرفته شود و مقدار تنش مجازFb تیرها از 0.6Fy به مقدار 0.66 Fy تغییر داده شود.

- با انتخاب ستون ها ضریب Cm ستون ها در جهت قاب خمشی طبق بند 10-1-6-1 مبحث 10 Moment Coefficient(Cm Major) برابر 0.85 و  در جهتی که ستون به بادبند در ارتباط است ضریب طول موثر ستون حول همان محور Efficient Length Factior (K)  برابر 1 منظور گردد.(این ضریب برای ستون هایی که در قاب مهاربندی نیستند توسط برنامه محاسبه میگردد)

- با انتخاب بادبند ها  برای بادبند های همگرا x برای کمانش درون صفحه که در Etabs بطور پیشفرض محوری که درون صفحه است محور اصلی تعریف میشود مقدار Unbraced Length Ratio(Major)=0.5  و برای کمنش خارج از صفحه این مقدار Unbraced Length Ratio(Minor)=0.67 تعریف میگردد.(این مقدار برای بادبند های واگرا پیش فرض 1 تعریف میشود  .

 

- در Etabs تیر های I شکل یا ناودانی که دو انتهای آنها مفصلی باشد چنانچه درون سقف با مقطع Deck قرار گیرند بطور پیش فرض مرکب طراحی میشوند که در طراحی سازه یا سقف مرکب میبایست ابتدا این تیر ها را از حالت پیش فرض خارج کرده و پردازنده طراحی فولادی را برای آنها انتخاب کنیم. برای این منظور پس از انتخاب کلیه تیر های اصلی سازه دستور Design>Overwrite Frame Design Procedure را اجرا کرده و در جبه ظاهر شده گزینه Steel Frame Design را انتخاب کنید تا نرم افزار تمام تیر ها را بصورت اعضای فولادی طراحی کند .

 

- طراحی اتصالات مفصلی و خمشی سازه فلزی برای برش و خمشی موجود میبایست ضوابط درج شده در مبحث 10-3 برای قاب خمشی معمولی ،متوسط و ویژه را شامل شود. جهت طراحی اتصالات برشی (مفصلی)تیر ها به ستون ها میتوان نیروی برشی اتصالات ر از خروجی مربوط P-M Colors/Beam Shear Force  گرفته شود.برای قاب خمشی متوسط طبق بند 10-3-8-4 میبایست اتصال براساس ظرفیت خمشی پلاستیک M=Zfy طراحی گرددکه نتایج Etabs هم بر اساس همین لنگر پلاستیک است و میتوان از نتایج Etabs استفاده نمود

اتصالات وصله بادبند ها میبایست  طبق بند 10-3-10-3 طراحی گردد. که میتوان در جهت اطمینان از خروجی Etabs در طراحی سازه با UBC استفاده نمود. برای طراحی اتصالات بادبند، نیروی محوری بادبند را میتوان از P-M Colors Brace Axial Force دریافت نمود.

 





برچسب‌ها: تنظیمات طراحی سازه های فولادی در Etabs, مهندس جوانبخت 09141845428
|+| نوشته شده توسط civil kurd در جمعه بیست و چهارم آذر 1391  |
  محدودیت های اجرائی سقف تیرچه بلوک
 

 

سقف های اجرا شده با تیرچه وبلوک ، دارای محدودیت های اجرائی به شرح زیر هستند:

  1) فاصله محور تا محور تیرچه ها نباید از 70 سانتیمتر بیشتر باشد .

2) بتن پوششی قسمت بالائی تیر ( بتن روی بلوک ) نباید از 5 سانتیمتر ، یا 12/1 فاصله محور به محور تیرچه ها کمتر باشد .

3) عرض تیرچه ها نباید از 10 سانتیمتر کوچکتر باشد و همچنین نباید از 3.5/1 برابر ضخامت کل سقف کمتر باشد .

4) حداقل فاصله دو بلوک دو طرف یک تیرچه ، پس از نصب نباید کمتر از 6.5 سانتیمتر باشد.

5) ضخامت سقف برای تیرهای با تکیه گاه ساده نباید از 20/1 دهانه کمتر باشد . در مورد تیرهای یکسره ( تکیه گاه های گیردار ) نسبت ضخامت به دهانه ، به 26/1 کاهش می یابد . در سقف هایی که مسئله خیز مطرح نباشد ، این مقدار تا 35/1 دهانه نیز کاهش می یابد .

6) حداکثر دهانه مورد پوشش سقف ( در جهت طول تیرچه پیش ساخته خرپایی ) یا تیرچه های منفرد ، نباید از 8 متر بیشتر شود برای اطمینان بیشتر ، دهانه مورد پوشش ، بیشتر از 7 متر نباشد و در صورت وجود سربارهای زیاد ، و یا دهانه بیش از 7 متر ، از تیرچه مضاعف استفاده شود.

 



برچسب‌ها: محدودیت های اجرائی سقف تیرچه بلوک, مهندس جوانبخت 09141845428
|+| نوشته شده توسط civil kurd در جمعه بیست و چهارم آذر 1391  |
 
 
بالا