مقاله تحلیلی: مفهوم روش قاب معادل برای تحلیل دال ۲ طرفه

مقاله تحلیلی: مفهوم روش قاب معادل برای تحلیل دال ۲ طرفه

روش قاب معادل یک ابزار جهت تحلیل دال 2 طرفه به صورت یک قاب یک‌طرفه است. این روش به عنوان روش استاندارد توسط ACI از دهه 70 میلادی مورد استفاده قرار گرفته است. لفظ "قاب معادل" به این معنی است که این روش متفاوت از روش تحلیل قاب‌های صلب معمول بوده که در آن اتصال تیر یا دال به ستون به صورت گیردار می‌باشد. در قاب معادل، تیر به وسیله یک عضو پیچشی به ستون متصل می‌شود. در این روش دوران انتهای تیر با ستون در قاب‌های صلب معمول برابر نیست.

 

 این روش در حالتی که پلان نسبتاً منظم باشد نتیجه رضایت بخشی خواهد داشت، ولی جهت پلان‌های نامنظم استفاده از روش دقیق‌تری مثل اجزاء محدود ضروری است. کلیات این روش به طور خلاصه شامل مراحل زیر می‌باشد:

گام اول؛ در این روش دال در 2 امتداد متعامد به صورت یک نوار یک‌طرفه تحت عنوان نوار طراحی مدل می‌شود. هر نوار طراحی که به صورت یک قاب معادل تحلیل می‌شود از 3 بخش شامل ستون، عضو پیچشی و دال تشکیل شده است. عرض عضو پیچشی به اندازه عرض ستون یا عرض سر ستون، با ضخامت دال یا در صورت وجود کتیبه هم ضخامت کتیبه می‌باشد (شکل 1 را ملاحظه بفرمایید). در صورتی که کتیبه و دال یکپارچه نباشند یا از 2 مصالح متفاوت باشند، نبایستی ضخامت کتیبه در این مورد احتساب شود.

در تحلیل، ستون و عضو پیچشی به صورت یک المان یکپارچه در نظر گرفته می‌شوند که به آن ستون معادل می‌گوییم. سختی ستون معادل از 2 روش قابل محاسبه می‌باشد، روش اول با استفاده از معکوس ماتریس نرمی و روش دوم، با در نظر داشتن استاتیک مسئله و با استفاده از ماتریس سختی کل. محاسبه سختی ستون معادل به کمک معکوس ماتریس نرمی با در نظر داشتن شرایط سینماتیکی در محل عضو پیچشی به سادگی قابل انجام می‌باشد. به این ترتیب؛

 

در روابط فوق Kc سختی خمشی ستون در شرایط بدون انتقال جانبی بوده در صورتی که قاب در برابر انتقال جانبی مهار شده باشد. در تحلیل سازه تحت بارهای جانبی بایستی از سختی کاهش یافته استفاده شود. Kt سختی پیچشی عضو پیچشی بوده که مقدار آن وابسته به ضخامت دال و بُعد عمود بر راستای تحلیل می‌باشد.

 

همچنین مقدار Kec با در نظر داشتن اصول استاتیکی و از طریق ماتریس کلی سیستم که در شکل 2 نمایش داده شده قابل محاسبه می‌باشد (Bathe,1996). معادله تعادل سیستم به شکل زیر نوشته می‌شود.

 

که به صورت فشرده، بدین شکل قابل نوشتن می‌باشد. (معادله 4 با معادله 2 یکسان می‌باشد.)

 

گام دوم؛ ستون‌های معادل و دال به صورت یک قاب معادل مانند آنچه در شکل 3 نمایش داده شده است، مونتاژ می‌شوند. ذکر این نکته ضروری است که همیشه سختی سیستم ستون-دال کمتر از حالتی است که دال به صورت یک تیر عریض یا به صورت صُلب مدل شده است. یک ضریب کاهش سختی رایج جهت اعمال به دال وجود دارد بدون آنکه نیازی به در نظر گرفتن عضو پیچشی باشد.

 

گام سوم؛ بردارهای نیرو با توجه تمام بارهای خارجی اعمال شده به سیستم محاسبه می‌شوند. در دال‌های پیش تنیده بارهای معادل پیش تنیدگی نیز بایستی در نظر گرفته شوند.

گام چهارم؛ معادلات تعادل سیستم به کمک یکی از روش‌های شناخته شده تحلیل سازه مثل روش کلاسیک توزیع لنگر یا روش اجزاء محدود حل می‌شوند.

گام پنجم؛ جابجایی‌ها، نیروهای داخلی و تنش‌ها جهت ارضای آیین نامه طراحی بررسی می‌شوند.

  

اگر دوست دارید به تیم خبری 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل مقاله: frame.pdf

مطالب مرتبط:

برچسب ها: 
درباره نویسنده
عکس‌های سیدصادق-علوی

سید صادق علوی

طراح سازه های فولادی و صنعتی - پایه 2 محاسبات
سوالات مرتبط
عکس کاربر
2پاسخ
ضخامت دال راه پله
حداقل ضخامت دال راه پله چه مقدار است و طبق کدام بند مقررات ملی است؟
عکس کاربر
1پاسخ
علت افزایش میلگردهای ستون طبقه آخردرسیستم دوگانه وسقف دال
با عرض سلام درچند مورد که ساختمانهایی بتنی با سیستم دوگانه وسقف دال وافل طراحی کرده ام مشکلی دارم وآن افزایش میلگردهای ستونها درطبقه آخر است : 1- آیا علت این امراثرمتقابل قاب ودیوار است ؟ وآیا کاری میشه انجام داد یا مجبورم کل ستونهای طبقات پایین را هم همین مقدار میلگرد بذارم واینکه آیا مجازیم میلگرد ستون در یک طبقه را ازطبقات پایین بیشتر طراحی کنیم 2- نحوه مدل کردن ساختمانهایی که کلا به جای ستون ازدیواربرشی استفاده می شود واتصال تیر به دیوار چطور است؟
عکس کاربر
2پاسخ
نحوه طراحی فونداسیون در Etabs2016
باسلام با توجه به امکان طراحی دالها در ایتبس ۲۰۱۶ خواستم ببینم آیا امکان طراحی فونداسیون با استفاده از etabs2016 وجود دارد. در صورت مثبت بودن، اتصال پای ستون ها به چه صورت خواهد بود و چه درجات آزادی را باید در پای ستون ها در نظر بگیرم. برای در نظر گرفتن تاثیر سختی دیوارهای برشی بر فونداسیون و در نظر گرفتن اندر کنش بین فونداسیون و دیوار ایا طراحی فونداسیون با ایتبس دقیق تر از سیف نیست؟ با تشکر
ورود به بخش پرسش و پاسخ
  • برای ارسال دیدگاه وارد شوید یا ثبت نام کنید .