بدست آوردن مقاومت و سختی طبقه در ایتبس؟

[mehdiyeganeh84]

با سلام

برای بررسی نامنظمی سازه در ارتفاع، مقاومت جانبی و سختی جانبی طبقه را چگونه از ایتبس میتوانیم بدست بیاوریم؟

[admin]

برای سختی جانبی در حالت بار جدید از نوع seismic و حالت user load در مرکز جرم طبقه مورد نظر یک بار دلخواه معرفی کنید. سپس در مدل سازه ای با تکیه گاه های مناسب حرکت جانبی طبقه زیر طبقه مورد نظر را ببندید و سازه را آنالیز کنید و جابه جایی جانبی سازه در آن طبقه را برداشت کنید. حاصل تقسیم نیروی جانبی به آن جابه جایی سختی جانبی آن طبقه است. این یکی از روشها است ممکن است روشهای دیگری هم باشد که ساده تر باشد

در مورد مقاومت جانبی هم راه حلهای مختلفی ممکن است وجود داشته باشد. راه حلی که به نظر من میرسد این است که اول برش های طبقات را در جهت مورد نظر استخراج کنید در هر طبقه تحت ترکیب بارهایی که در آن بار زلزله جهت مورد نظر قالب است ( صد در صد بار زلزله ان جهت در آن حضور دارد) برای تمامی اعضای آن طبقه بزرگترین مقادیر نسبت D/C ( تقاضا به ظرفیت ) را استراج کنید. بین تمام اعضا بزرگترین عدد را برداشت کنید و برش طبقه را به آن عدد تقسیم کنید عدد به دست آمده را میتوانید به صورت تقریبی مقاومت طبقه در نظر بگیرید. البته این یک روش تقریبی است و فرض بر این است که حداکثر نیرویی که طبقه میتواند تحمل نماید مقداری است که بر اساس آن یکی از اعضای طبقه به بار نهایی خود برسد. با توجه به نامعینی سازه این فرض نمیتواند فرض درستی باشد و در واقع بعد از رسیدن عضو بحرانی به بار نهایی خود اعضای دیگر میتوانند هنوز به باربری ادامه دهند.

یک راه حل دیگر در مورد مقاومت اینست که شما برای هر یک از اعضای باربرجانبی طبقه در جهت مورد نظر حداکثر نیروی جانبی در جهت مورد نظر را محاسبه کنید. مثلا در مورد ستونهای قاب خمشی باید فرض کنید که دو انتهای ستون به لنگر حداکثر مجاز رسیده است و بر اساس تعادل با این لنگرها مقدار  برش را به دست اورید که البته خود مقطع ستون باید این برش را نیز بتواند تحمل کند. در مورد بادبندها هم تبعاً بر اساس ظرفیت محوری آنها در فشار یا کشش میتوانید این محاسبه را انجام دهید. با جمع کردن این مقادیر با هم میتوانید مقاومت طبقه را به دست اورید.  این راه حل کمی از راه حل قبلی تقریب کمتری دارد و البته به مقاومت بالاتری منجر میشود. ولی نکته ای که هست اینست که فرض بر این است که در این روش همه اعضا میتوانند به ظرفیت جانبی خودشان برسند در حالی که ممکن است قبل از رسیدن به ظرفیت جانبی، سازه دچار ناپایداری شده و دیگر توان باربری جانبی نداشته باشد

راه حل دقیقتر استفاده از روشهای تحلیل غیرخطی و رسم دیاگرام پوش آور برش - تغییر مکان جانبی تا رسیدن به نقطه نهایی ظرفیت سازه است که روش ساده ای نیست

چون معمولاً محاسبه مقاومت جانبی جهت مقایسه نسبی بین طبقات مد نظر است ( مثلاً برای بررسی ضوابط منظمی سازه در ارتفاع) روش های ساده شده بالا هم میتواند تا حد زیادی جوابگو باشد.

[mehdiyeganeh84]

آقای مهندس در مورد محاسبه سختی طبقه، حرکت جانبی طبقه زیرین را چگونه در طبقه زیرین با تعریف تکیه گاه ببندیم؟انتهای ستونهای طبقه زیرین را گیردار کنیم؟

[admin]

آقای مهندس در مورد محاسبه سختی طبقه، حرکت جانبی طبقه زیرین را چگونه در طبقه زیرین با تعریف تکیه گاه ببندیم؟انتهای ستونهای طبقه زیرین را گیردار کنیم؟

در محل قابهای مقاوم جانبی یک تکیه گاه معرفی کنید که در آن حرکت جانبی در جهت مورد نظر و حرکت در راستای محور z بسته شده باشد

[Ghahramani]

با سلام

برای بررسی نامنظمی سازه در ارتفاع، مقاومت جانبی و سختی جانبی طبقه را چگونه از ایتبس میتوانیم بدست بیاوریم؟

البته ETABS2015 سختی طبقات را محاسبه و نشان می دهد.

 

 

[mehabb]

با سلام

در ادامه نظرات همكاران    با توجه به تعريف آيين نامه 2800 ويرايش چهارم از سختي طبقه؛ روش مورد نظر آيين نامه با روش برنامه ETABS متفاوت است. بنابراين قبل از استفاده از روشي كه جناب مهندس قهرماني اشاره فرمودند لازم است بار زلزله اي به نام F از نوع User loads تعريف شود؛ سپس از قابليت اشاره شده استفاده  كرد.  شكل زير را ببينيد:

 

 

مي توانيد از ويديوهاي زير كه براي برنامه ETABS 2015 تهيه كرده ام به عنوان راهنما استفاده نماييد.

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

[Ghahramani]

چرا باید تعریف سختی در نرم افزار با آئین نامه متفاوت باشد؟؟ کمی عجیب نیست؟

[mehabb]

چرا باید تعریف سختی در نرم افزار با آئین نامه متفاوت باشد؟؟ کمی عجیب نیست؟

حق با شماست هرچند هر دو روش با تعريف كلاسيك سختي اختلاف دارند. با اين حال؛  روش آيين نامه 2800 با روش توصيه شده ASCE  يكسان است. البته به نظرم همين خروجي برنامه هم براي مقايسه نسبي سختي ها كافي باشد. به عبارت ديگر با روش خود نرم افزار هم مي توان نامنظمي در توزيع سختي را مشاهده كرد. 

[mehabb]

اما محاسبه مقاومت طبقه يا نامنظمي طبقه ضعيف دشوار است زيرا مفهوم مقاومت طبقه تعريف روشني ندارد. اين نكته حتي در مورد سيستم هاي ساده اي مثل سيستم هاي مهاربند x و قاب خمشي صادق است. مطالب زير با استفاده  راهنماي بارگذاري لرزه اي آيين نامه ASCE توضيح داده مي شود:

براي قاب خمشي شكل زير را درنظر بگيريد:

 

در قسمت الف شكل فرض شده است كه مكانيزم ستوني تشكيل مي شود. اين نوع مكانيزم تنها در صورتي ايجاد مي شود كه تير نسبت به ستون قوي تر باشد (كه در قاب هاي خمشي ويژه اجازه داده نشده است). مكانيزم نشان داده شده در قسمت ب شكل مكانيزم مطلوب تيري است. اين مكانيزم در حقيقت نادرست است زيرا مكانيزم تيري يك طبقه اي امكان وقوع ندارد زيرا ضروري است مفاصل پلاستيك در تمام تيرهاي تمام طبقات تشكيل شود. علاوه بر اين، در پاي ستون گيردار هم بايد مكانيزم تشكيل شود. 

با استفاده از اين مفروضات؛ تفسير آيين نامه فولاد آمريكا، روابطي براي محاسبه مقاومت طبقه براي مكانيزم هاي شرح داده شده پيشنهاد كرده است. هرچند ضروري است توجه شود هدف آيين نامه فولاد از ارايه اين روابط پايداري قاب ها بوده است نه بررسي نامنظمي ها:

براي مكانيزم ستوني (طبقه اي) رابطه زير:

 

و براي مكانيزم تيري رابطه زير:

 

 

در روابط فوق M لنگرهاي پلاستيك ستون (رابطه اول) و تير (رابطه دوم) مي باشد. از روابط فوق مي توان براي محاسبه تخميني از سختي طبقات استفاده كرد. در صورتي كه عضو داراي نيروي محوري باشد بايد اندركنش اين دو در محاسبات لحاظ شود. 

براي سيستم هاي دوگانه تنها راه مطمئن آشكار كردن اين نوع سختي استفاده از تحليل هاي غيرخطي و از جمله تحليل استاتيكي غيرخطي است. البته بايد اين نكته را يادآوري كرد  كه اين نوع نامنظمي گرچه بسيار خطرناك است ولي در صورتي كه يك سازه طبق ملزومات آيين نامه 2800 و آيين نامه طراحي مرتبط  طرح شده باشد امكان بروز كمي دارد زيرا برش طبقات از بام به سمت پايه افزايش مي يابد و بنابراين مورد انتظار است كه مقاومت طبقات هم به همين شكل افزايش يابد. 

 

 

[mehabb]

نگاهی دقیق تر به روش های رایج محاسبه سختی طبقات

 

همانطور که ذکر شد دو روش رایج برای محاسبه سختی طبقات وجود دارد که به صورت خلاصه در شکل زیر نمایش داده شده است:

 

از آنجا به بحث محاسبه سختی ها در بررسی نامنظمی ها اهمیت دارد این روش ها در این یادداشت فنی به صورت دقیق تری مورد بررسی قرار گرفته است.

برای بررسی مسئله محاسبه سختی طبقات سازه شکل زیر را در نظر بگیرید. این سازه، یک قاب خمشی یک دهانه چند طبقه است. سختی ستون ها و تیرها در هر تراز با یکدیگر برابر است. سه پیکربندی تحلیل شده است که هر کدام دارای نسبت سختی تیر به ستون متفاوتی به شرح زیر است:

نسبت سختی تیر به ستون برابر  0.01: در نتیجه سازه مثل یک طره عمودی عمل می کند.

نسبت سختی تیر به ستون برابر 1.00: در نتیجه سازه به صورت قاب خمشی عمل می کند.

نسبت سختی تیر به ستون برابر 100: در نتیجه سازه مثل یک قاب برشی رفتار می کند.

همه سیستم ها دارای تکیه گاه گیردار هستند. دو روش برای محاسبه سختی جانبی هر طبقه مورد استفاده قرار گرفت:

روش 1: سازه با بار جانبی واحد در هر تراز بارگذاری شد (همه ترازها همزمان)، دریفت درون طبقه ای در هر تراز محاسبه شد و سختی هر طبقه با تقسیم برش طبقه بر دریفت طبقات محاسبه گردید. یک مرحله بارگذاری در این روش مورد نیاز است.

روش 2: سازه با بار واحد مثبت در تراز i و بار واحد منفی در تراز i-1 بارگذاری می شود. دریفت طبقه مورد نظر محاسبه می شود و با معکوس کردن آن، سختی طبقه قرار گرفته بین تراز i,i-1 محاسبه می شود. ده بارگذاری جداگانه برای محاسبه دریفت به این روش مورد نیاز است.

نتیجه تحلیل سازه های ذکر شده در شکل 2 نشان داده شده است. قسمت a این شکل برای سیستمی با نسبت سختی تیر به ستون 0.01 می باشد. دو روش مورد اشاره نتایجی کاملا متفاوت برای سختی طبقات بدست داده اند و در هر روش سختی به میزان قابل توجهی در پایین ترین طبقه افزایش یافته است.

 

این نکته به خصوص در روش دوم بیشتر مشهود است. افزایش سختی ناشی از تکیه گاه گیردار تراز پایه است. تغییر سختی در ارتفاع بر اثر شرایط تکیه گاهی و دوران جسم صلب طبقات بالایی است و انطباقی بر تغییرات واقعی سختی در سازه ندارد.

نتیجه برای نسبت سختی تیر به ستون 1  در قسمت b نمایش داده شده است. مجددا نتایج دو روش اختلاف قابل توجهی دارند؛ و البته روش 2 مقادیر بزرگتری برای سختی به دست داده است. روش  1 تغییرات قابل توجهی در ارتفاع ساختمان را نشان می دهد ولی روش 2 به جز در اولین طبقه سختی یکنواختی را نشان می دهد. مجددا افزایش سختی در طبقه اول ناشی از شرایط گیرداری تکیه گاه است.

نتایج برای تیرهای قوی در قسمت c نشان داده شده است. در این حالت دو روش نتایج مشابهی را نشان می دهند و البته با روش 2 مقادیر بزرگتری از سختی نسبت به روش 1 محاسبه شده است. گرچه تاثیر تکیه گاه گیردار روی نتایج در این جا هم تا حدودی دیده می شود ولی به نسبت حالات قبل کمتر است.

به نظر می رسد روش 2 نتایج بهتری به نسبت روش 1 بدست می دهد؛ زیرا در روش 2 سختی های گزارش شده یکنواخت تر هستند ( که برای سازه مورد بررسی کاملا مورد انتظار است). نتایج حاصل از روش 1 بسیار تحت تاثیر دوران های انباشته شده در طبقات پایین تر طبقه مورد بررسی است. برای نمونه، برای سازه با نسبت سختی تیر به ستون کمتر، تقریبا تمام دریفت طبقات بالاتر ناشی از دوران حالت صلب بوده است.

نتایج حاصل از تحلیل های فوق به قرار زیر است:

1.       روش 1 نباید برای محاسبه سختی طبقات مورد استفاده قرار گیرد.

2.       روش 2 ترجیح داده می شود. ولی سختی محاسبه شده در طبقات پایین سازه مجازا بالاست که این به دلیل حالت تکیه گاهی صلب است. علاوه بر این سختی طبقات بالاتر به دلیل دوران صلب ممکن به صورت غیر واقعی کمتر محاسبه شود. هرچند به نظر می رسد این روش برای قاب های خمشی قابل اعتماد باشد ولی نتایج آن می تواند برای سازه های مشابه حالت الف (سازه های بلند، سازه های با دیوار برشی لاغر و قاب های مهاربندی شده) غیرواقعی باشد. 

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

[ABBASNAZARI1367]

درود بر همه فرهیختگان علم و ادب...

در خصوص افزایش سختی یک طبقه نسبت به طبقات بالا و پایین خود، در ایتبس ، کسی از دوستان می تواند راهنمایی کند؟

مثلا یک قاب ۱۰ طبقه داریم که قصد داریم سختی طبقه ۵ ام آن دو برابر سختی طبقه پایین و بالای خود باشد

 

در صورت امکان پاسخ را به آی دی تلگرام من ارسال کنید با سپاس

09383081370