دانستنی های طراحی سازه

 

 | 

 

دانستنی های طراحی سازه

در: طراحی دستی, طراحی ساختمان

 

نگاه کلی به نقشه های معماری و بررسی این نقشه ها با دید سازه ای

اولین مرحله در طراحی یک سازه فولادی یا بتنی دید پیدا کردن نسبت به نقشه های معماری است.

قبل از شروع به انجام هر کاری باید یک دور به طور کامل نقشه معماری توسط مهندس سازه مورد بررسی و مطالعه قرار گیرد. علی الخصوص باید موارد زیر را باید در نقشه های معماری مورد توجه قرار دهیم :

۱- کاربریهای بخشهای مختلف سازه

۲- موقعیت داکتها ، راه پله ، آسانسور ، نورگیر و موارد مشابه دیگر .

۳- ساختمان در طبقات مختلف خود دارای اختلاف تراز میباشد یا خیر

۴- در کدام قسمتهای سقف محدودیت ارتفاع برای اجزای سازه ای وجود دارد. برای این موضوع شاید مجبور باشیم به طور مسقیم با مهندس معمار مشورت نماییم . ( معمولاً در قسمتهایی که دیوار وجود دارد محدودیتی در این مورد نداریم.

۵- ایا در طبقات مختلف سقف نسبت به طبقه مجاور دارای عقب نشینی میباشد یا خیر.

۶- وضعیت در و پنجره ها و دیوارها علی الخصوص در محیط سازه باید بررسی بشود و بر اساس آن بررسی شود که در کدام قسمت از سازه میتوان بادبند قرار داد یا خیر و آیا شکل بادبندها متاثر از موقعیت در و پنجره خواهد بود یا خیر ؟ ( به طور مثال اگر میتوانیم در قسمتی بادبند قرار دهیم آیا شکل بادبند میتواند ضربدری باشد و یا به طور مثال به دلیل موقعیت در و پنجره باید از شکلهای خاص بادبند مثل ۸ یا ۷ یا واگرا استفاده نماییم )

۷- در صورت وجود رمپ پارکینگ موقعیت آن باید به صورت دقیق بررسی شود.

۸- پارکینگها و مسیرهای ورود و خروج ماشینها به پارکینگ باید بررسی شود.

۹- موقعیت ساختمانهای مجاور و همچنین مسیرهای مجاور ( کوچه یا خیابان ) باید بررسی و شناسایی شود.

۱۰- توجه به کنسولها و بالکنها

بعد از دید پیدا کردن نسبت به نقشه معماری وارد مرحله بعدی یعنی انتخاب کلیات سازه میشویم. در این مرحله باید نسبت به مواردی نظیر انتخاب سیستم سازه ای ، داشتن یا نداشتن درز انقطاع در سازه ، نوع سیستم سقف و …. تصمیم گرفت. در برخی پروژه های دانشجویی موارد فوق در صورت پروژه مشخص است و نیازی نیست که دانشجو در مورد آن تصمیم بگیرد ولی در عالم واقعیت معمولاً به اینگونه نیست. این چند مورد را سعی دارم به طور مختصر توضیح دهم

وجود یا عدم وجود درز انقطاع

در این مورد در آیین نامه های ما به وضوح سخن گفته نشده است. در مبحث نهم بند ۹-۹-۷-۳ اشاره شده است که اگر نسبت طول به عرض از سه بیشتر باشد لازم است که درز انقطاع ایجاد شود. این ضابطه مربوط به سازه های بتنی است که البته تعمیم آن به سازه های فولادی هم منطقی به نظر میرسد. به عنوان یک پیشنهاد بر اساس قضاوت مهندسی توصیه میشود که سعی شود

نکته ای در رابطه با طراحی مهاربندهای شورون (هفتی و هشتی) در Etabs

سلام وقت بخیر تیرهای دهانه مهاربندی شورون همگرای ویژه سازه ای که طراحی کردم باIPE400و HE300ام جواب نمیده.برای حل این مشکل چکارکنم؟ممنون میشم راهنمایم کنین

 

 مهاربندهای شورن (هفتی و هشتی) در صورتی که به ظرفیت فشاری خود برسند و مهاربند فشاری دچار کمانش شده و یک مفصل خمیری در وسط آن ایجاد شود، از زیر بار فرار نموده ولیکن در اثر اختلاف نیروی موجود بین مهاربند کششی و فشاری یک نیروی نامتعادلی در تیر ایجاد می‌شود. در این حالت مقطع تیر به شدت سنگین و غیرمنطقی بدست خواهد آمد. برای حل این مشکل، دو راه حل وجود دارد:
1- گیردار کردن ابتدا و انتهای تیر جهت کاهش لنگر خمشی وسط دهانه (چندان موثر نیست)
2- استفاده از پیکربندی دو طبقه X شکل، مطابق شکل زیر (این روش موثر است). در این حالت نیروی نامتعادل حاصل از به ظرفیت رسیدن مهاربندهای پایین و بالا تا حدود زیادی یکدیگر را خنثی نموده و تیر مقطع کمتری خواهد داشت. اگر مقطع مهاربندهای بالا و پایین تیر یکسان اختیار شده باشد، نیروی نامتعادل بالا و پایین یکدیگر را خنثی نموده و اثر آن صفر می‌شود.
❗️ توجه: در هر صورتی، تیر متصل به مهاربند شورن بایستی برای اثرات ناشی از بارهای ثقلی بدون در نظر گرفتن اثر مهاربند طراحی شود. همچنین برنامه ETABS در حال حاضر قادر به طراحی تیر متصل به مهاربند شورن برای طراحی ظرفیتی نیست.

کانال @AlirezaeiChannel

 

 

نکته ای در رابطه با طراحی مهاربندهای شورون (هفتی و هشتی) در Etabs

سلام وقت بخیر تیرهای دهانه مهاربندی شورون همگرای ویژه سازه ای که طراحی کردم باIPE400و HE300ام جواب نمیده.برای حل این مشکل چکارکنم؟ممنون میشم راهنمایم کنین

 

 مهاربندهای شورن (هفتی و هشتی) در صورتی که به ظرفیت فشاری خود برسند و مهاربند فشاری دچار کمانش شده و یک مفصل خمیری در وسط آن ایجاد شود، از زیر بار فرار نموده ولیکن در اثر اختلاف نیروی موجود بین مهاربند کششی و فشاری یک نیروی نامتعادلی در تیر ایجاد می‌شود. در این حالت مقطع تیر به شدت سنگین و غیرمنطقی بدست خواهد آمد. برای حل این مشکل، دو راه حل وجود دارد:
1- گیردار کردن ابتدا و انتهای تیر جهت کاهش لنگر خمشی وسط دهانه (چندان موثر نیست)
2- استفاده از پیکربندی دو طبقه X شکل، مطابق شکل زیر (این روش موثر است). در این حالت نیروی نامتعادل حاصل از به ظرفیت رسیدن مهاربندهای پایین و بالا تا حدود زیادی یکدیگر را خنثی نموده و تیر مقطع کمتری خواهد داشت. اگر مقطع مهاربندهای بالا و پایین تیر یکسان اختیار شده باشد، نیروی نامتعادل بالا و پایین یکدیگر را خنثی نموده و اثر آن صفر می‌شود.
❗️ توجه: در هر صورتی، تیر متصل به مهاربند شورن بایستی برای اثرات ناشی از بارهای ثقلی بدون در نظر گرفتن اثر مهاربند طراحی شود. همچنین برنامه ETABS در حال حاضر قادر به طراحی تیر متصل به مهاربند شورن برای طراحی ظرفیتی نیست.

کانال @AlirezaeiChannel

 

 

طراحی اتصال بادبند با روش LRFD

 

طراحی اتصال جوشی بادبند با روش LRFD

 

 

 

اتصالات اعضای مهاری  یکی از حساس ترین بخش های یک سازه فولادی است. زیرا اگر این اتصالات در هنگام زلزله دچار شکست شوند باعث ایجاد طبقه نرم می شود. بنابراین لازم است در هنگام طراحی و اجرای این بخش از سازه توجه و دقت لازم فراهم شود.  عملکرد مهاربند بدلیل ماهیت رفت و برگشتی زلزله هم درکشش باید عمل کند و هم در فشار که اتصال مهاربند به تیر و ستون نیز باید توان تحمل کشش و فشار را داشته باشد.

 

 

 

 

در این لینک می توانید طراحی کامل اتصال بادبند با روش LRFD  را در سازه های فولادی دریافت کنید.

 

 

 

 

بر گرفته شده از strain.blog.ir

طراحی اتصال بادبند با روش LRFD

 

طراحی اتصال جوشی بادبند با روش LRFD

 

 

 

اتصالات اعضای مهاری  یکی از حساس ترین بخش های یک سازه فولادی است. زیرا اگر این اتصالات در هنگام زلزله دچار شکست شوند باعث ایجاد طبقه نرم می شود. بنابراین لازم است در هنگام طراحی و اجرای این بخش از سازه توجه و دقت لازم فراهم شود.  عملکرد مهاربند بدلیل ماهیت رفت و برگشتی زلزله هم درکشش باید عمل کند و هم در فشار که اتصال مهاربند به تیر و ستون نیز باید توان تحمل کشش و فشار را داشته باشد.

 

 

 

 

در این لینک می توانید طراحی کامل اتصال بادبند با روش LRFD  را در سازه های فولادی دریافت کنید.

 

 

 

 

بر گرفته شده از strain.blog.ir

گاست پلیت مستطیلی یا ذوزنقه ای

 ورق اتصال مهاربند در صورتی که کمانش مهاربند داخل صفحه رخ دهد می‌تواند بصورت مستطیلی باشد و نیاز به ارائه جزئیات خاص در آن نیست. ولیکن در حالتی کمانش مهاربند خارج صفحه رخ می‌دهد بایستی ورق بصورت ذوزنقه‌ای بریده شود تا امکان در نظر گرفتن 2t برای کمانش مهاربند فراهم شود. ابعاد آن به عوامل متعددی از جمله عمق تیر، عمق ستون، زاویه مهاربند و ... بستگی دارد. برای دیدن جزئیات و نحوه بریدن ورق اتصال می‌توانید به یکی از دو مرجع زیر مراجعه کنید:
- Abolhassan Astaneh-Asl, Michael L. Cochran; "Seismic Detailing of Gusset Plates for Special Concentrically Braced Frames"
-تحلیل و طراحی سازه‌های فولادی؛ تالیف دکتر بهرخ حسینی هاشمی، مهدی علیرضایی؛ فصل 14 بخش 5

 

 

@AlirezaeiChannel

محل مناسب مهاربندها

در قاب‌های مهاربندی شده همگرا، نیروهای طراحی به شدت به تعداد و مکان قرار گرفتن مهاربندها بستگی دارند. بهتر است

دهانه‌ای برای قاب مهاربندی شده انتخاب گردد که اولا بار ثقلی مناسبی روی ستون متصل به مهاربند وجود داشته باشد (دهانه‌های لبه‌ای چندان مناسب نیستند)

دوم آنکه دهانه طوری انتخاب شود که حتی المقدور زاویه مهاربند 45 در بیاید. مثلاً برای سازه‌های متعارف با ارتفاع طبقه حدود 3 متر، دهانه‌های 3 تا 4 متری برای مهاربندهای قطری و ضربدری و دهانه‌های 5 تا 6 متری برای مهاربندهای هشتی و هفتی مناسب هستند.

علاوه بر دهانه عمق تیر و ستون نیز مهم است. در شکل‌های زیر چند نمونه دتایل با مقیاس که در آنها ابعاد تیر و ستون و زاویه مهاربند متفاوت هستند، نشان داده شده است. در شکل اول تیرها دارای عمق زیادتری نسبت به ستون‌ها هستند. در این حالت، در صورتی که زاویه مهاربند با افق کم باشد، ابعاد ورق بسیار بزرگ خواهد شد. در صورت زاویه زیاد مهاربند، ابعاد ورق‌ها منطقی‌تر خواهد بود. همانطور که از شکل دوم دیده می‌شود، در صورتی که ابعاد تیر و ستون تقریبا برابر باشند، بهترین زاویه برای ورق، در زاویه مهاربند برابر 45 درجه رخ می‌دهد.

 

 

 

 

 

@AlirezaeiChannel

گاست پلیت مستطیلی یا ذوزنقه ای

 ورق اتصال مهاربند در صورتی که کمانش مهاربند داخل صفحه رخ دهد می‌تواند بصورت مستطیلی باشد و نیاز به ارائه جزئیات خاص در آن نیست. ولیکن در حالتی کمانش مهاربند خارج صفحه رخ می‌دهد بایستی ورق بصورت ذوزنقه‌ای بریده شود تا امکان در نظر گرفتن 2t برای کمانش مهاربند فراهم شود. ابعاد آن به عوامل متعددی از جمله عمق تیر، عمق ستون، زاویه مهاربند و ... بستگی دارد. برای دیدن جزئیات و نحوه بریدن ورق اتصال می‌توانید به یکی از دو مرجع زیر مراجعه کنید:
- Abolhassan Astaneh-Asl, Michael L. Cochran; "Seismic Detailing of Gusset Plates for Special Concentrically Braced Frames"
-تحلیل و طراحی سازه‌های فولادی؛ تالیف دکتر بهرخ حسینی هاشمی، مهدی علیرضایی؛ فصل 14 بخش 5

 

 

@AlirezaeiChannel

محل مناسب مهاربندها

در قاب‌های مهاربندی شده همگرا، نیروهای طراحی به شدت به تعداد و مکان قرار گرفتن مهاربندها بستگی دارند. بهتر است

دهانه‌ای برای قاب مهاربندی شده انتخاب گردد که اولا بار ثقلی مناسبی روی ستون متصل به مهاربند وجود داشته باشد (دهانه‌های لبه‌ای چندان مناسب نیستند)

دوم آنکه دهانه طوری انتخاب شود که حتی المقدور زاویه مهاربند 45 در بیاید. مثلاً برای سازه‌های متعارف با ارتفاع طبقه حدود 3 متر، دهانه‌های 3 تا 4 متری برای مهاربندهای قطری و ضربدری و دهانه‌های 5 تا 6 متری برای مهاربندهای هشتی و هفتی مناسب هستند.

علاوه بر دهانه عمق تیر و ستون نیز مهم است. در شکل‌های زیر چند نمونه دتایل با مقیاس که در آنها ابعاد تیر و ستون و زاویه مهاربند متفاوت هستند، نشان داده شده است. در شکل اول تیرها دارای عمق زیادتری نسبت به ستون‌ها هستند. در این حالت، در صورتی که زاویه مهاربند با افق کم باشد، ابعاد ورق بسیار بزرگ خواهد شد. در صورت زاویه زیاد مهاربند، ابعاد ورق‌ها منطقی‌تر خواهد بود. همانطور که از شکل دوم دیده می‌شود، در صورتی که ابعاد تیر و ستون تقریبا برابر باشند، بهترین زاویه برای ورق، در زاویه مهاربند برابر 45 درجه رخ می‌دهد.

 

 

 

 

 

@AlirezaeiChannel