وبلاگ آموزش Etabs و طراحی سازه

آموزش و تدریس ایتبز Etabs - تحلیل و طراحی سازه های فولادی و بتنی

آموزش و تدریس ایتبز Etabs - تحلیل و طراحی سازه های فولادی و بتنی



مهندس علیرضا خویه

کارشناس ارشد مهندسی عمران- زلزله
AliReza Khooyeh
, M.Eng in Earthquake engineering
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی تهران
from KNTU ,IRAN

مهندس محاسب و مدرس دوره های تخصصی مهندسی عمران
Structural engineer & teacher of civil engineering courses

دارای 5 سال سابقه ی طراحی و اجرای سازه
Over 5 years of technical experience in structural analysis, design, and construction

انجام محاسبات مقاوم سازی و بهسازی سازه ها و ارائه راهکارهای مناسب
Provide appropriate solutions for strengthening and retrofit of structures

-------------
تماس:
09382904800
Khooyeh@Live.com

آموزش و تدریس



Instagram
آخرین مطالب

۱۰ مطلب با کلمه‌ی کلیدی «دیوار برشی» ثبت شده است

المان فایبر برای دیوار برشی Fiber Wall

المان فایبر برای دیوار برشی Fiber Wall

 ایتبس Etabs تحلیل پوش آور PushOver تحلیل تاریخچه زمانی Time History مباحث پیشرفته

خوشبخنانه در نسخه های جدید Etabs امکان تعریف مفاصل پلاستیک گسترده (فایبر) وجود دارد، استفاده از المان فایبر برای مدلسازی رفتار غیرخطی دیوار ها بسیار موثر و مفید خواهد بود و پاسخ ها بسیار دقیق تر از مفاصل پلاستیک خواهند بود.

مراحل تعریف المان فایبر به صورت تصویری در زیر قرار داده شده:

 

متریال غیرخطی بتن
متریال غیرخطی میلگردها

 

تعریف فایبر المنت



برگرفته شده از civil.blog.ir

اجرای تیر در داخل دیوار برشی

اجرای تیر در داخل دیوار برشی

 
 

از نظر آیین نامه الزامی به اجرای تیر در داخل دیوار برشی نیست.

ولی به دلایل زیر محاسبین معمولا در داخل دیوار تیر را ترسیم و مدل می کنند و در اجرا نیز، اجرا می شود:
۱- اگر در تراز طبقه در داخل دیوار تیر منظور نشود، آرماتورهای تیرهای “دهانه مجاور” دیوار برشی نمی توانند به صورت سراسری داخل دیوار ادامه یابند. در این حالت میلگردهای تیرهای دهانه مجاور باید در داخل المان مرزی دیوار قلاب شده و مهار شوند (به علت قطع تیر). در مواردی که تراکم میلگرد در داخل المان مرزی زیاد است، ممکن است مهار میلگرد تیر داخل المان مرزی بتن ریزی را با مشکل مواجه کند. اگر ضخامت دیوار برشی زیاد باشد (هم عرض تیر دهانه مجاور) در این حالت مشکلی پیش نمیاد.

۲- در مواردی که ضخامت دیوار برشی کم است اتصال سقف بتنی به دیوار برشی ممکن است به خوبی انجام نشود. اجرای تیر به جهت مهیا کردن فضای بیشتر برای مهار میلگردهای سقف در داخل دیوار می تواند به اتصال مناسب دیافراگم سقف به دیوارکمک کند.

۳- در دیوارهای برشی با ضخامت کم (و لاغری بالا) این تیرها همانند سخت کننده عرضی در تیرورق های فولادی به پایداری بیشتر دیوار کمک می کنند. و بنابراین توصیه می شود تیر داخل دیوار (در تراز طبقه) منظور شود.

بنابراین به طور کلی در دیوارهای برشی با ضخامت کم و متوسط توصیه می شود جهت اجرای مناسب سازه و ایجاد یکپارچگی تیرها اجرا شوند.

مدلسازی تحلیل و طراحی دیوار برشی در Etabs دیوار برشی بتنی در ایتبس

دیوار برشی بتنی در سازه فولادی

ضوابط دیوار برشی بتنی در یک قاب فولادی فرقی با سازه بتنی ندارد. تنها مورد بحث اتصال ستون های فولادی توسط گل میخ به بتن است
اگر دیوار را در ارتفاع مشبندی کنید برنامه آن را با ستون متصل شده فرض میکند و البته باید با دیوار هم Pier شود.

استفاده از دیوار برشی بتنی در سازه فولادی تا حدی موجب کاهش ابعاد مقاطع و اقتصادی تر شدن طرح می 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 فولادی

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

 

 

طراحی دیوار برشی فولادی در Etabs

نکات مدلسازی دیوار برشی در Etabs

1) بهتر است بطور کلی دیوار برشی بصورت Shell مدل شود. این ضرورت وقتی بیشتر می‌شود که بخواهیم دیوار را مشبندی کنیم. طبق توصیه برنامه نسبت ابعادی مش‌ها نباید از 1 به 4 بیشتر شود. بنابراین بهتر است مشبندی تا حد امکان مربعی باشند. در این حالت گره‌هایی در وسط دیوار ایجاد می‌شود و در صورتی که شما دیوار را Membrane مدل کرده باشید، بخاطر عدم عملکرد خارج از صفحه این المان، برنامه در محل گره‌های ایجاد شده در وسط دیوار دچار خطا می‌شود.

 

2) در برنامه ETABS المان‌های پوسته‌ای دارای دو نوع سختی هستند. یکی سختی درون صفحه (inplane stiffness) و دیگری سختی برون صفحه (out-of-plane stiffness). سختی درون صفحه توسط F11، F22 و F12 کنترل شده و سختی برون صفحه توسط M11، M22 و M12 کنترل می‌شود.
نکته: اگر از پیش‌فرض‌های برنامه مدلسازی را انجام داده باشید، در حین مدلسازی دیوار برشی، همیشه جهت محور محلی 2 به سمت بالا است، مگر آنکه کاربر آن را حول محور عمود بر صفحه 3، دوران داده باشد. بنابراین در اینجا فرض بر آن است که کاربر جهت محور محل دو را تغییر نداده است.

 

When drawing in ETABS the default is to have the 1 axis horizontal and the 2 axis vertical. This means that the flexural modifier for EI should be applied to f22 for wall piers and to f11 for spandrels. If you apply the modifier to both f11 and f22 it hardly affects the results.


در دیوار برشی رفتار خمشی و محوری به سبب مولفه‌های F11 و F22 و رفتار برشی توسط F12 تغییر می‌یابند. توصیه ACI318 نیز برای کاهش سختی خمشی (EI) دیوار بوده که بایستی مولفه‌های F11 یا F22 را کاهش دهیم.  هیچ توصیه‌ای برای کاهش سختی برشی یا F12 وجود ندارد. بنابراین بصورت یک نتیجه کلی اگر شما جهت محورهای محلی دیوار را دوران نداده‌اید، بایستی ضریب ترک‌خوردگی را به F22 اعمال نمایید. برای تیرهای تیغه اما بایستی این ضریب به F11 اعمال شود.


3) برای اینکه دیوارها طراحی شوند باید آنها را نامگذاری کنید در غیر اینصورت طراحی نمی‌شوند. نام دیوارها می‌تواند در طبقات مختلف یکسان باشد. مثلا می‌توانیم از یک نام P1 برای یک دیوار در طبقات مختلف استفاده کنیم ولی یک نام نمی‌تواند بیش از یکبار در یک طبقه تکرار شود. اگر مجموعه‌ای از دیوارها را که به هم متصل هستند را به یک نام قرار دادین، آنگاه آنها بصورت یک دیوار مستقل طراحی می‌شوند. در حین طراحی نیروهای ایجاد شده در اجزای موجود در دیوار با هم جمع می‌شوند.

 

@AlirezaeiChannel

تاثیر وجود دیوار برشی بتنی بر عملکرد لرزه ای سازه ها

تاثیر وجود دیوار برشی بتنی بر عملکرد لرزه ای سازه ها

در همه‌ی سازه‌ها و به خصوص در سازه‌های بلند، لازم است سختی مناسب برای مقاومت در مقابل نیروهای جانبی باد و زلزله فراهم شود. در غیر این صورت ممکن است هنگام اثر بارهای جانبی، تنش‌های بسیار زیاد و ارتعاش در اعضای مختلف ایجاد شود؛ به طوری که احساس ناراحتی شدید برای ساکنین ساختمان، و یا حتی آسیب‌های جدی برای ساختمان به وجود آورد. سختی جانبی مناسب برای مقاومت در مقابل بارهای جانبی ممکن است توسط قاب‌های خمشی، دیوارهای برشی، و یا ترکیب قاب خمشی و دیوار برشی ایجاد شود. دیوارهای برشی در حقیقت دیوارهای بتن آرمه‌ای هستند که از سختی داخل صفحه‌ای بسیار زیاد برخودار می‌باشند . این دیوارها مشابه یک تیر کنسولی قائم و عمیق عمل می‌کنند که برای ساختمان پایداری جانبی ایجاد نموده و در مقابل برش‌ها  و لنگرهای خمشی ناشی از بارهای جانبی مقاومت می‌کنند .دیوارهای برشی از آن جهت به این نام خوانده می‌شوند که قسمت عمده‌ی برش ناشی از نیروهای جانبی را تحمل کرده و به زمین انتقال می‌دهند. با این وجود، از آن جا که دیوارهای برشی مانند تیرهای طره‌ای قائم هستند، عملکرد اصلی آن‌ها "عملکرد خمشی‌" است و به همین جهت دیوار برشی چندان با عملکرد آنها هم سو نیست. در مقابل قاب‌های خمشی در مقابل بار جانبی بر خلاف نام " عملکرد برشی " داشته و با تغییر شکل برشی خود ، بارهای جانبی را به زمین انتقال  می‌دهند. در دیوراهای برشی با نسبت ارتفاع به طول کوچک، برش بیش از خمش حائز اهمیت است. در مقابل در دیوارهای برشی بلندتر، لنگر خمشی از اهیمت به مراتب بیش‌تری برخوردار است. به دلیل مشابهت عملکرد دیوارهای برشی با تیرهای عمیق، فولادهای برشی در آن ها هم به صورت افقی و هم به صورت قائم قرار داده می‌شوند. در دیوارهای برشی کوتاه‌تر ، فولادهای برشی افقی کم تر مؤثر بوده و فولادهای برشی قائم نقش مؤثرتری دارند . در مقابل در دیوارهای برشی بلندتر ، فولادهای برشی افقی تأثیر بیش تری در تحمل برش دارند .
چند نکته:
1- استفاده از دیوار برشی همیشه مناسب‌ترین روش نیست زیرا باعث تمرکز نیروی در نقاط خاصی از پی می‌شوند.
2- در سازه‌های بلند که دارای منظمی و دهانه‌های مناسب هستند، استفاده قاب خمشی ممکن است به طرح بهتری منجر شود مگر آنکه ملاحظه خاصی در ارتباط  با کنترل جابجایی مد نظر باشد.
3- در سازه‌های کوتاه‌تر از 4 طبقه استفاده از دیوار برشی در اغلب اوقات غیرمنطقی است.
4- در سازه های بلند وجود دیوار باشی باعث افزایش برش پایه میشود. این امر به دلیل افزایش سختی قاب است.

 


@AlirezaeiChannel

پرسش های نرم افزاری و آیین نامه ای

پرسش و پاسخ های زیر از کانال دکتر علیرضایی اقتباس شده و پاسخ ها نیز توسط این استاد بزرگوار داده شده است.

 

 

سلام

عرض ادب و احترام

چرا بعد از مشبندی  المانهای صفحه ای مثل دیوارهای برشی در نرم افزار Etabs، ضریب همپایه سازی در تحلیل طیفی تغییر میکند؟متشکرم

 

با مشبندی و ریز کردن مشبندی‌های موجود برای المان‌های پوسته‌ای یا قابی، سختی سازه می‌تواند تغییر کند. با تغییر سختی و در نهایت تغییر شکل‌های مودی، مقدار بازتاب‌های سازه نیز تغییر کرده و در نهایت برش پایه می‌تواند تغییر کند. البته تغییرات برش پایه چندان زیاد نیست. درست آن است که مشبندی تا حدی ریز شود که ریز کردن بیشتر مشبندی تاثیری بر پاسخ‌ها نداشته باشد.


سلام و خسته نباشید

برای پیدا کردن فشار مبنای باد در مبحث ششم مقررات ملی  92 وقتی که از فرمول q=0.0000613V^2 استفاده میکنیم ، q که بدست می آید دقیقا همان عددی است که در جدول 2-10-6 در ستون چهارم (0.741) قرار گرفته ، برای مثال برای تبریز با سرعت مبنای باد 110داریم :              q=0.0000613(110)^2=0.741

اما در اصلاحیه مبحث ششم 0.0000613  به 0.000613 تغیر پیدا کرده است ( هم در اصلاحیه چاپ 1 تا 4 و هم اصلاحیه چاپ 5 )  و پیرو همین اصلاحیه باید ستون چهارم جدول 2-6-10 در عدد 0.772 ضرب شود (0.741*0.772=0.572)

q=0.000613(110)^2=7.417

ملاحظه می شود که دو فشار مبنای طبق اصلاحیه ، اختلاف زیادی با یکدیگر دارند . اما با روش اصلاح نشده مبحث ششم ، این دو فشار مبنا دقیقا با هم برابر می شد .

ممنون میشم راهنمایی بفرمایید

 

طبق اصلاحیه مبحث ششم، سرعت باد از رابطه 0.000613V^2 بدست می‌آید. طبق همین اصلاحیه، V سرعت باد بر حسب متر بر ثانیه است در حالی که در مبحث ششم (متاسفانه در بخش باد دارای ایردات زیادی است) V بر حسب کیلومتر بر ساعت داده شده است. پس برای استفاده از جدول 6-10-2 باید ابتدا سرعت باد را به متر بر ثانیه تبدیل کنید. مثلا برای تبریز با V=110 km/h داریم:

V=110 km/h=110*1000/3600=30.555 m/sec

q=0.000613*30.555^2=0.572 N/m^2


 

سلام یه ساختمون ۳طبقه با ارتفاع کل ۱۵متردارم ارتفاع زیرزمین ۵.۵متر .همکف ۶ متر وطبقه بالا ۴متر .از یک طرف هم قناس وزاویه بیشتر ۱۵درجه.

با توجه به اینکه ۳ طبقه است .آیا نیاز به بررسی ضوابط مربوط به ضریب rhoوتحلیل دینامیکی لازمه.

با مفصلی کردن تیرهای قسمت مورب ساختمان همچنان منظم در پلان می باشد.

 

سلام طبق استاندارد 2800، ساختمانهای با تعداد 3 طبقه و کمتر و کوتاه‌تر از 10 متر از ترازپایه مشمول محدودیت‌های مربوط به ضریب نامعینی نمی‌شوند.

 

 


سلام استادارجمند.ازاینکه درپاسخگویی حوصله به خرج میدهید سپاسگزاریم..اگر امکان دارد درخصوص بند9_21_2_7_2توضیحاتی بفرمایید /درانتهای غیرممتدیک عضوکه درآن برای مهارکردن میلگردازقلاب استفاده شده است درصورتیکه پوشش بتن روی میلگرددر هردو جهت بالا و پایین و عمود بر صفحه قلاب کمتراز 65میلی متر باشدبایدمیلگرددرطول گیرایی باخاموتهایی به فاصله کمتراز 3dbازیکدیگرمحصورشود./

 

 

با سلام. این متن در ACI بصورت زیر است:

For bars being developed by a standard hook at discontinuous ends of members with both side cover and top (or bottom) cover over hook less than 2-1/2 in., the hooked bar shall be enclosed within ties or stirrups perpendicular to the bar being developed, spaced not greater than 3db along ldh. The first tie or stirrup shall enclose the bent portion of the hook, within 2db of the outside of the bend, where db is the diameter of the hooked bar.

که معادل همان بند مبحث نهم با اندکی بیان مفصل‌تر است. این بند بیان می‌کند، در صورتی که عضو به مانند شکل زیر بصورت غیر ممتد که درآن برای مهارکردن میلگرد ازقلاب استاندارد استفاده شده است درصورتیکه پوشش بتن روی میلگرددر هردو جهت بالا و پایین و عمود برصفحه قلاب کمتراز 65میلی متر باشد باید میلگرددرطول گیرایی با خاموتهایی به فاصله کمتر از 3 برابر قطر میلگرد از هم محصور شود. فاصله اولین خاموت از ابتدای محصور شدگی مطابق شکل زیر البته باید کمتر از 2 برابر قطر آرماتور باشد. به عنوان مثال اگر میلگرد 20 داشته باشیم و آن را توسط قلاب مهار کنیم، بایستی فاصله خاموت‌ها در محدوده مهار شدگی آن یا همان Ldh کمتر از 6 سانتیمتر باشد.

ضوابط تیر غیر ممتد که درآن برای مهارکردن میلگرد ازقلاب استاندارد استفاده شده

باسلام واحترام .در رابطه 9_21_5دربند9_21_2_7  منظورازLdh چی هست؟آیا این مقدار شامل طول خم و طول بعداز خم هم میشود.؟

 

طبق ACI:

Development length for deformed bars in tension terminating in a standard hook, ldh, shall be determined from 12.5.2 and the applicable modification factors of 12.5.3, but ldh shall not be less than the larger of 8db and 6 in. The development length ldh is measured from the critical section to the outside end (or edge) of the hook.

مطابق شکل زیر، این طول از مقطع بحرانی تا انتهای میلگرد خم شده در نظر گرفته می‌شود.

Hooked bar details for development of standard hooks.

 

 

منبع: کانال دکتر علیرضایی

نحوه ی تعریف دیوار برشی فولادی در Etabs

برای تعریف دیوار برشی فولادی ابتدا دویا سه ورق فولادی از منوی Define > frame section با طول حدود 50 الی 60 سانت و ضخامت 3 تا 6 میلیمتر .بعد بیاید اون ستون ها و تیرهای دهانه مورد نظر رو انتخاب کنید و از منوی edit و گزینه divide frame تیرها وستون هارو به 6 الی 10 قسمت تقسیم کنید بعد با رسم فریم وانتخاب اون ورق تعریف شده در پنجره بازشده اون نقاط تقسیم شده رو از تیر به ستون به صورت مایل تعریف کنید برای هم به صورت یک طرفه میشه و هم به صورت دو طرفه که حالت ضربدری میشه..ولی بعد از طراحی ستون های دهانه دیوار فولادی بسیار قوی و با مقطع بزرگ در میاد واین به علت نیروی زیادیه که از ورق به ستون به دلیل بوجود امدن میدان های کششی پس کمانشی است


انتخاب محل دیوارهای برشی

Blog950425 - Best Placement of Shear Walls 000
دیوارهای برشی بتنی اغلب در ساختمانهای اسکلت بتنی دیده می‌شوند. این دیوارها به مانند تیرهای عریض عمودی می‌باشند که بارهای جانبی ناشی از زلزله یا باد را از طبقات مختلف به سمت فونداسیون هدایت می‌نمایند. بطور متداول ضخامت این دیوارها با توجه به ارتفاع ساختمان از ۱۵۰ تا ۴۰۰ میلیمتر متغیر بوده و بصورت پیوسته از روی فونداسیون تا سقف طبقه آخر گسترش می‌یابند.
بعضی از دیوارهای برشی در دو انتهای خود