تحلیل پوش اور در نرم افزار SAP2000

آموزش گام به گام روش انجام تحلیل پوش آور (استاتیکی غیرخطی) در نرم افزار SAP2000
nonlinear static procedure analysis
به صورت تصویری در 68 اسلاید

• حجم 4.58 مگابایت

 

تحلیل توالی ساخت Staged construction

تحلیل توالی ساخت یا ساخت مرحله‌ای (Staged construction) یک تحلیل و طراحی که در آن اثر ساخت مرحله‌ای سازه و رفتار کلی تابع زمان آن در مدلسازی لحاظ می‌شود. در تحلیل‌های متداول سازه‌یی، کل طبقات سازه با فرض عدم اعمال بار تا اتمام مراحل ساخت به طور هم‌زمان و یک‌باره تحت بارگذاری قرار می‌گیرند، در حالی که ممکن است برخی از اجزای سازه، بعد از ساخت قسمت‌های دیگر به آن اضافه شود. یکی از کاربردهای این مورد را می‌توان در طرح‌های مقاوم سازی در نظر گرفت. در این حالت فرض نمایید سازه موجودی در نظر باشد و حال قرار است المان‌هایی به آن اضافه گردد.
An auto sequential construction case provides an automated method of creating static nonlinear staged construction cases that are specifically tailored to model construction sequence loading. Note that only one auto sequential construction case can be defined per model file
به عنوان مثالی دیگر، در حالتی سازه دارای نامنظمی‌های به مانند ناپیوستگی سیستم باربر باشد، (مثلا یکی از ستون‌ها تا پی ادامه نداشته باشد) تیری که ستون به روی آن ختم شده به توالی ساخت سازه حساس بوده و بایستی بررسی شود. در صورتی که تحلیل توالی ساخت برای این حالت انجام نشود، نتایج می‌توانند تا حدود زیاد متفاوت باشد. برای ایجاد یک حالت تحلیل مرحله‌ای بایستی از مسیر Define menu > Auto Construction Sequence Cases اقدام نمایید. گزینه Case Is Active را تیک بزنید و نام حالت تحلیل را در بخش Auto Construction Sequence Load Case Name وارد نمایید. در بخش Geometric Nonlinearity Option اثرات غیرخطی هندسی برای سازه لحاظ شود. در بخش Combine this number of Stories in each Construction Sequence Group تعداد طبقاتی که در هر گام ساخت، به سازه اضافه می‌شوند را وارد نمایید. در حالت عادی ساختمان بصورت یک طبقه یک طبقه ایجاد می‌شود.
 
منبع: کانال دکتر علیرضایی

بار حرارتی در برنامه ETABS

در برنامه ETABS می‌توان به المان‌های گره‌ای، خطی و سطحی بار حرارتی اعمال نمود ولیکن بارهای حرارتی که از مسیر Assign menu > Joint Loads > Temperature به گره‌ها اختصاص داده می‌شود، یک بار حرارتی نیست. در حالتی که بار حرارتی به المان‌های سطحی (مثل دیوار یا کف) داده می‌شود، گزینه‌ای به نام Include Effect of Joint Temperatures وجود دارد که در این برنامه براساس مقدار بار حرارتی اختصاص یافته به گره‌ها، تغییرات درجه حرارت در المان سطحی را در نظر می‌گیرد. تغییرات حرارت در برنامه بصورت خطی در نظر گرفته می‌شود.
با انتخاب المان‌های سطحی و استفاده از مسیر Include Effect of Joint Temperatures می‌توان بار حرارتی را به المان‌های سطحی و با استفاده از مسیر Assign menu > Frame Loads > Temperature می‌توان بار حرارتی را به المان‌های خطی اختصاص داد. توجه شود که اگر بار حرارتی به کف اختصاص داده شود و کف بصورت صلب در نظر گرفته شده باشد، تغییرشکل محوری تیرها در اثر بار حرارتی در نظر گرفته نخواهد شد. همچنین در تیرها بتنی، طراحی تنها برای لنگر M33 بوده و تحت بار محوری ایجاد شده در آنها در اثر بارهای حرارتی، طراحی برای آن صورت نمی‌گیرد.
منبع:@AlirezaeiChannel

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

تحلیل IDA تاریخچه زمانی فزاینده

تحلیل IDA یک نوع تحلیل تاریخچه زمانی فزاینده است. کاربرد روز افزون طراحی بر اساس ایده عملکردی در ده‌ی اخیر، نیاز به بررسی حساسیت پاسخ یک سازه نسبت به حرکات ناشی از زلزله و تغییرات خصوصیات سازه (سختی، مقاومت، رفتار چرخه‌ای و ...) بر حسب مقادیر مختلف شدت حرکات زمین را بیش از پیش طلب نموده است. همگام با پیشرفت علم مهندسی زلزله و افزایش قدرت پردازش کامپیوترها، امکان ابداع روش‌های پیچیده جهت افزایش دقت روش‌های عددی مهیا شده است.
در این راستا روش‌های تحلیلی از استاتیکی خطی و دینامیکی خطی، به سمت روش‌های استاتیکی غیرخطی و بالاخره دینامیکی غیرخطی گسترش یافته است. در صورت پیش بینی مناسب زلزله‌های آتی و مشخصات رفتار نیرو – تغییر شکل مقاطع، استفاده از روش تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی یکی از دقیق ترین روش‌ها جهت تخمین پاسخ حاصل از اعمال حرکات زمین بر یک سازه می‌باشد. در حال حاضر روش دینامیکی تاریخچه زمانی به علت ارتباط مستقیم نتایج آن با انتخاب رکورد زمین لرزه چندان کاربرد عملی نیافته است. در همین راستا پژوهشگران در پی روش‌هایی برای حل این مشکل بوده‌اند که منجر به ارائه‌ی روش تحلیلی مبتنی بر روش دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی، به نام روش تحلیل دینامیکی فزاینده شده است.
 
در این روش از مفهوم دیرینه‌ی مقیاس کردن رکوردهای حرکت زمین و توسعه‌ی آن به روشی که بتوان با دقت مناسب مقدار نیاز و ظرفیت سازه را در محدوده‌ی وسیعی از رفتار الاستیک تا انهدام سازه پوشش داد، بهره گرفته شده است، در واقع نبود اطلاعات کافی از زلزله‌ی با شدت‌های مختلف منطبق با شرایط محل جهت بررسی رفتار لرزه‌ای سازه، محققین را بر آن داشت که با اعمال ضریب ثابت بر مقادیر شتاب نگاشت‌های موجود، فاصله‌ی خالی رکوردهای با شدت غایب را پر نمایند. به زبان ساده این روش شامل اثر دادن یک یا چند رکورد زلزله محتمل بر روی سازه، که هر یک از این رکوردها در سطوح مختلف شدت مقیاس شده‌اند، می‌باشند. بدین ترتیب طیفی از رفتار سازه از سطح ارتجاعی تا سطوح غیرخطی و در نهایت انهدام پوشش می‌گردد.
 
باید به این نکته اقرار نمود که رکوردهای مقیاس شده دارای محتوای فرکانس ثابتی بوده و فقط مقدار دامنه‌ی آن‌ها تغییر می‌کند، در حالی که اساساً زلزله‌های با شدت‌های متفاوت در سایتی با یک منبع و فاصله مشخص و نوع خاک ثابت دارای محتوای فرکانسی ثابتی نمی‌باشند و این یکی از اساسی‌ترین ایرادات این روش می‌باشد. به عبارتی در این روش، یک شتابنگاشت با شدت‌های مختلف به سازه زده می‌شود مثلا هر 0.05g شدت شتاب‌ها افزایش داده می‌شود. برای کسب اطلاعات بیشتر به مرجع زیر مراجعه نمایید:

Vamvatsikos, D. (2002). Seismic performance, capacity and reliability of structures as seen through incremental dynamic analysis (Doctoral dissertation, Stanford University).

منبع:@AlirezaeiChannel

 

مفصل پلاستیک Auto و دستی

مفاصل پلاستیک در برنامه Sap به دو صورت تعریف میشود :
1- مفاصل به صورت Auto
2- مفاصل به صورت دستی
دقت داشته باشید که تفاوت این دو نوع مفصل در این است که پارامترهای مدل سازی و معیارهای پذیرش در مفصل به صورت Auto به صورت اتوماتیک با توجه به جداولی که برنامه از ایین نامه Fma356 در حافظه خود دارد استخراج میگردد اما در حالت دستی شما باید پارامترهای مدل سازی و معیارهای پذیرش را تعریف کنید
در فولاد تعریف کردن پارامترهای مدل سازی و معیارهای پذیرش کار سختی نیست
ولی در بتن چون پارامترهای مدل سازی و معیارهای پذیرش به نیروی محوری و برش تیر و ستون وابسته است بسیار کار مشکلی خواهد بود به همین دلیل استفاده از مفاصل Auto در بتن توصیه میشود.استفاده از مفاصل Auto محدودیتهایی دارد یکی از این محدودیتها مقطع عضو است یعنی شما به هر مقطعی نمیتوانید مفصل Auto را اختصاص دهید
مقاطع مجاز را میتوانید در Help برنامه ببینید
 
http://etabs-sap.ir/nonlinear-material-behavior/

ضریب Ry (تنش تسلیم مورد انتظار )

هنگامی که از قاب خمشی ویژه استفاده میشود از ضریب Ry در روابط استفاده میکنیم(برای محاسبه Mpr,Vpr)
ولی در قاب خمشی متوسط استفاده نمیشود.
مقدار تنش تسلیم مورد انتظار برای میلگردها برابر 1.25fy تنها برای قاب‌های خمشی ویژه اعمال می‌شود. طبق ACI318-14 داریم:

Because the actual yield strength of the longitudinal reinforcement may exceed the specifed yield strength and because strain hardening of the reinforcement is likely to take place at a joint subjected to large rotations, required shear strengths are determined using a stress of at least 1.25fy in the longitudinal reinforcement.

طبق راهنمای برنامه نیز داریم:

The maximum probable moment strengths are determined using a strength reduction factor of 1.0 and the reinforcing steel stress equal to α fy , where α is set equal to 1.25

این مقدار برای قاب متوسط برابر یک در نظر گرفته می‌شود. در ETABS 9.7 نیز همین مقادیر بصورت خودکار توسط برنامه برای قاب ویژه در نظر گرفته میشود

 
همچنین از مقادیر تنش تسلیم مورد انتظار Fye و Fue در ساخت مفاصل پلاستیک متمرکز (Hing) در تحلیل های غیر خطی استفاده می گردد

Expected stress values are used to automatically generate hinge properties for P-M2-M3 and P-M hinges.

ولی در ساخت مفاصل پلاستیک گسترده (Fiber) از تنش  Fy و Fu استفاده می گردد نه Fye و Fue
[caption id="attachment_4083" align="alignnone" width="1273"] تنش تسلیم مورد انتظار Fye[/caption]

---

 
برای سازه های فولادی مطابق با مبحث دهم مقررات ملی ساختمان
ضریب Ryعبارت است از نسبت تنش تسلیم مورد انتظار به حداقل تنش تسلیم تعیین شده، که به منظور در نظرگرفتن افزایش مقاومت مورد نیاز باید در محاسبات مدنظر قرار گیرد. کاربرد ضریب Ryدر محاسبات لرزهای سازه های با شکل پذیری مختلف در بخش های مربوطه
ارائه شده است. 
ضریب Ry اساساً برای انواع تولیدات فولاد متفاوت بوده و به عوامل متعددی نظیر شکل مقاطع، افزودنی های به کار رفته در طی روند تولید فولاد در کارخانجات بستگی دارد.

---

 
در help نرم افزار SAP2000 و Etabs نیز آمده است :
در تحلیل های غیرخطی اعضایی که مفاصل پلاستیک آنها به صورد ترد brittle hinges تعرییف می گردند می بایست از Fy استفاده گردد و چنانچه به صورت  ductile hinges و شکل پذیر تعریف گردد می بایست از Fye استفاده شود.
و برای میلگرد های اعضای بتنی از تنش تسلیم حداقل Fy هم برای اعضای "نیرو کنترل" و هم "تغییرشکل کنترل " استفاده می گردد.

 For steel members, ductile hinges are based on effective strengths, which are the expected material properties, and according to FEMA-356, are recommended for deformation-controlled actions.

For steel members, brittle hinges are based on minimum strengths, which are the lower bounds of material properties, and are recommended for force-controlled actions.

For reinforcement in concrete members, minimum strengths are currently being used for both deformation-controlled and force-controlled hinges.

 
[caption id="attachment_3290" align="alignnone" width="1000"] تحلیل پوش آور Push Over استاتیکی غیرخطی و تاریخچه زمانی غیرخطی Time History - مفصل پلاستیک در Etabs[/caption]

فیلم آموزشی نحوه به دست آوردن ضریب رفتار از تحلیل پوش آور

فیلم آموزشی نحوه به دست آوردن ضریب رفتار از تحلیل PushOver و دوخطی کردن منحنی ظرفیت

مدرس: مهندس سید مهرزاد حسینی بای

 
 

 

---

 
http://etabs-sap.ir/%d8%ac%d8%b2%d9%88%d9%87-%db%8c-%d8%a2%d9%85%d9%88%d8%b2%d8%b4%db%8c-%d8%aa%d8%ad%d9%84%db%8c%d9%84-%d9%be%d9%88%d8%b4-%d8%a2%d9%88%d8%b1-%d8%a7%d8%b3%d8%aa%d8%a7%d8%aa%db%8c%da%a9%db%8c-%d8%ba%db%8c/

انواع میرایی

میرایی، یک ویژگی از متریال و سازه است که بر پاسخ دینامیک تاثیر می گذارد. نوع خاصی از میرایی وجود دارد که می توان به هر Load Case اختصاص داد
میرایی مودال Modal damping : این نوع میرایی برای طیف پاسخ و و تحلیل تاریخچه زمانی مودال استفاده می شود.
میرایی مودال مواد، که به عنوان میرایی مودال کامپوزیت  composite modal damping شناخته شده است، با توجه به المان ها و سختی مودال وزنی. برای هر ماده، تعریف می شود.
در ایتبس، کاربران می توانند نسبت میرایی مودال مواد ، r را تعیین میکنند که در آن 0 1 است، که مربوط به نسبت  میرایی هر مود است.
میرایی ویسکوز Viscous proportional damping
این میرایی در تحلیل تاریخچه زمانی که به شیوه ی انتگرال گیری مستقیم (direct-integration time-history analysis) درایتبس انجام می شود، قابل استفاده است. میرایی ویسکوز به جرم و سختی وابسته می باشد.
آرام سازی هیسترتیک، همچنین جرم و سختی متناسب، برای تجزیه و تحلیل چگالی حالت و حالت قدرت است.
دستگاه های لرزش نیز ممکن است به عنوان یک زیرسیستم ساختاری مدل سازی شوند، همانطور که در تدریس دمپر ترانسفورماتور تونر شرح داده شده است.

طیف طرح الاستیک و غیر الاستیک

در حین زلزله سه مولفه انتقالی آن به ثبت می‌رسد که دو مولفه افقی و یک مولفه قائم می‌باشد. با استفاده از هر یک از این مولفه‌ها، می‌توان طیف آن را ترسیم نمود. طیف پاسخ، نموداری از حداکثر پاسخ‌های (شتاب، سرعت و یا جابجایی) یک سری سیستم یک درجه آزادی با دوره‌های تناوب مختلف، و میرایی مشخص در برابر یک رکورد زلزله می‌باشد. در واقع یک رکورد موجود به یک سیستم یک درجه آزادی زده شده و مقدار حداکثر پاسخ سیستم محاسبه می‌شود. دوباره با ثابت نگه داشتن مقدار میرایی و تغییر دوره تناوب سیستم، این آزمایش تکرار می‌شود تا طیفی از حداکثر پاسخ‌ها بدست آید. از بهم پیوستن این نقاط، نمودار طیف پاسخ حاصل می‌شود. برای بدست آوردن طیف پاسخ ارتجاعی، معمولاً از انتگرال دیوهامل استفاده می‌شود. انتگرال دیوهامل روش عمومی برای محاسبه پاسخ سیستم یک درجه آزادی خطی به نیروی دینامیکی دلخواه است.
[ تحلیل دینامیکی طیفی[/caption]
 
حال آیین‌نامه‌ها برای راحتی طیفی را ارائه می‌دهند که بدون حالت دندانه بوده و به طیف طرح مشهور است. این طیف، طیف ارتجاعی است. زیرا از حداکثر پاسخ سیستم‌های یک درجه آزادی بدست آمده که هیچ‌گاه غیر ارتجاعی نشده‌اند، بنابراین پاسخ آنها نیز ارتجاعی است. این طیف طبق 2800، همان AB است. مقدار نیروی بدست آمده از این طیف برای طراحی خیلی زیاد است. از طرف دیگر، دوره بازگشت زمین لرزه هایی که آنقدر قوی باشند تا بتوانند چنین نیرویی را در یک سازه ارتجاعی ایجاد کنند، بسیار طولانی است. از این رو، طرح سازه ها برای چنین نیرویی انجام نمی شود، مگر در سازه های بسیار مهم مانند نیروگاه های هسته ای. در حالت معمول فرض می شود که سازه بتواند جابجایی را فراتر از حد الاستیک خود تحمل کند، بدون اینکه فرو بریزد. در چنین سازه-ای، به دنبال زلزله های قوی، تغییر شکل های ماندگاری به وجود می آید که می تواند چندین برابر تغییر شکل تسلیم آن باشد، یعنی با آنکه سازه در طول زلزله پایدار مانده است، نیاز به تعمیرات اساسی یا حتی بازسازی دارد. با فرض اینکه سیستم در طول زلزله می تواند وارد حالت غیرارتجاعی شود، دیگر لازم نیست برای برش پایه الاستیک طراحی شود. اگر این طیف را کاهش دهیم، سازه برای نیروی کمتری طرح شده و در زلزله واقعی انتظار رفتار غیر ارتجاعی از آن داریم. به این طیف کاهش داده شده، طیف غیر ارتجاعی می‌گویند که طبق 2800 خودمان، همان AB/R است.
@AlirezaeiChannel

همپایه سازی تحلیل طیفی سازه ها

اطلاعیه دفتر فنی سازمان نظام مهندسی درخصوص تحلیل طیفی سازه ها