آمادگی آزمون محاسبات

طراحی قاب مهاربندی شده ویژه SCBF مطابق مبحث دهم (قسمت دوم)

بازدید: ۶۷۳

در قسمت اول طراحی قاب مهاربندی شده ویژه SCBF ( این لینک ) به شرح ۱۵ مورد از گام به گام  طراحی تیر ها و ستون های  این مهاربند ها در نرم افزار Etabs اشاره کردیم و در ادامه این آن در این پست موارد دیگری که باید برای طراحی مهاربند های همگرای ویژه در ایتبس بدانید را باهم بررسی خواهیم کرد…

۱۶- برای اعمال نیروی FT1 مهاربند ۲UNP100 در جدول ۲ ابتدا دو مهاربند کششی طبقه Story1 و Story2 در قاب محور ۱و ۳ را همانند شکل ۷ انتخاب کنید. سپس از منوی Assign مسیر …Frame Loads> Point را انتخاب کنید. در پنجره جدید ظاهر شده ابتدا حالت بار FT1 را در جعبه Load Pattern Name انتخاب نمایید. در ادامه گزینه Local1  را در مقابل جعبه Direction of Load Application همانند شکل ۷ انتخاب کنید. مطابق جدول ۲ در بخش Point Loads در ستون ۰ مقدار ۷۷۷۶۰ و در ستون ۱ مقدار ۷۷۷۶۰- را وارد و بر روی گزینه OK کلیک کنید.

مهاربند ویژه SCBF

شکل ۷ اعمال نیروی مهاربند کششی برای طبقه اول و دوم

۱۷- در ادامه مابقی مهاربندهای کششی در سایر طبقات را در نرم افزار Etabs انتخاب کرده و مقدار بار ۶۳۳۶۰ را دقیقا همانند بند ۱۶ و مطابق شکل ۸ اعمال کنید.

اعمال نیروی مهاربند کششی

شکل ۸ اعمال نیروی مهاربند کششی برای طبقه سوم، چهارم و پنجم در طراحی قاب مهاربندی شده ویژه SCBF

۱۸- اکنون باید در Etabs  نیروی FCI را به گره های انتهایی در مهاربندهای فشاری اعمال کرد. برای این منظور ابتدا مهاربندهای ۲UNPI00 فشاری در دو طبقه اول همانند شکل۹ انتخاب کنید. سپس از منوی Assign هم مسیر …Frame Loads> Point را انتخاب کنید.

در پنجره جدید ظاهر شده ابتدا حالت بار FC1 را در جعبه Load Pattern Name انتخاب نمایید. مطابق جدول ۲در بخش Point Loads در ستون ۰ مقدار ۴۵۲۸۵ و در ستون ۱ مقدار ۴۵۲۸۵ را وارد و بر روی گزینه OK کلیک کنید.

اعمال نیروی مهاربند فشاری FC1

شکل ۹ اعمال نیروی مهاربند فشاری FC1 برای طبقه اول و دوم

۱۹- در این گام مهاربندی فشاری ۲UNP80  را در سایر طبقات استفاده کرده، و همانند دستور گفته شده در بند ۱۸ مقدار بار گره ای را برابر۳۱۴۴۴ همانند شکل ۱۰ وارد کرده و بر روی گزینه OK  کلیک کنید.

اعمال نیروی مهاربند فشاری FC1

شکل ۱۰ اعمال نیروی مهاربند فشاری FC1 برای طبقه سوم، چهارم و پنجم

۲۰-  در ادامه طراحی قاب مهاربندی شده ویژه SCBF باید نیروی FC2 در جدول ۲ را به مهاربندهای فشاری اعمال کرد. این نیرو برای مهاربندهای ۲UNP100 برابر ۱۳۵۸۶ و برای مهاربند ۲UNP80 برابر ۹۴۳۳ خواهد بود که برای اعمال آن باید مراحل گفته شده در بند ۱۸و ۱۹را عینا تکرار کنید؛ با این تفاوت که اولا مقدار بارها به شرح گفته شده است و همچنین باید الگوی بار FC2 را انتخاب کنید که این مسئله در شکل ۱۱ نمایش داده شده است.

اعمال نیروی مهاربند فشاری FC2

شکل ۱۱ اعمال نیروی مهاربند فشاری FC2

۲۱- پس از بارگذاری، به جهت اینکه نیروی محوری در تیرها ناشی از بارهای اعمال شده در آنالیز و طراحی آنها دیده شود باید دیافراگم سقف طبقات را از حالت صلب به حالت نیمه صلب خارج کرد. لازم به ذکر است که چنانچه سقف سازه صلب مدل سازی شود، نرم افزار اجازه وارد شده هیچ نیروی محوری به تیرها را نخواهد داد که در این بخش این کار خلاف ضوابط آیین نامه ای است. لذا باید حتما دیافراگم سقف را از حالت صلب به حالت نیمه صلب تبدیل کرد.

برای این منظور از منوی Define گزینه Diaphragms را انتخاب نمایید. در پنجره جدید ظاهر شده مقطع دیافراگم اختصاص داده شده به مدل را انتخاب کرده و بر روی گزینه Modify/ Show Diaphragm کلیک کنید و در پنجره جدید ظاهر شده همانند شکل ۱۲ گزینه Semi Rigid را انتخاب و بر روی گزینه OK کلیک کنید.

دیافراگم نیمه صلب برای سقف طبقات

شکل ۱۲ انتخاب دیافراگم نیمه صلب برای سقف طبقات

آموزش etabs

۲۲- به جهت اینکه اثر مهاربندها در سازه به نوعی حذف شده اند (مهاربندها در مدل کشته شده اند و هیچ توانی برای تحمل بارهای جانبی ندارند) باید سازه را در راستای مهاربندها مقید کرد که این مسئله به صراحت در آیین نامه نیز آمده است. برای این منظور از منوی Analyze گزینه Set Active Degree or Freedom را انتخاب کنید. در پنجره جدید ظاهر شده به جهت جلوگیری از بروز خطاهای محاسباتی همیشه درجه آزادی دورانی در راستای محور قائم (RZ) را باید مقید کرد.

همچنین بسته به اینکه مهاربندها در کدام راستا است باید درجه آزادی انتقالی در آن راستا (UX یا UY) را باید مقید کرد. به عنوان مثال اگر مهاربندها در راستای Y با شد باید درجه آزادی UY مقید گردد و چنانچه در راستای X باشد باید درجه آزادی انتقالی UX مقید می گردد. اگر در هر دو راستا مهاربند وجود داشته باشد باید هر دو درجه آزادی را مقید کرد در این پروژه مهاربندها در راستای Y بوده و باید درجه آزادی RZ و UY را مقید کرد که برای این منظور همانند شکل ۱۳ باید این دو گزینه را غیر فعال کرد و مابقی گزینه ها باید فعال باشند.

مقید کردن درجه آزادی RZ و UY

شکل ۱۳مقید کردن درجه آزادی RZ و UY

۲۳- پس از انجام مراحل گفته شده، سازه را آنالیز کنید. برای این کار می توان روی آیکنآیکن1 از نوار ابزار فوقانی نرم افزار کلیک کرد.

۲۴- قبل از شروع به طراحی ستون ها و همچنین تیرهای نظیر دهانه مهاربندی شده، ابتدا لازم است ترکیب بارهای معرفی شده در جدول ۲ را برای طراحی به نرم افزار معرفی نمایید.

از این رو از منوی Design گزینه Steel Frame Design> Select Design Combinations…  را انتخاب کنید. در پنجره جدید ظاهر شده مطابق شکل ۱۴ ابتدا کلیه ترکیب بارهایی که در فایل اصلی به عنوان ترکیب بارهای طراحی به نرم افزار در لیست Design Combinations معرفی شده اند را به قسمت List of Combinations منتقل کنید. سپس در قسمت List of Combinations ترکیب بارهای NewC1 تا NewC4 را انتخاب کرده و آنها را به لیست Design Combinations اضافه کنید. در نهایت بر روی گزینه OK کلیک کنید.

طراحی تیر ها و ستون ها نظیر دهانه مهاربند

شکل ۱۴ ترکیب بارهای مورد نیاز برای طراحی تیر ها و ستون ها نظیر دهانه مهاربند در قاب مهاربندی شده ویژه SCBF

۲۵- در مرحله بعد سازه را طراحی کنید. برای این کار می توان روی آیکنآیکن 2 از نوار ابزار فوقانی نرم افزار کلیک کرد.

۲۶- پس از پایان مرحله طراحی، تمامی ستون ها و تیرهای نظیر دهانه مهاربندی شده را مورد کنترل قرار دهید، در شکل ۱۵ نسبت نیرو به ظرفیت را برای ستون ها و تیرهای دهانه مهاربندی شده در قاب محور ا نمایش داده می شود. برای نمایش نسبت بار به ظرفیت المان های فولادی مسیرDesign > Steel Frame Design > Display Design Info را انتخاب کنید. در پنجره جدید ظاهر شده ابتدا گزینه Design Output را انتخاب کرده و سپس در جعبه مقابل آن گزینهP – M Ratio Colors & Value را انتخاب کنید.

۲۷- همان طور که از شکل ۱۵ پیداست، تمامی تیرها جوابگو می باشند و نیازی به تغییر در فایل اصلی نخواهند داشت. اما ستون نشان داده شده در شکل دارای نسبت نیرو به ظرفیت بزرگتر از ۱.۰ می باشد و لذا باید مقطع این ستون را به مقاطع قوی تری تغییر داد. دیگر ستون های دهانه های مهاربندی شده در این قاب مشکلی ندارند.

تیر ها و ستون ها قاب مهاربندی شده ویژه SCBF

شکل ۱۵ تیر ها و ستون های طراحی شده دهانه مهاربندی شده در قاب مهاربندی شده ویژه SCBF محور ۱

۲۸- برای تغییر سایز المان هایی که در این کنترل دارای ضعف هستند (که در شکل ۱۵ یک ستون این وضعیت را دارد). روی اعضا به صورت جداگانه کلیک کرده و در پنجره جدید ظاهر شده روی گزینه Overwrites کلیک کنید. در پنجره جدید ظاهر شده در مقابل گزینه Current Design Section مقطع قوی تر را انتخاب نمایید. برای ستون نمایش داده شده در شکل ۵-۱۶۰ مقطع آن را به ۲×Box30 تغییر داده و روی گزینه OK کلیک می کنیم. در این حالت نسبت نیرو به ظرفیت از عدد ۱ کوچکتر شده و لذا مقطع انتخابی برای این ستون مناسب می باشد.

۲۹- به همین ترتیب قاب محور ۳ را نیز کنترل کرده و تغییرات لازم را در صورت نیاز به مقطع ستون ها و یا تیرها اعمال کنید.

۳۰- پس از پایان کنترل تیرها و ستون های دهانه های قاب مهاربندی شده ویژه SCBF باید جهت بار زلزله فرضی در نظر گرفته شده در شکل ۴ را تغییر داده تا عملا جای عملکرد مهاربندهای فشاری با مهاربندهای کششی تغییر کند. در این حالت بهتر است به شکل ۱۶ توجه کرده و نوع عملکرد مهاربندهای فشاری و کششی را با شکل ۴ مقایسه نمایید.

قبلا این سوال از خوانندگان محترم پرسیده شده بود که در صورت تغییر جهت بار زلزله فرضی عملکرد مهاربندها چگونه خواهد شد که پاسخ آن در شکل ۱۶ قابل مشاهده است. در این حالت مشاهده خواهید کرد که جای مهاربندهای فشاری با مهاربندهای کششی تغییر کرده و بالعکس.

۳۱- در این وضعیت که راستای نیروی زلزله فرضی تغییر کرده است تنها نحوه اعمال بارهای گره ای تغییر می کند که مراحل کار دقیق همانند آنچه تا به حال گفته شده خواهد بود و تنها جای این نیروها عوض می شود. از ارائه این قسمت خودداری شده و آن را به خواننده واگذار می کنیم.

۳۲- پس از بررسی کامل قاب مهاربندی شده ویژه SCBF برای دو راستای زلزله فرضی، در ادامه فایل اصلی طراحی را به نرم افزار فراخوان کنید دقیقه ستونها و یا حتی تیرهایی که مقطع آنها در فایل مربوط به کنترل دهانه های مهاربندی شده تغییر کرده است را در فایل اصلی نیز اعمال نمایید.

۵۶- سازه اصلی را مجدداً آنالیز و طراحی خواهیم کرد.

قاب مهاربندی شده ویژه SCBF در هنگام وقوع زلزله

شکل ۱۶ عملکرد قاب مهاربندی شده ویژه SCBF در هنگام وقوع زلزله از راست به چپ

در صورتی که هر گونه سوالی درباره این اموزش دارید در قسمت نظرات همین صفحه با ما در میان بگذارید

آموزش Etabs -بسته محاسب سازه(طراحی ساختمان فولادی از صفر تا صد -۶۰ساعت آموزش )
آموزش محاسبات سازه طراحی سازه فولادی

نظر شما چیست؟

لطفاً نظرات خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید