بعد از اتمام تمامی مراحل مدل کردن حال می بایست به برنامه تعریف کنیم که این تیرها را از نوع کامپوزیت طراحی کند . برای اینکار کافی است که تمامی تیرهای کامپوزیت را انتخاب میکنیم سپس به قسمت Design>Overwrite Frame Design Produre رفته و گزینه کامپوزیت را انتخاب میکنیم ( همانند شکل زیر )
البته میتوان تیرهای اصلی را نیز به برنامه از نوع کامپوزیت تعیرف کنیم و از برش گیر برای اتصال بهتر بتن با تیرهای اصلی استفاده کنیم فقط در حالت تیرهای متصل به بادبند های EBF ( برون محور ) مجاز نیستیم که از نوع کامپوزیت طراحی شوند .
حال نوبت به مرحله تنظیمات کلی طراحی تیرهای کامپوزیت میرسد . برای این کار می بایست از منوی Options زیر منوی Preferences>Composite Beam Design را اجرا کنیم . در این مرحله پنجره ای جدید باز میشود که می بایست تنظیمات کلی تیرهای کامپوزیت را به برنامه تعریف کنیم . بدین شرح است :
1- بتدا در قسمت Design Code می بایست آیین نامه مورد قبول خود را انتخاب کرد . بهترین آیین نامه از بین آیین نامه های موجود آیین نامه AISC-ASD89 می باشد چونکه تطابق قابل قبولی به مبحث دهم ویرایش 87 دارد . 2- در تب Beam تنظیمات را مطابق شکل زیر وارد میکنیم . توضیحات :
Shored? = بستگی به وجود پایه موقت دارد . اگر از پایه موقت استفاده نشود می بایست گزینه NO را انتخاب کنیم .
Middle Range= این گرینه به صورت پیش فرض بر روی 70 درصد می باشد به این معنی است که 15 درصد ابتدا و انتهای تیرهای کامپوزیت عملکرد مختلط ندارند ( البته جهت محافظه کارانه است)
بقیه پارامترها به صورت پیش فرض قابل قبول هستند .
3- در تب Deflection تنظیمات را مطابق شکل زیر وارد می کنیم . توضیحات:
در گزینه اول که مربوط به محدود کردن خیز تیرها می باشد عدد صفر مناسب بوده .
گزینه دوم در مبحث دهم وجود نداشته و بهتر است که عدد 1 ویرایش گردد تا برنامه این محدودیت را در نظر نگیرد .
دو گزینه بعدی که مربوط به محدود کردن خیز در تیرها تحت بار زنده می باشد که مطابق مبحث دهم می بایست L/360 و برای بار مرده + زنده باید L/240 اختیار گردد .
گزینه آخر Creep Factor در نظر گرفتن اثر خزش در بتن است که مطابق مبحث دهم زمانی که این اثر در نظر گرفته میشود بجای ضریب تبدیل n از ضریب تبدیل 3n استفاده میشود .پس این گزینه را باید عدد 3 وارد کنیم .
سایر پارامترها به صورت پیش فرض مناسب بوده و نیازی به ویرایش ندارد .
با دیگر تب ها کاری نداریم و بر روی دکمه OK کلیک میکنیم .
بعد از انجام عمل تحلیل سازه حال می بایست تنظیمات قبل از طراحی تیرهای کامپوزیت را انجام دهید . برای این کار ابتدا باید تمامی تیرهای کامپوزیت را در تمامی طبقات انتخاب کنیم . سپس به تب Design رفته و به قسمت Composite Beam Design>View/Revise Overwrites مراجعه میکنیم . مانند حالت تنظیمات کلی یک پنجره جدید باز می شود که دارای تب های متفاوتی می باشد که در زیر موارد مهم آن را توضیح میدهیم :
تب Beam:
Shored؟ = مربوط به پایه موقت می باشد که در صورت عدم استفاده از پایه موقت باید گزینه NO را انتخاب کنیم .
Beam Fy و Beam Fu = این دو گزینه را در ابتدای پروژه در قسمت تعریف مشخصات مصالح به برنامه تعریف کرده ایم و نیازی به تغییر دادن ندارند .
Cover Plate Prezent? = این گزینه مربوط به ورق تقویت در بال پایین می باشد و در ابتدا ما عدم استفاده از ورق تقویت را فرض میکنیم و به این خاطر فعلا گزینه NO را انتخاب می کنیم . زمانی که عدم استفاده از ورق تقویت را به برنامه تعریف کنیم سه گزینه آخر که مربوط به مشخصات ورق تقویت است غیر فعال می باشند .
دو تب Bracing و Deck به صورت پیش فرض مناسب هستند و نیازی به تغییرات ندارند .
تب Shear Studs : ( مربوط به تنظیمات برش گیر ها )
برای طراحی برشگیرها دو حالت وجود دارد . یکی اینکه اجازه بدهیم تا برنامه برشگیرها را طراحی کند و روش دیگر اینست که ما یک نوع برشگیر با مقاومت مشخص و فاصله یکنواخت تعریف کنیم تا برنامه فقط کنترل کند که آیا برشگیر انتخاب شده مناسب هستند یا خیر !!
با توجه به حالت اول ( حالتی که برنامه برشگیرها را طراحی کند ) مطمئنن تنوع برشگیرها بسیار زیاد خواهد شد ( به خصوص در سازه هایی با تعداد طبقات بالاتر ) لذا هم تهیه نقشه های اجرایی سخت خواهد بود و هم اجرای آن توسط جوشکاران .به این خاطر بنده راهکار دوم را پیشنهاد میکنم . به این خاطر که ما فقط از یک نوع برشگیر و با یک فاصله معیین در کل سازه استفاده میکنیم و برنامه مطابق آن پروفیل مورد نظر را انتخاب میکند .
فرض میکنیم که از ناودانی نمره 6 به طول 5cm و فواصل یکسان 25 cm برای برشگیرها استفاده میکنیم . مقدار q از رابطه زیر بدست می آید :
مطابق جدول 10-1-9-1 مبحث دهم برای بتن با مقاومت فشاری 200 Kg/cm² :
q = 0.68 W = 0.68 x 5 = 3.4 t = 3400 Kg
بقیه پارامترها مربوط به حداکثر فواصل و حداقل فواصل بین برشگیرها نیازی به تغییر دادن نمی باشند چونکه این پارامترها زمانی به کار گرفته میشوند که برنامه برشگیرها و فواصل انها را طراحی کند .
سایر تب ها نیازی به تغییرات ندارند . بعد از انجام مراحل بالا بر روی دکمه OK کلیک میکنیم .تا این قسمت عمل تنظیمات طراحی به پایان رسید و در مرحله بعد نحوه طراحی تیرها کامپوزیت را شرح میدهیم .
در مرحله بعد باید عمل طراحی تیرهای کامپوزیت را انجام دهیم . برای این کار ابتدا می بایست ترکیب بارهایی که باید برای طراحی این اعضا در نظر گرفت را به برنامه تعریف کنیم . در مرحله انتخاب آیین نامه ( AISC-ASD89) برنامه به صورت خودکار ترکیب بارهایی را تعریف میکند که دقیقا با ترکیب بارهای مورد نیاز این اعضا در مبحث دهم(ویرایش 87 ) مطابقت دارد و لذا فقط باید آنها را برای طراحی به برنامه فراخوان کنیم . برای این کار از منوی Design به زیر منوی Composite Beam Design رفته و بر روی گزینه Select Design Combo… کلیک میکنیم تا پنچره ی جدیدی مطابق شکل زیر ظاهر شود. در کلیه تبها یکسری ترکیب بار به صورت پیش فرض به وجود امده است که همگی آنها مورد قبول ما می باشد و نیازی به تغییر آنها نیست .
1392/1/15 ، 12:36 صبح (آخرین ویرایش در این ارسال: 1392/1/15 ، 12:38 صبح، توسط admin.)
حال نوبت به طراحی تیرهای کامپوزیت میرسد . در برنامه دو روش جهت طراحی این اعضا قرار داده شده است . روش اول طراحی به صورت تیپ می باشد . به این صورت است که در تمامی طبقات بحرانی ترین حالت در نظر گرفته میشود و تیرها بر اساس این حالت طراحی میشوند که این روش یک مقدار غیر اقتصادی خواهد شد ( اگر چه ممکن است تا 90 درصد طراحی به صورت تیپ باشد ولی استفاده از این روش توصیه نمی شود ) . روش دوم برنامه طبقه به طبقه بر اساس بارهای وارده تمامی تیرها را طراحی میکند و این روش نسبت به روش طراحی تیپ مناسب تر خواهد بود .برای طراحی به روش دوم ( عدم استفاده از تیپ ) به قسمت Design و زیر منوی Composite Beam Design می رویم و بر روی گزینه Start Design Without Similarity کلیک میکنم و بعد از مدتی ( بسته به حجم محاسبات ) طراحی تیرهای کامپوزیت صورت میگیرد . ( همانند شکل زیر )
همانطور که مشخص است برنامه فقط نمره پروفیل را نمایش میدهد و از نتایج برشگیرها خبری نیست !!! دلیل آن اینست که در تنظیمات طراحی ما نوع و نمره برشگیرها و فاصله انها را تعریف کرده ایم و باید در نقشه های اجرایی آنها را در این تیرها قرار دهیم .
بعد از پایان طراحی توسط نرم افزار با کلیک راست بر روی هر یک از تیرها پنجره ای باز میشود که جزییات طراحی در آن درج شده است. جزییات این مساله در کتابهای مختلف درج شده است. اگر از گزینه Auto Select Section List برای تیرهای کامپوزیت استفاده کرده اید نرم افزار از این لیست بهترین مقطع که هم جوابگو و هم اقتصادی باشد را انتخاب میکند ( یادآوری میکنم که تنها مقاطع I شکل برای این مساله قابل قبول هستند و نرم افزار مابقی مقاطع را مورد قبول قرار نمیدهند). مقطع تیرها در همان پنجره ای که باز میشود قابل تغییر است. در برخی موارد که مقطع انتخاب شده سایز بالایی داشته و غیراقتصادی است میشود از ورق تقویتی در بال پایین مقطع کمک گرفت و سایز تیر را پایین آورد. برای این منظور میتوان در همان پنجره ای که باز میشود بر روی دکمه Overwrites کلیک کرده و به تب Beam مراجعه کرده و در قسمت Cover Plate Present ? گزینه Yes را انتخاب کرده و در دو قسمت پایینتر آن به ترتیب عرض و ضخامت ورق را وارد نمایید. در این مورد باید توجه نمایید که عرض و ضخامت انتخاب شده اجرایی باشد. به بیان دیگر ضخامت ورق با ضخامت بال و عرض ورق با عرض بال اختلاف قابل ملاحظه ای نداشته باشد ( این دو مقدار نسبت به مقدار متناظر در بال تیر میتواند کمتر یا بیشتر باشد ولی اختلاف قابل ملاحظه آن معمولاً باعث مشکلات اجرایی میشود) ؛ غیر از آن مساحت ورق تقویتی نباید از 70 درصد مجموع مساحت ورق و بال تیر بیشتر شود. معمولاً تیرهای IPE تا سایز IPE180 اگر بدون ورق تقویت جوابگو بودند مقاطع مناسب هستند و نیازی به کاهش سایز با اضافه کردن ورق تقویت نیست. برای بقیه مقاطع نیز باید توجه کرد که اضافه کردن ورق تقویت نباید به گونه ای باشد که مجموع هزینه ورق تقویت و تیر I شکل اصلی به اضافه هزینه ساخت آن ( شامل جوشکاری ورق به بال تیر ) از هزینه تیر با سایز بالاتر اما بدون ورق تقویت بیشتر نشود.
این فرآیند را باید برای تمام تیرهای کامپوزیت انجام دهیم و در صورت لزوم پیش فرضها را برای هر عضو از قسمت Overwrites (بعد از کلیک راست روی عضو و در پنجره جدیدی که ظاهر میشود) برای آن عضو خاص تغییر دهیم. بعد از اتمام این فرایند با توجه به اینکه مقاطع از یک لیست Autoselect انتخاب شده اند برای اینکه در فرآیندهای بعدی این مقاطع دچار تغییر نشوند باید تمام تیرهای طراحی شده به صورت کامپوزیت را انتخاب کرده و به قسمت Design/Composite Beam Design/Make Auto select Section Null... مراجعه نموده و Auto Select List را خنثی کرده و مقاطع به دست آمده از فرآیند طراحی را ثابت نماییم.