تعریف مصالح در ایتبس؛ آموزش تعریف بتن، فولاد و آرماتور در نرمافزار ETABS
یکی از اولین مراحل در مدلسازی یک سازه در نرمافزار ETABS، تعریف مصالح مورد استفاده در پروژه است. بتن، فولاد، آرماتور و سایر مصالحی که در مدل سازه مورد استفاده قرار میگیرند، باید با مشخصات مناسب در نرمافزار تعریف شوند تا ETABS بتواند رفتار سازه را بر اساس ویژگیهای مکانیکی مصالح تحلیل و طراحی کند.
اما تعریف مصالح در ایتبس فقط وارد کردن یک نام یا چند مقدار عددی نیست. مشخصاتی مانند مقاومت فشاری بتن، مقاومت تسلیم فولاد، وزن مخصوص، مدول الاستیسیته، ضریب پواسون و سایر پارامترهای مکانیکی میتوانند در تحلیل و طراحی سازه مورد استفاده قرار گیرند.
در این مقاله از مکتب سازه، نحوه تعریف مصالح در ایتبس را بررسی میکنیم و با ضوابط آییننامهها در این خصوص آشنا میشویم.
نحوه تعریف مصالح در ایتبس
برای تعریف مصالح در ایتبس باید از منوی زیر استفاده کنیم:
Define → Material Properties
در این بخش میتوان مصالح جدیدی را ایجاد کرد یا مشخصات مصالحی را که قبلاً در مدل تعریف شدهاند، ویرایش کرد.
پس از ورود به بخش Material Properties، فهرستی از مصالح موجود در مدل نمایش داده میشود. با انتخاب گزینه Add New Material میتوان یک مصالح جدید به مدل اضافه کرد. یا با انتخاب مصالح پیشفرض و انتخاب گزینه Modify/Show Material مصالح را ویرایش نمود.
در هنگام تعریف یک مصالح، ETABS از کاربر میخواهد مشخصات مختلفی را وارد کند. نوع و تعداد این مشخصات به نوع مصالح و تنظیمات پروژه بستگی دارد.
تعریف بتن در ETABS
بتن یکی از مهمترین مصالح مورد استفاده در سازههای بتنآرمه است. بنابراین در پروژههای بتنی باید مشخصات بتن مورد استفاده در پروژه را بهدرستی در ETABS تعریف کنیم.
برای مثال، اگر در پروژه از بتن با مقاومت مشخصه معین استفاده میشود، باید مصالح مربوط به آن در ETABS تعریف شود.
در هنگام تعریف بتن، برخی از مهمترین مشخصات مورد توجه عبارتاند از:
۱. وزن مخصوص بتن
وزن مخصوص یا چگالی مصالح در محاسبات وزن سازه اهمیت دارد. بنابراین مقدار واردشده باید مطابق مشخصات مصالح پروژه و ضوابط مورد استفاده تعیین شود.
وزن سازه یکی از پارامترهای مهم در تحلیل لرزهای است؛ بنابراین وارد کردن مقدار نادرست برای وزن مخصوص میتواند باعث ایجاد خطا در وزن مدل و در نتیجه محاسبات مرتبط با بارهای ثقلی و لرزهای شود.
طبق مبحث 9 مقررات ملی ساختمان، چگالی بتن معمولی در محاسبات 2300 کیلوگرم بر متر مکعب باید در نظر گرفته شود.
۲. مدول الاستیسیته بتن
مدول الاستیسیته بتن مصرفی در پروژهها مطابق با مبحث 9، با روابط زیر تعیین میشود.
۳. ضریب پواسون
ضریب پواسون یا Poisson’s Ratio یکی دیگر از ویژگیهای مکانیکی بتن است که در تعریف مصالح در ETABS وارد میشود. مبحث نهم مقدار ضریب پواسون را برای بتنهای معمولی 0.2 پیشنهاد میکند.
4- ضریب انبساط حرارتی بتن
مبحث نهم در مورد ضریب انبساط حرارتی برای بتنهای معمولی:
5. مقاومت فشاری بتن
یکی از مهمترین پارامترهای بتن، مقاومت فشاری آن است.
انتخاب مقاومت فشاری بتن بر عهده طراح است اما یک سری ضوابط را از مبحث 9 را باید مدنظر قرار دهند.
تعریف آرماتور در ETABS
در سازههای بتنآرمه علاوه بر بتن، باید مشخصات آرماتور یا میلگرد نیز در نرمافزار تعریف شود.
برای تعریف آرماتورهای پروژه لازم است یک سری مشخصات به نرم افزار تعریف شود.
1- وزن مخصوص آرماتور
وزن مخصوص آرماتورها از مبحث ششم مقررات ملی ساختمان قابل استخراج است. مطابق با مبحث ششم میتوان وزن مخصوص آرماتورها را 7850 کیلوگرم بر متر مکعب(Kg/m3) در نظر گرفت.
2-مدول الاستیسیته آرماتور Es
مدول الاستیسیته آرماتورهای مصرفی رو میتوان مطابق بند 9-4-8-4 مبحث نهم، 105×2 مگاپاسکال در نظر گرفت.
3-ضریب انبساط حرارتی آرماتورها
طبق مبحث نهم، ضریب انبساط حرارتی آرماتورها بصورت زیر تعریف میشود:
4-مقاومت آرماتورها
در مبحث نهم انواع آرماتورها به صورت زیر تعریف شده است:
در پروژهها دو نوع آرماتور با عنوانهای AII و آرماتورهای AIII تعریف میشود که آرماتور AII مشخصاتی مشابه آرماتور S340 دارد و آرماتور AIII هم مشخصاتی مشابه S400 دارد.
مقاومت تسلیم (Fy) و مقاومت گسیختگی (Fu) آرماتور AII به ترتیب 340 و 500 مگاپاسکال تعریف میشود و برای آرماتور AIII به ترتیب 400 و 600 مگاپاسکال میباشد.
برای بدست آوردن مقاومت تسلیم مورد انتظار (Fye) و مقاومت گسیختگی مورد انتظار (Fue) آرماتورها لازم است مقادیر مقاومت در ضریب 1.25 ضرب شود.
تعریف فولاد در ETABS
مشخصات فولاد مصرفی پروژه نیز همانند سایر مصالح باید تعریف شود. برای تعریف مصالح فولادی میتوان A992Fy50 رو ویرایش نمود.
همونطور که مشاهده میشود باید یک سری مشخصات از مبحث دهم مقررات ملی برای تعریف فولاد مصرفی استخراج نماییم.
در پروژهها از فولاد st37 استفاده میشود که مشخصات آن در جدول زیر از مبحث دهم گزارش شده است:
همانطور که مشاهده میشود نام گذاری st37 طبق استاندارد قدیم ایران بوده و مطابق با استاندارد جدید S235 را در نرم افزار تعریف میکنیم.
معمولا مقدار تنش تسلیم را 240 مگاپاسکال و تنش کششی نهایی را 370 مگاپاسکال تعریف میکنند.
تنش تسلیم مورد انتظار از ضرب شدن در ضرایب Ry و Rt بدست میآید که این ضرایب مطابق با جدول زیر در نظر گرفته میشوند.
جرم مخصوص فولاد نرم مطابق با مبحث ششم، 7850 کیلوگرم بر متر مکعب میباشد.
مقدار مدول الاستیسیته و ضریب پواسون فولاد، طبق مبحث دهم به شرح زیر طرف میگردد.
پس مدول الاستیسیته مصالح فولادی 105×2 مگاپاسکال و نسبت پواسون نیز برابر 0.3 باید در نظر گرفته شود.
جمع بندی
تعریف مصالح در ETABS یکی از مراحل اولیه و مهم در مدلسازی سازه است. در این مرحله باید مصالح مورد استفاده در پروژه، مانند بتن، فولاد و آرماتور، با مشخصات مناسب در نرمافزار تعریف شوند.
نکته مهم این است که نباید صرفاً به مقادیر پیشفرض نرمافزار اکتفا کرد. یک مدل صحیح ETABS باید بر اساس فرضیات مهندسی صحیح، مشخصات واقعی پروژه و ضوابط آییننامهای ساخته شود.
در آموزش ویدیویی مکتب سازه نیز نحوه تعریف مصالح در ETABS را بهصورت عملی بررسی کردهایم تا بتوانید این مرحله را در یک پروژه واقعی با اطمینان بیشتری انجام دهید.
اگر به آموزشهای تخصصی ETABS، تحلیل و طراحی سازه و آییننامههای مهندسی عمران علاقهمند هستید، سایر مطالب آموزشی مکتب سازه را نیز دنبال کنید.
یک نظر
مطالب بیشتری بنویسین لطفا