فایل جامع و بسیار مفید در زمینه طراحی سقف های وافل Waffle slab
نویسنده: عبدالمهدی عباسی
فهرست مطالب:
مجموعه فایل کامل طراحی شده از یک ساختمان مسکونی با دال مجوف ( با نام های تجاری کوبیاکس Cobiax یا بابل دک bubble deck )
شامل فایل Etabs از طراحی سازه
فایل SAFE از طراحی دال طبقات و فونداسیون
نقشه های معماری و سازه
این مجموعه فایل ها می تواند راهنمای بسیار مناسبی برای طراحی یک ساختمان با سیستم دیوار باربر و دال های مجوف باشد.
هزینه فایل: 400 هزار تومان
جهت خریداری فایل به شماره تماس 09382904800 در واتساپ پیام دهید.
فایل های نظام مهندسی استان اصفهان
راهنمای طراحی سازه در نرم افزار Etabs
نظام مهندسی اصفهان
راهنمای طراحی سازه در Etabs نظام مهندسی اصفهان
معرفی نرم افزار ETABS
یکی از پرکاربردترین نرم افزار در رشته های مرتبط با سازه، خصوصا عمران، نرم افزار ایتبس(ETABS) می باشد. در این پست به شما می گوییم که ایتبس چیست؟ چه کاربردهایی دارد?
نرم‌افزار ETABS یک نرم‌افزار مخصوص جهت تحلیل وطراحی سازه‌های ساختمانی می‌باشد. قابلیت این نرم‌افزار جهت تحلیل و طراحی این نوع سازه‌ها جهت گیری شده‌اند. تمام المانهای یک ساختمان برای برنامه شناخته شده هستند. پردازنده‌های طراحی برنامه بسیار کامل می‌باشد و تمام المانهای ساختمان را می‌توان در این نرم‌افزار طراحی کرد.
تحلیل و طراحی سازه ها ساختمانی از قابلیت های این نرم افزار محسوب می شود.
مهمترین قابلیت های تحلیلی برنامه CSI ETABS :
شناخت المان های ساختمان و طبقات محاسبه خودکار جرم و مرکز جرم،انتقال بار های ثقلی از کف ها به تیرها،تولید و توزیع بارهای جانبی بین تراز طبقات، مدل سازی المان های پوسته ای و رامپ ها
قابلیت های طراحی برنامه CSI ETABS شامل موارد زیر می باشند:
طراحی قاب های فولادی،طراحی قاب های بتنی،طراحی دیوارهای برشی،طراحی تیرهای مرکب
برنامه ETABS در طراحی قاب های فولادی و بتنی تمام ضوابط لرزه ای طراحی ساختمان ها را در نظر می گیرد و می توان قاب های بتنی را بر اساس ضوابط شکل پذیری عادی و متوسط و ویژه طراحی کرد.
ETABS خصوصیات منحصر به فرد مدل ریاضی ساختمان را در نظر می گیرد. به طوری که مدل ساخته شده در آن همانند ساختمان واقعی خواهد بود. مانند شباهت کف و طبقه در مدل و ساختمان.
در این نرم افزار گزینه هایی وجود دارد که عملیات ساخت مدل, تحلیل و طراحی ساختمان را راحت تر و سریع تر می کند. با وجود سادگی استفاده از برنامه ETABS, داشتن قابلیت های تحلیل و طراحی وسیع از مزایای این برنامه محسوب می شود.
گفتنی است نرم افزار مذکور داده های مدل را که بر اساس مفهوم عناصر تهیه شده است برای ساخت مدل مبتنی برالمان ها استفاده می کند(مدل تحلیلی). تمام عملیات فوق به صورت داخلی در برنامه انجام گرفته و کاربر قادر به مشاهده این تبدیل نخواهد بود.
این برنامه برای سیستم های ساختمانی تهیه شده است. ایده برنامه های ساختمانی ۳۵ سال پیش مطرح شده است(۱۹۶۳کلاوف R.W). در هر حال نیاز به برنامه های مخصوص مانند ETABS هنگامی آشکار تر شد که مهندسان سازه تحلیل های غیر خطی استاتیکی ودینامیکی را به صورت عملی مورد استفاده قرار دادند و با پیدایش کامپیوترهای امروزی با قدرت و توان بالا این کامپیوترها برای ایجاد مدل های بزرگتر و پیچیده تر به وسیله مهندسان سازه مورد استفاده قرار گرفتند.
هم اکنون نسخه ی 17 آن نیز منتشر شده است ولی مهندسین نظام مهندسی همچنان با Etabs9.7.4 به طراحی سازه می پردازند.
معرفی انواع المانهای دوبعدی ( )shell , membrane , Plateو تفاوت آنها و معرفی انواع روشهای ممکن برای مدلسازی دال سقف و دیوارهای برشی و مقایسه روشها
اگر یک صفحه دو بعدی را به صورت membraneمدل کنید، این صفحه فقط دارای مولفههای نیرویی فعال داخل صفحه مثل نیروی محوری ( f11و )f22و برش داخل صفحه مثل f21خواهد بود و مشابه المان خرپا در المانهای میلهای، در لبههای خود نمیتواند لنگر خارج صفحه تحمل کند و اگر باری عمود بر سطح آن اعمال شود، نرم افزار خطای ناپایداری خواهد داد، بنابراین هر گره المان با رفتار ،membraneفقط درجات آزادی انتقالی داخل صفحه و لنگر راستای داخل صفحه (جمعا سه درجه آزادی) خواهد داشت و عملاً لبهها مفصلی خواهند بود، لازم به ذکر است این به این معنی نیست که المان membraneهیچگونه سختی ندارد، بلکه بدین معنی است که فقط سختی داخل صفحه، یعنی سختی محوری و سختی برشی (سختی داخل صفحه) خواهد داشت. مطابق منوال نرم افزار، اگر دیوارهای برشی با membraneمدل شوند، در داخل صفحه فقط برش و لنگر و نیروی محوری میگیرد و لنگر خارج صفحه دیوار صفر خواهد شد یعنی خمش دیوار حول محور ضعیف مفصلی فرض خواهد شد که فرض منطقی هست. هر چند طراحان برای مدلسازی دیوار برشی از المان shellاستفاده می کنند.
حال اگر یک المان دوبعدی را با المان پلیت مدل کنید، این المان فقط دارای مولفه های نیرویی خارج صفحه مثل خمش خارج صفحه و برش خارج صفحه ( )m11,m22,m12,v13,v23خواهد بود و این یعنی، المان فقط سختی خارج از صفحه داشته و نیروی محوری نخواهد گرفت. این المان برای مدلسازی ورقها تحت خمش خارج صفحه مناسب است. (مشابه المان تیر در دسته المان های میلهای) المان کلی دیگر که ترکیب کلی دو رفتار ( membraneغشایی) و plateاست، هم نیروی محوری میگیرد و هم خمش و برش خارج صفحه میگیرد و حالت کلیتری نسبت به دو المان صفحهای دیگر دارد، اگر با المان شل دیوار یا دال رو مدل کنید دقیق تر از دو المان دیگر است و هر دو را پوشش میدهد. (مانند المان تیرستون در دسته المانهای میلهای) اما نکته آن است که وقتی مثلا سقف با رفتار shellمدل میشود، چون دارای سختی خمشی است، بین دال و تیرها انتقال نیروی خمشی برقرار میشود و سختی خمشی دال با سختی اعضای قاب جمع میشود و عملا سختی جانبی سازه افزایش می یابد و بار جانبی را نیز جذب مینماید، اما وقتی دال را با رفتار membraneمدل کنید، سختی خمشی دال هیچ مشارکتی با اعضای قاب مثل تیرها نخواهد داشت و هیچ انتقال نیروی خمشی بین تیر و دال برقرار نبوده و در هر گره اتصال دال به تیر، کل نیروی داخلی به تیر میرسد و سختی خمشی دال به سختی سازه اضافه نمیشود (مانند تیر های افقی دو سرمفصل در سازه و یا ستون های دو سر مفصل که سختی آنها با سختی مجموعه سازه جمع نمیشود).
اما سوالی که در اینجا به ذهن میرسد این است که پس چرا طراحان سقف رو با رفتار membraneمدل می کنند؟
جواب این سوال به روش سنتی طراحی برمیگردد، در گذشته طراحان همواره بار سقف رو به اعضای قاب منتقل میکردند و سختی سقف رو از تحلیل حذف میکردند و بعد تعیین نیروی داخلی تیر با کل بار روی سقف، در طراحی نیز کل نیرو رو به مجموعه تیر و دال میدادند و مقطع رو تی شکل طراحی میکردند. کار آنها در طراحی تحت بار ثقلی درست به نظر میرسد اما واقعا دال در سختی جانبی سازه مشارکت نمیکند و نیرو جذب نمیکند؟
جواب این است که در دهه گذشته که ضوابط آییننامهها برای طراحی لرزهای دال برای نیروهای دیافراگمی داخل صفحه، توسعه نیافته بود، به طور سنتی فرض میشد که سقف بعد از جذب نیروی زلزله در زمانهای اولیه ترک بخورد و دوسرمفصل شود و مجددا بار آن به کل قاب برگردد. با این دید سختی خمشی سقف رو در نظر نمیگرفتند و سقف رو هم برای نیرهای زلزله داخل صفحه آن طراحی نمیکردند در حال حاضر هم همین کار را انجام میدهند (هر چند ممکن است روش صحیحی نباشد چون در آیین نامه های فعلی ضوابط طراحی مدونی برای طراحی
دیافراگم ارائه شده است.)
به عنوان نکته پایانی از این بحث، توجه داشته باشید اگر سقف را به صورت شیبدار مدل کنید (مثل رمپ،) حتی اگر سقف به صورت membraneمدل شود باز هم نیروی جانبی را به علت سختی محوری خود مانند بادبند جذب خواهد کرد، بنابراین اگر نمیخواهید به عنوان سیستم باربر جانبی روی رمپ حساب کنید، باید سختی محوری آن را نیز صفر دهید. اما جالب است بدانید چون این رمپ ها برای نیروی محوری که در آن ها در واقعیت رخ میدهد، طراحی نشده اند. در زلزله های واقعی اولین جاهایی که آسیب میبینند پله ها و رمپ ها هستند.
بهتر است در طراحی رمپها، بر روی جذب نیروی لرزهای آن حساب کرده و آنها را طراحی لرزهای نمایید (البته متاسفانه آییننامههای فعلی ضوابطی مدونی برای رمپها ندارند) و یا با دادن جزئیاتی، نیروی محوری آن را در واقعیت آزاد نمایید.
حال به نکته دیگری میپردازیم، در نرم افزار سپ اگر سقف را با رفتار membraneمدل کنیم، آیا انتقال بار سقف به تیرهای مجاورش با استفاده از روش نیم سازها (تئوری لولای گسیختگی) خواهد بود؟ یا از روش تحلیل الاستیک؟ کدام دقیقتر است؟ در ایتبس چطور؟ تفاوت دو نرم افزار در چیست؟
در نرم افزار سپ در صورتی که بخواهید بار گسترده سقف به روش لولاهای گسیختگی به تیرهای مجاور خود انتقال یابد، علاوه بر اینکه سقف را باید به صورت membraneو در هر چشمه بدون مش تعریف کنید، بایستی بار گسترده سقف را هم با استفاده از ابزار اعمال بار ( shell uniform to frameدر منوی assign/area )loadبه آن اعمال نمایید و نحوه انتقال بار را نیز در این حالت میتوانید یکطرفه یا دوطرفه تعریف نمایید. با این کار نرم افزار سختی خمشی دال را در نظر نمیگیرد و بار سقف را هم کلا با روش نیمسازها به تیر میدهد (و نه به نسبت سختی بین دال و تیر) مانند اینکه دال سقف اصلاً وجود نداشته و تاثیری بر تحلیل ثقلی ندارد، در این حالت هیچ گونه نیرویی به دال نمیرسد و چون کل نیروی موجود به تیر رسیده است، برای طراحی مقطع به صورت واقع بینانه تی شکل، کافیست نیروهای داخلی تیر را به تنهایی در نظر گرفته و برای طراحی مقطع مشترک تیر-دال استفاده نماییم (به طور متعارف، طراحان به طور محافظه کارانه نیروی داخلی حاصل را برای طراحی تیر به تنهایی بدون در نظر گرفتن اثر دال در افزایش ظرفیت در نظر میگیرند). اما اگر سقف را به صورت شل تعریف کنید و مش بندی هم انجام دهید و بار گسترده سقف را با ابزار shell uniformاعمال نمایید، در این حالت بار ابتدا روی دال در نظر گرفته میشود و با استفاده از تحلیل الاستیک، عکس العمل صفحه محاسبه میشود و بار گسترده اعمالی به تیرهای پیرامونی دال بدست می آید البته در این حالت مثلا لنگر خمشی تیر بسیار کمتر از حالت قبل خواهد شد چون نیرو به نسبت سختی بین دال و تیر تقسیم میشود و دال نیز بخشی از لنگر خمشی را میگیرد. در این حالت طراحی مقطع تی شکل تیردال باید با زدن section cutبر تیر و خواندن برآیند لنگر تیر و دال صورت گیرد. نکته جالب آنکه اگر دال را به صورت شل مدل کنیم ولی بار گسترده آن را با ابزار shell uniform to frameاعمال نماییم، بار سقف بدون استفاده از تحلیل الاستیک با روش نیمسازها به تیرهای مجاور دال انتقال می یابد و عملا بار ابتدا به تیر میرسد اما چون دال سختی خمشی دارد، در این حالت نیز بعد از تحلیل، بخشی از نیروهای داخلی تیر به دال انتقال می یابد و باز هم از حالت اول کمتر خواهد شد، برای طراحی تیر در این حالت به صورت تی شکل، باید با زدن section cutبرآیند نیروی داخلی دال و تیر در نظر گرفته شود. نتایج این روش با روش اول به لحاظ نیروی طراحی تیر، تقریبا یکسان خواهد شد فقط با این تفاوت که سختی خمشی دال در حالت سوم در سختی جانبی سازه وارد میشود و از بار جانبی هم سهم میبرد و باید دال نیز در این حالت به عنوان یک عضو لرزه بر طراحی لرزه ای شود.
جالب است بدانید در نرم افزار ایتبس فقط یک گزینه برای اعمال بار بر روی دال وجود دارد و آن هم shell uniformاست اما با توجه به اینکه فرض کمپانی تولید کننده نرم افزار، در این است که مهندسینی که با ایتبس کار میکنند به این مبانی واقف نیستند، به طور پیش فرض، نرم افزار ایتبس وقتی دال به صورت membrane مدل میشود، بار سقف را با روش نیم سازها یا یکطرفه توزیع میکند و به طور پیش فرض هم مش بندی نمی کند و وقتی هم که به صورت شل مدل میشود، بار سقف را با تحلیل الاستیک به تیرهای مجاور منتقل میکند و حالت سومی که در سپ وجود داشت در ایتبس وجود ندارد، برای آنکه در حالت مدلسازی سقف به صورت شل کل بار سقف به تیر منتقل شود و دال سهمی نبرد (مشابه ،)membraneبه سختی خمشی دال ( )m11,m22,m12باید یک ضریب کوچک اعمال شود، با این کار، انتقال بار از سقف به تیرهای مجاور از روش نیم سازها نبوده و از روش الاستیک است و بعد از انتقال بار به تیرها نیز به علت آنکه سختی دال ناچیز است، کل نیروی داخلی به خود تیر میرسد. در این حالت نیز باید نیروی داخلی بدست آمده را برای طراحی مقطع ترکیبی تی شکل (دال-تیر) در نظر گرفت اما به طور محافظه کارانه، طراحان کل نیروی حاصله را به تیر میدهند (به تنهایی.) در حالت اخیر دال هیچ مشارکتی در جذب نیروی جانبی و سختی جانبی سازه نداشته و نیاز به طراحی لرزه ای ندارد، این روش معمولاً در مدلسازی دالهای کنسول بدون تیر (در سه لبه) که امکان استفاده از روش
توزیع دو طرفه یا نیمسازها و تعریف دال با رفتار membraneنیست (ناپایدار است)، استفاده میشود.
امیدوارم این مطالب که حاصل بررسی عمیق بنده در نرم افزارهای مختلف در قالب مدلهای ساده و پیچیده و منوال نرم افزار است، مورد توجه دوستان قرار بگیرد. هر چند این نوشتار خالی از اشکال نیست.
منابع :
-مرجع آنالیز نرمافزارهای CSI
نویسنده: محمد طالبی
|
آموزش تصویری برنامه ی تحلیلی Etabs , Ver 7.4. بهار 1397 دانشگاه قم تهیه کنندگان: همکاری مهندسان زینب فروزنده و آقای محمدرضا غلامی زیر نظر دکتر مهدی شریفی |
فهرست:
1هدف......................................................................................................................................................3
2مقدمه.....................................................................................................................................................3
3شرح مسئله.......................................................................................................................................3
4مدلسازی ساختمان در برنامه: ..............................................................................................9
1-4نحوه ی باز نمودن و اجرای برنامه:..................................................................................................................10
2-4تنظیم محورها و تراز ها:.............................................................................................................................12
3-4تعریف مشخصات مکانیک مصالح: ..................................................................................................................19
4-4تعریف مقاطع اعضای قابی شکل: ...................................................................................................................20
5-4تعریف مقطع المانهای صفحه ای:...................................................................................................................28
6-4ترسیم ستون ها: .....................................................................................................................................37
7-4تعریف ستون یا تیر ها در تراز میان طبقات:.........................................................................................................43
8-4ترسیم تیر ها:.........................................................................................................................................44
9-4ترسیم دالها و المان های صفحه ای:................................................................................................................46
10-4ترسیم دیوار برشی:...................................................................................................................................51
5اختصاص دادن: ........................................................................................................................ 53
1-5گیردار کردن تکیه گاه:...............................................................................................................................54
2-5اختصاص دادن دیافراگم: ............................................................................................................................55
3-5اختصاص مقاطع......................................................................................................................................59
5-3-1اختصاص مقاطع ستون ها:.................................................................................. 59
5-3-2اختصاص دادن تیر ها: ........................................................................................... 61
5-3-3اختصاص دادن مقاطع المانهای صفحه ای:............................................. 62
4-5مش بندی ( تقسیم بندی دال و دیوار برشی ) ......................................................................................................62
1-4-5مش بندی دال ..................................................................................................................... 62
2-4-5مش بندی دیوار برشی: ................................................................................................... 64
5-5نیروهای داخلی دیوارهای برشی.....................................................................................................................66
5-6ترسیم دیوارهای همبند (کوپله) و اختصاص برچسب های طراحی .................................................................................70
5-7اختصاص و مفصل کردن تیر یا ستون ..............................................................................................................
6بار گذاری: ...................................................................................................................................... 75
1-6مقدمه:................................................................................................................................................75
2-6تعریف منابع بار.......................................................................................................................................75
3-6ترکیبات بار گذاری...................................................................................................................................79
1-3-6محاسبه بارهای ثقلی ......................................................................................................... 83
2-3-6بارهای زنده ............................................................................................................................ 85
4-6اختصاص دادن بار محاسبه شده یه المان های تیری شکل ........................................................................................86
6-4-1توضیح عمومی در خصوص نحوه ی اعمال بار به المانهای تیری شکل......................................................................... 86
2-4-6اختصاص بارگذاری دیوارها بر روی تیرها...................................................... 91
6-4-3بارگذاری راه پله.......................................................................................................... 94
5-6اختصاص دادن بار محاسبه شده یه المان های صفحه ای (کف ها) ...............................................................................94
6-6تعریف جرم موثر زلزله ...............................................................................................................................97
7تحلیل سازه: .................................................................................................................................... 99
1-7مقدمه:................................................................................................................................................99
2-7تنظیمات و انجام تحلیل:.............................................................................................................................99
3-7خروجی گرفتن از سازه.............................................................................................................................104
1-3-7بررسی نتایج تحلیل مودال.......................................................................................... 105
2-3-7خروجی تغییر مکان......................................................................................................... 107
3-3-7نمایش نیروها (تلاش های داخلی:)...................................................................... 108
8طراحی سازه.............................................................................................................................. 122
1-8معرفی آیین نامه، انجام تحلیل و بررسی اولیه نتایج طراحی......................................................................................122
2-8طراحی دیوار برشی.................................................................................................................................125
9افزودن تحلیل طیفی ............................................................................................................. 133
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:
* ترسیم بصورت Arc-Center & 2 Points: در این حالت ترسیم برای قاب‌ها و دیوار امکان پذیر است.
* ترسیم بصورت Bezier: در این حالت ترسیم تنها برای قاب امکان پذیر است.
* 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
منبع: کانال دکترعلیرضایی
معمولا تغییر ابعاد ستون در طبقات و کاهش ابعاد ستون بالایی از یک سمت ستون (و نه از مرکز) چندان مهم نیست ولیکن در صورتی که بخواهید این اثر را در نظر بگیرید، برنامه ETABS این قابلیت را دارد. در ETABS میتوانید این خروج از مرکزیت بار را با انتخاب تیر مورد نظر و استفاده از مسیر Assign menu > Frame > Insertion Point، انجام دهید. بعد از اجرای دستور، کادر Frame Assignment - Insertion Point ظاهر شده و در بخش Cardinal Point میتوانید نقطه‌ای از تیر که خروج از مرکزیت نسبت به آن سنجیده میشود را انتخاب کنید. در بخش Frame Joint Offsets from Cardinal Point می‌تواند خروج از مرکزیت را نسبت به محورهای اصلی یا محلی تعیین و مقدار آن را وارد نمایید. تیک Do not transform frame stiffness for offsets from centroid for non P/T floors را بردارید تا سختی قاب متناسب با حالت خروج از مرکزیت تیر اصلاح شود. در صورت تیک خوردن این گزینه خروج از مرکزیت اثری بر تحلیل نداشته و تنها بصورت گرافیکی نمایش داده میشود.
طبق بند 9-23-3-1-1-2 مبحث نهم، برون محوری هر عضو خمشی نسبت به ستونی که با آن قاب تشکیل میدهد، نباید از یک چهارم عرض مقطع ستون بیشتر باشد. مثلا اگر ستون 40*40 باشد، حداکثر خروج از مرکزیت می‌تواند 10 سانتیمتر باشد. در ETABS میتوانید این خروج از مرکزیت بار با انتخاب تیر مورد نظر و استفاده از مسیر Assign menu > Frame > Insertion Point، انجام دهید.
در ایتبس 2016 امکان تعریف نقطه کاردینال برای دیوارها و دالها (Add Insertion Point Assignments to Slab or Wall Elements) فراهم شده است . در این حالت میتوانید به عنوان مثال دیوارها را به جای اینکه در آکس ستون‌ها مدلسازی کنید، آنها را در لبههای داخلی یا بیرونی مدلسازی نمایید.
منبع کانال دکتر علیرضایی
