از مهمترین قابلیتهای برنامه میتوان:
۱–محاسبهی وزن و مرکز جرم ساختمان
۲– بارگذاری خودکار بارهای جانبی و ثقلی
۳–مدلسازی و تحلیل هر نوع سازه ساختمانی (تحلیل استاتیکی و دینامیکی)
۴– طراحی قابهای فولادی خمشی، مهاربندی همگرا و مهاربندی واگرا
۵– طراحی قابهای بتونی عادی، متوسط و ویژه
۶– طراحی دیوارهای برشی
۷– طراحی دیوارهای مرکب
۸– طراحی تیرچههای استاندارد فولادی
۹–ارائه خروجی مناسب سازههای ساختمانی
این نرمافزار جامعترین برنامهی طراحی ساختمان است و قابلیت طراحی هر نوع سیستم ساختمانی را دارا میباشد. در ادامه به مهمترین قابلیتهای این نرمافزار اشاره میشود.
برای تسلط بر برنامه ETABS نیاز است مروری به آییننامههای نامبرده داشت:
۱ - آییننامه۲۸۰۰
۲ - مبحث ۶بارهای وارد بر ساختمان
۳ - مبحث ۱۰طرح و اجرای سازههای فولادی
۴ - مبحث ۹طرح و اجرای سازههای بتونی
ETABS V 9.7.4
اولین رقم: اختلاف فاحش در نرمافزار
دومین رقم: اصلاحات توسط تقاضای کاربر
سومین رقم: اصلاحات توسط کارخانه
انواع بارهای موجود بر روی ساختمان:
الف: بارهای کاربری:
۱ ) بار مرده
ماهیت این نوع بارها Dead میباشد
۲ ) بار زنده
ماهیت این نوع بارها Live میباشد
ب: بارهای طبیعی:
۳ ) بار برف
ماهیت این نوع بارها Snow میباشد
۴ ) بار باد :
ماهیت این نوع بارها Wind میباشد
۵ ) بار زلزله :
ماهیت این نوع بارها Quake میباشد(مفصل توضیح داده میشود).معتبرترین آییننامه زلزله برای ژاپن میباشد.
۶ ) بار حرارت
۷ ) بار جمع شدگی
۸ ) بار خزش
۹ ) بار انفجار
تابلوی ابتدای باز شدن برنامه :
در این تابلو بهصورت تصادفی هر باریکی از قابلیتها و ویژگیهای نرمافزار معرفی میشود .
روش تحلیل ایتبس :
در این نرمافزار از علم FINAL ELEMENT استفاده میشود که یک سازه را به المانهای کوچکتری تقسیم میکند .
نحوهی محاسبهی سازه
1 – بارگذاری لنگر و نیرو :
تعیین کنیم بار خارجی که برسازه وارد میشود به کجا واردشده و مقدار آن چقدر باشد .
2 – تحلیل :
( درس استاتیک ( برای تعیین سازهی معین ) و درس تحلیل 1 و 2 ( برای تعیین سازهی نامعین ))
تعیین نیرو و لنگرهای داخلی وارد برسازه
3 – طراحی :
( درس مقاومت مصالح 1 و 2 و درس طراحی سازه )
طراحی سازه به مقاومت مصالح بستگی دارد .
نکته : در تیرها حتماً نیروی برشی و لنگر خمشی داریم .نیروی پیچشی و محوری هم میتواند در تیرها وجود داشته باشد مانند : تیر مورب ، تیر سقف و راهپله .
نکته : بارگذاری باری تحلیل مهم و تحلیل برای طراحی مهم قلمداد میشود .
تفاوت بین تحلیل و طراحی :
تحلیل یعنی به دست آوردن نیروها و طراحی یعنی تعیین یک مقطع که بتوان نیروی بهدستآمده را تحمل کند .
نکته : برنامه ETABS طراحی بتن و فولاد گرم نورد شده بتن مصلح را انجام میدهد اما برنامه SAP طراحی بتن و فولاد گرم و سرد نورد شده آلومینیوم و بتن مصلح را انجام میدهد.
نکته : تنها قابلیتETABS در مقابل SAP طراحی دیوار برشی میباشد.
نکته : پسوند ایتبس ( . Edb) مخفف (Etabs Data Base) می باشد.
نکته : محاسبه ارتفاع طبقات بر اساس ضخامت تیر و مشخصات پروانه صورت میگیرد (دقت شود در ETABS ارتفاع طبقات فاصله کف تا کف میباشد) .
صفحه اصلی نرمافزار را میتوانیم حداکثر به ۴ قسمت تقسیم کنیمOPTION – WINDOWS
نکته: جهت پاک کردن یک المان میبایست خود المان را انتخاب کنیم نه گرههای دو سر آن را.
نکته: در فولاد به علت خاصیت کریستالی بیشتر ضریب پوآسون بیشتر است.
نکته: ETABS مصالح غیر ایزومتریک(ORTHOTROPIC) را نمیتواند تحلیل کند.
مراحل کار:
۱ ) قبل از ETABS:
پلان
نما
برش
وضعیت همسایه
جنس سقف
تعیین ضخامت دال و ارتفاع تیرها بر اساس مبحث ۹
تعیین وزن مرده واحد سطح دیتایلهای ساختمانی
تعیین بار زنده کفها بر اساس مبحث ۶
تعیین بار زلزله در هر ۲ راستای ساختمان بر اساس مبحث ۶
۲ ) ابتدای کار با ETABS:
تبدیل سیستم واحدها
ایجاد فایل جدید
تغییرات آییننامه
تعریف مشخصات مصالح(مبحث ۹)
تعریف مقاطع تیرها، ستونها دیوارهای برشی و کفها و یا IMPORT کردن آنها
معرفی نوارابزار :
سمت چپ برنامه نوارابزارهای:
Select Object -1
1-عمل انتخاب را انجام میدهد(esc)
Re Shape -2
2-پس از ترسیم تیر میخواهیم طول (L) آن را کاهش یا افزایش دهیم و یا به سمت بالا یا پایین هدایت کنیم (تغییر شکل را انجام میدهد ).
برای ترسیم اعضا از گزینههای زیر استفاده میکنیم :
Create Lines -3
3-ترسیم سریع المانهای تیر و ستون
Create Columns In Region Or At Clicks (Plan) -4
4-ترسیم ستون
Create Secondary Beam In Region Or At Clicks (Plan) -5
5-ترسیم تیرهای فرعی
نکته : تیرچهها همیشه بهصورت مفصلی میباشند تا فقط برای نیروهای ثقلی طراحی شوند و نیروی زلزله به آن وارد نشود .
Create Braces In Region Or At Clicks (Plan) -6
6-برای ترسیم بادبند بکار میرود و در Elevation(قابها) فعال میشود. اتصال برای بادبند همیشه بهصورت مفصلی باشد.
برای ترسیم سطوح از گزینههای زیر استفاده میکنیم :
Draw Areas ( Plan/Elev/3D) -7
7-ترسیم یک پوستهی نامنظم
Draw Rectangular Areas ( Plan/Elev) -8
8-ترسیم یک پوسته منظم
Create Areas At Click ( Plan/Elev) -9
9-ترسیم سریع یک پوسته منظم
Draw Walls (Plan) -10
10-ترسیم دیوار برشی
Create Walls In Region Or At Clicks (Plan) -11
11-ترسیم سریع دیوار برشی
سمت راست برنامه نوارابزارهای:
All Stories -1
1-انتخاب همهی طبقات
One Story -2
2-انتخاب یک طبقه
Similar Story-3
3-انتخاب طبقات مشابه
ایجاد مدل جدید
ابتدا برنامه ETABS را بازکرده و در گوشه پایین برنامه واحد موردنظر را تنظیم میکنیم. باید توجه شود که این واحد با واحد بارگذاری یکسان باشد و در صورت تناقض باید این دو یکسان گردند.
از منوی File دستور New Model را اجرا نموده و یا کلیدCntrl + N را زده که پس از اجرای این دستور پنجره شکل زیر ظاهر میشود:
File - New Model
در شکل موردنظر گزینهیNO را انتخاب نموده و با پیشفرضهای برنامه مدلسازی را شروع میکنیم.
خطوط راهنما (GIRD LINES)
این خطوط فقط برای راهنمایی بر روی صفحه ظاهرشده و کاربردی ندارند .یکی از قابلیتهای این نرمافزار که میتوان برای سادهتر شدن کار از آن استفاده کرد SIMILAR TOمیباشد. بهوسیله آن میتوان طبقات مشابه را یکی کرد تا هر تغییری در یک طبقه ایجاد کردیم، در طبقات دیگر نیز بهصورت خودکار ایجاد گردد. معمولاً پایینترین تراز BASE در نظر گرفته میشود .
1- منوی File:
؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟
؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟
؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟
1- منویEdit:
Align Points/Lines/Edges
برای ترسیم خطوط مورب در برنامه میتوان از این دستور کمک گرفت . ابتدا روی گره ی موردنظر کلیک کرده و سپس به دستور میرویم و در پنجره بازشده عدد موردنظر را وارد میکنیم . از منوی Edit مراحل زیر را گام به گام انجام میدهیم :
2- منوی VIEW:
Set 3d View
تنظیمات شکل سهبعدی را انجام میدهیم.
SET BUILDING VIEW LIMITSتنظیم یک محوره از سازه جهت نمایش آن را نشان میدهد.
Measure
اندازهگذاری { LINE: طول خط، AREA: محیط و مساحت، ANGLE: زاویه } . گزینهی موردنظر فقط در پلان فعال میباشد.
Change Axes Local
تفسیر موقعیت محور مختصات.
Show Selection Only
نمایش المانها یا انتخابشده برحسب بقیه المانها(موضوعات موردنظر را انتخاب میکنیم و گزینه موردنظر را فعال میکنیم).SHOW ALL لغو دستور را انجام میدهد.
3- منویDEFINE (تعریف مشخصات مصالح):
پس از ترسیم خطوط راهنما سازه باید مشخصات(ویژگی)سازه را معرفی کنیم مانند: جنس، مقاطع و بارها ، به برنامه معرفی شود :
Material Properties-1
1-ویژگی (جنس) مصالح:
اگر از یک فایل مشابه برای مدلسازی کمک گرفتهاید این مشخصات نیازی به تعریف ندارد، اما اگر از یک فایل خالی شروع به مدلسازی کردهاید باید این مشخصات را وارد کنید.
در پنجره بازشدهCONC را انتخاب میکنیم، چون سازه موردنظر بتنی میباشد و بر روی MODIFY/SHOW MATERIALکلیک کرده تا مشخصات مصالح را به برنامه بدهیم.
مقاومت 28 روزه بر اساس آبا و ACI :
30 |
25 |
20 |
Fc 28 روزه |
آبا |
28 |
24 |
21 |
Fc 28 روزه |
ACI |
تقسیمبندی مواد :
1 – مواد ترد ( چدن )
2 – مواد شکلپذیر ( فولاد )
3 – مواد ایزوتروپ ( Define >> material properties )
4 – مواد ارتوتروپ ( Define >> material properties )
مواد ایزوتروپ :
مواد هستند که خواص مختلف آنها نظیر مقاومت کششی و فشاری در جهات مختلف باهم یکسان است و در صورت تغییر در زاویه اثر نیرو تغییری در اینگونه خواص ماده حاصل نخواهد شد ( فولاد ) .
مواد ارتوتروپ :
مواد هستند که خواص مختلف آنها نظیر مقاومت کششی و فشاری در جهات مختلف باهم یکسان نیست . در این زمینه می تاون پارچه را مثال آورد . چون پارچه در راستای طولی خود که به تار موسوم است دارای مقاومت بیشتری نسبت به راستای عرضی خود که پود نام دارد است . این نوع مواد در اثر اعمال نیرو در راستای عرضی خود بهموازات صفحه ورقها بهراحتی شکسته میشوند اما در راستای دیگر مقاومت خوبی را دارا میباشند و بهراحتی قابل شکست نیستند .
ضریب پوآسون :
وقتیکه یک جسم در یک راستای خاص ( مثلاً x ) تحت یک نیرو قرار گیرد این نیرو باعث تغییر شکل جسم در این راستا میشود . اما علاوه بر این معمولاً در راستای جانبی نیز این تغییر بعد ایجاد میگردد . مقدار نسبت کرنش ایجادشده در راستای جانبی به کرنش ایجادشده در راستای طولی ( همراستا با جهت نیرو ) ضربدر منفی یک ، با ضریبی به نام ضریب پوآسون نمایش داده میشود . این مقدار بین 0.5 > V > 1- میباشد . اما عملاً در محدودهی 0.5 > V > 0 میباشد . اگر ضریب پوآسون برای یک ماده برابر صفر باشد مفهوم این است که در اثر اعمال بار در راستای جانبی هیچ کرنشی در ماده ایجاد نمیگردد . و اگر این مقدار برابر 0.5 باشد مفهوم این است که در اثر اعمال بار مقدار تغییر حجم ایجادشده ماده در اثر کرنش در راستای محوری با مقدار تغییر حجم در راستای مخالف آن در اثر کرنشهای جانبی خنثیشده و عملاً حجم ماده همیشه در اثر اعمال بار مقدار ثابتی است .
1-حالتی که 0.5 = n باشد :
بهطور مثال وقتی پیش میآید که یک ماده در داخل ظرف با جدارههای صلب قرارگرفته باشد و در این حالت تحتفشار قرار میگیرد که جدارهها جلوی تغییر بعد جانبی آن را خواهد گرفت ( ماند مواد تراکم ناپذیر ، آب لاستیک یا اجسام صلب ) .
نکته : مواد تراکم ناپذیر با هرگونه بارگذاری حجم ثابت است .
2- حالتی که 0 = nباشد :
مانند پنبه .
= (n)ضریب پوآسون
مدول برشی :
مدول برشی بستگی به ضریب پوآسون و مدول الاستیسیته دارد .به مثال زیر توجه شود :
n = 0.25
E = 200
G = =
نکته : مدول برشی ( G ) همیشه از مدول الاستیسیته ( یانگ ، ارتجاعی ) کمتر است .
G =
با واردکردن مدول الاستیسیته و ضریب پوآسون ایتبس بهطور اتوماتیک مدول برشی را محاسبه میکند .
Frame Sections-2
2-تعریف مقاطع:
ستون :
عضوی است که معمولاً تحت اثر بارمحوری بهصورت فشاری قرار دارد .ستونهای بتن مسلح شامل بتن و میلگرد میباشند .
میلگرد طولی و میلگرد عرضی ( تنگ ( خاموت ) در ستونهای مربع و مستطیل ، و دور پیچ ( اسپیرال ) در ستونهای دایرهای ) .
نقش آرماتور طولی و عرضی در ستون :
طولی : جهت مقاومت در برابر فشار و کشش بکار میروند .
عرضی :
1 – نگهدارندهی آرماتور طولی در محل خود در هنگام بتنریزی
2 – کم کردن طول آرماتور طولی
3 – مانع از انبساط جانبی بتن در هستهی مرکز .
مقایسهی ستونهای دایرهای و مستطیلی :
روش طراحی ستونهای دور پیچ و ستون تنگ دار یکی میباشد چون Pr(max) هر دو آنها مساوی میباشد . ولی در صورت استفاده از ستونهای دور پیچ شکلپذیری ستون بیشتر شده و در اثر نیروی جانبی زلزله ، نیروی کمتری در ستون ایجاد میشود و همچنین در سازههای ویژه در مقابل زلزله استفاده از ستونهای دور پیچ الزامی بوده و مجاز به استفاده از ستونهای تنگ دار نمیباشیم . اختلاف اساسی این ستونها از مرحلهی شکست به بعد میباشد .
رفتار ستونهای تنگ دار تا قبل از رسیدن به نقطهی تسلیم مشابه ستونهای دور پیچ است ولی پس از رسیدن به مقاومت نهایی ازهمپاشیده شده و قابلیت تحمل تغییر شکلهای اضافی را ندارند و بهطور ناگهانی میشکنند ولی در ستونهای دور پیچ پس از رسیدن به مقاومت نهایی ، فقط پوستهی خارجی بتن از هم میپاشد و خاموت های مارپیچ شروع به عمل دور گیری و محدود کردن بتن شکستهی هستهی مرکزی را نموده و به همین جهت ستون میتواند تغییر شکلهای اساسی بیشتری را تحمل کند .
ضوابط آییننامهای آبا برای ستونهای خاموت و دور پیچدار :
1 – تنگ ( خاموت با حداقل قطر برای میلگردهای طولی نمره 30 و کمتر بکار گرفته شود و قطر حداقل 10 میلیمتر برای میلگردهای طولی نمره بالاتر ، درهرحال نباید کمتر از 6 میلیمتر باشد .
2 – فاصلهی تنگها باید برابر با کوچکترین مقدار زیر اختیار شود :
قطر آرماتور طولی * 516
قطر تنگ * 48
کوچکترین بعد مقطع ستون
300 میلیمتر
3 – حداقل تعداد میلگردهای طولی در مواردی که ستونهای مستطیلی تنگ دار استفاده شود ( 4 عدد ) و در ستونهای دور پیچ ( 6 عدد ) .
4 – قطر حداقل دور پیچ 6 میلیمتر است .
5 – فاصلهی حداقل دور پیچ 2.5 و حداکثر 7.5 سانتیمتر است .
6 – مقطع آرماتورهای طولی نباید از 0.08 ( 8 % ) سطح مقطع ستون کمتر و از 0.08 ( 8 % ) آن بیشتر باشد .
7 – در ستونهای تنگ دار یا دور پیچدار حداقل فاصلهی آزاد آرماتور طولی ( S min ) برابر بزرگترین دو مقدار زیر است :
( مارپیچ S ≥ 1.5Db(
( خاموت S ≥ 4 Cm(
ستون مستطیلی:
پس از کلیک بر روی Add Rectangular میتوانیم یک مقطع جدید بسازیم. با انتخاب Material = CONC و با رفتن به قسمت Reinforcement،گزینهیColumn را انتخاب میکنیم.
ستون دایرهای بتونی:
پس از کلیک بر روی Add Circle صفحه زیر باز میشود و با انتخاب Material = CONC و با رفتن به قسمت Reinforcement، Beam را انتخاب میکنیم.
دو گزینه در طراحی ستون بکار میرود :
1 – Reinforcement To Be Checked : با معرفی ابعاد ستون ، آرایش و نمرهی آرماتورها نسبت نیرو به ظرفیت مقطع را درخواست میکند که پس از طراحی میتواند کفایت مقطع را کنترل کرد .
2 - Reinforcement To Be Design : با معرفی ابعاد ستون برنامه مساحت آرماتور موردنیاز مقطع را محاسبه میکند . لذا در این روش مشخص کردن تعداد و نمرهی آرماتور تأثیری در نتایج خروجی ( As آرماتور طولی ستون ) نخواهد داشت و تنها باید مقدار پوشش را وارد کرد .
نکته : برخلاف میلگردهای طولی ستون ، مقدار آرماتور برشی تیر و سقف و میلگردهای طولی تیر را نمیتوان به نرمافزار معرفی کرد .
تیر بتونی:
عضوی که بارها را بهصورت خمش انتقال دهد . برای طراحی تیر بایستی تغییرات لنگر ، نیروی برشی و نیروی محوری در تیر مشخص نماییم . وظیفهی تیر ، انتقال بارها به تکیهگاه میباشد .
اصلاح وزن همپوشانی تیر ، سقف و سقفها :
به دلیل وجود فصل مشترک در محل اتصال اعضای سقف با تیرهای سازه :
1 – ضریب کاهش جرم ( mass ) و وزن ( weight ) تیر داخلی پلان برابر با :
W = وزن واحد سطح سقف (فرض = 220 کیلوگرم بر مترمربع)
= وزن واحد حجم بتن ( 2400 کیلوگرم بر مترمربع )
2 – ضریب کاهش جرم ( mass ) و وزن ( weight ) تیر پیرامونی پلان برابر با :
W = وزن واحد سطح سقف (فرض = 220 کیلوگرم بر مترمربع)
= وزن واحد حجم بتن ( 2400 کیلوگرم بر مترمربع )
مثال :
فرض = برای B40X40 و B30X30 ( WوM ) برای تیرهای داخلی :
B 40 X 40 >>
B 30 X 30 >>
فرض = برای B40X40 و B30X30 ( WوM ) برای تیرهای پیرامونی:
B 40 X 40 >>
B 30 X 30 >>
برای اعمال این ضریب ، تیرهای موردنظر را جداگانه انتخاب میکنیم و به دستور زیر میرویم تا اعمال ضرایب را وارد کنیم . Assign > Frame/Line > Frame Property Modifiers
البته بهتر است این ضرایب در محاسبهی پروژههایی که ازنظر کنترل کیفیت اجرای آنها مطمئن هستیم انجام دهیم .
پس از کلیک بر روی Add Rectangular صفحه زیر باز میشود و با انتخاب Material = CONC و با رفتن به قسمت Reinforcement، Beam را انتخاب میکنیم. در قسمت Set Modifiers دو گزینهی آخر برای اصلاح جرم و وزن میباشد :
: ضرایب اصلاح جرم و وزن
نکته : برای جلوگیری از لنگر پیچی برای تیرها ( در قسمتی که کنسول وجود دارد ) قسمت اتصال تیر به تیر را بهصورت مفصلی تعریف میکنیم .
Wall/Slab/Deck Section:-3
3-تعریف سقف:
سقف تیرچهبلوک:
ETABS قادر به طراحی سقف تیرچهبلوک نیست.
سقف کرومیت( تیرچه دوبل ):
سقف کامپوزیت:
با کلیک بر روی Solid Slab سقف بهصورت کامپوزیت طراحی میشود.
اولین مرحله در طراحی تیرهای کامپوزیت، مدل کردن تیرهای کامپوزیت میباشد. برای ترسیم تیرهای کامپوزیت بر روی گزینه در نوارابزار کناری کلیک میکنیم. سپس در پنجره پانل مربوط به تیرهای کامپوزیت در قسمت NO. OF BEAMS بر اساس فاصله بین دهانهها میبایست تعداد تیرهای کامپوزیت را قرار دهیم.بهعنوان پیشنهاد حداکثر فاصله بین کامپوزیتها رابین 1 تا 1.10 متر در نظر بگیرید.
چند نکته در مورد جهت تیرهای کامپوزیت:
1 ) در سازههایی که در دو طرف قاب ساده + مهاربند باشد:
در این حالت بهترین حالت جهت تیر ریزی شطرنجی است. با این کار سایز اکثراً تیرهای اصلی باهم تقریباً برابر خواهد بود و همچنین باعث میشود که سایز تیری بهصورت غیر اجرایی بالا نرود.
2 ) در سازههایی که دارای دو جهت قاب خمشی هستند:
در این حالت هم بهترین حالت شطرنجی است.
3 ) در سازههایی که دارای یکجهت قاب ساده + مهاربند و جهت دیگر دارای قاب خمشی هستند:
برای اینکه کنترل DRIFT برای سازه انجام دهیم بهتر است که جهت تیرها در جهت قاب خمشی قرار گیرد. همچنین برای تغییر جهت تیرها باید در کشوی APPROX. ORIENTATION تغییرات را اعمال نمایید.
سقف دال بتونی:
با انتخاب SLAB 1میتوان سقف را بهصورت دال بتنی طراحی نمود.با توجه به قرارداد برنامه SLABانتخابشده باید بهصورت MEMBER انتخاب شود تا کف بهصورت دوطرفه عمل کند به دلیل اینکه نتایج توزیع بار دقیقتر میباشد.
نکته : برای سقفهای سازه که بهصورت دال ( slab 1 ) میباشند اگر گزینهی membrane انتخاب شود با برداشتن تیک use special one-way load distribution دال بهصورت دوطرفه عمل میکند و با زدن تیک دال بهصورت یکطرفه عمل میکند .
دیوار برشی:
دیوار برشی باید از نوع ADD NEW WALL درست شود و در صفحه بازشده نامش را انتخاب میکنیم. سپس نوع دیوار را بتنی انتخاب میکنیم.معمولاً برای دیوار برشی تیک SHELL را فعال میکنند جون دو نوع رفتار را دارا میباشد.
شکل زیر بهاختصار نمایش محور غشایی و خمشی در دیوار را در قسمت SET MODIFIERS نمایش میدهد:
Link Properties -4
4-مدل کردن سازههای ویژه
برای مدل کردن سازههای ویژه مانند محل اتصال ستون به بیس پلیت استفاده میکنیم. انواع آن مانند: HOOK، DAMPER، GAP و ...
Frame Nonlinear Hinge Properties-5
5-تبدیل مفاصل
در این دستور مفاصل غیرخطی را به عناصر غیرخطی که دارای نوع مقطع قاب باشند میتوان اختصاص داد.
Groups-6
6-گروهبندی المانها:
در این دستور میتوان المانهای سازه را گروهبندی کرد. با استفاده از این دستور میتوان یک گروه جدید تعریف و یا تغییر و یا آن را حذف کرد.
Select > By Groups >>>>>>>>>> Assign > Group names
Section Cuts-7
7-با استفاده از این دستور میتوان مقاطع برش را که برنامه در آنها نیروی مؤثر را ارائه میدهد تعریف کرد.
Static Load Case-8
8-تحلیل دسته بارها جهت تحلیل استاتیکی در طراحی سازهها :
بارهای وارد بر ساختمان جز یکی از سه گروه زیر خواهند بود :
الف ) بارهای مرده که عبارتاند از وزن اجزای دائمی ساختمانها مانند : تیر ، ستون ، کف ، دیوار ، بامها ، راهپله و تیغهها . وزن تأسیسات و تجهیزات ثابت نیز در ردیف این بارها محسوب میشوند .
ب ) بارهای زنده عبارتاند از بارهای غیردائمی که در حین استفاده و بهرهبرداری از ساختمان به آن وارد میشوند . این بارها شامل بار برف ، باد یا زلزله نمیشوند . بارهای زنده با توجه به نوع کاربری ساختمان و یا هر بخش از آن ، و مقداری که احتمال دارد در طول عمر ساختمان به آن وارد گردد ، تعریف میشوند .
ج ) بارهای محیطی ناشی از عوامل طبیعی مانند : برف ، باد ، زلزله و ...
با توجه به شرایط و بارهای موجود در سازه ، حالات بار را برای نرمافزار تعریف میکنیم . طبق بندهای فوق تمامی بارهای موجود در ساختمان جزء یکی از بارهای مرده ، زنده ، یا بارهای محیطی خواهند بود .
حالات بارهای موردنیاز برای ساختمانها بهطورمعمول به شرح زیر است :
1 ) حالات بار استاتیکی مرده :
این نوع بار از نوع DEAD میباشد .عمده بارهای مرده موجود در ساختمانها مربوط به کفها ، بار اتاق پله ، دیوارهای پیرامونی و پارتیشنها خواهد بود . بخشهای دیگری هم هستند که میتوانند جزء این دسته از بارها باشند . مثل وزن تأسیسات و تجهیزات ثابت از قبیل لولههای شبکه آب و فاضلاب ، آسانسور ، تجهیزات برقی ، گرمایشی و تهویهای که باید به نحو مناسب برآورد و در محاسبه بار مرده منظور گردد . چنانچه احتمال اضافه شدن این نوع تجهیزات نیز در آینده وجود داشته باشد وزن آنها باید در نظر گرفته شود . ضوابط کلی مربوط به بارهای مرده در مبحث ششم آمده است .
با واردکردن مقدار 1 در جعبه self-weight multiplier در پنجره موردنظر وزن تیرها ، ستونها ، سقف ، مهاربندها ، دیوار برشی ، دالها و کلیه اجزای سازه در نظر گرفته میشود . درصورتیکه سازه دارای سیستم سقف کامپوزیت نباشد تمامی بارهای مرده موجود در سازه با تعریف این نوع حالت بار پوشش داده میشود . اما در صورت وجود سیستم سقف کامپوزیت در سازه باید دو نوع بار مرده برای نرمافزار تعریف کنیم . یک حالت بار استاتیکی برای بارهای در زمان ساخت که شامل اسکلت فولادی ، دال بتونی و در صورت وجود وزن قالببندی سقف میباشد . نوع دیگر حالت بار استاتیکی که مربوط به بارهای بعد از گیرش بتن میباشد شامل تمامی بارهای اضافهشده بعد از گیرش بتن میباشد . ازجمله بارکف سازی ، پارتیشن و ....
2 ) حالات بار استاتیکی:
این نوع بار از نوع SUPER DEAD میباشد که برای سیستم سقف کامپوزیت و حالت بار استاتیکی مربوط به بارهای بعد از گیرش بتن میباشند .
3 ) حالات بار استاتیکی زنده :
این نوع بار از نوع LIVE میباشد تمامی بارهای زنده موجود در سازه بهغیراز بارهایی که مطابق بند 6-3-8 قابل کاهش هستند از این نوع بار تعریف میشوند . بار زنده به بارهایی اطلاق میشود مقدار و یا نقطه اثر آن در طول زمان تغییر کند . بارهای مربوط به وزن اشخاص ، وزن اثاثیه و مبلمان و .... جزء این نوع بار هستند .
4 ) حالات بار استاتیکی کاهش بارهای زنده :
این حالت بار از نوع Reducible Live میباشد . تمامی المانهایی که مطابق بند 6 – 3 – 8 مشمول کاهش سرباز میشوند از این نوع حالت بار استفاده میکنیم .
5 ) حالات بار استاتیکی :
Quake این نوع حالت بار برای در نظر گرفتن نیروی جانبی زلزله در سازه میباشد .در نرمافزارهای Etabs و Sap 2000 نحوه محاسبه جرم مؤثر سازه در قسمت Mass Source تعریف میگردد . این وزن در ضریب زلزله معرفیشده به نرمافزار ضرب شده و نیروی زلزله محاسبه میشود .
بهعنوانمثال :
در قسمت Load نام بار را وارد میکنیم ( Ex ) .
از قسمت Type نوع حالت بار را انتخاب میکنیم ( Quake ) .
در قسمت Set Weight Multiplier مقدار پیشفرض را صفر قرار میدهیم .
در قسمت Auto Lateral Load گزینهی User Coefficient را انتخاب کنید.
انتخاب این گزینه تنها در صورت عدم وجود نیروی شلاقی در سازه میباشد . درصورتیکه در محاسبه ضریب زلزله با توجه به آییننامه 2800 زلزله ایران تناوب اصلی نوسان سازه بزرگتر از 0.7 ثانیه باشد باید نیروی شلاقی در تراز طبقه آخر به سازه اعمال شود . در این صورت باید به نحوی نیروی شلاقی برسازه اعمال کنید .(User Load) ازجمله اینکه بر اساس برش پایه بهدستآمده از نرمافزار مقدار نیروی شلاقی را با توجه به آییننامه 2800 محاسبه کنید و این نیرو به مرکز برش تراز آخر وارد کنید و یا میتوان با معادلسازی آییننامه Ubc 94 و آییننامه 2800 زلزله در مواردی خاص نیروی شلاقی را بهطور خودکار به سازه اعمال نمود.
در تنظیمات زلزله در پنجرهی modify در قسمت Direction And Eccentricity جهت اعمال نیروی زلزله را انتخاب میکنیم . طبق بند 6 – 7 – 2 – 5 – 10 – 4 مبحث ششم در ساختمانهای بیشتر از 5 طبقه در صد بعد ساختمان در آن طبقه در امتداد عمود بر نیروی جانبی باشد . محاسبه ساختمان در برابر لنگر پیچشی الزامی میباشد . برای در نظر گرفتن لنگر پیچشی ، دو حالت بار برای جهت عرضی و دو حالت بار برای جهت طولی معرفی کنیم .
6 ) حالات بار مجازی :
National درصورتیکه برای طراحی سازه فولادی از روش حالت حدی و از آییننامه فولاد آمریکا AISC360 – 05 / IBC 2006 استفاده کنیم ، مطابق بند 10-2-7-1-5 مبحث دهم باید باری مجازی جهت در نظر گرفتن خطاهای اجرایی تعریف کنیم. این خطاها اجرایی شامل اشکالی ازجمله خطای ساخت و مونتاژ ستونهای سازه میشوند که با برون مرکزیت به وجود آمده لنگری اضافه را به سازه تحمیل میکنند .
7 ) حالات بار استاتیکی:
Wall این حالت بار از نوع other تعریف میگردد. طبق آییننامه 2800 برای محاسبهی وزن هر طبقه ، وزن نصف دیوار طبقه بهاضافه نصف دیوار از طبقه پایین در نظر گرفته میشود . در طبقاتی که طبقات جاری و طبقه تحتانی دارای ارتفاع مشابهی نباشند ، بین بار دیوار جانبی طبقه و وزنی که از محاسبه مجموع نصف دیوار طبقه و نصف دیوار طبقه زیرین به دست میآید اختلاف وجود دارد که این اختلاف بهعنوان حالات بار معادلسازی جرم و بار در نظر گرفته میشود . این حالات بار برای بار پارتیشن و کفها هم در نظر گرفته میشود .
نکته : حالات بار wall در هیچکدام از ترکیب بارهای طراحی سازه شرکت نمیکند . تنها برای معرفی نحوهی محاسبهی جرم طبقات مطابق آییننامهی 2800 به نرمافزار معرفی میگردد .
در پنجره بازشده نام حالت های بارگذاری ظاهر میشود که دارای 4 قسمت میباشد:
Load:
نام حالت های بارگذاری شامل بار مرده زنده و نیروهای جانبی میباشد توسط ما وارد میشود.
Type:
نوع حالت بارگذاری استاتیکی را وارد نمایید گزینههای این قسمت شامل:
((جدول بارهای وارده برسازه و نوع آنها))
نام بار وارده(LOAD) |
|
نوع بار (TYPE) |
بار مرده (وزن سازه: تیر، ستون، بادبند، دال، دیوار) |
DEAD |
DEAD |
بار زنده |
LIVE |
LIVE |
بار زنده کاهش یافته ( 1 ) |
RL |
REDUCE LIVE |
بار زنده معادل تیغهها |
LQ |
LQ |
بار اصلاح جرم طبقات_(بار اضافی برای دیوارهای طبقه بام) |
MASS |
OTHER |
بار زلزله در جهات (بدون برون مرکزیت اتفاقی) |
EX/ EY |
QUAKE |
بار زلزله در جهات با برون مرکزیت اتفاقی مثبت (0.05) |
EPX/ EPY |
QUAKE |
بار زلزله در جهات با برون مرکزیت اتفاقی منفی (0.05) |
ENX/ ENY |
QUAKE |
بار مرده اضافی.این بار تنها در سازههای با سقف کامپوزیت تعریف میشود |
Supper Dead Load |
SUPPER DEAD |
باد در جهت مثبتX |
WXP/ WYP |
WXP |
باد در جهت منفیX. |
WXN/ WYN |
WXN |
بار حرارتی |
TEMP |
TEMP |
فشار خاک (پارامترهای موردنیاز را با توجه به نوع خاک به دست میآوریم) |
H |
H |
1 - در این حالت میتوان ضریب کاهش سربار را اعمال کرد: REDUCE LIVE
برای تنظیم ضریب کاهش باید دستور زیر را اجرا کرد
Option - Prefences - Live Load Reduction
پس از انتخاب گزینه مورد تأکید بر روی DEFINE کلیک کرده و ضرایب مربوط به کاهش سربار را به برنامه وارد میکنیم. این ضرایب بستگی به سطح بارگیر دارد. در مبحث 6 این ضرایب تنها بر اساس رابطه 1-3-6 و مستقل از نسبت بار مرده به زنده محاسبه میشود.در قسمت نسبت بار مرده به زنده 2 ضریب بار اعمال میکنیم(0.1 و 10).
REDUCTION FACTOR ( کاهش سربار ) |
TRIB AREA( سطح بارگیر ) |
1 |
18 |
0.9 |
25 |
0.8 |
36 |
0.73 |
49 |
0.675 |
64 |
0.63 |
81 |
0.6 |
100 |
0.57 |
121 |
0.55 |
144 |
0.53 |
168 |
0.51 |
196 |
0.5 |
225 |
اعداد را یکبار برای DL/LL RATIO = 0.1 و یکبار برای DL/LL RATIO = 10 انجام میدهیم(با کلیک بر روی ADD CURVE)
پس از اعمال ضرایب بر روی Ok کلیک کرده و در صفحه موردنظرApply To All Forces/Component’s را انتخاب میکنیم.
برای اعمال کاهش سربار به ستونها ابتدا ستونهای موردنظر که شامل کاهش سربار میشوند را انتخاب کرده ( با ترسیم کادر از چپ به راست دور آنها ) و سپس دستور Design > Concrete Frame Design > View/Revise Over ….. را اجرا و در قسمت live load redactions ضریب ماهش سربار موردنظر را وارد میکنیم .
Self-Weight Multiplier
با استفاده از این بخش میتوانیم درصدی از بار وزن اعضا را به حالت بارگذاری خاصی اختصاص داد. تعیین مقدار (1) برای این پارامتر مشخصکننده ین است که همهی بار وزن به حالت بار استاتیکی جاری اختصاص مییابد. معمولاً در حالت عادی ضریب بار اعضا در یک حالت بارگذاری برابر (1) و در بقیه حالت (0) تنظیم میگردد.
Auto Lateral Load:
این قسمت وقتیکه نوع بار جانبی میباشد باید انتخاب گردد. در جعبهی کشویی این قسمت باید نام آییننامه مناسب برای تولید خودکار بار استاتیکی مزبور توسط برنامه انتخاب کنید.
جهت اعمال نیروی زلزله دو روش وجود دارد:
با توجه به T در ساختمان در جهت X یا Y خواستهشده انتخاب میشود . اگر T < 0.7 باشد User Coefficients انتخاب میکنیم .
حالت User Load زمان اتفاق میافتد که همهی نیروها ، هم اثر پیچش تصادفی و هم اثر پیچش واقعی را باید تعریف کنیم ( T > 0.7 ) .
از USER LOAD زمانی استفاده میشود که :
1 – قاعده 30-100 بر ساختمان بخورد .
2 – اثر پیچش واقعی یا نامنظمی در پلان باشد .
3 – اثر Ft ( نیروی شلاقی ) را باید حساب کنیم .
User Load:
همانطور که گفتهشده ، اگر T>0.7 باشد از این روش استفاده میکنیم :
Load Combinations-9
9-ترکیبات بارگذاری:
در طراحی سازه باید احتمال همزمانی تأثیر بارها در طراحی به شرحی که در آییننامه موردنظر طراحی سازه موردنظر آمده است لحاظ شوند . ضرایب جزئی ایمنی هر یک از بارها و متقابلاً مقدار تنشهای مجاز محاسباتی مربوط به هر ماده ، بسته به روش طراحی سازه ، باید بر اساس ضوابط طراحی خاص همان سازه در نظر گرفته شود . اجزاء سازه باید برای ترکیبی از بارها که بیشترین اثر را در آنها ایجاد میکنند طراحی شوند . بارهای باد ، زلزله وزنده دارای دو مقدار متفاوت در طراحی هستند . یک مقدار متوسط و ثابت و یک مقدار متوسط که حداقل اساس دوره بازگشتی برابر عمر مفید سازه به دست میآید . وقتی اینگونه بارها بار هم در ترکیب بار ظاهر میشوند ، باید ضریب اثر همزمانی لحاظ شود . طبق قوانین احتمالات احتمال همزمانی حداکثرها وجود ندارد . در این حالت یکی از بارها در وضعیت حداکثر قرار داده میشود درحالیکه بقیه بار هار در وضعیت متوسط خود قرار دارند . با استفاده از دستورهای این جعبه میتوان ترکیبات بار جدید را وارد یا اصلاح نمود.
ترکیبات بار طراحی سازههای بتنی :
الف - روش تنش مجاز :
1- برای طراحی قابهای بتنی و دیوار برشی عمدتاً از آییننامه ACI 318-99 استفاده میشود .
1.4 DL
1.4 DL + 1.7 LL
0.9 DL (+/- ) 1.3 WL
1.75 ( 1.4 DL + 1.7 LL (+/- ) 1.7 WL )
0.9 DL (+/- ) ( 1.3 * 1.1 ) EL
0.75 ( 1.4 DL + 1.7 LL (+/- ) ( 1.7*1.1)EL)
2- بار فرض حالات بار DL – LL – EX – EY داریم :
COM 1 : 1.4 DL
COM 2: 1.4 DL + 1.7 LL
COM 3 & 4 : 0.9 DL (+/- )1.43 EX
COM 5 & 6 : 0.9 DL (+/- ) 1.43 EY
COM 7 & 8 : 0.75 ( 1.4 DL + 1.7 LL (+/- ) 1.87 EX )
COM 9 & 10 : 0.75 ( 1.4 DL + 1.7 LL (+/- ) 1.87 EY )
3- اگر با توجه به شرایط آییننامه وجود لنگر پیچشی در سازه ضروری باشد داریم :
COM 1 : 1.7 DL
COM 2: 1.4 DL + 1.7 LL
COM 3 & 4 : 0.9 DL (+/- )1.43 EX
COM 5 & 6 : 0.9 DL (+/- )1.43 EPX
COM 7 & 8 : 0.9 DL (+/- )1.43 ENX
COM 9 & 10 : 0.7 DL (+/- ) 1.43 EY
COM 11 & 12 : 0.7 DL (+/- ) 1.43 EPY
COM 13 & 14 : 0.7 DL (+/- ) 1.43 ENY
COM 15 & 16 : 0.75 ( 1.4 DL + 1.7 LL (+/-)1.87 EX )
COM 17 & 18 : 0.75 ( 1.4 DL + 1.7 LL (+/-)1.87 EPX )
COM 19 & 20 : 0.75 ( 1.4 DL + 1.7 LL (+/-)1.87 ENX )
COM 21 & 22 : 0.75 ( 1.4 DL + 1.7 LL (+/-)1.87 EY)
COM 23 & 24 : 0.75 ( 1.4 DL + 1.7 LL (+/-)1.87 EPY)
COM 25 & 26 : 0.75 ( 1.4 DL + 1.7 LL (+/-)1.87 ENY)
4- درصورتیکه بخواهیم صد در صد نیروی زلزله در یک امتداد را با 30 درصد نیروی زلزله در جهت متعامد در نظر بگیریم ترکیبات بار طراحی بهصورت زیر درمیآیند :
COM 1 : 1.4 DL
COM 2 : 1.4 DL + 1.7 LL
COM 3 & 4&5&6 : 0.9 DL (+/-) 1.43 EX (+/-) ( 0.3 * 1.43) EY
COM 7&8&9&10 : : 0.9 DL (+/-) 1.43 EY (+/-) ( 0.3 * 1.43) EX
COM 11&12&13&14 : 0.75 ( 1.4 DL + 1.7 LL (+/-) 1.87 EX (+/-) ( 0.3 * 1.43 ) EY )
COM 15&16&17&18 : 0.75 ( 1.4 DL + 1.7 LL (+/-) 1.87 EY(+/-) ( 0.3 * 1.43 ) EZ )
5- همچنین در صورت وجود مؤلفه قایم نیروی زلزله در حالت بارداریم :
COM 1 : 1.4 DL
COM 2 1.25 DL + 1.5 LL
COM 3&4&5&6 : 0.9 DL (+/-) 1.43 EX (+/-) ( 0.3 * 1.43 ) EY + ( 0.3 * 1.43 ) EZ
COM 7&8&9&10 : : 0.9 DL (+/-) 1.43 EX (+/-) ( 0.3 * 1.43 ) EY - ( 0.3 * 1.43 ) EZ
COM 11 & 12 & 13 & 14 : 0.9 DL (+/-) 1.43 EY (+/-) ( 0.3 * 1.43 ) EX + ( 0.3 * 1.43 ) EZ
COM 15 & 16 & 17 & 18 : : 0.9 DL (+/-) 1.43 EY (+/-) ( 0.3 * 1.43 ) EX - ( 0.3 * 1.43 ) EZ
COM 19 & 20 & 21 & 22 :0.75 ( 1.4 DL + 1.7 LL (+/-) 1.87 EX (+/-) ( 0.3 * 1.43 ) EY + ( 0.3*1.43)EZ
COM 23 & 24 & 25 & 26 :0.75 ( 1.4 DL + 1.7 LL (+/-) 1.87 EX (+/-) ( 0.3 * 1.43 ) EY – ( 0.3*1.43)EZ
COM 27 & 28 & 29 & 30 :0.75 ( 1.4 DL + 1.7 LL (+/-) 1.87 EY (+/-) ( 0.3 * 1.43 ) EX + ( 0.3*1.43)EZ
COM 31 & 32 & 33 & 34 :0.75 ( 1.4 DL + 1.7 LL (+/-) 1.87 EY (+/-) ( 0.3 * 1.43 ) EX – ( 0.3*1.43)EZ
COM 35 & 36 & 37 & 38 : 0.9 DL (+/-) ( 0.3 * 1.43 ) EX (+/-) 1.43 EZ
COM 39 & 40 & 41 & 42 : 0.9 DL (+/-) ( 0.3 * 1.43 ) EY (+/-) 1.43 EZ
COM 43 & 44 & 45 & 46 : 0.75 ( 1.4 DL + 1.7 LL (+/-)( 0.3*1.43 ) EX (+/-) 1.43 EZ )
COM 47 & 48 & 49 & 50 : 0.75 ( 1.4 DL + 1.7 LL (+/-)( 0.3*1.43 ) EY (+/-) 1.43 EZ )
ب – روش مقاومت نهایی :
1- بهمنظور طراحی المانهای سازه ترکیبات بار طراحی بهصورت زیر است :
1.4 DL
1.2 DL + 1.6 LL
0.9 DL ( +/- ) 1.6 WL
1.2 DL ( +/- ) 1.0 LL ( +/- ) 1.6 WL
0.9 DL ( +/-) 1.0 E
1.2 DL (+/-) 1.0LL(+/-) 1.0E
2- با فرض حالات بار DL – LL – EX – EY داریم :
COM 1 : 1.4 DL
COM 2 : 1.2 DL (+/-) 1.6 LL
COM 3 & 4 : 0.9 DL (+/-) 1.4 EX
COM 5 & 6 : 0.9 DL (+/-) 1.4 EY
COM 7 & 8 : 1.2 DL + LL (+/-) 1.4 EX
COM 9 & 10 : 1.2 DL + LL (+/-) 1.4 EY
3 - اگر با توجه به شرایط آییننامه وجود لنگر پیچشی در سازه ضروری داشته باشیم :
COM 1 : 1.4 DL
COM 2 : 1.2 DL + 1.6 LL
COM 3 & 4 : 0.9 DL (+/-) 1.4 EX
COM 5 & 6 : 0.9 DL (+/-) 1.4 EPX
COM 7 & 8 : 0.9 DL (+/-) 1.4 ENX
COM 9 & 10 : 0.9 DL (+/-) 1.4 EY
COM 11 & 12 : 0.9 DL (+/-) 1.4 EPY
COM 13 & 14 : 0.9 DL (+/-) 1.4 ENY
COM 15 & 16 : 1.2 DL + LL (+/-) 1.4 EX
COM 17 & 18 : 1.2 DL + LL (+/-) 1.4 EPX
COM 19 & 20 : 1.2 DL + LL (+/-) 1.4 ENX
COM 21 & 22 : 1.2 DL + LL (+/-) 1.4 EY
COM 23 & 24 : 1.2 DL + LL (+/-) 1.4 EPY
COM 25 & 26 : 1.2 DL + LL (+/-) 1.4 ENY
4 - درصورتیکه بخواهیم صد در صد نیروی زلزله در یک امتداد را با 30 درصد نیروی زلزله در جهت متعامد در نظر بگیریم ترکیبات بار طراحی بهصورت زیر درمیآیند :
COM 1 : 1.4 DL
COM 2 : 1.4 DL + 1.7 LL
COM 3 & 4 & 5 & 6 : 0.9 DL ( +/- ) 1.4 EX ( +/- ) ( 0.3 * 1.4 ) EY
COM 7 & 8 & 9 & 10 : 0.9 DL ( +/- ) 1.4 EY ( +/- ) ( 0.3 * 1.4 ) EX
COM 11 & 12 & 13 & 14 : 1.2 DL + LL ( +/- ) 1.4 EX ( +/- ) ( 0.3 * 1.4 ) EY
COM 15 & 16 & 17 & 18 : 1.2 DL + LL ( +/- ) 1.4 EY ( +/- ) ( 0.3 * 1.4 ) EX
5 – همچنین در صورت وجود مؤلفه قایم نیروی زلزله در حالت بارداریم :
COM 1 : 1.4 DL
COM 2: 1.2 DL + 1.6 LL
COM 3&4&5&6 : 0.9 DL (+/-) 1.4 EX (+/-) ( 0.3 * 1.4 ) EY + ( 0.3 * 1.4 ) EZ
COM 7&8&9&10 : : 0.9 DL (+/-) 1.4 EX (+/-) ( 0.3 * 1.4 ) EY - ( 0.3 * 1.4 ) EZ
COM 11 & 12 & 13 & 14 : 0.9 DL (+/-) 1.4 EY (+/-) ( 0.3 * 1.4 ) EX + ( 0.3 * 1.4 ) EZ
COM 15 & 16 & 17 & 18 : : 0.9 DL (+/-) 1.4 EY (+/-) ( 0.3 * 1.4 ) EX - ( 0.3 * 1.4 ) EZ
COM 19 & 20 & 21 & 22 :1.2 DL + LL (+/-) 1.4 EX (+/-) ( 0.3 * 1.4 ) EY + ( 0.3*1.4)EZ
COM 23 & 24 & 25 & 26 : 1.2 DL + LL (+/-) 1.4 EX (+/-) ( 0.3 * 1.4 ) EY - ( 0.3*1.4)EZ
COM 27 & 28 & 29 & 30 :1.2 DL + LL (+/-) 1.4 EY (+/-) ( 0.3 * 1.4 ) EX + ( 0.3*1.4)EZ
COM 31 & 32 & 33 & 34 : :1.2 DL + LL (+/-) 1.4 EY (+/-) ( 0.3 * 1.4 ) EX - ( 0.3*1.4)EZ
COM 35 & 36 & 37 & 38 : 0.9 DL (+/-) ( 0.3 * 1.4 ) EX (+/-) 1.4 EZ
COM 39 & 40 & 41 & 42 : 0.9 DL (+/-) ( 0.3 * 1.4 ) EY (+/-) 1.4 EZ
COM 43 & 44 & 45 & 46 : 1.2 DL + LL (+/-)( 0.3*1.4 ) EX (+/-) 1.4 EZ )
COM 47 & 48 & 49 & 50 : 1.2 DL + LL (+/-)( 0.3*1.4 ) EY (+/-) 1.4 EZ )
همانطور که در قسمت LOAD STATIC CASES توضیح داده شد ترکیب بارها بر اساس آئیننامه و روش طراحی (تنش مجاز، حالت حدی) وارد میکنیم.
مطابق ترکیبات گفتهشده ضرایب بارها را در قسمت SCALE FACTOR با رعایت علامت مثبت و منفی وارد میکنیم و پس از واردکردن هر بار ADD را زده تا به ترکیب بارها اضافه شود و درنهایتOK تا ترکیب بار اول ساخته شود.
نکته : روش ENVE و ABS برای تحلیل دینامیکی یا طیفی کاربرد دارد.
هر نوع آییننامه استاندارد ترکیب بارهای مختص خود را دارا میباشند.
Special Seismic Load-10
10-سیستم طرح لرزهای زلزله
در قسمت DEFINE/SPECIAL SEISMIC LOAD EFFECTS و در پنجره بازشده گزینهیDO NOT INCLUDE……... را انتخاب میکنیم(چون احتیاج به این ضرایب به ترکیب بارها اعمال شود).این صفحه زمانی روشن میشود که ساختمان فلزی و بارگذاری و طراحی بر اساس آییننامه آمریکا باشد.
نکته : ظاهر با تغییر آییننامه اتفاقی رخ نمیدهد ولی با رفتن به DEFINE/LOAD COMBINATIONS فقط ترکیب بارها را میبینیم.
Mass Source-11
11-محاسبه خودکار جرم سازه:
پس از باز کردن پنجره سه روش موجود میباشد (برای محاسبه وزن سازه سه روش وجود دارد):
From Self And Specifies Mass
در این روش کاربر میبایست وزن سازه را با دست محاسبه کرده (وزن هر طبقه) و آن را در مرکز جرم قرار دهد. سپس با فعال کردن این گزینه به نرمافزار اعلام کند که وزن سازه را از مرکز جرم و همچنین از المانها بخواهد. برای واردکردن مرکز جرم (شکل را انتخاب میکنیم) ابتدا نقطهای را در مرکز جرم سازه قرار میدهیم و سپس توسط گزینهیASSIGN > JOINT/POINT > ADDITIONAL POINT MASSجرم سازه را اعلام میکنیم.
From Load
(بهترین روش)در صورت انتخاب این گزینه پنجره فعال میشود در این حالت باید ترکیب باری که برابر جرم سازه میباشد را ایجاد نمود ( توجه شود که ضرایب بار زنده با توجه به کاربری سازه وارد میشود . مسکونی 20% و تجاری 60 % و ... ) .
From Self And Specified Mass Loads
ترکیب دو حالت فوق میباشد.
با فعال کردن گزینهی :
1 – include lateral mass only : تنها درجه آزادی جرمی انتقالی در جهت x و Y و دوران حول محور z فعال خواهد شد و از نقش یاسر درجات آزادی صرفنظر خواهد شد ( مانند حرکت دینامیکی قایم ) . مطابق بند 2-1-4 آییننامه 2800 ساختمان باید در دو امتداد عمود بر هم در برابر نیروهای جانبی محاسبه شود . در صورت وجود دیافراگم صلب و با فرض حرکت جانبی ، تنها درجات آزادی انتقالی در جهتهای Y و X و دوران حول محور Z فعال خواهد شد . درجات آزادی انتقالی درجات x و y ، برش و درجات آزادی دورانی حول محور Z پیچش ایجاد میکند .
این آیتم در هنگام تحلیل ارتعاشی ، برنامه فقط جرمهای انتقالی هر کف را فعال میکند . بدین مفهوم که هر گره سه جرم برای راستای UX و UY و RZ خواهد داشت . علامت زدن یا نزدن گزینهی موردنظر فقط در تحلیل مودال سازه تأثیر دارد و در تحلیل استاتیکی بیتأثیر است ( این گزینه برای تحلیل دینامیکی کاربرد دارد ) .
2 – lump lateral mass at story levels : با فعال کردن این گزینه جرم طبقه در محل مرکز جرم متمرکز خواهد شد و نیروی زلزله به آن نقطه اعمال میگردد . این گزینه برای سقفهای صلب مناسب است .
4- منوی DRAW (ترسیم موضوعات):
نرمافزار بهطور پیشفرض برخی از این منو را در اختیارمان قرار داده است.
5- منویSELECT:
6 - منوی ASSIGN(تخصیص دادن):
ابتدا باید عضو موردنظر انتخاب گردد تا منو فعال شود .
اختصاص دادن به نقاط :
Assign-Joint/Point
Joint/point- diaphragms:
مرکز جرم :
به علت اینکه در سازهها وجود سقف موجب ایجاد یک دیافراگم صلب در حلقه میکند میبایست این دیافراگم را در هر طبقه مدل کنیم. جهت انجام این کار ابتدا تمام گرههای(کفها) سازه را انتخاب میکنیم و سپس این گزینه را انتخاب میکنیم. با انتخاب این گزینه همانطور که در شکل مشاهده گرهها توسط مدلهای فرضی اصلی بنام MASTER JOINTدوختهشده است که نشان میدهد سیستم موجود به یک دیافراگم صلب شده است
Joint/Point- Restraints (Supports):
گیردار کردن(مقید)تکیهگاه :
توسط این گزینه میتوان تکیهگاهی سازه را تعریف کرد. با توجه به اینکه هر گره در فضا دارای 6 درجه آزادی (3 درجه انتقال (T) و3 درجه چرخش (R)) ( ) است .
نکته : این گزینه فقط برای BASE یعنی محل اتصال ستون به زمین مورداستفاده قرار میدهیم .
نکته : اتصال ستون به زمین بهصورت گیردار کامل ( سازه بتنی ) و در سازههای فولادی بهصورت مفصل تعریف میشود ( اقتصادیتر بودن ) .
Joint/Point Spring:
با استفاده از این گزینه میتوان در گرههای انتخابشده فنر قرارداد.
اختصاص دادن به عناصر خطی :
Frame/Line:
پس از انتخاب تیر موردنظر این گزینه فعال میشود.
Frame Section:
تغییر(تخصیص)دادن مقطع :
با استفاده از این زیر منو میتوان پس از اجرای دستور فوق در جعبه گفتگوی ظاهرشده در ناحیهیPROPERTIES یکی از تعریفشده زا انتخاب کرد و با کلیک بر روی OK مقطع انتخابشده را به عناصر خطی اختصاص داد .
برای تغییر موقعیت قرارگیری اعضا نسبت به آ کس آنها در قسمت موردنظر گزینهیINSERTION POINTرا انتخاب میکنیم .
Frame Releases/Partial Fixity:
آزادسازی لنگر و پیچش دو انتهای تیرهای فرعی (تعیین مفصل در انتهای عضو ) :
درصورتیکه اتصال برخی از اعضا بهصورت مفصل باشد باید دو انتهای عضو را تعریف نمود . با اجرای این دستور میتوان هرکدام از سه درجه آزادی انتقالی و سه درجه آزادی دورانی در هر یک از دو انتهای عناصر خطی ( تیرها ) را آزاد نمود . (مانند تیرهای رابط کنسول ، تیرهای پاگرد پله و ... ) . علت آزاد کردن لنگر چنین تیری کم کردن مقدار برش میباشد در غیر این صورت ممکن است پیغام O/S نمایش داده شود که حکایت از تنش زیاد یا ضعیف بودن مقطع در تیرهایی است که تیر داخلی ( همانند پاگرد ) به آنها واردشده است . در اسکلت بتونی نیز بهطورمعمول اتصال تیرهایی که روی تیر دیگری قرار دارند و از سمت دیگر نیز ادامه نیافتهاند را مفصلی میکنیم
تیر BEAM : آزاد شود .
ستون COLUMN : هیچگونه آزادسازی انجام نشود .
بادبندها BRACE : آزاد شود .
نکته: نرمافزار بهصورت خودکار آزادسازی بادبندها را انجام میدهد .
نکته مهم : برای تیر کنسول ( بالکن ) آزادسازی فقط در محل اتصال تیر به ستون ( END ) انجام شود .
Moment Frame Beam Type:
تعیین نوع اتصال در قاب خمشی
End (Length) Offset:
اصلاح اتصال انتهایی اعضا :
با اجرای این دستور میتوان نواحی صلب انتهایی را برای المان تعریف کرد .
Frame Output Station:
تغییر تعداد نقاط طراحی و خروجی :
توسط این گزینه میتوان تعداد SECTIONهایی که نرمافزار بر روی یک فریم جهت اعلام خروجی در طول المان قاب میزند را تعریف کرد. جهت تعیین مقطع دو راه وجود دارد:
در گزینهیMIN طول خالص عضو به قطعات مساوی خواستهشده تقسیم میگردد سپس موقعیت محل اعمال بارهای متمرکز در صورت عدم انطباق با موقعیتهای قبلی به نقاط قبلی اضافه میگردد(حداقل 3).
در گزینهیMAX ابتدا محل اعمال بارهای متمرکز را بهعنوان نقاط خروجی در نظر گرفته و سپس فاصلهی بین این موقعیتها بهگونهای تقسیم میشود که فاصلهی بین موقعیت ارائه خروجی از حداکثر فاصله بیشتر نشود.
نکته: در صورت عدم تعریف این بخش نرمافزار حداکثر فواصل را 0.5 و حداقل مقاطع خروجی را 3 در نظر میگیرد.
Local Axes:
دوران ستون :
پس از ترسیم ستونها میتوانیم با استفاده از این دستور زاویه ستون را تغییر دهیم.
نکته: سعی شود جان ستون در راستای تیر حمّال باشد.
گزینههای موجود در این قسمت:
Angle:
چرخش نسبت به محور اولیه آن(ستون)
Rotate By Angle:
چرخش نسبت به موقعیت موجود
Column Major Direction Is X:
محور محلی 2 در راستای محور X، فقط برای ستونها
Column Major Direction Is Y:
محور محلی 2 در راستای محور Y، فقط برای ستونها
Frame Property Modifiers:
ضرایب ترکخوردگی :
توسط این گزینه میتوان ویژگیهای هندسی یک مقطع را مانند مساحت، ممان اینرسی و ... تغییر داد. در سازههای بتنی تحلیل بر اساس مقطع ترکخورده انجام میشود.
نکته: قبل از انتخاب گزینه بالا ابتدا باید تیر یا ستونها از منوی SELECT انتخاب شود.
ضرایب ترکخوردگی در تیر و ستون بهصورت زیر تعریف میشود:
الف ) تیرها:
1 – مهار نشده : 0.35 2 – مهارشده : 0.5
ب ) ستونهای متصل به دیوار:
1 – مهار نشده : 0.7 2 – مهارشده : 1
نکته : اگر سازه موردنظر در جهت Y دیوار برشی دارد یعنی اینکه سازه در محور Y مهارشده و در محور X مهار نشده است . پس باید برای تیرهایی که در جهت Y هستند ضریب 0.5 و برای تیرهایی که در جهت X هستند ضریب 0.35 را اعمال کنیم .
Line Springs:
قرار دادن فنر :
توسط این گزینه میتوان در زیر المان انتخابشده فنر قرارداد. ETABS فنر مشخصشده توسط یک عنصر خطی را در محل گرههای ایجادشده در مدل تحلیلی که روی این عنصر خطی قرار میگیرند به فنرهای گرهی تبدیل میکند.
Additional Line Mass:
تعریف کردن جرم یک المان :
توسط این گزینه میتوان جرم یک المان خطی را در واحد طول برای نرمافزار تعریف کرد.
نکته: اگر در DIFINE > MASS SOURCEگزینهیFROM LOAD را انتخاب کرده باشیم نیازی به این گزینه نیست.
Automatic Frame Subdivide:
تقسیم المان :
نرمافزار بهطور خودکار المانها را تقسیم میکند:
Use Line For Floor Meshing:
در این بخش میتوان در صورت نیاز عناصر سطحی را در محل تقاطع با عناصر خطی تقسیمبندی کرد.
اختصاص دادن به سطح :
Assign-Shell/Area:
پس از انتخاب صفحه موردنظر این گزینه فعال میشود.
Wall/Slab/Deck Section:
با استفاده از این گزینه میتوان تخصیص پوستهها را انجام داد (در DEFINEتعریفشدهاند).
Opening:
ایجاد بازشو :
ابتدا قسمت سقف موردنظر را انتخاب کرده و با استفاده از این گزینه در سقف بازشو ایجاد میکنیم.
Diaphragm:
از این دستور برای اختصاص دیافراگم صلب به عناصر سطحی انتخابشده استفاده میشود. وقتی دیافراگم نیمه صلب ( semi rigid ) انتخاب میشود که بازشو( opening ) زیاد باشد .
انواع دیافراگم :
1 – دیافراگم صلب :
دیافراگم فاقد هرگونه تغییر شکل در اثر بارهای جانبی است و نیرویهای جانبی به نسبت سختی اعضای جانبی توزیع خواهد شد .
2-دیافراگم نیمه صلب یا انعطافپذیر :
دیافراگم دارای تغییر مکانهای محسوس بوده و نیروهای جانبی به نسبت سطح بارگیر اعضای باربر جانبی توزیع خواهد شد اگر نسبت فوق بیشتر از 2 باشد نیازی بهمنظور نمودن پیچش تصادفی نیست .
نکته : اگر در پروژه دیوار برشی وجود دارد از منوی Assign > sell area استفاده میکنیم ، بکار بردن دکمهی All مجاز نمیباشد .
Local Axes:
برای دوران سقف (سطح) استفاده میشود.
Shell Stiffness Modifiers:
سختی دیوار برشی:
طبق آبا درصورتیکه دیوار برشی مدل شود میبایست سختی آن بر اساس مقطع ترکخورده مدل شود. ابتدا دیوارهای برشی را انتخاب نموده و به مسیر موردنظر رفته که در این حالت F11 F22 F12 M11 M22 M12 = 0.35 قرار میدهیم.
مقدار سختی بر اساس آئیننامه بایستی از جدول زیر انتخاب گردد:
|
سختی |
مقاطع ترکخورده |
0.35 |
مقاطع ترک نخورده |
0.7 |
اگر در سازه موردنظر دیوار برشی داشته باشیم یعنی سازه مهار جانبی شده و از مقادیر سازه با مهار جانبی استفاده میشود؛اما طریقه واردکردن به این صورت است که یکبار ستونها را انتخاب کرده و به منوی موردنظر میرویم و مقادیر (1) را وارد میکنیم و یکبار ستونها را انتخاب کرده و مقادیر (0.5) را وارد میکنیم.اگر سازه فاقد مهار جانبی باشد باید ضرایب آن را وارد کنیم.
Pier Label:
نامگذاری دیوار برشی :
جهت نامگذاری دیوار برشی از این گزینه استفاده میشود. برای اختصاص ابتدا باید دیوار را انتخاب کرده، به قسمت موجود رفته و به آنیک شماره دهیم.
Spandrel Label:
اسپاندرال :
جهت اختصاص یک شماره به تیر تاقی (اسپاندرال) که ترکیبی از عناصر سطحی (پوسته) و عناصر خطی (قاب) تشکیل میشود جهت گرفتن خروجی نیروهای تیر تاقی از این دستور استفاده میشود.
Area Springs:
ایجاد فنر در پوسته :
اختصاص فنرهای سطحی به عناصر سطحی (فونداسیون).
Additional Area Mass:
تعریف جرم پوسته
با استفاده از این گزینه میتوان جرم پوسته را تعریف کرد.
Area Object Mesh:
تقسیمبندی پوسته :
توسط این گزینه نرمافزار قادر خواهد بود که بهصورت خودکار پوستهها را تقسیمبندی کند.در این جعبه نمایش دو نوع تقسیمبندی برای عناصر سطحی افقی (کفها) و عناصر سطحی غیر افقی (دیوار، رمپ و ...)وجود دارد.
بارگذاری سازه :
Assign-Joint / Point Loads:
بارگذاری گرهها(راهپله ):
Force:
در این گزینه میتوان یک نیروی متمرکز یا یک لنگر متمرکز را بر روی سازه اعمال کرد.
نکته: درصورتیکه نیروی زلزله توسط گزینهیUSER LOAD یاUSER COFF اعمال نشده باشد میتوان نیروی زلزله را با قرار دادن یک جرم در مرکز جرم توسط این گزینه به سازه اعمال کرد.
نکته: جهت بارگذاری راهپله دو راه وجود دارد:
1 ) مدل کردن تیرهای نیمطبقه که در این حالت بار پله هر نیمطبقه محاسبهشده و به تیر مربوط اعمال میشود.
2 ) در این روش تیرهای نیمطبقه مدل نخواهد شد و کل بار راهپله بین 4 ستون کناری تقسیم میشود.
Ground displacement:
میزان نشست در گرههایBASE اعمال میشود. در این گزینه میتوان در سه راستا انتقال و حول سه محور چرخش را اعمال کنیم.
Temperature:
بار حرارتی میتواند بهصورت یکنواخت یا بهصورت غیریکنواخت باشد. درصورتیکه بخواهیم باریک المان را بهصورت یکنواخت حرارتی انتخاب کنیم از گزینهیOBJECT TEMP استفاده میکنیم. درصورتیکه بخواهیم بار غیریکنواخت را انتخاب کنیم لازم است که ابتدا توسط گزینهیJOIN LOAD در قسمت TEMP بارهای حرارتی دونقطه انتهایی فریم را اعمال کرده و سپس در این گزینه در قسمت END POINT TEMP مربع مربوط را فعال میکنیم.
Assign-Frame / Line Loads:
بارگذاری روی المانهای میلهای ( دیوارها )
Point:
نکته: در این نوع بارگذاری میتوان یک نیرو (FORCE) با یک لنگر بر روی یک المان انتخابشده قرارداد. در قسمت POINT LOAD لازم به ذکر است که میتوان 4 بار متمرکز بر روی یک المان اعمال کرد.
نکته: برای تعیین طول المان میتوان طول نسبی (RELATIVE) و طول مطلق (ABSOLUT) را انتخاب کرد.
Distributed:
منظور از مقاطع یعنی اعضای غیر سطحی مانند: تیر، ستون، بادبند میباشند. اغلب بارها بر روی تیر اصلی بهصورت خطی وارد میگردد.
در این گزینه میتوان در قسمت TRAPEZOID LOAD بار گسترده غیریکنواخت را دقیقاً شبیه به بار قسمت قیل تعریف کرد. در قسمت UNIFROM LOADمیتوان بار یکنواخت را با اعمال یک عدد در قسمت LOAD برای المانهای انتخابشده وارد کرد.
Temperature:
بار حرارتی فریم میتواند بهصورت یکنواخت یا بهصورت غیریکنواخت باشد. درصورتیکه بخواهیم باریک المان را بهصورت یکنواخت حرارتی انتخاب کنیم از گزینهیOBJECT TEMP استفاده میکنیم. درصورتیکه بخواهیم بار غیریکنواخت را انتخاب کنیم لازم است که ابتدا توسط گزینهیJOIN LOAD در قسمت TEMP بارهای حرارتی دونقطه انتهایی فریم را اعمال کرده و سپس در این گزینه در قسمت END POINT TEMP مربع مربوط را فعال میکنیم.
Assign-frame / Shell / Area Loads:
بارگذاری روی پوستهها ( کف سقفها )
بارگذاری روی پوستهها به 3 صورت است:
1 ) یکنواخت UNIFORM
2 ) حرارتی TEMP
3 ) بار باد WIND PRESSURE
Uniform:
برای این منظور ابتدا کف موردنظر را انتخاب کرده و سپس به قسمت موردنظر میرویم و پس از انتخاب نوع بار مقدارش را وارد میکنیم.
نکته: لازم به یادآوری است که در هنگام اعمال بار سقفها وزن تیرچهبلوک را از بار مرده سقف کم کنید.
Temperature:
دقیقاً شبیه به المانهای فریم است.
قبل از آنالیز برای درستی مدلسازی مطمئن شویم انجام کارهای زیر توصیه میشود:
1 – تیک قسمتهای موردنیاز در Set Building …. زده شود.
2 – با مراجعه به منوی Display/Show Loads/Joint Point مقادیر بارهای نقطهای اعمالشده به سازه (خرپشته که بهصورت نقطهای به بام واردشدهاند)قابلکنترل و مشاهده است.
3 - با مراجعه به منوی Display/Show Loads/ Frame Line مقادیر بارهای اختصاص دادهشده به اعضای خطی (تیرها)قابلکنترل و مشاهده است.
4 - با مراجعه به منوی Display/Show Loads/ Shell Area مقادیر بارهای گسترده اعمالشده به عناصر سطحی (سقفها)قابلکنترل و مشاهده است (بار مرده وزنده وارد بر سقف).
5 - با مراجعه به منوی Analyze/Check Model …در پنجره بازشده تیک تمام گزینهها زده شود.
7 - منوی ANALYZE:
تحلیل سازه علمی است که عمل نیروها را روی سازه بررسی مینماید و بهعبارتدیگر تأثیر و نحوه انتقال نیروهای مؤثر به سازه که توسط اجزای آ از نقاط تأثیر به تکیهگاه هدایت میگردند ، توسط علمی که تحلیل سازه نامیده میشود موردبررسی و مطالعه قرار میگیرد . هدف از تحلیل ، بررسی پایداری سازه ، تعیین واکنش تکیهگاهی ، تعیین نیروهای دالی ، محاسبه تغییر شکل سازه میباشد .
آنالیز سازه توسط تحلیل ماتریسی و درجه آزادی و سختیهای مصرفشده انجام میشود که بعدازآن میتوانیم تمام نیروهای اعضا مانند ستون ، تیر ، تغییر مکان و جرم سازه را مشاهده کنیم .
Set Analysis Option:
تنظیمات مربوط به آنالیز سازه
Building Active Degrees Of Freedom
تعیین درجات آزادی
در سازههای سهبعدی میبایست 6 درجه آزادسازی را فعال کنیم بنابراین از گزینهی3DFULL استفاده میکنیم .
Set Dynamic Parameters :
تنظیم پارامترهای مربوط به تحلیل دینامیکی:
در قسمت تعداد مدهای ارتعاشی ، تخمین این تعداد مد نوسان یک سازه در ابتدای کار باید با قضاوت مهندسی و حدس اولیه انجام شود. تعداد مدهای نوسان یک سازه اگر سقفها بهصورت صلب تعریفشده باشند سه برابر تعداد طبقات و در غیر صلب بودن شش برابر تعداد طبقات است. بعد از واردکردن این عدد بر دکمهیOK کلیک میکنیم ( پنج طبقه = 3*5 ) .
نکاتی از تحلیل دینامیکی :
طبق بند آییننامه در سازههای نامنظم تا 5 طبقه و یا با ارتفاع کمتر از 18 متر از تراز پایه از تحلیل استاتیکی مجاز است . در غیر این صورت باید از تحلیل دینامیکی ( طیفی یا تاریخچه زمانی ) استفاده کرد . در ایتبس نمودار ضریب بازتاب موجود نمیباشد و باید آن را تعریف کنیم.
( Define > Response Spectrum Function ) پس از رفتن به منوی مربوطه حالت User Spectrum انتخاب و اعداد را وارد میکنیم .( نام را همانند آییننامه ، 2800 اطلاق کنید )
معرفی حالات بار تحلیل طیفی :
پس از تعریف حالات بار تحلیل طیفی با رفتن به منوی Define > Response Spectrum Cases مراحل را وارد میکنیم .
معمولاً در تحلیل دینامیکی طیف ، برش پایهی دینامیکی از برش استاتیکی کمتر میشود . بنا به آییننامهی 2800 استفاده از برش پایهی دینامیکی کمتر از برش پایهی استاتیکی غیرمجاز است . سه شرط در تحلیل طیفی باید در تعیین مدها دخالت داده شود :
1 – استفاده از حداقل 3 مد ( Analysis > Set Analysis Option > Set Dynamic … )
2 – تا زمان تناوب 0.4 ثانیه برای آخرین مد در نظر گرفتهشده
( Display > Show Tables > Modal Information > ( Select Cases/Combo = EQX / EQY / ENX / ENY ) > Modal Participating Mass Ratios > Period < 0.4 Sec )
3 – تا ضریب جذب جرم 90 %
Display > Show Tables > Modal Information > Select Cases/Combo = EQX /EQY/ENX/ENY) > Modal Participating Mass Ratios> SumUX/SumUY/SumRZ)
ضریب جذب جرم در آخرین مد باید از 90 % بیشتر باشد و اگر ضریب کمتر شود تعداد مدها را افزایش داده و دوباره آنالیز را انجام میدهیم .
Set p- Parameters:
تنظیم تحلیل اثر P- :
در سازههای بتونی حتماً باید اثرات پی دلتا در نظر گرفته شود . ترکیب بار اثر موردنظر برای سازههایی که بار زلزله حاکم است، باید بر اساس ترکیب بار زلزله انتخاب شود و در سازههایی که بار باد حاکم است بر اساس ترکیب بار مربوط به بار باد انتخاب میشود . برای مثال در سازههای بتونی درصورتیکه از ترکیب بار ACI – 2005 استفاده شود، با توجه به اینکه ترکیب بار زلزله 1.2DL + 1.7L + (1.4) Eمیباشد.، ترکیب بار موردنظر باید بهصورت1.2D+1.7L وارد شود.
در قسمت Method دو روش برای تحلیل پی دلتا موجود است که :
روش اول برنامه با به دست آوردن جابجایی نسبی طبقات( پیوست 5 آییننامه 2800 ) ، لنگر حاصل از بارهای ثقلی که در اثر تغییر مکان نسبی جانبی به وجود میآیند تعیین میکند که این لنگر باعث نشدید جابجاییهای جانبی و پاسخهای سازه میشود . که در ای حالت طبق آییننامهی 2800 میبایست شاخص پایداری محاسبه شود که از مقدار حداکثر آن 1.25/R کمتر شود . چنانچه در یک سازه ، این مقدار شاخص پایداری بیشتر شود باید در طراحی آن تجدیدنظر شود . همچنین اگر شاخص پایداری سازه متر از 0.1 باشد میتوان از اثرات پی دلتا صرفنظر کرد .
اما درروش دوم ماتریس سختی موسوم به ماتریس سختی هندسی در اثر فشار موجود در ستونها مبتنی بر یکروند تکراری سعی و خطای کاهشیافته و لنگر حاصل از بار جانبی Ms به دست میآید . توصیه میشود در قاب خمشی و حتی باوجود دیوار برشی از این روش استفاده شود . برنامه یکروند تکراری برای هم گرا کردن تغییر مکانهای حاصل از بار جانبی ، ماتریس سختی ستون فشاری را اصلاح میکند ( کاهش سختی ) و در هر مرحله از تحلیل ، همگرایی تحلیل را با کنترل جانبی بررسی میکند . معمولاً در سازههای عادی با تعدادی کمتر از 5 بار تکرار همگرا میشود . در برنامهی ایتبس الگوریتمهای طراحی بر مبنای انجام تحلیل پی دلتا تهیهشدهاند .
نکته : اثرات پی دلتا باعث افزایش لنگر واژگونی و کاهش ضریب اطمینان در برابر واژگونی میشود .
ازآنجاکه طراحی سازههای بتونی در ایتبس با فرض اینکه پی دلتا صورت گرفته انجام میشود ، لذا هنگام طراحی سازه بتونی با ایتبس اجبار میباشد مگر آنکه کاربر اثرات ثانویه نیروی محوری ستونها را به روش دیگری مدنظر قرار دهد .
نکته : ترکیب پی دلتا در آییننامه 2800 بهصورت ترکیب بار حالت بهرهبرداری ، DL+LL میباشد .
نکته: با توجه به ضابطه تغییر مکان نسبی ذکرشده در آئیننامه 2800، به کار بردن تحلیل P- جهت به دست آوردن تغییر مکان نسبی طرح ضروری میباشد .
نکته : با زدن تیک Save Access DB File تمام نتایج تحلیل را ذخیره میکند
Check Model:
بهمنظور کنترل خطاهای ترسیمی و بارگذاری از این دستور استفاده میشود (مقدار Tolerance = 0.01 وارد گردد).
نتایج آنالیزی معتبر است که در آن هیچ پیغام Warning وجود نداشته باشد.
Run Analysis:
با این کار آنالیز سازه شروع میشود و یا برای این کار کافی است کلید F5 را فشار دهیم پس از آنالیز میتوان تغییر شکل سازه را تحت تأثیر هر یک از بارها را مشاهده نمود.
پس از انجام تحلیل باید کنترلهای زیر انجام شود :
1 – کنترل عدم یا هشدار در حین عملیات تحلیل :
2 – تغییر مکان جانبی نسبی طبقه ( Drift ) در محدودهی آییننامه باشد .
3 – کنترل پیچش تصادفی و تعیین مقدار خروج از مرکزیت ( کنترل فاصلهی مرکز جرم و مرکز سختی هر طبقهی ساختمان )
4 – معادلسازی برش پایهی استاتیکی با برش پایهی دینامیکی طیفی در صورت تحلیل دینامیکی
5 – کنترل واژگونی ساختمان ( Over Turing Moment ( OTM Or S.F) )
6 – کنترل حداکثر خیز تیر
7 – کنترل شاخص پایداری
8 : بررسی زمان تناوب تحلیلی با زمان تناوب اصلی .Display/Show Mode Shape
1 : کنترل عدم یا هشدار در حین عملیات تحلیل :
برای اینکه مطمئن باشیم آنالیز بدون مشکل انجامشده به منوی File/Last Analysis Run Log مراجعه کرده که فرآیند بررسی آنالیز سازه در آن جهت درجشده است. باید به متن دقت شود که در متن پیغام خطا (ERROR) و یا اخطار( هشدار ) (WARNING) وجود ندارند.
Warning : بدین معنی میباشد که مشکلی در مدل مشاهدهشده و نرمافزار آن را بهنوعی رفع کرده است اما بهترین حالت این است که خودمان درست انجام دهیم .
علت به وجود آمدن هشدار :
الف – خطا در تعریف Material های فولاد و بتن
ب – بارگذاریهای زیاد و اشتباه
ج – رسم اشتباه تیر یا ستون
د – اشتباه و خطا در تعریفها
Error : بدین معنی است که مشکلی در مدل مشاهدهشده و نرمافزار قادر به رفع آن نیست. در ین حالت عملیات تحلیل به پایان نمیرسد .
علت به وجود آمدن خطا :
الف – وضعیت نامناسب گیردار اعضای خمشی
ب – عدم اتصال تیر به ستون
ج - خطا در تعریف Material های فولاد و بتن
2 : برای کنترل تغییر مکان نسبی میتوان از زمان تناوب تحلیل استفاده کرد . طبق آییننامه 2800 ، تغییر مکان نسبی واقعی طرح در مرکز جرم هر طبقه نباید از مقادیر زیر بیشتر باشد :
الف ) در ساختمان با زمان تناوب اصلی کمتر از 0.7 ثانیه ( T< 0.7 sec ) :
ب ) در ساختمان بازمان تناوب اصلی بیشتر یا مساوی 0.7 ثانیه ( T 0.7 sec ) :
در رابطهی بالا :
کنترل تغییر مکان جانبی نسبی به روش تقریبی : باید توجه شود که دریفت در ایتبس با دریفت آییننامهی 2800 متفاوت میباشد :
برای کنترل جابجایی طبقات Display > Show Tables > Dicplacment را انتخاب کرده و در جعبه Select Cases/Combo بار زلزله ( اگر استاتیکی باشد استاتیکی انتخاب و اگر طیفی باشد طیفی را انتخاب کنیم ) را فعال و گزینهی Diaphragms Drifts ( تغییر مکان نسبی طبقه ) را مشاهده میکنیم .
نکته : برای مشکل دریفت میتوان مقاومت فشاری بتن ( Fc ) را افزایش داد .
3 : اگر پیچش از 5 % بعد مؤثر باشد ، اصلاح گردد .
بررسی خروج از مرکزیت : پس از تعریف دیافراگم صلب و حالات بار جانبی با پیچش تصادفی 5 % با اجرای دستور Display > Show Tables > Building Output { Select/Cases Combo : EQX / EQY } و با انتخاب Center Mass Rigidity محاسبات را انجام میدهیم و اگر جوابگو نبود آن را اصلاح میکنیم .
4 : برشها ملاحظه و در صورت نیاز اصلاح گردد . ( اگر در پروژه از تحلیل طیفی استفادهشده باشد باید اصلاح کنیم )
Display > Show Tables > Displacement / Modal Information’s / Building Output > Select Cases/Combo انتخاب بارهای جانبی و در پنجره بازشده Story Shear مراحل را همانند مثال انجام داده و در صورت مغایرت آن را اصلاح میکنیم.
نکته : مراحل 4 در صورتی انجام میشود که تحلیل طیفی برای پروژه انجام شود . اگر در پروژه تحلیل دینامیکی انجام شود ، کنترلها را بر اساس تحلیل طیفی انجام میدهیم .
5 : کنترل واژگونی ساختمان:
بر اساس آییننامه 2800 بهمنظور حفظ ایستایی سازه در برابر پدیده واژگونی حاصل از نیروهای جانبی وارد بر آن ، ضریب اطمینان برابر 1.75 در نظر گرفتهشده است .
OTM (S.F) =
Mr = لنگر مقاوم: عبارت است از لنگر ناشی از وزن ساختمان (بدون در نظر گرفتن پی) و لنگر ناشی از وزن فونداسیون و خاک روی آن حول بیشترین فاصله تا لبهی پی . در محاسبهی لنگر مقاوم ناشی از بار ثقلی کل بار مرده و آن درصدی از بار زنده ( سربار ) که در محاسبهی نیروی برشی پایه آورده شده است .
Mo = لنگر محرک: لنگر ناشی از نیروی زلزله وارد بر تراز طبقات نسبت به تراز فونداسیون.
نکته : اگر در ساز فقط تحلیل استاتیکی باشد بارهای EQX و EQY انتخاب شوند . و اگر تحلیل طیفی بهکاربرده شود EPX و EPY را حساب کنیم .
Display/Show Tables/Building Output / Select Combo EX Or EY
با انتخاب کشوی Center Mass Rigidity مشخصات جرم و مرکز جرم و مرکز سختی نمایش داده میشود .
نکته : در کشوی Center Mass Rigidity سه پارامتر Ycm و Xcm و CumMassX/Y نیاز میباشد .
نکته : با انتخاب کشوی Story Shears برش پایه ، دو پارامتر لنگر واژگونی MX و MY نیاز میباشد .
W = 103887.7812*9.81*1000 = 1019.14 Ton
Mx = 1142.197057 Ton.m
My = 1137.075028 Ton.m
Mrx = w * ( Xcm ) = 1019.14 Ton * 7.339 = 7489.5
Mry = w * ( Ycm ) = 1019.14 Ton * 6.171 = 6278.2
پس در سازه واژگونی صورت نمیگیرد .
6 : برای کنترل خیز در تیر گزینهی
Display/ Show Member Forces/Stress Diagram/ Frame/Pier/Spandrel Forces
و shear 2-2 را انتخاب میکنیم و با کلیک راستبر روی تیر در پنجره بازشده خیز را کنترل میکنیم . برای خیز تیر بحرانیترین مقطع را انتخاب میکنیم :
شرایط مقطع بحرانی :
الف ) تیر باربر ثقلی باشد
ب ) دارای طول دهانهی بزرگتری باشد
ج ) دارای عرض بارگیر بزرگتری باشد
نکته : اگر خیز در تیر زیاد باشد میتوانیم با افزایش ارتفاع تیر آن را کاهش دهیم .
حداکثر خیز به وجود آمده در تیر :
LL = L/360
Dl + LL = L/240
برای مشاهدهی خیز در قسمت حالت بارگذاری یک نوع بار بهصورت DEFLECTION ( DD + LL ) به برنامه معرفی شود .
نکته : در سازههای بتونی نگران خیز نیستیم .
7 : کنترل شاخص پایداری
برای کنترل شاخص پایداری طبقات ( باید پارامترهای P و H و V و تعیین گردد . V و از خروجی تحلیل سازه برداشت کنید. اما برای P ابتدا به MASS SOURCE رفته و جرم طبقات را به L + D + WALL تغییر داده و سپس تحلیل میکنیم و مشخصات را از CENTER MASS RIGIDITY دریافت میکنیم .
نکته : اگر شاخص پایداری طبقه :
1 - = باشد :
احتمال ناپایداری وجود دارد و باید در طراحی تجدیدنظر شود .
2 - = باشد :
اثر پی دلتا قابلملاحظه بوده و باید اجبار بهصورت مناسبی در تحلیل سازه لحاظ گردد .
3 - = باشد :
اثر پی دلتا برای لنگر خمش و برش قابل صرفنظر کردن است اما در جهت اطمینان و با توجه به این نکته برای ایتبس پیشفرض طراحی برنامه برای سازه بتونی بر اساس انجام پی دلتا است ، حتماً اثر پی دلتا در محاسبات لحاظ شود .
نکته : هر چه شاخص پایداری به سمت صفر برود عضو پایدارتر و هر چه شاخص پایداری به سمت 1 برود عضو ناپایدارتر میشود .
8 : بررسی زمان تناوب تحلیلی بازمان تناوب اصلی :
پس از رفتن به مرحله موردنظر در پنجره کشویی DISPLAY > SHOW MODE SHAPE را انتخاب کرده و مقدار را برابر 1 قرار میدهیم ( چون تحت مد 1 سازه همواره در جهت ضعیف حرکت میکند ) با این ترفند میتوان جهت ضعیف سازه را تشخیص داد . پریود سازه تحت مد 1 ، پریود تئوری سازه میباشد ( فرض زمان تناوب خروجی از برنامه مساوی 1.1159 و ارتفاع 15.2 باشد ) .
تئوریT≥T تجربی*1.25
0.07*15.2^0.75 = 0.64 0.64*1.25 = 0.8 < 1.1159
0.05*15.2^0.75 = 0.46 0.46*1.25 = 0.575 < 1.1159
به دلیل اینکه زمان تئوری کوچکتر است ، پس نمیتوان از زمان تئوری بهجای زمان تناوب تجربی استفاده کرد .
8 - منوی DISPLAY:
Show Deformed Shape:
برای مشاهدهی تغییر شکلهای سازه ( علیالخصوص مشاهدهی تغییر شکلهای جانبی ناشی از بارهای زلزله و مقایسه با مقادیر مجاز آییننامهای )
Show mode shape:
برای مشاهدهی مد های نوسانی و زمانهای تناوب آنها در حالتی که آنالیز دینامیکی فعالشده است .
Show Member Forces/Stress Diagram/ Support/Spring Reactions
مشاهده واکنشهای تکیهگاهی
Show Member Forces/Stress Diagram/ Frame/Pier/Spandrel Forces:
در پنجره بازشده با توجه به بار موردنظر انتخابشده، نمودار برش، خمش، نیروی محوری، پیچش و خیز برای اعضای خطی (تیر، ستون و بادبند)، اعضای سطحی (بهطور خاص اجزای PIER و SPANDREL در دیوار برشی) را نمایش میدهد.
Show Member Forces/Stress Diagram/ Shell Stresses / Forces
مشاهده تنشها و نیروها در قسمتهای مختلف المانها پوستهای(بهطور خاص در دیوار برشی جهت کنترل ترکخوردگی یا عدم ترکخوردگی دیوار برشی).
Show Energy/Virtual Work Diagram
مشاهده انرژی در قسمتهای مختلف
Show story response plots
مشاهدهی نمودار حداکثر تغییر مکان نسبی طبقات
Show Tables
این کنترلها برای اطمینان از صحت نتایج انجام میشود و البته لازم است که جهت این مسئله نتایج دستی برای برخی اجزا بهصورت دقیق یا حداقل تقریبی موجود باشد و یا با قضاوت مهندسی بتوان محدودهای از جوابها را برای هر یک از اجزا حدس زد.
1 : نمایش وزن اسکلت سازه :
Show Tables/Building Output / Model Definitions / Material List
Material list by element: وزن تیر ، ستون و بادبند بهطور جداگانه
Material list by section: وزن مقاطع بهکاررفته در سازه بهطور جداگانه به همراه طول آنها
Material list by story: وزن اسکلت و مقدار فولاد مصرفی در هر طبقه در هر مترمربع
2 : نمایش توزیع بار زلزله :
Show Tables/Load Definition / Auto Seismic Load To Stories
یادمان باشد حالت بارهای جهات اصلی را انتخاب کنیم .
Show Tables/ Displacement :
3 : بررسی تغییر مکان نسبی طبقات :
پس از رفتن به منو بارهای زلزله 0 EQX و EQy را انتخاب و سپس به story drift میرویم .
مشاهدهی Drift طبقات : تغییر مکان جانبی سازه در طبقه نسبت به طبقهی بعدی میباشد . تغییر مکان باید از 0.005 متر کمتر باشد .
9 - منویDESIGN(طراحی):
پس از کنترلهای انجامشده نوبت به طراحی سازه میرسد . ابتدا از پروژه SAVE AS گرفته و نام جدید را DESIGN و سپس طراحی را انجام میدهیم .
معرفی نوع سازه به نرمافزار :
برای طراحی باید نوع ساختمان را به نرمافزار معرفی کرد . از منوی DESGIN > OVERWIRTE FRAME DESGIN PROCEDURE و نوع ساختمان اعم از بتنی یا فلزی و ... را انتخاب میکنیم .
معرفی نوع سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی :
ابتدا کل سازه را انتخاب و Design > concreate frame design > view reviseover writhe رفته و در پنجره بازشده نوع سیستم موردنظر را انتخاب میکنیم مثلاً برای سازههای قاب خمشی بتنی متوسط در قسمت element type به sway intermediate ( قاب خمشی بتنی متوسط ) تغییر میدهیم .
توجه شود با هر بار باز کردن قفل باد این کار را انجام دهیم .
طراحی سازهای بتونی بر اساس آییننامه :
ابتدا آییننامه موردنظر را Option > preferences > concrete frame design or steel frame design انتخاب میکنیم و در قسمت UTILIZATION FACTOR LIMIT را برابر 0.05 یا 0.999 قرار میدهیم .
کنترل ترکیب بارهای سازه بتونی:
DESIGN > CONCREATE FRAME DESIGN > SELECT COMBO و بارهایی که ساختمان باید با آن طراحی شوند را انتخاب میکنیم .
( طراحی ) START DESIGN / CHECK OF STRUCTURE
نکته : حتماً قبل از طراحی سازه آنالیز شده باشد .
بعد از انجام تمام مراحل ذکرشده و تمام کنترلها به قسمت موردنظر رفته تا نرمافزار شروع به طراحی کند. بعد از اتمام طراحی دادههای نرمافزار به دو صورت قابلبرداشت بوده و توسط آنها ما آرماتورهای طولی و خمشی تیرها و ستونها را مشاهده میکنیم . پس از طراحی روی المانها در صد میلگردهای طولی تیر و ستون را نشان میدهد . مقاطع استفاده باید هم ازنظر اقتصادی و هم اجرایی بهینه کنیم .
البته نکته حائز اهمیت در قسمت FRAME SECTION مقاطع میباشد که از نوع DESIGN یا CHECKED انتخابشده باشد .
نکته : باید دقت شود که روند مقدار مساحت آرماتورها از بالا کم و به پایین زیاد شود .
معانی خروجیهای طراحی :
LONGITUDINAL REINFORCING : آرماتور طولی
REBAR PERCENTAGE : درصد آرماتور نسبت به مقطع
SHEARE REINFORCING : آرماتور برشی
COLUMN P – M – M INTERACTION RATIO : تنش ستون
BEAM / COLUMN CAPACITY RATIO (6/5): نسبت تیر به ستون
/ BEAM CAPACITY RATIO COLUMN: نسبت ستون به تیر
JOINT SHEARE CAPACITY RATIS : نسبت ظرفیت برشی نقاط
TORISION REINFRCING : آرماتور پیچشی
1 ) طراحی آرماتورهای ستون:
الف ) طراحی آرماتور طولی ستون:
نکته : با افزایش درصد طولی در مقطع ستون احتمال کرمو شدن بتن فراهم میگردد که کاهش قابلملاحظهای در ظرفیت باربری ستون به وقع میپیوندد .
نکته : حداقل فولاد آرماتور طولی ........... و حداکثر آن ...... میباشد .
نکته : حداقل تعداد آرماتور طولی برای مقطع مستطیلی 4 عدد ، مقاطع دایرهای 6 عدد ، مثلثی 3 عدد میباشد .
نکته : حداقل فاصلهی آرماتور طولی بهصورت ( 40 میلیمتر ، d1.5 ) تعیین میکند .
نکته : حداقل ابعاد ستون 350 میلیمتر میباشد .
مهمترین کنترل ستون در همین قسمت میباشد که قطعات باید دقیق کنترل شوند با اجرای منوی DESIGN > CONCREATE FRAME DESGIN > DISPLAY DESIGN INFO > COLUMN P – M – M INTERACTIONS RATIOS مقادیر رنگی بر روی ستون نشان داده میشود :
0.0 تا 0.50 : رنگ بین آبی :
اگر تیر و ستون در این محدوده قرار گیرند بیشازحد غیراقتصادی بوده و ابعاد آ بسیار بزرگ است و باید مقطع را کوچکتر کرد .
0.5 تا 0.0.70 : رنگ بین سبز :
اگر تیر و ستون در این محدوده قرار گیرند مقطع خوب اما بازهم غیراقتصادی میباشد .
0.70 تا 0.90 : رنگ بین زرد :
اگر تیر و ستون در این محدوده قرار گیرند مقطع بسیار خوب و نیازی به تغییر نمیباشد .
0.90 تا 1.00 : رنگ بین بنفش :
اگر تیر و ستون در این محدوده قرار گیرند مقطع اقتصادی میباشد ولی میبایست احتیاط شود و ازنظر طراحی در مرحلهی خطر است .
1.00 : رنگ بین قرمز :
اگر تیر و ستون در این محدوده قرار گیرند مقطع قابلقبول نمیباشد و میبایست به ابعاد طراحی اضافه گردد .
ب ) طراحی خاموت برشی ستون :
2 ) طراحی آرماتورهای تیر :
الف ) طراحی آرماتور طولی تیر :
ب ) طراحی خاموت تیر :
بر اساس آئیننامه حداقل سطح مقطع موردنیاز خاموت از رابطهی زیر به دست میآید :
همچنین بر اساس آییننامه طول فاصله خاموت ها در طولی به اسم طول بحرانی بایستی کمتر در نظر گرفته شود. طول بحرانی از دو برابر تیر برابر است با:
L0 = 2 * D
در ای طول بایستی حداکثر فاصلهی مجاز بین خاموت ها کوچکترین مقدار از مقادیر زیر باشید:
تغییر رنگ اعضا:
OPTION/COLOR/
برای طراحی سازههای فولادی روش متفاوت نسبت به طراحی سازههای بتنی دارد.