X
تبلیغات
رایتل

راه و ساختمان

این سایت مطالب مربوط به مهندسی عمران و معماری را در خود جای داده و آماده نشر مطالب شما بازدید کننده محترم می باشد.

نحوه کنترل مقاومت ستونها بر اساس ویرایش جدید مبحث10 (قسمت اول )

با توجه به اینکه در ویرایش جدید مبحث دهم تغییرات قابل ملاحظه ای در ضوابط طرح لرزه ای دربخش 10-3 دیده میشود به نظر نمیرسد که روشهای قبلی در طراحی دیگر کارآ باشد. بحث اصلی که مورد بررسی قرار خواهیم داد این است که ضوابط بند 10-3-6-1 مبحث دهم را چگونه اعمال نماییم.در اینجا برای راحتی و سادگی کار، بر روی سیستم قاب ساده و مهاربندهای هم محور با شکلپذیری کم بحث را انجام میدهم ؛ ولی به نظر میرسد که کلیت آن برای سایر سیستمهای هم قابل استفاده باشد. با توجه به تغییرات عمده ای که انجام شده است.

به نظر نمیرسد که برای سیستم مورد اشاره دیگر استفاده از آیین نامه UBC کارآیی داشته باشد. بهتر است که از همان آیین نامه ( AISC-ASD89 در صورتی که بخواهیم از روش تنش مجاز استفاده کنیم) کاراتر از بقیه باشد. این بحث با توجه به این مساله است که برای سیستم قاب با مهاربند با شکلپذیری کم دیگر ضوابط ویژه خاصی همانند ویرایش قبلی جز به چند کنترل خاص که به صورت دستی هم قابل انجام است اجباری نیست.

برای این موضوع ابتدا ترکیب بارها را با رعایت ضوابط مبحث ششم در برنامه معرفی میکنیم و سازه را با این ترکیب بارها طراحی میکنیم. بهتر است ستونهای دهانه بادبندی را مقداری قویتر در طراحی در نظر بگیریم. به طور مثال من فکر میکنم که بهتر باشد که اجازه ندهیم نسبت تنش در آنها از عدد 0.7 بیشتر گردد.

پس از طراحی اولیه در مرحله دوم طراحی ترکیب بارهایی جداگانه تعریف میکنیم.که در آنها مقدار ضریب بار زلزله امگا صفر برابر ضریب قبلی آن باشد . برای سیستم مورد بحث ما مقدار امگاصفر برابر عدد 2 است ( بر اساس جدول 10-3-2 مبحث دهم) که بر این اساس باید در این ترکیب بارها ضریب بار زلزله 2 برابر شود (بدیهی است که در صورت لزوم باید ترکیب 100 درصد نیروی زلزله در هر جهت با 30 درصد جهت متعامد هم انجام گردد).

سپس با ترکیب بارهای جدید دوباره فقط ستونهای دهانه بادبندی را دوباره کنترل میکنیم و در صورت لزوم مقطع آنها را قویتر یا ضعیفتر میکنیم. توجه کنید که در اینجا ما فقط در کنترل نسبت تنش به بخشی توجه میکنیم که ناشی از بارهای محوری است.

پس از مرحله دوم طراحی باید ضابطه بند 10-3-6-1 ب مبحث دهم را در آنها کنترل نماییم و در صورت لزوم مقطع ستونها را ضعیف نماییم (نیازی به تقویت دوباره آنها نیست.) بر این اساس به طور مثال با کمک نرم افزار اکسل هر ستون دهانه بادبندی را میتوانیم جداگانه کنترل نماییم.

برای این منظور میتوانیم در یک ستون اکسل مقدار سطح مقطع ستون را از بالا به پایین بر اساس مقدار به دست آمده در طراحی بنویسیم. در ستون دیگری هم سطح مقطع بادبند متصل به آن را مینویسیم. در ستون سوم زاویه بادبند متصل به ستون نوشته میشود. در ستون چهارم حاصلضرب سطح مقطع بادبند در سینوس زاویه ای که بادبند با افق میسازد نوشته میشود و در ستون پنجم مقادیر ستون چهارم به صورت تجمعی از طبقه بالا به پایین با هم جمع میشوند و البته در ضریب 1.25 هم ضرب میگردد.

حال مقدار به دست آمده در ستون آخر با مقدار سطح مقطع ستون در هر طبقه مقایسه میکنیم. اگر این مقدار بیش از مقدار سطح مقطع ستون باشد، مقطع فعلی برای ستون مناسب است و اگر این مقدار کمتر از مقدار سطح مقطع ستون باشد ، ستون را میتوان تا مقدار به دست آمده کوچکتر اختیار کرد ( اگر بیش از یک بادبند به ستون در هر طبقه متصل باشد باید برای آن بادبند نیز این فرآیند را تکرار کرده و مقادیر به دست آمده برای هر کدام از این بادبندها را با هم جمع نماییم.) در صورتی که در این فرآیند مقطع ستون تغییر کرد دوباره به برنامه بازگشته و مدل سازه را دوباره با مقاطع جدید دوباره آنالیز میکنیم و بر اساس ترکیب بارهای عادی دوباره مقاطع را کنترل کرده و در صورت نیاز نتایج طراحی برای بادبندها (و ستونها در صورت تغییر قابل ملاحظه در نیروهای آنها) را تغییر میدهیم. اگر میزان تغییرات در نیروهای اعضا قابل ملاحظه باشد مجبوریم فرآیند ذکر شده را به صورت سعی و خطا تکرار نماییم.

برای اینکه با این روش کنترل بیشتر آشنا شوید دو نمونه از برنامه های اکسلی که دوستان تهیه کردند رو در اینجا قرار می دهم .

Coulomn Control Excel Program 01

Coulomn Control Excel Program 02

برای کنترل ستون ها بر اساس 125 درصد نیرویی که بادبندها بر اساس مقاومت خود به آنها منتقل میکنند میتوانید همانند فایل اکسلی که در لینک زیر قرار دارد عمل نمایید:

این فایل برای بادبندهای ضربدری یا شورون نوشته شده است. بر این اساس فرض شده است که یکی از دو بادبند به مقاومت کششی و دیگری به مقاومت فشاری خود در هر طبقه میرسد و بار منتقل شده به ستون بر اساس مجموع تنش مجاز کششی و فشاری بادبند در هر طبقه در نظر گرفته شده است. اگر بادبند شما قطری است بر حسب اینکه این بادبند تک به کشش یا فشار می افتد تنش مجاز آن تعریف شده و برای حالت دیگر صفر وارد میشود. مثلاً اگر ستون تحت فشار است تنها تنش فشاری را وارد میکنیم و تنش کششی را صفر مینویسیم. مقادیر تنش مجاز فشاری برای ستون و بادبند از نرم افزار برای هر عضو قابل استخراج است.
محاسبات در اینجا بر حسب نمونه است و برای ستونهایی است که در نرم افزار مقطع آنها بر اساس ترکیب بارهای عادی و ویژه به دست آمده و در اینجا تنها آنها را کنترل میکنیم که آیا میتوان آنها را کوچکتر اختیار کرد یا نه. فایل را بر حسب سلیقه خود ویرایش و از آن استفاده کنید.ضمناً این فایل اکسل برای برخی از ستونهای سازه ای است که فایل محاسباتی آن از لینک زیر قابل دانلود است:

Coulomn Control Excel Program 03

این فایل قبلاً بر اساس ضوابط ویرایش قبلی مبحث دهم طراحی شده است که بادبندهای آن را بر اساس ویرایش جدید اصلاح شده که برخی از آنها یک نمره کوچک شدند و برخی از ستونهای طراحی شده در قبل را هم در اینجا چک شده اند که اکثر آنها قابل ویرایش به مقطعی کوچکتر نیستند.

در مورد این روش به طور خلاصه در استفاده از اکسل به این شرح عمل میکنیم:
ما میخواهیم 125 درصد نیروهایی که بادبندها به ستون منتقل میکنند را به دست آوریم. اگر فرض کنیم که بادبندها ضربدری باشند نصف آنها تحت کشش و نصف دیگر تحت فشارند. در هر طبقه یک بادبند کششی و یک بادبند فشاری داریم. مقاومت محوری آنها یکی بر اساس مقاومت فشاری و دیگری بر اساس مقاومت کششی را محاسبه میکنیم.

بر این اساس نیاز به سطح مقطع بادبند و تنش مجاز آن داریم که تنش مجاز کششی معمولا 1440 و تنش مجاز فشاری را از نرم افزار میتوانیم استخراج نماییم. با ضرب تنش مجاز در سطح مقطع مقاومت بادبند به دست می آید. مولفه قائم این نیرو به ستون منتقل میشود که بر این اساس مقدار به دست آمده را در سینوس زاویه بادبند با افق میکنیم و البته در یک ضریب 1.25 نیز ضرب میکنیم. با جمع مقادیر به دست آمده از بالا و پایین نیرویی که در ستون بر این اساس ایجاد میشود را به دست می آوریم. این نیرو را با نیروی طراحی ستون مقایسه میکنیم. میتوانیم به طور مثال نیروی طراحی ستون را البته پس از طراحی سازه برابر حاصلضرب تنش مجاز در سطح مقطع ستون در نظر گرفت.

تاریخ ارسال: یکشنبه 15 شهریور 1388 ساعت 02:26 | نویسنده: مصطفی طالبی | چاپ مطلب 0 نظر