آنالیز تاریخچه زمانی غیر خطی RHA - Response History Analysis

•   به منظور تعیین عملکرد محتمل سازه تحت یک زلزله مشخص ، نتایج به دست آمده از این آنالیز می تواند به طور مستقیم با اطلاعات به دست آمده از آزمایشات بر روی نمونه های مولفه های سازه ای مقایسه شوند.

•   در این روش به طور مستقیم تغییر مکان کلی حداکثر که توسط یک شتاب نگاشت مشخص به سازه اعمال می شود، تعیین شده و احتیاجی به تخمین زدن این پارامتر نیاز بر پایه روابط تجربی – تئوریک نمی باشد.

• روشی پیچیده و در عین حال دقیق ترین روش برای ارزیابی نیازهای غیر الاستیک سازه تحت اثر شتاب نگاشت های حرکت زمین است.

 

•  در آنالیز تاریخچه زمانی، آثار مودهای بالاتر و تغییرات در الگوی بار اینرسی به علت نرم شدگی سازه در خلال زلزله به طور خودکار درنظر گرفته می شود. 

 

•  روش تحلیل دینامیکی غیرخطی برای تمام ساختمانها قابل استفاده است .

•   نتایج حاصل از این روش حساس به شتاب نگاشت انتخاب شده برای تحلیل و مدل رفتار غیر خطی مصالح و اجزاء سازه می باشد

•   این روش آنالیز وقت گیر و پیچیده می باشد

•   در نتیجه لازم است کنترل و تفسیر نتایج حاصل توسط افراد مجرب انجام گیرد . 

 

انواع تحلیل های غیر خطی

      به طور کلی برای سیستم هایی که انتظار می رود رفتار غیر خطی داشته باشند نیروها و تغییر شکل ها را می توان با استفاده از تحلیل های زیر به دست آورد: 

 

الف) تحلیل های دقیق

 -  تحلیل تاریخچه زمانی RHA               -  تحلیل دینامیکی افزایشی IDA

 

ب) تحلیل های ساده شده

   -تحلیل دینامیکی با استفاده از طیف پاسخ غیر خطیRSA    

 

  - تحلیل استاتیکی غیر خطیNSP

 

ج) تحلیل های تقریبی

مانند روش استاتیکی معادل که با در نظر گرفتن ضریب رفتار می توان به صورت تقریبی اثر رفتار غیر خطی را وارد نمود

اختلاف زیاد بین برش پایه استاتیکی و طیفی

من تو یک پروژه ای تحلیل طیفی انجام دادم منتها بین برش پایه استاتیکی و طیفی اختلاف خیلی زیادی وجود داره، میشه گفت بیش از 100 برابره
آیا اشکالی داره یا با همین نتایج عملیات همپایه سازی انجام بدم؟

 

اگر طیف بی بعد شده B را از مسیر Define menu > Functions > Response Spectrum تعریف نموده‌اید و سپس اقدام به تعریف حالت بار طیفی با ضریب مقیاس AI/R کرده‌اید، نبایستی پراکندگی زیادی با برش پایه استاتیکی ایجاد شود. اگر 100 برابر برش‌های پایه استاتیکی و دینامیکی با هم اختلاف دارند، به احتمال زیاد خطای عددی یا خطای مدلسازی دارید و موارد زیر را کنترل نمایید:
1- کنترل کنید که تعداد مودهای نوسانی در نظر گرفته شده حداقل 90% جرم را جذب کرده باشد. در مواردی که تغییرات زیاد سختی در ارتفاع داشته باشید (مثل حالتی که در طبقاتی دیوار حائل وجود داشته باشد) نیاز به مودهای نوسانی زیادتری از حالات معمول داریم. برای تعریف مودهای ارتعاشی باید از مسیر Define menu > Modal Cases اقدام نمایید.
2- کنترل کنید که ضریب مقیاس را درست وارد کرده باشد و حتما آن را براساس واحد برنامه وارد نمایید. مثلا ممکن است که واحد شتاب برنامه mm/sec^2 بوده و شما مقدار g (شتاب ثقل) را بر اساس واحد m/sec^2 برابر 9.81 وارد کرده باشد که در این حالات 1000 برابر ضریب مقیاس کم بدست می‌آید و یا مثلا ضریب مقیاس بر اساس cm/sec^2 بوده و شما آن را 9.81 وارد کرده‌اید که ضریب مقیاس 100 برابر کمتر حاصل می‌شود.
3- ناپایداری‌های سازه را بررسی کنید. سازه نباید در بخشی از آن دارای سختی ناچیز باشد.
4- جرم سازه را کنترل کنید.

 

منبع:@AlirezaeiChannel

 

مهار جانبی در Etabs یا LTB

طول مهار نشده عضو، فاصله بین مهارهای جانبی یا تکیه گاه‌های آن است. در یک تیر که به آن مهاربند هشتی یا هفتی متصل شده، با توجه به بند 10-3-11-1د مبحث دهم، در هر صورت وجود حداقل یک جفت مهار جانبی در محل اتصال مهاربند‌ها به تیر الزامی است. بنابراین طول مهار نشده عضو را می‌توان در این تیرها، برابر با نصف طول آن در نظر گرفت. همچنین وجود نیروی محوری در این تیرها همزمان با خمش در آنها رخ داده و بایستی از روابط تیر-ستون‌ها طراحی صورت گیرد.

 

 

 

مهار جانبی تیرها در قاب های خمشی با شکل پذیری متوسط باید حداکثر به 0.17E/Fy و در قاب خمشی ویژه بایستی به 0.086E/Fy باشد. هر دو بال تیر باید این مهار را داشته باشند. 

 

 

خطای Lb/ry در Etabs

این خطا در کنترل هنگام طراحی قاب‌های خمشی فولادی در حالتی که طول مهارنشده تیر از 0.17E/Fy*ry بیشتر باشد برای قاب‌های خمشی متوسط و در صورتی که طول مهار نشده تیر از 0.086E/Fy*ry در قاب‌های خمشی ویژه، بیشتر باشد، در پنجره طراحی داده می‌شود. بنابراین بایستی با جزئیات مناسب در نقشه‌ها طول مهارنشده تیرها را به این مقادیر محدود نمایید. در صورت استفاده از مهارهای جانبی برای بال‌های بالا و پایین تیر قاب خمشی، بصورت موضعی مطابق شکل زیر، می‌توان در برنامه ETABS بعد از انتخاب تیر مورد نظر، از مسیر Design menu > Steel Frame Design  > Lateral Bracing  و یا از مسیر  اقدام نمایید و طول مهارنشده را وارد نمایید. در صورتی که مهارهای جانبی بصورت موضعی مطابق شکل زیر داده می‌شود، بایستی گزینه Specify Point Bracing را انتخاب نمایید. با انتخاب حالت Relative Distance from End-I فاصله مهار جانبی از ابتدای I تیر بصورت نسبی داده می‌شود و یا اینکه با انتهاب حالت Absolute Distance from End-I فاصله مهار جانبی از ابتدای I تیر بصورت مطلق داده شود.

---

 

 گزینه های
Lateral bracing ... specify point bracing 
And
Lateral bracing ... specify uniform bracing
چه فرقی با هم دارند؟
و برای لحاظ کردن مهار پرلینها از کدام گرینه باید استفاده شود؟

 

 

 

با استفاده از مسیر Design menu > {Steel Frame, Steel Joist} Design > Lateral Bracing می‌توانید مهارهای جانبی تیرها فولادی یا تیرچه‌های فولادی را مشخص کنید. برای این  منظور ابتدا آنها را باید انتخاب نموده و از این مسیر اقدام نمایید. بعد از اجرای این دستور و در بخش User Specified دو گزینه پیش روی شما خواهد بود:
* گزینه Specify Point Bracing: که مهارهای جانبی تیر انتخاب شده را بصورت نقطه‌ای مشخص می‌کند. شکل زیر یک نمونه از مهار جانبی نقطه‌ای را نشان می‌دهد. ای مهار جانبی در یک نقطه از تیر آن را از کمانش جانبی- پیچشی نگه داشته است.
* گزینه Specify Uniform Bracing: این گزینه مهار جانبی یکنواختی برای تیر در نظر می‌گیرد. این گزینه در حالاتی که فاصله مهارهای جانبی خیلی کم باید یا بصورت پیوسته تیر دارای مهار جانبی باشد، کاربرد دارد. مثلا فرض کنید در سقف تیرچه بلوک، تیر فولادی غرق در بتن بوده و هر دو سمت تیر بتن وجود دارد. این بتن می‌تواند نقش مهار جانبی پیوسته را برای آن تیر بازی کند.

 

 

 

منبع:@AlirezaeiChannel

 

 

ضرایب ترک خوردگی بتن Etabs

طبق بند 9-13-8-4 مبحث نهم و در تحلیل سازه باید سختی خمشی و پیچشی اعضای ترک خورده بنحو مناسب محاسبه و منظور گردد . در غیاب محاسبات دقیق برای منظور کردن اثر ترک خوردگی می توان : 
* در قابهای مهار نشده سختی تیرها و ستونها را به ترتیب 0.35 و 0.7 سختی مقطع ترک نخورده آنها منظور نمود .
* در قابهای مهار شده سختی تیرها و ستونها را به ترتیب معادل 0.5 و 1 برابر سختی مقطع ترک نخورده آنها منظور نمود.

- لازم به تذکر است که:
1 ) این مقادیر برای پیچش نیز در نرم افزار لحاظ شود.
2) این مقادیر در نرم افزار به دو طریق قابل اختصاص و مشاهده است:
بعد از انتخاب مقاطع، از مسیر Assign menu > Frame > Property Modifiers (در ETABS2015) بصورت زیر اقدام کنید.
Moment of inertia about 2 axis ……..  0.35
Moment of inertia about 3 axis ……..  0.35
Torsion constant …………… ……..  0.35
یا اینکه از مسیر Define menu > Section Properties > Frame Sections، مقطع مورد نظر را انتخاب و بر روی گزینه Modify/Show کلیک نمایید. حال در پنجره ظاهر شده گزینه Modify/Show Modifiers را انتخاب نمایید حال در پنجره Property/Stiffness Modification Factors میتوانید ضرایب فوق را وارد کنید.

 

منبع:@AlirezaeiChannel

 

راه حل های کنترل Drift

برای کنترل جابجایی نسبی طبقات در قاب خمشی بتنی موارد زیر را می‌توان بکار برد:
1- افزایش مقطع تیر و ستون. افزایش مقطع تیر معمولاً موثرتر هست ولی با افزایش مقطع تیر، از فلسفه تیر قوی ستون ضعیف دور میشیم.
2- منظم کردن سازه از نظر پیچشی. در این حالت می‌توان جابجایی را در مرکز جرم سازه ببینید. در غیر اینصورت باید در گوشه‌ها مشاهده شود.
3- افزایش مقاومت مشخصه بتن که با افزایش آن ضریب ارتجاعی نیز زیاد می‌شود.
4- استفاده از دوره تناوب تحلیلی برای کنترل جابجایی. این مورد معمولا در سازه‌های بالاتر از 5 طبقه موثر است.

 

نکته ای در رابطه با طراحی مهاربندهای شورون (هفتی و هشتی) در Etabs

سلام وقت بخیر تیرهای دهانه مهاربندی شورون همگرای ویژه سازه ای که طراحی کردم باIPE400و HE300ام جواب نمیده.برای حل این مشکل چکارکنم؟ممنون میشم راهنمایم کنین

 

 مهاربندهای شورن (هفتی و هشتی) در صورتی که به ظرفیت فشاری خود برسند و مهاربند فشاری دچار کمانش شده و یک مفصل خمیری در وسط آن ایجاد شود، از زیر بار فرار نموده ولیکن در اثر اختلاف نیروی موجود بین مهاربند کششی و فشاری یک نیروی نامتعادلی در تیر ایجاد می‌شود. در این حالت مقطع تیر به شدت سنگین و غیرمنطقی بدست خواهد آمد. برای حل این مشکل، دو راه حل وجود دارد:
1- گیردار کردن ابتدا و انتهای تیر جهت کاهش لنگر خمشی وسط دهانه (چندان موثر نیست)
2- استفاده از پیکربندی دو طبقه X شکل، مطابق شکل زیر (این روش موثر است). در این حالت نیروی نامتعادل حاصل از به ظرفیت رسیدن مهاربندهای پایین و بالا تا حدود زیادی یکدیگر را خنثی نموده و تیر مقطع کمتری خواهد داشت. اگر مقطع مهاربندهای بالا و پایین تیر یکسان اختیار شده باشد، نیروی نامتعادل بالا و پایین یکدیگر را خنثی نموده و اثر آن صفر می‌شود.
❗️ توجه: در هر صورتی، تیر متصل به مهاربند شورن بایستی برای اثرات ناشی از بارهای ثقلی بدون در نظر گرفتن اثر مهاربند طراحی شود. همچنین برنامه ETABS در حال حاضر قادر به طراحی تیر متصل به مهاربند شورن برای طراحی ظرفیتی نیست.

کانال @AlirezaeiChannel