صفحه اصلی  »  مقالات  »  استاندارد 2800  »  کنترل زمان تناوب سازه در ایتبس به همراه بررسی زمان تناوب تجربی و تحلیلی

کنترل زمان تناوب سازه در ایتبس به همراه بررسی زمان تناوب تجربی و تحلیلی

کنترل زمان تناوب سازه به عنوان یکی از کنترل های سازه ای که در همان ابتدای کار طراحی سازه با آن مواجه می شویم دارای اهمیت بالایی است اما تفاوت زمان تناوب تجربی و تحلیلی در چیست؟ کدام زمان تناوب را باید به سازه اعمال کنیم؟

در این مقاله جامع و کاربردی ابتدا مفهوم زمان تناوب سازه را بیان خواهیم کرد و سپس آن را در ایتبس و با کمک اکسل کنترل خواهیم کرد.

 

در این مقاله چه می آموزیم؟

 

زمان تناوب سازه

قبل از شناخت زمان تناوب سازه بهتر است به صورت خلاصه با مفهوم تراز پایه ساختمان آشنا شویم البته شما می توانید مفهوم تراز پایه ساختمان را در مقاله کاربردی تراز پایه ساختمان مطالعه کنید.

طبق تعریف استاندارد 2800 تراز پایه به مکانی اطلاق می شود که در هنگام زلزله از آن تراز به پایین اختلاف حرکتی بین ساختمان و زمین وجود نداشته باشد.

 زمان تناوب سازه دقیقا چیست؟

به مدت زمان یک رفت و برگشت کامل سازه موقع زلزله زمان تناوب میگوییم.

 

زمان تناوب یا زمان پریود سازه چیست؟

 زمان تناوب سازه را چگونه محاسبه کنیم؟

زمان تناوب اصلی سازه با توجه به روابطی که قبلا در علم فیزیک آموختیم به دست می آید. طبق فرمول تصویر بالا زمان تناوب سازه به جرم سازه و سختی سازه وابسته است. پس کافی است جرم و سختی سازه را محاسبه کرده تا زمان تناوب سازه را به دست آوریم.

اما آیا محاسبه جرم و سختی یک سازه به همین راحتی است که میگوییم؟! برای محاسبه زمان تناوب سازه با 2 مشکل اساسی روبرو هستیم.

  1. مشکل اول این است که به سادگی نمیتوان جرم یک سازه و سختی آن را به طور دقیق به دست آورد. حتی با استفاده از نرم افزارهای قدرتمندی همچون etabs و sap
  2. مشکل دوم در نظر نگرفتن سختی اجزای غیرسازه ای توسط نرم افزار است. چیزی که ما در نرم افزار مدلسازی می کنیم فقط اسکلت ساختمان است. در صورتیکه اجزاء غیرسازه ای نیز سختی سازه را افزایش می دهند.

برای حل این مشکلات ویرایش چهارم آیین نامه ۲۸۰۰  دو زمان تناوب را برای محاسبین معرفی نموده است. اولین مورد زمان تناوب تجربی سازه و دومین مورد زمان تناوب تحلیلی سازه می باشد. زمان تناوب تجربی همانطور که از اسمش پیداست از یک سری روابط تجربی به دست می آید (مطابق بند 3-3-3 ویرایش چهارم استاندارد 2800) و زمان تناوب تحلیلی عدد دقیق تری است که از تحلیل سازه به دست می آید اما چون در قبل از مرحله تحلیل سازه اطلاعاتی در مورد زمان تناوب سازه محاسباتی خود نداریم، آیین نامه برای شروع کار زمان تناوب تجربی را به مهندسین معرفی می کندکه به ارتفاع و نوع سیستم باربر جانبی سازه بستگی دارد.

در واقع مهندس محاسب با فرض زیر که تبصره بند 3-3-3-1 آیین نامه 2800 ویرایش 4 می باشد، مدلسازی و آنالیز را در نرم افزارهای تحلیل سازه انجام می دهد:

۱٫۲۵ * زمان تناوب تجربی < زمان تناوب تحلیلی

 اگر فرض ما غلط باشد چه اتفاقی در روند طراحی می افتد؟

اگر زمان تناوب مورد استفاده در محاسبات اولیه ساختمان که ۱٫۲۵ برابر زمان تناوب تجربی می باشد، بزرگتر از زمان تناوب تحلیلی باشد؛ در این صورت چون زمان تناوب با ضریب بازتاب ساختمان رابطه عکس داشته و از سوی دیگر ضریب بازتاب ساختمان با ضریب زلزله رابطه مستقیم داشته و ضریب زلزله نیز با برش پایه کل ساختمان رابطه مستقیم دارد، بنابراین…

 

ارتباط بین زمان تناوب با برش پایه کل ساختمان

 

در نهایت می توان گفت که اگر مقدار زمان تناوب سازه بیشتر از مقدار واقعی آن درنظر گرفته شود، این بدین معنی است که برش پایه را کمتر از مقدار واقعی آن در نظر گرفته ایم. یعنی به زبان ساده سازه را دست پایین طراحی کرده ایم.

زمان تناوب تجربی سازه

با توجه به بند 3-3-3-1 آیین نامه 2800 بر اساس نوع سیستمی که داریم زمان تناوب سازه تعیین می شود که در این جا به صورت خلاصه فرمول تمامی موارد ذکر شده در این بند آیین نامه را در یک جدول ذکر کرده ایم.

 

فرمول زمان تناوب تجربی سازه

 

 برای سیستم های قاب خمشی در صورتیکه جداگرهای میاقابی مانعی برای حرکت قاب شوند زمان تناوب تجربی را در عدد 0.8 ضرب می کنیم.

طبق فرمول های استاندارد 2800 در صورتیکه جداگرهای میانقابی مانعی برای حرکت قاب ایجاد کنند زمان تناوب تجربی را باید 20 درصد کاهش داد. یا همانطور که گفتیم زمان تناوب تجربی را باید در عدد 0.8 ضرب کرد اما دلیل این موضوع چیست؟

دلیل این موضوع این است که در صورتیکه این جداگرها به قاب چسبیده باشند باعث افزایش سختی سازه می شوند. به فرمول محاسبه زمان تناوب مجددا توجه کنید: T=2π√ m/k

همانطور که میبینید T با K نسبت عکس دارد. بنابراین متوجه میشویم که استاندارد 2800 با کاهش زمان تناوب تجربی این موضوع را در نظر گرفته است.

 

اثر میان قاب بر زمان تناوب سازه

البته میتوان با نبشی کشی مناسب و ایجاد فاصله به کمک مصالح نرم مانند یونولیت از اتصال بین قاب و میانقاب جلوگیری کرد. در این صورت نیازی به کاهش 20 درصدی زمان تناوب تجربی نیست.

بررسی زمان تناوب سازه در قالب یک ویدئو

اگر تا به اینجای کار متوجه مفهوم زمان تناوب سازه و ضوابط آن نشده اید حتما یک بار ویدئو رایگان و کاربردی که در این قسمت قرار داده شده را مشاهده کنید. در این ویدئو آموزشی دوره تناوب ساختمان های متعارف و غیر متعارف را تعیین خواهیم کرد و همین طور مکان تراز پایه ساختمان را به شما نشان خواهیم داد.

 

گام به گام نحوه کنترل زمان تناوب سازه

همانطوری که گفتیم ابتدا با فرض اینکه ۱٫۲۵ برابر زمان تناوب تجربی از زمان تناوب تحلیلی سازه کمتر است آنالیز را انجام می دهیم.

سپس مراحل زیر را در ایتبس انجام می دهیم:

  1. save as گرفتن از پروژه قبلی
  2. اصلاح ضرایب سختی در پروژه های بتنی
  3. تحلیل مجدد
  4. تعیین زمان تناوب تحلیلی سازه در جهت X و Y
  5. مقایسه زمان تناوب های تحلیلی با زمان تناوب تجربی

گام یک: save as گرفتن از پروژه قبلی

کنترل زمان تناوب سازه کنترلی است که باید حتما انجام شود و فایل آن به نظام مهندسی مربوطه تحویل داده شود. بنابراین از فایل ایتبس خود Save As بگیرید.

گام دو: اصلاح ضرایب سختی در پروژه های بتنی

در پروژه های بتنی لازم است تا ضرایب سختی را اصلاح کنید. برای مطالعه درباره ضرایبی که باید تخصیص داده شود توصیه می کنم همین الان بند ۳-۳-۳-۳ آیین نامه ۲۸۰۰ ویرایش ۴ برای قطعات بتن آرمه را مطالعه نمایید.

برای ستون ها ضرایب اصلاح سختی را به این نحو در ایتبس اعمال می کنیم که ابتدا از مسیر  select > object type > columns تمامی ستون ها را انتخاب کنید. سپس از طریق assign > frame > property modifiers ضرایب کاهش سختی ستون ها را ۱ وارد می کنیم.

برای تیرها هم به همین طریق ضرایب کاهش سختی را ۰٫۵ (حول محور 3) اعمال می کنیم.

گام سه: تحلیل مجدد

بعد از اعمال ضرایب اصلاح سختی، مدل را دوباره تحلیل می کنیم.

گام چهارم: تعیین زمان تناوب تحلیلی سازه در جهت X و Y

سپس از طریق display > show tables گزینه Modal Participating Mass Ratios را انتخاب می کنیم.

 

کنترل زمان تناوب سازه در ایتبس

درصد مشارکت مدهای سازه در کنترل زمان تناوب سازه

 

از پنجره باز شده Modal case را انتخاب کنید. در ستون های Uy و Ux به دنبال مدهای غالب پروژه خود می گردیم. همانطور که مشاهده می کنید مدهای اول و دوم بیشترین مشارکت را در ارتعاش سازه داشته اند.

 

 تعیین زمان تناوب حاصل از تحلیل سازه در ایتبس

زمان تناوب تحلیلی در جهت x و y

گام پنجم: مقایسه زمان تناوب های تحلیلی با زمان تناوب تجربی

در ادامه کنترل زمان تناوب سازه به مقایسه دو مقدار زمان تناوب تجربی و تحلیلی می پردازیم. برای درک بهتر این مرحله فایل اکسل محاسبه زمان تناوب را که لینک آن در زیر قرار گرفته است را حتما دانلود کنید

دانلود فایل اکسل محاسبه زمان تناوب تجربی

اگر مقدار ۱٫۲۵ برابر زمان تناوب تجربی کمتر از زمان تناوب تحلیلی بود که کارمان تمام است. با Conditional Formatting این امکان را فراهم می کنیم اگر کمتر بود با رنگ سبز و گرنه با رنگ قرمز این کنترل را نشان دهد.

 

کنترل زمان تناوب سازه در ایتبس

 

در صورتی که فرض مان نقض شد باید مقدار ضریب زلزله را دوباره با در نظر گرفتن زمان تناوب تحلیلی محاسبه و در نرم افزار ایتبس اعمال نماییم.

 

کنترل زمان تناوب سازه در ایتبس

 

برای آنکه نمایش بهتری داشته باشیم فقط اطلاعاتی را که لازم داریم به صفحه ای دیگر منتقل می کنیم.

 

کنترل زمان تناوب سازه در ایتبس با کمک فایل اکسل

در این صفحه فقط لازم است تا اطلاعات ورودی را وارد نمایید تا مقدار ضریب زلزله بر اساس مقدار زمان تناوب تجربی محاسبه شود. بعد از آنالیز اولیه مقدار زمان تناوب تحلیلی را در سلول های Tmx و Tmy وارد می کنیم. این مقدار در صفحه قبلی بررسی می شود اگر فرض اولیه صحیح باشد در این صورت در سلول ضریب زلزله ایتبس پیغامی مبنی بر اینکه فرض صحیح می باشد چاپ خواهد شد.

 

کنترل زمان تناوب سازه در ایتبس با کمک فایل ایتبس

 

اگر هم فرض صحیح نباشد مقدار آن برای وارد نمودن در ایتبس محاسبه می شود.

 

منابع:

ویرایش چهارم استاندارد 2800

 

خرید لينک هاي دانلود

دانلود رایگان اعضای ویژه

دانلود رایگان این آموزش و ده ها آموزش تخصصی دیگر به ازای پرداخت فقط 29 هزار تومان (+ اطلاعات بیشتر)

خرید با اعتبار سایت به ازای پرداخت فقط 1 هزار تومان

دانلود و ذخیره فقط همین آموزش ( + عضو شوید و یا وارد شوید !)

دانلود سریع و بدون نیاز به عضویت به ازای پرداخت فقط 1 هزار تومان

مقالات مشابه
پیش از همه باخبر شوید!

تعداد علاقه‌مندانی که تاکنون عضو خبرنامه ما شده‌اند: 11,561 نفر

تفاوت اصلی خبرنامه ایمیلی سبزسازه با سایر خبرنامه ها نوآورانه و بروز بودن آن است ، ما تنها تازه ترین های آموزشی ، تخفیف ها و جشنواره ها و ... مورد علاقه شما را هر هفته به ایمیل تان ارسال می کنیم

نگران نباشید، ما هم مثل شما از ایمیل های تبلیغاتی متنفریم ، خاطر شما را نخواهیم آزرد!

تولید کنندگان آموزش
ارسال نظرات
نظرات کاربران
  1. سعادت خواه

    با سلام و احترام
    در متن فرمودید که (اگر مقدار ۱٫۲۵ برابر زمان تناوب تجربی کمتر از زمان تناوب تحلیلی بود که کارمان تمام است.) سوالی که مطرح است به این شرح است که آیا یک مقدار حداکثری برای زمان تناوب تحلیلی در این مقایسه وجود ندارد؟ شما فرض نمایید زمان تناوب تحلیلی تعیین شده از نرم افزار ۲ برابر زمان تناوب تجربی است در این حالت تکلیف چیست.
    با ایمیل یا تماس برای رفع ابهام اینجانب منتظر پاسخ می باشم با تشکر

    پاسخ دهید

  2. سعید کاویان‌پور

    سلام. محدودیت ما در طراحی مینیمم زمان تناوب تحلیلی و ۱٫۲۵ برابر زمان تناوب تجربی می باشد. بنابراین از نظر تئوری اهمیتی ندارد که یکی از اینها خیلی زیاد باشد، چون در هر حال ما مقدار کمتر را ملاک عمل میگیریم. اما باید به این نکته توجه کنیم که خیلی زیاد شدن زمان تناوب تحلیلی می تواند نشان دهنده سختی کم سازه در برابر بار جانبی و یا اشتباه در مدلسازی باشد.

    پاسخ دهید

  3. kovan nzari

    با سلام
    ایا لازم کە p delta هم فعال باشە؟
    با تشکر

    پاسخ دهید

  4. سعید کاویان‌پور

    سلام. بله باید پی دلتا هم فعال باشه چون هدف به دست آوردن زمان تناوب نزدیک به واقعیت هست.

    پاسخ دهید

  5. سینا

    باسلام، سازه ای ۴۵ طبقه دانشجویی درس سازه های بلند مدل کردم Tتجربی ۴/١۵ ثانیه شد و T تحلیلی ١٨ ثانیه ، ضریب ترک خوردگی هم لحاظ نکردم و تعداد مود را در سه ضرب کردم ، آیا این روش درست است؟

    پاسخ دهید

  6. سعید کاویان‌پور

    سلام. بله فقط برای تیرها حواستون باشه ضریب نیم رو وارد کنید. تعداد مودها هم کنترل کنید که مشارکت جرمی رو کنترل کنید که بالای نود درصد جرم سازه باشه و تعداد مودها کفایت کنه.

    پاسخ دهید

  7. محمد حیدری

    سلام خسته نباشید مهندس زارع عزیز
    در مورد مد های سازه ، مثلا در یک سازه دو طبقه هنگام محاسبات دستی به فرمول ماتریسی ۰ =(q)(k-w2m) برخورد میکنیم که k= ماتریس سختی ، m=ماتریس جرم ، q ماتریس ضرایب یا همان مود ها ، توان دوم w =پریود دورانی سازه است که برای وجود جواب معادله باید دترمینان این ماتریس ضرایب صفر شود لذا دو معادله که ضریب هم هستند پدید میاید
    یعنی در اصل یک معادله و دو مجهول
    خواهشمندم دلیلش رو توضیح بدید تشکر

    پاسخ دهید

  8. سعید کاویان‌پور

    سلام. چون اساسا مود طبقات یک نسبت هست که عمدتا با یک مقیاس میشه، بنابراین این موضوع هم توجیه شده هست و ما ارتباط دو یا چند مود با هم رو به دست میاریم و میتونیم ماکزیممش رو یک قرار بدیم و بقیه رو به دست بیاریم. پس در هر معادله یکی از مجهولات کم میشه و جوابها به دست میاد.

    پاسخ دهید

  9. OMRANMOSTAFA77@YAHOO.COM

    با سلام . ببخشید فایل PDF این مطلب کی تهیه می شه

    پاسخ دهید

  10. سعید کاویان‌پور

    سلام. بعد از آپدیت نهایی مقاله و اضافه شدن نکات سازه های فولادی، فایل قرار میگیره

    پاسخ دهید

  11. آرش.د

    با سلام و عرض خسته نباشید به تیم سبزسازه
    مطلبی که در بالا بهش اشاره کردین ناقص هستش به این دلیل که خب پس سازه های فولادی چی میشه؟؟؟؟
    در جواب باید بگم که آئین نامه برای کنترل پریود تحلیلی وکنترل دریفت طبقات اجازه نمیده اثرات زوال سختی و مقاومت در نظر گرفته شود به همین دلیل برای کنترل باید در قسمت تعیین آئین نامه (Preferences) تب کاهش سختی رو روی(no modification)قرار بدین سپس سازه رو تحلیل کنین و طراحی کنین دوباره قفل نرم افزار و بشکنین و تحلیل کنین (این کار به خاطر باگ نرم افزار هست).

    پاسخ دهید

  12. علی زارع

    با سلام خدمت شما مهندس عزیز، ممنون از اینکه سبزسازه دنبال می کنید. ممنون از پیام شما

    پاسخ دهید

  13. babak1330

    Mamnun.linke download nadarad motasefane

    پاسخ دهید

  14. پشتیبانی سبزسازه

    با سلام. مقالات جدید معمولا با کمی تاخیر pdf آنها قرار خواهد گرفت. این کار به این دلیل است که ایرادات برطرف شود و همچنین پیشنهادات ارائه شده توسط اعضای سایت سبزسازه در متن مقاله لحاظ شود. موفق باشین.

    پاسخ دهید

فقط کافیست ایمیلتان را وارد کنید

در کمتر از 5 ثانیه اطلاعاتتان را وارد کنید و 3 ایبوک طراحی سازه بتنی در ایتبس را به همراه هدیه ویژه آن در ایمیلتان دریافت کنید
برایم ایمیل شود
نگران نباشید ایمیل های مزاحم نمی فرستیم
close-link