نکات مهم در دفترچه مکانیک خاک

یک مهندس سازه به چه بخش‌هایی از دفترچه مکانیک خاک نیاز دارد؟
پیشنهاد می‌شود، تمام بخش‌های دفترچه مطالعات ژئوتکنیک توسط طراح سازه خوانده شده و به نکاتی مهم احتمالی آن از جمله روانگرا بودن سایت توجه شود. خطرات ساختگاهی معمولا بخشی از یک مطالعات استاندارد هستند که به مواردی همچون واگرایی خاکها، زمین لغزش و ... می‌پردازند. اگر نکته خاصی در دفترچه ذکر نشده باشد، معمولا از اطلاعات زیر بطور گسترده‌تر استفاده می‌شود:
1- مقدار ذکر شده برای ضریب عکس‌العمل بستر خاک Ks، که معمولاً برای انواع پیی و با عرض‌های مختلف بصورت گراف یا بصورت جدول ارائه می‌شود. مهندس طراح برای مدلسازی خاک زیر پی از این پارامتر استفاده می‌کند.
2- نوع خاک و انطباق آن با یکی از رده‌های ذکر شده در جدول 2-3 استاندارد 2800. این پارامتر یکی از پرکاربرد‌ترین پارامترهای مورد استفاده در دفترچه مکانیک خاک است. نوع خاک براساس سرعت موج برشی تعیین شده و معمولا از آزمایش دانهول (Downhole) یا SPT (با دقت کمتر) این پارامتر تعیین می‌شود. مهندس طراح از این پارامتر برای تعیین نیروی زلزله مستقیما استفاده می‌کند.
3- ظرفیت باربری مجاز: دو عامل در طراحی پی‌ها نقش تعیین کننده دارند، نخست اینکه فشار ناشی از پی به خاک از مقاومت ایمن خاک در مقابل گسیختگی تجاوز ننماید و دیگر اینکه بارهای وارده نباید باعث نشست‌های بیش از مقدار مجاز برای سازه مورد نظر گردد. هر دو عامل بایستی به طور مستقل کنترل شوند. این پارامتر در دفترچه مکانیک معمولا با qa نشان داده شده و یکی از پارامترها پر استفاده است.
4- تعیین ظرفیت باربری شمع: در صورتی که ظرفیت باربری پی‌های سطحی بدلیل زیاد بودن بار وارده و یا مجاز نبودن اجرای پی سطحی به دلیل خطر روانگرایی و یا نشست بیش از حد، پاسخگوی طرح نباشد و همچنین برای مقابله با فشار بالا راندگی استفاده از شمع جهت انتقال بارهای سازه به زمین ضروری است. شمع‌ها انواع مختلفی دارند که معمولا از شمع‌های درجا استفاده می‌شود. بنابراین اگر در پروژه‌ای نیاز به اجرای شمع بود، بایستی از پارامترهای آن استفاده شود.
5- فشار جانبی خاک: معمولا در صورتی که سازه نیاز به دیوار حائل داشته باشد، از پارامترهای آن مثل K0 برای تعیین فشاری خاک وارد بر دیواره استفاده می‌گردد.
6- حداقل عمق یخبندان که در دفترچه معمولا ذکر می‌شود.
7- سایر پارامترها مثل ضریب اصطکاک داخلی و ضریب چسبندگی خاک c، در صورتی که نیاز به برخی ملاحظات، مثل تعیین عمق ایمن گودبرداری باشد.
منبع: کانال AlirezaeiChannel

فلسفه ی زلرله تشدید یافته

در طراحی سازه یک روش ساده برای اینکه کاری کنیم که برخی از اجزا جاری نشوند (مثل اتصالات یا ستون‌ها) این است که آنها را قوی‌تر از بقیه اجزا طراحی نماییم. برای این منظور دو روش متداول وجود دارد:
1- طراحی آن اجزا (مثل اتصالات یا ستون‌ها) برای ظرفیت مورد انتظار اجزایی که در آنها رفتار غیرارتجاعی انتظار می‌رود.
2- طراحی آن اجزا (مثل اتصالات یا ستون‌ها) برای نیروی تشدید یافته.
پس بطور کلی برای کلیه اجزایی نمی‌خواهیم در آنها رفتار غیرارتجاعی ایجاد شود (یا در گام‌های نهایی رفتار غیرارتجاعی داشته باشند)، این اجزا برای نیروهای تشدید یافته باید طراحی شوند. این ضریب برای سازه‌های فولادی مشهورتر هستند ولیکن در سازه‌های بتنی نیز استفاده می‌شوند. به عنوان مثال وقتی با ACI318-14 طراحی می‌کنید، برای قاب‌های خمشی با شکل‌پذیری متوسط نیروی برشی طراحی ستون‌ها بصورت تشدید یافته حاصل می‌شود. جمله زیر از راهنمای برنامه ETABS برای طراحی این قاب‌ها آورده شده است:

For #Intermediate Moment Frames (seismic design), the shear design of the columns is based on the smaller of the following two conditions:
a) The shear associated with the development of nominal moment strengths of the columns at each restrained end of the unsupported length (ACI 18.4.3.1a),
b) The maximum #shear obtained from design load combinations that include earthquake load (E), with E increased by a factor of Ωo (ACI 18.4.3.1b).

فقط نیروی محوری تشدید یافته نمی‌شود. در مثال بالا نیروی برشی تشدید یافته شده است ولیکن در ستون‌های قاب‌های فولادی این تشدید یافتگی به نیروی محوری اعمال شده است. معمولا اثر تشدید یافتگی به مولفه نیرویی اعمال می‌شود که برای آن عضو نیرو-کنترل باشد. تقریبا تفاوتی بین آیین‌نامه‌های آمریکا و ایران در این زمینه وجود ندارد و تمام مقادیر اضافه مقاومت داده شده برای سیستم‌های مختلف در آیین‌نامه ASCE7 برابر با مقادیر متناظر در جدول 3-4 استاندارد 2800 است.
منبع: AlirezaeiChannel کانال دکتر علیرضایی

بررسی قاعده 100-30 در اعمال نیروی زلزله ( استاندارد 2800 و ASCE7-10 )

در اعمال قاعده 100-30 تقریبا تفاوت آشکاری بین استاندارد 2800 و ASCE7-10 وجود ندارد. ستون‌هایی که در محل تقاطع دو یا چند سیستم لرزه‌بر قرار دارند و همچنین در سیستم‌های لرزه‌بر غیرموازی، بایستی امتداد نیروی زلزله با زاویه مناسبی که حتی المقدور بیشترین اثر را ایجاد می‌کند، انتخاب شود. برای منظور نمودن بیشترین اثر زلزله، می‌توان صددرصد نیروی زلزله هر امتداد را با 30% نیروی زلزله در امتداد عمود بر آن ترکیب کرد.
در FEMA751 و FEMA451 نیز روش SRSS به عنوان یک روش دیگر برای اعمال  نیز پیشنهاد شده است.
 

3.1.6.3 Torsion, Orthogonal Loading, and Load Combinations

There are three possible methods for applying the orthogonal loading rule:

1. Run the response-spectrum analysis with 100 percent of the scaled X spectrum acting in one direction, concurrent with the application of 30 percent of the scaled Y spectrum acting in the orthogonal direction. Use CQC for combining modal maxima. Perform a similar analysis for the larger seismic forces acting in the Y direction.

2. Run two separate response-spectrum analyses, one in the X direction and one in the Y direction, with CQC being used for modal combinations in each analysis. Using a direct sum, combine 100 percent of the scaled X-direction results with 30 percent of the scaled Y-direction results. Perform a similar analysis for the larger loads acting in the Y direction.

3. Run two separate response-spectrum analyses, one in the X direction and one in the Y-direction, with

CQC being used for modal combinations in each analysis. Using SRSS, combine 100 percent of the

scaled X-direction results with 100 percent of the scaled Y-direction results

 
خلاصه بند فوق را می‌توان بصورت زیر خلاصه نمود:
برای در نظر گرفتن اثر زلزله در جهات متعامد در تحلیل طیفی سه روش وجود دارد:
1- در یک تحلیل طیفی، 100% طیف در جهت x (مقیاس شده) و 30% طیف در جهت y (مقیاس شده) بر سازه اعمال شده و اثرات آنها با هم جمع زده می‌شود (قدرمطلق).
2- در دو تحلیل جداگانه یک بار 100% طیف در جهت x (مقیاس شده) و یک بار هم 100% طیف در جهت y (مقیاس شده) بر سازه اعمال شده و در ترکیب بارها 100% نیروی زلزله در هر جهت را با 30% در جهت عمود بر آن ترکیب نمایید.
 
منبع: کانال دکتر علیرضایی

باد جهشی ( تفسیر مبحث 6 )

افزایش سریع در سرعت باد را تند باد یا اثر جهشی باد (Gust effect) می گویند. ساختمان‌های بلند در مقابل تندبادهایی که در مدت زمانی تقریباً به طول سه ثانیه امتداد می‌یابند، حساس می‌باشند. بنابراین سرعت تندترین‌باد که در مدت زمان 30 الی 60 ثانیه میانگین گیری شده است، بعنوان معیار طراحی در ساختمان‌های بلند مورد استفاده قرار می‌گیرد و بایستی از سرعت تند باد به جای سرعت میانگین، در محاسبه بارهای حاصل از نیروی باد مورد استفاده قرار داد.
سرعت تندباد می‌تواند با ضرب کردن یک ضریبی بنام ضریب تند باد (Gust effect factor) در سرعت میانگین باد، حاصل شود. همه ساختمان‌ها بطور یکسان در مقابل تندبادها، حساس نمی‌باشند در کل، ساختمان‌هایی که دارای انعطاف پذیری بیشتر می‌باشند، دارای حساسیت بیشتری در مقابل تندبادها هستند و هر چقدر انعطاف پذیری سازه، افزایش یابد، به حساسیت آنها در مقابل تندبادها نیز افزوده می‌گردد. تنها راهی که برای بدست آوردن ضریب تندباد (همچنین برای بدست آوردن ضریب پاسخ تند باد) بکار می‌رود و از دقت بالایی نیز برخوردار است استفاده از تونل باد می‌باشد. بسیاری از آئین نامه‌ها معمولاً از یک دوره تناوب 5 دقیقه‌ای برای بدست آوردن سرعت تند باد که معیار طراحی قرار می‌گیرد، مورد استفاده قرار می‌دهند بدین معنی که سرعت متوسط را در آن دوره تناوب 5 دقیقه‌ای که خود آن یک متغیر تصادفی است به دست می‌آورند.
ساختمان کوتاه مرتبه: سازه‌ای که ارتفاع مبنای آن کمتر از 20 متر و یا نسبت ارتفاع به عرض آن کمتر از 0.5 باشد.
منبع: @AlirezaeiChannel

فلسفه ی همپایه سازی برش پایه دینامیکی و استاتیکی

تحلیل دینامیکی دقیقتر و برای سازه‌های نامنظم معقول‌تر است لیکن چه در تحلیل‌های استاتیکی و دینامیکی سازه در برابر زلزله، ما اصلا نیروی واقعی طراحی را نداریم و تمام نیروهایی که آیین‌نامه برای طراحی پیشنهاد می‌دهد، تنها جهت ایجاد یک سطح مقاومت در سازه بوده و ارزش واقعی ندارند. به عبارتی در تحلیل‌ها ما عدم قطعیت‌های خیلی زیادی داریم مثل:
1- مشکلات تخمین تحریکات لرزه‌ای بحرانی در ساختگاه، در طول عمر مفید سازه (یعنی فقدان جنبش شدید قطعی ونیز ترکیب بار بحرانی).
2- اشکال در مدلسازی سیستم خاک- پی- روسازه- اجزای غیرسازه‌ای و اندرکنش اجزای درونی آنها به هنگام وقوع زمین‌لرزه طرح (یعنی انتخاب صحیح مدل‌های ریاضی جهت تحلیل رفتار).
3- مشکلات تخمین نیروهای داخلی، تغییرشکل‌ها، تنش‌ها و کرنش‌های ایجاد شده در مدل بطوریکه نزدیک به واقعیت باشد (عدم دقت درتحلیل سازه وسیستم وتحلیل تنش)
4- مشکلات تخمین ظرفیت‌های واقعی سختی، مقاومت، پایداری و ظرفیت جذب و اتلاف انرژی (یعنی رفتار پسماند واقعی) در کل سیستم (تقاضا در بسیاری مواد متاثر از خصوصیات رفتاری سیستم است).
نتیجه کلی اینکه: در تحلیل دینامیکی نیروها درست نیستند ولی توزیع این نیروهای غیرواقعی در ارتفاع و پلان درست است. یعنی اثر سختی و جرم اجزا در توزیع نیرو در نظر گرفته میشود.
نکته دیگر اینکه در مدل‌های تحلیلی اجزای غیرسازه‌ای که در سختی سازه موثر هستند، مدلسازی نمی‌شوند و این عدم مدلسازی باعث افزایش دوره تناوب سازه می‌گردد. افزایش دوره تناوب باعث کاهش نیروی طراحی می‌شود.
با این اوصاف آیین‌نامه‌ها مبنای برش پایه را تحلیل استاتیکی قرار داده و تنها از تحلیل دینامیکی برای توزیع دقیق‌تر این نیرو استفاده می‌کند.
 
منبع: کانال تلگرام دکتر علیرضایی

تفاوت plate , Membrane و Shell

* Shell-type behavior means that both in-plane membrane stiffness and out-of-plane plate bending stiffness are provided for the section.
* Membrane-type behavior means that only in-plane membrane stiffness is provided for the section.
* Plate-type behavior means that only out-of-plane plate bending stiffness is provided for the section.

Plate رفتار صرفا خارج صفحه، Membrane رفتار صرفا داخل صفحه و Shell رفتار داخل و خارج صفحه دارد. در صورتی که سقف Shell باشه، حتما بایستی آن را مشبندی کنید. در صورت عدم مشبندی کل موضوع مدل شده به عنوان یک المان در نظر گرفته خواهد شد و روی تیرها باری منتقل نمیشه (در واقع در گوشه ها این انتقال صورت میگیرد. در صورتی که Membrane انتخاب شده باشد، توزیع بار بصورت پاکتی صورت میگیرد. در ادامه یک مثال نشان داده شده است. در صورتی که Plate باشد دقیقا برای رفتار خارج از صفحه شبیه Shell بوده و باید مشبندی شود.

آموزش تحلیل طیفی

مطلب از کانال دکتر علیرضایی@AlirezaeiChannel اقتباس شده است.

نکته طراحی در ETABS
روند انجام تحلیل طیفی در برنامه ETABS
در برنامه ETABS برای انجام یک تحلیل طیفی بعد از مدلسازی، سه گام زیر بایستی انجام شود:
1- معرفی تعداد مودهای نوسانی مورد نظر
2- معرفی طیف طرح (شبه‌شتاب) به برنامه
3-تعریف حالت بار طیفی در جهات مورد نظر
در شکل زیر مسیر تعریف تعداد مودهای نوسانی سازه نشان داده شده است. همانطور ابتدا از منوی Analyze گزینه Set Analysis Options را انتخاب نمایید تا پنجره وسط ظاهر شود. در این حالت از قسمت Dynamic Analysis گزینه Set Dynamic Parameters… را انتخاب نمایید تا گام سوم (پنجره سمت راست) نمایان شود. در بخش Number of Modes از پنجره Dynamic Analysis Parameters، تعداد مودهای نوسان سازه را تعیین نمایید. طبق استاندارد 2800 داریم:
تعداد مدهای نوسان، در هر یک از دو امتداد متعامد ساختمان باید به حدی باشد که مجموع جرم‌های مؤثر در آنها بیش تر از 90 درصد جرم کل سازه شود، در نظر گرفته شود.
در اکثر حالات در نظر گرفتن سه مود نوسانی برای هر طبقه کفایت می‌کند. در صورتی که برای Frequency Shift (Center) و Cutoff Frequency (Radius) صفر در نظر گرفته شود، تمام موهای نوسان سازه محاسبه شده و در صورتی که مرکز و شعاع قطع فرکانس‌های سازه داده شود، تنها مودهایی که در این حیطه باشند در نظر گرفته می‌شوند. مقدار تلرانس همگرایی نسبی (Relative Tolerance) بطور پیش فرض برابر 1E-7 بوده که مقدار مناسبی می‌باشد

بعد از تعریف مودها، مطابق شکل زیر، بایستی طیف طرح غیرارتجاعی به برنامه معرفی شود. در این حالت از مسیر نشان داده شده در شکل زیر(سمت چپ- گام اول) پنجره Define Response Spectrum Functions ظاهر خواهد شد (پنجره وسط،گام دوم). در صورتی که بخواهید مولفه‌های طیف را بطور دستی و یکی یکی وارد نمایید، از قسمت Choose Function Type to Add گزینه User Spectrum را انتخاب نموده و طیف را معرفی نمایید.

در صورتی که به مانند شکل زیر قبلاً در یک فایل متنی (فایل Notepad) طیف بازتاب را ساخته باشید می‌توانید با استفاده از گزینه Spectrum from File از زیر بخش Choose Function Type to Add، و زدن دکمه Add New Function… بطور مستقیم و سریع طیف بازتاب را تعریف نمایید.
در صورتی که روش دوم را انتخاب نمایید را انتخاب نمایید، پنجره سمت راست بالا ظاهر شده (پنجره Response Spectrum Function Definition) و با استفاده از دکمه Browse… مسیر فایل متنی را انتخاب نمایید. در صورتی که فایل متنی حاوی طیف شبه شتاب بوده که محور افقی آن دوره تناوب باشد، گزینه Period vs Value و در صورتی که محور افقی آن فرکانس (عکس دوره تناوب) باشد، گزینه Frequency vs Value را از زیر بخش Values are: انتخاب نمایید. در صورتی یک سطر یا بیشتر از فایل متنی حاوی متنی برای مشخص نمودن محتویات فایل بوده و جزو طیف به حساب نمی‌آید، در قسمت Header Lines to Skip تعداد این سطرها را برای صرف نظر نمودن برنامه از خواندن آنها وارد کنید. با زدن دکمه View File محتویات فایل توسط برنامه Notepad یا برنامه‌های مشابه آن باز خواهد شود و شما قادر به دیدن محتویات فایل انتخابی هستید. توجه داشته باشید، در صورتی که فایل محاسبات خود را بخواهید به جای دیگری منتقل نمایید حتماً بایستی فایل متنی حاوی طیف پاسخ نیز همراه فایل شما باشد. برای جلوگیری از این مشکل دکمه Convert to User Defined را انتخاب نمایید تا تمام محتوای فایل متنی به فایل EDB منتقل شوند. در این حالت نیازی به همراه بودن فایل متنی نبوده و طیف پاسخ، در فایل شما ماندگار خواهد شد. در بخش Function Graph نیز در صورتی که گزینه Display Graph زده شود، شکل طیف نمایش داده می‌شود. مقدار میرایی نیز 5% در نظر گرفته شود.
 
در شکل زیر مسیر تعریف حالت بار طیفی نشان داده شده است. بعد از ظاهر شدن پنجره Define Response Spectra بر روی گزینه Add New Spectrum… از قسمت Spectra click to: کلیک نمایید تا پنجره Response Spectrum Case Data ظاهر شود. در صورتی بخواهید یک حالت بار طیفی ساخته شده را مشاهده نمایید، بعد از انتخاب آن بر روی گزینه Modify/Show Spectrum… و در صورتی که خواهید یک حالت بار طیفی را پاک نمایید بعد از انتخاب آن بر روی گزینه Delete Spectrum کلیک نمایید. در پنجره Response Spectrum Case Data، و در قسمت Spectrum Case Name نام حالت طیفی و در بخش Structural and Function Damping مقدار میرایی که معولاً 5% در نظر گرفته می‌شود وارد نمایید. در قسمت Modal Combination روش ترکیب آثار مدها را روش CQC قرار دهید.
این روش ترکیب بهترین روش ترکیب آثار مودها برای سازه‌های سه بعدی است. در صورتی که میرایی سازه صفر باشد، روش SRSS و CQC یکسان خواهند بود. در صورت استفاده از روش ABS نتایج تحلیل طیفی محافظه کارانه خواهند شد. در بخش Directional Combination نحوه ترکیب نیروهای حاصل از حالت طیفی را در جهات مختلف سازه را تعیین نمایید. در ارتباط با این گزینه در ادامه توضیحات بیشتر ارائه خواهد شد. در بخش Input Response Spectra طیف مورد نظر را در جهت مورد نظر خود معرفی نمایید. در صورتی که بخواهید طیف را در جهت محور X کلی به سازه اعمال نمایید از جعبه کرکره‌ای U1 (از قسمت Direction) تابع (Function) مورد نظر که همان طیف باشد را معرفی نمایید و در صورتی که بخواهید جهت محور Y کلی به سازه اعمال نمایید از جعبه کرکره‌ای U2 طیف ساخته شده در گام قبل را معرفی نمایید. در بخش Scale Factor بایستی ضرب مناسبی مطابق با الزامات آیین‌نامه طراحی وارد نمایید. این گزینه طبق استاندارد 2800 همان AI/Rمی‌باشد که در واقع مقدار B قبلاً توسط طیف، به برنامه داده شده است و با ضرب B در این ضریب، مقدار ضریب زلزله هر مود نوسانی مطابق با مقدار دوره تناوب آن مود حاصل می‌شود. گزینه Excitation angle زاویه اعمال طیف را نسبت به محور X کلی سازه مشخص می‌کند. در صورتی که در بخش Excitation angle زوایه 90 درجه انتخاب شده باشد و در بخش Direction، گزینه U1 برای اعمال طیف در نظر گرفته شده باشد، طیف تعریف شده با زوایه 90 درجه نسبت به محور X (به عبارتی در جهت Y) بر سازه اعمال می‌شود.

تعریف حالت بار طیفی در جهات مورد نظر

دیافراگم صلب و انعطاف‌پذیر

مطلب زیر از کانال دکتر علیرضایی@AlirezaeiChannel اقتباس شده است:
دیافراگم‌ها سیستم‌های افقی هستند که نقش انتقال بارهای زلزله به سیستم‌های مقاوم جانبی بار بر عهده دارند. همچنین نقش دیگر آنها تحمل و انتقال بارهای ثقلی نیز هست. به دلیل اندرکنش بین رفتار درون صفحه و برون صفحه، بررسی انتقال بارهای در دیافراگم‌های افقی پیچیده می‌باشد. در شکل زیر پاسخ دیافراگم‌های صلب و انعطاف پذیر در برابر بارهای جانبی نشان داده شده است.
انعطاف‌پذیری دیافراگم‌ها ناشی از نرم بودن آنها و یا سخت بودن سیستم مقاوم جانبی است. دیافراگم‌ها در سه نوع، صلب، انعطاف‌پذیر و نیمه صلب طبقه‌بندی می‌شوند. در صورتی که سختی دورن صفحه دیافراگم زیاد باشد، آن را به صورت دیافراگم صلب در نظر می‌گیرند. در دیافراگم صلب، نیروهای جانبی به نسبت سختی هر یک از عناصر مقاوم قائم، بین آنها توزیع می‌شوند. لیکن در دیافراگم انعطاف پذیر، به صورت یک تیر دو سر ساده، نیروها به نسبت سطح بارگیر جانبی آنها بین عناصر مقاوم جانبی توزیع می‌شوند. همانطور که از شکل زیر پیداست، با افزایش ارتفاع طبقه، سختی دیوارها کاسته می‌شود و بطور مشابه با افزایش طول دهانه دیافراگم، سختی دیافراگم دچار نزول می‌شود.
همانطور که پیداست، دیافراگم‌های انعطاف پذیر قادر به چرخشی که در دیافراگم‌های صلب حول مرکز سختی رخ می‌دهد، نخواهند بود. در سازه‌های واقعی، دیافراگم‌ها نه انعطاف پذیر و نه کاملاً صلب هستند و تنها برای ساده‌سازی روند تحلیل آنها را صلب یا انعطاف‌پذیر در نظر می‌گیرند. در واقع دیافراگم‌های موجود را می‌توان به صورت نیمه صلب در نظر گرفت.
 

پاسخ دیافراگم‌های صلب و انعطاف پذیر در برابر بارهای جانبی؛ توزیع نیروی جانبی (بالا) برای صلب(چپ) و انعطاف پذیر (راست) و تغییرمکان‌های دیافراگم(پایین)
 
دیافراگم‌ها را می‌توان به صورت یک تیر عمیق مانند شکل زیر در نظر گرفت. نکته بسیار مهمی را که در طراحی تیرهای عمیق باید مد نظر قرار داد این است که بسط رفتار تیرهای معمولی به تیرهای عمیق کاملا نادرست است. چرا که بررسی‌های مختلف نشان داده که رفتار ارتجاعی تیرهای بتن مسلح با رفتار تیرهای معمولی متفاوت است.
این تفاوت اساسأ به اثر تنش‌های قائم در مقطع و تغییر شکل‌های برشی در این اعضا نسبت داده می‌شود. تیر عمیق دارای تغییر شکل برشی قابل توجهی است بنابراین استفاده از نظریه خمش ساده برای پیش بینی رفتار آن نامناسب است هم چنین از آنجایی که توزیع تنش و کرنش درمقطع آن غیر خطی است بنابراین نیاز به تحلیل جداگانه‌ای برای تحلیل این تیرها می‌باشد. در این مدل‌سازی، جان تیر همان دیافراگم و بال‌ها عناصر مقاوم جانبی هستند. تحلیل دقیق دیافراگم‌های نیمه صلب بسیار پیچیده می‌باشد. معمولاً برای توزیع بارهای جانبی در دیافراگم‌های نیمه صلب آنها را به صورت تیر‌های پیوسته بر روی تکیه‌گاه‌های ارتجاعی در نظر می‌گیرند.

تشبیه دیافراگم افقی به تیر عمیق؛ توزیع نیرو(چپ) و خرابی‌های متداول(راست)
 
در بسیاری از نرم‌افزارهای تحلیل امکاناتی وجود دارد که می‌توان دیافراگم‌ها را به صورت کاملاً صلب در نظر گرفت. در این حالت تعداد درجات آزادی برای هر کف به سه کاهش می‌یابد (دو درجه آزادی انتقالی و یک درجه آزادی پیچشی). شکل زیر نمونه‌هایی از دیافراگم‌هایی را نشان می‌دهد که به سبب هندسه آنها نبایستی به صورت یکپارچه صلب در نظر گرفته شوند. در حالاتی که برخی از ستون‌ها در یک طبقه به دیافراگم کف متصل نیستند نبایستی آنها را جزو دیافراگم صلب در نظر گرفت زیرا با این مدلسازی تغییر مکان‌‌های آنها به مانند دیافراگم خواهد بود.
 

نمونه‌ای از دیافراگم‌ها که به سبب هندسه نمی‌توان آنها را صلب فرض نمود

رفتار متریال غیرخطی

در تحلیل غیرخطی شما برای مدلسازی رفتاری اجزا از رابطه کلی نیرو- تغییر شکل یا منحنی‌های دیگری که رفتار را نشان می‌دهند استفاده میکنید. در شکل زیر به نقل از FEMA356 منحنی ساده شده کلی رفتار بار- تغییر شکل نشان داده شده است. این مدل از نقطه A (عضو فاقد بارگذاری) تا یک نقطه تسلیم مؤثر در B، خطی است و بین نقاط B و C سختی کاهش یافته‌ای به صورت خطی وجود دارد که با یک کاهش ناگهانی در مقاومت در برابر بار جانبی ازنقطه C به نقطه D می رسد و تا نقطه E ثابت می‌ماند.
سرانجام در این نقطه مقاومت به صفر کاهش می یابد. شیب از A تا B را می‌توان مطابق ضوابط فصل ششم دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای محاسبه نمود. شیب از نقطه B تا نقطه C، با نادیده گرفتن اثرات بارهای ثقلی بر تغییرشکل جانبی، بین صفر تا 10% شیب اولیه منظور میگردد مگر اینکه شیب دیگری با آزمایش یا تحلیل، بهتر تشخیص داده شود. نقطه C دارای عرضی برابر با مقاومت عضو و طولی برابر با مقدار تغییرمکانی که در آن کاهش شدید مقاومت آغاز میگردد، می‌باشد. متن زیر نیز از Help برنامه SAP برداشت شده است:

These nonlinear hinges are used during static nonlinear analysis and nonlinear direct integration time history analysis only. For all other types of analysis, the hinges are rigid and have no effect on the behavior of the member.

البته از روش‌های دیگر نیز میتوان رفتار غیرخطی را مدل نمود. از جمله استفاده از مفهوم فایبر ( Fiber Element )
 
منبع :کانال دکتر علیرضایی

کنترل تیرها ، ستون ها و اتصالات آنها در قاب های مهاربندی شده ویژه

بند 10-3-11-2 مبحث دهم(کنترل تیرها ، ستون ها و اتصالات آنها در قابهای مهاربندی شده ویژه)
 
این بند آیین نامه برای طراحی ستون ها در اثر ظرفیت نهایی مورد انتظار مهاربندها است. طبق مبحث دهم داریم:
در قاب مهاربندی شده همگرای ویژه مقاومت طراحی تیرها، ستونها و اتصالات آنها نباید از نیروهای ناشی از تحلیل های زیر کوچکتر در نظر گرفته شود:
الف) تحلیلی که در آن فرض شود نیروی مهاربند کششی RyFyAg و نیروی مهاربند فشاری برابر 1.14FcreAg باشد.
ب) تحلیلی که در آن فرض شود نیروی مهاربند کششی RyFyAg و نیروی مهاربند فشاری برابر 0.3x1.14FcreAgباشد.
همچنین بایستی اثر نیروهای محوری ناشی از بارهای ثقلی با ضریب مناسب بر روی ستون دیده شود. در صورتی که روش طراحی تنش مجاز باشد، نیروهای ثقلی بدون ضریب و در حالت طراحی به روش تنش مجاز بایستی با ضریبی که آیین‌نامه برای این حالات بار در ترکیب با نیروی زلزله داده است مورد استفاده قرار گیرند.
برنامه ETABS این ضابطه را فعلا کنترل نمیکند و کنترل آن بر عهده طراح است.