صفحه اصلی  »  مقالات  »  طراحی سازه های بتنی  »  اعمال ضرایب ترک خوردگی تیر و ستون در ایتبس به صورت گام به گام و تصویری

اعمال ضرایب ترک خوردگی تیر و ستون در ایتبس به صورت گام به گام و تصویری

همانطور که شما هم می دانید اکثر مواقع در المان های بتنی، شاهد ترک هایی هستیم که اثر این ترک ها را باید با یک سری از ضرایب در طراحی سازه اعمال می کنیم اما آیا ضرایب ترک خوردگی تیر و ستون یکسان است؟ نحوه اعمال ضریب ترک خوردگی تیر و ستون در ایتبس به چه صورتی است؟ آیا نحوه اعمال این ضرایب مانند اعمال ضرایب ترک خوردگی در دال است؟

در این مقاله کاربردی به بررسی نحوه اعمال ضریب ترک خوردگی تیر و ستون در ایتبس می پردازیم و تمامی نکات آن را به صورت جزئی بیان خواهیم کرد.

 

با مطالعه این مقاله چه می آموزیم؟

 

هدیه ویژه سبزسازه

برای دریافت 3 کتاب طراحی سازه بتنی شامل میلگردگذاری فونداسیون، طراحی ستون بتنی در ایتبس و طراحی تیر بتنی در ایتبس کلیک کنید.

 

ترک­ خوردگی تیر و ستون در آیین نامه

در بین بندهای مرتبط با ضرایب ترک­ خوردگی در مبحث ­نهم و استاندارد 2800، اینگونه بر داشت می شود که دو مورد اساسی را باید از یکدیگر تفکیک کنیم:

  •   شناخت قاب­ های مهارشده و قاب­ های مهارنشده و اعمال ضرایب ترک­ خوردگی تیر و ستون بسته به وضعیت قاب.
  • دقت در متمایز بودن ضرایب اصلاح در هنگام تحلیل و طراحی سازه با وضعیتی که می­خواهیم زمان تناوب سازه را تعیین نماییم.

 در خصوص قاب مهار شده یا قاب مهار نشده، مبحث نهم ضرایب اصلاح متفاوتی را پیشنهاد می­ کند.

  • در قاب­ های مهار نشده سختی خمشی تیرها و ستون­ ها را به ترتیب معادل 0.35 و 0.7 برابر سختی خمشی مقطع ترک­ نخورده آنها منظور می­ نماییم.
  • در قاب­ های مهار شده سختی خمشی تیرها و ستون­ ها را به­ ترتیب معادل 0.5 و 1 برابر سختی خمشی مقطع ترک­ نخورده آنها منظور می­ نماییم.

 

 اساساً دسته بندی مهارشده و مهارنشده برای قاب ­ها بر اساس چه اصولی است؟

معیاری که مهارشده بودن و یا مهارنشده بودن طبقه ای را مشخص می کند، شاخص پایداری طبقه است. در مقاله “محاسبه شاخص پایداری طبقه” به صورت گام به گام روند محاسبه و کنترل آن را توضیح داده ایم و در انتها برای درک بهتر شما، مسئله ای در همین راستا برایتان حل کرده ایم.

 

محاسبه شاخص پایداری برای بدست آوردن مهار شدگی طبقات

 

با بررسی آیین­ نامه بتن آمریکا مشاهده می­ شود که اصول اعمال ضرایب ترک­ خوردگی در هر دو آیین­ نامه بسیار مشابه با یکدیگر می­ باشد. همانطور که در مبحث نهم شاهد بودیم تعریف قاب مهارشده و قاب مهارنشده در ACI نیز مطرح است. به علاوه ضرایب اعمالی نیز در هر دو آیین­ نامه با یکدیگر مشابه می­ باشند. در ادامه بخش هایی از آیین­ نامه بتن آمریکا برای مطالعه تطبیقی آورده شده است:

 

ضرایب ترک خوردگی تیر و ستون و دیوار مهار شده طبق آیین نامه ACI

 

دقت در متمایز بودن ضرایب اصلاح در هنگام تحلیل و طراحی سازه بتنی با وضعیتی که می ­خواهیم زمان تناوب سازه را تعیین نماییم یا وضعیت سازه در هنگام کنترل زلزله بهره­ برداری؛ دومین موردی است که در این بخش به آن خواهیم پرداخت. پیش از ورود به بحث آیین­ نامه­ ای لازم است بار دیگر بصورت اجمالی فلسفه اعمال ضرایب را مرور کنیم.

به خاطر داریم این ضرایب تحت بارهای وارد بر سازه و به­ دلیل ترک­ خوردگی بتن اعمال می­ شوند. بدیهی­ است هرچه این بارهای وارده بزرگتر باشند اثر کاهندگی ضرایب اصلاحی نیز بایست بیشتر شود چرا که ترک خوردگی بیشتر خواهد شد.

اگر مدل سازه­ ای نرم­ افزاری برای تعیین ابعاد و آرماتورهای مقاطع بتن­ آرمه یا تعیین تغییرمکان جانبی نسبی طرح بکار­ می­ رود، بایست مطابق با آنچه تا به اینجای کار آموختیم ضرایب اصلاحی، بسته به مهارشده یا نشده بودن قاب اعمال شوند. اما چنانچه هدف اعمال زلزله بهره­ برداری ­باشد، از آنجایی که میزان ترک خوردگی به طور قطع از زلزله طرح کمتر است، می توان ضرایب ترک خوردگی تیر و ستون را تا 1.5 برابر افزایش داد.

همچنین استاندارد 2800 زلزله برای محاسبه زمان تناوب اصلی ساختمان­ های بتن­ آرمه، اثر ترک­ خوردگی اعضا، در سختی خمشی آنها را به­ ترتیب برای تیرها و ستون­ ها 0.5 و 1 برابر سختی خمشی مقطع ترک­ نخورده آنها منظور می­ نماید.

اعمال ضریب ترک خوردگی تیر و ستون در ایتبس

اعمال ضریب ترک خوردگی تیر و ستون در etabs مطابق گام­ بندی تصویری زیر می­ باشد:

  • گام اول- انتخاب تیر و ستون ها :

ستون­ ها یا تیرها را بصورت جداگانه انتخاب و از منوی تصویر زیر به قسمت اصلاح مشخصات می­ رویم.

 

اصلاح ضرایب ترک خوردگی تیر و ستون در ایتبس

اصلاح ضرایب ترک خوردگی تیر و ستون در etabs

 

  • گام دوم- اعمال ضریب ترک خوردگی تیر و ستون در ایتبس :

مطابق شکل زیر پس از کلیک بر روی گزینه Property modifiers، پنجره ­ی زیر نمایان می­ شود که در حالت پیش ­فرض تمامی ضرایب یک می­ باشند.

حال کافیست با توجه به مطالبی که آموختیم بخش ­های مرتبط را اصلاح نماییم. برای نمونه در یک قاب مهار نشده ضرایب ترک خوردگی تیر و ستون به ­فرم زیر خواهد بود:

 

اصلاح ضریب ترک خوردگی ستون در ایتبس

اصلاح ضریب ترک خوردگی ستون

 

اصلاح ضریب ترک خوردگی تیر در etabs

اصلاح ضریب ترک خوردگی تیر

 

بر اساس تصاویر فوق مشاهده می­­ شود که با توجه به خمش دو محوره ستون، اعمال ضرایب اصلاحی حول هر دو محور خمش صورت گرفته است. در حالی­که برای تیرها صرفاً حول محور قوی (محور3) ضرایب اصلاحی اعمال می­ شوند.

 چه زمانی از ضرایب اصلاحی مهار شده استفاده می کنیم؟

مهار­شده یا نشده در نظرگرفتن قاب­ ها و نتیجتاً اعمال ضرایب اصلاحی نظیر، یکی از موضوعاتی است که طراحان سازه نظرات گوناگونی درباره آن دارند. اهمیت این بحث زمانی جدی­ تر می­ شود که کنترل دریفت در سازه دشوار شود.

در این­ حالت ضرایب سختی اهمیت بیشتری می­ یابند و طراحان سعی خواهند داشت با استفاده از ضرایب سختی قاب­های مهارشده، جابجایی سازه را کاهش دهند. که این عمل موجب طرح سازه ای سبک تر خواهد گردید.

 اساساً اتخاذ چنین روشی تا چه اندازه می­ تواند صحیح باشد؟

عدم صراحت آیین­ نامه در این­ خصوص امکان پاسخی قاطع به این پرسش را سلب می­ نماید. با این­ حال برآیند نظر اساتید و کارشناسان مطرح عمدتاً استفاده از ضرایب اصلاح متناظر با قاب­های مهارنشده می­ باشد. (0.35 برای تیرها و 0.7 برای ستون ها) و بکارگیری ضرایب اصلاح متناظر با قاب­ های مهارشده را محدود به ساختمان­ های کوتاه مرتبه با دیوارهای­ برشی بسیار سخت و کافی می دانند.

 

نتیجه گیری:

  1. اثر ترک ­خوردگی بایست در آنالیز لرزه­ ای سازه­ ها مدنظر قرار گیرد تا از این طریق تغییرشکل­ های واقعی اعضا در محدوده غیرخطی مشخص شوند. ولی از آنجایی که اعمال ضرایب متفاوت برای هر عضو در عمل چندان کارآمد نیست، آیین­ نامه­ ها، روش­ های ساده­ تری را در اختیار ما قرار داده­ اند.
  2. نحوه اصلاح سختی خمشی و اصلاح سختی پیچشی در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان و آیین­ نامه بتن آمریکا عملاً مشابه با یکدیگر می­ باشند.
  3. درخصوص مهارشده یا مهارنشده درنظر گرفتن قاب ­ها پیشنهاد می­ شود در جهت محافظه­ کاری بیشتر، قاب­ ها را مهارنشده درنظر بگیریم. یعنی از ضرایب کوچک­تر برای اصلاح سختی­ ها استفاده نماییم.

منابع :

  1. (Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-14
  2. EFFECTIVE RIGIDITY OF REINFORCED CONCRETE ELEMENTS IN SEISMIC ANALYSIS AND DESIGN, J.R. Pique and M. Burgos
  3. مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران، ویرایش 1392.
  4. آیین­ نامه طراحی ساختمان­ها دربرابر زلزله، استاندارد 2800، ویرایش4

 

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: 14,661 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

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