تدریس نرم افزار و دروس مهندسی عمران

آموزش خصوصی دروس مهندسی عمران
   استاتیک - مقاومت مصالح - تحلیل سازه 1 و 2 - فولاد 1 و 2 - بتن 1 و 2 - اصول مهندسی زلزله - طراحی لرزه ای - مبحث 9 و 10
آموزش خصوصی نرم افزار های مهندسی عمران
  etabs - sap2000 - Autocad - Safe - CSI Bridge - Tekla Structure - 3Ds Max Vray

مدرس : علیرضا خویه
کارشنارسی ارشد مهندسی عمران - زلزله
دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی

تماس : [phone]
[e-mail]
instagram.com/etabs_education/

تدریس نرم افزار و دروس مهندسی عمران

آموزش خصوصی دروس مهندسی عمران
   استاتیک - مقاومت مصالح - تحلیل سازه 1 و 2 - فولاد 1 و 2 - بتن 1 و 2 - اصول مهندسی زلزله - طراحی لرزه ای - مبحث 9 و 10
آموزش خصوصی نرم افزار های مهندسی عمران
  etabs - sap2000 - Autocad - Safe - CSI Bridge - Tekla Structure - 3Ds Max Vray

مدرس : علیرضا خویه
کارشنارسی ارشد مهندسی عمران - زلزله
دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی

تماس : [phone]
[e-mail]
instagram.com/etabs_education/

نکاتی از تحلیل پی دلتا در آیین نامه 2800 ویرایش چهارم

 نکاتی از تحلیل پی دلتا
در سازه های بتنی که با نرم افزار Etabs تحلیل و طراحی میشوند حتما باید اثرات پی دلتا در نطر گرفته شود زیرا پیش فرض طراحی برنامه بر این مبنا استوار است.برای انجام تحلیل پی دلتا دو روش در Etabs وجود دارد:
روش اول روش مبتنی بر جرم محاسبه شده و در روش دوم انجام تحلیل غیر خطی هندسی و ضرائب افزایش لنگر مورد تائید قرار گرفته است. توصیه آیین نامه(ACI) اینست از روش دوم استفاده شود.
در روش مبتنی بر جرم محاسبه شده(که در پیوست ۵-۲۸۰۰ به آن اشاره شده است) برنامه با بدست آوردن جابجایی نسبی طبقات،لنگر حاصل از بارهای ثقلی که در اثر تغییر مکان نسبی جانبی بوجود می آید تعیین میکند.که این لنگر باعث تشدید جابجایی های جانبی و دیگر پاسخ های سازه میشود.که در این حالت طبق توصیه ۲۸۰۰ میبایست شاخص پایداری محاسبه شود که از مقدار حداکثر آن ۱٫۲۵/R کمتر شود .چنانچه در یک سازه ،این مقدار شاخص پایداری بیشتر شود میبایست در طراحی ان تجدید نظر شود.همچنین اگرشاخص پایداری سازه از ۰٫۱ کمتر باشد میتوان از اثرات پی دلتا صرفنظر کرد. متاسفانه در صورت استفاده از روش مبتنی بر جرم امکان بزرگنمایی ۰٫۷R در جابجایی ها بصورت مستقیم وجود ندارد ومیبایست از روشی غیر مستقیم و کمی سخت این تغییرات اعمال شود.
اما در روش دوم ماتریس سختی موسوم به ماتریس سختی هندسی در اثر فشار موجود در ستون ها مبتنی بر یک روند تکراری سعی و خطا کاهش یافته و لنگر حاصل از بار جانبی Ms بدست می آید.توصیه میشود در قاب خمشی و حتی با وجود دیوار برشی از این روش استفاده شود.
برنامه در یک روند تکراری برای همگرا کردن تغییر مکان های حاصل از بار جانبی ، ماتریس سختی ستون های فشاری را اصلاح میکند(کاهش سختی).و در هر مرحله از تحلیل، همگرایی تحلیل را با کنترل جابجایی بررسی می کند.معمولا در سازه های عادی با تعدادی کمتر از ۵ بار تکرار(maximum iterations ) همگرا می شود. در برنامه Etabs الگوریتم های طراحی بر مبنای انجام تحلیل پی دلتا تهیه شده اند.
در آیین نامه ACI طبق بند ۱۰٫۱۳٫۶ ترکیب بار ثقلی ۱٫۴D+1.7L میبایست استفاده شود. و لنگر حاصل از بارهای ثقلی Mb تعیین میگردد..ضمن اینکه اثرات ضریب ترک خوردگی و کاهش لنگر لختی نیز باید طبق آیین نامه لحاظ گردد.
علاوه بر بارهای جانبی بارهای ثقلی نیز روی تغییر شکل جانبی اثرات ثانویه ایجاد میکنند درحالیکه Etabs تحلیل پی دلتا برای بارهای ثقلی انجام نمیدهد، اما درعوض ضریب افزایش لنگر مربوط به بارهای ثقلی را محاسبه میکند. بنابراین میتوان لنگر نهایی حاصل از اثرات ثانویه تغییر شکل را اینطور بیان نمود :
M=Mb+Ms که در این رابطه ضریب افزایش لنگر بار جانبی ۱ منظور میگردد تا توسط Etabs این اثر محاسبه و اثر داده شود.
– اثرات پی دلتا باعث افزایش لنگر واژگونی و کاهش ضریب اطمینان در برابر واژگونی می شود.
– از آنجا که طراحی ساز ه های بتنی در Etabs با این فرض که تحلیل پی دلتا صورت گرفته انجام میشود ، لذا هنگام طراحی سازه های بتنی با Etabs اجباری می باشد.مگر آنکه کاربر اثرات ثانویه نیروی محوری ستون ها را بروش دیگری مدنظر قرار دهد.
البته در این میان نظریات بسیاردرارتباط با تعریف ترکیب بار پی دلتا آمده برای مثال ترکیبات زیرکه دومی در منوال Etabs به آن اشاره شده:
Load Combination : 1.2 D + L
Load Combination : 1.2 D + 0.5 L
ولی آنچه در ۲۸۰۰ برای ترکیب بار پی دلتا اشاره شده همان ترکیب بار حالت بهره برداری D+L میباشد.
بنابراین با این توضیحات انتخاب ترکیب بار صحیح از میان مباحث مطرح شده پی دلتا به خواننده واگذار میشود!
– طبق بند ۲-۴-۱۳ آیین نامه۲۸۰۰ تغییر مکان نسبی طبقه تقسیم بر ارتفاع چنانچه بیش از ۰٫۰۲/R باشد تحلیل پی دلتا اجباریست.
– در سازه های فولادی که با روش تنش مجاز تحلیل و طراحی میگردند نیازی به درنظر گرفتن اثر پی دلتا نیست .فقط لازم است در محاسبه کنترل جابجایی اثر پی دلتا را لحاظ کنیم که البته نتایج آن در این حالت چندان اختلافی با قبل ندارد.ترکیب بار پی دلتا برای کنترل جابجایی ها در سازه فولادی، همان ترکیب بار بهره برداری یعنی D+L خواهد بود.

نکاتی از تحلیل پی دلتا در آیین نامه 2800 ویرایش چهارم

 نکاتی از تحلیل پی دلتا
در سازه های بتنی که با نرم افزار Etabs تحلیل و طراحی میشوند حتما باید اثرات پی دلتا در نطر گرفته شود زیرا پیش فرض طراحی برنامه بر این مبنا استوار است.برای انجام تحلیل پی دلتا دو روش در Etabs وجود دارد:
روش اول روش مبتنی بر جرم محاسبه شده و در روش دوم انجام تحلیل غیر خطی هندسی و ضرائب افزایش لنگر مورد تائید قرار گرفته است. توصیه آیین نامه(ACI) اینست از روش دوم استفاده شود.
در روش مبتنی بر جرم محاسبه شده(که در پیوست ۵-۲۸۰۰ به آن اشاره شده است) برنامه با بدست آوردن جابجایی نسبی طبقات،لنگر حاصل از بارهای ثقلی که در اثر تغییر مکان نسبی جانبی بوجود می آید تعیین میکند.که این لنگر باعث تشدید جابجایی های جانبی و دیگر پاسخ های سازه میشود.که در این حالت طبق توصیه ۲۸۰۰ میبایست شاخص پایداری محاسبه شود که از مقدار حداکثر آن ۱٫۲۵/R کمتر شود .چنانچه در یک سازه ،این مقدار شاخص پایداری بیشتر شود میبایست در طراحی ان تجدید نظر شود.همچنین اگرشاخص پایداری سازه از ۰٫۱ کمتر باشد میتوان از اثرات پی دلتا صرفنظر کرد. متاسفانه در صورت استفاده از روش مبتنی بر جرم امکان بزرگنمایی ۰٫۷R در جابجایی ها بصورت مستقیم وجود ندارد ومیبایست از روشی غیر مستقیم و کمی سخت این تغییرات اعمال شود.
اما در روش دوم ماتریس سختی موسوم به ماتریس سختی هندسی در اثر فشار موجود در ستون ها مبتنی بر یک روند تکراری سعی و خطا کاهش یافته و لنگر حاصل از بار جانبی Ms بدست می آید.توصیه میشود در قاب خمشی و حتی با وجود دیوار برشی از این روش استفاده شود.
برنامه در یک روند تکراری برای همگرا کردن تغییر مکان های حاصل از بار جانبی ، ماتریس سختی ستون های فشاری را اصلاح میکند(کاهش سختی).و در هر مرحله از تحلیل، همگرایی تحلیل را با کنترل جابجایی بررسی می کند.معمولا در سازه های عادی با تعدادی کمتر از ۵ بار تکرار(maximum iterations ) همگرا می شود. در برنامه Etabs الگوریتم های طراحی بر مبنای انجام تحلیل پی دلتا تهیه شده اند.
در آیین نامه ACI طبق بند ۱۰٫۱۳٫۶ ترکیب بار ثقلی ۱٫۴D+1.7L میبایست استفاده شود. و لنگر حاصل از بارهای ثقلی Mb تعیین میگردد..ضمن اینکه اثرات ضریب ترک خوردگی و کاهش لنگر لختی نیز باید طبق آیین نامه لحاظ گردد.
علاوه بر بارهای جانبی بارهای ثقلی نیز روی تغییر شکل جانبی اثرات ثانویه ایجاد میکنند درحالیکه Etabs تحلیل پی دلتا برای بارهای ثقلی انجام نمیدهد، اما درعوض ضریب افزایش لنگر مربوط به بارهای ثقلی را محاسبه میکند. بنابراین میتوان لنگر نهایی حاصل از اثرات ثانویه تغییر شکل را اینطور بیان نمود :
M=Mb+Ms که در این رابطه ضریب افزایش لنگر بار جانبی ۱ منظور میگردد تا توسط Etabs این اثر محاسبه و اثر داده شود.
– اثرات پی دلتا باعث افزایش لنگر واژگونی و کاهش ضریب اطمینان در برابر واژگونی می شود.
– از آنجا که طراحی ساز ه های بتنی در Etabs با این فرض که تحلیل پی دلتا صورت گرفته انجام میشود ، لذا هنگام طراحی سازه های بتنی با Etabs اجباری می باشد.مگر آنکه کاربر اثرات ثانویه نیروی محوری ستون ها را بروش دیگری مدنظر قرار دهد.
البته در این میان نظریات بسیاردرارتباط با تعریف ترکیب بار پی دلتا آمده برای مثال ترکیبات زیرکه دومی در منوال Etabs به آن اشاره شده:
Load Combination : 1.2 D + L
Load Combination : 1.2 D + 0.5 L
ولی آنچه در ۲۸۰۰ برای ترکیب بار پی دلتا اشاره شده همان ترکیب بار حالت بهره برداری D+L میباشد.
بنابراین با این توضیحات انتخاب ترکیب بار صحیح از میان مباحث مطرح شده پی دلتا به خواننده واگذار میشود!
– طبق بند ۲-۴-۱۳ آیین نامه۲۸۰۰ تغییر مکان نسبی طبقه تقسیم بر ارتفاع چنانچه بیش از ۰٫۰۲/R باشد تحلیل پی دلتا اجباریست.
– در سازه های فولادی که با روش تنش مجاز تحلیل و طراحی میگردند نیازی به درنظر گرفتن اثر پی دلتا نیست .فقط لازم است در محاسبه کنترل جابجایی اثر پی دلتا را لحاظ کنیم که البته نتایج آن در این حالت چندان اختلافی با قبل ندارد.ترکیب بار پی دلتا برای کنترل جابجایی ها در سازه فولادی، همان ترکیب بار بهره برداری یعنی D+L خواهد بود.

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

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

تدریس خصوصی دروس مهندسی عمران - سازه

تدریس خصوصی دروس مهندسی عمران (استاتیک، مقاومت مصالح، تحلیل سازه، فولاد و بتن )

تدریس خصوصی دروس مهندسی عمران - سازه

تدریس خصوصی دروس مهندسی عمران (استاتیک، مقاومت مصالح، تحلیل سازه، فولاد و بتن )