تحلیل دینامیکی افزایشی IDA - Incremental Dynamic Analysis

در این تحلیل، سازه تحت تاثیر یک سری از تحلیل های تاریخچه زمانی قرار می گیرد که شدت این تاریخچه زمانی ها به تدریج افزایش می یابد

در این روش مقدار شتاب ماکزیمم به صورت افزایشی از یک مقدار بسیار کم که در طی آن پاسخ سازه الاستیک است مقیاس شده و به تدریج افزایش می یابد تا به نقطه حالت حدی هدف پس از تسلیم برسیم. 

از معایب این روش پیچیدگی در استفاده از این روش آنالیز میباشد.

 

نرم افزار هایی که قادر هستند فرایند فوق را به صورت اتوماتیک و بسیار راحت انجام دهند عبارتند از Opensees وSeismo Struct

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. 

ضابطه ی تیر ضعیف - ستون قوی

با سلام. برنامه ETABS تنها در موارد زیر قادر به کنترل ضابطه تیر ضعیف-ستون قوی است. در صورت عدم اقنای هر یک از شرایط کنترل صورت نخواهد گرفت:

The beam-column capacity ratio is determined for a beam-column joint only when the following conditions are met:
❗️ the frame is a Special Moment Frame
❗️ when a column exists above the beam-column joint, the column is concrete
❗️ all of the beams framing into the column are concrete beams
❗️ the connecting member design results are available
❗️ the load combo involves seismic load

1- شکل‌پذیری قاب باید ویژه باشد.
2- در حالتی که ستون بالای گره تیر به ستون بتنی باشد.
3- تمام تیرهای متصل به ستون، بتنی باشند.
4- نتایج طراحی تمام تیرهای متصل به ستون موجود باشد.
5- در ترکیب بارهای طراحی، نیروی زلزله حضور داشته باشد.

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.

 

معرفی طول مهار تیر به صورت نقطه‌ای

برای 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

 
 
http://etabs-sap.ir/%d9%86%d9%82%d8%b4%d9%87-%d8%af%d8%aa%d8%a7%db%8c%d9%84-%d9%85%d9%87%d8%a7%d8%b1-%d8%ac%d8%a7%d9%86%d8%a8%db%8c-%d8%aa%db%8c%d8%b1-%d9%87%d8%a7/
 
http://etabs-sap.ir/%d9%85%d9%87%d8%a7%d8%b1-%d8%ac%d8%a7%d9%86%d8%a8%db%8c-%d8%af%d8%b1-etabs-%db%8c%d8%a7-ltb/
http://etabs-sap.ir/%d9%85%d8%b9%d8%b1%d9%81%db%8c-%d8%b7%d9%88%d9%84-%d9%85%d9%87%d8%a7%d8%b1-%d8%aa%db%8c%d8%b1-%d8%a8%d9%87-%d8%b5%d9%88%d8%b1%d8%aa-%d9%86%d9%82%d8%b7%d9%87%e2%80%8c%d8%a7%db%8c/
http://etabs-sap.ir/%D8%AE%D8%B7%D8%A7%DB%8C-%D8%B9%D8%AF%D9%85-%D8%AA%D8%A7%D9%85%DB%8C%D9%86-%D9%85%D9%87%D8%A7%D8%B1-%D8%AC%D8%A7%D9%86%D8%A8%DB%8C-lbry/

طراحی جوش بال به جان و سخت کننده به جان

اتصال بال به جان در تیر ورق‌ها طبق بند 10-2-5-13 بخش پ-2، باید بر مبنای برش افقی ناشی از تغییرات لنگر تیر طراحی شود. در واقع بایستی جریان برش ایجاد شده بین بال و جان را با استفاده از رابطه معروف q=VQ/I تعیین و ملاک طراحی جوش قرار دهید. برای اتصال جان به ورق سخت کننده نیز به همین صورت، بایستی جریان برش ایجاد شده در محل اتصال ورق به جان ملاک طراحی جوش آن قرار گیرد. برای این منظور می‌توان جریان برش را از تقسیم نیروی برشی تیر در محل سخت کننده بر مساحت مقطع ورق تعیین نمود. اگر هدف طراحی جوش سخت کننده در تیر پیوند باشد، نیروی طراحی جوش سخت کننده به بال برابر 0.25FyAst و برای طراحی جوش سخت کننده با جان، نیرویی به میزان FyAst را ملاک قرار می‌دهیم. این مورد در بند 10-3-12-10-1 مبحث دهم ذکر شده است. در این روابط Fy تنش تسلیم فولاد سخت کننده و Ast سطح مقطع عرضی هر یک از سخت کننده‌ها است.

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

آموزش خصوصی Etabs ایتبس

در دوره ی Etabs چه چیزی را فرا می گیرید؟

• دوره ی ایتبس مقدماتی

​به مدت 15 ساعت خواهد بود که شامل مدلسازی، بارگذاری، تحلیل و طراحی ساختمان فولادی با سیستم قاب خمشی ، مهاربندی با سقف عرشه فولادی و کرمیت، ساختمان بتنی با قاب خمشی، دیوار برشی با سقف تیرچه بلوک و یوبوت خواهد بود.

هنگام تدریس به بندها و موارد مهم آیین نامه ای (آیین نامه 2800 ، مبحث نهم و دهم مقررات ملی ساختمان و نشریات نظام فنی) پرداخته می شود.

پس از پایان این دوره قادر خواهید بود تا سازه های 8 طبقه را به راحتی طراحی کنید.

در حین تدریس از صفحه ی لپ تاپ، صدا و تصویر ضبط می گردد و نیازی به هیچ گونه یادداشت برداری نخواهید و موجب جلوگیری از اتلاف وقت خواهد شد. بنابراین 15 ساعت کاملا مفید آموزش خواهید دید. ضمنا هیچ نگرانی جهت فراموشی مطالب نخواهید داشت.

 

مدرس دوره: مهندس علیرضا خویه - شماره تماس: [phone]

 

 

 

---

• دوره ی Etabs پیشرفته، مخصوص آن دسته از مهندسین می باشد که می خواهد سازه های بلند و خاص طراحی کنند.

در این دوره به آموزش تحلیل های دینامیکی (طیفی و تاریخچه زمانی) و غیرخطی (پوش آور و تاریخچه زمانی) و مدلسازی انواع میراگر ها در سازه پرداخته می شود.

این دوره به مدت 10 ساعت خواهد بود.

 

مدرس دوره: مهندس علیرضا خویه - شماره تماس: [phone]

 

ضریب ترک خوردگی برای قاب های مهارشده و مهارنشده

 طبق ACI318-14 تعریفی که برای قاب بدون حرکت جانبی (nonsway frames) دارد، بصورت زیر است:

6.6.4.3 It shall be permitted to analyze columns and stories in structures as nonsway frames if (a) or (b) is satisfed:
(a) The increase in column end moments due to second order effects does not exceed 5 percent of the first-order
end moments
(b) Q in accordance with 6.6.4.4.1 does not exceed 0.05
6.6.4.4 Stability properties
6.6.4.4.1 The stability index for a story, Q, shall be calculated by:
Q=(ΣP∆/Vh)
where ∑P and V are the total factored vertical load and orizontal story shear, respectively, in the story being evaluated, and ∆ is the frst-order relative lateral deection between the top and the bottom of that story due to V.

در جدول 6.6.3.1.1(a) همین آیین‌نامه ضرایب ترک خوردگی بدون توجه به مهارشدگی یا مهار نشدگی قاب برای تیرها 0.35Ig، برای ستون‌های 0.7Ig، دیوارهای ترک نخورده 0.7Ig، دیوارهای ترک خورده 0.35Ig داده شده است. در جدول 6.6.3.1.1(b) هم روش دیگر برای محاسبه ضریب ترک خوردگی پیشنهاد شده که به نیروهای المان بستگی دارد. همچنین طبق بند زیر برای تحلیل سازه جهت کنترل تغییرشکل‌های آن می‌توان ضرایب ترک خوردگی را 1.4 مقادیر داده شده فوق در نظر گرفت.

6.6.3.2.2 It shall be permitted to calculate immediate lateral deections using a moment of inertia of 1.4 times I defned in 6.6.3.1, or using a more detailed analysis, but the value shall not exceed Ig.
R6.6.3.2.2 Analyses of deections, vibrations, and building periods are needed at various service (unfactored) load levels (Grossman 1987, 1990) to determine the performance of the structure in service. The moments of inertia of the structural members in the service load analyses should be representative of the degree of cracking at the various service load levels investigated. Unless a more accurate estimate of the degree of cracking at service load level is available, it is satisfactory to use 1.0/0.70 = 1.4 times the moments of inertia provided in 6.6.3.1, not to exceed Ig, for service load analyses.

از طرفی در بند دیگری از ACI داریم:

R6.3—Modeling assumptions
for braced frames, relative values of stiffness are important. A common assumption is to use 0.5Ig for beams and Ig for columns.
For sway frames, a realistic estimate of I is desirable and should be used if second-order analyses are performed. Guidance for the choice of I for this case is given in 6.6.3.1.

همانطور که دیده می‌شود، برای قاب مهار شده (قاب دارای دیوار برشی) اجازه داده شده مقادیر ممان اینرسی مقاطع تیرها 0.5 و برای ستون‌ها 1.0 در نظر گرفته شود. ولیکن برای قاب‌های دارای حرکت جانبی گفته شده از مقادیر جدول 6.6.3.1 استفاده شود. البته سازه‌ای که دیوار برشی داشته باشد، لزوماً بدون حرکت جانبی نیست و بایستی شاخص پایداری آن را کنترل نمود.
❗️ مبحث نهم در بند 9-16-3-2 نیز قید می‌کند برای ساختمان‌های کوتاه تا 4 طبقه در صورتی که مجموع سختی جانبی دیوارها بیشتر از شش برابر مجموع سختی جانبی ستون‌های طبقه باشد، آن طبقه را می‌توان مهار جانبی تلقی کرد.