تفاوت روش CQC و SRSS در تحلیل دینامیکی طیفی

در آنالیز طیفی، پاسخ نهایی سازه با استفاده از ترکیب مودهای مختلف آن بدست آورده می شود.  در واقع پاسخ سازه به صورت ترکیبی از شکل‌های مودی مختلف است. برای هر مود در نظر گرفته شده، بر اساس فرکانس و جرم مودی، پاسخ آن مود از طیف طراحی استخراج شده و سپس با پاسخ مودهای دیگر ترکیب می شود تا پاسخ کلی سازه را نتیجه دهند. فرض کنید می خواهیم دو مود را در آنالیز طیفی با یکدیگر ترکیب نماییم، برآیند آنها به صورت زیر خواهد بود:

R^2 = R1^2 + 2*epsilon*R1*R2 + R2^2

در رابطه بالا حد نهایت پاسخ هنگامی خواهد بود که epsilon=1 باشد، این دقیقا مانند اینست که پاسخ دو مود را به طور کامل با یکدیگر جمع کنیم:

R^2 = R1^2 + 2*R1*R2 + R2^2

R = R1 + R2

که در عمل همان قدر مطلق جمع دو پاسخ فوق خواهد بود:

R = |R1| + |R2|

روند فوق یک عمل بسیار محافظه کارانه است. حال تصور کنید epsilon=0 باشد، که رابطه بیان شده را تبدیل به همان روش SRSS می کند:

R^2 = R1^2 + R2^2

R = SRSS(R1, R2)

 

از آنجایی که حاصلضرب عبارت R1*R2  در این روش صفر فرض می شود بنابراین به گونه ای از اندرکنش مودی در SRSS صرف نظر می کنیم. از طرف دیگر در روش CQC  از epsilon بین صفر و یک برای بدست آوردن پاسخ استفاده می شود یعنی پاسخی مابین روش SRSS و جمع مطلق مستقیم  بدست خواهیم آورد. در واقع روش CQC مقداری از اندرکنش مودی را برای مدهای نزدیک بهم لحاظ می کند و دلیل آن اینست که چنین مودهایی ممکن است با یکدیگر اندرکنش در فاز داشته باشند، بنابراین برای مودهای نزدیک بهم می بایست به صورت جبری (بدون استفاده از قدر مطلق) عمل نمود ، در حالیکه برای مودهای دور از هم می توان از روشی مانند SRSS استفاده کرد. بدلیل اینکه روش CQC دارای علامت جبری هستند نباید همیشه آنها را محافظه کارانه تر از SRSS در نظر گرفت بلکه بسته به علامت جبری روشهای CQC می توانند محافظه کارانه تر و یا غیر محافظه کارانه تر از SRSS باشد. بطور کلی بهتر است همیشه از روش CQC استفاده نماییم.

 

منبع: 
http://www.eureka.im/5132.html
@AlirezaeiChannel

محل مناسب مهاربندها

در قاب‌های مهاربندی شده همگرا، نیروهای طراحی به شدت به تعداد و مکان قرار گرفتن مهاربندها بستگی دارند. بهتر است

دهانه‌ای برای قاب مهاربندی شده انتخاب گردد که اولا بار ثقلی مناسبی روی ستون متصل به مهاربند وجود داشته باشد (دهانه‌های لبه‌ای چندان مناسب نیستند)

دوم آنکه دهانه طوری انتخاب شود که حتی المقدور زاویه مهاربند 45 در بیاید. مثلاً برای سازه‌های متعارف با ارتفاع طبقه حدود 3 متر، دهانه‌های 3 تا 4 متری برای مهاربندهای قطری و ضربدری و دهانه‌های 5 تا 6 متری برای مهاربندهای هشتی و هفتی مناسب هستند.

علاوه بر دهانه عمق تیر و ستون نیز مهم است. در شکل‌های زیر چند نمونه دتایل با مقیاس که در آنها ابعاد تیر و ستون و زاویه مهاربند متفاوت هستند، نشان داده شده است. در شکل اول تیرها دارای عمق زیادتری نسبت به ستون‌ها هستند. در این حالت، در صورتی که زاویه مهاربند با افق کم باشد، ابعاد ورق بسیار بزرگ خواهد شد. در صورت زاویه زیاد مهاربند، ابعاد ورق‌ها منطقی‌تر خواهد بود. همانطور که از شکل دوم دیده می‌شود، در صورتی که ابعاد تیر و ستون تقریبا برابر باشند، بهترین زاویه برای ورق، در زاویه مهاربند برابر 45 درجه رخ می‌دهد.

 

 

 

 

 

@AlirezaeiChannel

همپایه کردن شتاب نگاشت ها در تحلیل تاریخچه زمانی

قبل از اعمال شتابنگاشت‌ها به سازه بایستی آنها را #همپایه نمایید. بدین معنی که قدرت آنها تقریباً در سطح طیف ارتجاعی استاندارد قرار گیرد تا مقایسه آنها امکان پذیر باشد. آیین نامه الزام میکند، در محدود 0.2T تا 1.5T بایستی همپایه سازی انجام شود. لیکن توضیح واضحی در ارتباط با T نمیدهد. مقدار T دوره تناوب اصلی سازه است. بند معادل در ASCE7-10 نیز بصورت زیر است:

16.1.3.2 Three-Dimensional Analysis
“For each pair of horizontal ground motion components a square root of the sum of the squares (SRSS) spectrum shall be constructed by taking the SRSS of the 5-percent damped response spectra for the scaled components (where an identical scale factor is applied to both components of a pair). Each pair of motions shall be scaled such that for each period in the range from 0.2T to 1.5T, the average of the SRSS spectra from all horizontal component pairs does not fall below the corresponding ordinate of the design response spectrum, determined in accordance with Section 11.4.5 or 11.4.7.”

 

مقادیر میانگین به میزانی تغییر داده شوند که برای دوره تناوب در محدوده 0.2T تا 1.5T مقدار متوسط طیف جذر مجموع مربعات مربوط به تمام زوج شتابنگاشت ها بیش از 10% از 1.3 برابر طیف استاندارد کمتر نشود. به عنوان مثال در شکل زیر اگر دوره تناوب سازه T=1.5 sec باشد، بایستی این عملیات در محدوده T=0.3 sec تا T=2.25 sec صورت گیرد. مقادیر میانگین تا جایی کاهش یافته‌اند که از بیشتر از 10% از 1.3 برابر #طیف استاندارد کمتر نشود. بنابراین اگر مقادیر طیف #میانگین شما از 1.3 برابر #طیف #استاندارد بالاتر بود، باید آنها را کاهش دهید.

 

 

منبع:
@AlirezaeiChannel

تحلیل حرارتی در Etabs

بارهای حرارتی وقتی که ابعاد سازه شما (یکی از اضلاع سازه) زیاد باشد، اثر تغییر شکل‌های ناشی از حرارات محیط افزایش یافته و بایستی اثر باری تحت این تغییر درجه حرارت سازه تحمل می‌کند را برای طراحی در نظر گرفت. نمونه بارز این مسئله در ریل راه آهن است که در قدیم برای اثرات انبساط در ریل آنها را به قطعاتی تقسیم می‌نمودند و با فاصله کمی از هم قرار می‌گرفت. در یک سازه با اضلاع طولانی نیز می‌توان از همین روش استفاده نمود و سازه را به بخش‌هایی تقسیم نمود تا اثر تغییرشکل‌ها محدود شود. فاصله بین دو سازه باید به میزان جابجایی ایجاد شده ناشی از دو سازه تحت تغییرات دما باشد. در صورتی که درز انبساط در نظر گرفته نشود، آنگاه بایستی سازه برای اثرات از بارهای حرارتی طراحی شود. طبق مبحث ششم، اثرات ایجاد شده ناشی از این بارهای حرارتی بایستی توسط دو ترکیب بار شماره 8 و 9 از ترکیب بارهای سازه‌های فولادی صفحه 16 و از ترکیب بارهای 6 و 7 سازه‌های بتنی صفحه 15 استفاده نمود. توصیه ASCE7-10 برای بارهای حرارتی به این صورت بوده و دو ترکیب بار زیر را پیشنهاد می‌دهد که مشابه مبحث ششم است:

❗️ When self-straining loads are combined with dead loads as the principal action, a load factor of 1.2 may be used. However, when more than one variable load is considered and self-straining loads are considered as a companion load, the load factor may be reduced if it is unlikely that the principal and companion loads will attain their maximum values at the same time. The load factor applied to T should not be taken as less than a value of 1.0.
When using strength design:

1.2D + 1.2T + 0.5L
1.2D + 1.6L + 1.0T
برای اعمال بار حرارتی بایستی کف طبقات از حالت صلب خارج شوند. در این حالت ممکن است برخی خروجی‌های برنامه مثل مرکز جرم وجود نداشته باشد که برای این موضوع می‌توانید دیافراگم را از نوع نیمه صلب (Semi Rigid) تعریف نمایید. در صورتی که دیافراگم صلب وجود داشته باشد، اثر بارهای حرارتی از بین خواهد رفت.
برای اعمال بارهای حرارتی به اجزای قابی بعد از انتخاب آنها از مسیر Assign menu > Frame Loads > Temperature اقدام می‌شود. در بخش Uniform Temperature Change  مقدار تغییرات دما بر حسب سانتیگراد وارد شود. اگر از واحدهای انگلیسی استفاده کرده باشید باید بر حسب فارنهایت وارد کنید. قبل از این کار از مسیر Define menu > Load Patterns یک حالت بار حرارتی بایستی ساخته شود. نوع این حالت بار را می‌توان از نوع Other انتخاب کرد و بصورت دستی در ترکیب بارهای مورد نظر نام برده شده در فوق قرار داد.
در سازه‌های بتنی، تیرها تنها برای لنگر M33 طراحی می‌شوند. بنابراین بارهای حرارتی که تولید نیروی محوری در آنها می‌کنند، اثری در طراحی ندارند مگر آنکه بارهای حرارتی تولید خمش کنند. برای این مورد می‌توان تیرها را بصورت ستون تعریف نمود و آن را در حالت گزینه Reinforcement to be Designed را انتخاب کرده و در بخش Number of Longitudinal Bars Along 2-dir Face عدد 2 را وارد نمایید تا میلگردها در لبه‌های بالا و پایین قرار گیرند.
طبق مبحث نهم در صورتی که نخواهیم تحلیل حرارتی انجام دهیم، طول سازه در مناطق خشک 25 متر، در مناطق معتدل 35 متر و در مناطق مرطوب 50 متر پیشنهاد شده است. مقدار حرارتی که بایستی اعمال شود، (تغییرات دما یا دمای ثانویه منهای دمای اولیه) برابر 60 درجه سانتیگراد است. برنامه هم از شما تغییرات دما را می‌گیرد.
یکی از مراجع قدیمی که متون جدید نیز به آن رجوع می‌دهند، Federal Construction Council's Technical Report No. 65 Expansion Joints in Buildings است که در ارتباط با بارهای حرارتی مطالبی دارد. به نظر می‌رسد مقادیری که مبحث نهم برای طول حداکثر سازه پیشنهاد داده به میزان زیادی محافظه کارانه باشد. شکل زیر از گزارش نامبرده شده اخیر است که اگر مقدار تغییرات دما را 60 درجه سانتیگراد (140 درجه فارنهایت) در نظر بگیریم، برای سازه‌های فولادی در شرایط منظم و مستطیلی حداکثر طول سازه 120 متر و برای دیگر سازه‌ها و یا سازه‌های نامنظم حداکثر طول 60 متر پیشنهاد شده است که از تمام مقادیر پیشنهادی مبحث نهم بیشتر است. البته این مقادیر درج شده در شکل برای حالتی بوده که سازه دارای تنها گرمایش داخلی بوده و ستون‌ها در پای خود مفصلی هستند. اگر ساختمان دارای تهویه مطبوع باشد طول مجاز را می‌توان تا 15% افزایش داد. اگر سازه گرمایش داخلی نداشته باشد مقادیر این شکل باید 33% کاهش داده شوند. در صورتی که ستون‌ها در پای خود بصورت گیردار باشند (مثل ستون‌های بتنی) مقادیر آن باید 15% کاهش داده شوند. اگر سختی جانبی سازه در یک جهت به میزان زیادی باشد (مثل سازه‌های دارای دیوار برشی) مقادیر این شکل بایستی 25% کاهش داده شوند.
اگر مطمئن باشیم که سفتکاری سازه در یک فصل و بدون تغییرات عمده دما تمام شده و تیرها و ستون‌های داخلی تحت شرایط محیطی شدید قرار نمی‌گیرند، می‌توان تنها پوسته خارجی سازه  را برای این بارهای طراحی نمود. در غیر اینصورت کل اجزای سازه بایستی برای بارهای حرارتی طراحی شوند.
@AlirezaeiChannel

 
http://etabs-sap.ir/thermal-analysis/

کانال آموزشی Etabs

کانال مفید و آموزشی دکتر علیرضایی را به همه ی مهندسانی که عطش یادگیری Etabs را دارند، شدیدا توصیه می کنم

آدرس کانال: https://t.me/AlirezaeiChannel

 

 

مدرسان Etabs

 

 

مدرسان Etabs در سراسر ایران

 

تماس	شهر	مدرس
09382904800	تهران	علیرضا خویه
09193876229	قزوین	مجید طاهری
09172679546	مازندران	سهیل سلیمی
09382904800	قم	علیرضا خویه

ضوابط لرزه‌ای قاب‌های مهاربند شده همگرا با شکل‌پذیری ویژه، SCBF

ضوابط لرزه‌ای قاب‌های مهاربند شده همگرا با شکل‌پذیری ویژه، SCBF

در برنامه ETABS ضوابط زیر برای قاب‌های مهاربندی شده همگرای ویژه کنترل می‌شوند:

• ضوابط طراحی تیرها، مهاربندها و ستون‌ها.
• برآورد نیروی طراحی اتصال تیر به ستون.
• برآورد نیروی طراحی اتصال مهاربند.

برای طراحی این سیستم بایستی ضوابط ویژه زیر کنترل شوند (AISC SEISMIC 13):

• اگر تحت ترکیب بارهای معمولی نیروی محوری ستون‌ها از 0.4 ظرفیت فشاری یا کششی آنها فراتر رود، ترکیب بارهای ویژه تشدید یافته بایستی بدون حضور لنگر خمشی و نیروی برشی و تنها تحت اثر نیروی محوری کنترل شوند(AISC SEISMIC 8.3, 4.1).
• مقاطع ستون‌ها و مهاربندها باید فشرده لرزه‌ای باشند (AISC SEISMIC 13.2d, 8.2b, Table I-8-1). در صورت عدم ارضای شرایط این جدول، پیام خطایی در خروجی اعلام می‌شود.
• ضریب لاغری مهاربندها نباید از مقدار زیر ، بزرگتر شود (AISC SEISMC 13.2a). در صورت عدم ارضای این شرط، پیام خطایی در خروجی اعلام می‌شود.

برنامه ضوابط زیر را برای مهاربندهای شورون 7 و 8  در قاب‌های SCBF کنترل می‌نماید:

• فاصله بین تکیه‌گاه‌های جانبی برای تیرهای بین مهاربندی جانبی نباید از l_pd تجاوز نماید (AISC SEISMIC 13.4a(2)). برای مقاطع جعبه‌ای و مستطیلی طول l_pd بصورت زیر محاسبه می‌شود:برای سایر مقاطع (AISC A-1-7, AISC SEISMIC 13.4a(2)):که در روابط فوق، M₁ و M₂ به ترتیب لنگرهای انتهای کوچک و بزرگ انتهایی در محل تکیه‌گاه‌های جانبی تیر هستند. نسبت M₁/M₂ برای انحنای مضاعف مثبت و برای انحنای ساده منفی است (AISC A1.7).

• > در برنامه ETABS، برای مهاربندهای 7 و 8، ضوابط زیر را کنترل نمی‌نماید:

  الف) تیرهای دهانه مهاربندی شده باید بدون در نظر گرفتن مهاربند به عنوان تکیه‌گاه میانی تیر قادر به تحمل بارهای ضریبدار مرده و زنده باشند.

  ب) تیرهای دهانه مهاربندی شده، باید تحمل بارهای ضریبدار بصورتی که مهاربندها حذف شده‌اند و به جای آنها ظرفیت آنها قرار داده شده را داشته باشند. این ظرفیت در کشش A_gR_yF_y و در فشار 0.3P_n است.

  در مهاربندی همگرای ویژه استفاده از مهاربندی صرفاً کششی مجاز نیست. در هر امتداد قاب، بایستی حداقل 30% و حداکثر 70% مهاربندها به کشش کار کنند. کنترل این بند به عهده کاربر است.

  ضوابط لرزه‌ای قاب‌های مهاربند شده همگرا با شکل‌پذیری معمولی، OCBF

  در برنامه ETABS ضوابط زیر برای قاب‌های مهاربندی شده همگرای معمولی کنترل می‌شوند:

  ضوابط طراحی تیرها، مهاربندها و ستون‌ها.

  برآورد نیروی طراحی اتصال تیر به ستون.

  برآورد نیروی طراحی اتصال مهاربند.

  برای طراحی این سیستم بایستی ضوابط ویژه زیر کنترل شوند (AISC SEISMIC 14):

  اگر تحت ترکیب بارهای معمولی نیروی محوری ستون‌ها از 0.4 ظرفیت فشاری یا کششی آنها فراتر رود، ترکیب بارهای ویژه تشدید یافته بایستی بدون حضور لنگر خمشی و نیروی برشی و تنها تحت اثر نیروی محوری کنترل شوند(AISC SEISMIC 8.3, 4.1).

  مقاطع مهاربندها باید فشرده لرزه‌ای باشند (AISC SEISMIC 13.2d, 8.2b, Table I-8-1). در Error! Reference source not found. نسبت حدی عرض به ضخامت برای مقاطع فشرده لرزه‌ای نشان داده شده است. در صورت عدم ارضای شرایط این جدول، پیام خطایی در خروجی اعلام می‌شود.

  ضریب لاغری مهاربندها نباید از مقدار زیر، بزرگتر شود (AISC SEISMIC 14.2). در صورت عدم ارضای این شرط، پیام خطایی در خروجی اعلام می‌شود.

  برنامه ضوابط زیر را برای مهاربندهای شورون 7 و 8  در قاب‌های OCBF کنترل می‌نماید:

  فاصله بین تکیه‌گاه‌های جانبی برای تیرهای بین مهاربندی جانبی نباید از l_pd تجاوز نماید (AISC SEISMIC 13.4a(2)). برای مقاطع جعبه‌ای و مستطیلی طول l_pd بصورت زیر محاسبه می‌شود:برای سایر مقاطع (AISC A-1-7, AISC SEISMIC 13.4a(2)):

  

  که در روابط فوق، M₁ و M₂ به ترتیب لنگرهای انتهای کوچک و بزرگ انتهایی در محل تکیه‌گاه‌های جانبی تیر هستند. نسبت M₁/M₂ برای انحنای مضاعف مثبت و برای انحنای ساده منفی است (AISC A1.7).

  در برنامه ETABS، برای مهاربندهای 7 و 8، ضوابط زیر را کنترل نمی‌نماید:

  الف) تیرهای دهانه مهاربندی شده باید بدون در نظر گرفتن مهاربند به عنوان تکیه‌گاه میانی تیر قادر به تحمل بارهای ضریبدار مرده و زنده باشند.

  ب) تیرهای دهانه مهاربندی شده، باید تحمل بارهای ضریبدار بصورتی که مهاربندها حذف شده‌اند و به جای آنها ظرفیت آنها قرار داده شده را داشته باشند. این ظرفیت در کشش A_gR_yF_y و در فشار 0.3P_n است.

•  

   

  منبع: سایت دکتر علیرضایی

تدریس خصوصی SAP2000

تدریس خصوصی SAP2000
تحلیل و طراحی ساختمان

• انجام پروژه های sap2000

کلاس آموزش سپ SAP2000

کلاس آموزش سپ SAP2000

دوره های تخصصی آموزش Sap2000
مقدماتی و پیشرفته

مدرس: علیرضا خویه

تدریس خصوصی ETABS و SAP2000

تدریس خصوصی ETABS و SAP2000

علیرضا خویه
کارشناسی ارشد مهندسی زلزله - دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
مدرس دوره های تخصصی Etabs-SAP2000-Safe
آموزش و تدریس ایتبز Etabs - تحلیل و طراحی سازه های فولادی و بتنی