آزاد سازی فریم ها

Frame release یک ابزار ویژه برای آزاد سازی فریم ها در مقابل بار، پیچش و ... می باشد. البته تنظیمات ترکیب این موارد محدود بوده و در مقالات آینده به صورت کامل ترجمه و در اختیار دوستان قرار خواهد گرفت. به عنوان مثال تنها لنگرها هستند که در قابلیت آزاد سازی را در دو انتهای فریم دارند و بقیه نیروها فقط در یکی از دو انتها قابل آزاد سازی هستند. با انتخاب حالت های مختف گره سبز رنگی در هریک از دو انتهای عضو مشاهده می شود. قابل ذکر است که این عمل معمولا بر روی تیرهای فرعی انجام می شود و از طریق منوی زیر قابل انجام است:

Assign>Frame\line>frame Release/ Partial fixity

تنظیم تعداد خروجی های فریم

محلی که خروجی های مختلف فریم در آن نمایش داده می شود قابل تنظیم است. این منو بسیار سودمند بوده و به شما اجازه می دهد تا تعداد خروجی های مختلف در قسمتهای مختلف فریم را افزایش یا کاهش دهید. لازم به ذکر است که تنظیمات پیش فرض Etabs بر روی عدد 3 می باشد و مقادیر لنگرها و نیروهای محوری و برشی در 3 قسمت آن نمایش داده می شود. این 3 نقطه ابتدا، وسط و انتهای المان های مختلف افقی و عمودی می باشند. همچنان که شما تعداد این نقاط را افزایش می دهید یا فاصله بین نقاط گزارش گیری را کاهش می دهید زمان run time شما نیزافزایش می یابد. برای یک مدل دقیق مقدار 150mm or 6” کافی می باشد. برای انجام این تنظیمات می توانید به آدرس ذیل بروید:

Assign>Frame\line>frame Out Put Station

کنترل قیدها

همیشه به خاطر داشته باشید که قیدهای مدل خود را کنترل نمایید در غیر این صورت مدل شما مشخصا ناپایدار خواهد بود. وقتیکه analysis مدل خود را اجرا می کنید و متوجه warning های مربوط به negative stiffness می شوید کنترل قیدهای مدل یکی از خطا های محتمل خواهد بود. به عنوان مثال به warning های تصویر زیر توجه نمایید. 

خطاهای مشاهده شده در نصویر همگی مربوط به negative stiffness و loss of accuracy می باشد. البته باید توجه داشت که خطاهای مورد دوم قابل صرفنظر می باشد اما نکته مهم اینجاست که در صورتیکه خطاها از 11 عدد فراتر برود نرم افزار اجرای عملیات آنالیز را متوقف خواهد کرد. قابل ذکر است که مدل تغییر یافته شما نیز تغییر خواهد کرد و در اینصورت تنها عملکرد BAD ELEMENTS به نمایش گذاشته خواهند شد. چرا که نرم افزار سعی خواهد نمود تا گزارش عملکرد تمام اجزا را نمایش دهد اما جابه جایی اجزایی که صحیح مدل طده اند در مقایسه با اجزایی که اشتباه مدل شده اند قابل صرفنظر می باشد. 

چک کردن مدل

یکی از ابزارهای بسیار مهم در ETABS برای چک کردن روند مدل سازی را می توانید در منوی Analyze menu پیدا کنید و گزینه Check Model می باشد. قسمت هایی از مدل که توسط این ابزار چک می شوند عبارتند از: 

1- چک کردن ابزارهای خطی

2- چک کردن گره ها

3- چک کردن سطوح

4- چک کردن بارگذاری و مش بندی

پس از فشردن دکمه OK نرم افزار شروع به چک کردن مدل سازه ای شما می کند و فهرستی از خطاهای موجود در مدل سازی را به شما نشان می دهد. این اطلاعات بصورت یک فیل text file در کامپیوتر شما ذخیره می شود. اگر شانس بیاورید و هیچ خطایی موجود نباشد پیغام “Model has been checked. No warning Messages” را دریافت خواهید کرد. دقت کنید که شما همیشه باید تمام مدل خود را کنترل کنید و چک کردن چند عضو کافی نمی باشد. 

نکته بسیار مهم در مورد این نرم افزار اینست که پس از اینکه فرم را بستید المانهای معیوب BAD ELEMENTS توسط نرم افزار به شما نشان داده می شود. شما به راحتی می توانید به منوی ASSIGN menu>Group رفته و یک گروه به این عناصر اختصاص دهید. سپس در مرحله بعد پس از رفع خطاها دوباره این گروه را انتخاب نموده و عمل چک کردن را روی آن انجام دهید. 

ترسیم خطوط شبکه منحنی

بر روی منوی Edit\Edit Grid Data\Edit Grid کلیک نمایید. در پنجره باز شده بر روی Add New System کلیک نمایید. پنجره باز شده را مانند شکل زیر تکمیل نمایید:

سپس دکمه Edit Grid را فشرده و به قسمت Locate System Origin بروید. در پنجره باز شده مشخصات تصویر را وارد نمایید. 

تصویر باید به شکل زیر باشد:

اکنون یک طبقه اماده است. برای وارد کردن 11 طبقه بعد به صورت زیر عمل نمایید:

بر روی منوی Edit>Edit Story Data>Insert Story کلیک نمایید. مشخصات را مانند شکل وارد نمایید.

مدل شما اکنون باید شامل 12 طبقه شود. همچنان که مبینید تمام طبقات مشابه هستند. پس انتخاب گزینه Similar Stories مناسب به نظر می رسد. این گزینه بیان می کند که وقتی عملی را در نرم افزار انجام می دهید در تمام طبقات به صورت مشابه دیده می شود.

تحلیل P-Delta

دانلود جزوه آشنایی با  تحلیل P-Delta

آنالیز P-Delta (بخش سوم)

مفهوم غیر خطی شدن سازه ها

در زمان وقوع زلزله اصل نیروی زلزله وارد بر سازه بصورت B.A.W  می باشد. این نیرو بسیار بزرگ بوده و طراحی بر اساس آن منجر به بالا رفتن بی رویه ابعاد و اندازه اعضای سازه می شود.

آیین نامه های زلزله با استفاده از " پتانسیل اتلاف انرژی سازه ها " در حوزه عملکرد غیر الاستیک، این مشکل را برطرف میکنند به این صورت که بسته به نوع سیستم سازه ای و اندازه گیری توان اتلاف انرژی آن، ضریبی به نام ضریب رفتار R را به آن سیستم سازه ای اختصاص می دهند، سپس نیروی B.A.W را بر ضریب رفتار R تقسیم میکنند.

به این صورت در زمان وقوع زلزله نیرو در اعضا حدوداً R برابر نیروی طراحی می باشد.لذا در بسیاری از اعضا تنش به حد تسلیم می رسد و در اعضا مفصل پلاستیک تشکیل می گردد.با افزایش تعداد مفاصل پلاستیک سازه وارد حوزه عملکرد غیر الاستیک خود می شود.از طرفی ضوابط شکل پذیری و طرح لرزه ای که در آیین نامه های فولاد و بتن آمده اند،به منظور تامین شرایط ایمن برای سازه در حین عملکرد در حوزه غیر الاستیک تنظیم شده اند.

مفصل پلاستیک: در فولاد مقطعی است که تارهای آن به حد جاری شدن رسیده اند و در بتن مقطعی است که میلگردهای کششی آن تسلیم شده باشند. (Hinge)

شکل پذیری: قابلیت جذب و استهلاک انرژی سیستم در حوزه عملکرد غیر الاستیک سازه تحت اثر بارهای تناوبی بدون آنکه در سازه افت مقاومت قابل ملاحظه ای ایجاد شده باشد.

آنالیز P-Delta (بخش دوم)

درباره انالیز P-Delta:

رفتار غیر خطی هندسی:

در مواردی که تغییر شکل های ناشی از اعمال بار بر سازه به اندازه کافی کوچک باشند رابطه بار-تغییر شکل خطی است. در این حالت معادلات تعادل به بارهای اعمال شده و تغییر ششکل های ایجاد شده وابسته نیست. بنابراین می توان نتایج حاصل از آنالیز استاتیکی و دینامیکی را در این شرایط با استفاده از اصل "روی هم گذاری" با هم ترکیب کرد.

اما اگر بارهای وارد شده به سازه و تغییر شکل ههای ایجاد شده در آن، بزرگ باشند رابطه بار-تغییر شکل غیر خطی خواهند بود. علل این رفتار غیر خطی را می توان موارد زیر دانست:

-        تاثیر تنش های بزرگ:

وقتی در یک سازه تنش های بزرگ وجود داشته باشد معادله تعادلی که بر اساس فرم اولیه سازه و فرم تغییر شکل یافته ان نوشته می شود تا حد زیادی با هم تفاوت دارند.

-        تاثیر جا به جایی های بزرگ:

در سازه ای که تغییر شکل های بزرگ دارد، تنش ها و کرنش ها باید بر اساس فرم تغییر شکل یافته سازه محاسبه شوند. البته این روش در مورد جا به جایی های کوچک هم نتایج درستی می دهد.

-        غیر خطی بودن ماده:

هنگامی که مواد دچار کرنش هایی فراتر از مقدار کرنش مجاز خود می شوند رابطه نیرو- تغییر شکل در انها خطی نخواهد بود. این مساله حتی هنگامی که روابط تعادل مربوط به هندسه اولیه سازه درست باشند می تواند باعث تغییر نتایج محاسبات گردد.

آنالیز P-Delta (بخش اول)

آنالیز  P-Delta تاثیر بارهای محوری بزرگ بر نحوه کمانش جانبی المان قابی را در محاسبات وارد می کند. مولفه نیروی محوری فشاری، سختی المانهای قابی را کم می کند و در مقابل کشش محوری باعث سخت شدن المان قابی در مقابل خمش می گردد. این رفتار نوعی رفتار "غیر خطی هندسی"  محسوب می شود و به عنوان اثر  P-Delta  از آن یاد می گردد. باید به خاطر داشت که آنالیز P-Delta مقادیر زیاد کرنش یا پیچش را در بر نمی گیرد.

این نوع آنالیز برای در نطر گرفتن تاثیر بارهای ثقلی یک ساختمان در سختی جانبی آن موثر است. همچنین می توان از این نوع انالیز در سازه های کابلی مثل پل های معلق، پل های ترکه ای و برجهای مهار شده استفاده نمود.

از نظر ترتیب اجرای انواع انالیزهایی که کاربر دستور انجام آنها را در یک مدل صادر می کند آنالیز P-Delta قبل از سایر انلیز های استاتیکی و دینامیکی انجام می شود. نیرو های محوری که باعث ایجاد اثر P-Delta در المانهای قابی می شوند به دو صورت تعریف می شوند.:

-         مستقیما توسط کاربر (بیشتر در آنالیز سازه های کابلی توصیه می شود)

-         از مجموعه بارهای موجود بر سازه محاسبه می شوند.

برای اینکه بهترین و کارآمد ترین نتایج از این نوع انالیز بدست آید لازم است کاربر به مححدودیت ها و فرضیات زیر در مورد آنالز P-Delta توجه نماید:

-         با وجود حضور انواع المانها در ساززه، این آنالیز فقط بر روی المانهای قابی صورت می گیرد.

-         فقط تاثیر زیاد وو قابل ملاحظه نیروی محوری خمشی جانبی و تغییر شکل برشی در محاسبات منظور می گردد.

-         فرم تغییر شکل جانبی المان قابی در خمش، مکعبی و در برش، بصورت خطی و در محدوده بین نواحی صلب تعریف شده در دو انتهای المان در نظر گرفته می شود.

-         مقدار نیروی محوری مرتبط با اثر P-Delta در طول المان قابی، ثابت فرض می شوند.

به کاربر توصیه می شود قبل از انجام انالیز P-Delta ابتدا یک آنالیز خطی اولیه بر روی مدل انجام دهد تا از بی شکل بودن مدل اطمینان حاصل نماید و بعد از ان از آنالیز P-Delta استفاده کند.

به چه علت باید بدانیم گره ابتدا و انتهای عضو کدام است؟

از نظر آنالیز، فرقی ندارد که کدام گره، ابتدا و کدامیک انتها باشد.اما در حین مدلسازی گاهی اوقات ضروریست که گره ابتدا و انتها را بشناسیم.مثلا زمانیکه روی قسمتی از عضو بارگذاری داریم و بارگذاری سراسری نیست. در چنین حالتی برنامه برای تعریف بار فاصله از گره ابتدایی را ازما میپرسد و یا موارد دیگر.

پس برای اینکه در پیدا کردن گره ابتدا و انتها دچار مشکل نشویم، میبایست در کل مدلسازی، یک رویه یکسان را لحاظ کنیم.

رویه ای که من در مدلسازی در نظر میگیرم و به شما نیز توصیه میکنم بدین صورت است:

در صفحه (Plan) برای مدلسازی المانهای در جهت محور x، در جهت مثبت محور x حرکت میکنیم.یعنی ابتدا در محل گره اول کلیک کرده و سپس در جهت مثبت محور x ها حرکت کرده و در محل گره دوم کلیک میکنیم.

برای مدلسازی المانهای در جهت محور y نیز در جهت مثبت محور y حرکت میکنیم. یعنی ابتدا در محل گره اول کلیک کرده و سپس در جهت مثبت محور y ها حرکت کرده و در محل گره دوم کلیک میکنیم.

* وقتی به انتهای سطر رسیدیم، برای قطع و شروع مجدد در سطر بعدی میتوان:

1) دبل کلیک چپ کرد

2) تک کلیک راست کرد

3) دکمه Enter را از روی کیبورد فشار داد

* با فشردن دکمه Escape از روی کیبورد، قطع و خروج کامل از دستور را خواهیم داشت.

نکات قابل توجه در Etabs

وارد کردن خطوط شبکه و کف ها از فایل DXF به نرم افزار Etabs

وارد کردن خطوط شبکه و کف ها از فایل DXF

خطوط شبکه این سازه خاص شامل خطوط شبکه Cartesian و cylindrical می شود. همچنان که از تصویر سه بعدی پست قبل مشخص است در ناحیه دال ها خطوط می باید به صورت منحنی مدل می شود.خطوط شبکه در جهت X و Y یکنواخت نمی باشد بنابراین در این حات خاص راحت تر است که خطوط شبکه را از فایل .DXF وارد محیط Etabs نماییم:

برای انجام این پروژه ابتدا فایل آکس بندی را در نرم افزار AutoCad اماده می کنیم. سپس تمام خطوط مازاد بر فایل اکس بندی را پاک می کنیم. دقت نمایید که تمام خطوط آکس باید در یک لایه تعریف شوند (آموزش نرم افزار AutoCad خارج از محدوده موضوعات این وبلاگ می باشد. در صورت تمایل تماس بگیرید) دستور Purge را وارد کنید تا تمام لایه ها پاک شوند. فایل را با پسوند DXF ذخیره  نمایید هم اکنون فایل DXF اماده است. 

اما مشخصات فایل آکس بندی به چه صورت باید باشد. به جهت اینکه مساحت پروژه زیاد می باشد و عکس تهیه شده قابل بازخوانی توسط شما نمی باشد مشخصات ان زا ذکر می کنیم:

در جهت X به ترتیب از چپ به راست: 

8-8-4-2-2-5-1.5-1.5-3.4-6.75

در جهت Y از بالا به پایین:

7-2-3.5-8.5-9-3.5-2-7

مانند تصویر پایین:

شرح پروژه

پروژه حاضر یک ساختمان بتنی 13 طبقه می باشد که در قسمت شمال و جنوب آن آسانسور واقع شده است و سیستم مقاوم جانبی آن قاب خمشی و دیوار برشی می باشد. 5 طبقه پایینی ساختمان پارکینگ می باشد. هر طبقه پارکینگ با رمپ به طبقات بالا و پایین مربوط می باشد. ساختمان در معرض بارهای عمودی قرار دارد و بار زلزله بر اساس نیروی زلزله محاسباتی در استاندارد بین المللی زلزله در سال 2013 وارد می شود. بار باد براساس آیین نامه ASCE 7-02 به سازه وارد می شود. 

مدل سازی، طراحی و بهینه سازی یک ساختمان مرتفع بتنی در Etabs

اهداف:

1- وارد کردن فایل DWG و Dxf از نرم افزار AutoCad

2- مدل سازی (تیرها، ستون ها، کف ها)

3- مش بندی کف های بتنی

4- مدل سازی شمع ها و عناصر نگهبان

5- مدل سازی عناصر رمپ

بارگذاری استاتیک و دینامیک قاب ها

1- دیافراگم های شکل پذیر، صلب و نیمه صلب

2- بارگذاری زلزله IBC 2003

3- تعریف Mass Source

4- اعمال بار باد و تعریف جهت های وزش

5- تاریخچه زمانی

قاب بتنی و دیوار برشی

1- تعریف ترکیبات بارگذاری اتوماتیک و گروه های طراحی

2- طراحی اثر پیچشی در دیوارهای سه بعدی

3- تنظیمات دو بعدی و سه بعدی دیوار برشی

4- طراحی قاب های بتنی و دیوار برشی با ACI 2005

مدل سازی و طراحی عناصر بتنی کف

1- دال های کف و سایر عناصر پوشاننده

2- تغییر شکل دال های ترک خورده کف

بررسی خروجی ها در Etabs

انواع سیستمهای باربر جانبی

به جهت گذر هرچه سریعتر از مباحث مقدماتی و پرداختن به اصول مدلینگ و آنالیز با استفاده از نرم افزار Etabs مطالب زیر از وبلاگ آقای مهندس مسعود رحیمی نقل شده است. با تشکر از ایشان. در خلال تدریس نرم افزار گهگاه پلی به مباحث مقدماتی خواهیم زد. 

                                                            ***

2) سیستم مهاربندی برون محور ( واگرا، غیر متقارب، EBF )

ادامه نوشته

انواع سیستمهای باربر جانبی

به جهت گذر هرچه سریعتر از مباحث مقدماتی و پرداختن به اصول مدلینگ و آنالیز با استفاده از نرم افزار Etabs مطالب زیر از وبلاگ آقای مهندس مسعود رحیمی نقل شده است. با تشکر از ایشان. در خلال تدریس نرم افزار گهگاه پلی به مباحث مقدماتی خواهیم زد. 

                                                            ***

1) سیستم قاب فضایی ساده (قاب مفصلی)

2) سیستم قاب خمشی (قاب صلب)

3) سیستم قاب مختلط (دوگانه یا ترکیبی)

ادامه نوشته

سخت کننده های تیر پیوند

به جهت گذر هرچه سریعتر از مباحث مقدماتی و پرداختن به اصول مدلینگ و آنالیز با استفاده از نرم افزار Etabs مطالب زیر از وبلاگ آقای مهندس مسعود رحیمی نقل شده است. با تشکر از ایشان. در خلال تدریس نرم افزار گهگاه پلی به مباحث مقدماتی خواهیم زد. 

                                                            ***

در سیستمهای مهاربندی EBF بدلیل حجم زیاد نیروهای برشی، عملاً ممکن است جان تیرپیوند، پیش از تسلیم دچار کمانش شود (کمانش برشی جان).در صورت رخ دادن چنین امری، بحث اتلاف انرژی و شکل پذیری که از سازه انتظار داریم اغنا نخواهد شد.برای جلوگیری از کمانش از تئوری باسلر استفاده میشود.

تئوری باسلر(عمل میدان کششی)

ادامه نوشته

محل بهینه قرار گیری مهاربندها در یک قاب

به جهت گذر هرچه سریعتر از مباحث مقدماتی و پرداختن به اصول مدلینگ و آنالیز با استفاده از نرم افزار Etabs مطالب زیر از وبلاگ آقای مهندس مسعود رحیمی نقل شده است. با تشکر از ایشان. در خلال تدریس نرم افزار گهگاه پلی به مباحث مقدماتی خواهیم زد. 

                                                            ***

با توجه به شکل زیر، در سیستم بادبند قرمز رنگ، تخلیه نیرو روی شالوده، در یک طرف ایجاد آپلیفت شدید و  در طرف دیگر ایجاد نیروی فشاری عظیمی میکند که ناچارا می بایست از شمع برای پی استفاده کرد.اما در سیستم مهاربندی سبز رنگ، تخلیه نیرو در بخش میانی انجام میشود و لذا فشار و کشش کمتری در شالوده ایجاد میشود و لذا این حالت مطلوبتر است.

بعبارت دیگر میتوان مجموعه را بصورت یک کوپل نیرو در نظر گرفت که بهتر است فاصله کوپل نیرو ها را کمتر کنیم.

قابهای مختلط

سیستمی را گویند که در آن در یک امتداد سازه اتصالات بصورت گیردار و خمشی بوده و همچنین در همان امتداد از مهاربندها یا دیوار های برشی هم استفاده شده است.

قاعده 25% قابهای مختلط

طبق آیین نامه 2800 ویرایش سوم صفحه 10 بند پ، در قابهای مختلط، بخش قاب خمشی باید مستقلا قادر به تحمل 25 % از بار جانبی باشد.در صورتی که این شرایط احراز نشود سیستم، قاب ساده فرض میشود.

قاعده صد سی قابهای مختلط

طبق آیین نامه 2800 ویرایش سوم صفحه 10 بند پ تبصره 1، در ساختمانهای کوتاهتر از 8 طبقه و یا با ارتفاع کتر از 30 متر، به جای توزیع بار به نسبت سختی عناصر باربر جانبی، میتوان مهاربندها یا دیوارهای برشی را برای 100% نیروی جانبی طراحی کرده و مجموعه قابهای خمشی را برای 30% بار جانبی طراحی نمود.

محل بهینه قرار گیری مهاربندها در پلان

به جهت گذر هرچه سریعتر از مباحث مقدماتی و پرداختن به اصول مدلینگ و آنالیز با استفاده از نرم افزار Etabs مطالب زیر از وبلاگ آقای مهندس مسعود رحیمی نقل شده است. با تشکر از ایشان. در خلال تدریس نرم افزار گهگاه پلی به مباحث مقدماتی خواهیم زد. 

                                                            ***

سختی پیچشی سازه را بطور تقریبی میتوان نوشت:

در رابطه فوق K سختی قاب موردنظر و L فاصله آن از مرکز سختی میباشد.طبیعی است هرچه فاصله L بیشتر باشد، بازو بزرگتر و سختی و ظرفیت پیچشی سازه بالاتر میرود.بعبارت دیگر ترجیح دارد که حتی الامکان مهاربندها به دورترین پهلوها برده شوند.

در شکل فوق سازه دارای سیستم مهاربندی سبز رنگ، عملکرد مطلوبتری را در برابر  پیچش از خود نشان خواهد داد.