مهندسی عمران Civil Engineering | آموزش و دانلود PDF | AutoCAD , Etabs ,SAP2000

آموزش حامع مباحث مهندسی عمران و سازه | آموزش نرم افزارهای AutoCAD , Etabs ,SAP2000

مهندسی عمران Civil Engineering | آموزش و دانلود PDF | AutoCAD , Etabs ,SAP2000

آموزش حامع مباحث مهندسی عمران و سازه | آموزش نرم افزارهای AutoCAD , Etabs ,SAP2000

۲ مطلب با کلمه‌ی کلیدی «قاب‌های خمشی» ثبت شده است

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 Rاساساً 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 تحلیل پوش آور Push Over استاتیکی غیرخطی و تاریخچه زمانی غیرخطی Time History - مفصل پلاستیک در Etabs[/caption]

  • مهندس علیرضا خویه
مقاومت جانبی را با سختی جانبی اشتباه نگیرید!!!!! تعیین مقاومت جانبی طبقه، کار آسانی نیست. زیرا تعیین میزان مقاومت طبقه، دارای تعریف استانداردی نیست. البته این مورد برای سیستم های ساده سازه ای از جمله قاب های خمشی و قاب های مهاربندی شده همگرا، تقریباً دارای فرمت استانداردی بوده و بین تمام طراحان در این دو مورد وحدت رویه ای وجود دارد.

تعیین مقاومت جانبی طبقه، کار آسانی نیست. زیرا تعیین میزان مقاومت طبقه، دارای تعریف استانداردی نیست. البته این مورد برای سیستم‌های ساده سازه‌ای از جمله قاب‌های خمشی و قاب‌های مهاربندی شده همگرا، تقریباً دارای فرمت استانداردی بوده و بین تمام طراحان در این دو مورد وحدت رویه‌ای وجود دارد. در شکل 1، حالت‌های نشان داده شده برای یک قاب خمشی را در نظر بگیرید. در صورتی که ستون‌ها ضعیف‌تر از تیرها باشند، مکانیزم ایجاد شده در قاب متعلق به ستون‌ها بوده و در آنها مفاصل پلاستیک تولید می‌شود. این مورد در شکل (الف) نشان داده شده است. البته ایجاد چنین مکانیزمی در قاب‌های خمشی ویژه فولادی و بتنی ممنوع است.

شکل 1 مکانیزم های محتمل برای یک قاب خمشی.

شکل 1 مکانیزم‌های محتمل برای یک قاب خمشی.

در شکل (ب) مکانیزم سازه در تیرها رخ داده و مفاصل پلاستیک در تیرها ایجاد میشود. اما این مکانیزم درست نیست. زیرا با تشکیل مفصل پلاستیک در تیرهای یک طبقه، سازه مکانیزم نمیشود. برای ایجاد مکانیزم، در حالتی که تیرها ضعیف‌تر از ستون‌ها باشند، بایستی در تمام تیرها، مفاصل پلاستیک ایجاد شده و در نهایت در پای ستون‌ها نیز مفصل خمیری ایجاد شود (البته به شرطی که پای ستون‌ها گیردار باشد).

آیین‌نامه AISC341-05، برای مکانیزم نشان داده شده در شکل 1الف، که در آن ضابطه تیر ضعیف- ستون قوی رعایت نشده رابطه زیر را پیشنهاد می‌دهد.

همچنین برای حالتی که سازه ضابطه تیر ضعیف- ستون قوی را اقناع نماید، رابطه زیر توسط AISC341 پیشنهاد می شود:

که در روابط فوق، k و j اعداد صحیح، m تعداد ستون‌ها، MpCk لنگر پلاستیک ستون kام تحت بارهای ضریبدار، n تعداد دهانه‌ها، MpGj لنگر پلاستیک تیر jام و H ارتفاع طبقه است. البته در سازه‌های فولادی و بتنی، در تعیین ظرفیت خمشی ستون‌ها، بایستی اثر کاهش ظرفیت آنها در اثر نیروی محوری نیز لحاظ شود.

در قاب‌های مهاربندی شده، مقاومت جانبی طبقه، به پیکربندی مهاربندها، مقاومت محوری مهاربندها و زاویه مهاربندها با افق، بستگی دارد. در شکل 2 این مورد برای دو قاب مهاربندی شده مختلف نشان داده شده است. در قاب مهاربندی شده کمانش ناپذیر، مقاومت کششی و فشاری مهاربند با هم برابر است لیکن این مقاومت در قاب مهاربندی شده همگرا، برای مهاربندها مختلف است. بدین معنی که مقاومت اعضای کششی و فشاری یک عضو با هم فرق می‌کند.

شکل 2 تعیین مقاومت طبقه در قاب مهاربندی شده.

شکل 2 تعیین مقاومت طبقه در قاب مهاربندی شده.

بطور کلی برای سایر سیستم‌های سازه‌ای، (مثل سازه‌های دارای دیوار برشی) می‌توان مقاومت جانبی طبقه را با استفاده از یک تحلیل استاتیکی غیرخطی تعیین نمود.

مثال) برای قاب خمشی فولادی نشان داده شده در شکل 3، نامنظمی سازه را به لحاظ وجود طبقه ضعیف بررسی کنید.

شکل 3 تعیین مقاومت طبقه در قاب خمشی فولادی.

شکل 3 تعیین مقاومت طبقه در قاب خمشی فولادی.

مشخصات مقاطع استفاده شده در قاب بصورت زیر است.

مشخصات مقاطع استفاده شده در قاب

مقاومت برشی طبقه میتواند ناشی از ظرفیت برشی ستونها و یا ظرفیت خمشی ستونها باشد.

ظرفیت برشی هر ستون:

ظرفیت برشی ستونبنابراین مقاومت برشی هر طبقه:

 مقاومت برشی هر طبقه:بنابراین مقاومت جانبی ناشی از مقاومت خمشی ستون‌‌ها حاکم است.

 مقاومت جانبی ناشی از مقاومت خمشی ستون ها

برای کنترل و بدست آوردن مقادیر ظرفیت مقاطع در نرم‌افزار ETABS مطابق شکل 4 در یک قاب خمشی، بعد از طراحی مقطع، با راست کلیک نمودن روی مقطع می‌توان مقادیر ظرفیت برشی و خمشی مقطع یا همان Vp و Mp مقطع را بدست آورد. البته باید توجه داشت این مقادیر، مقادیر کاهش یافته بوده و در ضریب کاهش مقاومت f ضرب شده‌اند.

برای عدم ضرب این مقادیر در ظرفیت‌های خمشی و برشی، می‌توان مطابق شکل 6، و در بخش تنظیمات آیین‌نامه، مقادیر آنها را برابر یک در نظر گرفت. برای تعیین مقاومت طبقه در قاب مهاربندی شده همگرا، مطابق شکل 7، می‌توان با راست کلیک روی مقاطع طراحی شده، مقادیر ظرفیت کششی و فشاری مهاربندها را از برنامه بدست آورد و آنها را ملاک تعیین مقاومت طبقه قرار داد.

شکل 4 تعیین مقاومت طبقه در قاب خمشی فولادی و در محیط ETABS.

شکل 4 تعیین مقاومت طبقه در قاب خمشی فولادی و در محیط ETABS.

شکل 5 ظرفیت خمشی و برشی مقطع و در محیط ETABS.شکل 5 ظرفیت خمشی و برشی مقطع و در محیط ETABS.

شکل 6 تعیین ضرایب کاهش مقاومت در محیط ETABS.شکل 6 تعیین ضرایب کاهش مقاومت در محیط ETABS.

شکل 7 تعیین مقاومت طبقه ناشی از مقاومت مهاربندها و در محیط ETABS.شکل 7 تعیین مقاومت طبقه ناشی از مقاومت مهاربندها و در محیط ETABS.

منبع: kargosha.com
  • مهندس علیرضا خویه