اتمام طراحی دکل مهاری در SAP

پروژه طراحی دکل مهاری به اتمام رسید.
فرصت ظراحی دکل ها مخصوصا از نوع مهاری آن ، کمتر پیش می آید، روند طراحی این دکل های بسیار خاص و منحصر به فرد می باشد. رفتار غیرخطی کابل ها و همچنین لحاظ نمودن بار یخ در این نوع سازه از موارد مهم در طراحی این دکل ها می باشد.
در طراحی این دکل از نرم افزار SAP و SAFE استفاده شد.

مشخصات این پروژه به شرح زیر می باشد:
ارتفاع کلی دکل: 295 متر
دارای 5 دهانه ی 66 متری می باشد که دهانه ی آخر به صورت طره طراحی شد.
این دکل دارای هسته ی خرپایی (MAST) مثلثی شکل می باشد به طول 2.3 متر می باشد
 
به جهت علاقه مندی اینجانب به این نوع سازه ها، تحقیقاتی در حال انجام روی این سازه دارم که به زودی نتایج این تحقیقات را در وبسایتم اعلام می دارم.

ساخت المان های غیرمنشوری

یک المان قابی می‌تواند بصورت منشوری (Prismatic) یا غیر منشوری (Non-prismatic) باشد. در حالت غیرمنشوری، المان قابی مورد نظر می‌تواند در طول خود دارای مقاطع مختلفی باشد. عمده‌ترین کاربرد المان‌های غیرمنشوری در مدلسازی سوله‌ها است. تغییرات سختی خمشی در این المان‌ها می‌تواند بصورت خطی، درجه 2 و یا درجه 3 باشد ولی بقیه مشخصات از جمله، وزن، جرم، سختی محوری و برشی بصورت خطی در نظر گرفته می‌شود. در اکثر اوقات، مقاطع غیر منشوری از یک تا پنج قطعه تشکیل می‌شود. نیازی نیست که قطعات تشکیل دهنده المان دارای طول برابری باشند.

Non-prismatic Sections may be defined for which the properties vary along the element length. You may specify that the element length be divided into any number of segments; these do not need to be of equal length. Most common situations can be modeled using from one to five segments. The variation of the bending stiffnesses may be linear, parabolic, or cubic over each segment of length. The axial, shear, torsional, mass, and weight properties all vary linearly over each segment. Section properties may change discontinuously from one segment to the next.

در برنامه ETABS می‌توانید از مسیر Define menu > Section Properties > Frame Sections اقدام به ساخت مقاطع غیرمنشوری کنید. برای این منظور بر روی دکمه Add New Property کلیک نمایید و در پنجره ظاهر شده گزینه Non-prismatic را انتخاب نمایید. قبل از اینکار بایستی مقاطعی که برای شروع و پایان مقطع مورد نیاز است، به برنامه معرفی شده باشد. مصالح استفاده شده برای مقطع شروع و پایان بایستی یکسان باشد. در تعریف بخش‌های مختلف مقطع می‌توان، طول هر یک از قطعات را بصورت نسبی (Variable) یا مطلق (Absolute) وارد نمود. در بخش El22 و EI33 Variations بایستی تغییرات ممان اینرسی مقطع متناسب با درجه تغییرات آن وارد شود. در صورت انتخاب گزینه Linear، مقدار سختی خمشی بصورت خطی در طول قطعه در نظر گرفته می‌شود. در صورتی که Parabolic انتخاب شده باشد، (EI)^0.5 بصورت خطی در طول تغییر می‌کند. همچنین در صورت انتخاب گزینه Cubic انتخاب شده باشد، (EI)^(1/3) بصورت خطی در طول تغییر می‌کند. برای مقاطه H شکل که در طول تغییر ارتفاع دارند، ممان اینرسی بصورت parabolic تغییر می‌کند و همچنین برای مقاطع مستطیلی در حالت تغییر مقطع، تغییرات ممان اینرسی بصورت cubic است.

نیروی طراحی اتصالات فولادی

بطور کلی اتصالات تیر به ستون در قاب‌های خمشی ویژه بایستی برای ظرفیت تیر طرح شود و نه نیروهای حاصل از تحلیل. برای این منظور، محل مفصل پلاستیک در تیر تعیین شده و با فرض جاری شدن تیر در خمش، تصویر نیروی منتقل یافته به اتصال ملاک طراحی آن قرار می‌گیرد. همچنین در تعیین این نیروی ظرفیتی، بایستی ظرفیت مورد انتظار لحاظ شود، به این صورت که اثرات کرنش سختی و تنش تسلیم واقعی ملاک عمل قرار گرفته باشد. حداکثر لنگر محتمل، Mpr در محل مفصل پلاستیک تیر بصورت زیر تعیین می‌شود:
Mpr=Cpr*Ze*Ry*F*y
که در رابطه اخیر، Fy تنش تسلیم حداقل، Ry برابر نسبت تنش تسلیم مورد انتظار به تنش تسلیم حداقل مصالح، Cpr ضریب مربوط به اثرات کرنش سختی، قیدهای موضعی و سایر شرایط بوده که طبق رابطه 10-3-8-1 مبحث دهم، تعیین می‌شود. استثناً برای اتصالات گیردار از نوع تقویت نشده جوشی (WUF-W) مقدار Cpr=1.4 در نظر گرفته می‌شود. همچنین Ze اساس مقطع موثر در محل تشکیل مفصل پلاستیک است. مقدار Ze برای تیرهای معمولی برابر اساس مقطع پلاستیک کل مقطع می‌باشد و برای مقاطع RBS این اساس مقطع بایستی در محل مقطع کاهش یافته تعیین شود. این لنگر با خودش یک برش نیز به همراه دارد که از تعادل تعیین می‌شود. محل مفصل پلاستیک نیز به نوع جزئیات استفاده شده برای اتصالات بستگی دارد. در بخش 10-3-13 مبحث دهم، محل مفصل پلاستیک برای انواع اتصالات مختلف با  Sh معرفی شده است.

بار گسترده خطی تصویر شده Projected Loads

در نرم‌افزار ETABS نمی‌توان بار گسترده خطی را با زاویه دلخواه نسبت به محور طولی تیر اعمال نمود ولیکن می‌توان یک بار گسترده خطی را به یک المان خطی که با زاویه دلخواه نسبت به محورهای مختصات قرار دارد، بصورت تصویر شده در جهات مختلف اعمال نمود. طبق راهنمای برنامه داریم:

Projected Loads

A distributed snow or wind load produces a load intensity (force per unit of element length) that is proportional to the sine of the angle between the element and the direction of loading. This is equivalent to using a fixed load intensity that is measured per unit of projected element length. The fixed intensity would be based upon the depth of snow or the wind speed; the projected element length is measured in a plane perpendicular to the direction of loading.

 
در هنگام ترسیم المان‌های خطی، برنامه بصورت خودکار محورهای محلی 1، 2 و 3 را به المان‌های خطی اختصاص می‌دهد. محور محلی 1 همیشه در امتداد المان و در مرکز سطح آن، از گره i به سمت گره j اشاره دارد. هر دو سیستم محور محلی 1، 2 و 3 و همچنین محور مختصات سراسری راستگرد هستند. جهت پیش‌فرض امتداد محورهای محلی 2 و 3 در اعضای قابی، با توجه به نسبت بین محور محلی 1 و محور سراسری Z تعیین می‌شود. صفحه بین محور محلی 1-2 همیشه قائم (در امتداد محور سراسری Z) در نظر گرفته می‌شود. جهت محور محلی 2 همیشه به بالا (+Z) است مگر آنکه المان ترسیم شده قائم و شاقولی باشد (مثل ستون) که در این حالت امتداد محور محلی 2 در جهت محور سراسری +X خواهد بود. محور محلی 3 بصورت افقی و در صفحه X-Y قرار دارد.
در هنگام مدلسازی المان‌های خطی، اولین کلیک گره i و دومین کلیک گره j را مشخص می‌کند. بنابراین در صورتی که توالی کلیک کردن‌ها برای ترسیم المان‌های خطی فرق داشته باشد (مثلا جهت یکی از چپ به راست و دیگری از راست به چپ باشد)، جهت محورهای محلی المان‌ها نیز با هم متفاوت خواهد بود بنابراین بهتر است جهت ترسیم المان‌ها از بالا به پایین یا از چپ به راست باشد تا گره i هر یک از المان‌ها در پایین یا سمت چپ هر یک از آنها قرار گیرد.

طول تیر پیوند

هیچ مقدار مشخصی برای تیر پیوند نمی‌توان در نظر گرفت و همچنین اعمال درصدی از طول دهانه به عنوان طول تیر پیوند نیز کار درستی نیست ولیکن توصیه اکید می‌شود طول تیر پیوند به میزانی در نظر گرفته شود که در برش جاری شود. طراح می‌بایست در مراحل اولیه یک طول مناسب برای تیر پیوند حدس بزند. تیرهای پیوند با طول بلند دارای محاسن معماری از جمله بازشوهای بزرگ برای درب و پنجره و ... در قاب می‌باشند، لیکن رفتار پیوندهای با طول زیاد تحت بارگذاری تناوبی شدید، عموماً در مقایسه با پیوندهای با طول کوتاه ضعیف بوده و نتیجه آن سختی، مقاومت و ظرفیت استهلاک انرژی کم می‌باشد. بنابراین برای رفتار صحیح سیستم قاب مهاربندی واگرا استفاده از پیوندهای کوتاه با تسلیم برشی توصیه شده است.
 
در سیستم قاب مهاربندی واگرا صحیح طراحی شده، تیر پیوند می‌بایست بتواند فعالیت غیرارتجاعی قاب را که در لرزه‌ای شدید تولید شده، تحمل نماید. تیر پیوند یک مکانیزم استهلاک انرژی پایدار را فراهم ساخته و باقی قاب را با محدود کردن حداکثر بار انتقال یافته به مهاربندها، تیرها و ستون‌های قاب محافظت می‌نماید. برای پیوندهای خیلی کوتاه، برش تعیین کننده رفتار غیرارتجاعی تیرپیوند بوده در صورتی که برای پیوندهای طویل‌تر خمش تعیین کننده می‌باشد. برای تیرهای پیوند خیلی کوتاه قبل از اینکه لنگرهای انتهایی به مقدار Mp برسند، نیروی برشی Vp می‌رسد و تیرپیوند در برش تسلیم شده و تشکیل مفصل برشی می‌دهد. برای پیوندهای خیلی بلند، قبل از اینکه تسلیم برشی بتواند روی دهد، لنگرهای انتهایی به مقدار Mp رسیده و در هر دو انتهای تیر پیوند تشکیل لولای خمشی می‌دهند. به علت تأثیر بسیار مهم کرنش سخت شوندگی بر روی رفتار تیرپیوند، هم تسلیم برشی و هم تسلیم خمشی می‌توانند بر دامنه‌ی وسیعی از طول پیوند واقع شوند.
بطور کلی توصیه می‌شود، طول تیر پیوند e از مقدار زیر کمتر باشد:
e که در آن Vp برش پلاستیک مقطع تیر و Mp لنگر پلاستیک مقطع تیر است. مقدار این دو پارامتر را باید از روابط 10-3-12-3 و 10-3-12-4 تعیین نمایید.
@AlirezaeiChannel

بار جرثقیل در سوله

نحوه اعمال بار جرثقیل در بند 6-5-9 مبحث ششم ذکر شده است. برای اعمال بار جرثقیل حالت‌های مختلفی باید در برنامه SAP2000 برای اعمال آن بصورت بار زنده ایجاد نمایید. بسته به شرایط و نحوه عملکرد جرثقیل این بارها می‌توانند متفاوت باشند. ولی بصورت کلی یک حالت بار برای حالتی که کل جرثقیل به سمت چپ رفته (100% وزن ارابه + بار) به تکیه‌گاه سمت چپ اعمال می‌شود و یک حالت بار دیگر در حالتی که جرثقیل به سمت راست رفته (100% وزن ارابه + بار) به تکیه‌گاه سمت راست اعمال می‌شود، در نظر گرفته شود. در هر یک از دو حالت، طبق بند 6-5-9-4 بار جانبی مربوط به ترمز نیز به همراه وزن ارابه و بار بصورت درصدی از وزن (20%) بصورت جانبی و در امتداد عمود بر محور تیر زیرسری به آن اعمال شود.
 

شکل پذیری سوله OMF یا IMF

نکته مهم: در طراحی ساختمانهای با سیستم قاب خمشی در مناطق با خطر نسبی زیاد و خیلی زیاد باید سیستم قاب خمشی متوسط (IMF) را انتخاب کرد و انتخاب قاب خمشی معمولی قدغن است.  توجه شود که در این حالت رعایت الزامات  لرزه ای کمانش موضعی واجب است. یعنی در این حالت فشرده بودن مقاطع ستون و تیر کافی نیست و باید مقاطع تیر و ستون فشرده لرزه ای باشند.

حال سوال اینجاست که ​چطور عمل کنیم؟ آیا می توان تیر و ستون سوله را OMF گرفت؟ یا باید IMF گرفت؟

چون سوله جزو سازه های صنعتی می باشد، باید از فصل پنجم آئین نامه 2800 زلزله یعنی ضوابط طراحی لرزه ای سازه های غیر ساختمانی استفاده کرد. در جدول 5-1 این فصل سیستم قاب خمشی فولادی معمولی هم با حداکثر ارتفاع 15 متر با ضریب رفتار 3.5 برای این سازه ها مجاز می باشد. لذا می توان سوله را با سیستم OMF هم طراحی کرد. ولی برای استفاده هرچه بیشتر از ظرفیت مقاطع توصیه می شود از سیستم SMF استفاده گزدد. تنها ایراد SMF این است که ضخامت جان و بال تیرورق تیرها و ستونها بزرگتر از ضخامتهای متعارف در سوله ها بدست می آید.

واما چند نکته:

1- در محاسبه وزن لرزه ای این نوع سازه ها علاوه بر کل بار مرده، باید حداقل 40% بار زنده کف ها منظور شود.

2- برای وال پست ها نباید IMF داد و همچنین در جهت Z آزادی حرکت داشته باشند در محل اتصال به تیر شیبدار سوله. در طول سالن هم باید بادبندها را انتخاب کرد و OCBF اعمال کرد.

منبع:tikinti.blogfa

سمینار دیوار برشی فولادی (آزمایش، طراحی و اجرا)

فایل سمینار طراحی و اجرای دیوار برشی فولادی

• توضیحات آزمایش های انجام شده روی دیوار برشی فولادی و نکات اجرایی
• اسم فایلSteel Shear Wall Seminar [ Etabs-SAP.ir ].zip
• حجم 6.51 مگابایت

اتصالات فولادی از پیش تایید شده گیردار

عملکرد اتصالات گیردار قبلا توسط آزمایش‌های تجربی مورد تایید قرار گرفته است. در اتصال گیردار جوشی به کمک ورق‌های روسری و زیرسری (WFP) ورق‌های بالایی و پایینی اتصال توسط جوش به بال‌های ستون جوش شده و از طرف دیگر به بال‌های تیر توسط جوش متصل می‌شوند. این اتصال را می‌توان فقط در قاب خمشی با شکل‌پذیری متوسط استفاده نمود. این اتصال در AISC وجود ندارد و الزامات آن توسط مبحث دهم داده شده است. بطور کلی اگرچه محل مفصل پلاستیک با فاصله از ستون قرار دارد، لیکن اگر این اتصال را طراحی کرده باشید، به ابعاد خیلی بزرگی برای ورق‌های روسری و زیرسری (بخصوص برای ورق روسری) خواهید رسید و عملکرد ضعیف‌تر آنها در دوران‌های بالا بصورت آزمایشی مورد اثبات قرار گرفته است. یکی از ایرادات وارد بر این اتصال به غیر از شکل ورق فوقانی که باید بر روی بال جهت اجرای جوش عرض کمتری داشته باشد، نحوه اجرای این اتصال است که تمام جوشکاری ورق‌ها به تیر باید در کارگاه صورت گیرد که این خود باعث عدم اجرا مناسب این جوش‌ها و در نهایت ضعف در آن خواهد شد.

در اتصال گیردار مستقیم تقویت نشده جوشی (WUF-W) عمده دوران خمیری در تیر و در بَر ستون ایجاد می‌شود. حالت‌های شکست نامطلوب، توسط جزئیات مناسبی که برای اتصال جوش بال تیر به بال ستون داده می‌شود، کنترل می‌گردد. این اتصال را می‌توان در قاب خمشی با شکل‌پذیری ویژه و متوسط استفاده نمود. محل مفصل پلاستیک (Sh) در روی تیر باید در محل بَر ستون در نظر گرفته شود (Sh=0). لیکن در داخل تیر و بر روی بال‌های فوقانی و تحتانی آن ایجاد می‌شود. از جمله جزئیات اصلاحی این اتصال که در آیین‌نامه‌های جدید بر روی آن تاکیده شده، اجرای سوراخ دسترسی زیر بال بالا و روی بال پایین بوده که مانع ایجاد تنش‌های سه محوری در این اتصال می‌شود. اجرای جوش نفوذی بال‌ها به ستون در کارگاه از ایردات وارد بر این اتصال است که می‌توان با اتصال درختی بر این مشکل غلبه نمود.
 

آموزش محاسبات سوله

مدلسازی و طراحی سوله در سپ2000

• توضیحات مدلسازی و طراحی سوله در سپ2000
• اسم فایل آموزش طراحی سوله [ Etabs-SAP.ir ].zip
• حجم 4.85 مگابایت