safe و etabs - elme-omran.com

هاي فولادي با استفاده از هاي ساختمان محاسبات پروژه ETABS وSAFE

:أليفت حسن باجي

www.elme-omran.com [email protected]

عضو:

و مؤلف،است، هركس تمام يا قسمتي از اين اثر را بدون اجازه ناشر 1348اين اثر مشمول قانون حمايت مولفان و مصنفان و هنرمندان مصوب نشر يا پخش يا عرضه كند مورد پيگرد قانوني قرار خواهد گرفت.

_____________________________________________________________________________________

-1356باجی، حسن، : :سرشناسه

تالیف حسن باجی. /SAFEو ETABSهاي فولادي با استفاده از هاي ساختمانمحاسبات پروژه: عنوان و پدید آورنده

.1395تهران : علم عمران ، : مشخصات نشر

م.س 22× 22مصور، جدول، نمودار؛ : ص. 696دوازده، : مشخصات ظاهري

فیپا: فهرستنویسی

8-30-5176-600-978 : ریال 450000: شابک

طرح و ساختمان --هاي فلزي ساختمان، SAFE، افزار سیفنرم، اتبز (برنامه کامپیوتر): موضوع

هاي کامپیوتريبرنامه --مهندسی سازه ، پردازيداده --هاي فلزي ساختمان : موضوع

1395 3م15ب/ TA684 : بندي کنگرهرده

1821/624: بندي دیوییرده

4315290: شمارة کتابخانۀ ملی

_____________________________________________________________________________________

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

SAFEو ETABSبا استفاده از محاسبات پروژه هاي ساختمانهاي فولادي

حسن باجی :تالیف

علم عمران ناشر

1395تابستان اول چاپ

صفحۀ خشتی 696 عداد و قطع صفحاتت

1000 شمارگان

ریال 450000 ي کتاببها

ISBN 978-600-5176-30-8 978-600-5176-30-8 شابک

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

88353932، دورنگار 88353930، تلفن 11، واحد 33تهران، یوسف آباد، جهان آرا، بین خیابانهاي شانزدهم و هجدهم، پلاك : نشر علم عمران

حقوق چاپ و نشر براي نشر علم عمران محفوظ است.

سه

مقدمه هنويسند

هاي ها ايجاد كرده است. اكنون تحليل و طراحي سازه گيري در زمينه تحليل و طراحي سازه هاي اخير رشد چشم افزارهاي مهندسي سازه در دهه پيدايش نرمي در بزرگـي و پيچيـدگي پذير است. تقريباً به جز محدوديت حافظه رايانـه، هـيچ محـدوديت افزارهاي پيشرفته به راحتي امكان پيچيده و حجيم از طريق نرم

افـزار و تمـام افزار هستند. اما نبايد ايـن نكتـه را فرامـوش كـرد كـه نـرم هاي استفاده از نرم اي وجود ندارد. سرعت و دقت از مهمترين مزيت مدلهاي سازه شوند. جه جانشين مهارت و تجربه مهندسي نميافزار به هيچ و هاي نرم هاي آن در سرعت و دقت تنها يك ابزار محاسباتي بوده و انبوهي از خروجي قابليت

افزارهاي متعددي توسط مهندسين طراح مورد اسـتفاده قـرار افزارهاي مهندسي سازه در كشور رايج شده است، نرم در دو دهه گذشته كه استفاده از نرم SAFEو ETABSافزار مشهور اين شركت اند. دو نرم سازه يافته اي بين مهندسين محاسب محبوبيت ويژه CSIافزارهاي شركت اند. اما در بين آنها نرم گرفته

افـزاري قدرتمنـد در تحليـل و طراحـي اسـكلت، دال و پـي شـناخته هاي ساختماني ارائه شده و به عنوان يك بسته نـرم صرفاً براي تحليل و طراحي سازه در تحليل و طراحي دال و پي كاربرد دارد. SAFEافزار براي تحليل و طراحي اسكلت و نرم ETABSافزار شوند. نرم مي

هـا مراجـع اند. اساس تمام اين كتـاب در كشور ترجمه يا تاليف شده CSIافزارهاي شركت هاي نرم تاكنون مراجع متعددي براي استفاده بهينه از قابليتبه عمومي داشته و جهت استفاده مـؤثر و كـارا، مناسـب جن CSIبوده است. با اين حال مراجع ارائه شده توسط شركت CSIاصلي ارائه شده توسط شركت

و ETABSافزارهـاي اي در تحليل و طراحي ساختمان بر اسـاس نـرم افزارها نيستند. با توجه به احساس نياز به يك مجموعه حرفه اي اين نرم كاربران حرفهSAFEاي جديد با نگرشي نو تاليف كند. هـدف افزار، مجموعه رجمه مراجع نرم، مؤلف اين مجموعه بر آن شد تا با توجه به تجربيات گذشته در تاليف و ت

است. تاكيد اصـلي بـر شـرح مراحـل SAFEو ETABSافزارهاي اي تحليل و طراحي ساختمان با استفاده از نرم اصلي از ارائه اين مجموعه، آموزش حرفهار در مسير ساخت، تحليل و طراحي مدل استفاده شده است. مؤلف بر اساس تجربيـات افزار تنها به عنوان يك ابز تحليل و طراحي ساختمان است و از نرم

اي كامل در زمينه تحليـل و طراحـي سـاختمان بـا ها و ديگر مراكز آموزشي سعي در تدوين مجموعه مهندسي، دانشگاه هاي افزارها در نظام تدريس اين نرم داشته است. SAFEو ETABSافزار نگرشي كلاسيك و هوشمند به كمك دو نرم

اسـت. تغييـر عمـده ايـن ويـرايش بـا » SAFEو ETABEهاي سـاختماني بـا اسـتفاده از محاسبات پروژه«ي حاضر چهارمين ويرايش كتاب مجموعهبـراي ،LRFD ،هاي دستي مفصل در ابتداي هر پروژه است. تفاوت عمده ديگر استفاده از روش طراحي مقاومت نهـايي هاي قبلي گنجاندن محاسبه ويرايش

چهار

براي مدلسازي استفاده شده است. درنهايت فصل جديدي كه SAFEو ETABSهاي هاي برنامه طراحي به جاي روش تنش مجاز است. از آخرين ويرايشيرايش در دو جلـد كند نيز به كتاب اضافه شده است. به علت حجم بالاي ويرايش جديد، اين و ضوابط تحليل غيرخطي استاتيكي و ديناميكي را بررسي مي

هـاي دوم كـه طراحـي سـاختمان دهد. جلد را پوشش مي هاي فولادي ي حاضر اولين جلد اين ويرايش است كه طراحي ساختمان ارائه شده است. مجموعههاي سـاختماني پروژهمحاسبات «در اين مجموعه كه اولين جلد از ويرايش جديد كتاب دهد به زودي بعد از اين جلد چاپ خواهد شد. بتني را پوشش مي

انـد. بـراي يـك سازي، تحليـل و طراحـي شـده هاي معماري اوليه بارگذاري، مدل است، سه پروژه فولادي بر اساس نقشه» SAFEو ETABSبا استفاده از اصـلي در ايـن مجموعـه آشـنا كـردن انـد. هـدف افزارها به طور كامل تشريح و تفسير شده هاي نرم اند. اكثر خروجي هاي اجرايي نيز تهيه شده پروژه، نقشه

سازي بررسـي و هاي مدل ها است. همچنين انواع مختلف روش سازي ساختمان و كنترل و تغيير هوشمند خروجي افزارها با شگردهاي مدل كاربران اين نرمنيز بـه 2800دوم ويرايش چهارم استاندارد تحليل غيرخطي براساس پيوست هاي مفصل اند. يك پروژه ها به نحو مناسبي تفسير شده تشريح شده و خروجي

هاي مختلف اين مجموعه به صورت زير است: عنوان فصل چهارم اين مجموعه اضافه شده است محتوي فصلساختمان سه طبقه بـراي نمونـه بـا سيسـتم قـاب خمشـي شود. يك هاي فولادي معمولي شرح داده مي ي طراحي سيستم فصل اول: در اين فصل نحوه

هاي دستي براي هر نمونه از اعضاء (تير، ستون، مهاربند، اتصال و پي) به صورت منفصل شود. محاسبه معمولي طراحي مي Xو مهاربندي همگراي معمولي ارائه شده است.

بـر ايـن شـود. عـلاوه فصل دوم: در اين فصل يك ساختمان پنج طبقه با قاب خمشي فولادي متوسط و سيستم مهاربندي همگراي ويـژه طراحـي مـي شود. پي نواري نيز براي سازه طراحي ميشوند. يك تيرهاي سقف مركب نيز در اين فصل طراحي مي

شود. تحليل بارهاي جـانبي نيـز براسـاس روش دينـاميكي هاي خمشي ويژه و مهاربندي واگراي ويژه در اين فصل بررسي مي فصل سوم: طراحي قاب شود. ورت دستي نيز انجام ميشود. تحليل ديناميكي به ص طيفي انجام مي

2800هاي غيرخطي استاتيكي و ديناميكي در قالب تحليل يك قاب خمشي ويژه براساس پيوست دوم ويـرايش چهـارم اسـتاندارد فصل چهارم: تحليل اند. براي اولين بار در ويرايش اخير اين كتاب اضافه شده

هـاي اجرايـي را كه با دقت نظر و تجربيات ارزشمند خود عمليات ترسيم اصولي و دقيق نقشه داند از زحمات جناب آقاي بهنام نميني نگارنده لازم ميكند. همچنين از شركت مهندسين مشاور عامر و جناب آقاي مهندس محمدرضا ضيغمي به جهت در اختيار قرار بر عهده داشتند صميمانه تشكر و قدرداني

شود. رداني ميهاي اين كتاب قد هاي معماري پروژه دادن نقشهبي شك مساعدت همكاران محترم در انتشارات علم عمران به مديريت آقاي سيد مهدي داودنبي نقش بسزايي در تهيه و تدوين ايـن مجموعـه داشـته

كال تشـكر و ، ويرايش متن و ترسـيم اش ـ و كنترل محاسبات دستي در بازخواني شانداند از زحمات، مساعي و حسن دقت اي است. مؤلف بر خود لازم مي قدرداني كند.

هاي مكرر، نواقصي در كتاب وجـود داشـته عيب و نقص اين مجموعه بوده است. با اين وجود امكان دارد عليرغم ويرايش تمام سعي گروه در ارائه بي هستيم. ناشراز طريق پست الكترونيكي باشد. از نظرها و پيشنهادهاي مفيد خوانندگان گرامي در بهبود مجموعة حاضر استقبال كرده و آمادة دريافت آن

حسن باجي 1395تابستان

پنج

فهرست مطالب

و يخمش قاب با طبقه سه ساختمان كي يطراح و ليتحل: اول فصل 1 ................................................. يمعمول يهمگرا يمهاربند

1 ........................................................................................................ مقدمه -1-1 2 .............................................................................................. پروژه اتيكل -1-2 11 .................................................................................. يا سازه مشخصات -1-3 12 ......................................... ياضير مدل ليتشك و يزيرريت ،يگذار ستون -1-4 13 ......................................................................... يا سازه باربر يها ستميس -1-5 14 ......................................... زنده بار برآورد و وارهايد و ها سقف اتيجزئ -1-6

14 ......................................................................... ها سقف اتيجزئ -1-6-1 15 .......................................................................... وارهايد اتيجزئ -1-6-2 18 ................................................................................. پله اتيجزئ -1-6-3 19 ............................................................................ زنده يبارگذار -1-6-4 19 .................................................................... يبارگذار ي خلاصه -1-6-5

20 .............................................................................. يثقل يبارگذار عيتوز -1-7 22 ....................................................................................... زلزله يبارگذار -1-8

22 ............................................ ها طبقه جرم مركز و جرم ي محاسبه -1-8-1 27 ............................................................... زلزله بيضر ي محاسبه -1-8-2 29 ........................................ ساختمان ارتفاع در زلزله يروين عيتوز -1-8-3 29 ....................................... يجانب يها قاب نيب زلزله يروين عيتوز -1-8-4

31 ............................................................................ يواژگون كنترل -1-8-5 D .................................................................. 31 و 3 يها قاب يدست ليتحل -1-9

32 ........................................................ 3 محور يخمش قاب ليتحل -1-9-1 D ........................................................... 34 محور ساده قاب ليتحل -1-9-2

35 ................................................................................ هياول يدست يطراح -1-10 35 ............................................................................ بادبند يطراح -1-10-1 38 ............................. اول طبقه در 3 محور قاب يانيم ريت يطراح -1-10-2 38 ...................................... اول طبقه در C-3 تقاطع ستون يطراح -1-10-3 41 .................................. اول ي طبقه در D-3 تقاطع ستون يطراح -1-10-4 43 ........................................................ 3 محور ينوار يپ يطراح -1-10-5

45 ........................................................ يپ ضخامت كنترل -1-10-5-1 48 ....................................................... كطرفهي برش كنترل -1-10-5-2 48 .................................................... يطول لگرديم يطراح -1-10-5-3

ETABS ..................................................... 49 افزار نرم در سازه يمدلساز -1-11 49 ............................................ يمعمار يمحورها و ها طبقه جاديا -1-11-1 51 ............................................................. مدل مشخصات فيتعر -1-11-2

52 ........................................................................... مصالح -1-11-2-1 53 ................................................................. اعضاء مقاطع -1-11-2-2 59 ................................................................... سقف طعمق -1-11-2-3

شش

59 .................................................................. بار يالگوها -1-11-2-4 62 .................................................................. بارها بيترك -1-11-2-5 65 ............................................... ساختمان جرم ي محاسبه -1-11-2-6 P- .................................................................. 66 اثرات -1-11-2-7 67 .......................................................... ليتحل يها حالت -1-11-2-8 68 ................................................................. مودال ليتحل -1-11-2-9

69 ....................................................................... سازه مدل ميترس -1-11-3 70 .............................................................. ها ستون ميترس -1-11-3-1 71 .................................................................. رهايت ميترس -1-11-3-2 71 .............................................................. بادبندها ميترس -1-11-3-3 71 .............................................................. ها سقف ميترس -1-11-3-4

74 ................................................... اعضا به مشخصات اختصاص -1-11-4 74 ................................................................................. گاه هيتك -1-11-4-1

75 ............ يمهاربند جهت يرهايت ييانتها لنگر يآزادساز -1-11-4-2 75 ..................................................... ييانتها صلب ينواح -1-11-4-3 77 ................................................... ها كف صلب افراگميد -1-11-4-4

77 ......................................................................... بارها اختصاص -1-11-5 78 .................................................................... خرپشته ربا -1-11-5-1 79 ........................................................................... پله بار -1-11-5-2 80 .................................................................... وارهايد بار -1-11-5-3 81 ................................ وارهايد بار و جرم يساز معادل بار -1-11-5-4 82 ................................................................... ها سقف بار -1-11-5-5

84 ............................................................... سازه يطراح و ليتحل -1-11-6 84 ................................................................... سازه ليتحل -1-11-6-1 85 ............................. يطراح يپارامترها و نامه نييآ ميتنظ -1-11-6-2 88 ..................................... يطراح يهابار بيترك انتخاب -1-11-6-3 89 .............................................. يطراح يپارامترها ميتنظ -1-11-6-4 91 ..................................................... سرباز كاهش بيضر -1-11-6-5 91 ................................................... يطراح اتيعمل انجام -1-11-6-6

95 ........................................................................ رهايت زيخ كنترل -1-11-7 101 ............................................................. يجانب ييجابجا كنترل -1-11-8

102..................................................... ستون ريز صفحات يطراح -1-11-9 109................................. ستون به ريت رداريگ يها اتصال يطراح -1-11-10

110......... ستون به ريت يها اتصال يطراح يروهاين نييتع - 1-11-10-1 113................................................ رداريگ اتصال يطراح - 1-11-10-2

115.......................................... جان ورق يطراح -1- 1-11-10-2 117............ يرسريز و يروسر يها ورق يطراح -2- 1-11-10-2

118........................................... ستون به ريت ساده اتصال يطراح -1-11-11 121...................................................... بادبندها اتصالات يطراح -1-11-12

122.......................... مهاربند اتصال يطراح يروين نييتع - 1-11-12-1 125............................................... مهاربند اتصال يطراح - 1-11-12-2

126 ستون ـ ريت تقاطع ي نقطه به مهاربند اتصال يطراح - 1- 2- 12- 11- 1 126................................... يانيم ي وصله يطراح -2- 1-11-12-2 126...................... ستون صفحه به مهاربند اتصال -3- 1-11-12-2

128.................................................................... ها رچهيت يطراح -1-11-13 129.................. محاسبات دفترچه يبرا ديمف يها يخروج يبرخ -1-11-14

129........................................ يثقل يبارها عيتوز شينما - 1-11-14-1 131................................................ زلزله بار يها محاسبه - 1-11-14-2

131.............................. طبقات جرم مركز و وزن -1- 1-11-14-2 132.................................................... زلزله يروين عيتوز - 1-11-14-3 135......................................... سازه اسكلت وزن شينما - 1-11-14-4 135............................................. اعضاء يطراح اتيجزئ - 1-11-14-5

137............................................................................ يپ يطراح و ليتحل -1-12 ETABS139 ي برنامه در يگاه هيتك يها العمل عكس يخروج جاديا -1-12-1 140.................................................................. مدل ساخت شروع -1-12-2 140................................................................. يپ ي هندسه ميترس -1-12-3

141............................................ يپ يسطح عناصر ميترس -1-12-3-1 142.................. ها ستون محل صلب يسطح عناصر ميترس -1-12-3-2

143..................................................... يپ مدل مشخصات فيتعر -1-12-4 144......................................................................... مصالح -1-12-4-1 145......................................................................يپ مقطع -1-12-4-2 145.............................................................. خاك گاه هيتك -1-12-4-3

هفت

145 ................................................................ بار يالگوها -1-12-4-4 147 ................................................................ بارها بيترك -1-12-4-5 147 ......................................... يرخطيغ ليتحل يها حالت -1-12-4-6

150 ...................................................... يپ مشخصات دادن نسبت -1-12-5 150 ........................................................................... مقطع -1-12-5-1 150 .............................................................. خاك گاه هيتك -1-12-5-2 150 ....................................................... يپ كف يبارگذار -1-12-5-3

151 .................................................................. يطراح يپارامترها -1-12-6 152 ............................................... يطراح ينوارها ميترس -1-12-6-1 152 ............................................. يطراح ي نامه نييآ ميتنظ -1-12-6-2 154 ................................... يطراح يبارها بيترك انتخاب -1-12-6-3 155 ........................... يطراح ينوارها يطراح يپارامترها -1-12-6-4 156 ............................... يا منگنه برش يطراح يپارامترها -1-12-6-5

158 ............................................... يطراح و ليتحل اتيعمل انجام -1-12-7 159 ........................................................ يپ ريز خاك فشار كنترل -1-12-8 160 ................................................ يطراح ينوارها يداخل يروين -1-12-9 162 ....................................... ازين مورد يطول يلگردهايم شينما -1-12-10 162 ............................................................. يا منگنه برش كنترل -1-12-11

يخمش قاب با طبقه پنج ساختمان كي يطراح و ليتحل: دوم فصل 177 ..................................... ژهيو يهمگرا يمهاربند و متوسط

177 .................................................................................................... مقدمه -2-1 178 .................................................................................. ساختمان يمعمار -2-2 178 ................................................................................ يا سازه مشخصات -2-3

186 ...................................................................... سازه باربر ستميس -2-3-1 188 ................................................................ اعضا مقاطع و مصالح -2-3-2

190 ...................................................................................... يثقل يبارگذار -2-4 190 ............................................................................. طبقات سقف -2-4-1 191 .................................................................. خرپشته و بام سقف -2-4-2 191 ................................................................. ها شنيپارت و وارهايد -2-4-3 193 ......................................................................................... ها پله -2-4-4

193..................................................................................... زنده بار -2-4-5 194................................................................... يبارگذار ي خلاصه -2-4-6

195...................................................................................... زلزله يبارگذار -2-5 195............................................................ساختمان وزن ي محاسبه -2-5-1 198.............................................................................. زلزله بيضر -2-5-2 199.......................................................... زلزله يجانب يروين عيتوز -2-5-3 200............................................................................. ياتفاق چشيپ -2-5-4 P ............................................................200 سازه ينينامع بيضر -2-5-5 201............................................................................... قائم ي زلزله -2-5-6 201................................................................... متعامد يها زلزله اثر -2-5-7

202.................................................................... يخمش قاب يدست يطراح -2-6 202.............................................. يخمش قاب يدست يبيتقر ليتحل -1-6-1

202............................................... زلزله بار اثر تحت ليتحل -2-6-1-1 206......................................... يثقل يبارها اثر تحت ليتحل -2-6-1-2

208........................... متوسط يخمش قاب از نمونه ريت كي يطراح -2-6-2 211....................... متوسط يخمش قاب از ستون نمونه كي يطراح -2-6-3

214................................................. ژهيو ييهمگرا يمهاربند يدست يطراح -2-7 215............................................................. همگرا يمهاربند ليتحل -2-7-1 218...................................................................... مهاربندها يطراح -2-7-2 220................................................................................ ريت يطراح -2-7-3 224............................................................................ ستون يطراح -2-7-4 227............................................................ مهاربندها اتصال يطراح -2-7-5 230........................................................ ستون به ريت اتصال يطراح -2-7-6

232............................................................................. مركب سقف يطراح -2-8 233................................................................................ ريت يطراح -2-8-1 235............................................................................ ريت زيخ رلكنت -2-8-2 237........................................................................ ريت لرزش كنترل -2-8-3 238..................................................................... رهايگ برش يطراح -2-8-4

ETABS ......................................................239 ي برنامه در سازه يمدلساز -2-9 239.................................................................... مدل ساخت شروع -2-9-1 241.............................................................. مدل مشخصات يمعرف -2-9-2

هشت

241 ........................................................................... مصالح -2-9-2-1 243 ................................................... يفولاد ياعضا مقاطع -2-9-2-2 247 ........................................................ مركب سقف مقطع -2-9-2-3 249 .................................................... يكياستات بار يالگوها -2-9-2-4 P- ......................................................... 252 هيثانو اثرات -2-9-2-5 253 .......................................................... ليتحل يهاحالت -2-9-2-6 255 ................................................ جرم محاسبه بار بيترك -2-9-2-7 255 .................................................................. بارها بيترك -2-9-2-8 259 ................................................................. مودال ليتحل -2-9-2-9 260 ....................................... يسطح يبارها يالگو ميتنظ -2-9-2-10

262 .................................................................... مدل هندسه ميترس -2-9-3 262 ............................................................... ها ستون ميترس -2-9-3-1 262 ..................................................... ياصل يرهايت ميترس -2-9-3-2 265 ..........................)ها داكت اطراف( يفرع يرهايت ميترس -2-9-3-3 267 .................................................... مركب يرهايت ميترس -2-9-3-4 269 ....................................................... مركب سقف ميترس -2-9-3-5 271 ............................................................ مهاربندها ميترس -2-9-3-6 274 ...................................................... ميترس اتيعمل اتمام -2-9-3-7

275 ........................................................ مدل مشخصات اختصاص -2-9-4 276 ........................................................... ييانتها يآزادساز -2-9-4-1 277 ..................................................... ييانتها صلب ينواح -2-9-4-2 279 ......................................................................... بازشوها -2-9-4-3 280 ..................................... ها سقف يبارگذار جهت ميتنظ -2-9-4-4 281 .............................................................. صلب افراگميد -2-9-4-5

281 ......................................................................... بارها اختصاص -2-9-5 282 .................................................................... ها سقف بار -2-9-5-1 282 .................................................................... وارهايد بار -2-9-5-2 287 ........................................................................ ها پله بار -2-9-5-3 288 .................................................................... خرپشته بار -2-9-5-4 289 ................................................... قائم ي لهزلز يبارگذار -2-9-5-5 289 ........................... سربار كاهش بيضر ي محاسبه ميتنظ -2-9-5-6

290................................................................. ليتحل اتيعمل انجام -2-9-6 292.............................................................................. سازه يطراح -2-9-7

292......................................................... نامه نييآ يها ميتنظ -2-9-7-1 294.................................................... يطراح پردازنده رييتغ -2-9-7-2 295....................................... يطراح يبارها بيترك انتخاب -2-9-7-3 295........................................................... يطراح يپارامترها 2-9-7-4 298.................................................... يطراح اتيعمل جامان -2-9-7-5

306............................................................... مركب يرهايت يطراح -2-9-8 306............................................................... نامه نييآ ميتنظ -2-9-8-1 307...................................................... بارها بيترك انتخاب -2-9-8-2 308................................. مركب يرهايت يطراح يپارامترها -2-9-8-3 310............................ مركب يرهايت يطراح اتيعمل انجام -2-9-8-4

311.......................................................... برنامه يها يخروج كنترل -2-9-9 312...................................... يفولاد ياعضا يطراح اتيكل -2-9-9-1 314........................................... سربار كاهش بيضر كنترل -2-9-9-2 C-4 ...........................314 و C-3 يها تقاطع نيب ريت يطراح -2-9-9-3 C-3 ...............................................316 تقاطع ستون يطراح -2-9-9-4 319.......................................................... مهاربندها يطراح -2-9-9-5 320.......................................................... مركب ريت يطراح -2-9-9-6 323................................................... ساختمان اسكلت وزن -2-9-9-7 324................................................................ ساختمان وزن -2-9-9-8 326................................................................... زلزله يروين -2-9-9-9 329................................................. يجانب ييجابجا كنترل -2-9-9-10

SAFE .....................................................331 يبرا يخروج جاديا -2-9-10 SAFE ..............................................332 ي برنامه در يپ يطراح و ليتحل -2-10

334.................................................................. مدل ساخت شروع -2-10-1 334.................................................................... مشخصات يمعرف -2-10-2

334......................................................................... مصالح -2-10-2-1 334...................................................................... يبتن دال -2-10-2-2 336.............................................................. خاك گاه هيتك -2-10-2-3 336............................................................... شبكه وطخط -2-10-2-4

نه

338 ...................................................... يبارگذار يالگوها -2-10-2-5 339 ................................................................ بارها بيترك -2-10-2-6 342 ................................ يرخطيغ ليتحل يها حالت جاديا -2-10-2-7

344 ............................................................... مدل ي هندسه ميترس -2-10-3 344 ............................................ يپ يسطح عناصر ميترس -2-10-3-1 344 ............................................... يطراح ينوارها ميترس -2-10-3-2

346 .......................................................... خاك گاه هيتك اختصاص -2-10-4 347 .......................................... زنده و مرده يسطح بار اختصاص -2-10-5 347 .......................... يا منگنه برش كنترل ي هيناح ي اندازه يمعرف -2-10-6 348 ................................................................... يطراح يها ميتنظ -2-10-7

349 .......................................................... نامه نييآ انتخاب -2-10-7-1 349 ................................... يطراح يبارها بيترك انتخاب -2-10-7-2 351 ........................... يطراح ينوارها يطراح يپارامترها -2-10-7-3 352 ............................... يا منگنه برش يطراح يپارامترها -2-10-7-4

353 ................................................................ يپ يطراح و ليتحل -2-10-8 354 .................................................................... خاك فشار كنترل -2-10-9 358 ............................................................. يا منگنه برش كنترل -2-10-10 360 .................................................................. يپ مجدد يطراح -2-10-11 365 ....................................... ازين مورد يطول يلگردهايم شينما -2-10-12

يخمش قاب با طبقه هفت ساختمان كي يطراح و ليتحل: سوم فصل

367 ......................................... ژهيو يواگرا يبند مهار و ژهيو 367 .................................................................................................... مقدمه -3-1 368 .................................................................................. ساختمان يمعمار -3-2 375 ................................................................................ يا سازه مشخصات -3-3

375 ................................................... سازه باربر يها ستميس انتخاب -3-3-1 378 .............................................................. اعضاء مقاطع و مصالح -3-3-2

379 ...................................................................................... يثقل يبارگذار -3-4 379 ..................................................................... ها طبقه سقف وزن -3-4-1 381 .................................................................... شنيپارت و وارهايد -3-4-2 383 .............................................................................. زنده يبارها -3-4-3

383............................................................... خرپشته و پله اتاق بار -3-4-4 383.......................................................................يكياستات زلزله يبارگذار -3-5

383............................................................ساختمان وزن ي محاسبه -3-5-1 385.............................................................................. زلزله بيضر -3-5-2 387.................................................. طبقات نيب زلزله يروين عيتوز -3-5-3 388....................................................... پلان در زلزله يروين عيتوز -3-5-4 389.......................................................................... يا لرزه بيضرا -3-5-5 390................................................................... متعامد يها زلزله اثر -3-5-6

391............................................. ژهيو يخمش قاب يدست يطراح و ليتحل -3-6 392........................................................ يثقل بار تحت قاب ليتحل -3-6-1 395........................................................ زلزله بار تحت قاب ليتحل -3-6-2 397.............. سوم ي طبقه در D-2و C-2 يها تقاطع نيب ريت يطراح -3-6-3 400..................................... سوم طبقه در D-2 تقاطع ستون يطراح -3-6-4 403......................................... فيضع ريت يقو ستون ضابطه كنترل -3-6-5 404............................................. ستون به ريت رداريگ اتصال يطراح -3-6-6 409........................................................ يوستگيپ يها ورق يطراح -3-6-7 410............................................ستون بال يموضع خمش كنترل -3-6-7-1 410.............................................................. جان يموضع ميتسل -3-6-7-2 411.......................... يفشار يروين مقابل در ستون جان يدگيله -3-6-7-3 411...................................................................... يفشار كمانش -3-6-7-4

411................................................... يا لرزه يا ژهيو ضوابط -3-6-7-5 412................................................... يگوستيپ ورق يطراح -3-6-7-6 414.................................................... مضاعف ورق يطراح -3-6-7-7

415..................................... ژهيو يواگرا يمهاربند يدست يطراح و ليتحل -3-7 417............................... يثقل بار تحت واگرا يمهاربند قاب ليتحل -3-7-1 418............................... زلزله بار تحت واگرا يمهاربند قاب ليتحل -3-7-2 422................................................................................ ريت يطراح -3-7-3 424.......................................................................... مهاربند يطراح -3-7-4 426............................................................................ ستون يطراح -3-7-5 428......................................................... ونديپ يرهايت دوران كنترل -3-7-6 432.................................................... ونديپ ريت كننده سخت يطراح -3-7-7

ده

433 ....................................................ساده سر دو يرهايت يطراح و ليتحل -3-8 T1 ......................................................................... 434 پيت يرهايت -3-8-1 T2 ......................................................................... 435 پيت يرهايت -3-8-2 T3 ......................................................................... 436 پيت يرهايت -3-8-3 T4 ......................................................................... 436 پيت يرهايت -3-8-4

437 ............................................................ )يكيناميد شبه( يفيط يبارگذار -3-9 438 ................................................................. سازه فنر و جرم دلم -3-9-1 438 ...................................................... سازه يارتعاش يمدها نييتع -3-9-2 441 ................................................................................ پاسخ فيط -3-9-3 442 .............................................................................. يفيط ليتحل -3-9-4 445 ................................................ جرم جذب و مشاركت بيضرا -3-9-5 446 ..................................................................... مدها جينتا بيترك -3-9-6 447 ......................................................... يفيط ليتحل جينتا اصلاح -3-9-7

ETABS ................................................... 448 ي برنامه در سازه يمدلساز -3-10 448 .................................................................. دلم ساخت شروع -3-10-1 451 ........................................................... مدل مشخصات يمعرف -3-10-2

451 ......................................................................... مصالح -3-10-2-1 452 ................................................. يفولاد ياعضا مقاطع -3-10-2-2 457 ...................................................... مركب سقف مقطع -3-10-2-3 458 ................................................................. ليحا واريد -3-10-2-4 459 ........................................................... اتصال ي چشمه -3-10-2-5 461 ............................................................ صلب افراگميد -3-10-2-6 462 ......................................................... زلزله پاسخ فيط -3-10-2-7 464 ................................................................ بار يالگوها -3-10-2-8 466 ............................................. يسطح يبارگذار يالگو -3-10-2-9 468 ...................................... سازه جرم ي محاسبه يالگو -3-10-2-10 P- .................................................... 469 اثرات ميتنظ - 3-10-2-11 470 ...................................................... ليتحل يها حالت - 3-10-2-12 473 .................................................. مودال ليتحل حالت - 3-10-2-13 475 .............................................................. بارها بيترك - 3-10-2-14

478 ..................................................................... سازه مدل ميترس -3-10-3

479................................................................ ستون ميترس -3-10-3-1 480................................................................. رهايت ميترس -3-10-3-2 482.......................................................... مهاربندها ميترس -3-10-3-3 483............................................................ ها سقف ميترس -3-10-3-4 485................................................ ليحا يوارهايد ميترس -3-10-3-5

487.............................................................. مشخصات اختصاص -3-10-4 487........................................................................ گاه هيتك -3-10-4-1 488.............................................. اعضاء ييانتها يآزادساز -3-10-4-2 490................................................... ييانتها صلب ينواح -3-10-4-3 491............................................ رهايت يطراح يها ستگاهيا -3-10-4-4 491.................................................. اعضاء خودكار ميتقس -3-10-4-5 492........................................................... اتصال ي چشمه -3-10-4-6 493............................................................ صلب افراگميد -3-10-4-7 494................................................ سقف يبارگذار جهت -3-10-4-8

495....................................................................... بارها اختصاص -3-10-5 495...................................................... ها سقف يبارسطح -3-10-5-1 496..................................................... يجانب يوارهايد بار -3-10-5-2 499.................................................................. پله اتاق بار -3-10-5-3 501....................................................... پله قاتا يبارگذار -3-10-5-4

502............................................................................. سازه ليتحل -3-10-6 504........................................................................... سازه يطراح -3-10-7

504............................................ اعضاء يطراح ي پردازنده -3-10-7-1 505................................................ يطراح يكل يها ميتنظ -3-10-7-2 507...................................................... يطراح يپارامترها -3-10-7-3 510.................................... يطراح يبارها بيترك انتخاب -3-10-7-4 511............... خودكار انتخاب مقاطع يطراح در يبند پيت -3-10-7-5 512............................................... يطراح اتيعمل ياجرا -3-10-7-6 515..................................... مقاطع يبند پيت و كردن يينها -3-10-7-7

526................................................... يطراح يها يخروج يبررس -3-10-8 526................................. سوم طبقه در يخمش قاب ستون -3-10-8-1 528.................................. سوم ي طبقه در يخمش قاب ريت -3-10-8-2

يازده

D .................. 531 ينما سوم، طبقه در واگرا يمهاربند ريت -3-10-8-3 D .................................. 532 ينما در سوم ي بقهط مهاربند -3-10-8-4 EBF ....................................... 533 ستميس يطراح يبررس -3-10-8-5

535 ................................................................ يفيط ليتحل يبررس -3-10-9 535 ..................................... يكيناميد ليتحل يها يخروج -3-10-9-1 537 ...................................................... يكيناميد هيپا برش -3-10-9-2 539 ............................. يفيط ليتحل براساس سازه يطراح -3-10-9-3

540 ................................................ يطراح يليتكم يها يخروج -3-10-10 543 ........................................................... ميمستق يطراح روش -3-10-11 ETABS ...................... 546 ي برنامه يها يخروج يبعض يبررس -3-10-12

546 .............................................................. ها طبقه وزن - 3-10-12-1 547 ..................................................... سازه اسكلت وزن - 3-10-12-2 548 ........ طبقات برش و يسخت ،يسخت مركز جرم، مركز - 3-10-12-3 551 ................................................ سازه يجانب ييجابجا - 3-10-12-4 554 ......................................... يداخل يروين يها اگراميد - 3-10-12-5 556 ....................................... يگاه هيتك يها العمل عكس - 3-10-12-6 557 ...............................................يارتعاش يمدها شكل - 3-10-12-7

SAFE ............................................... 559 ي برنامه يورود جاديا -3-10-13 561 .......................................................................................... يپ يطراح -3-11

563 ............................................................ يپ مدل ساخت شروع -3-11-1 563 ........................................................... مدل مشخصات فيتعر -3-11-2

563 ......................................................................... مصالح -3-11-2-1 565 .................................................................... يپ مقاطع -3-11-2-2 566 .............................................. ليحا واريد معادل مقطع -3-11-2-3 567 .............................................................. خاك گاه هيتك -3-11-2-4 567 ........................................... شبكه خطوط كردن اضافه -3-11-2-5 568 ................................................................ بار يها الگو -3-11-2-6 568 ................................................................ بارها بيترك -3-11-2-7 571 ............................................... خاك يبلندشدگ ليتحل -3-11-2-8

571 ........................................................................ يپ مدل ميترس -3-11-3 575 ........................................................... يطراح ينوارها ميترس -3-11-4

579......................... يپ يسطح يبارگذار و مشخصات اختصاص -3-11-5 581................................................................... يطراح يها ميتنظ -3-11-6 584................ يطراح و ليتحل اتيعمل انجام و ليتحل يها ميتنظ -3-11-7 584.................................................................... خاك فشار كنترل -3-11-8 586................................................................ يا منگنه برش كنترل -3-11-9 588.................................................... يطول يلگردهايم مساحت -3-11-10

يخمش قاب كي يكيناميد و يكياستات يخط ريغ ليتحل: چهارم فصل

591 ......................................................................... ژهيو 591.................................................................................................... اتيكل -4-1 594......................................................................................... پروژه يمعرف -4-2 595..................................................................................... مقاطع و مصالح -4-3 596...................................................................................... يثقل يبارگذار -4-4 597........................................................................... زلزله يجانب يبارگذار -4-5

597.......................................................... يرخطيغ يكياستات ليتحل -4-5-1 599.......................................................... يرخطيغ يكيناميد ليتحل -4-5-2 600..................................................... يجانب و يثقل يبارها بيترك -4-5-3 601.......................................................... هدف مكان رييتغ محاسبه -4-5-4

603.................................................... ها ستون و رهايت يرخطيغ مشخصات -4-6 ETABS ..............................................................614 ي برنامه در يمدلساز -4-7

616.................................................................... مدل ساخت شروع -4-7-1 618.............................................................. مدل مشخصات يمعرف -4-7-2

618........................................................................... مصالح -4-7-2-1 619............................................................................ مقاطع -4-7-2-2 619............................................................ كيپلاست مفاصل -4-7-2-3 625............................................................. اتصال ي چشمه -4-7-2-4 626..................................................................... طرح فيط -4-7-2-5 628............................................................... نگاشت شتاب -4-7-2-6 631.................................................... جرم ي محاسبه روش -4-7-2-7 P- ...................................................................632 اثرات -4-7-2-8 633.................................................................. مودال ليتحل -4-7-2-9

دوازده

634 ................................................................ بار يالگوها -4-7-2-10 635 ............................................................ليتحل يحالتها -4-7-2-11 642 ................................................................... بار بيترك -4-7-2-12

644 ....................................................................... سازه مدل ميترس -4-7-3 645 ............................................ مدل ياعضا مشخصات اختصاص -4-7-4

645 .............................................. صلب افراگميد و گاه هيتك -4-7-4-1 646 ...................................... اتصال ي چشمه و طبقات جرم -4-7-4-2 647 ..................................................... ييانتها صلب ينواح -4-7-4-3 648 ........................................................... كيپلاست مفاصل -4-7-4-4

648 .................................................................................. يبارگذار -4-7-5 653 ................................................................................ مدل ليتحل -4-7-6 655 ............................................................ مودال ليتحل يها كنترل -4-7-7 658 ......................................... يكياستات يرخطيغ ليتحل يها كنترل -4-7-8

661 .... يا لرزه يپارامترها و تيظرف يمنحن كردن يچندخط -4-7-8-1 665 ................... هدف مكان رييتغ %120 در مقاومت كنترل -4-7-8-2 665 ................................... طبقات ينسب مكان رييتغ حداكثر -4-7-8-3 667 ................................................. ها ستون يمحور يروين -4-7-8-4

670............................... كيپلاست مفاصل شكل رييتغ كنترل -4-7-8-5 Rd ...........................................................673 بيضر كنترل -4-7-8-6

673............................ يرخطيغ يزمان ي خچهيتار ليتحل يها كنترل -4-7-9 673................................................................ اعضا مقاومت -4-7-9-1 676................................................ طبقات ينسب مكان رييتغ -4-7-9-2 679............................................................اعضا شكل رييتغ -4-7-9-3 681..................................... يخروج يها گزارش از استفاده -4-7-9-4 683.......... كيپلاست مفاصل يرفتار يمنحن يكيگراف شينما -4-7-9-5

افزارهاي طراحي و ترسيم جزئيات ها ـ نرم معرفي شركت ابر سازه 685 ..................................... اسكلت فولادي، بتني، پي و سوله

721 ........................... معرفي شركت مهندسين مشاور سازيران

اول فصل معموليهمگراي تحليل و طراحي يك ساختمان سه طبقه با قاب خمشي و مهاربندي

مقدمه -1-1بـا مشروط بر آن كـه سـاختمان ه كرد دپذيري كم استفا هاي باربر جانبي با شكل توان از سيستم مي 2800هاي با ارتفاع كم مطابق با استاندارد براي ساختمان

نيـز 2و 1خيزي هاي با اهميت متوسط واقع در مناطق لرزه ، براي ساختمان2800استاندارد 4-3) جدول 1زياد نباشد. مطابق يادداشت (خيلي زياد و اهميت ـ 4و 3خيزي هاي با اهميت متوسط واقع در مناطق لرزه پذيري كم مجاز نيست. براي ساختمان هاي با شكل استفاده از سيستم د نيز حداكثر ارتفاع ساختمان باي

ي در نظـر گرفتـه شـده بـراي فصـل حاضـر پذيري كـم هسـتند. پـروژه هاي با شكل هاي خشمي فولادي معمولي جز سيستم متر محدود شود. قاب 15به ي شـوند. همچنـين نكـات اوليـه در فصل حاضر بررسي مـي ها ساختماني فولادي با قاب خمشي معمولي است. نكات بارگذاري ثقلي و جانبي اين سيستم

شود. اي كنترل مي به صورت دستي و رايانه LRFDهاي حدي حالت ها براساس روش ي اين نوع ساختمانطراحهـا نكـات خـاص انـد. ايـن محاسـبه در نظـر گرفتـه شـده SAFEو ETABSهاي اي برنامه هاي رايانه هاي دستي براي كنترل برخي از محاسبه محاسبه

هاي دستي نيز انجـام برخي تحليلكنند. سعي شده است علاوه بر طراحي دستي افزارها را تشريح مي هاي نرم كنند و برخي خروجي را روشن مي اي نامه آييني تهيـه نهايـت بـراي آشـنايي خواننـدگان بـا نحـوه شـوند. در هاي كلي ثقلي مرده، زنده و زلزله به صورت كامل به طور دستي انجام مي شوند. بارگذاري

شوند. هاي اجرايي ساختمان طراحي شده در انتهاي فصل ارائه مي افزار، نقشه ي نرمهاي اجرايي براساس خروج شهنق شوند: در فصل حاضر اهداف كلي زير دنبال مي

هاي باربر ثقلي و جانبي يرريزي و تشكيل سيستمتگذاري، ستون تعيين جزئيات اجرايي سقف و ديوارها بارگذاري ثقلي و توزيع بارهاي ثقلي مرده و زنده رگذاري جانبي باد و زلزلهبا هاي سازه تحليل دستي برخي المان هاي سازه به صورت دستي طراحي بعضي از المان

SAFE و ETABS ازهاي فولادي با استفاده هاي ساختمان محاسبات پروژه /2

طراحي اتصالات به صورت دستي ازي، تحليل و طراحي ساختمان در مدلسETABS ي مدلسازي پي در برنامهSAFE هاي اجرايي ي نقشه ترسيم و ارائه

طراحـي اسـكلت براي ،2800استاندارد از بارگذاري زلزله براي مبحث ششم مقررات ملي، از راي بارگذاري ثقليي حاضر ب در تحليل و طراحي پروژهاستفاده خواهد شد. در اين پـروژه سـعي ACI 318ي نامه و در نهايت براي طراحي پي از آيين AISC 360ي نامه مبحث دهم مقررات ملي و آيين از فولادي

ذكر شده به صورت مفصل مورد بحث و بررسي قرار گيرند.شود كه تمامي مراحل مي كليات پروژه -1-2

هـاي ي فصل حاضـر در نظـر گرفتـه شـده اسـت. پـلان اي نسبتاً منظم براي پروژه افزاري، ساختماني با هندسه هاي دستي و مدلسازي نرم براي آماده كردن محاسبههاي اطراف ساختمان، ديوارهاي امتداد توجه به محدوديتاند. با نشان داده شده 1- 1اري ساختمان در شكل هاي معم ها و ديگر جزئيات نقشه معماري، نماها، برش

ها در برش نشان داده شـده جنوبي با توجه به مجاورت همسايه بدون نما هستند. ارتفاع خالص طبقه - غربي ساختمان داراي نما و ديوارهاي امتداد شمالي - شرقيطور كه در بخـش بارگـذاري مـرده ديـده خواهـد شـد، شود. همان فرض مي 30cmرابربها به صورت حدودي شود. ضخامت سقف مي ت ديده - 1- 1در شكل

است. 30cmي تيرچه) برابر اي (دال به اضافه ها ممكن است كمي با اين مقدار فرض شده تفاوت داشته باشد. در هر صورت ضخامت سقف سازه ضخامت سقفت و در نظـر گـرفتن -1-1. با استفاده از برش نشان داده شده در شـكل باشد كاربري مسكوني مي دارايهمچنين ساير طبقات همكف و ي پلان طبقه

بـراي در نظـر گرفتـه شـود. طبقات ي ارتفاع سازي معماري روي دال بايد در محاسبه اي طبقات را به دست آورد. كف توان ارتفاع سازه ضخامت سقف ميهـاي تأسيسـات مكـانيكي و سـاير جزئيـات، ضـخامت ديگر متفاوت است. به جهت قرارگيـري لولـه طبقات سازي معماري نسبت به همكف كف ي طبقهي باشد. به جهت سـادگي در پـروژه مي 30cmسازي روي پي در حدود ضخامت كف به صورت كلي .بيشتر است سازي طبقات سازي روي پي از كف كف

40)ت -1-1سقف نشان داده شـده در شـكل شود. ضخامت فرض مي 10cmاتسازي ساير طبق و كف 30cmهمكف برابر طبقه سازي حاضر كف )cm سازي است. اي و ضخامت كف شامل ضخامت سقف سازه

ارتفـاع اينكـه ارتفاع كل ساختمان است. با توجه به 0.005هاي كمتر از هشت طبقه برابر ، درز انقطاع براي ساختمان2800استاندارد 1-4-1مطابق بند ،ي سوم از روي پي روي سقف طبقهارتفاع با توجه به هاي حاضر روي كف پي قرار دارد. به اين ترتيب تراز پايه در پروژه، اي از روي تراز پايه است سازه

0.005برابردرز انقطاع 920 4.6 cm 5برابـر كـه درز انقطاع از طرفين شرقي و غربي سـاختمان آيد. بنابراين، به دست ميcm شـود در نظـر گرفتـه مـي الف نشان داده شده است. -1-1. درز انقطاع در شكل مناسب است

احـداث شـده IIكه سازه در زميني با خاك تيـپ شود فرض مي نينچ) قرار دارد. هم3خيزي متوسط (منطقه اي با لرزه شود كه ساختمان در منطقه ميفرض ن محـدوديت در نطر گـرفت هاي با اهميت متوسط هستند. با ، جزو ساختمان2800استاندارد 6- 1بندي بند هاي با كاربري مسكوني براساس گروه است. ساختمان

متر ارتفـاع داشـته باشـد. ارتفـاع 15، قاب خمشي فولادي معمولي در نظر گرفته شده براي ساختمان نبايد بيش از 2800استاندارد 4- 3) از جدول 1يادداشت ( ساختمان مجاز است.براي اين 3خيزي ي لرزه متر است. بنابراين استفاده از قاب خمشي فولادي معمولي در منطقه 9ساختمان حاضر در حدود

3/ تحليل و طراحي يك ساختمان سه طبقه با قاب خمشي و مهاربندي همگراي معمولي:فصل اول

درز انقطاع5cm

الف) پلان موقعيت ساختمان -1-1شكل


ب) پلان طبقه همكف (كاربري پاركينگ) -1-1شكل


پ) پلان تيپ طبقات (كاربري مسكوني) -1-1شكل


A-Aت) برش -1-1شكل

گذاري اوليه توسط مهنـدس هاي معماري، ستون ثر نقشهاكها هستند. در ها و برش پلان ،ترين جزئيات معماري براي يك مهندس سازه قابل توجه است كه مهمبه همين صورت انجام شده است كه با توجه به منظم بودن ساختمان مناسـب اسـت. در جهـت شـرقي غربـي گذاري اين پروژه نيز ستونشود. در معمار انجام مي

شمالي جنوبي با توجه بـه مجـاورت بـه ناپذير است. اما در جهت ين جهت اجتنابساختمان امكان تعبيه مهاربند وجود ندارد. بنابراين استفاده از قاب خمشي در ا هاي معماري دارد. ها و پلان همسايه در طرفين ساختمان امكان تعبيه مهاربند وجود دارد. انتخاب سيستم باربر جانبي ارتباط نزديكي با چيدمان ستون


ج) نماي غربي ساختمان -1-1شكل


شرقي ساختمان چ) نماي -1-1شكل


ح) پلان مبلمان -1-1شكل


بام بندي پشت خ) پلان شيب -1-1شكل


اي سازهمشخصات -1-3آيـد. ي فولادي به دسـت مـي ضاي سازهعو خطا ابعاد مناسب براي ا سعيبراي طراحي سازه به مشخصات مصالح و مقاطع نياز است براساس يك عمليات

مشخصات فولاد نرمه به كـار .باشدات مصالح به كار رفته مشابه مشخصات به كار رفته در طراحي رايج در كشور در اين پروژه سعي شده است كه مشخص نشان داده شده است. 3-1و 2-1، 1-1هاي رفته در طراحي اسكلت فلزي، بتن به كار رفته در طراحي پي و مشخصات مكانيكي خاك به ترتيب در جدول

ديمشخصات مصالح فولا - 1-1جدول

W 37850وزن واحد حجم، /kg m sE 6مدول ارتجاعي، 22.1 10 / kg cm 0.30ضريب پواسون،

yF 22400 /kgتنش تسليم، cm uF 24000 /kgتنش گسيختگي، cm

مشخصات مصالح بتني - 2-1جدول

W 32500 /kgوزن واحد حجم، m

cE 5مدول ارتجاعي، 22.1 10 / kg cm

0.20ضريب پواسون،

cf 2210 /kgمقاومت فشاري، cm

yf 23000 /kgتنش تسليم ميلگرد طولي، cm

ysf 22300 /kgتنش تسليم ميلگرد عرضي، cm

مشخصات خاك - 3-1جدول

skضريب بستر، aqتنش مجاز، نامه تيپ خاك طبق آيين

Type II 21.5 /kg cm 31.8 /kg cm

مكانيكي فولاد به نـوع فـولاد آيد. مشخصات ت مياز طريق آزمايش به دس 3-1و 2-1، 1-1هاي داده شده در جدولبيشتر مشخصات مكانيكي نشان ـ 240MPaتسليمفولاد نرمه با مقاومت استفاده از به كار رفته بستگي دارد. در ايران راي رايج است. مشخصات بتن نيز به عيار بتن بسـتگي دارد. معمـولاً ب


برابـر بـا ACIي نامـه اي مطـابق مبحـث نهـم مقـررات ملـي و آيـين بتن با عيار بالا وجود ندارد. حداقل مقاومت فشاري بتن سـازه ا نيازي به استفاده ه پي20MPaشود. مشخصـات اسـمي مصـالح از مياستفاده هاي فولادي و بتني از مشخصات اسمي مصالح براي طراحي است. شايان ذكر است كه در طراحي

مصالح مقاومتي بيش از مقدار اسمي تعيين شده داشته باشند. %95شوند كه اي تعيين مي هستند. مشخصات اسمي به گونهكمتر ميانگين مقادير بـه كـار رفتـه در اكثـر شـود. مقـاطع و جفت ناوداني استفاده مـي IPE ،IPEها، تيرها و بادبندها به ترتيب از مقاطع جفت در طراحي سازه، براي ستون

اي هـاي اجرايـي و عوامـل اجرايـي بسـتگي دارد. در بخـش لـرزه انتخاب مقاطع اعضاي فولادي به محـدوديت .هاي فولادي حاضر رايج هستند ساختمانشـود. در بخـش در نظـر گرفتـه مـي 25cmعها نيز ارتفا داده شده است. براي تيرچهر طع اعضاي فولادي قراهايي براي نوع مقا محدوديت 2800استاندارد

ها نيز طراحي خواهند شد. طراحي، تيرچه مدل رياضي ري، تيرريزي و تشكيلگذا ستون -1-4

2-1در شـكل ها ها و تيرها و انتخاب جهت تيرچه به توجه به پلان معماري نشان داده شده، مدل رياضي پلان ساختمان پس از مشخص كردن محل ستون ها مشابه است. ي حاضر پلان طبقه نشان داده شده است، در ساختمان پروژه

يگذاري و تيرريز اي، ستون پلان مدل سازه -2-1 شكل


ـ ستونها انتقال دهند. جهت ه ستونها گرفته و ب بار را از تيرچه ،Xجهت باربراي انتخاب شده است كه تيرهاي جهت تيرچه به گونه اي ونـه ه گها نيز ب) باشد. به جهت اين كه از لحاظ اجرايي اتصال تيرها به جـان جنوبي -شماليقاب خمشي ( عمود بر شود كه محور قوي مقطع ستون در جهت قرار داده مي

بايـد Xجهـت حمـال جنوبي قـرا رداده نشـوند. تيرهـاي -ها روي تيرهاي شمالي مشكل است، ترجيح داده شده است كه بار تيرچه IPEهاي جفت ستون Yي تيرهاي جهـت در حالي كه كليه ؛دار است ها به صورت گير بارهاي ثقلي را علاوه بر بار جانبي تحمل كنند. اتصال تيرهاي حمال قاب خمشي به ستون

دهـد. همـانطور نشان مي تيرها را مفصليهاي اتصال 2-1با مهاربندي به صورت مفصلي است. اتصال تيرهاي پاگرد پله نيز به صورت مفصلي است. شكل ها مفصلي است. ي خرپشته به ستون شود اتصال تيرهاي طبقه كه مشاهده مي

اي باربر سازه هاي سيستم -1-5امكان استفاده از مهاربندي واگـرا وجـود اين كه در جهت نمادارغربي) ساختمان نما وجود دارد. با -ي حاضر در جهت عرضي (شرقي در ساختمان پروژه

قـرار دادن بادبنـد در شود، در ورودي پاركنيگ امكان قـرار دادن مهاربنـدي وجـود نـدارد. عـدم پاركينگ مشاهده مي ي ، اما همانطور كه در پلان طبقهدارد ،غربـي -رقيش ـبراي سيستم باربر جانبي سـاختمان در جهـت شود. به همين دليل تنها گزينه ي پاركينگ باعث عدم تقارن در سيستم باربر جانبي مي دهانه

خيزي متوسط قرار اي با لرزه به دليل اين كه ساختمان داراي اهميت متوسط است و در منطقه ،هاي قبلي بحث شد همانطور كه در بخشقاب خمشي است. توان از قاب خمشي معمولي براي ساختمان استفاده كرد. متر است مي 15دارد و ارتفاع آن كمتر از

ي ميـاني بادبنـد و در دهانه Dو Aروي محورهاي .ربند در طرفين ساختمان وجود داردي هر گونه مها تمان امكان تعبيهجنوبي ساخ -در جهت شمالي ها بار ثقلي بزرگتري هاي بلندشدگي ستون است. زيرا در اين حالت ستونوي مياني كاهش نير شود. علت قرار دادن مهاربند در دهانه ضربدري قرار داده مي

جنوبي) قاب ساده (اتصال مفصلي) با مهاربندي ضـربدري معمـولي اسـت. -ت. در واقع سيستم باربر جانبي ساختمان در جهت طولي (شماليخواهند داشسـاختمان متر اسـت و چـون ارتفـاع 15معمولي ستم باربر جانبي مهاربندي همگرايهاي با سي حداكثر ارتفاع ساختمان 2800استاندارد 4-3مطابق جدول

سـتون بـه صـورت مفصـلي -ي اتصال تير ها به نقطه متر است استفاده از اين نوع سيستم در جهت طولي بلامانع است. اتصال مهاربندي 15متر از حاضر كورت ي حاضر كافي باشد. در جريان عمليـات طراحـي در ص ـ ي پروژه طبقه ي مهاربند براي ساختمان سه رسد كه قرار دادن دو دهانه خواهد بود. به نظر مي

، قـرار ضريبي به نام ضريب نامعيني سـازه، 2800توجه است كه در ويرايش جديد استاندارد هاي مهاربندي را افزايش داد. قابل توان تعداد دهانه نياز ميار رفته طراحي شده است. اعتقاد بر اين است كـه افـزايش اي در سيستم باربر به ك ي نامعيني سازه داده شده است. اين ضريب براي اطمينان از كفايت درجه

در اين صورت براي رسيدن به خرابـي سيسـتم بـاربر بـه ازير ،دهد اطمينان به سيستم باربر جانبي براي تحمل بارهاي زلزله را افزايش مي ،ي نامعيني درجهبرابر ي نامعيني كافي وجود ندارد ضريب هايي كه درجه ساختمانود. در پذيري سيستم بيشتر خواهد ب تشكيل مفاصل پلاستيك بيشتري نياز است و شكل

ايـن ي ي محاسـبه بخش بارگذاري زلزلـه توضـيحات بيشـتري در مـورد نحـوه شود. در افزايش داده مي %20توصيه شده است. يعني بار جانبي زلزله 1.2 ضريب داده خواهد شد.

بلـوك در جزئيـات مربـوط بـه -سـاير مشخصـات سـقف تيرچـه شود. استفاه مي 25cmبر ثقلي از سقف تيرچه بلوك با ارتفاع بلوكبراي سيستم بار تيرهـاي ابي، جـوش دادن خ ـچنين انتشود. دليل هاي خمشي قرار داده مي ها روي قاب بخش قبلي ذكر شد كه بار تيرچه. در شده استبارگذاري نشان داده


(طـولي) تنهـا Yاست. در اين حالت تيرهاي جهـت IPEستون تر از جوش دادن به جان تر و مناسب حمال روي بال ستون است كه از لحاظ اجرايي سادههـاي بـاربر ثقلـي و سيستم 3-1شكل كنند. در تحمل مي نيز كناري بار ديوارهاي جانبي راهاي خمشي را ايفا خواهد كرد. البته تيرهاي نقش رابط بين قاب

اند. جانبي ساختمان نشان داده شدهشود. به جهت پيشگيري طبقه اجرا مي به جز براي تير پاگرد پله كه در پلان نيم ؛هاي تير در جهت عرضي با قاب خمشي به صورت گيردار است اتصال

قابـل يي كه تيرها در يك تراز به ستون وصـل نشـوند سـختي خمش ـ ضمن در صورتشود. در اين تير مفصلي ميبقه ط از ايجاد لنگر خمشي در اتصال نيمهاي تيرهاي پله همگـي بـه صـورت ها مفصلي هستند. اتصال جهت طولي به دليل استفاده از مهاربندي و قاب ساده تمام اتصالشود. در توجهي ايجاد نمي

. شوند ميورت مفصلي در نظر گرفته هاي تير به تير به ص مفصلي هستند. به جهت جلوگيري از ايجاد پيچش، اتصالشـود. ي ستون به صورت گيردار در نظر گرفته مي هاي خمشي و طراحي اقتصادي قاب خمشي، اتصال ستون به صفحه جايي قاب به منظور كاهش جابه

جـايي ليـل وجـود مهاربنـدها جابـه اين جهت بـه د شود. در جهت طولي با قاب ساده اتصال ستون به صفحه ستون به صورت مفصلي در نظر گرفته ميدر شود. به صورت خلاصه اتصال ها لنگر قابل توجهي در پاي ستون ايجاد نمي هاي پاي ستون جانبي سازه كوچك بوده و حتي در صورت گيردار بودن اتصال

غرب و شرق ساختمان به دليل وجـود يها ي ستون از لبه ي صفحه لبه .ي ستون در جهت عرضي گيردار و در جهت طولي مفصلي است ها به صفحه ستون فاصله دارد. 5cmي درز انقطاع به اندازه

ها و ديوارها و برآورد بار زنده جزئيات سقف -1-6

حث ششم مقررات ملـي مبشود. همچنين با استفاده از ها و ديوارهاي داخلي و بيروني در اين بخش انجام مي هاي مربوط به وزن واحد سطح سقف محاسبهها و بام بايد به صـورت جداگانـه محاسـبه شود. قابل توجه است كه دو نوع جزئيات سقف مربوط به پلان تيپ طبقه تعيين مي بار زنده واحد سطح طبقات

مبحث ششم 1-6پيوست شماره هاي مصالح موجود در وزن شود. در ها نيز به صورت جداگانه محاسبه مي شوند. همچنين وزن ديوارهاي جانبي و پارتيشنشود. اما در بارگذاري نهـايي همين دليل وزن جزئيات در اين بخش با استفاده از واحد كيلوگرم محاسبه مياز واحد كيلوگرم استفاده شده است. به همچنان

شود. نتيجه به كيلونيوتن تغيير داده مي ها جزئيات سقف -1-6-1

ريـزي بـا مـلات ها فرض شده است كه پوكـه ئيات اجرايي سقف طبقات و بام نمايش داده شده است. در اين شكلبه ترتيب جز 5-1و 4-1در دو شكل ي فـولادي نيـز اضـافه ركاري با آجر مجوف و ملات ماسه سيمان است. توجه داشته باشيد كه به مقادير فوق بايد وزن اسكلت سـازه سيمان معادل آج ماسه

ي فولادي وزن واحد سطح اسكلت سازه ETABS كيلوگرم برمتر مربع است. برنامه 50 ي فولادي حدود ازهسسطح اسكلت شود. معمولاً وزن معادل واحد قـادر ETABS ي مقايسه خواهد شد. قابل توجه است كـه برنامـه ETABSهاي برنامه مقدار فرض شده در ادامه با خروجي كند. ها اعلام مي را در خروجي

دسـتي بـه كـار هـاي شده تنها بـراي محاسـبه فرضولادي را به صورت دقيق محاسبه كرده و با بار مرده جمع كند. مقدار معادل است وزن اسكلت سازه ف رود. مي


1

2

4

5

6

7

840 cm10 cm 10 cm

25 c

m

3

=(0.025)(2250) 56.25

=(0.03)(2100) 63.00

=(0.07)(850) 59.50

=(0.05)(2500) 125.00

[ ]=100( ) (0.10)(0.25)(2500) 125.0050

=(10)(8) 80.00

=(0.02)(1600) 32.00

=(0.01)(1300) 13.00

= ≈ 2553.75 555 /kg m∑

1

2

3

4

5

6

7

8

2.5cm

3.0cm7.0cm

5.0cm

8.0kg

2.0cm1.0cm

موزاييك

دال بتنى

تيرچه بتنى

اندود گچملات گچ و خاك

10 عدد بلوك سفالى

ملات ماسه سيمانپوكه آجر با ملات سيمان

جزئيات سقف طبقات -4-1شكل

5.0cm

5.0cm

2.0cm1.0cm

3.0cm7.0cm

آسفالت

دال بتنى

تيرچه بتنى

اندود گچملات گچ و خاك

10 عدد بلوك سفالى

ملات ماسه سيمانپوكه آجر با ملات سيمان

8.0kg

جزئيات سقف بام -5-1شكل

جزئيات ديوارها -1-6-2هايي كنار هر شكل ي وزن واحد سطح ديوار نيز در جدول داده شده است. محاسبه جزئيات اجرايي ديوارهاي جانبي نمادار و بدون نما نشان 6-1در شكل

ي بار وارد بر تيرهاي محيطي از اين وزن واحد سطح ديوار استفاده خواهد شد. نشان داده شده است. در محاسبه

يوار را كاهش داد. به اين ترتيـب وزن واحـد سـطح وزن د %30توان به صورت حدودي براي بارگذاري ديوارهاي نمادار، با توجه به وجود بازشو مي20.7ديوار جانبي با نما برابر 3.0 2.1 /kN m شود پس از اعمال كاهش مربوط بـه اثـر بازشـوها وزن واحـد سـطح چنانچه مشاهده مي .آيد به دست مي

شود. ديوارهاي با نما و بدون نما تقريباً يكسان مي


آجركارى با آجر مجوفو ملات ماسه سيمان

گچ و خاكگچ و خاك ملات ماسه سيمان

سنگ تراورتن

گچ

گچ

20cm

آجركارى با آجر مجوف20cmو ملات ماسه سيمان

2cm2cm

2cm

2cm

1cm

1cm

اي خارجيجزئيات ديواره -6-1شكل

نشـان داده 7-1هاي مربوط به وزن واحد سطح اين ديوارهـا در شـكل وجود دارد. محاسبه 20cmو 10cmي حاضر دو نوع تيغه با ضخامت در پروژه شده است.

ها بايد جزء بارهـاي زنـده محسـوب مبحث ششم جديد بار پارتيشنابق شود. مط معادل گسترده محاسبه ميصورت ههاي داخلي ب معمولاً بار پارتيشنهاي با وزن واحد سطح بيش داشته باشد. مطابق مبحث ششم، بار پارتيشن ده وجودينها در آ جايي پارتيشنكنيم كه احتمال جاب اين پروژه فرض ميشود. در

22از /kN m ي همكف (پاركنيـگ) و طبقـات هاي معماري طبقه گرفته شده و در موقعيت واقعي خود اعمال گردد. از پلانبايد به صورت بار مرده در نظر22از 20cmهـاي وزن تيغـه 7-1هاي انجام شده در شـكل مطابق محاسبهشود. هاي داخلي استفاده مي ي طول پارتيشن براي محاسبه /kN m تر اسـت. بيش ـ

22از 10cmهاي داخلي پارتيشنها بايد به صورت بار مرده لحاظ شده و در محل واقعي خود اعمال گردد. وزن بنابراين بار اين تيغه /kN m كمتـر اسـت و24مبحث ششم، اگر بار زنده كف از 2-2-5-6ند توان از سربار معادل استفاده كرد. طبق استثناء ذكر شده در ب ها مي براي آن /kN m بزرگتر باشد نيازي بـه

1-5-6شوند، براسـاس جـدول در پاركنيگ پارك مي 40kNكننده نيست. با فرض اين كه خودروهايي با وزن كمتر از در نظر گرفتن بار زنده ديوار تقسيم


23اركنيگ برابربار زنده كف پ /kN m ي اول لازم ي جـرم طبقـه و مشمول اين استثناء نيست. شايان ذكر است كه سر بار معادل پاركينگ تنها براي محاسبه است و نقشي در بارگذاري ندارد.



گچ و خاك

گچ

گچ و خاك

گچ

گچ و خاك

گچ

گچ و خاك

گچ

20cm20cm

0.5cm 0.5cm

1.5cm 1.5cm 2 cm 2 cm

1cm 1cm

تمانخهاي داخلي سا جزئيات تيغه -7-1شكل

آيد. براي به دست مي 27.64mبرابرطبقات 10cmهاي پ نشان داده شده است، طول كل پارتيشن - 1- 1شكل با استفاده از پلان معماري تيپ طبقات كه در ضمن طول جداكننده آشپزخانه نيـز بـه صـورت متر است. در اين محاسبه طول درها نيز لحاظ شده است. در 7.4برابر 10cmهاي گ طول پارتيشننيي پارك طبقه

است. مساحت طبقه بدون احتسـاب 2.90mت برابر - 1- 1سازي طبقات طبق شكل كف 10cmها با احتساب ضخامت ارتفاع پارتيشن .پارتيشن لحاظ شده استبـه 10cmهـاي هاي انجام شده، وزن سربار معادل تيغـه ها و محاسبه گيري است. با استفاده از اندازه 295mحدود پله (چون پارتيشن در اتاق پله وجود ندارد) اتاق

سازي پاركينگ). كف 30cmمتر است (با احتساب 2.5ي پاركنيگ ارتفاع كل پارتيشن برابر طبقهآيد. براي صورت زير به دست مي

2 .......................................................................................................................................................... طبقات 227.64 2.9 1.46 1.23 / 1 /95

kN m kN m

27.4............................................................................................................................................................................ پاركينگ 2.5 1.46 0.25 1 /95

kN m

21محدوديت /kN m .21.25ها به مقدار پارتيشن سر بار معادلبراساس مبحث ششم مقررات ملي است /kN m رند شـده و بـه صـورت بـار زنـده لحـاظي پاركينگ شود. براي طبقه به صورت مستقيم روي تيرهاي زير ديوار اعمال مي وزن جزء بارهاي مرده محسوب شد 20cmهاي واهد شد. براي پارتيشنخ

21بار معادل /kN m شود. مياستفاده


جزئيات پله -1-6-3اسـت. ارتفـاع هـر گـام پلـه بـه طـور تقريبـي 1.05m) برابـر دو طرف پله (رفـت و برگشـت دهد. عرض مايش ميرا ن ها جزئيات اجرايي پله 8-1شكل تـوجهي در در نظر گرفته شده است. ممكن است اين گام فرض شده با مقدار دقيق نقشه معماري يكسان نباشد. اما در هر صورت خطاي قابل 19cmبرابر

شود. اثر اين تقريب حاصل نمي

گچ

گچ و خاك

ها جزئيات اجرايي پله -8-1شكل

ي پلـه براسـاس توان بار افقي پله را محاسـبه كـرد. زاويـه ي پله نسبت به افق مي كند. با احتساب زاويه ي افقي اثر مي بار پله بر واحد طول تصوير شده شود. است. بار مرده واحد طول افقي پله به صورت زير محاسبه مي 32زاويه برابراين 8-1آيد. براساس شكل ارتفاع گام پله به دست مي

2100 3.20(0.86)( ) 6.65 /30 cos32

kN m

26.65طبقه نيز برابر شود كه وزن واحد سطح كف پاگرد نيم براي سادگي فرض مي /kN m شود. مي ضفر

safe و etabs - elme-omran.com

Documents