طراحی برشگیر ها و گل میخ های سقف کامپوزیت و عرشه فولادی

مقاومت برشی اسمی برشگیرهای از نوع گل‌میخ که بر بال فوقانی تیر فولادی متصل شده و در داخل دال بتنی قرار می‌گیرند، طبق بند 10-2-8-7-2 مبحث دهم، برای برشگیرهای از نوع گل میخ با استفاده از رابطه زیر تعیین می‌شود:
Qn=0.5Asa√(fc*Ec)≤Rg*Rp*Asa*Fu
که در رابطه فوق، Asa سطح مقطع گل‌میخ، Ec مدول الاستیسیته بتن که می‌توان از رابطه Ec=0.043wc^1.5 √(fc) تعیین نمود. که در آن wc وزن مخصوص بتن بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب و Ec بر حسب مگاپاسکال می‌باشد. fc مقاومت مشخصه بتن در سن 28 روزگی برای نمونه استوانه‌ای شکل، Fu تنش کششی نهایی حداقل مصالح گل‌میخ، Rg ضریب گروهی گل‌میخ‌ها و Rp ضریب موقعیت قرارگیری گل‌میخ‌ها بوده که این دو ضریب با توجه به جدول 10-2-8-1 مبحث دهم تعیین می‌شوند. مثلا برای یک گل میخ با قطر 16 میلیمتر مساحت مقطع یک گل‌میخ برابر با Asc=2 cm^2 می‌باشد. مقاومت برشی اسمی برشگیرهای از نوع گل‌میخ که بر بال فوقانی تیر فولادی متصل شده برابر است با:
Qn=0.5Asa √(fc*Ec)=0.5×2√(300×294000)=9390 kg>Rg*Rp*Asa*Fu=1.0×0.75×2×5000=7500 kg
برنامه ETABS نیز این مقدار را حساب می‌کند. اگر از مسیر Define menu > Section Properties > Deck Sections مقطع عرشه را تعریف نمایید، در بخش Shear Stud Diameter قطر گل میخ را وارد نمایید. همچنین مقدار تنش تنهایی گل‌میخ در بخش Property Data Definitions و در تعریف Fu وارد شود. برنامه مقدار Ec را از مصالحی که از بخش Deck Material تعریف شده خوانده و مقدار Qn را محاسبه می‌کند. برای دیدن جزئیات بیشتر در این رابطه می‌توانید به کتاب تحلیل و طراحی سازه‌های فولادی اینجانب یا دیگر کتاب‌های طراحی سازهای فولادی مراجعه نمایید.
✔️ @AlirezaeiChannel

تنظیمات طراحی سقف عرشه فولادی Etabs

از مسیر Define menu > Section Properties > Deck Sections باید مقطع سقف عرشه را تعریف کنید. در بخش Property Name  نام مقطع را به دلخواه وارد نمایید. در بخش Type اگر میخواهید سقف را بصورت عرشه فولادی و با گل میخ طراحی کنید، گزینه Filled را انتخاب نمایید. در بخش Slab Material مصالح بتنی که میخواهید از آن برای طراحی دال بتنی کنگره ای استفاده شود را انتخاب نمایید. مشخصات بتن و وزن مخصوص آن از روی این مصالح برداشت میشود. در بخش Deck Material مصالح فولاد عرشه فولاد انتخاب شود. در بخش Modeling Type تنها گزینه قابل انتخاب برای سقف عرشه فولاد گزینه membrane  است. در بخش Modifiers  میتوانید ضرایب مختلفی را در برخی مشخصات مقطع سقف اعمال نمایید. در بخش Property Data گزینه زیر را وارد نمایید:
گزینه tc ضخامت دال بالای عرشه است. مقدار آن برای بین 6 تا 7 سانتیمتر معمولا در نظر گرفته میشود.
گزینه hr ارتفاع پاشنه عرشه است.  مقدار آن برای اغلب ورق‌های متداول 7.5 cm است.
 گزینه wrt عرض ریب‌های کنگره‌ای در بخش بالایی آن که عدد 17.5 cm مناسب است.
گزینه wrb عرض ریب‌های کنگره‌ای در بخش پایینی آن که عدد 12.5 cm مناسب است.
گزینه sr که فاصله محور تا محور هر کنگره بوده و برابر 30 سانتیمتر در نظر گرفته می‌شود.
گزینه hs ارتفاع گل‌میخ بعد از جوشکاری می‌باشد. توجه شود به سبب عملیات جوشکاری مقداری از ارتفاع گل‌میخ کاهش می‌یابد. مقدار آن برابر 11.5 cm در نظر گرفته شود.
گزینه Fu مقدار تنش نهایی مصالح گل میخ بوده که بسته به نوع گل میخ استفاده شده بین 4000 تا 50000 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع متغییر است.

 

دلایل اختلاف زیاد بین برش پایه استاتیکی و طیفی

دلایل اختلاف زیاد بین برش پایه استاتیکی و طیفی

 

اگر طیف بی بعد شده B را از مسیر Define menu > Functions > Response Spectrum تعریف نموده‌اید و سپس اقدام به تعریف حالت بار طیفی با ضریب مقیاس AI/R کرده‌اید، نبایستی پراکندگی زیادی با برش پایه استاتیکی ایجاد شود. اگر 100 برابر برش‌های پایه استاتیکی و دینامیکی با هم اختلاف دارند، به احتمال زیاد خطای عددی یا خطای مدلسازی دارید و موارد زیر را کنترل نمایید:

1- کنترل کنید که تعداد مودهای نوسانی در نظر گرفته شده حداقل 90% جرم را جذب کرده باشد. در مواردی که تغییرات زیاد سختی در ارتفاع داشته باشید (مثل حالتی که در طبقاتی دیوار حائل وجود داشته باشد) نیاز به مودهای نوسانی زیادتری از حالات معمول داریم. برای تعریف مودهای ارتعاشی باید از مسیر Define menu > Modal Cases اقدام نمایید.

2- کنترل کنید که ضریب مقیاس را درست وارد کرده باشد و حتما آن را براساس واحد برنامه وارد نمایید. مثلا ممکن است که واحد شتاب برنامه mm/sec^2 بوده و شما مقدار g (شتاب ثقل) را بر اساس واحد m/sec^2 برابر 9.81 وارد کرده باشد که در این حالات 1000 برابر ضریب مقیاس کم بدست می‌آید و یا مثلا ضریب مقیاس بر اساس cm/sec^2 بوده و شما آن را 9.81 وارد کرده‌اید که ضریب مقیاس 100 برابر کمتر حاصل می‌شود.

3- ناپایداری‌های سازه را بررسی کنید. سازه نباید در بخشی از آن دارای سختی ناچیز باشد.

4- جرم سازه را کنترل کنید.

 

@AlirezaeiChannel