نجلیل استاتیکی ، طیفی، دینامیکی و تاریخچه زمانی

۱-روش های خطی
-تحلیل استاتیکی معادل
-دینامیکی طیفی
-دینامیکی تاریخچه زمانی

..............................................
 تحلیل استاتیکی خطی：

فرضیات اساسی روش تحلیل استاتیکی خطی عبارتند از :

1 ـ رفتار مصالح خطی است .

2 ـ بارهای ناشی از زلزله ثابت ( استاتیکی ) است .

3 ـ کل نیروی وارد بر سازه برابر ضریبی از وزن ساختمان است .

در این روش نیروی جانبی ناشی از زلزله طوری انتخاب می شود که برش پایه حاصل از آن برابر نیروی برش پایه مطابق روابط آیین نامه شود. مقدار برش پایه در این روش چنان انتخاب شده است که حداکثر تغییر شکل سازه با آنچه که در زلزله سطح خطر مورد نظر پیش بینی می شود مطابقت داشته باشد. چنانچه تحت اثر بار وارده، سازه به طور خطی رفتار کند، نیروهای بدست آمده برای اعضای سازه نیز نزدیک به مقادیر پیش بینی شده هنگام زلزله خواهند بود، ولی اگر سازه رفتار غیر خطی داشته باشد، نیروهای محاسبه شده از این طریق بیش از مقادیرجاری شدن مصالح خواهند بود.  به همین جهت هنگام بررسی معیارهای پذیرش نتایج حاصل از تحلیل خطی برای سازه هایی که هنگام زلزله رفتار غیر خطی دارند، اصلاح می گردد.

 

---

 

 تحلیل دینامیکی خطی：

تحلیل دینامیکی خطی می تواند به دو روش طیفی یا تاریخچه زمانی انجام شود. فرضیات خاص این روش در محدوده رفتار خطی عبارتند از :

1 ـ رفتار سازه را می توان بصورت ترکیبی خطی از حالت های مودهای ارتعاشی مختلف سازه که مستقل از یکدیگرند محاسبه نمود .

2 ـ زمان تناوب ارتعاشات سازه در هر مود در طول زلزله ثابت است .

در این روش ، مشابه روش تحلیل استاتیکی خطی، پاسخ سازه در زلزله سطح خطر مورد نظر در ضرایبی ضرب می شود تا حداکثر تغییر شکل سازه با آنچه که در زلزله پیش بینی می شود مطابقت داشته باشد. به همین علت نیروهای داخلی در سازه های شکل پذیر که در هنگام زلزله رفتار غیر خطی خواهند داشت بزرگتر از نیروهای قابل تحمل درسازه برآورد می شوند. به همین جهت هنگام بررسی معیارهای  پذیرش در نتایج حاصل از تحلیل خطی برای سازه هایی که هنگام زلزله رفتار غیر خطی دارند، اصلاح می گردد.  

 

---

 

روش تحلیل طیفی：

تعداد مودهای ارتعاشی در تحلیل طیفی چنان باید انتخاب شود که جمع درصد مشارکت جرم مؤثر برای هر امتداد تحریک زلزله در مودهای انتخاب شده حداقل 90% باشد . بعلاوه در هر امتداد، حداقل باید سه مود اول نوسان و حداقل تمام مودهایی که دارای زمان تناوب بیش از 4% ثانیه هستند در نظر گرفته شوند . طیف طرح مورد استفاده در این روش باید مطابق آیین نامه انتخاب شود .

نتایج حاصل از هر مود نوسان باید با روشهای آماری شناخته شده مانند جذر مربعات  SRSSروش ترکیب مربعی کامل (CQC) و یا روش‌های دقیق‌تر که اندرکنش بین مودها را دقیقتر درنظر می گیرد، انجام شود.

اثر زلزله در امتداد عمود بر امتداد مورد نظر در صورت لزوم باید در نظر گرفته شود .

 

---

 

 روش تحلیل تاریخچه زمانی：

در تحلیل تاریخچه زمانی ، پاسخ سازه با استفاده از روابط دینامیکی در گام های زمانی کوتاه محاسبه می شود. در این روش باید پاسخ سازه تحت تحریک شتاب زمین بر اساس حداقل سه شتاب نگاشت محاسبه شود. چنانچه کمتر از هفت شتابنگاشت برای تحلیل انتخاب شود باید بیشینه اثر آنها برای کنترل تغییر شکل‌ها و نیروهای داخلی منظور شود. چنانچه از هفت شتابنگاشت یا بیشتر استفاده شود می توان مقدار متوسط اثر آن‌ها را برای کنترل تغییر شکل‌ها و نیروهای داخلی در نظر گرفت.

بار SuperDeadچیست

در طراحی سقف های کامپوزیت اگر شمع بندی استفاده شود، نیازی به تعریف چند بار با ماهیت مرده نیست. اما اغلب اجرای سقف‌های مرکب بصورت بدون شمع بندی است. برای این منظور، در طراحی نیاز به تعریف دو بار با ماهیت مرده داریم. یکی بار Dead که همان وزن اجزای سازه مدلسازی شده (مثل تیرها، ستون‌ها، بتن خیس و ...) بوده و در واقع وزن آن چیزی است که مدلسازی می‌شود.

بار مرده دیگری بصورت SuperDead نیز باید تعریف شود که بارهای مرده بعد از گیرش بتن را نمایندگی می‌کند. به عنوان مثال بارهای مرده کف سازی، سرامیک، نازک کاری، دیوارهای جداکننده و ... را از این نوع بار باید در نظر گرفت.

کاور بتن در Etabs

مقدار کاور بتن بر اساس جدول 9-6-6 مبحث نهم مقرارت ملی ساختمان و براساس شرایط محیطی تعیین می گردد- بند9-6-4

 

در ETABS 9 برای وارد کردن مقدار کاور گزینه Cover to Rebar Center وجود دارد. در این حالت از شما فاصله لبه مقطع تا مرکز آرماتورهای طولی پرسیده می‌شود. مثلا اگر قطر خاموت 10 میلیمتر، قطر آرماتور طولی 20 میلیمتر باشد، با فرض کاور خالص 4.5 cm برای مقطع بایستی عدد زیر وارد شود:
Cover to Rebar Center=4.5+1.0+(2.0/2)=6.5 cm
در حالت خاصی که آرایش میلگردها در مقطع مستطیلی، بصورت دایره‌ای باشد، این فاصله حداقل فاصله بین لبه مقطع تا مرکز آرماتورهای طولی ستون است.

در ETABS 2016 برای وارد کردن کاور گزینه Clear Cover for Confinement Bars در دسترس است. این گزینه فاصله لبه مقطع تا بیرون آرماتورهای خاموت مقطع است. مثلا اگر قطر خاموت 10 میلیمتر، قطر آرماتور طولی 20 میلیمتر باشد، با فرض کاور خالص 4.5 cm برای مقطع بایستی عدد زیر وارد شود:
Cover to Rebar Center=4.5 cm

نکاتی از تحلیل پی دلتا در آیین نامه 2800 ویرایش چهارم

 نکاتی از تحلیل پی دلتا
در سازه های بتنی که با نرم افزار Etabs تحلیل و طراحی میشوند حتما باید اثرات پی دلتا در نطر گرفته شود زیرا پیش فرض طراحی برنامه بر این مبنا استوار است.برای انجام تحلیل پی دلتا دو روش در Etabs وجود دارد:
روش اول روش مبتنی بر جرم محاسبه شده و در روش دوم انجام تحلیل غیر خطی هندسی و ضرائب افزایش لنگر مورد تائید قرار گرفته است. توصیه آیین نامه(ACI) اینست از روش دوم استفاده شود.
در روش مبتنی بر جرم محاسبه شده(که در پیوست ۵-۲۸۰۰ به آن اشاره شده است) برنامه با بدست آوردن جابجایی نسبی طبقات،لنگر حاصل از بارهای ثقلی که در اثر تغییر مکان نسبی جانبی بوجود می آید تعیین میکند.که این لنگر باعث تشدید جابجایی های جانبی و دیگر پاسخ های سازه میشود.که در این حالت طبق توصیه ۲۸۰۰ میبایست شاخص پایداری محاسبه شود که از مقدار حداکثر آن ۱٫۲۵/R کمتر شود .چنانچه در یک سازه ،این مقدار شاخص پایداری بیشتر شود میبایست در طراحی ان تجدید نظر شود.همچنین اگرشاخص پایداری سازه از ۰٫۱ کمتر باشد میتوان از اثرات پی دلتا صرفنظر کرد. متاسفانه در صورت استفاده از روش مبتنی بر جرم امکان بزرگنمایی ۰٫۷R در جابجایی ها بصورت مستقیم وجود ندارد ومیبایست از روشی غیر مستقیم و کمی سخت این تغییرات اعمال شود.

نحوه مدلسازی دیوار برشی فولادی در نرم افزار Etabs

در این فایل شما با دیوار برشی فولادی آشنا خواهید شد همچنین نحوه مدلسازی دیوار برشی فولادی در نرم افزار Etabs نیز تشریح گردیده است

دیوار برشی یک سیستم سازه ای است که وظیفه مهار کردن بارهای جانبی مثل زلزله و باد و … را بر عهده دارد .متداول ترین دیوار برشی که همه ما ان را دیده ایم دیوار برشی بتنی است اما حالت دیگری از دیوار برشی نیز وجود دارد که به آن دیوار برشی فولادی میگویند .

دیوار برشی فولادی دارای مزایایی چون سبک بودن و ارزان بودن و نصب سریع دیوار برشی فولادی همچنین جذب انرژی و شکل پذیری بالا است

دیوار برشی فلزی به عنوان یک سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی در سه دهه اخیر به سرعت در دنیا مورد توجه قرارگرفته وازاین سیستم برای ساخت و مقاوم‌سازی ساختمان‌ها ی مهمی دردنیا بویژه درکشورهای زلزله خیزی چون ژاپن وآمریکا استفاده شده است.

طراحی دیوار برشی فولادی در Etabs

 

 

گزینه ی Section Cut در Etabs

استفاده از Section Cut برای دیدن نیروها یا تنش‌ها در المان‌های منتخب برنامه ETABS است. برای این منظور از مسیر Draw menu > Draw Section Cuts استفاده می‌شود.
1- ابتدا بایستی سازه را تحلیل نمایید. برای این منظور از مسیر Analyze menu > Run Analysis اقدام نمایید.
2- بعد از تحلیل برنامه بطور خودکار تغییرشکل سازه را در پنجره فعال نشان می‌دهد. روش دیگر استفاده از مسیر Display menu > Force/Stress Diagrams > Shell Stresses/Forces برای دیدن نمودار نیروها یا تنش‌ها در اعضا است.
3- از مسیر Draw menu > Draw Section Cuts برای دیدن نیروی مورد نظر در مقطع سازه، استفاده شود.
4- از یک سمت نمای نمایش داده شده کلیک چپ نموده و با استفاده از عمل Drag خطی مستقیم به طرف دیگر ترسیم کنید تا پنجره Section Cut ظاهر شود.
5- اگر به پنجره نمایش مدل نگاه کنید، مسیری که در آن Drag شده بصورت چشمک زن نمایش داده می‌شود.
6- بخش Section Cutting Line: در این بخش مختصات نقاط ابتدایی و انتهایی کلیک نشان داده می‌شود. می‌توانید این نقاط را در همین جعبه ویرایش نمایید و با زدن دکمه Refresh اطلاعات پنجره را بروز رسانی کنید.
7- بخش Load Case: در این بخش حالت باری که تحت آن، نیروها در حال نمایش هستند، نشان داده می‌شود.
8- بخش Objects to Include: در این بخش، بایستی مشخص نمایید، نیروهای چه موضوعاتی نمایش داده شود یا خیر. با تیک زدن هر کدام نیروهای آن موضوع نیز در نمایش برآیند نیروها نشان داده می‌شود. مثلا اگر دیوار برشی داشته باشید و تیک مربوط به دیوار را بردارید، نیروهای ستون‌ها نمایش داده شده و مثلا می‌توانید بگویید آیا 25% نیروی جانبی به قاب‌ها رسیده یا خیر.
9- بخش Resultant Force Location and Angle: مکان و زاویه برآیند نیروها نشان داده می‌شود.
10- بخش Integrated Forces: در این قسمت، مقادر برآیند نیروهای سمت چپ و راست مقطع نشان داده می‌شود. با هر با کلیک بر روی گزینه‌های Save Right Side Cut یا Save Left Side Cut نتایج تحلیل ذخیره شده و از مسیر Design menu >  Show Tables قابل مشاهده خواهد بود

 

@AlirezaeiChannel

باز کردن فایل ورژن های قدیمی ETABS در ورژن 2015

برای باز کردن فایل ورژن های قدیمی ETABS در ورژن 2015 فایل ETABSTran2013.zip را دانلود کرده سپس از حالت فشرده خارج نمایید و در مسیری که ETABS 2015 نصب شده است کپی کنید. بعد نرم افزار ETABS 2015 باز کرده و فایل قدیمی را باز کنید. ین روش دو مزیت دارد:1- بعضاً فقط فایل edb در دسترس است و نمی شود از Import استفاده کرد.2- فایل بدون ایراد تبدیل می شود به ورژن 2015 .(حتماً موقع Import مواجه شده اید با خطاهای خواندن فایل قدیمی با ورژن بالاتر).
برای دانلود این فایل از لینک زیر استفاده کنید:
https://wiki.csiamerica.com/download/attachments/15073780/ETABSTran2013.zip?version=1&modificationDate=1438111564272&api=v2
برای دیدن جزئیات بیشتر از لینک زیر استفاده شود:
https://wiki.csiamerica.com/display/etabs/ETABS+v7,+v8,+and+v9+Translator

نکات مهم در طراحی سازه های فولادی مهاربندی همگرا و واگرا

1-     با توجه به اینکه یکی از نکات بحث برانگیز و مهم در زمینه سازه های فلزی کنترل ترکیب بارهای ویژه طرح لرزه ای (موضوع بند 10-3-6-1 و 10-3-4-4 در ویرایش جدید مبحث دهم) بوده است و با توجه به تغییراتی که در این زمینه در ویرایش جدید مبحث دهم دیده میشود، برای رعایت بهتر این ضوابط و البته رعایت اقتصاد در طراحی روش زیر جهت طراحی پیشنهاد میگردد:

 

برای این موضوع ضمن انتخاب آیین نامه AISC-ASD89 جهت طراحی و تعریف ترکیب بارهای عادی طراحی با توجه به ضوابط  مبحث دهم و در صورت نیاز آیین نامه 2800 (بدون در نظر گرفتن ترکیب بارهای تشدید یافته موضوع بند 10-3-4-4) سازه را در مرحله اول به صورت عادی طراحی میکنیم. در این مرحله سعی میکنیم که نسبت تنش در ستونهای مجاور دهانه بادبندی بیشتر از حد 0.7 نشوند. پس از این مرحله و مشخص شدن مقطع بادبندها و مقطع اولیه برای ستونها با توجه به اینکه احتمالاً در طراحی ستونهای دهانه بادبندی ضابطه بند 10-3-6-1 ب حاکم خواهد شد، به کنترل ضابطه این بند به صورت دستی (ترجیحاً با کمک نرم افزار اکسل ) میپردازیم. بر این اساس به طور مثال با کمک نرم افزار اکسل هر ستون دهانه بادبندی را میتوانیم جداگانه کنترل نماییم. برای این منظور میتوانیم در یک ستون اکسل مقدار سطح مقطع ستون را از بالا به پایین بر اساس مقدار به دست آمده در طراحی بنویسیم. در ستون دیگری هم سطح مقطع بادبند متصل به آن را مینویسیم. در ستون سوم زاویه بادبند متصل به ستون نوشته میشود. در ستون چهارم حاصلضرب سطح مقطع بادبند در سینوس زاویه ای که بادبند با افق میسازد نوشته میشود و در ستون پنجم مقادیر ستون چهارم به صورت تجمعی از طبقه بالا به پایین با هم جمع میشوند و البته در ضریب 1.25 هم ضرب میگردد. حال مقدار به دست آمده در ستون آخر را با مقدار سطح مقطع ستون در هر طبقه مقایسه میکنیم. اگر این مقدار بیش از مقدار سطح مقطع ستون باشد، مقطع ستون را در مدل نرم افزار به مقطعی بالاتر ویرایش میکنیم؛ به گونه ای که حداقل سطح مقطع به دست آمده در ستون آخر تامین گردد. اگر این مقدار کمتر از مقدار سطح مقطع ستون باشد ، ستون را میتوان تا مقدار به دست آمده کوچکتر اختیار کرد (به شرط آنکه نسبت تنش از یک بیشتر نگردد).اگر بیش از یک بادبند به ستون در هر طبقه متصل باشد باید برای آن بادبند نیز این فرآیند را تکرار کرده و مقادیر به دست آمده برای هر کدام از این بادبندها را با هم جمع نماییم و با سطح مقطع ستون مقایسه نماییم.  پس از این مرحله دوباره سازه را این بار تحت ترکیب بارهای تشدید یافته کنترل مینماییم. ترکیب بارهای تشدید یافته همان ترکیب بارهای عادی هستند که در آنها ضریب بار زلزله دو برابر شده است. بهتر است این ترکیب بارها به صورت جداگانه علاوه بر ترکیب بارهای عادی در مدل کامپیوتری معرفی شوند. در این حالت تنها ستونهای دهانه بادبندی را برای این ترکیب بارها مورد بررسی قرار میدهیم و تنها بخشی از نسبت تنش که مربوط به بارهای محوری است را مورد توجه قرار میدهیم. اگر در این فرآیند ستونی دارای نسبت تنش کمتر از یک شود میتوان مقطع آن را کوچکتر اختیار کرد و اگر نسبت تنش آن بیش از یک شود نیازی به بزرگتر شدن ندارد (این مساله با توجه به این موضوع است که ضابطه بند 10-3-6-1 ب در مرحله قبل در ستون رعایت گردیده است).

 

نکته: اگر در این فرآیند مقطع بادبندها به علت تغییر در سختیها و نحوه توزیع نیروها تغییرنماید فرآیند طراحی ذکر شده به صورت سعی و خطا باید دوباره تکرار شود.

 

2-     موضوع دیگری که بر اساس ضوابط ویرایش قبلی مبحث دهم لازم به رعایت بود، کاهش تنش مجاز فشاری در طراحی بادبندها بود که بر اساس ویرایش جدید مبحث دهم برای بادبندهای با شکلپذیری کم رعایت آن اجباری نیست و بر این اساس مقاطع به دست آمده برای بادبندها سبکتر از ویرایش قبلی خواهد شد.

 

3-     بر اساس ضوابط مبحث دهم در ویرایش قبلی جزدر موارد خاص لاغری بادبند به عدد 123 محدود میشد که بر اساس ضوابط جدید مبحث دهم نیازی به رعایت این ضوابط جز در مورد بادبندهای نوع چورون (بادبند نوع 7 یا 8) نیست و لاغری آنها تا عدد 200 میتواند افزایش یابد. در بادبندهای چورون محدودیت لاغری بادبند همانند ویرایش قبلی پابرجا میباشد.

 

4-     در صورت تمایل به استفاده از بادبندهای شورون لازم است که ضوابط بند 10-3-9-2-4 در مورد تیرهای متصل به این بادبندها رعایت گردد. هر چند بهتر است به مهندسان طراح توصیه گردد که حتی الامکان از این نوع بادبند استفاده ننمایند و تنها از بادبندهای قطری و ضربدری استفاده شود.

 

5-     بر اساس توصیه بند 10-3-9-2-3-2 بهتر است ضریب لاغری بادبندهای ضربدری برای کمانش در صفحه قاب به عدد 0.5 و جهت دیگر به عدد 0.7 در نرم افزار ویرایش شود. (البته خود نرم افزار طول مهارنشده این بادبندها برای کمانش در صفحه اصلی را به نصف کاهش میدهد و تنها لازم است ضریب دوم وارد شود). برای بقیه بادبندها ضریب یک قابل قبول است.

 

6-     با توجه به مندرجات بندهای 10-3-9-1-2 تا 10-3-9-1-6 در مورد تیرهای دهانه بادبندی و یا تیرهایی که به نوعی در فرآیند انتقال نیرو به بادبندها موثر هستند لازم است توجه خاصی به این تیرها و اتصالات آنها به ستون، بادبند و کفها بشود. بر این اساس توصیه میشود که:

 

- اولاً جهت جلوگیری از کمانش این تیرها در اثر بار محوری فشاری زلزله یا بال پایین آنها به نحوی مناسب به سقف متصل شود و یا برای این تیرها از مقطع دوبل استفاده شود

 

- ثانیاً  برای تامین اتصال بهتر بین تیر و دیافراگم سقف در سقفهای تیرچه بلوک و تیرچه کرومیت جهت اتصال تیر به سقف از برشگیر استفاده شود و در سقفهای کامپوزیت از برشگیرهای قویتر یا با فاصله کمتر استفاده شود. به جای آن میتوان ترتیبی اتخاذ کرد که تیر بتنی در داخل بتن سقف به صورت غرق در بیاید.

 

- ثالثاً برای این تیرها از مقاطع لانه زنبوری استفاده نشود.

 

7-     با توجه به ضوابط سختگیرانه اضافه شده در ویرایش جدید مبحث دهم در بند 10-3-6-3 در زمینه طراحی صفحه ستونها لازم است ضنت یادآوری لزوم رعایت این ضوابط به مهندسان طراح و مراجع کنترل نقشه، ترتیبی اتخاذ شود که برای صفحه ستونها از ورقهای ضخیمتر از 20 میلیمتر استفاده گردد و با توجه به نیاز به تعداد قابل توجهی بولت در ستونهای دهانه بادبندی توجه تحمل برش و کشش ایجاد شده در صفحه ستون، به جای آرماتور نوع AII آرماتور نوع AIII جایگزین گردد. همچنین جهت انتقال این نیروها از ستون و بادبند به صفحه توصیه میشود که سیم جوش E70 جایگزین سیم جوش E60 حداقل برای این اتصالات گردد.

 

8-     با توجه به ضوابط سختگیرانه ویرایش جدید در زمینه وصله ستونها (موضوع بند 10-3-6-2) لازم است موارد زیر مورد توجه قرار گیرد:

 

- اول آنکه   در زیر نقشه جزییات ستونها ممنوعیت وصله ستون در فاصله نزدیکتر از 1.2 متری بال بالای تیر طبقه پایین و بال پایین تیر طبقه بالا ذکر گردد.

 

-  دوم آنکه از تغییر مقطع هسته IPE ستون و ورقهای تقویت بال و جان ستون حتی الامکان اجتناب گردد و تنها در قسمتهایی که نیاز به مقطع ضعیفتر میباشد در طبقات بالا ورقهای تقویتی بال و جان حذف شوند (و نه اینکه عرض یا ضخامت ورق کاهش داده شود.) در هر صورت اگر به هر دلیل این امر امکانپذیر نشود باید دتایلی منطقی و اجرایی منطبق به ضوابط بند 10-3-6-2 در نقشه توسط طراح پیشنهاد گردد.

 

9- با توجه به اینکه بر اساس ضوابط ویرایش جدید مبحث دهم مقطع بادبندها و ستونهای دهانه بادبندی پایینتر از مقاطع به دست آمده به روش ویرایش قدیم مبحث دهم خواهد بود و با توجه به اینکه سختی سازه ربط مستقیم به مقطع بادبندها و ستونهای دهانه بادبندی دارد، به نظر میرسد که مقدار تغییر شکل جانبی سازه بیشتر خواهد شد و در این صورت لازم است که به طور جدی تغییر شکلهای جانبی سازه کنترل گردد.

 

9- با توجه به ضابطه بند 10-3-9-1-7 ضریب رفتار سیستم قاب ساده و مهاربند همگرای معمولی میتواند همانند قبل عدد 6 فرض شود.

 

10- در مورد سیستم قاب ساده و مهاربند واگرای با شکلپذیری معمولی، باید مطابق با ضوابط بند 10-3-10-3 عمل شود. بر اساس این بند رعایت ضوابط مهاربندهای همگرای با شکلپذریری معمولی به همراه ضوابط ذکر شده در بند مذکور کفایت میکند. بر این اساس باید به موارد زیر هم توجه گردد:

 

- برون محوری e در قاب برون محور نباید از یک پنجم طول تیر بزرگتر باشد.

 

- تیر دهانه مهاربند باید دارای شرایط مقطع فشرده باشد.

 

- تیر مهاربند باید بدون توجه به حضور بادبند بتواند بارهای ثقلی را تحمل نماید.

 

- یک جفت سخت کننده باید در ابتدا و انتهای اتصال عضو قطری مهاربند  در تیر اجرا شود.

 

- یک جفت سخت کننده در داخل تیر مطابق شکل های 10-3-11 مبحث دهم

 

- با توجه به اینکه ضریب رفتار این سیستم در مبحث دهم ذکر نشده است بهتر است در جهت اطمینان از همان ضریب 6 مربوط به مهاربندهای هممحور با شکلپذیری کم استفاده گردد.

منبع: وبلاگ شخصی مهندس احمدرضا جعفری

سختی های کاهش یافته و مقاطع ترک خورده

در سازه‌های فولادی از سختی کاهش یافته فقط بایستی برای تعیین مقاومت‌های مورد نیاز اعضا استفاده نمود و در کنترل جابجایی، دوره تناب و کنترل خیز اجزا نبایستی از آن استفاده شود.

در سازه‌های بتنی برای تعیین دوره تناوب بایستی از سختی کاهش نیافته اعضا استفاده نمود. به این منظور ضریب سختی تیرها و ستون‌ها 1.5 برابر شده به ترتیب برای تیرها و ستون‌ها و دیوارها از ضرایب 0.5 و 1.0 و 1.0 استفاده می‌شود. ضریب 0.5 برای در نظر گرفتن اثر ترک خوردگی تحت بارهای سرویس است. این مورد در بند 3-3-3-3 استاندارد 2800 گفته شده است. طبق بند 3-5-5 استاندارد 2800 برای کنترل جابجایی این سازه‌ها بایستی از ضرایب ترک خوردگی 0.35 و 0.7 برای تیرها و ستون‌ها و 0.35 یا 0.7 برای دیوارها (بسته به میزان ترک خوردگی آنها) استففاده نمود.

ضریب ترک خوردگی برای قاب های مهارشده و مهارنشده

 طبق ACI318-14 تعریفی که برای قاب بدون حرکت جانبی (nonsway frames) دارد، بصورت زیر است:

6.6.4.3 It shall be permitted to analyze columns and stories in structures as nonsway frames if (a) or (b) is satisfed:
(a) The increase in column end moments due to second order effects does not exceed 5 percent of the first-order
end moments
(b) Q in accordance with 6.6.4.4.1 does not exceed 0.05
6.6.4.4 Stability properties
6.6.4.4.1 The stability index for a story, Q, shall be calculated by:
Q=(ΣP∆/Vh)
where ∑P and V are the total factored vertical load and orizontal story shear, respectively, in the story being evaluated, and ∆ is the frst-order relative lateral deflection between the top and the bottom of that story due to V.

در جدول 6.6.3.1.1(a) همین آیین‌نامه ضرایب ترک خوردگی بدون توجه به مهارشدگی یا مهار نشدگی قاب برای تیرها 0.35Ig، برای ستون‌های 0.7Ig، دیوارهای ترک نخورده 0.7Ig، دیوارهای ترک خورده 0.35Ig داده شده است. در جدول 6.6.3.1.1(b) هم روش دیگر برای محاسبه ضریب ترک خوردگی پیشنهاد شده که به نیروهای المان بستگی دارد. همچنین طبق بند زیر برای تحلیل سازه جهت کنترل تغییرشکل‌های آن می‌توان ضرایب ترک خوردگی را 1.4 مقادیر داده شده فوق در نظر گرفت.

6.6.3.2.2 It shall be permitted to calculate immediate lateral deflections using a moment of inertia of 1.4 times I defned in 6.6.3.1, or using a more detailed analysis, but the value shall not exceed Ig.
R6.6.3.2.2 Analyses of deflections, vibrations, and building periods are needed at various service (unfactored) load levels (Grossman 1987, 1990) to determine the performance of the structure in service. The moments of inertia of the structural members in the service load analyses should be representative of the degree of cracking at the various service load levels investigated. Unless a more accurate estimate of the degree of cracking at service load level is available, it is satisfactory to use 1.0/0.70 = 1.4 times the moments of inertia provided in 6.6.3.1, not to exceed Ig, for service load analyses.

از طرفی در بند دیگری از ACI داریم:

R6.3—Modeling assumptions
for braced frames, relative values of stiffness are important. A common assumption is to use 0.5Ig for beams and Ig for columns.
For sway frames, a realistic estimate of I is desirable and should be used if second-order analyses are performed. Guidance for the choice of I for this case is given in 6.6.3.1.

همانطور که دیده می‌شود، برای قاب مهار شده (قاب دارای دیوار برشی) اجازه داده شده مقادیر ممان اینرسی مقاطع تیرها 0.5 و برای ستون‌ها 1.0 در نظر گرفته شود. ولیکن برای قاب‌های دارای حرکت جانبی گفته شده از مقادیر جدول 6.6.3.1 استفاده شود. البته سازه‌ای که دیوار برشی داشته باشد، لزوماً بدون حرکت جانبی نیست و بایستی شاخص پایداری آن را کنترل نمود.
❗️ مبحث نهم در بند 9-16-3-2 نیز قید می‌کند برای ساختمان‌های کوتاه تا 4 طبقه در صورتی که مجموع سختی جانبی دیوارها بیشتر از شش برابر مجموع سختی جانبی ستون‌های طبقه باشد، آن طبقه را می‌توان مهار جانبی تلقی کرد.

تبدیل فایل SAP2000 به Etabs

 برای انتقال فایل‌های ETABS به SAP2000 یا برعکس بایستی به چند نکته توجه داشت:
* هر دو ETABS 2016 و SAP2000 v19 بایستی بطور همزمان در یک سیستم نصب شده باشند.
* برای این منظور سعی کنید همیشه از آخرین محصولات CSI استفاده نمایید تا باگ‌های برنامه حداقل باشد.
* روند کار برای هر دو نسخه 32 و 64 بیتی برنامه یکسان است.
1- قبل از هر چیز باید برنامه ConnectSAP2000v19andETABS2016 را از سایت CSI با لینک‌های زیر دانلود کنید:
برای دانلود برنامه تبدیلگر SAP200 vr 19 و ETABS 2016 از لینک زیر استفاده نمایید:
https://wiki.csiamerica.com/download/attachments/15074050/ConnectSAP2000v19andETABS2016Launch.exe?version=1&modificationDate=1492023082872&api=v2
برای دانلود برنامه تبدیلگر SAP200 vr 18 و ETABS 2016 از لینک زیر استفاده نمایید:
https://wiki.csiamerica.com/download/attachments/15074050/ConnectSAP2000v18andETABS2016Launch.exe?version=1&modificationDate=1492037574555&api=v2
برای دانلود برنامه تبدیلگر SAP200 vr 18 و ETABS 2015 از لینک زیر استفاده نمایید:
https://wiki.csiamerica.com/download/attachments/15074050/ConnectSAP2000v18andETABS2015Launch.exe?version=1&modificationDate=1457126434199&api=v2
برای دانلود برنامه تبدیلگر SAP200 vr 17 و ETABS 2015 از لینک زیر استفاده نمایید:
https://wiki.csiamerica.com/download/attachments/15074050/ConnectSAP2000v17andETABS2015Installer.EXE?version=1&modificationDate=1441919410528&api=v2
2- بعد از اجرای برنامه برای یکی از دو گزینه SAP2000 to ETABS یا ETABS to SAP2000 را انتخاب نمایید. برای انتقال فایل‌های SAP2000 به ETABS گزینه اول و برای انتقال فایل‌های ETABS به SAP گزینه دوم انتخاب می‌شود.
3- بعد از اجرا یکی از دستورات فوق پنجره Open File ظاهر شده و بایستی در ابتداد مسیر هر دو برنامه ETABS و SAP2000 نصب شده بر روی سیستم داده شده و فایل‌های اصلی اجرای این دو برنامه مشخص شوند. در نهایت فایلی که می‌خواهید آن را تبدیل کنید را انتخاب نموده تا در برنامه مورد نظرتان باز شود!
❗️با استفاده از این روش قادر به انتقال داده‌های زیر هستید:
- مصالح
- مقاطع قاب‌ها
- الگوهای بارگذاری
- مختصات نقاط
- ارتباط بین موضوعات مدلسازی شده
- نقاط و بارهای گره‌ای
- اختصاص‌های داده شده به قاب‌ها

ضابطه ی تیر ضعیف - ستون قوی

با سلام. برنامه ETABS تنها در موارد زیر قادر به کنترل ضابطه تیر ضعیف-ستون قوی است. در صورت عدم اقنای هر یک از شرایط کنترل صورت نخواهد گرفت:

The beam-column capacity ratio is determined for a beam-column joint only when the following conditions are met:
❗️ the frame is a Special Moment Frame
❗️ when a column exists above the beam-column joint, the column is concrete
❗️ all of the beams framing into the column are concrete beams
❗️ the connecting member design results are available
❗️ the load combo involves seismic load

1- شکل‌پذیری قاب باید ویژه باشد.
2- در حالتی که ستون بالای گره تیر به ستون بتنی باشد.
3- تمام تیرهای متصل به ستون، بتنی باشند.
4- نتایج طراحی تمام تیرهای متصل به ستون موجود باشد.
5- در ترکیب بارهای طراحی، نیروی زلزله حضور داشته باشد.

 

رعایت ضابطه تیر ضعیف - ستون قوی در سازه های با شکل پذیری متوسط الزامی نیست.

تنظیمات طراحی سقف عرشه فولادی Etabs

از مسیر Define menu > Section Properties > Deck Sections باید مقطع سقف عرشه را تعریف کنید. در بخش Property Name  نام مقطع را به دلخواه وارد نمایید. در بخش Type اگر میخواهید سقف را بصورت عرشه فولادی و با گل میخ طراحی کنید، گزینه Filled را انتخاب نمایید. در بخش Slab Material مصالح بتنی که میخواهید از آن برای طراحی دال بتنی کنگره ای استفاده شود را انتخاب نمایید. مشخصات بتن و وزن مخصوص آن از روی این مصالح برداشت میشود. در بخش Deck Material مصالح فولاد عرشه فولاد انتخاب شود. در بخش Modeling Type تنها گزینه قابل انتخاب برای سقف عرشه فولاد گزینه membrane  است. در بخش Modifiers  میتوانید ضرایب مختلفی را در برخی مشخصات مقطع سقف اعمال نمایید. در بخش Property Data گزینه زیر را وارد نمایید:
گزینه tc ضخامت دال بالای عرشه است. مقدار آن برای بین 6 تا 7 سانتیمتر معمولا در نظر گرفته میشود.
گزینه hr ارتفاع پاشنه عرشه است.  مقدار آن برای اغلب ورق‌های متداول 7.5 cm است.
 گزینه wrt عرض ریب‌های کنگره‌ای در بخش بالایی آن که عدد 17.5 cm مناسب است.
گزینه wrb عرض ریب‌های کنگره‌ای در بخش پایینی آن که عدد 12.5 cm مناسب است.
گزینه sr که فاصله محور تا محور هر کنگره بوده و برابر 30 سانتیمتر در نظر گرفته می‌شود.
گزینه hs ارتفاع گل‌میخ بعد از جوشکاری می‌باشد. توجه شود به سبب عملیات جوشکاری مقداری از ارتفاع گل‌میخ کاهش می‌یابد. مقدار آن برابر 11.5 cm در نظر گرفته شود.
گزینه Fu مقدار تنش نهایی مصالح گل میخ بوده که بسته به نوع گل میخ استفاده شده بین 4000 تا 50000 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع متغییر است.

 

ترکیب بارهای تشدید یافته

در یک قاب، ستون عنصر حیاتی است. با توجه به وجود نیروی محوری زیاد، کاهش ظرفیت خمشی آنها بایستی مورد توجه قرار گیرد. ستون‌ها بایستی برای حداکثر نیرویی که در حین زلزله دریافت می‌کنند، پایدار باشند. اگر چه آیین‌نامه‌های طراحی، این نیرو را به طراح می‌دهند، ولیکن تعیین این نیرو کار ساده‌ای نیست. به عنوان یک روش دست بالا، تعیین نیروهای محوری ستون، ناشی از حداکثر ظرفیت المان‌های جاری شونده، متصل به ستون می‌تواند یک روش مناسب باشد. در حین زلزله، در کل ارتفاع سازه، بطور همزمان، مفاصل خمیری تشکیل نمی‌شوند و استفاده از این روش منجره به جواب‌های دست بالا و محافظه کارانه‌ای خواهد شد. روش دیگر، استفاده از ترکیب بارهای تشدید یافته در طراحی ستون‌ها می‌باشد. در این روش، نیروی محوری ستون، ناشی از زلزله، در ضریب Omega0 که توسط آیین‌نامه‌ها داده شده (مثلاً این مقدار برای قاب‌های خمشی برابر 3 است) ضرب می‌شود. برنامه ETABS قادر است، ترکیب بارهای تشدید یافته را بصورت داخلی برای تمام ترکیب بارها (ترکیب بارهای پیش فرض و ترکیب بارهای ساخته شده توسط طراح) ایجاد نماید. متن راهنمای برنامه:

The axial compressive and tensile strengths are checked in the absence of any applied moment and shear for the amplified seismic load combinations (AISC SEISMIC B2, D1.4a(2), ASCE 12.4.3.2).
For LRFD provisions,
(1.2 + 0.2SDS)DL ± Ω0QE
(1.2 + 0.2SDS)DL ± Ω0QE + 1.0LL
(0.9 − 0.2SDS)DL ± Ω0QE

طبق گفته راهنمای برنامه، کاربر نیازی به ساخت ترکیب بارهای تشدید یافته نداشته و بصورت داخلی توسط برنامه در حین طراحی ایجاد می‌شوند:

Those combinations involving Ω0 are internal to the program. The user does NOT need to create additional load combinations for such load combinations.

از طرفی، ضابطه AISC360-10 (و مبحث دهم) برای کنترل تیر ضعیف- ستون قوی (در قاب‌های خمشی و با شکل‌پذیری ویژه) بصورت زیر است:

 

The following relationship shall be satisfied at beam-to-column connections:
ΣMpc*/ΣMpn*>1.0
ΣMpc*=the sum of the projections of the nominal flexural strengths of the columns (including haunches where used) above and below the joint to the beam centerline with a reduction for the axial force in the column. It s permitted to determine ΣMpc* as follows:
ΣMpc* = ΣZc(Fyc − Puc/Ag) (LRFD)
Ag = gross area of column.
Fyc = specified minimum yield stress of column.
Zc = plastic section modulus of the column.
Puc = required compressive strength using LRFD load combinations, including the amplified seismic load.

 

همانطور که دیده می‌شود، مقدار Puc (نیروی محوری ستون) هم در مبحث دهم و هم AISC341 برابر با مقدار نیروی تشدید یافته در نظر گرفته شده است. ولیکن برنامه ETABS مقدار Puc را براساس ترکیب بارهای معمولی تعیین نموده و آن را تشدید یافته نمیکند.