صفحه اصلی  »  مقالات  »  اعضای ویژه  »  مفصل پلاستیک: آموزش گام به گام تعریف مفصل پلاستیک در ایتبس به همراه حل مثال های کاربردی

مفصل پلاستیک: آموزش گام به گام تعریف مفصل پلاستیک در ایتبس به همراه حل مثال های کاربردی

مفصل پلاستیک چیست و چه زمانی تشکیل می شود؟

رفتار فرا ارتجاعی سازه ها یکی از مهم ترین ویژگی های ذاتی اعضای سازه است که شما با قرار دادن مفاصل پلاستیک در اعضای سازه می توانید رفتار فرا غیر خطی سازه را بررسی کنید؛ برای درک بهتر این موضوع به مقاله «مفهوم مفصل پلاستیک» مراجعه کنید.

و اما در رابطه با تحلیل غیر خطی سازه مسئله ای که دانشجویان ارشد و دکتری در پروژه ها و آنالیز های پیشرفته سازه ای خود دارند، نحوه ی تعریف مفصل پلاستیک در ایتبس است؟

ما در این ایبوک جامع 70 صفحه ای مفاهیم پایه ای مفصل پلاستیک در سازه، مباحث و نکات آیین نامه ای برای تعریف مفصل پلاستیک در ایتبس را بررسی کرده ایم و سپس با مثال های متفاوت پارامتر های مربوط به منحنی نیرو- تغییر مکان همه اعضای سازه را به صورت دستی محاسبه می کنیم و در نهایت گام به گام به تعریف و تخصیص مفصل پلاستیک در etabs که موضوع اصلی این ایبوک است می پردازیم.

با مطالعه این ایبوک چه می آموزید:

  1. تقسیم‌بندی‌ اعضای سازه‌ ای بر مبنای رفتار آن‌ ها و سطوح عملکرد سازه ای
  2. بررسی مکانیزم عملکردی سیستم ‌های مختلف سازه ‌های فولادی
  3. پارامترهای توصیف‌کننده‌ی منحنی تلاش-تغییرشکل اعضاء
  4. مقاومت اعضاء مختلف سا‌زه‌ های فولادی
  5. بررسی دقیق‌تر پارامترهای توصیف‌کننده‌ی منحنی تلاش-تغییرشکل عضو ( منحنی تنش-کرنش)
  6. محاسبه‌ی پارامترهای توصیف‌کننده‌ی منحنی تلاش-تغییرشکل اعضاء مختلف سازه‌ های فولادی
  7. پارامترهای توصیف‌کننده‌ی رفتار غیرخطی سازه‌ های بتنی
  8. نحوه ی تعریف مفصل پلاستیک در ایتبس
  • تعریف مفصل پلاستیک مهاربند ها در ایتبس (به استثنای مهاربند واگرا)
  • تعریف مفصل پلاستیک محوری مهاربندها در etabs (به استثنای مهاربند همگرا)
  • تعریف مفصل پلاستیک و رفتار تیر ها در ایتبس
  • تعریف مفصل پلاستیک ستون‌های قاب‌های مهاربندی در etabs (به استثنای مهاربندی واگرا)
  • تعریف مفصل پلاستیک و رفتار تیر پیوند در ایتبس
  1. تخصیص مفصل پلاستیک تعریف شده به اعضاء در ایتبس
  • تخصیص مفاصل پلاستیک مهاربندها در ایتبس(به استثنای مهاربند واگرا)
  • تخصیص مفاصل پلاستیک ستون‌ها در etabs
  • تخصیص مفصل پلاستیک تیرها در ایتبس
  • تخصیص مفصل پلاستیک به تیرهای پیوند در etabs

 

دسته بندی اعضای سازه:

اما همانطور که ما در مصالح مختلف، شاهد رفتارهای متفاوت هستیم (مانند رفتار ترد و شکل ‌پذیر)، این مورد، در اعضای سازه‌ نیز صادق می‌ باشد. به شکلی که طبق آیین ‌نامه ‌های معتبر بین ‌المللی و همچنین طبق دستور العمل های بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود، رفتار اعضاء سازه ‌در قالب منحنی تلاش- تغییرشکل، به سه گروه اصلی تقسیم می‌ شود که توضیحات کامل آنها در متن اصلی و قابل دانلود ایبوک بیان شده است در اینجا تنها به صورت مختصر به این بحث اشاره شده است.

 

منحنی تلاش-تغییر شکل اعضاء با رفتار شکل‌ پذیر(نمودار تنش -کرنش)

منحنی تلاش-تغییر شکل اعضاء با رفتار شکل‌ پذیر (تغییر شکل‌ کنترل)

 

 

منحنی تلاش-تغییر شکل اعضاء با رفتار ترد (منحنی تنش-کرنش)

منحنی تلاش-تغییر شکل اعضاء با رفتار ترد (نیرو کنترل)

 

منحنی تلاش-تغییر شکل اعضاء با رفتار نیمه ‌شکل‌ پذیر(منحنی تنش-کرنش)

منحنی تلاش-تغییر شکل اعضاء با رفتار نیمه ‌شکل‌ پذیر

 

باید بدانیم مهم ترین ناحیه ای که در دو منحنی مربوط به عملکرد رفتاری شکل پذیر و نیمه شکل پذیر وجود دارد قسمت AB  است؛ چرا که با رسیدن به نقطه ی B  شاهد کاهش قابل ملاحظه مقاومت و نرم شدگی اعضا و از دست دادن ظرفیت باربری سازه خواهیم بود و دیگر تضمینی برای حفظ ایمنی و جان ساکنین وجود ندارد به همین دلیل آیین نامه ها اجازه رسیدن به نقطه B  را نخواهند داد و این قسمت از منحنی را بر اساس میزان خرابی آن به چند دسته مختلف تقسیم بندی کرده اند :

سطح عملکرد Operational) O یا خدمت‌رسانی بی‌وقفه)

سطح عملکرد Immediate Occupancy) IO یا قابلیت استفاده بی‌وقفه)

.

.

.

 

پارامترهای توصیف ‌کننده‌ی منحنی تلاش-تغییرشکل اعضاء

نشریه 360، مشابه دیگر آیین‌ نامه ‌های معتبر جهانی مانند FEMA در راستای تعریف مفصل پلاستیک در etabs منحنی تلاش- تغییر شکل عضو را بر اساس نوع عضو و نیروهای وارد به آن با استفاده از چندین پارامتر، توصیف می کند و روابط محاسبه‌ ی این پارامترها را نیز ارائه کرده است.
نشریه 360، با توجه به نوع تحلیل (خطی و غیرخطی)، روابط مختلفی را برای محاسبه‌ ی پارامترها، جهت دست یافتن به منحنی تلاش- تغییر شکل اعضاء ارائه می‌نماید. به همین دلیل لازم است که قبل از محاسبه‌ی ظرفیت و پارامترهای توصیف‌کننده‌ی نمودار تلاش- تغییر شکل عضو، روش تحلیل سازه را تعیین نمائیم.
به طور مثال در اینجا، روش تحلیل استاتیکی غیرخطی مورد انتخاب قرار گرفته است؛  البته تعداد زیادی از روابط محاسبه‌ ی پارامترها، ممکن است در چند روش یکسان بوده و تفاوتی در بین روش‌ های مختلف وجود نداشته باشد که در ادامه‌ ی آموزش در همین مقاله با آن‌ ها آشنا خواهید شد.
سپس به همراه یکدیگر با توجه به 3 پارامتر مکانیزم رفتاری اعضای سازه، نقش اعضا در سازه و نوع سیستم باربر جانبی، پارامتر های لازم برای عملکرد اعضا را با استفاده از روابطی که در نشریه ارائه شده است بدست می آوریم و به حل یک مثال کاربردی می پردازیم در اینجا به طور مثال روابط ارائه شده برای مفصل پلاستیک در ستون ها را بررسی می کنیم، برای آموزش دیگر عضو های سازه، متن اصلی این ایبوک را مطالعه کنید.

 

رفتار ستون ها در سازه بر اساس نشریه 360

 

بنابراین برای محاسبه ی ظرفیت فشاری و کششی ستون ها، با فرض استفاده از IPE240 خواهیم داشت:

مشخصات مورد نیاز IPE240 :

A = 39.1 × 102 mm2                rx = 99.7 mm

 

کنترل رابطه ی «الف» بند 10-2-4-4 مبحث دهم:

 

 

 

 

از آنجایی که کنترل رابطه «الف» درست است، برای محاسبه ی ظرفیت فشاری کمانش ستون مورد نظر، باید از رابطه ی زیر استفاده شود. در نتیجه داریم:

 

 

 

 

 مقاومت فشاری= QCE = P= Fcr × Ag = 191.79 × 39.1 ×10

 همچنین برای محاسبه ی مقاومت کششی تسلیم ستون ها داریم:

 

QCE = TCE = AFye = 39.1 × 102 × 1.15 × 240 = 1079160 N

 

تا این بخش از ایبوک، درک و نگرش خوبی نسبت به مکانیزم رفتاری اعضاء و همین‌ طور انواع سیستم‌های سازه‌ای متداول پیدا خواهیم کرد؛ اما حتما می دانید که در سازه های بزرگ انجام محاسبات دستی بسیار طولانی و زمان بر خواهد بود و قطعا به دنبال آن اشتباهات و خطاهای محاسباتی نیز در روند انجام این محاسبات رخ می دهند. در ادامه‌ی بحث می‌خواهیم شما را با نحوه‌ی تعریف مفصل پلاستیک در ایتبس و همینطور رفتار غیر ارتجاعی اعضاء سازه در نرم‌افزار ایتبس، که هدف اصلی این مقاله آموزشی می‌باشد، آشنا نمائیم.

در واقع نرم افزارهای طراحی سازه ها مانند ایتبس برحسب آیین نامه ای که کاربر به دلخواه انتخاب می کند تمامی خصوصیات مقاطع و اعضاء را محاسبه می کند اما ما به عنوان یک مهندس عمران باید برای تعریف مفصل پلاستیک در etabs چه اطلاعاتی را  وارد کنیم ؟

در پاسخ به این سوال باید گفت، نقش مهم و اساسی یک طراح  در اینجا، محاسبه و معرفی پارامتر های توصیف کننده ی رفتار عضو، تحت نیروی مورد نظر در قالب منحنی تلاش – تغییر شکل اعضا می باشد، که در ادامه ی مقاله به شما نشان خواهیم داد که چگونه این عملیات را کاملا صحیح انجام دهید.

محاسبه‌ی پارامترهای توصیف‌ کننده‌ی منحنی تلاش-تغییرشکل اعضاء مختلف سازه ‌های فولادی

برای وارد کردن خصوصیات یک عضو به نرم افزار ایتبس باید با توجه به مکانیزم رفتاری اعضای سازه، توصیه‌ های آیین‌ نامه‌ای و همین‌ طور قضاوت‌ های مهندسی صحیح به شناخت کاملی از نقش اعضاء در سازه، نیرویی که در اثر بار جانبی بر آنها غالب شده اند و دیگر عوامل موثر بر رفتار سازه که به شناخت بهتر و به دنبال آن مدلسازی صحیح سازه کمک می کند، دست پیدا کنیم اکنون باید برای تعریف مفصل پلاستیک در ایتبس تک تکِ اعضای تشکیل دهنده‌ی سازه‌ی مورد نظر را بررسی و تحلیل نمائیم که در اینجا، به طور مثال مهاربندهای ضربدری یک قاب ساده‌ی ساختمانی، را بررسی می کنیم دیگر اعضای سازه را در ایبوک به صورت کامل بررسی کرده ایم.

آیین‌ نامه در این بخش(5-4-2-2-2 نشریه 360 )، ما را به مدلسازی عضو توسط پارامترهای معرفی شده در جدول (5-4) ملزم نموده است که در واقع این جدول ها  شامل همان پارامترهای توصیف‌کننده‌ی منحنی تلاش- تغییرشکل اعضاء هستند که در بخش قبلی آموزش حاضر، با آن‌ها آشنا شدیم. حال با توجه به توصیه نشریه 360، باید به جدول مراجعه کنیم و پارامترهای مورد نیاز برای توصیف منحنی تلاش- تغییرشکل مهاربند فشاری را استخراج ‌نمائیم.

 

تعریف مفصل پلاستیک در ایتبسبر اساس نشریه 360

جدول (5-4) نشریه 360

 

نحوه ی استخراج این اطلاعات را در متن ایبوک می توانید مشاهد کنید؛ تمامی محاسباتی که برای اعضای فولادی و سازه های بتنی لازم است به طور کامل در ایبوک بیان کرده ایم و به طور کامل به آن ها پرداخته ایم.

 

تعریف مفصل پلاستیک در ایتبس

تا این بخش از ایبوک، توانستیم اطلاعات، درک و نگرش خوبی نسبت به مکانیزم رفتاری اعضاء و همین‌ طور انواع سیستم ‌های سازه‌ای متداول پیدا نمائیم در حال حاضر با توجه به درک درستی که از فلسفه ی این موضوع دارید، به شما نشان خواهیم داد که چگونه مفصل پلاستیک اعضای مختلف سازه  را به نرم افزار ایتبس معرفی کنید.

در اینجا صرفا به صورت خلاصه، تعریف مفصل پلاستیک مهاربند ها در ایتبس (به استثنای مهاربند واگرا) را به شما نشان خواهیم داد و در ادامه متن ایبوک تمام اعضا را مورد بررسی قرار می دهیم.

به منظور انجام این کار، بعد از اجرای نرم ‌افزار، مسیر زیر را که به صورت تصویری در شکل نیز نشان داده شده است، دنبال نمایید.

…. define ⇒ section properties ⇒ frame wall nonlinear

 

گام به گام تعریف مفصل پلاستیک در ایتبس

 

با کلیک روی گزینه‌ …Frame/Wall Nonlinear Hinges پنجره‌ای مشابه شکل زیر، ظاهر خواهد شد:

 

نحوه ی تعریف مفصل پلاستیک در ایتبس

 

حال برای تعریف یک ویژگی رفتاری جدید، می‌بایست روی گزینه‌ی …Add New Property کلیک نمائیم. بلافاصله، پنجره‌ای کوچک مانند شکلی که در ادامه نشان داده شده است، توسط نرم‌ افزار نشان داده می‌شود؛ که در آن نسبت به نوع مصالحی که قصد داریم برای اعضاء استفاده کنیم پرسیده می شود، به طور مثال در اینجا با انتخاب گزینه Steel، فرآیند معرفی خصوصیات رفتاری اعضاء یک سازه‌ی فولادی را ادامه می‌دهیم.

 

گام به گام تعریف مفصل پلاستیک در etabs

 

بعد از انتخاب نوع مصالح عضو مورد نظر، پنجره‌ای مانند زیر ظاهر می‌شود. در کادر بالای پنجره‌ی جاری (به نام اختصاص ویژگی مفصل پلاستیک) که در اینجا، از آنجایی که ابتدا قصد داریم رفتار کششی مهاربندهای پروژه مورد نظر را به نرم ‌افزار معرفی نمائیم، نام Brace-A-T که مخفف، عبارت Brace Axial Tension می‌باشد انتخاب نموده‌ایم.
در قسمت Hinge Type از پنجره جاری، دو گزینه وجود دارد که گزینه‌ی اول، مربوط به اعضای نیرو کنترل (که رفتار ترد دارند) و گزینه‌ی دوم، متعلق به اعضای تغییر شکل کنترل می‌باشد و با توجه به تغییر شکل‌ کنترل بودن رفتار مهاربندها در کشش و فشار، لازم است تا گزینه‌ دوم را انتخاب نمائیم. در ذیل گزینه‌ی دوم، یک منوی کشویی وجود داشته که به صورت پیش‌فرض، گزینه‌ی Axial P که معرف نیروی محوری است، فعال می‌باشد. کاملاً واضح است که نیازی به تغییر این گزینه وجود ندارد!

بعد از انجام دستورالعمل‌های بالا، برای تعیین جزئیات ویژگی‌های رفتاری غیرخطی (یا مفصل پلاستیک)، روی گزینه‌ی …Modify/Show Hinge Property کلیک می‌نمائیم.

 

تعریف مفصل پلاستیک سازه های فولادی در ایتبس

 

پس از انتخاب گزینه‌ی مذکور، پنجره‌ای مشابه زیر، ظاهر می‌گردد. حال لازم است تا با قسمت‌های مختلف این پنجره، که هر کدام از آن‌ها با استفاده از یک عدد و نوار رنگی، متمایز و مشخص شده‌اند، آشنا شوید که تمامی توضیحات را در متن ایبوک به صورت کامل بیان کرده ایم و همینطور گام به گام به شما آموزش خواهیم داد ، که چگونه مشخصات دیگر مقاطع را معرفی کنیم؛ مشخصات پروژه آموزشی به عنوان یک مثال بررسی شده است.

 

گام به گام تعریف مفصل پلاستیک سازه های بتنی در ایتبس

 

تعریف مفصل پلاستیک در etabs، پایان عملیات مورد نظر نبوده و در چنین حالتی، نرم‌ افزار هیچ استفاده‌ای از اطلاعات وارد شده توسط کاربر نخواهد داشت. بعد از انجام عملیات معرفی، باید آن‌ها را به اعضای مربوطه اختصاص داد که در متن این ایبوک، چگونگی تخصیص ویژگی‌ های رفتاری تعریف شده، به اعضاء را فرا خواهیم گرفت.

شما بعد از خواندن این مقاله قادر به تعریف و تخصیص مفاصل پلاستیک در اعضای بتن آرمه و فولادی خواهید بود.

 

منابع

  1. مبحث 9 مقررات ملی ساختمان ایران
  2. مبحث 10 مقررات ملی ساختمان ایران
  3. دستورالعمل بهسازی ساختمانهای موجود (نشریه 360)/معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رئیس‌جمهور. تجدید نظر اول.1392
  4. Ductile Design of Steel Structures / Michel Bruneau…[et al.]. 2th ed.

 

 

 

 

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 18 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 18 هزار تومان

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. pooyanbehroozikhah@gmail.com

    سلام ضمن عرض خسته نباشید ، این درس نامه واقعا مفید می باشد ولی متاسفانه ایراداتی هم دارد که خواهش بنده کنترل مجدد این فایل می باشد . به عنوان مثال به چند مورد اشاره مینمایم :
    برای محاسبه مقاومت کششی تسلیم مهاربند Ry=1.15 در نظر گرفته شده ، در صورتی که باتوجه به فرض مقطع IPE باید Ry=1.20 باشد . این ایراد در محاسبه ظرفیت فشاری کمانشی ستون نیز وارد است .
    صفحه ۴۵ PDF : “تغییر شکل های کششی با علامت مثبت و تغییر شکل های فشاری با علامت مثبت وارد می شوند.” همانطور که مشخص است تغییرشکل های فشاری با علامت منفی باید نشان داده شوند .
    در جدول شماره ۸ صفحه ۴۶ PDF : لایف سیفتی پازتیو باید عدد ۷ باشد که ۰٫۷ نوشته شده است .
    ایرادهای نگارشی کمی هم در متن وجود دارد .

    پاسخ دهید

  2. سعید وکیل باشی

    با سلام. ضمن خوشحالی از بابت مفید واقع شدن مقاله، و همینطور تشکر از دقت نظر و مظالعه‌ی شما کاربر گرامی، موارد بیان‌شده بررسی شده است و طی چند روز آینده، اصلاح و بازنگری خواهند شد. شما کاربر گرانقدر می‌توانید در جهت بهبود کیفیت مقاله، تمامی اشکالات موجود(نگارشی، فنی، محاسباتی و…) علاوه بر موارد مذکور را از همین طریق، و یا Telegram ID:@Saeid_VKL و در صورت تمایل، از طریق هایلایت بخش‌های مورد نظر در فایل PDF مقاله، به نویسنده‌ی مقاله اعلام بفرمایید.
    پیروز باشید

    پاسخ دهید

  3. mahdi v72

    لینک این موضوع “ساختمان های باربر بتن مسلح با قالب های عایق ماندگار ” در شهر یادگیری به این صفحه هست !

    پاسخ دهید

تخفیف 25% همه دوره ها
30% تخفیف ایتبس فولادی
30% تخفیف سوله
30% تخفیف تکلا استراکچرز
تخفیف 10% همه دوره ها
دانلود رایگان نشست رهبران
تخفیف 45% دوره متره
امروز خوش شانس نبودی
تخفیف 90% قدم اول طراحی سازه
تخفیف 20% ایتبس بتنی
70% تخفیف کنترل های سازه ای
500.000 تومان تخفیف بسته جامع آزمون محاسبات
در آغاز سال نو شانست رو امتحان کن!
ایمیلت رو بزن و گردونه رو برچرخون، شاید یک تخفیف بزرگ برنده شدی!
قواعد بازی:
  • شما یک بار می تونید بازی کنید!
  • فریب دهنده ها رد صلاحیت خواهند شد!
  • جایزه به ایمیل شما ارسال می گردد!

دانلود رایگان 3 ایبوک پر فروش سبزسازه

اطلاعاتتان را وارد کنید و 3 ایبوک ساخت مقاطع مرکب فولادی در ایتبس، طراحی کف ستون در ایتبس و تحلیل و طراحی تیر پیوند را در ایمیلتان دانلود کنید.
برایم ایمیل شود
نگران نباشید ایمیل های مزاحم نمی فرستیم
close-link

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
سال نو مبارک! پاسخ و پشتیبانی سوالات و ارسال های پستی از 6 ام فروردین ماه مجددا آغاز خواهد شد.