کنترل نامنظمی پیچشی در Etabs

 برای کنترل نامنظمی پیچشی (موضوع بند 1-7-1-ب) می‌توان از زلزله استاتیکی و یا دینامیکی استفاده نمود. کنترل آن توسط حالات بار استاتیکی راحت‌تر بوده ولی اگر بخواهیم با بارهای دینامیکی، نامنظمی پیچشی را کنترل کنیم نیز امکان پذیر است. بایستی توجه کنید. در صورتی که سازه دارای نامنظمی شدید پیچشی باشد (یعنی جابجایی حداکثر به میانگین بیشتر از 1.4 باشد) طبق بند 3-4-1-4 استاندارد 2800، بایستی هیچ ضریب کاهشی و تخفیفی برای همپایه سازی بکار برده نشود. به عبارتی نسبت برش پایه استاتیکی به دینامیکی در عدد 1 ضرب شود.

❗️ نکته: اگر بخواهیم با حالات بار دینامیکی، نامنظمی را کنترل نماییم، نبایستی مستقیما جابجایی‌های مطلق یا نسبی گوشه‌های سازه را خوانده نسبت آنها را بدست آوریم بلکه بایستی این عمل را برای هر مود ارتعاشی انجام داده و نامنظمی پیچشی برای هر یک از مودها بدست آمده و در نهایت بین نتایج بدست آمده برای هر از مودها، SRSS بگیریم. برای این منظور می‌توان بصورت زیر عمل نمود:

1- در هر مود ارتعاشی شما یک پاسخ مثبت و واحد خواهید داشت. پاسخ در هر یک از مودهای ارتعاشی بایستی توسط یکی از روش‌های مرسوم (CQC، SRSS و یا ABS) با هم ترکیب شوند. مطابق شکل زیر، از مسیر Display > Show Tables > Analysis > Results > Modal Results > Response Spectrum Modal Information ضریب مقیاس برای هر یک از مودهای ارتعاشی را استخراج کنید.

 

2- با استفاده از مسیر Define > Load Combinations > Add New Combo اقدام نموده و حالت Modal را زیر گزینه Load Name مطابق شکل زیر انتخاب نمایید. برای هر مود یک Load Combinations ایجاد کنید و شماره هر مورد را در هر یک وارد نموده و در بخش Scale factor آن ضریب مقیاس بدست آمده در گام قبلی را وارد نمایید. در شکل دوم این ضریب مقیاس برای مود دوم نشان داده شده است.

3- جابجایی هر از گره‌های گوشه‌ای سازه را در هر یک از مودهای ارتعاشی را از مسیر Display > Show Tables > Tables> Analysis > Results> Displacements> Joint Displacements بدست آورده تا بتوانیم نسبت جابجایی حداکثر به میانگین را بدست آوریم.

4- مقدار دریفت نسبی طبقه هر گره و در هر مود را برای گوشه‌های پلان بدست آورید. مثلا  Dmax/Dav

5- حال نتایج بدست آمده در هر مود را با استفاده از روش SRSS با یکدیگر ترکیب نمایید. برای مثال:
SQRT[SUM(Dmax/Dav)^2]

 

منبع:@AlirezaeiChannel
 

کنترل ارتعاش در سقف کامپوزیت

 اگر در برنامه ETABS از AISC360-10 برای طراحی سقف‌های کامپوزیت استفاده کنید، برنامه از AISC Steel Design Guide 11 (DG11) برای کنترل ارتعاش استفاده خواهد کرد. برنامه ETABS فرکانس طبیعی ارتعاش مود اول ارتعاش تیر را تعیین نموده و برای هر تیر، مقدار حداکثر شتاب بر حسب g را بصورت ap/g و با مقدار حدود مجاز آن a0/g مقایسه می‌کند. مقادیر محاسبه شده در نهایت توسط برنامه گزارش می‌شود. ارتعاش تیر فرعی ناشی (با توجه به اینکه به تیرهای اصلی و در نهایت ستون متصل بوده و با آنها بصورت فنر سری عمل میکند) بصورت زیر تعیین میشود:

 

در این روابط از جابجایی ستون صرف نظر میشود معمولا (چون سختی محوری بالای دارند). بنابراین طبق DG11 مقدار فرکانس ارتعاش طبیعی برابر است با:

 

 

 

منبع:@AlirezaeiChannel

سرفصل های دوره ی آموزش Etabs

دانلود فایل PDF
عنوان: آموزش Etabs مهندس علیرضا خویه 09382904800
حجم: 524 کیلوبایت
توضیحات: تدریس خصوصی ایتبس مطابق با ضوابط نظام مهندسی تهران
 

 

تیر پیوند (تیر فیوز) یا تیر لینک

تیر پیوند معمولا دارای مقطعی مشابه با تیر خارج از تیر پیوند است.
تیر پیوند باید از نوع I شکل نورد شده یا ساخته شده از ورق و یا از نوع قوطی ساخته شده از ورق باشد.
وجود نیروهای زیاد در تیر پیوند سبب می‌شود که تیرهای پیوند جاری شود. البته این مورد بایستی کنترل شود. بدین معنی که تیر خارج از تیر پیوند برای ظرفیت تیر پیوند کنترل شود.
هر چه اندازه‌ی طول تیر پیوند، کوتاه‌تر باشد، سهم برش در آن بیشتر است و در صورت ورود سازه به محدوده‌ی عملکرد غیرارتجاعی این ناحیه به طور کامل تسلیم می‌شود. این عمل باعث دوران‌های بزرگ غیرالاستیک بدون ایجاد کرنش‌های موضعی زیاد خواهد بود. همچنین چون در پیوند برشی (کوتاه)، نیروهای برشی در تمام طول تیر پیوند ثابت است، لذا کرنش‌های غیرالاستیک به طور یکنواخت در طول تیر پیوند توزیع می‌شود. اما اگر طول پیوند زیاد شود، سهم برش آن کم شده و سهم لنگرهای انتهایی آن افزایش می‌یابد و به جای خمیری شدن کل تیر پیوند در برش، در محل اتصال مهاربند به تیر، مفاصل خمیری خمشی بوجود می‌آید و عملاً ناحیه تسلیم به شدت کاهش می‌یابد و به این ترتیب تا قبل از انهدام کل سازه مقدار انرژی کمی با تسلیم شدن قسمت های بسیار محدودی از سازه جذب و مستهلک می‌شود. ایجاد کرنش‌های پلاستیک موضعی بزرگ باعث ایجاد تغییر مکان‌های بزرگ و احتمال وقوع ناپایداری و به تبع آن کاهش سختی زیاد در حالت رفتار غیرارتجاعی می‌گردد. البته آیین‌نامه تنها در حالتی که نیروی محوری تیر پیوند زیاد باشد، طول آن را محدود می‌کند. علت اصلی این مورد در بند 10-3-12-4 مبحث دهم، کاهش ظرفیت خمشی، در اثر وجود نیروی محوری است.

اگر طول تیر پیوند e2.6Mp/Vp باشد، جاری شدگی تیر پیوند در خمش است و برش موجود در تیر پیوند برابر V_p=(2M_p)/eمی‌باشد. برای طول تیر پیوند بین این دو مقدار از یک درون‌یابی خطی استفاده می‌شود. در این روابط Mp لنگر پلاستیک مقطع و Vp نیز برش پلاستیک مقطع که از روابط داده شده در صفحه 233 مبحث دهم تعیین می‌شوند. پس بنابراین با داشتن مقطع تیر پیوند و طول آن می‌توان فهمید که در برش جاری می‌شود یا در خمش.
دیاگرام برش در تیر پیوند تحت بارهای جانبی، بصورت یکنواخت است. در این حالت اگر تیر پیوند بتواند در برش جاری شود، کل آن جاری می‌شود. یعنی یک فیوز سازه‌ای با اتلاف انرژی زیاد. حال اگر روی آن بار ثقلی قرار گیرد، شکل یکنواخت خود را از دست داده و به صورت درجه یک در می‌آید. بنابراین بخشی از آن جاری شده و بخشی دیگر یا جاری نشده یا دیرتر جاری می‌شود و از کل طول تیر به طور خوب و بهینه استفاده نمی‌شود.
پس بهتر است تیرریزی روی تیر پیوند در قاب با مهاربند واگرا قرار نگیرد.
منبع:@AlirezaeiChannel

بار SuperDeadچیست

در طراحی سقف های کامپوزیت اگر شمع بندی استفاده شود، نیازی به تعریف چند بار با ماهیت مرده نیست. اما اغلب اجرای سقف‌های مرکب بصورت بدون شمع بندی است. برای این منظور، در طراحی نیاز به تعریف دو بار با ماهیت مرده داریم. یکی بار Dead که همان وزن اجزای سازه مدلسازی شده (مثل تیرها، ستون‌ها، بتن خیس و ...) بوده و در واقع وزن آن چیزی است که مدلسازی می‌شود.

بار مرده دیگری بصورت SuperDead نیز باید تعریف شود که بارهای مرده بعد از گیرش بتن را نمایندگی می‌کند. به عنوان مثال بارهای مرده کف سازی، سرامیک، نازک کاری، دیوارهای جداکننده و ... را از این نوع بار باید در نظر گرفت.

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

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

تفاوت روش CQC و SRSS در تحلیل دینامیکی طیفی

در آنالیز طیفی، پاسخ نهایی سازه با استفاده از ترکیب مودهای مختلف آن بدست آورده می شود.  در واقع پاسخ سازه به صورت ترکیبی از شکل‌های مودی مختلف است. برای هر مود در نظر گرفته شده، بر اساس فرکانس و جرم مودی، پاسخ آن مود از طیف طراحی استخراج شده و سپس با پاسخ مودهای دیگر ترکیب می شود تا پاسخ کلی سازه را نتیجه دهند. فرض کنید می خواهیم دو مود را در آنالیز طیفی با یکدیگر ترکیب نماییم، برآیند آنها به صورت زیر خواهد بود:

R^2 = R1^2 + 2*epsilon*R1*R2 + R2^2

در رابطه بالا حد نهایت پاسخ هنگامی خواهد بود که epsilon=1 باشد، این دقیقا مانند اینست که پاسخ دو مود را به طور کامل با یکدیگر جمع کنیم:

R^2 = R1^2 + 2*R1*R2 + R2^2

R = R1 + R2

که در عمل همان قدر مطلق جمع دو پاسخ فوق خواهد بود:

R = |R1| + |R2|

روند فوق یک عمل بسیار محافظه کارانه است. حال تصور کنید epsilon=0 باشد، که رابطه بیان شده را تبدیل به همان روش SRSS می کند:

R^2 = R1^2 + R2^2

R = SRSS(R1, R2)

 

از آنجایی که حاصلضرب عبارت R1*R2  در این روش صفر فرض می شود بنابراین به گونه ای از اندرکنش مودی در SRSS صرف نظر می کنیم. از طرف دیگر در روش CQC  از epsilon بین صفر و یک برای بدست آوردن پاسخ استفاده می شود یعنی پاسخی مابین روش SRSS و جمع مطلق مستقیم  بدست خواهیم آورد. در واقع روش CQC مقداری از اندرکنش مودی را برای مدهای نزدیک بهم لحاظ می کند و دلیل آن اینست که چنین مودهایی ممکن است با یکدیگر اندرکنش در فاز داشته باشند، بنابراین برای مودهای نزدیک بهم می بایست به صورت جبری (بدون استفاده از قدر مطلق) عمل نمود ، در حالیکه برای مودهای دور از هم می توان از روشی مانند SRSS استفاده کرد. بدلیل اینکه روش CQC دارای علامت جبری هستند نباید همیشه آنها را محافظه کارانه تر از SRSS در نظر گرفت بلکه بسته به علامت جبری روشهای CQC می توانند محافظه کارانه تر و یا غیر محافظه کارانه تر از SRSS باشد. بطور کلی بهتر است همیشه از روش CQC استفاده نماییم.

 

منبع: 
http://www.eureka.im/5132.html
@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

همپایه کردن شتاب نگاشت ها در تحلیل تاریخچه زمانی

قبل از اعمال شتابنگاشت‌ها به سازه بایستی آنها را #همپایه نمایید. بدین معنی که قدرت آنها تقریباً در سطح طیف ارتجاعی استاندارد قرار گیرد تا مقایسه آنها امکان پذیر باشد. آیین نامه الزام میکند، در محدود 0.2T تا 1.5T بایستی همپایه سازی انجام شود. لیکن توضیح واضحی در ارتباط با T نمیدهد. مقدار T دوره تناوب اصلی سازه است. بند معادل در ASCE7-10 نیز بصورت زیر است:

16.1.3.2 Three-Dimensional Analysis
“For each pair of horizontal ground motion components a square root of the sum of the squares (SRSS) spectrum shall be constructed by taking the SRSS of the 5-percent damped response spectra for the scaled components (where an identical scale factor is applied to both components of a pair). Each pair of motions shall be scaled such that for each period in the range from 0.2T to 1.5T, the average of the SRSS spectra from all horizontal component pairs does not fall below the corresponding ordinate of the design response spectrum, determined in accordance with Section 11.4.5 or 11.4.7.”

 

مقادیر میانگین به میزانی تغییر داده شوند که برای دوره تناوب در محدوده 0.2T تا 1.5T مقدار متوسط طیف جذر مجموع مربعات مربوط به تمام زوج شتابنگاشت ها بیش از 10% از 1.3 برابر طیف استاندارد کمتر نشود. به عنوان مثال در شکل زیر اگر دوره تناوب سازه T=1.5 sec باشد، بایستی این عملیات در محدوده T=0.3 sec تا T=2.25 sec صورت گیرد. مقادیر میانگین تا جایی کاهش یافته‌اند که از بیشتر از 10% از 1.3 برابر #طیف استاندارد کمتر نشود. بنابراین اگر مقادیر طیف #میانگین شما از 1.3 برابر #طیف #استاندارد بالاتر بود، باید آنها را کاهش دهید.

 

 

منبع:
@AlirezaeiChannel