نحوه طراحی و تحلیل قاب خمشی در عمران

طراحی و تحلیل قاب خمشی چگونه انجام می شود؟
طراحی قاب های خمشی بر اساس الزامات مبحث دهم مقررات ملی ساختمان (برای ساختمان های اسکلت فولادی)، مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (برای ساختمان های اسکلت بتن آرمه) و استاندارد 2800 ایران (آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله) انجام می شود.

البته در نظر گرفتن ملاحظات طراحی ساختمان های بتن آرمه با توجه به آیین نامه بتن ایران (آبا) نیز الزامی است.

دو روش «طراحی تنش مجاز» (Allowable Stress Design) و «طراحی با ضرایب بار و مقاومت» (Load And Resistance Factor Design) یا به طور خلاصه «LRFD»، به عنوان مبنای طراحی در استانداردهای ایران در نظر گرفته می شوند.

از الزامات تحلیل و پارامترهای مورد بررسی در طراحی قاب خمشی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• در نظر گرفتن نوع محدودیت تیرها و ستون ها.
• جوش های بحرانی لرزه ای.
• الزامات لرزه ای مهار جانبی تیرها.
• الزامات مهار پایداری در محل اتصالات تیر به ستون.
• اتصالات مهارشده.
• اتصالات مهارنشده
• لنگر خمشی تیر به لنگر خمشی ستون.
• مقاومت های مورد نیاز و موجود تیر.
• اتصال تیر به ستون.
• برش در چشمه اتصال.
• ورق های پیوستگی.
• وصله ستون ها.
• وصله تیرها.
• مقاومت خمشی.
• مقاومت برشی.
• مقاومت محوری.

تمام موارد بالا در استانداردهای طراحی لرزه ای ساختمان توضیح داده شده اند. زلزله شدید در مناطق مختلف (حتی در نواحی لرزه خیز)، پدیده ای نادر است که معمولا در فواصل زمانی چند ده ساله رخ می دهد.

از این رو، طراحی سازه های مقاوم در برابر بارهای جانبی شدید برای جلوگیری از رخ دادن تمام آسیب های احتمالی کوچک و بزرگ، یک امر غیر اقتصادی و غیر عملی است.

در نتیجه، استانداردها و دستورالعمل های طراحی سازه در برابر زلزله معمولا مهندسان را ملزم به طراحی برای عدم تخریب سازه در بدترین شرایط ممکن می کنند.

به عبارت دیگر، آسیب رسیدن به اعضای غیر سازه ای و برخی از اعضای سازه ای در هنگام اعمال بارهای جانبی شدید ایرادی ندارد.

نکته مهم، سر پا ماندن سازه و عدم تخریب آن (عدم وارد شدن آسیب جدی به ساکنین و سازه) است.

تحلیل قاب خمشی در ایتبس:

به منظور تحلیل قاب های خمشی، نرم افزارهای کامیپوتری متعددی ارائه شده اند.

با این وجود، «ایتبس» (ETABS)، به عنوان پرکاربرترین نرم افزار مورد استفاده برای تحلیل و طراحی قاب خمشی شناخته می شود.

نتایج حاصل از این نرم افزار مورد تایید سازمان نظام مهندسی هستند که برای چک لیست طراحی سازه مورد استفاده قرار می گیرند.

سازه های فولادی از پرکاربردترین و محبوب ترین گزینه های اجرای ساختمان های بلند هستند. در صورت به کارگیری سیستم های سازه ای مناسب، عملکرد سازه های فولادی در برابر زلزله بسیار مناسب خواهد بود.

درس سازه های فولادی، یکی از مهم ترین مباحث مهم در رشته مهندسی عمران به شمار می رود.

دانشجویان با گذراندن این درس، با مفاهیم مورد نیاز در زمینه تحلیل و طراحی سازه های فولادی آشنا می شوند.

منابع و کتاب های مهندسی عمران برای یادگیری اصول سازه های فولادی بسیار زیاد هستند.