عمران فایل

طراحی برشگیر سقف کامپوزیت با کنترل فواصل آن در ایتبس

همانطور که میدانید عمل انتقال نیروی برشی بین بتن و تیر فولادی در سقف کامپوزیت، وابسته به حضور برشگیرهاست. طراحی برشگیر در سقف کامپوزیت به دو روش دستی و نرم افزاری انجام می شود شما کدام روش را انتخاب می کنید؟
در این مقاله قصد داریم ساده ترین روش طراحی برشگیر سقف کامپوزیت را به شما آموزش دهیم. اگر پس از مطالعه این مقاله سوالی داشتید حتما در کامنت های همین مقاله مطرح کنید.

با مطالعه این مقاله چه می آموزید:

  1. ۲ روش طراحی برشگیر در سقف کامپوزیت
  2. کدام یک از روش های مطرح شده جهت طراحی مناسب تر است و انتخاب می شود؟
  3. تأثیر آیین نامه انتخاب شده در تعیین حدود مجاز پارامترهای مختلف طراحی برشگیر
  4. محاسبه دستی ظرفیت برشی برشگیر با داشتن ضریب کشسانی و مقاومت فشاری مشخصه بتن
  5. طراحی برشگیر مطابق با مبحث دهم مقررات ملی ساختمان در نرم افزار
  6. محاسبه مقاومت جوش اتصال برشگیر به بال تیر و تاثیر آن در ظرفیت برشی وارد شده برای برشگیر در ایتبس

۲ روش طراحی برشگیر در سقف کامپوزیت

روش های مختلف طراحی برشگیر در نرم افزار ایتبس چیست ؟

ایتبس به ما امکان انتخاب می دهد و طراحی را محدود به یک روش خاص نمی کند. در حقیقت ایتبس این امکان را به ما می دهد تا بین طراحی برشگیرها توسط خود برنامه و طراحی آن ها مطابق محاسبات دستی و خواسته خود، یک روش را انتخاب کنیم.

ممکن است در ابتدا اینطور به نظر برسد که بهتر است طراحی توسط خود برنامه انجام شود تا با این کار از حجم کار طراح در محاسبه دستی و همچنین کنترل های متعاقب آن در برنامه کاسته شود. اما در کمال تعجب خواهید فهمید که اینگونه نیست!

اول از همه اینکه در ادامه خواهید دید که حجم این محاسبات بسیار پایین است و تنها این کنترل های انجام شده برای صحت طراحی است که بر دوش طراح می افتد. اما مهم تر از همه این ها، سادگی کار در اجراست که منجر به انتخاب روش دوم (طراحی توسط خود طراح با وارد کردن ظرفیت برشی برشگیر و فاصله برشگیرها) می شود.

در حقیقت اگر طراحی برشگیرها را به برنامه محول کنیم، در انتها با تیرهای کامپوزیتی با دیتایل های متنوع روبه رو خواهیم شد (تنوع در برشگیرها)، که با بالارفتن تعداد طبقات ساختمان این تنوع به ضرر ما تمام می شود و تهیه نقشه های اجرایی و اجرا را دشوار خواهد کرد.

بنابراین ما روش دوم را انتخاب می کنیم و یک نوع برشگیر با یک فاصله مشخص را انتخاب کرده و برای کل سازه به کار می گیریم و به برنامه اجازه می دهیم که مطابق آن طراحی تیرها را انجام دهد.

طراحی برشگیر در ایتبس

برای شروع کار ابتدا از منوی Design → Composite Beam Design را انتخاب کرده و برای انجام تنظیمات کلی به روش LRFD که مربوط به کل سازه است …View/Revise Preferences را انتخاب می کنیم.

 

مراحل طراحی برشگیر در ایتبس

محل پنجره Preferences در نرم افزار

 

با باز شدن این پنجره، وارد بخش Shear Studs می شویم. در این قسمت تعدادی پارامتر مشاهده خواهیم کرد که مقدار آن ها بسته به آیین نامه انتخابی (همانطور که در تصاویر زیر می بینید) تغییر خواهند کرد.

 

آیین نامه انتخابی در طراحی برشگیر سقف کامپوزیت

 

با توجه به این که آیین نامه AISC 360-10 به مبحث دهم مقررات ملی ساختمان بیشترین شباهت را دارد، در بخش Design Code این آیین نامه را انتخاب می کنیم.
تمامی تنظیمات این قسمت مناسب است و تنها کافی است در قسمت Single Segment? → Yes را انتخاب کنیم و به کار این پنجره پایان دهیم.

 

طراحی برشگیر تیر در etabs

یک بخش درنظر گرفتن تیر برای طراحی برشگیر

 

حال پس از تعیین آیین نامه و تنظیمات اولیه، کلیه تیرهای کامپوزیت را انتخاب کرده و وارد منوی Design شده و گزینه Composite Beam Design را انتخاب کرده و …View/Revise Overwrites را باز می کنیم.

 

مراحل طراحی برشگیر در سقف کامپوزیت در ایتبس

محل پنجره Overwrites در نرم افزار

 

در پنجره باز شده، وارد بخش Shear Studs می شویم. از آنجایی که قرار است طراحی را خودمان انجام دهیم ?User Pattern را Yes می کنیم.

 

آموزش طراحی برشگیر سقف کامپوزیت

تنظیمات پنجره Overwrites

 

حال به سراغ آیین نامه و محاسبه ظرفیت برشی برشگیر در بند ۱۰-۲-۸-۷-۲  می رویم که توضیحات مربوط به آن ارائه شده است:

 

محاسبه ظرفیت برشی برشگیر در سقف کامپوزیت

 

از آنجایی که طبق خواسته آیین نامه برشگیرها باید حداقل ۲/۵ سانتی متر پوشش داشته باشند و از طرفی ضخامت بتن در تیر کامپوزیت معمولاً بین ۸ تا ۱۰ سانتی متر است، به طور معمول برای برشگیر از نیمرخ ناودانی UNP60 یا UPA60 استفاده می شود.

فرض می کنیم از UNP60 به طول ۶ سانتی متر و فواصل ۴۰ سانتی متر برای برشگیرها استفاده می کنیم، در نتیجه خواهیم داشت (مطابق مشخصات جدول اشتال):

 

(فرض: fc = 200 kgf و Ec = 2×۱۰۵ kgf/cm2)

 

 

 

 طراحی دستی برشگیر

جدول اشتال برای پروفیل های UNP

 

اما نکته ای که باید به آن توجه شود این است که علاوه بر مقاومت ناودانی، مقاومت جوش را هم باید معیار طراحی قرار داد. برای محاسبه مقاومت جوش فرض می کنیم از جوش گوشه با طول ۵ سانتی متر و بعد ۰/۴ سانتی متر در دو طرف بال ناودانی، برای اتصال ناودانی به تیر استفاده می کنیم. ( بعد و طول جوش بر اساس استانداردهای مبحث دهم مقررات ملی ساختمان که در بند ۱۰-۲-۹-۲-۲ آمده است، انتخاب شده است.)

مقاومت جوش های گوشه در طراحی برشگیر

 

حال تنها کافی است مقاومت جوش گوشه به کار رفته برای اتصال برشگیر به تیر را محاسبه کنیم. طبق بند ۱۰-۲-۹-۲-۴ مبحث دهم مقررات ملی ساختمان داریم:

 

آیین نامه طراحی برشگیر در سقف کامپوزیت

 

برای محاسبه مقاومت برشی جوش گوشه، ابتدا ارزش جوش گوشه، یعنی مقاومت ۱ سانتی متر طول جوش گوشه را محاسبه می کنیم:

(فرض: با استفاده از الکترود E60، جوش در کارگاه، بازرسی چشمی، جوش صورت گرفته است.)

محاسبه جوش گوشه در طراحی برشگیر سقف کامپوزیت

 

 

در نتیجه با توجه به بعد ۰/۴ سانتی متر و طول ۵ سانتی متر برای جوش گوشه در دو طرف ناودانی، مقاومت برشی جوش بدین صورت خواهد بود:

محاسبات دستی طراحی برشگیر

 

از آنجایی که مقاومت جوش برشگیر به تیر فولادی مقدار بسیار پایین تری نسبت به مقاومت ناودانی دارد، در نتیجه Qn را برابر ۴۰۰۰kgf، یعنی مینیمم این دو مقدار، در نظر می گیریم.

طراحی برشگیر در etabs

تنظیمات نهایی پنجره Overwrites

 

در نهایت کار با این پنجره هم به پایان می رسد و و طراحی برشگیرها تکمیل می شود. حال تنها کافی است بعد از طراحی با راست کلیک کردن روی هر تیر، وضعیت برشگیر ها را چک کنیم و ببینیم که جواب داده اند یا نه و در صورت جواب ندادن، با توجه به دانش و درک مهندسی خود تغییراتی در مقاومت برشگیرها و فواصل آن ها ایجاد کنیم.

 

دیتایل طراحی برشگیر در سقف کامپوزیت

دیتایل تیر کامپوزیت پس از طراحی

نتیجه گیری

بنابراین دیدیم تنها با انجام چند محاسبه ساده، مطابق ضوابط و روابط مبحث دهم مقررات ملی ساختمان و در نظر گرفتن دو مقدار ثابت برای ظرفیت برشی برشگیر و فواصلی که برشگیر ها از هم قرار می گیرند (برای کل سازه)، طراحی برشگیرها به سادگی انجام می شود و در نهایت با اطمینان از عملکرد کامپوزیتی تیرها، عملیات اجرایی ایده آل تر و با خطاهای کمتر خواهیم داشت.

منابع

  1. مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، ویرایش سال ۱۳۹۲٫
  2. راهنمای نرم افزار ایتبس ۲۰۱۶ –ETABS2016Documentation
  3. https://www.csiamerica.com/products/etabs
الهه پاسبان

    نوشته‌های مرتبط

    قوانین ارسال دیدگاه

    • دیدگاه های فینگلیش تایید نخواهند شد.
    • دیدگاه های نامرتبط به مطلب تایید نخواهد شد.
    • از درج دیدگاه های تکراری پرهیز نمایید.
    دیدگاه‌ها

    *
    *

    0