Transcript دانلود جزوه

‫آشنایی با مفاهیم طراحی سازه های فوالدی‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫جلسه دوم‬
‫مقدمه ای بر تئوری طراحی‬
‫تفاوت فلسفه های طراحی ‪ASD‬و‪LRFD‬‬
‫سیستم های سازه ای ساختمانی‬
‫مشخصات هندسی مقاطع سازه ای‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫مروری بر مطالب جلسه گذشته‬
‫طراحی‬
‫طراحی امکان پذیر‬
‫متغیرهای طراحی‬
‫اهداف طراحی‬
‫مفاهیم حالت حدی‬
‫حالت حدی مقاومت‬
‫حالت حدی سرویس پذیری‬
‫فلسفه طراحی‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫طراحی => یعنی خلق چیزی که وجود ندارد و تعیین ابعاد برای سازه مورد نظربا‬
‫استفاده از دانش مهندسی در زمینه شناخت مصالح و روش های تحلیل‬
‫طراحی محتمل => طرحی که جواب ما را بدهد و معموال بیش از یک طرح‬
‫وجود دارد‬
‫طراحی توسط مجموعه ای از متغیرهای طراحی تعریف می شود‪.‬‬
‫متغیرهای طراحی = > متغیرهای طراحی در تحلیل طرح مورد استفاده قرار می‬
‫گیرند‬
‫طراحی امکان پذیر شناخته می شود اگر معیارهای عملکردی ( یا محدودیت ها)‬
‫تعریف شده برای مساله ارضا شوند‪.‬‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫‪ ‬توابع عملکردی=> با متغیرهای طراحی که طرح را تعریف می کنند ‪،‬محاسبه‬
‫می شوند‪.‬‬
‫مقادیر توابع عملکردی به کار برده می شوند تا طراحی های ممکن مورد مقایسه‬
‫قرار بگیرند و بهترین طراحی یا طراحی بهینه تعیین گردد‪.‬‬
‫مشخصه قابل توجه دیگر طراحی ‪ ،‬تکراری بودن پروسه آن است‪.‬‬
‫وقتی پروسه طراحی شروع می شود‪ ،‬مجهوالت زیادی وجود دارد‪ .‬متعاقبا نیاز‬
‫است طراح فرضیاتی در مورد مولفه های مختلف طرح بکند‪ .‬به ترتیب که‬
‫طراحی پیش می رود ‪ ،‬بسیاری از فرضیات نیاز است با حقایق شناخته شده‬
‫جایگزین گردد‪.‬‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫محدودیت ها ( قیدهای طراحی‪ ،‬معیارهای عملکردی) =>‬
‫در میان طرحهای امکان پذیر بعضی از آن ها بهتر هستند ‪ .‬و عموما هدف‬
‫طراح پیدا کردن طراحی بهینه می باشد‪.‬‬
‫طرح بهینه => طرحی است که به بهترین شکل معیارهای پروژه را ارضا‬
‫می کند‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫هدف طراحی = > هدف طراحی در هر مساله متفاوت است‪.‬‬
‫طراح نیاز است توانایی تشخیص اهداف هر طرح را بداند‪.‬‬
‫اهداف هر مساله طراحی به صورت عبارت عملکردی بیان می شوند‪.‬‬
‫در مهندسی سازه عبارت عملکردی را می توان به عنوان تابع عملکردی نیز‬
‫در نظر گرفت‪.‬‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫حالت حدی ‪ -‬حالت حدی بیان شرایطی از پتانسیل انهدام در سازه می باشد‪.‬‬
‫حالت های حدی رابطه کلی زیر را دارند ‪:‬‬
‫تقاضا < ظرفیت‬
‫حالت های حدی سازه ای در ‪ 2‬دسته کلی قرار می گیرند‪:‬‬
‫ حالت حدی مقاومتی (حالت های حدی مقاومتی مودهای احتمالی خرابی سازه ای‬‫هستند‪ .‬مانند حالت های حدی تسلیم یا گسیختگی )‬
‫ حالت حدی سرویس پذیری (حالت های حدی می باشند که شرایطی هستند که بر‬‫مبنای مقاومت عضو سازه ای قرار ندارند‪ ،‬اما سازه را برای استفاده نامناسب‬
‫می سازند‪.‬مانند حالت های حدی تغییرمکان‪ ،‬ارتعاش و الغری )‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫تحلیل و طراحی‬
‫تحلیل و طراحی دو فعالیت مجزا هستند و بهتر است فرق میان این دو را‬
‫بدانیم‪.‬‬
‫‪ ‬تحلیل برآورد یک مساله مشخص است و عملکرد را محاسبه کرده و نتایج‬
‫عملکردی را ارائه می دهد‪ .‬در واقع تحلیل مجموعه ی اطالعات مورد‬
‫نیاز در پروسه طراحی را بدست می آورد‪.‬‬
‫‪ ‬پروسه طراحی نتایج تحلیل را مورد استفاده قرار می دهد تا در مورد‬
‫مساله طراحی تصمیم گیری نماید‪ .‬بر مبنای نتایج تحلیل ‪،‬پروسه طراحی‬
‫متغیرهای طراحی را تغییر می دهد‪ .‬با تغییر متغیرهای طراحی نیازمند‬
‫تحلیل های بیشتری می گردد‪ .‬پروسه طراحی تکرار می شود تا زمانی که‬
‫راه حل مساله پیدا گردد‪ .‬در واقع بسیاری مسائل طراحی نیازمند تحلیل‬
‫های چند باره هستند‪.‬‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫فلسفه طراحی ‪ ASD‬و ‪LRFD‬‬
‫‪ ‬دو فلسفه طراحی برای سازه ها موجود است ‪:‬‬
‫‪ASD : Allowable Strength(Stress) Design‬‬
‫‪LRFD : Load & Resistance Factor Design‬‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫‪ ‬در سازه های فوالدی قبل از آیین نامه ‪ AISC‬که در سال ‪ 1986‬روش‬
‫‪ LRFD‬را ارائه کرد‪ ،‬طراحی سازه ها بر مبنای ‪ ASD‬قرار داشت‪ .‬تا‬
‫حدود ‪ 10‬سال پس از این روش های طراحی در اجرا و همین طور‬
‫مباحث دانشگاهی این روش را مورد استفاده قرار نداده بود و به نظر‬
‫میرسید که نیاز به تغییر روش طراحی وجود ندارد حتی با اینکه روش‬
‫‪ LRFD‬سازه ها را به ضریب اطمینان بیشتری طرح می نماید‪.‬‬
‫‪ ‬در سازه های بتنی بدلیل پیچیدگی تحلیل مقاطع مرکب و محاسبه تنش ها‪،‬‬
‫روش مقاومتی در مقررات بتنی ‪ ACI‬از ‪ 1970‬مورد استفاده قرار‬
‫میگیرد‪.‬‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫تفاوت های مهم فلسفه طراحی ‪ ASD‬و ‪LRFD‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ترکیب بار و ضرایب بار‬
‫نتایج ‪ ASD‬برمبنای تنش و نتایج ‪ LRFD‬برمبنای ظرفیت نیرو و لنگر‬
‫می باشد‬
‫تحلیل استاتیک برای ‪ ASD‬پذیرفته شده است در صورتی که تحلیل‬
‫غیرخطی هندسی برای ‪ LRFD‬مورد نیاز است‬
‫تفاوت در ضریب اطمینان موثر‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
Rn/ Ω= ASD Capacity
фRn = LRFD Capacity
Rn = Nominal Capacity
‫ وحیده طباخها‬: ‫ مدرس‬/ 808 ‫اولین دوره آموزشگاه مجازی‬
1391/5/10
‫رابطه بین ضرایب ‪ Ω‬و ‪ ф‬در روش های ‪ ASD‬و ‪LRFD‬‬
‫این دو ضریب کاربردهای مختلفی دارند اما همیشه رابطه زیر بینشان‬
‫برقرار است ‪:‬‬
‫‪1.5‬‬
‫‪‬‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫‪ ‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫‪ASD‬‬
‫‪Rn‬‬
‫‪‬‬
‫‪LRFD‬‬
‫‪Ra ‬‬
‫‪Ru   R n‬‬
‫‪Ra‬‬
‫‪ -‬مقاومت مورد نیاز‬
‫‪ - R n‬مقاومت مورد نیاز‬
‫‪Rn‬‬
‫‪ -‬مقاومت اسمی‬
‫‪‬‬
‫‪ -‬ضریب اطمینان‬
‫‪ - R‬مقاومت اسمی‬
‫‪u‬‬
‫‪R n /‬‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫‪ -‬مقاومت مجاز‬
‫‪ - ‬ضریب مقاومت‬
‫‪ -  R u‬مقاومت مجاز‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫ترکیب بار ‪ASD‬‬
‫ترکیب بار ‪LRFD‬‬
‫‪ 1.0D + 1.0L‬‬
‫‪ 0.75D + 0.75L + 0.75W‬‬
‫‪ 0.75D + 0.75L + 0.75E‬‬
‫یا ترکیب بارهای زیر با افزایش ‪1/3‬‬
‫در تنش های مجاز‬
‫‪1.0D + 1.0L‬‬
‫‪1.0D + 1.0L + 1.0W‬‬
‫‪1.0D + 1.0L + 1.0E‬‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫‪ 1.4D‬‬
‫‪ 1.2D + 1.6L‬‬
‫‪ 1.2D + 1.6W + 0.5L‬‬
‫‪ 1.2D ± 1.0E + 0.5L‬‬
‫)‪ 0.9D ± (1.6W or 1.0E‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫ترکیب بار حالت حدی بهره برداری در‬
‫‪ LRFD‬و‪ASD‬‬
‫‪ 1.0D + 1.0L‬‬
‫‪ 1.0D + 1.0L + 1.0W‬‬
‫‪ 1.0D + 1.0L + 1.0E‬‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫هر دو روش در آیین نامه ها مجاز و معتبر شناخته شده است‬
‫برای نسبت بار زنده به مرده ‪ 3‬و کوچکتر‪ ،‬روش ‪ ASD‬نتایج محافظه‬
‫کارانه تری می دهد‬
‫و برای نسبت بزرگتر از این مقدار ‪ LRFD‬محافظه کارانه تر است‪.‬‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫سیستم های سازه ای‬
‫دیوار برشی‬
‫واژگونی دیوار با بارهای عمودی‬
‫در انتهای دیوار کنترل می گردد‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫قاب خمشی‬
‫قاب خمشی انعطاف پذیری زیادی دارد‬
‫و منجر به تغییرمکان های زیاد در سازه‬
‫می گردد‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫سیستم دوگانه‬
‫قاب مهاربندی‬
‫در مقایسه با سایر سیستم های لرزه بر‬
‫جانبی اقتصادی تر هستند‬
‫از لحاظ اجرا ساده هستند‬
‫در ترکیب با سازه های بتنی می توانند‬
‫مورد استفاده قرار بگیرند‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫مشخصات هندسی مقاطع سازه ای‬
‫مشخصات هندسه ای مورد نیاز ‪:‬‬
‫مشخصات مقطع‬
‫مساحت مقطع ‪A‬‬
‫مساحت برشی مقطع ‪Av‬‬
‫ممان اینرسی حول محور قوی ‪I33‬‬
‫ممان اینرسی حول محور ضعیف‪I22‬‬
‫شعاع اینرسی قطبی ‪Jo‬‬
‫شعاع ژیراسیون حول محور قوی‪r33‬‬
‫شعاع ژیراسیون حول محور ضعیف‪r22‬‬
‫شعاع ژیراسیون قطبی ‪ro‬‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫طول عضو سازه ای ‪:‬‬
‫عضو منشوری‬
‫عضور غیر منشوری‬
‫طول ‪L‬‬
‫طول موثر ‪KL‬‬
‫‪ K‬ضریب طول موثر بسته به شرایط تکیه گاهی دو انتهای عضو‬
‫‪ KL‬طول مود کمانشی مورد نظر‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫ضریب رفتار‬
‫‪ ‬ضریب رفتار چیست و کجا استفاده می شود ‪:‬‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬
‫‪1391/5/10‬‬
‫اولین دوره آموزشگاه مجازی ‪ / 808‬مدرس ‪ :‬وحیده طباخها‬