Concrete & Steel Structures
4.68K subscribers
153 photos
19 videos
52 files
99 links
🔺در این کانال مباحث مختلف در زمینه طراحی سازه‌ها مطرح می‌‌شود.
🔺یادداشت‌های فنی در این کانال صرفاً نظر شخصی بوده و مسئولیتی در قبال آن نخواهم داشت.

سلطان آبادی

ارتباط با بنده:
@rsoltanabadi


https://instagram.com/cost.stru

http://abastructure.com
Download Telegram
to view and join the conversation
✍️ حداقل آرماتور خمشی در پی‌های شبکه‌ای

🔺 مطابق آیین‌نامه ACI 318-19 و مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (1399) حداقل آرماتور خمشی در پی‌های شبکه‌ای باید برابر 0.0018bh و در وجه کششی قرار داده شود. در نواحی از پی که تحت فشار است، می‌تواند نصف مقدار فوق را قرار داد. اما به دلیل اینکه وجه کششی در پی‌های شبکه‌ای تحت ترکیب بارهای متفاوت تغییر خواهد کرد، مهندسین مقدار 0.0018bh را در هر دو وجه پی شبکه‌ای قرار می‌دهند (فرض منطقی).

🔺 برخی مهندسین معتقد هستند که باید حداقل آرماتور خمشی در این پی‌ها مطابق ضوابط تیرها باشد. این دیدگاه برای پی‌های شبکه‌ای خیلی منطقی نیست و منجر به افزایش میزان آرماتور به مقدار قابل‌توجه خواهد شد که این سختگیری برای پی‌ها الزامی نخواهد بود. چون اساساً حداقل آرماتور خمشی برای تیرها با ضریب اطمینان نزدیک به 2 در آیین‌نامه پیشنهاد شده است که این ضریب اطمینان برای پی‌ها منطقی و کاربردی نیست.

🔺 در برخی مراجع پیشنهاد شده است که حداقل آرماتور خمشی در پی‌های شبکه‌ای به نحوی انتخاب گردد که ظرفیت اسمی خمشی در مقطع از 1.2 برابر لنگر ترک‌خوردگی آن مقطع کمتر نباشد. به عبارتی رابطه Mn≥1.2Mcr برقرار باشد. این ضابطه برای بتن‌های با f’c کم (25Mpa و کمتر) با در نظر گرفتن حداقل آرماتور به میزان 0.0018bh اقناع می‌گردد. اما برای بتن‌های با مقاومت بالاتر این‌گونه نیست و بهتر است میزان حداقل آرماتور خمشی در پی‌های شبکه‌ای را بیشتر از 0.0018bh منظور کرد.

🔹 برای درک بهتر، ضابطه پیشنهادی Mn≥1.2Mcr را توسعه دادم و با فرضیات هندسی ساده کننده، رابطه ساده‌شده آن در شکل ضمیمه ارائه شده است. همان‌طور که واضح است، برای f’c برابر 30MPa و بیشتر بهتر است از مقادیر پیشنهادشده به‌عنوان حداقل آرماتور خمشی در پی‌های شبکه‌ای استفاده شود.



[@costbook]
[instagram.com/cost.stru]
✍️ کنترل برش چشمه اتصال در نرم‌افزار ETABS با استفاده از آیین‌نامه ACI318-14

🔺 قبلاً در چند پست به نحوه کنترل برش چشمه اتصال پرداخته شد. (این پست). اما با توجه به اینکه هنوز آیین‌نامه ACI318-19 به‌درستی در نرم‌افزار ETABS2019 اعمال نشده است و یا به هر دلیلی قصد استفاده از نسخه‌های قدیمی را داشته باشیم، می‌بایست از آیین‌نامه ACI318-14 استفاده کرد که در این حالت یک معادل‌سازی نیاز است.

🔺 خوشبختانه تغییراتی که در ACI318-19 برای مقاومت برش چشمه اتصال ارائه‌شده (به‌استثنای بام‌ها) بیشتر دسته‌بندی اتصالات است و در کلیات خیلی تفاوتی ندارند. در شکل ضمیمه برای راحتی بیشتر مقایسه بین دو نسخه 2014 و 2019 ارائه شده است.

🔺 همان‌طور که مشخص است، در طبقاتی که ستون پیوسته است، عملاً مقاومت برش چشمه اتصال در دو نسخه 2014 و 2019 آیین‌نامه یکسان است. اما در طبقات بام که ستون‌ها پیوسته نخواهند بود (ستون‌های زیر خرپشته در این دسته نیستند) تفاوت قابل ملاحظه است.

🔹 بنابراین برای انجام این کنترل همچنان می‌توان از ACI 318-14 در تمامی نسخه‌های ETABS استفاده کرد. برای ستون‌های پیوسته همان نسبتی که نرم‌افزار ارائه می‌دهد صحیح است. اما برای ستون‌هایی که پیوسته نیستند باید نسبت تنش در چشمه‌های اتصال را به اعدادی که در شکل ضمیمه ارائه شده است محدود کرد. مثلاً برای ستون میانی باید این نسبت به 0.7 محدود شود.


[@costbook]
[instagram.com/cost.stru]
✍️ ضریب آرماتور محصورکننده در چشمه اتصال



⁉️**آپدیت**

🔺 در محاسبه حداقل طول موردنیاز برای مهار آرماتور قلاب‌دار، ضریب آرماتور محصورکننده، ψr، معرفی شده است. این ضریب به دو عامل زیر وابسته است:

✔️ 1-فاصله آرماتورهای قلاب‌دار از یکدیگر، که چنانچه این فاصله از 6 برابر قطر آرماتورهای بیشتر باشد این ضریب برابر یک است در غیر این صورت باید حجم خاموت در چشمه اتصال بررسی شود.
✔️ 2-حجم خاموت در چشمه اتصال، که چنانچه این حجم در چشمه اتصال حداقل برابر 40 درصد مساحت آرماتور قلاب‌دار باشد این ضریب برابر یک است در غیر این صورت این ضریب برابر 1.6 خواهد بود.

🔺 ضریب آرماتور محصورکننده تأثیر بسیار زیادی در محاسبه حداقل طول مهار آرماتورهای خمشی تیرها و حداقل بعد ستون دارد. در محاسبه حجم خاموت در چشمه اتصال باید پارامتر Ath مطابق ACI318-19 محاسبه گردد. در محاسبه این پارامتر اختلاف نظرهایی وجود دارد که آیا سنجاقی را نیز می‌توان منظور کرد یا خیر؟

🔹 با بررسی و استعلام‌ها گرفته‌شده، مشخص شده است که در محاسبه Ath نباید سنجاقی را منظور کرد و می‌بایست فقط مساحت ساق‌های پیرامونی از دورگیرها را به‌عنوان آرماتور محصورکننده در نظر گرفت. در نسخه‌های بعدی آیین‌نامه ACI 318 قرار است شرایط استفاده از سنجاقی با تغییر در ضوابط ارائه گردد، اما در حال حاضر و بر اساس ضوابط موجود در نسخه 2019، امکان استفاده از سنجاقی در محاسبه Ath وجود ندارد.



[@costbook]
[instagram.com/cost.stru]
✍️ تأثیر آرماتور فشاری در کنترل تغییر شکل دال‌ها

🔺 یکی از عوامل تأثیرگذار در کاهش تغییر شکل درازمدت دال‌ها آرماتورهای فشاری خواهد بود. چنانچه از رابطه برانسون برای تخمین تغییر شکل درازمدت دال‌ها استفاده شود این اثر قابل‌توجه است.

🔺 نکته مهمی که وجود دارد، آرماتورهای فشاری زمانی مفید خواهند بود و می‌توانند اثرات خزش را کاهش دهند که در فشار عمل کنند. چنانچه آرماتورهای فوقانی در ناحیه فشاری مقطع قرار نگیرند، نمی‌توان از اثرات مفید آن‌ها استفاده کرد.

🔺 در دال‌ها عمق ناحیه فشاری که در شکل ضمیمه نمایش داده شده است، معمولاً مقدار کمی خواهد داشت. در برخی موارد مقدار عمق ناحیه فشاری از کاور آرماتورهای فوقانی کمتر است و بنابراین نمی‌توان روی آرماتورهای فوقانی برای کاهش اثرات خزش استفاده کرد.

‼️ با توجه به حساسیت زیاد دال‌ها در کنترل تغییر شکل، توصیه می‌شود که طراح این مسئله را کنترل کند و در صورت قرارگیری آرماتورهای فوقانی در ناحیه فشاری، از اثرات آن‌ها برای محاسبه تغییر شکل درازمدت استفاده نماید.


[@costbook]
[instagram.com/cost.stru]
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
✍️ روند صحیح استفاده از جابجایی مرکز جرم در تحلیل طیفی با استفاده از نرم‌افزار ETABS

🔺 در این ویدیو به اختصار به روند استفاده از روش جابجایی مرکز جرم پرداخته می‌شود. نکته بسیار مهم در این روش مشخص کردن تحلیل پی دلتا است.

🔺 استفاده از این روش خیلی توصیه نمی‌شود. علاوه بر اینکه این روش زمان آنالیز را به شدت بالا می‌برد (خصوصاً برای سازه‌های با حجم المان‌های بالا)، مطابق تحقیقات اخیر برای همه سازه‌ها جواب‌های منطقی نخواهد داشت.

[@costbook]
[instagram.com/cost.stru]
✍️ حداکثر fy مجاز برای المان‌های سازه‌ای مطابق ACI 318-19 (و مبحث نهم مقررات ملی ساختمان)

🔺 در ویرایش‌های قبلی آیین‌نامه، حداکثر fy مجاز برای اعضای باربر جانبی غالباً به 420MPa محدود شده بود. اما در ACI 318-19 (و مشابه آن در مبحث نهم 99) تغییرات قابل‌توجه در حداکثر fy مجاز وجود دارد. در شکل ضمیمه بر اساس ACI 318-19 حداکثر fy مجاز برای کاربردهای مختلف بیان شده است.

🔺 چند نکته مهم:

✔️ 1-در حال حاضر، نرم‌افزار ETABS با انتخاب آیین‌نامه ACI 318-14 حداکثر مقدار fy برای ستون‌های با سطح شکل‌پذیری متوسط و ویژه را به 420MPa محدود می‌کند. بنابراین چنانچه کاربر قصد استفاده از آرماتور با fy بالاتر را داشته باشد، با محدودیت نرم‌افزار مواجه است.

✔️ 2-انتخاب آرماتور با رده بالاتر، اگرچه موجب کاهش وزن میلگرد در تیرها و ستون‌ها می‌شود، اما جریمه‌های دیگری شامل حال المان‌های سازه‌ای خواهد شد (ازجمله: افزایش طول مهاری، افزایش حجم خاموت در محل وصله تیرها و ستون‌ها، کاهش فاصله بین آرماتورهای عرضی ستون‌ها، افزایش حداقل ضخامت دال‌ها، تیرها و ...).

✔️ 3- با افزایش fy حجم آرماتور تیرها کاهش می‌یابد، لیکن این مسئله کمکی در کاهش برش چشمه اتصال نخواهد کرد. (برش چشمه اتصال از لنگر اعمالی در بر ستون حاصل می‌شود).

✔️ 4- ازجمله مزیت‌های استفاده از میلگردهای با مقاومت بالا می‌توان به کاهش حجم میلگردها و بهبود کیفیت بتن‌ریزی، کاهش مساحت میلگرد تیرها در اتصالات لبه و گوشه و امکان مهیاکردن میلگرد کافی برای محصور کردن چشمه اتصال به جهت کاهش طول مهاری اشاره کرد.


[@costbook]
[instagram.com/cost.stru]
✍️ کاهش سختی برشی دیوارهای سازه‌ای مجاز است؟

🔺 ضوابط سخت‌گیرانه در ACI 318-19 (و مبحث نهم ویرایش پنجم) در طرح برشی دیوارهای سازه‌ای معضلی برای مهندسین سازه شده است. با توجه به محدودیت‌های معماری، ممکن است جواب گرفتن از دیوارهای سازه‌ای امکان‌پذیر نباشد!

🔺 برخی همکاران با استناد به برخی منابع موجود، سختی برشی دیوارهای سازه‌ای را کاهش می‌دهند. در این مورد نکات زیر حائز اهمیت است:

✔️ 1- آیین‌نامه ACI 318-19 به دلیل نگرانی زیادی که برای برش دارد، صراحتاً کاهش سختی برشی را غیرمجاز می‌داند (شکل پیوست). بنابراین با توجه به اینکه طرح ساختمان بر اساس این آیین‌نامه می‌بایست صورت گیرد، اجازه کاهش سختی برشی در دیوارهای سازه‌ای وجود ندارد.

✔️ 2- از طرفی ASCE 41-17 کاهش سختی برشی دیوارهای سازه‌ای را برابر 0.4EcAw پیشنهاد کرده است که با فرض نسبت پواسون 0.2 تقریبا برابر GAw خواهد شد. بنابراین طبق این آیین‌نامه نیز کاهش سختی برشی منظور نمی‌شود.

✔️ 3- انجمن طراحی ساختمان‌های بلند لس‌آنجلس (LATBSDC) کاهش سختی برشی دیوارهای سازه‌ای را 0.5 و ضریب کاهش سختی برشی تیرها و ستون‌ها را برابر 1.0 پیشنهاد کرده است. اختلاف این مدل با آیین‌نامه ACI 318-19 بیشتر خواهد شد (توصیه نمی‌شود).

🔺 از ضوابط ACI 318-19 پرواضح است که نگرانی برای مؤلفه برش برای همه اعضا (تیر، ستون و دیوار) زیاد است و اجازه کاهش نیروی برشی را نمی‌دهد؛ حتی با علم به اینکه با ترک‌خوردگی بتن، کاهش سختی در تمامی مؤلفه‌های سختی اتفاق می‌افتد. بنابراین، چنانچه مرجع طراحی سازه را ACI 318-19 بدانیم، اجازه هیچ‌گونه کاهش سختی در مؤلفه برشی در هیچ المانی وجود ندارد. حتی در تیرهای همبند نیز نباید کاهش سختی برشی اعمال گردد (بااینکه در بسیاری از مراجع کاهش سختی برشی در تیرهای همبند پیشنهاد شده است).

🔹اگر ضوابط آیین‌نامه در برش دیوارهای سازه‌ای سخت‌گیرانه شده است، به معنی استفاده از هر فرضی خارج از چهارچوب آیین‌نامه به جهت جواب گرفتن از طرح نیست.

[@costbook]
[instagram.com/cost.stru]
✍️ تناسب‌بندی مناسب ابعاد تیرهای بتنی

🔺 تیرهای بتنی مورد استفاده غالباً دارای ابعاد مربعی یا مستطیلی هستند. نسبت عرض به عمق تیرها (b/h) پارامتر بسیار مهم در توزیع تنش‌های برشی در عمق آن‌ها خواهد بود. به‌طوری‌که چنانچه تناسب‌بندی مناسب انتخاب نگردد، ممکن است توزیع تنش‌ها و کرنش‌های برشی با مقادیر محاسبه شده به کمک روابط کلاسیک و مورد انتظار یکسان نباشند.

🔺 همان‌طور که در شکل ضمیمه نمایش داده شده است، تنش‌های برشی در لبه‌های مقطع یک تیر مستطیلی بیشتر از ناحیه میانی آن است. این اختلاف برای مقاطع با نسبت b/h>1 (تیر عریض) بیشتر خواهد شد و 40 درصد یا حتی بیشتر این اختلاف مشاهده می‌شود. درحالی‌که در روابط کلاسیک، تنش برشی بر اساس مقدار تنش متوسط محاسبه می‌شود که اختلاف آن با تنش حداکثر در لبه‌ها قابل‌ملاحظه خواهد شد.

🔺 بنابراین با در نظر گرفتن این مسئله، مقاطع با نسبت b/h<1 (مقطع کم عرض) رفتار برشی قابل پیش‌بینی بر اساس روابط کلاسیک خواهند داشت و بهتر است تیرهایی با عرض کمتر از عمق آن‌ها (یا برابر عمق آن‌ها) انتخاب شوند.

🔹 این موضوع منع آیین‌نامه‌ای ندارد، اما در مقاطعی که b/h>1 است، آیین‌نامه ACI 318-19 (و مبحث نهم) ضوابط سخت‌گیرانه‌ای را مقرر کرده است. مطابق این آیین‌نامه، در تیرهای عریض باید در عرض مقطع حداکثر فاصله ساق‌ها برابر d یا 600 میلی‌متر (یا d/2 و 300 میلی‌متر بسته به میزان برش وارده) باشد که در این حالت می‌بایست از سنجاقی اضافه به جهت حصول اطمینان برای رسیدن به مقاومت برشی مورد انتظار در عرض مقطع استفاده شود.


[@costbook]
[instagram.com/cost.stru]
✍️ محاسبه ضریب تشدید برش دیوارهای سازه‌ای

🔺 طراحی دیوارهای سازه‌ای برای برش طبق ضوابط جدید ACI 318-19 و مبحث نهم 1399 با یک ضریب تشدید همراه است. قبلاً در یک پست مفصلاً در مورد این ضریب بحث شد (اینجا).

🔺 برای محاسبه ضریب تشدید نیاز به درون‌یابی از منحنی اندرکنش P-Mpr است (Mpr ظرفیت خمشی محتمل دیوار برشی با فرض fye=1.25fy و phi=1.0 است). محاسبه این ضریب برای هر پروژه ممکن است زمان‌بر باشد و برخی در جهت اطمینان ضریب تشدید را برابر 3 فرض کنند. در برخی حالات ممکن است ضریب تشدید کمتر از 3 شود که موجب کاهش نیروی برشی طراحی خواهد شد. بنابراین منطقی است برای هر دیوار، این ضریب محاسبه شود.

🔺 برای رفع این مشکل، یک برنامه‌نویسی در محیط VBA نرم‌افزار Excel انجام داده‌ام که به‌سادگی می‌توانید ضریب تشدید نیروی برشی را بر اساس داده‌های نرم‌افزار ETABS2016 و نسخه‌های بالاتر محاسبه کنید. در شکل ضمیمه روند استفاده از این نرم‌افزار تشریح شده است.

🔹 فایل Excel در پست بعدی (اینجا) برای دانلود قرار داده شده است.

[@costbook]
[instagram.com/cost.stru]
Amplification Factor for shear walls.rar
568 KB
🔺 فایل Excel محاسبه ضریب تشدید برش دیوارهای سازه‌ای

🔺 مطابق با ضوابط مبحث نهم ویرایش 1399


[@costbook]
[instagram.com/cost.stru]
✍️ کنترل برش یک‌طرفه در پی‌های شبکه‌ای

🔺 مقاومت برشی بتن در ACI 318-19 تغییرات قابل‌توجهی داشته است به‌طوری‌که در پی‌ها (و دال‌ها) ممکن است این مقاومت تا نصف مقداری که در نسخه‌های قبلی محاسبه می‌شد کاهش یابد. در پی‌ها به دلیل اینکه نیاز به اعمال بارهای لرزه‌ای وجود دارد کاهش مقاومت برشی بسیار حائز اهمیت است.

🔺 مطابق ACI 318-19 درصورتی‌که حداقل خاموت در اعضا بتنی رعایت نشود، باید از رابطه "c" در شکل ضمیمه استفاده شود. در این رابطه، مقاومت برشی بتن به نسبت آرماتور خمشی اعضای بتنی وابسته است. چنانچه درصد آرماتور خمشی کمتر از 1.7% باشد، رابطه "c" حاکم خواهد شد و مقدار آن به شکل قابل‌توجهی از رابطه "a" که در نسخه‌های قبلی نیز پیشنهاد شده بود کمتر خواهد شد. در شکل ضمیمه نمودار تغییرات مقاومت برشی در پی‌ها برای دو رابطه "a" و "c" نمایش داده شده است.

🔺 مطابق ACI 318-19 در پی‌ها الزامی به رعایت حداقل خاموت وجود ندارد درحالی‌که به‌طور مثال در تیرها چنانچه Vu>0.5phiVc باشد، باید حداقل خاموت رعایت شود. بنابراین، چنانچه در پی‌های نواری حداقل خاموت رعایت نشود (که معمولاً هم رعایت نمی‌شود)، طرح برشی در نرم‌افزار SAFE2016 با مشکل جدی مواجه است.

🔹 برای رفع این مشکل، باید در تنظیمات طراحی در نرم‌افزار SAFE، ضریب کاهش مقاومت برشی را به نسبت گفته شده مطابق شکل ضمیمه کاهش داد تا طرح برشی پی‌های نواری به‌درستی و مطابق ضوابط ACI 318-19 طراحی شود.

‼️ با توجه به این تغییر قابل‌توجه، نیاز به خاموت در پی‌های نواری به نسبت نسخه‌های قبلی آیین‌نامه به‌مراتب بیشتر خواهد شد و در بسیاری از موارد (خصوصاً در سازه‌های دارای دیوار برشی و مهاربند) پی نواری می‌بایست به خاموت با حجم قابل‌توجه مسلح گردد.

❗️ اگر در پی از خاموت حداقل استفاده شود (که اصلاً منطقی نیست) نیازی به مراحل گفته شده در این پست نخواهد بود.

[@costbook]
[instagram.com/cost.stru]
✍️ محاسبه تغییر شکل آنی بار زنده در تیرها و دال‌ها

🔺 تغییر شکل آنی ناشی از بارهای زنده که با L/360 کنترل می‌گردد، در المان‌های بتنی با نکته مهمی همراه است. در سازه‌های بتنی به دلیل ترک‌خوردگی اعضا، سختی و توالی اعمال بارها بسیار پراهمیت است.

🔺 در کتب مرجع هنگام محاسبه تغییر شکل آنی بار زنده (به کمک محاسبات دستی) از یک تکنیک به جهت ساده شدن حل مسئله استفاده می‌کنند. روش پیشنهادی و ساده‌شده به این صورت است که ابتدا فرض می‌شود کل بارهای مرده + زنده هم‌زمان به سازه اعمال می‌شوند و میزان ترک‌خوردگی اعضا محاسبه خواهد شد (Case1=D+L). در ادامه فرض می‌شود که فقط بار مرده به سازه اعمال شده است و میزان ترک خورگی اعضا محاسبه می‌گردد (Case2=D). با تفریق تغییر شکل حاصل از دو لودکیس گفته شده، تغییر شکل آنی بار زنده حساب می‌شود.
Delta,L=Case1-Case2

🔺 روش دقیق‌تر متفاوت خواهد بود. درواقع بارهای زنده، بارهای گذرا محسوب می‌شوند. بنابراین در ابتدا المان‌های بتنی تحت بارهای ماندگار (مرده + تیغه‌ها) ترک ‌خورده و تغییر شکلی در آن‌ها اتفاق می‌افتد. در ادامه بارهای گذرا به آن‌ها اعمال می‌گردد که توالی اعمال بارها در این تعریف بسیار مهم است.

🔺 در نرم‌افزار SAFE قابلیت بسیار خوبی وجود دارد که کاربر می‌تواند توالی اعمال بار و روند ترک‌خوردگی صحیح المان‌های بتنی را به‌درستی تعریف کند. ابتدا آنالیز ترک‌خوردگی برای بارهای مرده+ تیغه‌ها انجام می‌شود و سپس در یک لودکیس دیگر، شرایط ترک‌خوردگی موجود به بار زنده تعریف می‌شود و ترک‌خوردگی ناشی از بار زنده مجدد به حالت بارهای ماندگار اضافه خواهد شد. در شکل ضمیمه روند انجام صحیح این مسئله نمایش داده شده است.

🔹 بنابراین بهتر است برای محاسبه تغییر شکل آنی بار زنده، توالی اعمال بارها به‌درستی در لودکیس های غیرخطی تعریف شود.

[@costbook]
[instagram.com/cost.stru]
✍️ کنترل تغییر شکل اعضای بتنی با در نظر گرفتن مدول گسیختگی مؤثر

🔺 ازجمله تغییرات مهمی که در ACI 318-19 به نسبت ACI 318-14 به چشم می‌خورد، رابطه مربوط به محاسبه ممان اینرسی مؤثر اعضا (تیر و دال) به جهت کنترل تغییر شکل اعضای بتنی است. قبلاً در یک پست (اینجا) به این مسئله پرداخته شد.

🔺 اما مسئله مهم در کنترل تغییر شکلِ اعضایی است که درصد آرماتور در آن‌ها کم باشد (مثلاً زیر یک درصد). در برخی از تیرها و معمولاً در تمامی دال‌ها درصد آرماتور زیاد نخواهد بود و این تغییر در نسخه 2019 قابل‌توجه است.

🔺 در نسخه 2019 رابطه پیشنهادی برای محاسبه ممان اینرسی مؤثر همان پوسته و بدنه رابطه نسخه 2014 را دارد (برای اثبات رابطه بجای استفاده از تئوری فنرهای موازی، از تئوری فنرهای سری استفاده شده است). تغییر عمده در محاسبه Mcr است (لنگر ترک‌خوردگی). نسخه 2019 مبنای ترک‌خوردگی را 0.667Mcr می‌بیند درحالی‌که در نسخه 2014 مرز ترک‌خوردگی را Mcr لحاظ می‌کرد.

🔺 به بیان ساده‌تر، آیین‌نامه بدون تغییر در رابطه fr، عملاً این مقدار را حدود 34% کاهش داده است. این نگرانی در برآورد fr و به دنبال آن Mcr برای کنترل تغییر شکل اعضای کم آرماتور خیلی وقت پیش توسط کمیته ACI 435 اعلام شده بود که در نسخه ACI 318-19 به نحوی این مسئله اصلاح شده است.

‼️ بنابراین در کنترل تغییر شکل اعضا (خصوصاً دال‌ها) در نرم‌افزار ETABS19 یا SAFE2016 حتماً مقدار fr را باید در ضریب 0.667 ضرب و مورد استفاده قرار داد.

🔹 در شکل ضمیمه میزان تغییرات ممان اینرسی مؤثر (سختی مؤثر) اعضا با درصد آرماتورهای مختلف (مقدار Icr مختلف) نمایش داده شده است. همان‌طور که مشخص است، وقتی درصد آرماتور اعضا کم باشد (Icr عدد کمتری نسبت به Ig داشته باشد) اختلاف بین دو نسخه آیین‌نامه بیشتر است. در دال‌ها، به علت کم فولاد بودن، این اختلاف به‌مراتب بیشتر است. به همین دلیل باید بر اساس ACI 318-19 در کنترل تغییر شکل دال‌ها مقدار fr را در 0.667 ضرب کرد تا نتایج به‌درستی به دست آیند.

[@costbook]
[instagram.com/cost.stru]
✍️ ضریب ترک‌خوردگی المان‌های بتنی بر اساس ضوابط ACI 318-19

🔺 به دلیل استفاده از تحلیل الاستیک، استفاده از ضرایب ترک‌خوردگی مناسب برای نشان دادن رفتار واقعی المان‌های بتنی الزامی است. ACI 318-19 ضوابط مشخصی را ارائه داده است (که مبحث نهم مقررات ملی ساختمان نیز از آن اقتباس کرده است). سه روش کلی وجود دارد.

✔️ روش اول:
استفاده از ضرایب 0.35 برای تیرها، 0.7 برای ستون‌ها، 0.35 یا 0.7 برای دیوارها (بسته به ترک‌خورده بودن یا نبودن) و 0.25 برای دال‌های تخت بسیار رایج است و ACI 318-19 نیز برای تمامی حالات استفاده از این ضرایب را قابل‌قبول می‌داند.

✔️ روش دوم:
علاوه بر ضرایب فوق، استفاده از روابط دقیق در Table 6.6.3.1.1(b) نیز قابل استفاده است. این روابط نیاز به سعی و خطا دارد و به‌سادگی قابل‌استفاده نیستند اما استفاده از آن نیز برای تمامی حالت قابل‌قبول است.

✔️ روش سوم:
استفاده از ضریب ترک‌خوردگی 0.5 برای کلیه المان‌های بتنی شامل تیرها، ستون‌ها، دیوارها و دال‌ها که البته این روش برخلاف تصور برخی مهندسین با محدودیت همراه است و برای تمامی حالات و شرایط قابل‌استفاده نیست.


🔺 استفاده از روش سوم همان‌طور که گفته شد با محدودیت همراه است:

1) مطابق توضیحات و شرح ACI 6.6.3.1.2 تنها در صورت استفاده از تحلیل بارهای جانبی می‌توان از ضریب ترک‌خوردگی 0.5 برای المان‌ها استفاده کرد. برای بارهای ثقلی ضریب دار مجاز به استفاده از این ضریب نخواهیم بود. بنابراین لازم است دو فایل تهیه شود و پوش دو فایل به‌عنوان نتیجه نهایی منظور گردد.


🔹 درنتیجه، همان‌طور که مشخص است، استفاده از ضریب ترک‌خوردگی 0.5 (روش سوم) برای تمامی حالات به‌سادگی قابل‌استفاده نیست. همچنین استفاده از "روش اول" برای طراحی؛ و "روش سوم" برای کنترل دریفت نیز کاملاً غلط است. چنانچه محدودیت‌های گفته شده بررسی شدند، آنگاه می‌توان از ضریب ترک‌خوردگی 0.5 برای طراحی سازه و کنترل دریفت استفاده کرد.


[@costbook]
[instagram.com/cost.stru]
✍️ کنترل تغییر شکل المان‌های بتنی با کمک ETABS 2019

🔺 با انتشار ETABS 2019 قابلیت بسیار خوبی در بحث تحلیل غیرخطی ترک‌خوردگی اضافه شده است که می‌تواند برای کنترل تغییر شکل تیرها و دال‌ها (به غیر از وافل که در ادامه توضیح خواهم داد) از آن استفاده کرد. مراحلی که باید برای کنترل تغییر شکل المان‌های بتنی با کمک ETABS 2019 انجام شود به‌طور خلاصه به شرح زیر است:

✔️ سازه مدل شده را در ETABS2019 اجرا کنید و آن را بدون هیچ تغییری تحلیل و طراحی کنید. نتایج طراحی تیرها در این نسخه باید مشابه نتایج منتج شده در نسخه اصلی باشد در غیر این صورت کنترل تغییر شکل با خطا همراه می‌شود.

✔️ سپس قفل نرم‌افزار را باز کنید. مقدار مدول ترک‌خوردگی در بخش Define>Materials برای مصالح بتنی مصرفی را مطابق شکل ضمیمه تعریف کنید. (علت اضافه شدن ضریب 0.667 در مدول گسیختگی را "اینجا" می‌توانید مشاهده کنید).

✔️ در مسیر Define>Load Case حالات بار غیرخطی موردنیاز برای تحلیل غیرخطی ترک‌خوردگی را تعریف کنید. یک نمونه در شکل ضمیمه نمایش داده شده است.

✔️ ضریب ترک‌خوردگی برای مؤلفه خمشی تیرها و دال‌ها را برابر "یک" تنظیم کنید. ضریب ترک‌خوردگی برای مؤلفه پیچشی تیرها را 1.4 برابر مقدار محاسبه شده در فایل طراحی منظور کنید. ضریب ترک‌خوردگی برای مؤلفه خمشی ستون‌ها را "یک" و برای مؤلفه محوری 100 تنظیم کنید. ضریب ترک‌خوردگی دیوارهای برشی برای مؤلفه F22 را 100 و برای مؤلفه mها برابر 0.5 (یا 0.35) منظور کنید.

✔️ تمامی تیرها و کف ها را انتخاب کرده و از منوی Assigne>Frame (or Shell) و گزینه Floor Cracking تیک گزینه مربوطه را انتخاب کنید.

✔️ از مسیر Analyze> Cracking Analyzing Options آرماتور گذاری یکنواخت دال (در صورت حضور) را تعریف کنید.

✔️ برای افزایش دقت تحلیل غیرخطی ترک‌خوردگی، المان‌های تیر و ستون را انتخاب و از منوی Assign و گزینه Frame Auto Mesh مش بندی پنهان تعریف کنید.

✔️ سازه را فقط تحلیل کنید (طراحی نکنید!) و برای حالات بار غیرخطی، کنترل تغییر شکل آنی و درازمدت را مطابق ضوابط آیین‌نامه انجام دهید.

‼️ نکات مهم:
1.
برای طراحی سازه‌های بتنی چنانچه از آیین‌نامه ACI 318-19 استفاده کنید، طراحی با ایرادات نسبتاً زیاد و تأثیرگذاری مواجه می‌شود که علت آن باگ‌های زیاد این نسخه از نرم‌افزار است. باید فعلاً صبر کرد تا نسخه‌های تکمیلی انتشار داده شود.
2. امکان کنترل تغییر شکل دال‌های وافل دوطرفه و یک‌طرفه در این نسخه فعلاً وجود ندارد. ایتبس سختی این سقف‌ها را اشتباه محاسبه می‌کند. (قبلاً در مورد طراحی هم این مشکل را گزارش دادم "اینجا").
3. در جمع جبری حالات بار غیرخطی ترک‌خوردگی، این نسخه مشکل دارد و کاربر باید به‌صورت دستی جمع جبری را انجام دهد.
4. علت ضریب 100 برای مؤلفه محوری ستون‌ها و دیوارها، امکان محاسبه تغییر شکل نسبی هر طبقه است.

[@costbook]
[instagram.com/cost.stru]
Design_of_concrete_structures_by_David_Darwin_Charles_W_Dolan_Based.pdf
63 MB
🔺 Design of concrete structures, David Darwin, Charles W. Dolan, 16th Edition.

‼️ Based on ACI 318-19



[@costbook]
[instagram.com/cost.stru]
Keygen-SAFE20.rar
2.7 MB
دانلود کرک نرم‌افزار SAFE20

🔺 مراحل نصب به این ترتیب است که ابتدا نرم‌افزار را نصب کنید (لینک دانلود)، سپس فایل کرک را با دستور Run As Administrator اجرا و فایل ساخته شده به‌علاوه محتویات داخل پوشه کرک را در فولدر محل نصب نرم‌افزار کپی کنید.

🔹 نکته مهم: چنانچه نرم‌افزار SAFE20 همچنان ایراد کرک را گرفت، به فولدر محل نصب رفته و فایل CSiNativeImageGen را با دستور Run AS Administrator اجرا کنید. سپس دو بار F4 را بزنید و بعد از آن نرم‌افزار را اجرا کنید.


[@costbook]
[instagram.com/cost.stru]
✍️ قابلیت‌های SAFE v20 نسبت به نسخه‌های قبلی

🔺 نسخه جدید نرم‌افزار SAFE با تغییرات زیادی همراه بوده است. در این پست به برخی از تغییرات مفید و همچنین برخی از ایرادات آن اشاره می‌شود.

🔹 قابلیت‌های جدید:
تغییر محیط نرم‌افزار که بسیار به نرم‌افزار ETABS2019 شبیه است،
امکان مش بندی دال‌ها با المان‌های چهارگوش یا مثلثی که در سقف‌های نامنظم بسیار کاربردی است،
ارتقا موتور تحلیلی SAPFire که زمان آنالیزهای غیرخطی را به شکل قابل‌توجهی کاهش داده است،
امکان طراحی سقف‌های کامپوزیت فولادی (که البته چندان کاربردی نیست)،
امکان غیر فعال کردن تأثیرات مثبت نیروی فشاری در طراحی دال‌ها که در طراحی دیافراگم‌ها گزینه مناسبی است،
کاهش سختی پیچشی تیرها که به‌صورت پیش‌فرض 0.1 تنظیم شده بود اصلاح شده است و به‌صورت پیش‌فرض برابر یک منظور می‌شود،
ارتقا قابلیت Interactive Database در منوی Edit که می‌توان تغییرات در هر بخشی از مدل را با کمترین زمان ممکن است انجام داد و یک گزینه بسیار کاربردی است،
امکان محاسبه خودکار پارامترهای خزش و جمع شدگی طبق مراجع (مثلاً ACI 209) که بسیار قابلیت خوبی است!
امکان مش بندی تیرها و ستون‌ها به مقدار دلخواه که برای افزایش دقت تحلیل بسیار گزینه مناسبی است،
امکان معرفی نواحی صلب انتهایی برای تیرها که منجر به محاسبه سختی دقیق‌تر تیرها و کنترل بهتر تغییر شکل دال‌ها می‌شود،
امکان مشخص کردن برخی حالات بار برای تحلیل و غیرفعال کردن حالات بار غیر ضروری که می‌تواند در افزایش سرعت تحلیل تأثیر بسزایی داشته باشد.

🔹 و اما در مورد ایرادات:
آیین‌نامه ACI 318-19 فعلاً به‌صورت اسمی وارد شده است! برخی از ضوابط این آیین‌نامه را لحاظ نمی‌کند که نمونه آن عدم محاسبه صحیح مقاومت برشی دال‌ها و پی‌ها است،
همچنان نرم‌افزار SAFE فقط یک تراز را می‌شناسد و اگر پی یا دال دارای اختلاف سطح باشند نمی‌تواند آن‌ها را مدل‌سازی و طراحی نماید،
عدم لحاظ کردن سختی دیوارهای برشی در تراز فوقانی دال‌ها و فونداسیون‌ها
عدم لحاظ کردن قید دیافراگم در تراز فوقانی دال‌ها و فونداسیون‌ها

🔻 برخی همکاران این سؤال را مطرح می‌کنند که باوجود اینکه نرم‌افزار ETABS2019 آنالیز ترک‌خوردگی را انجام می‌دهد، آیا همچنان نیاز به نرم‌افزار SAFE هست؟ در پاسخ باید اشاره کرد که چنانچه حجم پروژه زیاد نباشد، طراحی و کنترل تغییر شکل دال‌ها در نرم‌افزار ETABS2019 ارجحیت دارد اما اگر حجم پروژه زیاد باشد شاید استفاده از نرم‌افزار SAFE منطقی‌تر باشد. همچنین برای طراحی فونداسیون‌ها "باید" از نرم‌افزار SAFE استفاده کرد و استفاده از نرم‌افزار ETABS2019 بدون لحاظ کردن ضوابط اندرکنش خاک و سازه صحیح نیست.


[@costbook]
[instagram.com/cost.stru]
✍️ طرح برشی فونداسیون‌های شبکه‌ای (نواری)

*تکمیلی*

🔺 قبلاً در این پست به بحث مقاومت برشی بتن در فونداسیون‌های شبکه‌ای اشاره گردید. همان‌طور که نتیجه شد، در ACI 318-19 بخش قابل‌توجهی از مقاومت برشی را در صورت عدم وجود آرماتور برشی حداقل نادیده می‌گیرد.

🔺 سؤالات زیادی از طرف همکاران در این مورد مطرح شد. مطابق توضیحات ارائه شده (این پست) چنانچه آرماتور برشی حداقل در فونداسیون شبکه‌ای استفاده نشده باشد، می‌بایست مقاومت برشی بتن را به مقدار قابل‌توجه کاهش داد که به‌صورت تقریبی پیشنهاد شد از مقدار φ=0.5×0.75=0.375 استفاده شود. اما از این ضریب تقلیل مقاومت نباید برای طرح برشی استفاده کرد. مراحل صحیح طرح برشی مطابق با ضوابط ACI 318-19 به شرح زیر است:

✔️ ابتدا ضریب تقلیل مقاومت به‌صورت تقریبی برابر 0.375 معرفی می‌شود.
✔️ در گام بعد نتایج طرح برشی نوارهای طراحی در نرم‌افزار SAFE2016 مشاهده می‌شود. چنانچه در این مرحله در بخشی از فونداسیون آرماتور برشی گزارش شده بود، "می‌بایست در این نواحی از آرماتور برشی حداقل استفاده شود" که ACI 9.6.3.4 ضابطه آن را بیان می‌کند.
✔️ در مرحله آخر باید مجدد ضریب تقلیل مقاومت را روی φ=0.75 تنظیم کرده و مقدار آرماتور برشی مورد نیاز را طراحی کرد. چنانچه در این مرحله میزان آرماتور برشی از حداقل آیین‌نامه بیشتر بود، فقط در آن نواحی می‌توان تعدادی سنجاقی را به آرماتور برشی حداقل اضافه کرد. در غیر این صورت، همان آرماتور برشی حداقل محاسبه شده در گام قبل می‌بایست در نقشه‌ها ارائه گردد.

🔹 در فونداسیون‌های شبکه‌ای اجرای آرماتور برشی بسته دشوار است. بنابراین می‌توان طبق توصیه ACI 25.7.1.7 از وصله دو آرماتور U استفاده کرد که در پیوست نمایش داده شده است.

🔹 در بسیاری از پروژه‌ها، طرح برش یک‌طرفه در فونداسیون‌ها با اهمیت دوچندان مواجه شده است چراکه تقریباً می‌توان گفت که یک حالت حدی تعیین کننده خواهد بود. بنابراین باید به دقت نواحی مورد نیاز (عمدتاً نواحی نزدیک ستون‌ها و دیوارها یا مهاربندها) به آرماتور برشی حداقل و مورد نیاز مسلح شوند.

[@costbook]
[instagram.com/cost.stru]
✍️ تغییرات مهم ASCE 7-22 در بخش الزامات طراحی لرزه‌ای برای سازه‌های ساختمانی (فصل 12)

ویرایش 2022 از استاندارد ASCE 7 با تغییراتی به نسبت نسخه 2016 همراه بوده است. برخی از این تغییرات قابل‌توجه هستند. در ادامه چند مورد مهم از این تغییرات ارائه می‌گردد.

1- اضافه شدن سیستم دیوارهای کوپله با ضریب رفتار 8، ضوابط طراحی لرزه‌ای این دیوارها نیز در ACI 318-19 ارائه شده است.

2- کاهش شدت سختگیری در تعریف دیافراگم صلب که شرط نامنظمی پیچشی از آن برداشته شده است.

3- کنترل نامنظمی پیچشی (ضریب TIR) در سقف‌های نیمه صلب باید با فرض صلب بودن سقف انجام شود. همچنین در سازه‌هایی که به روش دینامیکی طیفی تحلیل می‌شوند، می‌توان از روش استاتیکی این کنترل را انجام داد.

4- نامنظمی‌ها در پلان با تغییرات قابل‌توجه همراه بودند. در نامنظمی پیچشی ضابطه جدیدی اضافه شده است که عملاً استفاده از تک دیوار برشی را نامنظم پیچشی می‌داند. این استاندارد بیان می‌کند که چنانچه 75 درصد مقاومت جانبی طبقه در مرکز جرم یا در یک سمت مرکز جمع مهیا شده باشد، سازه نامنظم پیچشی محسوب می‌شود.

@costbook

5- اضافه شدن ضریب TIR (نامنظمی پیچشی) بیشتر از 1.6 که محدودیت استفاده از جابجایی فیزیکی مرکز جرم در تحلیل‌های دینامیکی را الزامی می‌کند. (قبلا در این پست به این مشکل اشاره شده بود)

6- حذف نامنظمی جرمی طبقه از ضوابط نامنظمی در ارتفاع.

7- تغییر ضابطه مربوط به الزام استفاده از 100-30 که تقریباً مشابه استاندارد 2800 فعلی شده است! همچنین صراحتاً عنوان شده است، که در طراحی فونداسیون، چنانچه نامنظمی در پلان عامل اعمال قاعده 100-30 باشد می‌توان از آن صرف‌نظر کرد.

8- کنترل دریفت طبقات باید با حضور بارهای ثقلی قابل‌انتظار انجام شود. بار ثقلی قابل‌انتظار برابر 1.0D+0.5L است که البته مقدار ضریب بار زنده نیز بسته به میزان آن قابل کاهش است. به عبارتی ترکیب بار 1.0D+0.5L±E برای کنترل دریفت باید استفاده شود.

9- اعمال ضریب نامعینی برابر 1.3 در سازه‌های با نامنظمی پیچشی شدید (TIR>1.4) زمانی الزامی است که سازه در هر دو جهت نامنظمی پیچشی شدید داشته باشد. همچنین چنانچه در یک طبقه نامنظمی وجود داشته باشد، کل ساختمان باید نامنظم فرض شود.

[@costbook]
[instagram.com/cost.stru]