Transcript ASD LRFD
آشنایی با مفاهیم طراحی سازه های فوالدی
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
جلسه ششم
اعضای تحت خمش
ت ال ش ه ا ی خ م ش ی
رفتار اعضا تحت خمش
طراحی به روش های ASDو LRFD
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
رفتار عضو سازه ای تحت خمش
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
رفتار خمشی در عضو سازه ای
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
Euler–Bernoulli beam theory
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
Timoshenko beam theory
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
رفتار خمشی
σ =E ε = E r / R
M=κEI
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
اعضای خمشی
برمبنای نسبت های b/tو h/twفشردگی مقطع تعیین می شود
طبقه بندی اعضای خمشی به صورت فشرده ،غیر فشرده و الغر
تنش مجاز Fbمقطع غیرفشرده در ASDبرمبنای نسبت l/rtمحاسبه می شودl .
طول مهار نشده جانبی بال فشاری است و همین طور Cbمحاسبه میشود.
درمقاطع غیرفشرده یا الغر در LRFDحالت های حدی کمانش پیچشی
جانبی ،LTBکمانش موضعی جان FLBو کمانش موضعی بال کنترل می شود.
کمانش پیچشی جانبی برای مقاطع غیرفشرده و الغر با Lbو Cbمحاسبه می شود.
Lbطول مهارنشده جانبی بال فشاری است.
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
اعضای خمشی
ASD
fb = MZ/SZ ≤ Fb
LRFD
ϕb = 0.9
6/6/1391
Mu = MZ ≤ ϕb Mn
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
نسبت های محدود کننده عرض به ضخامت برای
اجزای فشاری
ASD
Fy
d / t w 640 /
Fy
b / t 65 /
LRFD
h / t w 3.76 E / F y
b / t 0.38 E / F y
E = 29000 ksiبا فرض
Fy
6/6/1391
h / t w 640.3 /
Fy
b / t 64 .7 /
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
اعضای فشاری -مقطع فشرده
ASD
)(ASD F1-1
Fb = 0.66Fy
LRFD
)(LRFD A-F1-1
ϕb Mn = ϕb Mp = ϕb Fy ZZ ≤ 1.5Fy SZ
ϕb = 0.9
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
اعضای فشاری -مقطع فشرده
-15.00
o
FIXED JOINT
Y
X
Z
-15.00
Braced at 1/3 Points
o
FIXED JOINT
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
اعضای فشاری -مقطع فشرده
طول عضو برابر 12فوت
شرایط تکیه گاهی در دو انتها گیردار
بارگذاری
وزن عضو
بار گسترده 15 kips/ft
ترکیب بار بر مبنای آیین نامه های ASDو LRFD
مصالح فوالد A992
مهار در نقاط 1/3میانی
طراحی بر مبنای آیین نامه های ASDو LRFD
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
اعضای فشاری -مقطع فشرده
ASD
= 0.959نسبت تنش موجود /مجاز
W18x40
LRFD
= 0.982نسبت نیروی موجود /نیروی حدی
6/6/1391
W18x40
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
اعضای فشاری -مقطع فشرده
6/6/1391
Sz = 68.4 in.3
Ratio = 0.959
ASD
W18x40
MZ = 2165.777 inch-kips
Zz = 78.4 in.3
Ratio = 0.982
LRFD
W18x40
MZ = 3462.933 inch-kips
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
اعضای فشاری -مقطع فشرده
تفاوت ضریب بار بین ASDو LRFD
3462.933 / 2165.777 = 1.5989
تفاوت ضریب های رابطه ASDوLRFD
LRFD = (0.66Sz)(1.5989) / (0.9Zz) × ASD
78 .3
0 .959
0 .982
0 .66
0 .9
Zz = 78.4 in.3
6/6/1391
3462 .933
for LR F D 68 .4
2165.777
W18x40
Zz
LRFD
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
مقطع فشرده-اعضای فشاری
Code Check based on the ASD9, Profile W18x40
MZ = 2165.777 inch-kips
Ratio = 0.959
LRFD وASDتفاوت ضرایب نیرو در
3462.933 / 2165.777 = 1.5989
LR F D R atio computed from AS D 0 .959
3462 .933
2165.777
LRFD
W18x40
وحیده طباخها: مدرس/ 808 اولین دوره آموزشگاه مجازی
0 .66
0 .9
68 .4
0 .981
78 .4
Ratio = 0.982
6/6/1391
اعضای فشاری -مقطع فشرده
= 0.959نسبت تنش موجود/تنش مجاز
= 0.982نسبت نیروی موجود /نیروی حدی
= 0.859نسبت نیروی موجود /نیروی حدی
کنترل مقطع W18x40بر مبنای ASD9
= 0.959نسبت نیروی موجود /نیروی حدی
6/6/1391
ASD
Example # 1
= 15 kips/ftبار زنده
W18x40
LRFD
Example # 1
= 15 kips/ftبار زنده
W18x40
Example # 2
= 7.5 kips/ftبار مرده
= 7.5 kips/ftبار زنده
W18x40
W18x40
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
اعضای خمشی -مقطع غیرفشرده
ASD
بر مبنای نسبت های b/t, d/twو h/twتعیین فشردگی مقطع تعیین می شود
محاسبه Cb
محاسبه Qs
بر مبنای نسبت l/rtمحاسبه تنش مجاز Fb
طول مهار جانبی بال فشاری) (lاثر مستقیمی بر روابط مقطع غیر فشرده
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
اعضای خمشی -مقطع غیرفشرده
ASD
fb = MZ/SZ ≤ Fb
LRFD
Where ϕb = 0.9
6/6/1391
Mu = MZ ≤ ϕb Mn
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
نسبت های محدود کننده عرض به ضخامت درقسمت های
فشاری
ASD
Fy
Fb
h t w 760
F y b t 95
Fy
65
d t w 640
LRFD
0.38 E F y b / t 0.83 E F L
3.76 E F y h t w 5.7 E F y
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
نسبت های محدود کننده عرض به ضخامت درقسمت های فشاری
E = 29000 ksiبا فرض
ASD
Fy
Fb
h t w 760
F y b t 95
Fy
65
d t w 640
LRFD
FL
Fy
6/6/1391
F y b / t 141.3 /
64 .7 /
F y h t w 970.7 /
640.3 /
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
اعضای خمشی – مقاطع غیرفشرده
ASD
Fy
)(ASD F1-3
)(ASD F1-2
معادالت
6/6/1391
F y
20000
Af
d
bf
Fb F y 0.79 0.002
2t f
or
76b
f
L b L c minimum
F
y
If
F1-8و ASD F1-6, F1-7کنترل شوند.
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
اعضای خمشی -مقطع غیرفشرده
ASD
510 10 C b
3
Fy
)(ASD F1-6
6/6/1391
F y 0.6 F y Q s
l
rT
102 10 C b
3
اگر
Fy
2
2
F y l / rT
Fb
3
3 1530 10 C b
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
اعضای خمشی -مقطع غیرفشرده
ASD
510 10 C b
3
Fy
170 10 C b
l
اگر
rT
3
)(ASD F1-7
6/6/1391
0 .6 F y Q s
2
l / rT
Fb
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
اعضای خمشی -مقطع غیرفشرده
ASD
برای هر مقدار l/rT
12 10 C b
3
)(ASD F1-8
6/6/1391
0.6 F y Q s
ld / A f
Fb
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
اعضای خمشی -مقطع غیرفشرده
LRFD
کمانش پیچشی جانبی LTB,
کمانش موضعی بال FLB,
کمانش موضعی WLB,
6/6/1391
1.
2.
3.
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
اعضای خمشی -مقطع غیرفشرده
LRFD
LTB
FLB
محاسبهCb
بر مبنای Lbظرفیت ممان حالت حدی محاسبه می شود Lb .طول مهارنشده
λ = Lb/ry
جانبی بال فشاری است.
Lbاثر مستقیمی بر معادله حالت حدی در مقاطع غیر فشرده و الغر دارد.
بر مبناب نسبت b/tبال فشاری ظرفیت ممان حالت حدی محاسبه می شود.
λ = b/t
WLB
بر مبنای نسبت h/twبال فشاری ظرفیت ممان حالت حدی محاسبه می شود.
λ = h/tw
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
مقطع غیرفشرده-اعضای خمشی
LRFD
LTB
For λp < λ ≤ λr
Mn
Cb M
p
(Table A-F1.1)
M
p
Mr
p
r
p
Mp = Fy Zz ≤ 1.5Fy Sz
Mr = FLSz
λ = Lb/ry
M
(LRFD A-F1-2)
p
FL = Smaller of (Fyf − Fr) or Fyw
λp = 1.76 E F yf
وحیده طباخها: مدرس/ 808 اولین دوره آموزشگاه مجازی
6/6/1391
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
اعضای خمشی -مقطع غیرفشرده
LTB
)(Table A-F1.1
1 X 2 FL
2
2
6/6/1391
1
X1
FL
E G JA
2
Sz
Cw Sz
4
I y GJ
LRFD
= λr
= X1
= X2
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
مقطع غیرفشرده-اعضای خمشی
LRFD
FLB
For λp < λ ≤ λr
Mn
M
(Table A-F1.1)
p
M
p
Mr
p
r
p
(LRFD A-F1-3)
Where:
Mp
Mr
λ
λp
λr
=
=
=
=
=
Fy Zz ≤ 1.5Fy Sz
FLSz
b/t
FL = Smaller of (Fyf − Fr) or Fyw
0.38 E F y
0.83 E F L
وحیده طباخها: مدرس/ 808 اولین دوره آموزشگاه مجازی
6/6/1391
مقطع غیرفشرده-اعضای خمشی
LRFD
WLB
For λp < λ ≤ λr
Mn
Where:
M
p
(Table A-F1.1)
M
p
Mr
Mp = Fy Zz ≤ 1.5Fy Sz
Mr = Re Fy Sz
Re = 1.0
وحیده طباخها: مدرس/ 808 اولین دوره آموزشگاه مجازی
p
r
p
(LRFD A-F1-3)
for non-hybrid girder
6/6/1391
اعضای خمشی -مقطع غیرفشرده
WLB
)(Table A-F1.1
= h/tw
6/6/1391
LRFD
λ
3.76 E F y
= λp
5.7 E F y
= λr
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
مقطع غیرفشرده-اعضای خمشی
ASD
C b 1.75 1.05 M 1 M 2 0 .3 M 1 M 2 2 .3
2
M1 M2
If M max betw een M 1 and M 2 ,
C b 1.0
LRFD
Cb
12 .5 M max
2 .5 M max 3 M
A
4M
B
3M C
M
A
absolute value of mo ment at quarter point
M
B
absolute value of mo ment at centerline
M C absolute value of mo ment at three quarter po int
وحیده طباخها: مدرس/ 808 اولین دوره آموزشگاه مجازی
6/6/1391
اعضای خمشی -مقطع غیرفشرده
-12.00
o
Pin
Y
X
Z
-12.00
o
Roller
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
اعضای خمشی -مقطع غیرفشرده
طول عضو برابر 12فوت
اتصال مفصلی در انتهای عضو
اتصال غلطکی در انتهای عضو
مقطع برابر W12x65
بار گذاری :
وزن عضو
بار گسترده 12 kips/ft
ترکیبات بارگذاری بر اساس آیین نامه های مربوط به ASDو LRFD
مصالح فوالدی A992
کنترل مقطع بر مبنای آیین نامه های ASDو LRFD
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
اعضای خمشی -مقطع غیرفشرده
ASD
W12x65
Cb = 1.0
= 0.988نسبت تنش موجود /تنش مجاز
LRFD
W12x65
Cb = 1.136
= 0.971نسبت نیروی موجود /نیروی حدی
حالت حدی کمانش موضعی بال ( )FLBکنترل کننده خواهد بود.
= 0.973نسبت نیروی موجود /نیروی حدی Cb = 1.0
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها
اعضای خمشی -مقطع غیرفشرده
ASD
Example # 1
= 12 kips/ftبار زنده
W12x65
= 0.988نسبت تنش موجود /مجاز
LRFD
Example # 1
= 12 kips/ftبار زنده
W12x65
= 0.971نسبت نیروی موجود /نیروی حدی
Example # 2
= 6 kips/ftبار مرده
= 6 kips/ftبار زنده
W12x65
= 0.85نسبت نیروی موجود /نیروی حدی
Code check W12x65 based on the ASD9
W12x65
= 0.988نسبت نیروی موجود /نیروی حدی
6/6/1391
اولین دوره آموزشگاه مجازی / 808مدرس :وحیده طباخها