ضریب اصلاح ممان اینرسی جهت تخصیص ترک خوردگی

[فرشاد امن خانی]

برای اعمال ضرایب ترک خوردگی در مقاطع بتنی در ایتبز کدامیک از این دو روش صحیح است:
1- بعد از ترسیم و اختصاص مقاطع با انتخاب آنها از گزینه assign در قسمت frame property modifiers ممان اینرسی را اصلاح کرد.



2- در هنگام تعریف مقاطع در frame section در قسمت set modifier ضرایب مربوطه را وارد کرد.



اگر از مورد دوم استفاده کنیم در قسمت information المانها، ضرایب اعمال شده را نمایش نمیدهد. آیا در این حالت ایتبز این ضرایب را در محاسبات در نظر میگیرد یا خیر؟!
در نهايت نتيجه هر دو روش يکسان است ولي کنترل ضرايب کاهش سختي در حالتي که اين ضرايب بعد از مدلسازياعمال مي‌گردند راحتتر از حالتي است که در معرفي مقاطع اعمال گردد.

مطابق بند 13-5-6 آیین نامه 2800 :
" در سازه های بتن مسلح در تعیین تغییرمکان جانبی نسبی طرح،ممان اینرسی مقطع ترک خوردهقطعات را برای تیر ها 0.35Igو برای ستون ها 0.7Ig و برای دیوار ها0.35 یا 0.7Ig،نسبتبه میزان ترک خوردگی می توان منظور کرد برای زلزله بهره برداری مقادیر اینممان اینرسی ها را می توان تا 1.5 برابر افزایش داد و از اثر پی دلتا صرفنظر کرد"
که برای تیر ها این ضریب اصلاحی در عبارت Moment of Inertia 3 axes= 0.35 تاثیر داده میشود. و برای ستون ها مقادیر Moment of Inertia 3 axes و Moment of Inertia 2 axes برابر 0.7 تعریف میگردد.علت تعریف در دو جهت این است که ستون حول دو محور 2 و3 ایجاد ممان اینرسی مقاوم میکند.
ضرایب ترک خوردگی در دیوار برشی:
در بند 2-5-6 آیین نامه 2800 آمده ضریب اصلاح ممان اینرسی برای دیوار ها 0.35 یا 0.7 نسبت به میزان ترک خوردگی منظور میگردد"اما ملاک تشخیص دیوار ترک خورده و ترک نخورده مطابق آیین نامه ACI کنترل تنش کششی دیوار به مرز 0.2 fc میباشد .
بطور خلاصه هر اندازه رفتار دیوار به تیر نزدیک باشد(که این اندازه برای دیوار های با ارتفاع زیاد که رفتاری خمشی دارند اتفاق می افتد)ترک خوردگی دیوار حتمی بوده و هماند تیر ها باید0.35 برای آن منظور شود اما چنانچه دیوار ها همانند ستون ها دارای رفتار غالبا فشاری باشند(دیوارهای کم ارتفاع همانند دیوار حائل)ضریب ترک خوردگی لنگر لختی آن 0.7 منظور میگردد.به گفته دقیقتر طبق استدلال بیان شده توسط مهندس مقدس پور در تاپیک مشارکت جمعی در سایت ایران سازه:
"دیوارهای کوتاه (از نظر ارتفاعی) عملکرد برشی دارند و دیوارهای بلند عملکرد خمشی، در دیوارهای با عملکرد برشی نحوه ایجاد ترک بصورت برشی یا 45 درجه می‌باشد که تاثیر چندانی در کاهش ممان اینرسی داخل صفحه دیوار ندارد ولی در دیوارهای خمشی (بلند) رفتار دیوار همانند یک تیر کنسول قائم می‌باشد که ترکهای خمشی در آن ایجاد می‌گردد. با توجه به توضیحات فوق، در صورتیکه دیوارهای برشی کوتاه در سازه ای استفاده شود (مانند دیوار حائل-برشی پیرامونی در زیرزمین که معمواً ارتفاع کمی دارند) دیوار ترک نخورده تلقی شده و ضریب 0.7 برای اصلاح سختی داخلصفحه آن استفاده می‌شود ولی دیوارهای بلند (دارای دهانه کم و ارتفاع زیاد) ترک خورده محسوب شده و از ضریب 0.35 همانند تیرها برای اصلاح سختی داخل صفحه آنها استفاده می‌شود."
در المان های پوسته ای تنش غشایی f22 عامل ایجاد لنگر و نیروی محوریدر دیوار می باشد.با کاهش سختی غشایی نظیر تنش فوق لنگر و نیروی محوری تحتتاثیر قرار می گیرد.تحت تاثیر قرار گرفتن نیروی محوری مطابق آیین نامهمورد نظر در جهت اطمینان می باشد.در برنامهEtabsامکان کاهش مستقیم مماناینرسی دیوار وجود ندارد به همین خاطر در جهت اطمینان سختی غشایی f22 اصلاح میشود
بنابراین میبایست تنظیمات زیر برای ستون و پوسته دیوار برشی منظور گردد:

اگر دیوار برشی از نوع Membrane تعریف شود:
دیوار برشی Membrane تنها بارهای درون صفحه خود را تحمل نموده و لنگر خارج از صفحه را تحمل نمی نماید. به عبارت دیگر دیوار در راستای طول خود عملکرد دارد و در راستای ضخامت عملکردی ندارد. با فرض این رفتار،هیچ لنگری در دیوار خارج از صفحه ای در امتداد دیوار ایجادنمی شود .
ترک خوردگی دیوار باید به ستون های اطراف و المان های پوسته ای اعمال شود زیرا لنگر لختی دیوار حاصل جمع لنگر لختی ستون های انتهایی و المان های پوسته ای است.از آنجا که سختی دیوار در راستای طولی f22 میباشد و این سختی در راستای دیوار تامین کننده سختی خمشی آن(مساحت و لنگر لختی دیوار) است :.
اعمال ضرایب ترک خوردگی پوسته Assign--Shell Area--Shell Stiffness Modifiers…
در دیوار ها ضریب ترک خوردگی باید به سختی غشایی f22 (بسته به ترک خوردگی با نخوردگی ستون)
اما چنانچه دیوار برشی از نوع Shell تعریف گردد :
چنانچه در دیوارهای برشی خمش در دو صفحه وجود داشته باشد، میبایست سختی خمشی خارج از صفحه را نیزعلاوه برسختی برشی برای آن منظورنمود به این منظور برای معرفی دیوار برشی میبایست از المان Shell استفاده کرد. ضرایب ترک خوردگی در دیوار برشی میبایست در پارامتر های f11f22 , (در داخل صفحه) و M22, M11 (خارج از صفحه) در منوی Assign--Frame Line--Property Modifier اثر داده شود.
پس از انتخاب پوسته دیوار برشی در سازه ، دستور Assign--Shell Area---Shell Stiffness Modifiers را اجرا کرده و در جعبه ظاهر شده برای اصلاح سختی داخل صفحه دیوار،در مقابل عبارت , f11, f22 Modifiers (بسته به ترک خوردگی با نخوردگی ستون)
در خصوص سختی خارج از صفحه دیوار به علت ضخامت کم دیوار نسبت به عرض آن، همواره بصورت یک عضو خمشی عمل کرده و می‌بایست از ضریب اصلاح 0.35 برای سختی خارج از صفحه دیوار استفاده شود. پس از انتخاب کلیه دیوار برشی در سازه ، دستور Assign--Shell Area---Shell Stiffness Modifiers را اجرا کرده و در جعبه ظاهر شده در مقابل عبارت , M11, M22 Modifiers عدد 0.35 را وارد میکنیم

اعمال ضرایب ترک خوردگی ستون کناری :
اعمال ضرایب ترک خوردگی ستون کناری Assign—Frame--Frame Property…
تنظیم ضریب مساحت(Cross Section Area) و لنگر لختی Moment of interia 2 , 3 axis(بسته به ترک خوردگی با نخوردگی ستون)
لازم به ذکر است علت اعمال ضریب ترک خوردگی حول محور 3 این است که در راستای3 ستون ، قاب خمشی وجود دارد و همانند قاب خمشی میبایست ضریب ترک خوردگی آن همواره حول محور 3 =0.7 منظور گردد


ضرایب ترک خوردگی در مبحث نهم در بند 9-10-8-3 ذکر گردیده است و این ضرایب با آیین نامه آبا و 2800 تا حدی متفاوت است
مطابق این بند برای قابهای مهار نشده این ضرایب برای تیرها و ستونها برابر 0.35 و 0.7 و در قابهای مهار شده به ترتیب برابر 0.5 و 1 میباشد
برای دیوارها هم باید به طور ثابت مطابق این بند عدد 0.35 را در نظر گرفت
با توجه به آنکه اکثرآ ما با قابهای مهار شده سر و کار داریم باید اعداد 0.5 و 1 را برای تیر و ستون و 0.35 را برای دیوارها در نظر بگیریم
در حالت بارگذاری بهره برداری هم که باید ضوابط فصل 14 مبحث نهم در نظر گرفته شود که مطابق ضوابط این فصل باید میزان سختیها به طور دقیق و با روابط ارائه شده در این فصل محاسبه گردد
بطور خلاصه :
مطابق مبحث نهم:
قابهای خمشی با فرض عدم مهارشدگی ضرایب ترک خودگی برای ستون 0.7 و برای تیر 0.35
و اگر مهار شده باشند تیر 0.5 و ستون 1
دیوارهای برشی هم همیشه 0.35
برای محاسبه زمان تناوب مطابق 2800 برای تیرها با ضریب 0.5 و ستونها و دیوارها با ضریب 1 در نظر گرفته میشود (استفاده از ضرایب بزرگتر منجر به زمان تناوب کمتر و نتیجه محافظه کارانه تر میشود)
برای زلزله بهره برداری ضرایب برای تیرها 0.5 و برای ستونها 1 و برای دیوارها طبق گفته بند 2-5-6 1.5 برابر حالت عادی یعنی احتمالآ 0.5 باید در نظر گرفته شود
در نتیجه :
ضریب ترک خوردگی :

سیستمهای قاب خمشی :

تیر 0.35 ، ستون : 0.7 برای طراحی و کنترل تغییر مکان
برای کنترل و محاسبه پریود سازه : تیر : 0.5 ، ستون 1

سیستم قاب خمشی مرکب:
تیر 0.5 ، ستون : 1 و دیوار برشی : 0.35 برای طراحی و کنترل تغییر مکان
برای محاسبه پریود سازه : تیر : 0.5 ، ستون1 و دیوار برشی هم 1 میباشد (1.5 برابر حالت بالا)


با تشکر از ksoft.com

[mehdipanahi]

برای تیرها ضریب ترک خوردگی را باید به سختی پیچشی نیز اختصاص دهیم.
باتشکر

[pandora]

درصورتی که ضریب پایداری طبقه کمتر از 0.05 باشد ان طبقه حتی قاب خمشی باشد مهارشده خواهد بود و طبق ایین نامه برای طراحی سازه ای ضرایب ترک خوردگی تیر 0.5 ستون 1 می توان تعریف کرد. ایا این مطلب بنده ایراد ایین نامه ای دارد؟

[mehdipanahi]

سلام
در آیین نامه برای بحث ترک خوردگی نامی از قاب خمشی یا قاب با دیوار برشی برده نشده است و فقط به مهار شده یا نشده بودن قاب ها اشاره شده است. پس مطلب شما دوست عزیز کاملا صحیح می باشد.
موفق باشید.

[Alcapon]

با سلام


با توجه به پلان زیر


برای تیر های کج پایین آیا به نظر شما آنها را مهار نشده بگیرم و اصلاح سختی را با
توجه به آن انجام دهم یا خیر ؟


و آیا به نظر شما تیر های کج سمت چپ مهار شده اند ؟؟
با تشکر فراوان

[مسلم ص]

با عرض سلام خدمت مهندسین عزیز لطفا در مورد محاسبه ضریب ترک خوردگی توسط تحلیل غیر خطی توضیح دهید با تشکر

[فرشاد امن خانی]

برای تیر های کج پایین آیا به نظر شما آنها را مهار نشده بگیرم و اصلاح سختی را با
توجه به آن انجام دهم یا خیر ؟
آیا به نظر شما تیر های کج سمت چپ مهار شده اند ؟؟

اگر منظورتون شاخص پایداری هست
http://www.mycivil.ir/forum/Thread-%D9%8...8%B2%D9%87

[matin2h]

برای تیرها ضریب ترک خوردگی را باید به سختی پیچشی نیز اختصاص دهیم.
باتشکر

با سلام
دلیل انجام اینکار چی هست؟
کجای ایین نامه این ضریب اصلاح سختی پیچشی ارائه شده است؟
سپاس

[mehdipanahi]

برای تیرها ضریب ترک خوردگی را باید به سختی پیچشی نیز اختصاص دهیم.
باتشکر

با سلام
دلیل انجام اینکار چی هست؟
کجای ایین نامه این ضریب اصلاح سختی پیچشی ارائه شده است؟
سپاس

سلام
صفحه 168 مبحث نهم ويرايش سال 1388 . در ويرايش جديد اطلاع ندارم.
موفق باشيد.

[matin2h]

سلام و تشکر
یک فایل راهنما هست گروه کنترل تهران ارائه داده
در اونجا ضریب رو برای پیچش گفتن 0.15 بدهید
با این حساب اون حرف خیلی درست نیست؟
چون این ضریب 0.15رو من حداقل در ایین نامه خودمان ندیدم
ایین نامه های خارجی رو خبر ندارم.