شنبه ، ۱ مهر ، ۱۳۹۶
Menu

آخرین مطالب

نکاتی با ارزش در تحلیل و طراحی ساختمان فولادی توسط ETABS 9.7.41715۱۳۹۵ ، ۰۵ ، ۲۰

Blog950510 - Steel Frame Design Tips 000

  • مقدمه

نرم‌افزار ETABS یکی از قدرتمندترین نرم‌افزارهای تحلیل و طراحی سازه‌های ساختمانی است. این نرم‌افزار علاوه بر سادگی و سرعت در مدلسازی دارای پردازنده‌های طراحی بسیار قوی می‌باشد. یکی از پردازنده‌های این نرم‌افزار طراحی قابهای فولادی است که دارای قابلیت‌های ویژه‌ای همچون اعمال مقاطع انتخاب خودکار، بهینه‌سازی خودکار مقاطع، یکسان سازی مقاطع بین تحلیل و طراحی، کنترل معیار تغییر مکان جانبی، کنترل خیز تیرها و … می‌باشد.

با این حال کار با این نرم‌افزار و حصول نتایج صحیح لازمه داشتن تجربه و دانش بالا می‌باشد. در ادامه چند نکته ساده ولی مهم در خصوص طراحی اعضای فولادی در طراحی به روش LRFD با این نرم‌افزار ارائه می شود.

  • تعریف مشخصات مصالح فولاد

جهت تعریف مشخصات فولاد نرمه ST-37 واحد برنامه را به حالت kg-m تنظیم نمائید و وارد منوی Define > Material Properties شوید. در پنجره باز شده گزینه Add New Material را انتخاب کنید و مانند شکل زیر مشخصات مصالح را وارد نمائید.

Blog950510 - Steel Frame Design Tips 005

مدول الاستیسیته فولاد طبق مبحث دهم مقررات ملی برابر ۲۰۰GPa است که معادل ۲٫۰۳۹e+10 kg/m2 می باشد. همچنین وزن واحد حجم تقسیم بر شتاب ثقل (۹٫۸۱) برابر جرم واحد حجم می گردد.

  • معادلسازی جرم و وزن (جدید)

بر اساس فلسفه تعیین نیروی زلزله جهت محاسبه جرم لرزه ای یک طبقه باید جرم آن طبقه بعلاوه نصف جرم دیوارها و ستونهای بالا و پایین خود در نظر گرفته شود. اما در ETABS برای هر طبقه جرم کل دیوارهای بالای آن بوسیله کاربر به آن طبقه اعمال می گردد. تا زمانی که ارتفاع تمام طبقات یکسان باشد، مدل سازه بی نیاز از معادلسازی جرم و وزن است.

اما در آن طبقه ای که ارتفاع طبقه بالا و پایین آن متفاوت است باید معادلسازی جرم و وزن برای تمام دیوارهای آن (چه پارتیشن ها چه دیوارهای اصلی) صورت گیرد. بعبارت ساده تر در آن کف طبقه که فاصله کف بالای خود با پایین خود متفاوت باشد باید معادلسازی صورت گیرد.

روش کار بسیار ساده است. برای هر کف باید مثل رابطه زیر وزن دیوار مربوطه در حاصل [ارتفاع کف زیرین منهای ارتفاع کف بالا] ضرب شود. نتیجه اگر مثبت بود یعنی طبقه بالا کوتاه تر بوده و باید بصورت ثقلی تحت یک حالت بار Other به آن کف اعمال شود و اگر منفی بود یعنی طبقه بالا بلندتر بوده و نتیجه باید خلاف جهت ثقل تحت حالت بار Other اعمال گردد.

Blog950510 - Steel Frame Design Tips 006

در انتها باید این حالت بار Other در Mass Source با ضریب واحد به برنامه معرفی شود.

  • استفاده از قابلیت Auto Selection Sections برای تعیین خودکار مقاطع بهینه

جهت طراحی مقاطع بهینه در ETABS می‌توان از امکان انتخاب خودکار برای تیر، ستون و بادبندها استفاده نمود. برای این کار کافی است ۳ گروه مقطع از نوع Auto Select برای ۳ گروه عضو نامبرده تعریف و در هر گروه مجموع مقاطع مدنظر پروژه قرار داده شود.

بعنوان مثال برای بادبندها می‌توان گروه مقاطع AUTOBRACE تعریف نمود و طبق شکل زیر، چندی از مقاطع دوبل ناودانی را وارد آن نمود یا برای ستونها گروه مقاطع AUTOCOL تعریف نمود و چندین مقطع جعبه‌ای به آن اختصاص داد.

Blog950510 - Steel Frame Design Tips 001

بعد از اتمام فرآیند طراحی توسط نرم‌افزار، عموما دو پیغام روی صفحه ظاهر می‌گردد که یکی بیانگر تعداد اعضایی (در صورت وجود) است که نسبت تنش آنها پاسخگو نبوده و دیگری بیانگر تعداد اعضایی است که دارای مقطع متفاوت بین تحلیل و طراحی هستند. شکل پیغام دوم در زیر نمایش داده شده است که بیانگر تفاوت مقطع ۷۷۷ عضو بین تحلیل و طراحی است و از کاربر سوال می‌کند که تمایل به تکرار فرآیند تحلیل و طراحی جهت یکسان‌سازی مقاطع دارد یا نه.

Blog950510 - Steel Frame Design Tips 002

یکسان نبودن تعداد بالای اعضا بین تحلیل و طراحی موجب کاهش چشمگیر دقت نتایج نرم‌افزار می‌گردد. پس لازم است تکرار فرآیند را تا برابر شدن تمام مقاطع انجام داد.

علاوه بر این در لیست مقطع خودکار باید وسعت مقاطع تعریف شده به اندازه‌ای باشد که هیچ عضوی دارای نسبت تنش بیشتر از حد مجاز [Stress Ratio ≤ ۱٫۰] نباشد.

  • خارج نمودن اعضا از حالت انتخاب خودکار

پس از اتمام فرآیند طراحی و تعیین کل مقاطع بصورت بهینه، لازم است که ستونها و مهاربندها (و در مواقعی خاص تیرها) نظم‌دهی شوند. غالبا در بعضی شرایط (نظیر نامنظمی سازه در پلان یا خارج صفحه) چیدمان خودکار نرم‌افزار بگونه‌ای عمل می‌کند که مقطع ستون یا بادبند طبقات بالاتر سنگین تر بدست می‌آید. بر این اساس اول باید تمام مقاطع ستونها و مهاربندها را از حالت انتخاب اتوماتیک خارج نمود. برای این کار تمام مقاطع ستون و مهاربند را انتخاب نموده سپس از منوی

Design > Steel Frame Design

گزینه …Make Auto Select Section Null را انتخاب کرده تا تمام مقاطع انتخاب شده از حالت انتخاب اتوماتیک خارج شوند.

تیرها بهتر است (در سیستم قاب خمشی یا دوگانه) همچنان در حالت انتخاب خودکار باقی بمانند. زیرا با تغییر مقاطع ستون در مرحله بعد ممکن است بعضی از تیرها نیز لازم باشد تغییر مقطع دهند.

  • نظم‌دهی مقاطع

توجه کنید که قفل نرم‌افزار در حین کار نباید باز شود. جهت نظم‌دهی مقاطع بهتر است Elevation به Elevation پیش رفت و برای سهولت از Set Building View گزینه Line Section را فعال نمائید تا نام مقاطع به نمایش درآید.

Blog950510 - Steel Frame Design Tips 003

برای تغییر مقاطع بدون باز کردن قفل نرم‌افزار، بعد از انتخاب مقطع (یا مقاطع مد نظر) از منوی

Design > Steel Frame Design

گزینه Change Design Section را انتخاب نموده تا پنجره لیست مقاطع ظاهر شود. سپس مقطع مناسب را انتخاب نموده تا نرم‌افزار آن را جایگزین مقطع طراحی شده نماید.

بعد از هر بار تغییر مقطع گزینه Start Design را انتخاب نموده تا نتایج جدید طراحی نمایش داده شود. بعد از تغییر مقطع به روش عنوان شده، همچنان مقطع (یا مقاطع) در حالت Select باقی مانده و با Design مجدد فقط آنها به سرعت Redesign می‌شوند که بسیار مطلوب است. نکته دیگر آنکه اگر قفل نرم‌افزار باز شود تمام مقاطع تغییر یافته به حالت اول (تعریف شده در تحلیل) باز خواهند گشت. پس دقت کنید که قفل باز نشود!

  • یکسان سازی مقاطع بین تحلیل و طراحی

بعد از اتمام نظم‌دهی مقاطع، باید مجددا فرآیند تحلیل و طراحی صورت پذیرد تا در تحلیل سازه هم اثر مقاطع جدید لحاظ گردد. برای این کار بدون باز کردن قفل، گزینه Run Analysis را انتخاب و پس از اتمام تحلیل گزینه Start Design را انتخاب کرده تا نتایج صحیح تحلیل و طراحی حاصل گردد. دقت کنید که در این مرحله تیرها همچنان در وضعیت انتخاب خودکار مقاطع قرار دارند.

  • کنترل ترکیب بارهای طراحی

نسخه ۹ نرم افزار ETABS بطور خودکار ترکیب بارهایی با پیشوند DSTLS برای طراحی مقاطع و DSTLD برای کنترل خیز تیرها ایجاد می‌نماید که در آنها مواردی نظیر ترکیب ۱۰۰ به ۳۰ زلزله، مولفه قائم زلزله، حالت بار طیفی، اعمال ضریب ۰/۵ به برخی بارهای زنده و … وجود ندارد و المانها برای آنها نیز اشتباها طراحی و کنترل می‌گردد. جهت حذف این ترکیبات بعد از طراحی از بخش Load Combination کل ترکیبات مزبور را حذف نموده و بلافاصله Start Design را انجام داده، یا بعد از تحلیل از آدرس Design > Steel Frame Design > Select Design Combo ترکیبات بار پیش فرض را خارج نمائید و Start Design کنید تا اعضا با ترکیبات ساخته شده توسط کاربر (شما) طراحی گردد. دقت کنید که ترکیبات بار دستی مورد نظر در Design > Steel Frame Design > Select Design Combo وارد شده باشند.

بعضا بعد از نظم دهی ستونها و بادبندها، مجددا یک سری اعضای مجاور از حالت مجاز خارج شده که می بایست مراحل را برای آنها هم تکرار نمود.

  • روشی ساده برای کنترل سایز تیرها در طبقات

شرایط مختلفی وجود دارد که باعث سنگین تر شدن مقاطع تیرهای طبقات بالا نسبت به پایین است. برای مثال بلند شدن طول دهانه بعلت حذف ستون در طبقات بالا یا حذف بازشوهای بزرگ (مانند آتریم) در طبقات بالایی ساختمان که موجب افزایش قابل توجه بارهای تیر و در پی آن مقاطع آن در طبقات فوقانی می گردد.

اما در قابهای خمشی در شرایط معمولی، با افزایش طبقات عموما سایز تیرها هم کمتر می شود. بعد از اتمام تحلیل و طراحی چون مقاطع تیرها توسط برنامه تعیین و جایگذاری شده است، حتما توسط طراح نیاز به مرور دارد.

بعنوان یک روش ساده و گرافیکی می توانید رنگ مقاطع تیرها را از سنگین به سبک بین سفید تا سیاه انتخاب نمائید. سپس از پنجره Set Building View بخش View by Colors را روی Sections تنظیم نمائید. برای خلوت شدن پنجره نمایش بهتر است فقط نمایش تیرها را تنظیم نمائید و حالت Elevation View را فعال کنید. به این ترتیب شکلی مانند زیر نمایش داده می شود.

blog950510-steel-frame-design-tips-004

در شکل بالا تیرها با کاهش مقاطع رنگشان تیره تر می شود. با این روش می توان تمام Elevation های سازه را به سرعت مرور نمود و اگر جایی تناسب تیره شدن از پایین به بالا رعایت نشده بود به دنبال دلیل آن گشت. بعنوان مثال در شکل بالا در محل مشخص شده با کارد قرمز یک تیر بسیار سنگین پیدا شده است که با تیرهای همجوار خود تناسب ابعادی ندارد.

  • کنترل طبقه نرم توسط ETABS (جدید)

مطابق بند ۱-۷-۲ مورد ث در آیین نامه ۲۸۰۰ ویرایش چهارم، در مواردی که سختی جانبی هر طبقه کمتر از ۷۰٪ سختی جانبی طبقه روی خود و یا کمتر از ۸۰٪ متوسط سختی های جانبی ۳ طبقه روی خود باشد، طبقه مزبور “طبقه نرم” تلقی می گردد. همچنین درصدهای گفته شده اگر بترتیب به ۶۰ و ۷۰ تقلیل یابد طبقه مزبور “طبقه خیلی نرم” محسوب می گردد.

در نرم افزار ETABS گزینه ای مستقل برای نماش سختی طبقات وجود ندارد به همین سبب طراح می بایست با استفاده از تکنیک به این امر دست یابد. انجام این کار طبق مراحل زیر می باشد:

۱- جهت دستیابی به نیروهای جانبی وارد بر طبقات، بعد از تحلیل واحد برنامه را kN کنید و از منوی Display گزینه Show Tables را انتخاب کنید. در پنجره باز شده از قسمت Select Cases یکی از حالات بار استاتیکی را انتخاب کنید (مثلا EX) و از گروه Building Outputs زیر گروه Shear Stories را فعال نمائید. در انتها گزینه OK را کلیک کرده تا جدول برش طبقات به نمایش درآید. این جدول را مانند فایل ضمیمه وارد محیط اکسل نمائید.

۲- در مرحله بعد باید جابجایی مطلق هر طبقه بدون اثر تغییر شکلهای طبقات زیرین تعیین گردد. ساده ترین و مطمئن ترین راه این است که از پایین ترین طبقه شروع کرده و بترتیب برای هر طبقه پای ستونها را گیردار نمائید و یک Save as از آن تهیه نمائید. سپس مدل را تحلیل و جابجایی مرکز جرم هر طبقه که پای ستونهای آن گیردار شده است را از طریق منوی Display گزینه Show Tables گروه Displacements زیر گروه Diaphragm CM Displacement بدست آورید. اعداد بدست آمده را برای هر طبقه مانند فایل ضمیمه روبروی طبقه مرتبط وارد نمائید.

Blog950510 - Steel Frame Design Tips 007

۳- در این مرحله با تقسیم برش هر طبقه بر جابجایی مطلق آن، سختی طبقه حاصل می گردد. عدد بدست آمده برای سختی باید از ۷۰٪ سختی طبقه روی خود کمتر باشد. بعنوان یک الگو از فایل اکسل زیر می توانید بهره بگیرید.

Blog950510 - Steel Frame Design Tips 008

excel-xls-icon

دانلود فایل اکسل – کنترل طبقه نرم

  • نحوه کنترل نامنظمی پیچشی

مبحث آموزش کنترل پیچش ساختمان و نحوه رسیدگی به آن بصورت جامع در بلاگ زیر ارائه شده است.

Blog950510 - Steel Frame Design Tips 009

آخرین بروز رسانی : ۱۲-۱۲-۹۵

 

همچنین توصیه می شود بخوانید:

screenshot-11_16_2016-6_48_40-pm نحوه محاسبه وزن اسکلت ساختمان توسط ETABS 9

screenshot-11_16_2016-6_48_40-pmپیشنهاد CSI در خصوص مدلسازی Panel Zone و Rigid Offset

screenshot-11_16_2016-6_48_40-pmنحوه مواجهه با پیچش در ساختمانها


بخش نظرات سایت :

دیدگاه ارسال شده توسط شما ، پس از تایید توسط مدیران سایت منتشر خواهد شد.

  1. با سلام و خسته نباشید اگه میشه کمکی میخواستم
    میخوام یه ستون مورب کار کنم بصورتی که ستون عقبی عمود هست و ستون جلو با ۶ متر فاصله میخوام ۶۰ درجه بطرف بیرون خم شود ارتفاع ستون ۲ متر میشه اگه متوجه نشدین میتونم توی تلگرام براتون عکسی که میخوام اجرا کنم رو بفرستم لطفا کمک کنین

  2. ممنون مهندس
    حالا با نسخه ۹٫۷٫۴ برای بتنی حدود ۵۰۰ تا ستون رو که نسبت تنش رد کرده چطور باید اصلاح کرد؟ دونه دونه؟

    • سلام
      کاری که من می کنم تعریف Shortcut Key برای Design Change Section است. به این صورت برای تیپ بندی و تغییر مقاطع ستونهای بتنی، Elevation به Elevation اقدام می کنم. اینکار شاید ۳۰٪ سرعت کار رو بالا ببره.
      مهندسین بزرگوار اگر کسی روش بهتری می دونه راهنمایی کنه لطفا

    • سلام وحید جان
      نه متاسفانه در ETABS9 امکان استفاده از مقطع خودکار در سازه های بتنی نیست.
      اگر نیاز به این کار دارید (که البته حداقل برای ستونهای بتنی خیلی در وقت صرفه جویی خواهد شد)، باید به سراغ نسخه ۱۵٫۲٫۰ بروید.


كليه حقوق مادی و معنوی سايت محفوظ مي باشد. © 1395-1394