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

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]

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.
 

تشریح الزامات و ضوابط طراحی سازه های فولادی

آنجه در پایین برای دانلود قرار داده شده است، یکی از کاملترین راهنماهای موجود در زمینه ی تشریح الزامات و ضوابط  طراحی سازه های فولادی می باشد که توسط شهرداری شیراز – بخش کنترل و نظارتساختمان تهیه شده است.

در این فایل علاوه بر عنوان مفاهیم مربوط به روش طراحی انواع سازه های فولادی به تشریح ضوابط و بندهای مربوط به مبحث دهم مقررات ملی ساختمان نیز پرداخته شده است.

**پیشنهاد ویژه ی دانلود

 

• نکات ویژه در طراحی سازه های فولادی با Etabs
  • نام فایل Steel Structure Etabs [ Etabs-SAP.ir ].zip
• حجم 6.18 مگابایت
• تعداد صفحات : 33

 

- روش طراحی سازه های فولادی
- الزامات بارگذاری  در سازه های فولادی
- الزامات تحلیل  ساختمان فولادی
- الزامات عمومی مقاطع فولادی
- الزامات عمومی ستون ها و کف ستون ها
- کنترل ضوابط شکل پذیری سازه های فولادی
- الزامات تکمیلی شکل پذیری قاب مهاربندی همگرای معمولی
- الزامات تکمیلی شکل پذیری قاب مهاربندی همگرای ویژه
- الزامات تکمیلی شکل پذیری قاب خمشی متوسط
- الزامات تکمیلی شکل پذیری قاب خمشی ویژه

فلسفه ی تنش تسلیم مورد انتظار Ry

در طراحی لرزهای، اهمیت حداکثر تنش تسلیم احتمالی (تنش تسلیمی که در واقعیت رخ می‌دهد) با حداقل تنش تسلیم (تنش تسلیمی که در تئوری در نظر گرفته می‌شود) برابر است. مطالعات اخیر نشان میدهد که حاشیهای بین مقاومت تسلیم میانگین واقعی و مقاومت تسلیم مشخصه وجود دارد. برای مثال در چند دهه گذشته برای فولاد ASTM-36 مقاومت های تسلیمی از 270 مگاپاسکال تا 225 مگاپاسکال گزارش دادهاند. این مقاومت افزون، در برخی از المانهای لرزهای، بخصوص المانهایی که به صورت فیوز عمل میکنند بایستی به دقت بررسی شود. زیرا که برای جذب انرژی در این المانها، میزان تنش تسلیم بایستی به صورت معینی تعیین شود تا زودتر از بقیه قسمتهای سازه وارد حوزه خمیری شوند.
کاربرد اصلی Ry در طرح لرزه‌ای، در طراحی اعضایی است بایستی برای ظرفیت فیوزهای سازه‌ای طراحی شوند. مثلا اگر بخواهیم یک اتصال مهاربند همگرا را طراحی کنیم، نیروی طراحی برابر حداکثر ظرفیت مورد انتظار مهاربند در کشش است که برابر RyFyAg می‌شود. ضریب Ry برای مورد انتظار نمودن تنش تسلیم است. یعنی اگر در طراحی Fy=240 MPa در نظر گرفته شود و در عمل مقدار Fy بیشتر از 240 MPa شود و نیروی بیشتری به اتصال آن در حین جاری شدن وارد شد، آن اتصال قوی تر از خود مهاربند طراحی شده باشد. برای این منظور بایستی در طراحی اتصال، از تنش تسلیم محتمل یعنی Ry برابر Fy استفاده شود. این اضافه مقاومت به سبب افزودنی‌هایی مانند آهن قراضه و همچنین پروسه تولید و نوردکاری ایجاد می‌شود. آیین نامه های طراحی ضریبی را با عنوان Ry که برای هر مقطعی متفاوت است در نظر میگیرند. بایستی مقاومت مورد انتظار اجزای کنترل شونده توسط جابجایی را در طراحی اعضای کنترل شوند توسط نیرو بکار برد. طبق آیین‌نامه AISC تنش تسلیم و تنش نهایی مورد انتظار با ضرب Ry و Rt به ترتیب در تنش تسلیم حداقل و تنش نهایی حاصل می‌شود.
Expected Yield Strength = Ry Fy
Expected Tensile Strength= Rt Fu
همچنین #مبحث_دهم مقداری را برای Rt ارائه نمی‌دهد.
در ETABS 9.7.4 امکان تعریف این پارامتر در مصالح وجود ندارد ولی می‌توانید با انتخاب اعضا، این ضریب را به آنها اختصاص دهید. بشرطی که آیین‌نامه AISC360-05 را انتخاب کرده باشید، با انتخاب مقطع مورد نظر و استفاده از مسیر Design menu > Steel Frame Design > View/Revise Overwrites میتوانید از بخش Overstregth factor, Ry مقدار ضریب Ry را وارد نمایید تا به آن مقطع اختصاص یابد.
@AlirezaeiChannel

ترکیب بار های تشدید یافته و ضریب نامعینی

 

 

 

 

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.