ماتریس جرم و سختی سازه در SAP2000

تحلیل دینامیکی ساز‌ه‌ها مبتنی بر تعیین ماتریس‌های جرم، میرای و سختی سیستم می‌باشد. در تمام نرم‌افزارهای تجاری موجود برای انجام یک تحلیل دینامیکی قبل از پردازش اطلاعات این ماتریس‌ها ایجاد شده و سپس سازه مدل شده، تحلیل می‌شود. شاید مهمترین بخش یک تحلیل دینامیکی برای سازه‌ها بدست آوردن این ماتریس‌ها است.
ماتریس سختی: اعمال یک جابجایی واحد به صورت جداگانه در هر یک از درجات آزادی می‌باشد. در این حالت نیروی به وجود آمده در هر یک از درجات آزادی برای ثابت نگه داشتن بقیه درجات آزادی، سختی سازه می‌باشد. به عبارت دیگر برای تعیین ماتریس سختی یک سیستم، ابتدا هر یک از درجات آزادی را به اندازه واحد جابجا می‌نماییم، به طوری که بقیه درجات آزادی از جای خود حرکت ننمایند (ثابت باشند)، حال نیروهایی که در سیستم برای نگه داشتن آنها مورد نیاز هستند، معرف سختی می‌باشد.
ماتریس جرم: اعمال یک شتاب واحد به صورت جداگانه در هر یک از درجات آزادی می‌باشد. در این حالت نیروهای شتاب به وجود آمده در هر یک از درجات آزادی، برای ثابت نگه داشتن بقیه درجات آزادی، معرف جرم سازه می‌باشد. به عبارت دیگر برای تعیین ماتریس میرایی یک سیستم ابتدا هر یک از درجات آزادی را با شتاب واحد وادار به حرکت می‌نماییم به طوری که بقیه درجات آزادی از جای خود حرکت ننمایند، حال نیروهای اینرسی که در سیستم برای نگه داشتن آن مورد نیاز هستند، معرف جرم سیستم می‌باشد.
در برنامه SAP2000 بعد از مدلسازی سازه و تعیین درجات آزادی، از مسیر Analyze menu > Set Analysis Options گزینه Solver Options را کلیک کنید تا به پنجره Equation Solver Options دسترسی پیدا کنید. در این پنجره گزینه Advanced Solver را انتخاب نموده و منوی کرکره‌ای پایین، حالت تحلیل Modal را انتخاب نمایید. بعد از تحلیل در جایی که فایل وجود دارد، فایل‌های متنی دیگری با پسوند‌ها *.txa، *.txe، *.txk و txm ایجاد می‌شوند که آنها را می‌توانید با برنامه Notepad باز کنید. این فایل‌ها حاوی ماتریس‌های جرم و سختی هستند.
در برنامه SAP2000 برای ایجاد سقف صلب می‌توانید ضریب ممان اینرسی تیرها را عددی زیاد (مثلا 1000) وارد نمایید. برای این کار تیرهای مورد نظر را انتخاب و از مسیر Assign menu > Frame > Property Modifiers اقدام نموده و ضریب ممان اینرسی حول محور 3 را عددی زیاد وارد نمایید.
منبع: @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.
 

سیستم های دوگانه

برخی نکات مهم ، قابل توجه مهندسان  طراح سازه:
1- در سیستم های  دوگانه جهت کنترل قاب خمشی برای تحمل 25 درصد نیروی  زلزله باید از کمک ستون یا  المان_مرزی کنار دیوار به تحمل نیروی جانبی صرفنظر شود. بر این اساس باید این ستون در صفحه دیوار به صورت دوسرمفصل و برای عمود بر صفحه دیوار گیردار تعریف شود. ضریب سختی این ستون و د برای خمش خارج از صفحه 0.35 اعمال میشود. این ضریب برای دیوار در فایل اصلی حداکثر 0.35 و در فایل 25 درصد مقداری اندک باید لحاظ شود. توزیع نیروی جانبی در ارتفاع در فایل 25 درصد باید مشابه فایل اصلی باشد.
2- در طراحی سیستم  قاب_ساده و دیوار برشی بتنی ، دیوارها باید برای صددرصد نیروی زلزله و اعضای قاب باید در فایلی جداگانه برای اثر همزمان بارهای ثقلی و جانبی طراحی گردند. بررسی  نامنظمی_پیچشی باید بر اساس هر دو حالت لحاظ شود و حالت بحرانی معیار قرار گیرد. کنترل  دریفت بر اساس فایل اصلی با مشارکت دیوارهای برشی برای صددرصد نیروی زلزله انجام میشود.

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

پرینت 3 بعدی در ETABS 16

امکان پرینت 3 بعدی در ETABS 16. به منوی File اضافه شده است.
File>Export>3D Printing .stl File
 

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/

فیلم آموزشی مدلسازی مخزن آب در SAP2000

دانلود فیلم آموزشی مدلسازی مخزن آب در SAP2000

 

رسم تیر منحنی - دیوار منحنی

در ETABS 2016 گزینه‌هایی جهت مدلسازی قاب و دیوارهای منحنی شکل وجود دارد. در محیط ترسیم می‌توان به شکل‌های زیر این کار را انجام داد:

* ترسیم بصورت Straight Line: در این حالت ترسیم بصورت معمولی و مستقیم صورت می‌گیرد.

* ترسیم بصورت Arc-3 Points: از این گزینه برای ترسیم دیوار و قاب می‌توان استفاده نمود. برای استفاده از آن گام‌های زیر طی شود:

1.  یک نقطه برای شروع انتخاب شود.
2.  دومین نقطه به عنوان نقطه انتهایی انتخاب شود.
3. مقدار شعاع انحنا انتخاب شود.

* ترسیم بصورت Arc-Center & 2 Points: در این حالت ترسیم برای قاب‌ها و دیوار امکان پذیر است.

1. یک نقطه برای شروع انتخاب شود.
2.  مرکز کمان انتخاب شود.
3. نقطه انتهایی کمان انتخاب شود.

* ترسیم بصورت Bezier: در این حالت ترسیم تنها برای قاب امکان پذیر است.

1. یک نقطه برای شروع انتخاب شود.
2.  نقطه انتهایی انتخاب شود.
3.  نقاط مابینی دو نقطه ابتدا و انتها را انتخاب کنید.

* ترسیم بصورت Spline: در این حالت ترسیم تنها برای قاب امکان پذیر است. برای اطلاعات بیشتر در مورد این خط به لینک زیر مراجعه کنید:

https://en.wikipedia.org/wiki/B-spline

1. برای شروع یک نقطه را انتخاب کنید.
2. آخرین نقطه انتخاب شود.
3.  نقاط مابینی را انتخاب کنید.

منبع: کانال دکترعلیرضایی