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

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. 

رفع خطای Unable to write joint / frame load در نرم افزار Etabs

این خطا عمدتا در برخی نسخه های کرک شده ی Etabs و در سازه های فولادی مشاهده می گردد و دلیل آن هم تعریف بارهای Notional (بارهای خیالی) می باشد

در تعریف بارهای خیالی در جهت X و Y اشتباهی صورت گرفته لذا یک بار دیگر به دقت این موضوع را واکاوی کنید اگر برطرف نشد بهتر است بارهای خیالی حذف کنید تا خطا برطرف گردد

 

کنترل دریفت Drift در سازه های منظم و نامنظمی پیچشی

 

 

 اگر سازه منظم پیچشی باشد، بهترین گزینه استفاده از diaphragm center of mass displacements است. در این حالت جابجایی مرکز جرم به شما گزارش خواهد شد. طبق بند 3-5-4 استاندارد 2800 می‌توان در این حالت (سازه منظم پیچشی) مقدار جابجایی در مرکز جرم را قرائت کنیم. لیکن باید توجه کنید در این حالت به شما مقادیر جابجایی مطلق مرکزهای جرم طبقات گزارش می‌شود و نه جابجایی نسبی یا دریف نسبی. بنابراین باید با کم کردن جابجایی‌های مطلق بین طبقات مختلف (و در صورت نیاز با تقسیم آن بر ارتفاع) به جابجای نسبی (یا دریفت نسبی) برسیم.

اگر سازه نامنظم پیچشی باشد، بهترین گزینه استفاده از Story Drifts است. در این حالت دریفت‌های نسبی (بدون بعد) حداکثر هر طبقه گزارش می‌شود. در گزینه Joint Drifts هم دریفت‌های تمام نقاط گزارش می‌شود ولی پیدا کردن مقادیر حداکثر از بین تمام نقاط ممکن است سخت باشد و استفاده از Story Drifts راحت‌تر است.
گزینه Joint Displacements به شما جابجای (مطلق) تمام نقاط را تحت هر یک از حالات یا ترکیب بارها، ارائه می‌دهد.
گزینه  Joint Drifts به شما جابجای (مطلق) تمام نقاط به همراه دریفت نسبی آنها را ارائه می‌دهد.

اگر بخواهیم نامنظمی پیچشی را کنترل نماییم، (موضوع بند 1-7-1ب) نباید از Story Max/Avg Displacements استفاده شود. زیرا در این نسبت جابجایی حداکثر مطلق به جابجایی میانگین مطلق گزارش می‌شود که برای تعیین نامنظمی پیچشی مناسب نیست. برای تعیین نامنظمی پیچشی باید از جابجایی‌های نسبی (و نه مطلق) استفاده شود. برای این منظور باید از گزینه Story Max/Avg Drifts استفاده نمود تا نسبت جابجایی حداکثر نسبی به جابجایی میانگین نسبی گزارش شود.

معرفی طول مهار تیر به صورت نقطه‌ای

رای معرفی طول مهار تیر به صورت نقطه‌ای در مکان‌های دلخواه، ابتدا تیر مورد نظر را انتخاب و از مسیر Design menu > Steel Frame Design > Lateral Bracing اقدام نموده تا پنجره Lateral Bracing ظاهر شود. گزینه User Specified را انتخاب و بر روی دکمه Specify Point Bracing کلیک نمایید. در بخش Location مکان مهار جانبی را مشخص کنید. اگر گزینه Relative … را انتخاب کرده باشید باید بصورت نسبی از انتهای I عضو طول مهار نشده را بصورت نسبی از طول کل آن وارد نمایید (مثلا اگر وسط تیر قرار دارد عدد 0.5 را باید وارد نمایید) همچنین در صورتی که گزینه Absolute… فعال باشد، باید مکان مهار جانبی را بصورت مطلق از انتهای I عضو وارد نمایید. در بخش type مشخص می‌کنید که مهار جانبی برای بال بالا Top یا پایین Bot یا هر دو All است.

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