همپایه سازی برش پایه

سلام به شما مهندسین عزیز!

امروز میخواهم در مورد همپایه سازی برش ها در تحلیل دینامیکی طیفی مطالب مفیدی را با شما به اشتراک بگذارم. اگر قصد دارید از تحلیل طیفی برای پروژه خود استفاده کنید بدون شک به این موضوع نیاز خواهید داشت. پس با دقت مطالب زیر را دنبال کنید.

قبل از هرچیزی به مراحل انجام تحلیل طیفی توجه کنید:

مراحل انجام تحلیل طیفی:

  • تعداد مدها –طبق بند3-4-1-2
  • تعیین ماکزیمم پاسخ هر مد
  • ترکیب آماری پاسخ ها – بند 3-4-1-3
  • اصلاح پاسخ ها – بند 3-4-1-4

همانطور که از اسم این مقاله پیداست ما در اینجا قصد داریم که تنها به گام چهارم تحلیل طیفی یعنی اصلاح پاسخ ها و یا همان همپایه سازی برش ها صحبت کنیم.

از آنجایی که برش پایه استاتیکی، نزدیکتر به برش واقعی وارد بر سازه به واسطه ­ی وزن سازه می­باشد و از طرفی برش حاصل از تحلیل دینامیکی، اغلب کمتر از برش حاصل از تحلیل استاتیکی می­ باشد؛ باید با ضرایبی این مورد را اصلاح کنیم تا در نهایت برش­های استاتیکی و دینامیکی برابر یا نزدیک به یکدیگر شوند. به عبارتی با این روش، تحلیل طیفی بر اساس نیروهای سازه مورد نظر کالیبره می­ شود. لازم به ذکر است در صورتی که برش حاصل از تحلیل دینامیکی بیشتر از تحلیل استاتیکی شود لازم نیست ضریبی اعمال شود. یعنی در واقع ضریب همپایگی ضریبی افزایشی است نه کاهشی!

برش پایه دینامیکی * ضریب همپایگی = برش پایه اصلاح شده

حال چطور برش ها را همپایه کنیم؟

در صورتی که برش پایه حاصل از تحلیل طیفی کمتر از برش پایه تحلیل استاتیکی باشد، مقدار برش پایه تحلیل طیفی باید به مقادیر زیر افزایش داده شده و بازتاب­های سازه متناسب با آنها اصلاح گردد.

  • در سازه های منظم، مقادیر بازتاب­ها باید در 85 درصد نسبت برش پایه استاتیکی به برش پایه بدست آمده از تحلیل دینامیکی طیفی ضرب شود.
  • در سازه­ های نامنظم که نامنظمی در آنها از نوع “طبقه خیلی ضعیف” یا ” طبقه خیلی نرم” یا “پیچشی شدید” نباشد، مقادیر بازتاب ­ها باید در 90 درصد نسبت برش پایه استاتیکی به برش پایه دینامیکی طیفی ضرب شوند. ولی در سازه­ های نامنظمی که نامنظمی آنها مشمول موارد ذکر شده باشد، مقادیر بازتاب­ها باید در نسبت برش استاتیکی به برش دینامیکی طیفی ضرب شود.

 

بنابراین به طور خلاصه ضریب همپایگی به این صورت محاسبه می شود.

 

مراحل همپایه سازی برش ها در نرم افزار

در این بخش به مثالی از روش همپایه سازی برش­ها در نرم ­افزار پرداخته شده که گام به گام مراحل آن را پی میگیریم.
برای شروع تحلیل طیفی ابتدا بایستی طیف استاندارد آیین نامه 2800 را برای خاک و منطقه خطرپذیری پروژه خود تعریف کنید.

معرفی طیف استاندارد 2800 به نرم افزار

 

پس از اینکه الگوهای بار طیفی را تعریف کردید مقدار را وارد کنید. در این مثال، پروژه در منطقه ای با خطر لرزه خیزی زیاد و سیستم سازه ای قاب خمشی بتن آرمه متوسط + دیوار برشی بتن آرمه متوسط می باشد. بنابراین با توجه به استاندارد 2800:

scale factor = A*g*I / R = 0.3 * 9.81 * 1 /6 = 0.4905

سپس نیروهای طبقات را از طریق مسیر زیر مشاهده کنید.

display>show tables>Analysis>Results>Structure results>Story forces

 

از آنجایی که در این پروژه نامنظمی پیچشی شدید وجود داشته است، بنابراین ضریب همپایگی برابر است با:

Vstatic / Vdynamic = 177.2634 / 138.8145 = 1.28

از آنجایی که این ضریب بزرگتر از یک است بایستی مقدار Scale factor را اصلاح کنیم.

Scale factor = 0.4905 * 1.28 = 0.63

عملیات همپایه سازی در جهت y را نیز می توان به همین روش انجام داد.

نتیجه گیری:

  • از آنجایی که برش های به دست آمده از تحلیل استاتیکی معادل برآورد خوبی از نتایج است، بنابراین برش های حاصل از تحلیل طیفی نباید اختلاف زیادی با همین مقادیر در تحلیل استاتیکی داشته باشد.
  • ضریب همپایگی بیشتر از یک است. بنابراین اگر این ضریب کمتر از 1 به دست آمد نیازی به عملیات همپایه سازی نداریم و مقدار Scale factor تغییری نمی کند.

۸ خطای اکسل که مهندسان عمران نمی دانند!

اگر شما هم مهندس عمران هستید و زیاد با اکسل سروکار دارید حتما با خروجی های نامفهومی از اکسل مواجه شده اید. این خروجی های نامفهوم در اکسل به نام خطاهای فرمول نویسی شناخته می شوند. هر کدام از این خطاها دلیلی دارند که باعث شده اند خروجی مطلوب شما نمایش داده نشوند. در این پست از سری اکسل برای عمران به بررسی ۸ خطایی که در فرمول نویسی احتمال مواجه شدن با آن وجود دارد را بررسی می کنیم.

خطا

خطا

۱- تقسیم عدد بر صفر!!!

اگر با اکسل سروکار دارید حتما با عبارات Div/0#! روبرو شده اید. همانطوری که همه مان می دانیم تقسیم کردن عدد بر صفر در ریاضیات مفهمومی ندارد. این موضوع در نرم افزار اکسل که بر اساس ریاضیات بنا شده است نیز صادق است.

اگر به طور عمد در فرمول نویسی عبارتی را بر صفر تقسیم کنید یا اینکه این عمل سهوا انجام گیرد خروجی خطای #Div! خواهد بود. منظور از سهوا این است که در فرمول نویسی به سلولی ارجاع دهید که خالی هست یا به اصطلاح اکسل Blank cell باشد.

جعبه خالی

خالی

۲- رفرنس های نامعلوم!!

فرمول نویسی اکسل بدون ارجاع و رفرنس دادن که نمی شود. ولی خطایی که ممکن است بر اثر این رفرنس دادن ها رخ دهد مربوط به حذف این رفرنس ها می باشد. فرض کنید فرمولی نوشته اید بعد از نگارش فرمول، سلولی که به آن ارجاع داده شده است حذف شود یا اینکه جابجا شود خطای !Ref# به صورت خروجی نشان داده خواهد شد.

ناشناخته و نامعلوم

نامعلوم

۳- غلط املایی!!!

۳ حالتی که ممکن است خطای !Name# رخ دهد را با هم بررسی کنیم:

  • تایپ اشتباه تابع
  • استفاده از رشته متنی بدون کوتیشین
  • استفاده از توابع سفارشی زمانی که فعال نیستند.

این ۳ حالت معمولا بیشتر اتفاق می افتد.

۴- ورودی های عجیب!!

همه ی توابع شامل دستورالعمل خاصی می باشند. یعنی آرگومان های ورودی مشخصی دریافت می کنند و خروجی های آنها نیز معلوم هست که از چه نوعی می باشد. حال اگر کاربر ورودی که تابع نیاز دارد را مقداری نامطلوب وارد نماید خطای !value# در خروجی نشان داده خواهد شد. علاوه بر نامطلوب بودن مقدار ورودی، زمانی که تابعی یک سلول را به عنوان ورودی نیاز دارد کاربر یک محدوده انتخاب کند یا بر عکس آن، این خطا رخ خواهد داد.

Excel error

ورودی عجیب

۵- موجود نیست!!

یک سری توابع با جستجو مقداری را از یک محدوده به عنوان خروجی نمایش می دهند. حال اگر این مقدار در محدوده ی مورد نظر ما نباشد خطای #N/A نمایش داده خواهد شد.

۶- خیلی بزرگ!!

خطای Num# معمولا زمانی رخ می دهد که محاسبات فرمول نویسی خیلی خیلی بزرگ یا خیلی خیلی کوچک باشد. حالاتی دیگر نیز این خطا رخ می دهد که خیلی به کار ما نمی آید.

خیلی بزرگ

خیلی بزرگ

۷- فراموشکاری!!

خطای Null# یکی از خطاهایی می باشد که براثر فراموش کردن جداگر میان کاراکترها یا عملگرها رخ می دهد. فرض نمایید فرمولی به این نحو بنویسید که

=sum( I A;By)

در این فرمول قرار است سه کاراکتر I,A,By با هم جمع شوند ولی کاراکتر جداکننده مابین I,A فراموش شده است و خطای Null# به عنوان خروجی نمایش داده خواهد شد. یا اینکه فرمولی را به این نحو بنویسیم I A*By= که کاراکتر ضرب را در بین I,A فراموش کرده باشیم.

در عملگرهای رفرنس یکی از حالات به این صورت می باشد که تداخل دو ناحیه را به صورت خروجی نشان می دهد. این عملگر به طور مثال به این نحو مورد استفاده قرار می گیرد.

=A1:A10 A3:E3

خروجی این فرمول سلول A3 که در هر دو ناحیه مشترک هست می باشد حال اگر این دو ناحیه تداخلی نداشته باشند خطای Null# را خواهیم داشت.

فرموش کاری

فرموش کاری

۸- زمان منفی!!

اگر با فرمت انتخابی برای سلول ها آشنایی دارید؛ یکی از این فرمت ها فرمت تاریخ و زمان می باشد. حال اگر در یک سلول عدد منفی وجود داشته باشد سپس فرمتی از جنس تاریخ و زمان انتخاب نماییم با منتظر این خروجی باشیم: ###########

همچنین اگر طول وارده در سلول بیشتر از اندازه مدنظر سلول باشد یا اینکه نتواند مقدار را در سلول نمایش دهد و نیاز به بزرگتر نمودن آن باشد این خطا نمایش داده می شود.

تفاوت سیستم مهاربندی و قاب خمشی به زبان ساده

اصولا در بررسی و مقایسه سیستم های مختلف دو معیار عمومی زیر را باید مورد توجه قرار داد:

  1. سازه باید برای حفظ تغییر شکل ها تا حدی که خسارت زلزله های معمولی به صورت غیرسازه ای باشد دارای سختی کافی باشد.
  2. شکل پذیری سازه باید به اندازه ای باشد که در زلزله های شدید دچار تخریب سیستم سازه ای و انهدام عمومی نشود.

الف) سیستم مهاربندی:

سیستم مهاربندی مجموعه ای از اعضای قائم(ستون ها)، اعضای افقی(تیرها) و اعضای مورب (بادبندها) است که توسط اتصالات مفصلی به یکدیگر متصل شده اند. در این سیستم، مهاربند ها با ایجاد سختی در برابر نیروهای جانبی مقاومت کرده و مانع از خرابی سازه می شوند.

سیستم مهاربندی

سیستم مهاربندی

ب) اتصالات سیستم مهاربندی:

از آن جایی که مهاربندها در سیستم های مهاربندی سختی ایجاد می کنند نیاز به اتصالاتی دارند که اجازه ی حرکت آزادانه را به اعضا بدهند. تصور کنید که اتصالات نیز مثل مهاربندها سختی ایجاد کنند؛ چه اتفاقی رخ می دهد؟ مسلما تا حدی سازه در برابر نیروی جانبی مقاومت می کند ولی پس از افزایش نیرو به دلیل سختی بالا دچار خرابی شدیدی می شود. پس لازمه ی عملکرد بهینه سازه این است که سختی اعضای مهاربندی و شکل پذیری اتصالات آنها در کنار هم و به صورت مکمل در برابر بار جانبی وارد عمل شوند.

اتصال مفصلی

اتصال مفصلی

اتصال مفصلی اتصالی است که در برابر چرخش هر یک از اعضای متصل به آن هیچ مقاومتی از خود نشان نداده و فقط مانع جدا شدن اعضا از یکدیگر می­شود. درست مشابه کاری که مفصل زانوی انسان انجام می­دهد.

مفصل زانوی انسان

مفصل زانوی انسان

ج) مزایا و معایب سیستم مهاربندی:

سختی زیاد

کنترل تغییرمکان های جانبی

سادگی اجرا

اقتصادی بودن

محدودیت معماری در بازشوها

ارتعاش زیاد

عدم زیبایی نما بخاطر وجود مهاربند

عدم زیبایی نما بخاطر وجود مهاربند

الف) سیستم قاب خمشی:

سیستم قاب خمشی مجموعه ای از تیرها و ستون ها و اتصالات صلب را شامل می شود که به طور همزمان نیروهای جانبی و ثقلی را تحمل می کنند.

در این سیستم چون هیچ عضو اضافی(مثل مهاربند یا دیوار برشی) وجود ندارد که در برابر تغییرشکل های جانبی مقاومت کند، بنابراین سازه از شکل پذیری بالایی برخوردار است؛ به عبارتی در صورت وارد شدن نیروهای جانبی، قاب سازه مشابه موم در برابر این نیروها تغییرشکل داده و بدین ترتیب مانع از خرابی ساختمان می شود.

سیستم قاب خمشی

سیستم قاب خمشی

ب) اتصالات سیستم قاب خمشی:

ویژگی های سیستم قاب خمشی ما را ملزم می کند، اتصالات پیچیده و صلبی برای این سیستم در نظر بگیریم تا در هنگام وارد شدن بار جانبی، شکل پذیری این سیستم را کنترل کرده و از جدا شدن اعضا به دلیل تغییرشکل­های جانبی جلوگیری کند.

به بیان ساده اعضای سیستم قاب خمشی شکل پذیرند و اتصالات سخت می باشند در نتیجه عملکردهای مکملی را در برابر بارهای جانبی خواهند داشت.

اتصال صلب اتصالی است که علاوه بر مقاومت در برابر جدا شدن اعضا از یکدیگر، از چرخش اعضا نسبت به هم جلوگیری می­کند. در این نوع اتصالات زاویه اجزای متصل شونده قبل از بارگذاری ۹۰ درجه می باشد و بعد از بارگذاری نیز ثابت (یعنی همان ۹۰ درجه) باقی می­ماند.

اتصال صلب

اتصال صلب

ج) مزایا و معایب سیستم قاب خمشی:

آزادی عمل بالا در معماری

انعطاف پذیری مناسب

اتصالات سنگین و پیچیده

بالا رفتن وزن سازه

هزینه بالا

تغییرمکان های جانبی زیاد

زیبایی نما به خاطر عدم وجود مهاربند

زیبایی نما به خاطر عدم وجود مهاربند

برگرفته از آموزش تحلیل و طراحی مهاربندهای همگرا

آشنایی با مقاطع نوین مهاربندها

مقاطع ساختمانی توخالی نوعی پروفیل فولادی با ظاهر لوله ای هستند که با توجه به خواص ویژه و منحصر به فردشان به صورت شکل های مختلف مورد استفاده قرار می گرفته اند. یکی از برجسته ترین نمونه ها، پل «فُرس آو فِرس» است که در سال ۱۸۹۰ میلادی در اسکاتلند با استفاده از این مقاطع ساختمانی ساخته شده‌است. در سال های اخیر نیز استفاده از این مقاطع شاهد پیشرفت چشمگیری بوده است به طوری که مهندسان به خاطر خواص ویژه اش به آن لقب متریال قرن بیست و یک را داده اند.

پل «فُرس آو فِرس»

پل «فُرس آو فِرس»

ایده ساخت این نوع مقاطع برای نخستین بار از گیاه بامبو گرفته شد که ساقه ای توخالی و در عین حال مقاوم دارد. مقاطع HSS کارآمدترین شکل را برای تحمل بارهای محوری دارند به همین جهت برای ساخت اعضای کششی و فشاری مورد توجه قرار می گیرند. یکی از این اعضا مهاربند است که به وفور در ساخت سازه های فولادی استفاده می شود.

بامبو

بامبو

مهاربندهایی که با این مقاطع ساخته می شوند، عملکرد بسیار خوبی داشته و به راحتی به ورق گوشه(Gusset plate) متصل می شوند. در واقع دو انتهای این اعضا به گونه ای قالب ریزی شده که دارای شکاف می باشد و در هنگام اتصال، ورق گوشه داخل این شکاف قرار گرفته و نیاز به هیچ ورق مضاعف یا جوشی برای اتصال نمی باشد در نتیجه عضو و ورق اتصال، به صورت یکپارچه عمل می کنند و ضعف های اتصالات پیشین در آنها مرتفع می شود.

قسمت انتهایی مهاربند برای اتصال به ورق گوشه

قسمت انتهایی مهاربند

متاسفانه ثابت شده طراحی این مقاطع برای مقاومت در برابر زلزله های بسیار شدید دشوار است. اخیرا به علت عدم درک درست از رفتار این مهاربندها در زلزله های شدید، شکست های تردی از آنها مشاهده شده که مهندسان را ملزم می دارد تحقیقات و آزمایشات بیشتری در خصوص این مقاطع داشته باشند.

مقاطع توخالی برای مهاربند

مقاطع توخالی برای مهاربند

مقاطع توخالی برای مهاربند

مقاطع توخالی برای مهاربند

برگرفته از آموزش تحلیل و طراحی مهاربندهای همگرا

ده نکته کاربردی در مورد ستون گذاری که هر مهندس عمرانی بایستی بداند!

مقدمه:

همانطور که در بازی شطرنج انتخاب موقعیت مهره ها حائز اهمیت می باشد و برد یا باخت شما را تعیین می کند در طراحی ساختمان، انتخاب موقعیت ستون ها نیز می تواند تفاوت بارزی را بین شما و دیگر مهندسان ایجاد کند.

حتما می دانید که پیش از طراحی ستون های یک سازه بایستی به جایگذاری ستون های آن اقدام کرد. این کار نیز مانند دیگر قسمت های طراحی سازه، نیازمند رعایت الزامات و معیار هایی است. اگرچه می توان ستون ها را بدون اطلاعات کافی هم در سازه قرار داد، اما به احتمال زیاد اختلالاتی در ساختمان بوجود خواهد آمد که دیگر قابل ترفیع نمی باشند.
بنابرین اگر شما هم یک طراح سازه هستید توصیه میکنم با الزامات ستون گذاری آشنا باشید تا بتوانید:

  1. با انتخاب بهترین محل برای ستون ها، کاهش قابل توجهی را در هزینه های پروژه ایجاد کنید.
  2. سازه را به صورتی ایمن، زیبا و کارآمد طراحی کنید.
  3. پیش از طراحی ستون برخی از الزامات مربوط به آیین نامه ۲۸۰۰ را رعایت کنید.

در تعیین محل مناسب برای ستون ها بایستی به ضوابط معماری و سازه ای ساختمان توجه داشت.  به همین منظور نکاتی را برای شما گردآوری کرده ایم که امیدواریم مفید واقع شوند:

الف) ستون گذاری بر مبنای معماری ساختمان:

  1. وظیفه ستون انتقال بارهای ساختمان به پی می باشد. بنابرین انتخاب محل ستون ها و فاصله آن ها از یکدیگر اهمیت پیدا می کند. محل و فاصله ستون ها باید به گونه ای باشد که با حداقل تعداد ستون، کل بارهای ساختمان به زمین منتقل شود.
    structure

    نحوه انتقال بارها به ستون ها و سپس به پی و زمین

    اگر فاصله بین ستون ها کمتر از حد معمول باشد، کیفیت فضاها از نظر معماری کاهش می یابد و اگر این فاصله بیشتر از حد معمول باشد، مقاطع تیر و ستون افزایش می یابد که این مورد، نه تنها از نظر اقتصادی به صرفه نمی باشد، بلکه ایجاد آویز در تیرها را نیز به همراه خواهد داشت.

  2. محل ستون ها بایستی به نحوی باشد که از زیبایی ساختمان و ارتباط بین آن ها نکاهد. برای مثال در نمای ساختمان، ستون ها نباید به گونه ای قرار داده شوند که با بازشو ها تداخل داشته باشند.
  3. بهتر است ستون ها حتی الامکان درون دیوارها، جرز ها و کمد های دیواری مخفی شوند و داخل فضاها قرار نگیرند. گرچه در بعضی موارد این مورد اجتناب ناپذیر است.
  4. به هنگام ستون گذاری بایستی عرض مورد نیاز برای راه پله، آسانسور و سایر فضاهای این چنینی را تامین کرد. در بعضی موارد دیده شده ستون گذاری نامناسب، باعث از بین رفتن فضای مفید آسانسور و راه پله شده و مجبور به استفاده از آسانسوری با ظرفیت کمتر می شویم. برای زمین های بالای ۲۰۰ متر، ابعاد داخل به داخل باکس آسانسور ۱۶۰ در ۲۰۰ سانتیمتر و ابعاد داخل به داخل باکس راه پله ۲۴۰  در ۴۸۰ سانتیمتر می باشد.
  5. محل قرارگیری ستون ها در پارکینگ بایستی به گونه ای باشد که مانع حرکت ماشین ها نباشد و فضای پرت ایجاد نکند. فضای مورد نیاز برای پارک یک ماشین ( فاصله بین نازک کاری دو ستون مجاور ): ۵ در ۲٫۵ متر
    فضای مورد نیاز برای پارک دو ماشین در مجاورت یکدیگر: ۵ در ۴٫۵ متر

index_parking

ب) ستون گذاری بر مبنای ضوابط سازه ای:

  1. همانطور ک می دانید بهتر است قاب های باربر جانبی در هر راستا، نیروی زلزله همان راستا را تحمل کنند. از آنجایی که نیروی زلزله در دو جهت عمود بر هم x و y به سازه وارد میشود، جهت ستون گذاری نیز بایستی به نحوی باشد که قاب های موجود در سازه، عمود بر هم باشند. به عبارتی بایستی به بحث نامنظمی سیستم های غیر موازی در آیین نامه ۲۸۰۰ توجه نمود.شاید ویدئوی رایگان آموزشی تفسیر ویرایش چهارم استاندارد ۲۸۰۰ به کارتان آید. در قسمت دوم این مجموعه رایگان با انواع نامنظمی در پلان از جمله نامنظمی سیستم های غیر موازی آشنا می شوید.
    unhibited

    نامنظمی سیستم های غیر موازی

     

  2. در قسمت هایی از ساختمان که دارای پیش آمدگی می باشند (مثل بالکن)، لازم نیست حتماً چهار طرف آن، ستون تعبیه شود، بلکه می توان بالکن را به صورت طره مدل کرد.
    طبق آیین نامه ۲۸۰۰ بایستی از احداث طره های بزرگتر از ۱٫۵ متر حتی المقدور احراز شود.
  3. در چهار طرف اتاق پله بایستی ستون قرار داده شود. همچنین توصیه می شود در صورت امکان در چهار طرف آسانسور نیز ستون قرار گیرد.
  4. نحوه قرار دادن مناسب ستون در پلان اگر در هر سمت، از یک نوع سیستم باربر جانبی استفاده شده باشد به شرح زیر می باشد:
    نحوه جانمایی ستون ها در سازه ای که در یک امتداد دارای قاب خمشی و در امتداد دیگر دارای مهاربند می باشد.

    نحوه جانمایی ستون ها در سازه ای که در یک امتداد دارای قاب خمشی و در امتداد دیگر دارای مهاربند می باشد.

     

  5. اگر پلان دارای فرو رفتگی یا شکستگی بود، بایستی در محل تقاطع اضلاع آن از ستون استفاده شود. توجه کنید این پس رفتگی در پلان موجب ایجاد نامنظمی هندسی در پلان سازه نشود.

 

آیا می خواهید در این مورد بیشتر بدانید؟

در این مقاله تنها بخشی از اطلاعات لازم برای جانمایی ستون ها در پلان را ارائه داده ایم. در دوره ویدئویی ستون های فولادی در مورد نحوه ستون گذاری در پلان و همچنین نحوه قرار دادن مناسب آن بیشتر توضیح داده ایم.

 

یازده تکنیک Table در اکسل

اگر با اطلاعات زیادی سر وکار دارید و این اطلاعات به صورت ستون بندی شده دسته بندی شده اند و هر ستونی نامی دارد پس توصیه می کنم در ادامه با ما باشید تا ابزاری برای مدیریت داده ها در اکسل به شما معرفی کنیم.

افرادی که با داده های زیاد سروکار دارند و لازم هست تا گزارش گیری های متنوعی داشته باشند برای اینکه راحت تر بتوانند در بین این داده ها، داده خاصی را پیدا کنند ابزار TABLE، یکی از بهترین پیشنهادات نرم افزار اکسل به آنها خواهد بود.

طریقه ایجاد TABLE

برای تبدیل یک محدوده به جدول می توان به ۲ طریق زیر عمل کرد:

  1. محدوده ی سلول هایی که قصد تبدیل آنها به جدول دارید را انتخاب کنید. سپس از طریق Home > Styles > Format As Table با انتخاب یکی از حالات، استایلی برای محدوده انتخاب کنید. در اینجا پنجره ای باز خواهد شد و این سوال را از شما می پرسد که آیا این محدوده را تبدیل به جدول کنم که با زدن دکمه ok محدوده تبدیل به جدول خواهد شد.
  2. محدوده را انتخاب کنید و از Insert > Tables > table ابزار table را انتخاب نمایید یا اینکه کلید ترکیبی Ctrl+T را فشار دهید.

چند تکنیک درباره جدولی که ایجاد کردیم:

  1. برای جدول ایجاد شده به طور خودکار اکسل نامی در نظر می گیرد. از این نام در فرمول نویسی ها می توانیم استفاده کنیم.
  2. اگر در زمان ایجاد جدول چک باکس مربوط به سربرگ را تیک زده باشید، ردیف اول داده ها به عنوان سربرگ جدول در نظر گرفته می شود. نام هر یک از ستون ها نیز با عنوان سربرگ شناخته می شود.
  3. زمانی که به سمت پایین حرکت کنید دیگر حروف الفبایی مربوط به نام ستون ها نشان داده نمی شود و به جای آن عنوان سربرگ نمایان خواهد شد.
  4. در پایین جدول می توانید ردیف خودکاری اضافه کنید که این ردیف می تواند جمع، شمارش تعداد سلول ها و… را به صورت خودکار انجام دهد. این ردیف با کلیک بر روی جدول و فعال شدن Table Tools از آدرس Design>Table Style Options>Total Row انجام می شود. با زدن تیک چک باکس Total Row ردیف Total اضافه خواهد شد. نوع خروجی که این ردیف قرار است نمایش بدهد از لیست مربوط به هر سلول قابل انتخاب می باشد.
  5. جدول قابلیت بزرگ شدن دارد. زمانی که در آخرین سلول جدول مقداری را وارد کنید و بعد از آن بخواهید به ردیف بعدی بروید با نگارش داده ای در سلول، آن ردیف به جدول اضافه خواهد شد. حتی ردیف جمع که در شماره ۴ بیان کردیم هم یک ردیف به سمت پایین جابجا می شود.
  6. در صورتی می خواهید داده های تکراری را از جدول حذف کنید می توانید با کلیک بر روی سلولی از جدول و فعال شدن Table Tools از Design>Tools>Remove Duplicates حذف کردن داده های تکراری را فعال کنید. پنجره ای باز خواهد شد و این موضوع را باید در این پنجره مشخص کنید که داده ها از کدام ستون بررسی و حذف شوند.
  7. فیلتر و مرتب سازی هوشمندانه تر در جدول قابل انجام می باشد. در جدولی که ایجاد کردیم سربرگ آن در حالت عادی به صورت فیلتر در خواهد آمد. با زدن هر کدام از این فیلترها و انتخاب نوع آن می توانیم مواردی که قصد فیلتر آنها را داریم انتخاب کنیم.
  8. در صورتی که  خواهیم دکمه فیلتر در سربرگ نمایش داده نشود با فعال کردن table Tools و بعد از آن از Design>Table Style Options>Filter Button چک باکس بودن یا نبودن فیلتر در سربرگ را انتخاب می کنیم.
  9. در جداول لازم نیست فرمولی که می نویسیم را برای بقیه سلول ها کپی کنیم بلکه با نوشتن فرمول برای اولین سلول و زدن کلید اینتر بقیه سلول های جدول به صورت خودکار تکمیل خواهند گشت.
  10. ابزاری که در جدول خیلی مورد توجه هست، Structure Reference ها هستند. در زمان فرمول نویسی با انتخاب هر سلول، نام عادی آن در نظر گرفته نمی شود بلکه نامی از ستون آن انتخاب می شود که به این حالت خواهد بود:

=[@عنوان سربرگ ستون]

این موضوع باعث افزایش سرعت در فرمول نویسی خواهد شد. در صورتی که می خواهید از داده های جدول دیگری هم استفاده کنید می توانید فرمول را به این حالت بنویسید:

[عنوان سربرگ ستون] نام جدول=

Structure Reference از طرفی خوانایی برنامه و از سوی دیگر با جابجایی و انتقال سلول ها بازه های مشخص شده تغییر نخواهند کرد.

به طور مثال :

فرمول در کسل

فرمول در کسل

این دو فرمول یک موضوع را بررسی می کنند ولی خوانایی فرمول اولیه به مراتب بهتر از فرمول مربوط به محدوده می باشد.

و آخرین نکته: در حالت عادی اگر شما فرمول مربوط به یک سلول از محدوده ای را تغییر بدهید برای اعمال این تغییر به بقیه سلول های محدوده باید فرمول آن را برای بقیه سلول ها کپی کنید. اما در جدول با تغییر فرمول یک سلول، فرمول بقیه سلول های آن ستون نیز تغییر خواهد کرد و به نوعی آپدیت خواهد گشت.

این فقط ۱۱ نکته از ویژگی های مختلف جدول در نرم افزار اکسل بود. در فایل PDF پیوست علاوه بر بررسی دقیق تر این موارد نکاتی دیگر از قابلیت های Table  را بیان خواهیم نمود.

چرا مهاربند همگرای ویژه

مطمئنا این نکته را تایید می کنید که مهاربندهای همگرا به وفور در سازه های فولادی اجرا می شوند. سوال اینجاست که چرا مهاربندهای همگرای ویژه برای نخستین بار قد علم کردند؟

در این مقاله رایگان که در راستای دوره طراحی مهاربندهای همگرا تولید شد، قصد داریم علت بوجود آمدن اولین مهاربندهای همگرای ویژه را ذکر کرده و مزیت های آن را نسبت به نوع معمولی بیان کنیم. هر چند دید مهندسی شما عزیزان قابل ستایش است.

علت پیدایش مهاربند همگرای ویژه

خسارت شدید مهاربندهای همگرای معمولی در زلزله هایی از قبیل لوما پریتا ۱۹۸۹، نورتریج ۱۹۹۴ و مکزیکو ۱۹۸۵ که ناشی از سختی بالای این نوع مهاربندها و عدم شکل­ پذیری مناسب آن­ها بود منجر به بازبینی در طراحی این سیستم­ ها شد. در نتیجه پس از وقوع این زلزله­ ها مهاربندهای همگرای ویژه معرفی شدند.

هولناک ترین معضل برای اعضای مهاربندی، پدیده کمانش می باشد که برای یک عضو تحت فشار ممکن است اتفاق بیفتد. مهاربند ها بسته به معمولی یا ویژه بودنشان دو نوع رفتار ممکن است داشته باشند. چون از مهاربندهای معمولی انتظار رفتار فرا ارتجاعی محدودی داریم در نتیجه پس از کمانش، این مهاربندها ظرفیت باربری خود را از دست داده و دچار ضعف شدیدی در تحمل نیروی فشاری می شوند؛ در صورتی که مهاربندهای همگرای ویژه در حکم فیوز سازه بوده و بعد از کمانش رفتار غیر ارتجاعی خوبی از خود نشان می دهند. پس از رخداد کمانش با تشکیل مفصل پلاستیک در سه نقطه از مهاربندها، ظرفیت باربری مهاربند حفظ شده و عضو هنوز هم می تواند با شکل پذیری خود در برابر نیروهای زلزله مقاومت کند.

علاوه بر تفاوت رفتاریِ مهاربندهای معمولی و ویژه، اعضای این مهاربندها در طراحی نیز با هم تفاوت دارند:

  • به دلیل تفاوت در نیروی زلزله که به علت وارد کردن ضریب زلزله های متفاوت ایجاد می شود، این مهاربندها شکل پذیری های متفاوتی از خود نشان می دهند؛ به این صورت که مهاربند معمولی دارای ضریب رفتار کمتری(۳/۵) بوده در نتیجه ضریب زلزله و نیروی زلزله بیشتری را در طراحی برای آن متصوریم در صورتی که مهاربند ویژه ضریب رفتار بیشتری(۵/۵) و نیروی زلزله کمتری دارد. پس این کمتر در نظر گرفتن نیروی زلزله برای مهاربند ویژه باعث می شود سبک تر و شکل پذیرتر طراحی شود و رفتار خوبی در زلزله از خود نشان دهد. و این رفتار خوب به واسطه تشکیل مفصل پلاستیک در سه نقطه از طول مهاربند رخ می دهد.
  • تفاوت بعدی اعضای مهاربندی در فشردگی مقاطع آن ها می باشد(جدول۱۰-۴-۳-۱ مبحث دهم مقررات ملی ساختمان)
این عکس نمونه ای از خرابی زلزله لوما پریتا را نشان می دهد

زلزله لوما پریتا

این عکس نمونه ای از خرابی زلزله نورتریج را نشان می دهد

زلزله نورتریج

این عکس نمونه ای از خرابی زلزله مکزیکو را نشان می دهد

زلزله مکزیکو

مکانیزم رفتاری این نوع مهاربندها

طراحی این مهاربندها به گونه­ ای است که در هنگام وقوع زلزله تغییرشکل­ های غیرارتجاعی قابل ملاحظه­ ای در مهاربندهای فشاری و کششی آن­ها به وجود می ­آید؛ به گونه ای که در مهاربندهای کششی، ناحیه شکل ­پذیر در تمام طول عضو به وجود می ­آید. در مهاربندهای تحت فشار نیز، کمانش غیرارتجاعی باعث ایجاد مفصل پلاستیک در دو انتها و همچنین وسط مهاربند می­ شود.

بنابراین این مهاربندها به علت شکل پذیری مناسب خود پس از سیکل های متوالی بارگذاری در عضو کششی به تسلیم و در عضو فشاری به کمانش غیر ارتجاعی می رسند.

کمانش عضو فشاری و تسلیم عضو کششی

اعضای بادبندی

مزیت های  این نوع مهاربند نسبت به مهاربند معمولی

کمانش اعضای بادبندی در مهاربند همگرای معمولی منجر به کاهش باربری و شکل­ پذیری محدود این سیستم می­ شود. در نتیجه این سیستم­ ها ایمنی جانی را آنچنان که باید تامین نمی­ نمایند. درصورتی که برای قاب­ مشابه با مهاربند ویژه، تشکیل مفصل پلاستیک در اثر کمانش و نهایتا وقوع خرابی پس از سیکل­ های بارگذاری بیشتر، تامین ایمنی جانی را به همراه دارد. در واقع استفاده از مهاربند همگرای معمولی در سازه های بلند تر از ۴ طبقه در مناطق با لرزه خیری بالا توصیه نمی شود که این خود محدودیت بزرگی محسوب می شود. مهاربند شکل­ پذیر نه تنها موجب بهبود رفتار لرزه ­ای سازه می­ شود بلکه از لحاظ اقتصادی نیز کاهش در وزن ستون­ ها و مهاربندها منجر به سبک­تر شدن فونداسیون می­ شود.

استفاده از مهاربند همگرای ویژه علاوه بر کاهش برش پایه ساختمان و افزایش شکل پذیری منجر به کاهش سختی سازه به مقدار ناچیزی نسبت به همگرای معمولی می شود.

 

نمونه تصویری از مهاربند هشتی

مهاربند همگرا

خاموت پیچشی لرزه ای!

قبل از شروع می خواهیم به نکته ای اشاره کنیم که در مبحث نهم به آن اشاره ای نشده اما آیین نامه ACI318 و سایر مراجع معتبر به آن پرداخته اند.

در اعضایی که تحت پیچش خالص و قابل توجهی می گیرند استفاده از ۲ آرماتور U شکل به صورت وصله پوششی مطلوب نیست. دلیل این امر از بین رفتن پوشش بتن در پیچش های بزرگ می باشد که نهایتا منجر به گسیختگی پیچشی زودرس می شود. (R25.7.1.6) همانطور که ملاحظه می کنید مقطع زیر یک تیر کناری بوده که به دال متصل است و اثر پیچش در آن قابل ملاحظه می باشد.

تنگ بسته به صورت وصله پوششی

تنگ بسته به صورت وصله پوششی

اضافه می کنیم بنابر آیین نامه ACI استفاده از این شکل خاموت در سایر شرایط محدودیتی نداشته و فقط منظور اعضایی است که تحت پیچش قرار می گیرند (R25.7.1.7)

اما موردی که در اینجا می خواهیم به آن بپردازیم معمولا در مراجع فارسی کمتر به آن پرداخته می شود. در مقاطعی که تحت پیچش قابل توجهی قرار می گیرند، تنگ ویژه به چه صورت خواهد بود؟

تنگ ویژه خاموتی است بسته که در دو انتها به قلاب ویژه ختم می شود. قلاب ویژه نیز قلابی است با خم حداقل ۱۳۵ درجه. همچنین تنگی که بخواهد در برابر پیچش مقاومت کند حتما بایستی به صورت تنگ بسته باشد. البته بایستی به این نکته اشاره کنیم که منظور از تنگ بسته این نیست که آرماتورهای عرضی به صورت یکسره باشد، می توان از یک آرماتور U به همراه آرماتور تک شاخه استفاده کرد که در هریک از شرایط به توضیحات بیشتری می پردازیم.

در این مقطع مستطیلی با توجه به اینکه از هیچ طرفی محصور شدگی برقرار نیست بنابراین قلاب انتهایی از هر دو سمت بایستی به خم حداقل ۱۳۵ درجه منتهی شود.

تنگ بسته

در این مقطع با توجه به اینکه دال از سمت راست به محصور شدگی کمک می کند بنابراین خم این سمت را می توان ۹۰ درجه گرفت.

تیر محیطی که تحت پیچش قرار می گیرد.

تیر محیطی

با همین منطق می توان از خم ۹۰ درجه در هر دو انتها استفاده کرد و لزومی به استفاده از خم ۱۳۵ درجه نیست!

مقطع T شکل

مطالبی که گفته شد قسمتی از بخش چهارم مجموعه پشت پرده طراحی سازه های بتن آرمه بود.

دو نکته در مورد ضابطه تیر ضعیف – ستون قوی

قبل از هرچیزی باید بگوییم که در قاب های مفصلی یا ساده به دلیل اینکه تیرها ممان پذیر نیستند این بحث مطرح نبوده و فقط منظور قاب خمشی است. بنابراین از آنجایی که ما در سازه های بتنی قاب مفصلی نداریم پس لزوم رعایت ضابطه تیرضعیف-ستون قوی در سازه های بتنی بیشتر مورد توجه می باشد.

حتما تاکنون عبارت تیر ضعیف_ستون قوی به گوشتان خورده است. حال سوال اینجاست:

۱- چرا باید ضابطه تیر ضعیف_ستون قوی را رعایت کنیم؟

جواب این سوال بسیار واضح است. همانطور که می دانید در صورت خرابی یک تیر، در المان های مجاور باز توزیع نیروها رخ داده و سازه میتواند پایداری خود را حفظ کند. اما آیا در ستون ها هم این اتفاق خواهد افتاد؟ قطعا خیر! خرابی یک ستون می تواند موجب فروپاشی کل سازه شود. تمام آیین نامه های لرزه ای با در نظر گرفتن این موضوع بر لزوم رعایت اصل تیر ضعیف_ستون قوی تاکید می کنند.

خیلی خلاصه هدف این است که کاری کنیم تا مفصل پلاستیک در تیرها تشکیل شوند نه در ستون ها! به شکل زیر توجه کنید.

تشکیل مفصل پلاستیک در تیر و ستون

تیر ضعیف ستون قوی

بنابراین به زبان ساده باید کاری کنیم تا شکست در تیر اتفاق بیفتد. نه در ستون! و نه در چشمه اتصال! برای اینکه مفصل پلاستیک در تیر تشکیل شود بایستی ۲ اصل کلی مورد توجه قرار گیرد.

  1. ارضای ضابطه تیر ضعیف-ستون قوی
  2. مقاومت کافی در هسته اتصال
خرابی به دلیل تیر قوی و ستون ضعیف

خرابی به دلیل تیر قوی و ستون ضعیف

۲- آیین نامه ها برای در نظر گرفتن اصل تیرضعیف_ستون قوی چه ضوابطی را ارائه می کنند؟

شرایط شکل پذیری زیاد:

بر اساس مبحث نهم مقررات ملی ساختمان در ساختمان هایی با شکل پذیری زیاد بایستی مجموع مقاومت خمشی ستون ها حداقل ۲۰ درصد بیشتر از مقاومت خمشی تیرها باشد. (موضوع بند ۹-۲۳-۴-۲-۴)

لنگرهای مقاوم خمشی ستون ها باید برای نامساعدترین حالت بار محوری، در جهت بارگذاری جانبی مورد نظر، که کمترین مقدار لنگرها را به دست می دهد، محاسبه شوند. مجموع لنگرهای مقاوم خمشی تیرها بایستی چنان صورت گیرد که لنگرهای ستون ها در جهت مخالف لنگرهای تیرها قرار گیرند.

این رابطه بایستی در حالاتی که لنگرهای خمشی تیرها در دو جهت در صفحه قائم قاب، عمل نمایند برقرار باشد. به دو شکل زیر توجه کنید:

حداقل مقاومت خمشی ستون

حداقل مقاومت خمشی ستون

علاوه بر تامین حداقل مقاومت خمشی برای ستون ها، حداقل ابعاد ستون برای شرایط شکل پذیری زیاد نیز بایستی رعایت شود. (موضوع بند ۹-۲۳-۴-۲-۱) بر اساس این بند دو ضابطه بایستی رعایت شود.

الف- عرض مقطع ستون نباید کمتر از ۰٫۴ بعد دیگر ستون و ۳۰۰ میلیمتر باشد.

ب- نسبت عرض مقطع به طول آزاد آن از ۰٫۱ برای ستون های طره ای و ۱/۱۶ برای سایر سایر ستون ها کمتر باشد.

شرایط شکل پذیری متوسط:

در شرایط شکل پذیری متوسط نیز این دو ضابطه برای ابعاد مقطع بایستی تامین گردد.

الف- عرض مقطع نباید کمتر از ۰٫۳ بعد دیگر و ۲۵۰ میلیمتر باشد.

ب- نسبت عرض مقطع به طول آزاد آن از ۱/۲۵ کمتر باشد.

حداقل ابعاد ستون در قاب خمشی بتن آرمه

حداقل ابعاد ستون در قاب خمشی

 

به شرط جمع

این پست از سری پست های اکسل برای عمران را با این مثال شروع کنم که قصد دارم بخشی از جدول لیستوفر را تکمیل کنم. جدول اولیه ای که آماده شده است مقدار میلگرد مصرفی را در هر مکان مشخص می کند. حال قصد آن را دارم تا جدولی به صورت خلاصه تهیه کنم که مقدار میلگرد مصرفی را در کل پروژه برایم تعیین نماید.

راه حل ساده و خیلی وقت گیر این هست که یکی یکی این موارد را از داخل جدول پیدا کنیم و جمع بزنیم که کاری غیرحرفه ای خواهد بود. اما راه حلی که طراحان کاتالیزور از آن استفاده می کنند به کارگیری توابع اکسل می باشد.

اکسل

جدول ۲                                                                                                  جدول ۱

ابتدا مسیری که باید با اکسل طی کنیم یا به عنوان دیگر صورت مسئله را بررسی کنیم. قرار است میلگرد های به کار گرفته شده را از جدول اول بر حسب قطر آن جمع زنیم و در جدول ۲ بر حسب وزن آن محاسبه کنیم.

پس باید جمع هایمان بر اساس شرط انجام گیرد. این شرط قطر میلگرد می باشد که بر اساس آن طول های هر نوع میلگرد را جمع می کنیم. اگر پست های قبلی سری اکسل برای عمران را دنبال کرده اید؛ در مورد تابع Sum و تابع شرطی If صحبت هایی کردیم. تابعی که می خواهم معرفی کنم تابع Sumif هست. تابعی که ترکیبی از جمع و شرط می باشد.

مطلوب ما در اینجا جمع طول میلگردها به شرط قطر مشابه می باشد. که این کار به راحتی با تابع Sumif انجام می گیرد.

اجزای تابع

SUMIF(range, criteria, [sum_range])

محدوده چک کردن شرط:

در اولین آرگومان این تابع محدوده ای را مشخص می کتیم تا شرطی که در آرگومان دوم تعریف می کنیم را چک نماید. در مثال فوق ستون B جدول اول می باشد.

شرط:

دومین آرگومان؛ شرط مان هست که قرار است بر اساس آن جمع انجام گیرد؛ که برای راحتی کار برای هر ردیف از جدول دوم سلولی از ستون G مشخص می کنیم.

محدوده جمع کردن:

بعد از اینکه شرط در محدوده تعیین شده مورد بررسی قرار گرفت، جمع مواردی که مورد قبول شرط قرار گرفتند باید انجام گیرد. محدوده ای را تعیین می کنیم تا بر اساس شرط جمع صورت گیرد. در این مثال ذکر شده ستون E از جدول اول می باشد.

این مثالی ساده ولی کاربردی از تابع Sumif بود. به طور مفصل درباره این تابع به همراه چندین مثال جذاب و کاربردی در فصل دوم طراحان کاتالیزور بحث خواهیم نمود.

به نظر شما این تابع در کدام محاسبات دیگر مهندسی ما را به طراحی کاتالیزور تبدیل خواهد نمود؟