فولد لاین یا خط آزاد خمش در گاست پلیت

 

 

ایجاد فاصله 2t به عنوان خط فرضی خمش جهت رفتار مفصلی در مهاربندهای همگرای معمولی نیازی نیست و تنها در مهاربندهای همگرای ویژه اجبار وجود دارد. در مهاربندهای همگرای ویژه نیز تنها در حالتی که کمانش مهاربند خارج صفحه رخ دهد، این الزام وجود دارد و در حالتی که کمانش داخل صفحه باشد باز نیازی نیست. برای دیدن جزئیات بیشتر می‌توانید به کتاب تحلیل و طراحی سازه‌های فولادی اینجانب مراجعه کنید.  اعمال این فاصله برای مهاربندهای واگرا اصلا نیازی نیست زیرا در این قاب عضو مهاربند نبایستی دچار کمانش شود.

 

@AlirezaeiChannel

سخت کننده های گاست پلیت

در برخی اوقات که طول لبه آزاد ورق زیاد باشد، نیاز به سخت کننده‌هایی عمود بر این ورق اتصال می‌باشد. در این حالت بایستی توجه داشت که این سخت کننده‌ها نبایستی از ناحیه نوار مفصل خمیری ورق عبور داده شوند. زیرا در صورت عبور از این ناحیه، مانع دوران ورق اتصال شده و کار مفصل خمیری و خط فرضی خمش را مختل می‌کنند. همچنین توصیه شده انتهای این سخت کننده‌ها نیز با فاصله‌ای به میزان دو برابر ضخامت ورق (2t) نرسیده به خط فرضی خمش، قطع شوند. در شکل زیر این مورد نشان داده شده است.

 

 

کنترل زلزله بهره برداری در حالت حدی

 برای کنترل زلزله بهره برداری در حالت حدی در نرم افزار ترکیب بارها همگی با ضریب یک وارد میشود و ضرایب کاهش مقاومت نیز یک می شود و سازه کنترل میشود.همچنین تغییر مکان جانبی نسبی نیز از 0.005 ارتفاع طبقه بیشتر نشود.

ساختمانهای «با اهمیت خیلی زیاد و زیاد» و یا بلندتر از 50 متر و یـا بیشـتر از 15 طبقه باید برای زلزله سطح بهره برداری کنترل شوند، به طوری که، مطـابق تعریـف بند (1-1-2)قابلیت بهره برداری خود را در زمان وقوع زلزلـه حفـظ نماینـد. بـرای ایـن منظور مشخصات سازه این ساختمانها باید چنان باشد که تحـت اثـر ترکیـب بارهـا در سطح بهره برداری، بدون اعمال ضریب بار، الزامات زیر را تأمین نمایند.
1) در زلزله سطح بهره برداری نباید تنش های  ایجاد شده در اعضای فولادی از حد فرا ارتجاعی  اعضا تجاوز نماید.

2) در طراحی سازه های بتن مسلح تلاشهای ایجاد شده در اعضا نباید از مقاومت اسمی آنها(بدون اعمال ضریب کاهش مقاومت) فراتر رود.

3) در کنترل زلزله سطح بهره برداری برای سازه های بتن مسلح میتوان مقدار ممان اینرسی  موثر اعضا سازه را تا 1.5 برابر مقادیر متناظر با زلزله طرح در نظر گرفت.

4) منظور از تغییر مکانی که عرض کردید  از یک تحلیل خطی بدست می اید و برای محاسبه آنها میتون از اثر p delta صرف نظر کرد.

5) در مواردی که نوع و نحوه بکارگیری مصالح و سیستم اتصال قطعات غیرسازه ای(مانند تیغه بندی داخل ساختمان) به گونه ای باشد که که این قطعات بتوانند در برابر تغیر مکانهای جانبی نسبی بیش از 0.005 ارتفاع طبقات بدون خسارت بماند میتوان این عدد را تا 0.008 افزایش داد.

6) مشخصات حرکت زمین در زلزله سطح بهرهبرداری باید مشابه زلزله طرح، بنـد 
(3-3)در نظر گرفته شود، با این تفاوت که شتاب مبنای طرح A در آن بـه یـک ششـم مقدار خود کاهش داده شود. در مقابل ضریب رفتار R در محاسبه نیـروی جـانبی زلزلـه برابر با یک منظور میگردد. به این ترتیب در روش تحلیل استاتیکی معادل مقـدار بـرش پایه در این سطح از رابطه (3-16)محاسبه میشود.

Vser=1/6 ABIW                    (3_16)

معرفی سیستم سقف ها

سیستم سقف ها را بصورت خلاصه بشناسید

1-سقف طاق ضربی :
هرچند که این نوع سقف منسوخ شده است و دیگر مورد تایید ضوابط وآیین نامه ها نیست.سقف طاق ضربی به راحتی و با هزینه کم ساخته میشود.اما بدلیل وزن بالا و عملکرد بسیار ضعیف درهنگام زلزله ،سقف قابل اعتمادی نیست.

2-سقف تیرچه بلوک :
این نوع سقف یکی از رایج ترین انواع سقف به حساب می آید. اجزای تشکیل دهنده سقف تیرچه – بلوک شامل تیرچه ، بلوک پرکننده و بتن وآرماتورحرراتی وآرماتور تقویتی برش (اوتکا ) می باشد.
انواع تیرچه :
الف ) تیرچه پاشنه بتنی
ب) تیرچه فلزی با جان باز( کرمیت )
ج) تیرچه پیش تنیده ( اشپنیت )
د)تام تیرچه
انواع بلوک پرکننده:
الف ) بلوک پلی استایرن
ب) بلوک سفالی
ج) بلوک سیمانی

3-سقف کامپوزیت :

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.

نکات تیر پیوند (تیر فیوز)

جزییات مهاربند واگرا که بایستی در طراحی نظارت و اجرا مد نظر قرار بگیرد:

 تیر پیوند عضو پلاستیک هست پس هرگونه برشکاری و جوشکاری در ناحیه پیوند به جز سخت کننده جان ممنوع می باشد.

 عضو مهاربندی و تیر خارج ناحیه پیوند باید برای حداکثر نیرو طراحی شود تا در طی زلزله در محدوده الاستیک باقی بماند.

 از عدم کمانش ورق های اتصال باید اطمینان حاصل کرد.

 دوران تیر پیوند باید کنترل شود.

 سخت کننده های انتهایی باید دوبل (دو طرف تیر) اجرا شود.

 سخت کننده میانی بایستی با دقت بالایی طراحی و اجرا شود.

 از عدم چسبیدن بتن دال به جان تیر پیوند باید اطمینان حاصل کرد.

 با دتایل مناسب بایستی از کمانش خارج محور تیر پیوند و تیر خارج پیوند جلوگیری کرد.

 عضو مهاربندی از سمت تیر به اندازه کافی به تیر نزدیک شود تا ورق اتصال کمانش نکند.

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.

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.

تیر پیوند (تیر فیوز) یا تیر لینک

تیر پیوند معمولا دارای مقطعی مشابه با تیر خارج از تیر پیوند است.

تیر پیوند باید از نوع I شکل نورد شده یا ساخته شده از ورق و یا از نوع قوطی ساخته شده از ورق باشد.

وجود نیروهای زیاد در تیر پیوند سبب می‌شود که تیرهای پیوند جاری شود. البته این مورد بایستی کنترل شود. بدین معنی که تیر خارج از تیر پیوند برای ظرفیت تیر پیوند کنترل شود.

 

هر چه اندازه‌ی طول تیر پیوند، کوتاه‌تر باشد، سهم برش در آن بیشتر است و در صورت ورود سازه به محدوده‌ی عملکرد غیرارتجاعی این ناحیه به طور کامل تسلیم می‌شود. این عمل باعث دوران‌های بزرگ غیرالاستیک بدون ایجاد کرنش‌های موضعی زیاد خواهد بود. همچنین چون در پیوند برشی (کوتاه)، نیروهای برشی در تمام طول تیر پیوند ثابت است، لذا کرنش‌های غیرالاستیک به طور یکنواخت در طول تیر پیوند توزیع می‌شود. اما اگر طول پیوند زیاد شود، سهم برش آن کم شده و سهم لنگرهای انتهایی آن افزایش می‌یابد و به جای خمیری شدن کل تیر پیوند در برش، در محل اتصال مهاربند به تیر، مفاصل خمیری خمشی بوجود می‌آید و عملاً ناحیه تسلیم به شدت کاهش می‌یابد و به این ترتیب تا قبل از انهدام کل سازه مقدار انرژی کمی با تسلیم شدن قسمت های بسیار محدودی از سازه جذب و مستهلک می‌شود. ایجاد کرنش‌های پلاستیک موضعی بزرگ باعث ایجاد تغییر مکان‌های بزرگ و احتمال وقوع ناپایداری و به تبع آن کاهش سختی زیاد در حالت رفتار غیرارتجاعی می‌گردد. البته آیین‌نامه تنها در حالتی که نیروی محوری تیر پیوند زیاد باشد، طول آن را محدود می‌کند. علت اصلی این مورد در بند 10-3-12-4 مبحث دهم، کاهش ظرفیت خمشی، در اثر وجود نیروی محوری است.

 

کنترل ارتعاش در سقف کامپوزیت

 اگر در برنامه ETABS از AISC360-10 برای طراحی سقف‌های کامپوزیت استفاده کنید، برنامه از AISC Steel Design Guide 11 (DG11) برای کنترل ارتعاش استفاده خواهد کرد. برنامه ETABS فرکانس طبیعی ارتعاش مود اول ارتعاش تیر را تعیین نموده و برای هر تیر، مقدار حداکثر شتاب بر حسب g را بصورت ap/g و با مقدار حدود مجاز آن a0/g مقایسه می‌کند. مقادیر محاسبه شده در نهایت توسط برنامه گزارش می‌شود. ارتعاش تیر فرعی ناشی (با توجه به اینکه به تیرهای اصلی و در نهایت ستون متصل بوده و با آنها بصورت فنر سری عمل میکند) بصورت زیر تعیین میشود:

 

در این روابط از جابجایی ستون صرف نظر میشود معمولا (چون سختی محوری بالای دارند). بنابراین طبق DG11 مقدار فرکانس ارتعاش طبیعی برابر است با:

 

 

 

منبع:@AlirezaeiChannel

کنترل نامنظمی پیچشی در Etabs

 برای کنترل نامنظمی پیچشی (موضوع بند 1-7-1-ب) می‌توان از زلزله استاتیکی و یا دینامیکی استفاده نمود. کنترل آن توسط حالات بار استاتیکی راحت‌تر بوده ولی اگر بخواهیم با بارهای دینامیکی، نامنظمی پیچشی را کنترل کنیم نیز امکان پذیر است. بایستی توجه کنید. در صورتی که سازه دارای نامنظمی شدید پیچشی باشد (یعنی جابجایی حداکثر به میانگین بیشتر از 1.4 باشد) طبق بند 3-4-1-4 استاندارد 2800، بایستی هیچ ضریب کاهشی و تخفیفی برای همپایه سازی بکار برده نشود. به عبارتی نسبت برش پایه استاتیکی به دینامیکی در عدد 1 ضرب شود.

❗️ نکته: اگر بخواهیم با حالات بار دینامیکی، نامنظمی را کنترل نماییم، نبایستی مستقیما جابجایی‌های مطلق یا نسبی گوشه‌های سازه را خوانده نسبت آنها را بدست آوریم بلکه بایستی این عمل را برای هر مود ارتعاشی انجام داده و نامنظمی پیچشی برای هر یک از مودها بدست آمده و در نهایت بین نتایج بدست آمده برای هر از مودها، SRSS بگیریم. برای این منظور می‌توان بصورت زیر عمل نمود:

1- در هر مود ارتعاشی شما یک پاسخ مثبت و واحد خواهید داشت. پاسخ در هر یک از مودهای ارتعاشی بایستی توسط یکی از روش‌های مرسوم (CQC، SRSS و یا ABS) با هم ترکیب شوند. مطابق شکل زیر، از مسیر Display > Show Tables > Analysis > Results > Modal Results > Response Spectrum Modal Information ضریب مقیاس برای هر یک از مودهای ارتعاشی را استخراج کنید.

 

2- با استفاده از مسیر Define > Load Combinations > Add New Combo اقدام نموده و حالت Modal را زیر گزینه Load Name مطابق شکل زیر انتخاب نمایید. برای هر مود یک Load Combinations ایجاد کنید و شماره هر مورد را در هر یک وارد نموده و در بخش Scale factor آن ضریب مقیاس بدست آمده در گام قبلی را وارد نمایید. در شکل دوم این ضریب مقیاس برای مود دوم نشان داده شده است.

3- جابجایی هر از گره‌های گوشه‌ای سازه را در هر یک از مودهای ارتعاشی را از مسیر Display > Show Tables > Tables> Analysis > Results> Displacements> Joint Displacements بدست آورده تا بتوانیم نسبت جابجایی حداکثر به میانگین را بدست آوریم.

4- مقدار دریفت نسبی طبقه هر گره و در هر مود را برای گوشه‌های پلان بدست آورید. مثلا  Dmax/Dav<1.2 یا 1.4 برای هر یک از مودها.

5- حال نتایج بدست آمده در هر مود را با استفاده از روش SRSS با یکدیگر ترکیب نمایید. برای مثال:
SQRT[SUM(Dmax/Dav)^2]<(1.2 or 1.4)xSQRT(شماره مود ارتعاشی)

 

منبع:@AlirezaeiChannel
 

طراحی کف ستون - 1

 

طراحی کف ستون - 1

یکی از حساس ترین بخش های تشکیل دهنده سازه های فولادی محل اتصال ستون های آن به پی است. چرا که در این نقاط کلیه بار های وارد بر سازه، پس از جمع شدن در کف ها، تیرها و نهایتا ستون ها، از طریق ورق کف ستون به فونداسیون منتقل می شود. برای طراحی کف ستون های این ساختمان از کتاب طراحی سازه های فولادی مجتبی ازهری و سید رسول میر قادری استفاده شده است.

 

 

 

طراحی اتصال گیردار تیر به ستون

 

طراحی اتصال گیردار تیر به ستون

 

 

در اتصالات صلب خمشی لنگر خمشی انتهای تیر به صورت کامل به ستون منتقل می گردد و زاویه چرخش بین تیر و ستون در محل اتصال ثابت باقی می ماند. قاب خمشی در این ساختمان از نوع متوسط است. در نتیجه باید اتصال گیردار ضوابط مربوط به شکل پذیری متوسط را ارضا کند. اتصال گیردار جوشی به کمک ورق های روسری و زیر سری فقط به قاب های خمشی متوسط محدود می شود.

 

 

طراحی اتصال بادبند با روش LRFD

 

طراحی اتصال جوشی بادبند با روش LRFD

 

 

 

اتصالات اعضای مهاری  یکی از حساس ترین بخش های یک سازه فولادی است. زیرا اگر این اتصالات در هنگام زلزله دچار شکست شوند باعث ایجاد طبقه نرم می شود. بنابراین لازم است در هنگام طراحی و اجرای این بخش از سازه توجه و دقت لازم فراهم شود.  عملکرد مهاربند بدلیل ماهیت رفت و برگشتی زلزله هم درکشش باید عمل کند و هم در فشار که اتصال مهاربند به تیر و ستون نیز باید توان تحمل کشش و فشار را داشته باشد.

 

 

 

 

طراحی اتصال ساده نشسته تیر به ستون به روش LRFD

طراحی اتصال ساده نشسته تیر به ستون به روش LRFD

طراحی اتصال ساده نشسته تیر به ستون به روش LRFD

 

 

 

یکی از روش های متداول برای انتقال نیرو های تیر به ستون استفاده از اتصالات ساده ی نشسته است. در این نوع اتصال تیر بر روی یک نشیمن که می تواند انعطاف پذیر ( تقوت نشده ) و یا سخت ( تقویت شده ) باشد، قرار می گیرد. در اتصالات نشسته  انعطاف پذیر معمولا از نبشی به عنوان نشیمن استفاده می شود. در این اتصالات نشسته چنان چه محور نیز عمود بر عرض نشیمن باشد.، به آن اتصال خورجینی گویند.  در اتصالات نشسته عمده ی نیرویی که از طرف تیر به ستون منتقل می شود واکنش تکیه گاهی R  است