مقایسه بین آیین نامه AISC-ASD89 و UBC97-ASD با مبحث دهم

[admin]

در این تاپیک قصد داریم که این دو ایین نامه را با مبحث دهم مقایسه کنیم .
کاربران زیادی از طریق پیام خصوصی یا ایمیل این را می پرسند که از کدام آیین نامه استفاده کنیم ؟؟
حالا میخوایم ببینیم که از بین این دو آیین نامه کدام به مبحث دهم مطالبقت بیشتری دارد . لذا لازم است ابتدا این آیین نامه ها را از منوال برنامه پیدا کنیم و با مطالعه بین این دو آیین نامه بهترین گزینه را انتخاب کنیم .( فایل آیین نامه ها را ضمیمه کردم )
اول آیین نامه های AISC-ASD89 و UBC97-ASD را مطالعه کنید تا بحث را شروع کنیم

توجه : در صورت همکاری و مشارکت این تاپیک ادامه خواهد داشت .

دانلود SFD-OlderCodes

[admin]

ترکیب بارهای مورد استفاده در آیین نامه AISC-asd89 مطابق زیر است :


همانطور که از ترکیب بارها مشخص است به نظر میرسه که با ترکیب بارهای مبحث دهم مطابقت ندارد . آن هم در قسمت وجود بار زلزله یا باد در تر کیب بار . در مبحث دهم گفته شده است که اگر در ترکیب بارها اثر زلزله یا باد وجود داشته باشد باید یا بارهای را در 0.75 ضرب کنیم یا اینکه مقدار تنش مجاز را 1.33 برابر کنیم . اما اگر ادامه متن منوال را پیگیری کنیم میبینیم که اشاره شده است که هنگام حضور بار زلزله یا باد خود برنامه به صورت خودکار ضریب 0.75 را اعمال میکنید و میشه گفت که این قسمت صددرصد با مبحث دهم تطابق دارد .

[admin]

ترکیب بارهای مورد استفاده توسط آیین نامه UBC97-asd مطابق زیر می باشد :

همانطور که مشاهده میشود حداقل در هنگام حضور بار زلزله تطابق خیلی مناسبی وجود ندارد و اگه از این آیین نامه استفاده کنیم باید حتما ترکیب بارهای مبحث دهم را به صورت دستی به برنامه وارد کنیم . همچنین اگه منوال برنامه را پیگیری کنیم میبینیم که در تذکری اشاره شده است که در هنگام حضور بار زلزله یا باد در ترکیب بارها ضریب 0.75 اعمال نخواهد شد و این یعنی باید این ضریب را در ترکیب بارهای در نظر داشته باشیم.

[samo112]

با سلام
البته باید در نظر داشت که ضوابط لرزه ای در UBC97-ASD بصورت اتوماتیک کنترل میشه (با انتخاب Zone 3 یا Zone 4 با اختلاف جزیی در ضرایب نسبت به آیین نامه ایران) اما در حالت استفتده از AISC-ASD89 باید این ترکیبات بصورت دستی به برنامه داده بشه و برای ستون های مورد نظر کنترل بشه.

[admin]

با سلام
البته باید در نظر داشت که ضوابط لرزه ای در UBC97-ASD بصورت اتوماتیک کنترل میشه (با انتخاب Zone 3 یا Zone 4 با اختلاف جزیی در ضرایب نسبت به آیین نامه ایران) اما در حالت استفتده از AISC-ASD89 باید این ترکیبات بصورت دستی به برنامه داده بشه و برای ستون های مورد نظر کنترل بشه.

هدف این تاپیک مقایسه بین این دو آیین نامه است که یه مقدار جلو رفتید . و در ادامه به طور مفصل با کمک شما دوستان قصد داریم که با دلیل روشن این اختلافات را بررسی کنیم

[admin]

طبقه بندی مقاطع در آیین نامه AISC از لحاظ مقطع فشرده و غیر فشرده مطابق شکل زیر می باشد :



اگه با مبحث دهم مقایسه کنیم میبینیم دارای اختلاف است و آیین نامه AISC محدودیت سخت تری را برای فشردگی مقاطع در نظر میگیرد . همچنین پارامتر Kc در روابط کنترل فشردگی مقاطع تیر ورق ها در آیین نامه AISC مطابق زیر است :



باز هم مشاهده میشود با روابط مبحث دهم ( صفحه 24 ) تطابق وجود ندارد .

نتیجه : روابط فشردگی که برنامه در نظر میگیرد خیلی سخت گیرانه تر از مبحث دهم می باشد و اگه مقطعی در برنامه فشرده تعریف شود که مشکلی نیست و اما اگر در برنامه مقطع غیر فشرده فرض شود باید به صورت دستی مقطع را بر اساس روابط مبحث دهم کنترل کنیم که اگر مقطع فشرده باشد باید مقدار تنش مجاز را که توسط برنامه کاهش داده شده است را اصلاح کنیم .
به عنوان مثال:
در اینجا فرض میکنیم که یک مقطع تیر توسط برنامه غیر فشرده تعیین شده باشد و بعد از کنترل با روابط مبحث دهم به فشرده بودن مقطع میرسیم . حال برای اینکه برنامه مقدار تنش مجاز را 0.6Fy در نظر نگیرد بعد از تحلیل سازه عضو مورد نظر را انتخاب کرده و به قسمت Design>Steel Frame Design>view Revise overwrite رفته و در پنجره جدید باز شده در قسمت Fb3 را مقدار اصلاح شده یعنی 0.66Fy = 15840000 kg/m^2 ویرایش مکرده و بر روی OK کلیک میکنیم .



همچنین اگه مقاطع را توسط SD به برنامه تعریف کنیم برنامه آنها را غیر فشرده فرض میکند و تنش مجاز را 0.6Fy در نظر میگیرد که میتوانیم همانند روش بالا نقدار تنش مجاز را اصلاح کنیم .

[admin]

طبقه بندی مقاطع در آیین نامه UBC از لحاظ مقطع فشرده و غیر فشرده مطابق شکل زیر می باشد :



همانطور که مشخص است در این نامه هم تطابقی در این قسمت با مبحث دهم وجود ندارد . به عبارتی اگه Table مربوط به طبقه بندی در این ایین نامه را نگاه کنیم میبینیم که فشردگی لرزه ای را در مقاطع کنترل میکند که خیلی سخت گیرانه تر نسبت به مبحث دهم می باشد و میتوان گفت در این قسمت اختلاف زیادی با مبحث دهم وجود دارد .

همچنین اگه برای مدل کردن مقطع تیرها و ستونها از SD استفاده کنیم برنامه این مقاطع را غیر فشرده فرض میکند و مقدار تنش مجاز را 0.6Fy در نظر میگیرد که این کار در واقیعت رخ نخواهد داد و پس از اینکه به صورت دستی فشردگی این مقاطع را کنترل کردیم میتوانیم همانند روش آیین نامه AISC مقدار تنش مجاز را به 0.66Fy برسانیم تا ظرفیت مقاطع بیخودی کاهش نیابند .

[admin]

ترکیب بار تشدید یافته مطابق بند 10-3-6-1 مبحث دهم در آیین نامه AISC-ASD89 :

در این آیین نامه همانطور که در تنظیمات آن هم مشخص است چیزی به اسم ضریب Omega0 از ما خواسته نمیشود . همچنین در منوال این آیین نامه چیزی به اسم ترکیب بار تشدید یافته وجود ندارد که میتوان از بزرگترین عیب این آیین نامه دانست .از آنجا که اعمال این ترکیب بارها در طراحی اجباری است لذا میتوانیم این ترکیب بارها را به صورت دستی به برنامه اضافه میکنیم . این ترکیب بارها فقط مقاومت محوری ستونها را کنترل میکند و کاری با مقاومت برشی و خمشی ستونها ندارد . همچنین از این ترکیب بارها برای طراحی وصله ها نیز مورد استفاده قرار میگیرد .
برای درست کردن این ترکیب بارها میتوانیم از ضرب کردن ضریب اضافه مقاومت ( Omega0 ) در بارهای زلزله ترکیب بارهای تشدیدیافته را ساخت. به طور مثال برای سازه ای با سیستم قاب ساده و مهاربند هم محور در حد شکلپذیری کم که ضریب اضافه مقاومت آن طبق جدول 10-3-2 برابر عدد 2 است ، ترکیب بارهای تشدی یافته به شرح زیر خواهند بود :

DEAD+SD
DEAD+SD+LIVE+RL
DEAD+SD+2ENX+0.6EY
DEAD+SD+2ENX-0.6EY
DEAD+SD-2ENX+0.6EY
DEAD+SD-2ENX-0.6EY
DEAD+SD+2EPX+0.6EY
DEAD+SD+2EPX-0.6EY
DEAD+SD-2EPX+0.6EY
DEAD+SD-2EPX-0.6EY
DEAD+SD+2ENY+0.6EX
DEAD+SD+2ENY-0.6EX
DEAD+SD-2ENY+0.6EX
DEAD+SD-2ENY-0.6EX
DEAD+SD+2EPY+0.6EX
DEAD+SD+2EPY-0.6EX
DEAD+SD-2EPY+0.6EX
DEAD+SD-2EPY-0.6EX
DEAD+SD+LIVE+RL+2ENX+0.6EY
DEAD+SD+LIVE+RL+2ENX-0.6EY
DEAD+SD+LIVE+RL-2ENX+0.6EY
DEAD+SD+LIVE+RL-2ENX-0.6EY
DEAD+SD+LIVE+RL+2EPX+0.6EY
DEAD+SD+LIVE+RL+2EPX-0.6EY
DEAD+SD+LIVE+RL-2EPX+0.6EY
DEAD+SD+LIVE+RL-2EPX-0.6EY
DEAD+SD+LIVE+RL+2ENY+0.6EX
DEAD+SD+LIVE+RL+2ENY-0.6EX
DEAD+SD+LIVE+RL-2ENY+0.6EX
DEAD+SD+LIVE+RL-2ENY-0.6EX
DEAD+SD+LIVE+RL+2EPY+0.6EX
DEAD+SD+LIVE+RL+2EPY-0.6EX
DEAD+SD+LIVE+RL-2EPY+0.6EX
DEAD+SD+LIVE+RL-2EPY-0.6EX

لازم به ذکر است این ترکیب بارها با فرض خروج از مرکزیت و رعایت قاعده 100-30 تهیه شده اند

[admin]

ترکیب بار تشدید یافته مطابق بند 10-3-6-1 مبحث دهم در آیین نامه UBC :

در این آیین نامه بر خلاف آیین نامه AISC خود برنامه ترکیب بارهای تشدید یافته را به صورت خودکار تهیه و بر ستونهای سازه اعمال میکند . برای پی بردن به این موضوع میتوانیم به منوال برنامه مراجعه کنید :

همانطور که مشاهده میشود با روابط مبحث دهم مقداری اختلاف وجود دارد که میتوانیم چشم پوشی کنیم .
برای نحوه اعمال ترکیب بارهای تشدید یافته کافیه که ضریب اضافه مقاومت Omega0 را از جدول 10-3-2 مبحث دهم برداشت کرده و به قسمت Define>Special Seismic Load Effects مراجعه میکنیم . در این پنجره که مربوط به تنظیمات پارامترهای طرح لرزه ای می باشد در قسمت Rho Factor و DL Multiplier ( ضریب اضافه مقاومت ) باید به ترتیب عدد 1 و 0 را وارد کنیم چون در مورد این دو پارامتر هیچ اشاره ای در آیین نامه مبحث دهم و 2800 نشده و با وارد کردن این دو عدد برنامه این دو پارامتر را در نظر نمیگیرد . همچنین می توانیم در قسمت Omega Factor ضریب امگا صفر را که در جدول 10-3-2 برداشت کرده ایم وارد کرده تا برنامه به صورت خودکار این ترکیب بارها را ساخته و به سازه اعمال کنید .
با فرض Omega0 = 2 :

نتیجه : بین این دو آیین نامه ( AISC و UBC ) آیین نامه UBC عملکرد بهتری دارد و میشه گفت که کار طراح را کمتر میکند ولی دقت آیین نامه AISC را ندارد . چرا ؟
چونکه ترکیب بارهای تشدید یافته ساخته شده به صورت دستی در آیین نامه AISC دقیقا مطابق مبحث دهم بوده و به این خاطر از آیین نامه UBC بسیار دقیقتر خواهد بود .

[admin]

تنش مجاز در اعضای تحت فشار ( ستون ها ):

در آیین نامه AISC-ASD89 :

در این آیین نامه دو حالت وجود دارد :
1- وقتی که لاغری اعضای تحت فشار از 200 کوچکتر باشد :

در این حالت روایط مورد استفاده در طراحی مطابق زیر است :

همچنین روابط مبحث دهم مطابق شکل زیر است :

اگر ضرائب ارائه شده در آیین نامه aisc را بر هم تقسیم کنیم دقیقا به روابط مبحث دهم میرسیم . در این قسمت تطابق 100 درصدی وجود دارد .

در آیین نامه AISC برای مقاطع لاغر ( مقدار ضریب لاغری از 200 تجاوز کند ) یکسری روابط ارائه شده است که در مبحث دهم هیچ اشاره ای نشده است .