معرفی مشخصات عمومی پروژه:

این پروژه مربوط به یک سوله صنعتی واقع در شهر چناران میباشد که مشخصات کلی آن به شرح زیر است:

• تعداد طبقات : 2 طبقه
• ابعاد پلان طراحی: 12*22 مترمربع
• وضعیت ساختمان های اطراف: ساختمان از سه طرف در مجاورت همسایه و جهت دهانه بزرگتر به خیابان است.
• ارتفاع زیر زمین : 4.2متر
• ارتفاع سوله تا تاج : 12.4 متر
• شیب سقف سوله : 17%
• کاربری زیر زمین : پارکینگ
• کاربری طبقه همکف : انبار مواد غذایی
• محل ساختمان : چناران
• نوع خاک : 2
• سیستم مقاوم جانبی در جهت بزرگتر : مهاربند همگرای معمولی
• سیستم مقاوم جانبی در جهت کوچکتر : قاب خمشی متوسط
• نوع سقف سوله : سبک صنعتی
• نوع سقف زیر زمین : تیرچه کرومیت
• نوع دیوارها : بلوک سفالی

 

آیین نامه های مورد استفاده:

ü آیین نامه بارمرده وزنده:مبحث ششم مقررات ملی ساختمان (بارهای وارد بر ساختمان)

ü ایین نامه بار برف:مبحث ششم مقررات ملی ساختمان(بارهای وارد بر ساختمان)

ü آیین نامه بار زلزله:آیین نامه 2800زلزله ایران

ü آیین نامه طراحی داخلی:مبحث دهم مقررات ملی ساختمان

ü آیین نامه طراحی خارجی: آیین نامه طراحی مقاطع در نرم افزار AISC 360- 05- LRFD

ü روش طراحی سازه: LRFD

 

نرم افزار مورد استفاده:

ETABS 2015:برای تحلیل و طراحی سازه

 

مشخصات مصالح مصرفی:

 

علاوه بر فولاد، بتنی با وزن وجرم واحد حجم صفر نیز تعریف شده است که در تعریف مقطع سقف تیرچه بلوک به عنوان مصالح دال بتنی مشخص میگردد دلیل آن هم اعمال کل وزن سقف تیرچه بلوک به کف ها میباشدکه با اینکار دیگر برنامه وزن بتن روی تیرچه ها ودال بتنی را مجددا محاسبه نمیکند.

بارهای وارد بر سازه به دو بخش تقسیم میشود:

1-بارهای ثقلی 2-بارهای جانبی

بار های ثقلی:

بار های ثقلی وارد بر ساختمان شامل بارهای مرده وزنده می باشند.مقدار بارهای مرده بر اساس جزئیات اجرایی سقف ها ودیوارها ومقدار بار زنده بر اساس کاربری قسمت های مختلف ساختمان تعیین میگردد پس از محاسبه ی مقادیر بار واعمال آنها به سازه توزیع بار کف ها به تیر ها به صورت خودکار توسط برنامه صورت میگیرد.

لازم به ذکر است که که جزئیات اجرایی سقف ودیوارها باید به واقعیت اجرا نزدیک باشد وضوابط ومحدودیت های ایین نامه ها ونشریه 55سازمان مدیریت در مورد حداقل ضخامت ها رعایت شده باشد.که در این پروژه کلیه ضوابط رعایت شده است.

بارهای مرده:

· بار مرده سقف بام

· بار مرده سقف طبقه زیر زمین

· محاسبه بار مرده دیوارهای پیرامونی فاقد نما

· محاسبه بار مرده دیوارهای پیرامونی دارای یک طرف نما

بارگذاری به گونه ایست که بار دیوارها به صورت بارخطی به تیر های زیر آنها وارد شده وبار کف ها به صورت بارگسترده در محل خود وارد میشوند بار تیغه ها نیز اگر از مقدار مشخصی کمتر بود میتوان به صورت بارگسترده به صورت سطحی بر کف ها وارد شود که در ادامه کامل توضیح میدهم.

بار وزن واحد سقف سوله مطابق جزئیات متعارف برابر 120kg/m2 در نظر گرفته می‌شود. و بار سقف پارکینگ نیز به صورت زیر بدست می‌آید.

بار مرده دیوارهای فاقد نما

بار مرده دیوارهای نمادار

بار زنده

مطابق مبحث ششم مقررات ملی ساختمان بار زنده سقف سوله معادل 150kgf/m2 و بار زنده انبار مواد غذایی معادل 600kgf/m2 در نظر گرفته می‌شود. همچنین بار پارکینگ معادل 300kgf/m2 می‌باشد.

بار برف

بار برف بنا به تعریف وزن لایه برفی است که بر اساس آمار موجود در منطقه احتمال تجاوز از آن در سال کمتر از 2 درصد (دوره بازگشت 50 سال) باشد.

برای محاسبه بار برف از رابطه 6-7-1 مبحث ششم استفاده می‌نماییم. این رابطه به شرح زیر می‌باشد.

با توجه به آیین نامه چناران جزو مناطق گروه 4 بوده و برف زیاد دارد. بنابراین P_g = 150 kgf/m2

بارهای جانبی

همانطور که می دانیم بارهای جانبی موجود در این سازه شامل بارهای زلزله و بار باد (هر کدام که بحرانی تر باشند) میباشد. در ادامه به محاسبه هر یک از این دو بار به صورت جداگانه خواهیم پرداخت و محاسبات لازمه را برای تبیین بار بحرانی انجام خواهیم داد.

بار جانبی زلزله

چنانچه بخواهیم نیروی زلزله را به سازه اعمال کنیم نیاز به محاسبه یک ضریب به نام ضریب زلزله و همچنین وزن موثر سازه خواهیم داشت. با ضرب شدن ضریب زلزله و وزن موثر سازه، نیروی زلزله حاصل خواهد شد. به طور کلی برای محاسبه ضریب زلزله در انواع سازه ها ممکن است دو حالت وجود داشته باشد:

حالت اول: سازه در دو جهت متعامد دارای یک نوع سیستم باربر جانبی باشد. در این حالت ضریب زلزله در هر دو جهت یکسان می‌باشد و محاسبه ضریب زلزله تنها برای یک جهت کفایت خواهد کرد.

حالت دوم: سازه در دو جهت متعامد دارای دو نوع سیستم باربر جانبی متفاوت باشد. در این حالت باید برای هر جهت ضریب زلزله را به صورت جداگانه محاسبه کنیم.

مقدار ضریب زلزله از رابطه زیر محاسبه میشود.

که در این رابطه:

A : نسبت شتاب مبنای طرح

B : ضریب بازتاب ساختمان

I : ضریب اهمیت ساختمان

R : ضریب رفتار ساختمان

محاسبه ضریب زلزله

با توجه به توضیحات ارائه شده و با توجه به متفاوت بودن سیستم های باربر جانبی در دو جهت X و Y دو ضریب زلزله متفاوت برای دو جهت x , y بدست می آوریم.

با توجه به داده های مسئله داریم:

W=120*22*12=31680kg

V=CW= 6652.8 kg

بار جانبی باد

مطابق مبحث ششم مقررات ملی ساختمان فشار جانبی وارده بر ساختمان ها ناشی از بار باد از رابطه زیر تعیین می‌شود.

که در این رابطه، P فشار خارجی است که به صورت استاتیکی در جهت عمود بر سطح چه در حالت فشار وارد بر سطح و چه مکش به سمت خارج از سطح، عمل می‌کند. پارامترهای دخیل در این رابطه را در ادامه همراه با نحوه تعیین آنها شرح خواهیم داد.

فشار مبنای باد q

فشار مبنای باد بر حسب کیلو نیوتن بر متر مربع از رابطه زیر تعیین می‌شود:

q=0.0000613V²

V سرعت مبنای باد بر حسب کیلومتر بر ساعت می‌باشد.

برای سقف های سوله:

برای جهت رو به باد :

برای جهت پشت به باد :

مساحت اعمال فشار باد بر دیوارهای سازه :

11.38*22=250.36 m2 , 11.89*12=142.68 m2

V=69.4*(0.8+0.5)*250.36= 22587.5 kg

با مقایسه برش پایه زلزله و باد درمیابیم که برش پایه باد قالب بوده و لذا نیازی به اعمال و در نظر گرفتن برش پایه زلزله نمی باشد.

بررسی منظمی یا نامنظمی ساختمان

1- ارتفاع ساختمان کمتر از 50 متر است.

2- نامنظمی هندسی در پلان : پیش رفتگی یا پس رفتگی خاصی که بخواهد باعث نامنظمی هندسی در پلان شود دیده نمی شود. مطابق استاندارد 2800 پس رفتگی یا پیش رفتگی تا 20 درصد طول پلان در آن جهت مشکلی ندارد اما چنانچه این ضابطه رعایت نشود سازه نامنظم در پلان و به طور خاص نامنظمی هندسی خواهد داشت. بنابراین سازه دارای نامنظمی در پلان نمیباشد.

3- نامنظمی پیچشی : وجود نامنظمی پیچشی وقتی قابل بررسی است که سازه به طور کامل آنالیز و طراحی شده باشد. اما اگر سعی شود که در پلان اولیه توزیع سیستم باربر جانبی به صورت متقارن باشد عملاً نامنظمی پیچشی نیز وجود نخواهد داشت. در این پروژه با توجه به توزیع منظم مهاربندها که سیستم های باربر جانبی سازه هستند میتوان انتظار داشت که سازه نامنظمی پیچشی نداشته باشد.

4- نامنظمی در دیافراگم : با توجه به اینکه پلان ها دارای بازشوهای قابل توجه نیستند، چنین نامنظمی ای در پلان این پروژه دیده نمی شود.

5- نامنظمی خارج از صفحه سیستم باربر جانبی : نامنظمی خارج از صفحه سیستم باربر جانبی نیز با توجه به اینکه بادبندها را می توان در طبقات در یک قاب قرار داد و آنها را جابجا نکرد، دیده نمی شود.

6- نامنظمی سیستم باربر جانبی غیر موازی : نامنظمی سیستم های باربر جانبی غیر موازی در سازه دیده نمی شود. به عبارتی سیستم های باربر جانبی در هر دو جهت اصلی ساختمان قرار دارند و در جهت غیر از محور های متعامد ساختمان قرار ندارند.

7- نامنظمی هندسی در ارتفاع : نامنظمی هندسی در ارتفاع دیده نمی شود. به عبارتی ساختمان به طور منظم در ارتفاع پیش رفته و طبقات مختلف مساحت های مختلف ندارند.

8- نامنظمی جرمی : نامنظمی جرمی نیز به دلیل پخش منظم جرم در پلان طبقات دیده نمیشود.

9- نامنظمی سیستم های باربر جانبی : نامنظمی سیستم های باربر جانبی نیز در ارتفاع هم با توجه به توزیع یکنواخت مهاربندها و همچنین عدم تغییر دهانه مهاربندها در بیش از یک دهانه در این پروژه وجود ندارد. اگر مهاربندهای یک صفحه یا دهانه را در ارتفاع به دهانه های دیگر که بیش از یک دهانة مجاور است منتقل کنیم نامنظمی سیستم های باربر جانبی رخ خواهد داد.

10- نامنظمی در سختی : نامنظمی در سختی نیز با توجه به اینکه سختی طبقات پایین تر قاعدتاً به دلیل قرار گیری مقاطع سنگین تر بیش از طبقات بالاتر است، قاعدتاً دیده نمی شود، این نامنظمی فقط در موارد خاص ممکن است پیش آید.

11- نامنظمی در مقاومت : نامنظمی در مقاومت هم به دلایلی تقریباً مشابه با بند قبلی دیده نخواهد شد.

نتیجه : بنابراین با توجه به موارد گفته شده به طور کلی، سازه را میتوان یک سازه منظم دانست. و در نتیجه با توجه به آیین نامه مجاز به استفاده از آنالیز استاتیکی خواهیم بود.

معرفی مشخصات مصالح فولادی:

در سوله هم از مقاطع نورد شده و هم از مقاطع ساخته شده از ورق استفاده می‌شود. در این باره نیاز است در مورد تنش تسلیم مورد انتظار طبق بند 10-3-2-3 مبحث دهم تمهیداتی در مورد ضرایب R_yبسته به نوع مقطع صورت گیرد.

ST37 (1.25) : برای مهاربندهای سقفی و استرات ها

ST37 (R1.2) : مقاطع نورد شده

ST37 (R1.15) : مقاطع ساخته شده از ورق

10-3-2-3- ضریب R_y تولیدات فولادی

طبق تعریف، ضریب R_yعبارت است از نسبت تنش تسلیم مورد انتظار به حداقل تنش تسلیم تعیین شده، که به منظور در نظر گرفتن افزایش مقاومت مورد نیاز باید در محاسبات مد نظر قرار گیرد. کاربرد ضریب R_y در محاسبات لرزه ای سازه های با شکل پذیری مختلف در بخش های مربوطه ارائه شده است. مقدار ضریب R_yاز رابطه زیر تعیین می‌شود.

که در آن :

F_y – تنش تسلیم تعیین شدة فولاد

F_ye– تنش تسلیم مورد انتظار فولاد

ضریب R_y اساسا برای انواع تولیدات فولاد متفاوت بوده و به عوامل متعددی نظیر شکل مقاطع، افزودنی های به کار رفته در طی روند تولید فولاد در کارخانجات بستگی دارد. مطابق مقررات این مبحث ضریب R_yباید به شرح جدول 10-3-2-1 در نظر گرفته شود.

جدول 10-3-2-1- مقادیر R_y برای انواع تولیدات فولاد

معرفی مقاطع مورد استفاده :

در ستون های دارای تکیه گاه مفصلی به علت وجود لنگرهای خمشی بزرگ در راس ستون و صفر شدن این لنگرها در پای ستون نیاز به ممان اینرسی مقطع ستون در رأس آن، به حداکثر می‌رسد و در پای ستون نیازی به ممان اینرسی مقطع احساس نمی‌شود. بنابراین نمای ستون در قاب به صورت غیر منشوری در می‌آید. و شانه آن پهن تر و پای آن باریک تر طرح می‌شود.

در طراحی تیر ورق ها، با سطح بزرگی از ورق با ضخامت کم روبرو هستیم. بزرگترین مسئله که در طراحی با آن روبرو هستیم، ناپایداری ارتجاعی (کمانش) این ورق ها می‌باشد. سطح مقطع قابهای صنعتی عموماً به شکل I شکل هستند که در آن ها ایجاد بال در طول یک عضو ثابت ولی ارتفاع جان بستر به اندازه لنگر خمشی عضو متغییر در نظر گرفته می‌شود.

تعریف مقاطع :

به جهت تعریف مقاطع غیر منشوری نیاز است مقاطع I شکل تعریف کنیم. دقت شود این مقاطع تجربی انتخاب می‌شوند و سپس کنترل های آن و همچنین کفایت مقاطع آن مورد بررسی قرار میگیرند. ابتدا برای تعریف مقطع ستون و رفتر نیاز است مقاطعی رو در نرم افزار تعریف کنیم (I شکل) و آنها رو به مقاطع غیر منشوری تعریف کنیم.

معرفی مقاطع مورد استفاده

در ستونهای دارای تکیه گاه مفصلی به علت وجود لنگرهای خمشی بزرگ در رأس ستون و صفر شدن این لنگرها در پای ستون، نیاز به ممان اینرسی مقطع ستون در رأس آن به حداکثر می‌رسد و در پای ستون نیازی به ممان اینرسی مقطع احساس نمی‌شود. بنابراین نمای ستون در قاب به صورت غیر منشوری در می‌آید و شانه آن پهنتر و پای آن باریکتر طرح می‌شود. در طراحی تیر ورقها، با سطح بزرگی از ورق با ضخامت کم روبرو هستیم. بزرگترین مسئله که در طراحی با آن روبرو هستیم ناپایداری ارتجاعی (کمانش) این ورق‌ها می‌باشد.

سطح مقطع قابهای صنعتی عموما به شکل I هستند. که در آنها ابعاد بال در طول یک عضو ثابت ولی ارتفاع جان بسته به اندازه لنگر خمشی عضو متغییر در نظر گرفته می‌شود.

تعریف مقاطع

به جهت تعریف مقاطع غیر منشوری نیاز است مقاطع I شکل تعریف کنیم. دقت شود که این مقاطع تجربی انتخاب میشوند. ابتدا برای تعریف مقطع ستون و رفتر نیاز است مقاطعی را در نرم افزار تعریف کنیم (I شکل) و آنها را به مقاطع غیر منشوری تبدیل نماییم. مراحل زیر را در نرم افزار طی می‌کنیم.

طراحی دستی تیرهای اصلی

تیرهای فولادی معمولا برای خمش و برش طراحی شده و برای خیزهای ارتعاش نیز کنترل می‌شوند. برای طراحی یک نمونه از تیرهای اصلی روی آن تیر کلیک راست میکنیم تا نتایج مطابق زیر نمایش یابد. سپس بر روی Details و سربرگ Envelope وارد شده و نتایج را مطابق زیر مشاهده میکنیم.

نتایج حاصل از محاسبات و خروجی ها برای تیر مورد نظر توسط نرم افزار به صورت زیر بدست آمده است که با توجه به این اطلاعات می‌توان محاسبات مربوط به طراحی تیر به روش حدی نهایی را به صورت دستی نیز انجام داد و با گزارش های نرم افزاری مقایسه نمود تا صحت نتایج معلوم و کنترل گردد.

 

ETABS 2015 Steel Frame Design

AISC 360-05 Steel Section Check (Strength Envelope)

 

Element Details

Level	Element	Unique Name	Section	Combo	Location	Frame Type	Classification
Story1	B28	115	IPE400	DStlS10	299.3	Intermediate Moment Frame	Compact

 

LLRF and Demand/Capacity Ratio

L (cm)	LLRF	Stress Ratio Limit
550.0	1	1

 

Analysis and Design Parameters

Provision	Analysis	2nd Order	Reduction
LRFD	Direct Analysis	General 2nd Order	Tau-b Variable

 

Stiffness Reduction Factors

αPr /Py	αPr /Pe	τb	EA factor	EI factor
0	0	1	0.8	0.8

 

Design Code Parameters

Φb	Φb	ΦTY	ΦTF	ΦV	ΦV-RI	ΦVT
0.9	0.9	0.9	0.75	0.9	1	1

 

Section Properties

A (cm²)	J (cm⁴)	I33 (cm⁴)	I22 (cm⁴)	Av3 (cm²)	Av2 (cm²)
84.5	51.3	23130	1318	48.6	34.4

 

Design Properties

S33 (cm³)	S22 (cm³)	Z33 (cm³)	Z22 (cm³)	r33 (cm)	r22 (cm)	Cw (cm⁶)
1156.5	146.4	1307	229	16.5	3.9	490048.5

 

Material Properties

E (kgf/m²)	fy (kgf/m²)	Ry	α
2E+10	24000000	1.5	NA

 

 

Stress Check forces and Moments

Location (cm)	Pu (kgf)	Mu33 (kgf-m)	Mu22 (kgf-m)	Vu2 (kgf)	Vu3 (kgf)	Tu (kgf-m)
299.3	0	27138.8332	33.8398	1859.9823	2.3192	0

 

Axial Force & Biaxial Moment Design Factors (H1-1b)

	L Factor	K1	K2	B1	B2	Cm
Major Bending	0.973	1	1	1	1	1
Minor Bending	0	1	1	1	1	1

 

Parameters for Lateral Torsion Buckling

Lltb	Kltb	Cb
0	1	1

 

Demand/Capacity (D/C) Ratio

D/C Ratio =	(Pr /2Pc ) + (Mr33 /Mc33 ) + (Mr22 /Mc22 )
0.968 =	0 + 0.961 + 0.007

 

Axial Force and Capacities

Pu Force (kgf)	ϕPnc Capacity (kgf)	ϕPnt Capacity (kgf)
0	173061.4499	182520

 

Moments and Capacities

	Mu Moment (kgf-m)	ϕMn Capacity (kgf-m)	ϕMn No LTBD (kgf-m)
Major Bending	27138.8332	28231.2	28231.2
Minor Bending	33.8398	4946.4

 

Shear Design

	Vu Force (kgf)	ϕVn Capacity (kgf)	Stress Ratio
Major Shear	20459.8057	49536	0.413
Minor Shear	0	62985.6	0

 

End Reaction Major Shear Forces

Left End Reaction (kgf)	Load Combo	Right End Reaction (kgf)	Load Combo
20459.8057	DStlS32	20459.8057	DStlS32

 

همچنین مشخصات مقطع انتخابی که IPE 400می‌باشد نیز به صورت زیر می‌باشد. این مشخصات در جداول اشتال نیز موجود بوده اما نرم افزار نیز آنها را محاسبه می‌کند تا در هنگام طراحی سازه از مشخصات ذکر شده برای طراحی و کنترل مقطع استفاده نماید.

از گزارش های فوق برای طراحی تیر استفاده می‌کنیم.

طراحی تیر برای خمش

مقدار لنگر خمشی در حد نهایی مطابق گزارش های نرم افزار که در فوق ارائه شده است بدین شرح می‌باشد:

برای طراحی تیر مورد نظر مطابق مبحث دهم مقررات ملی ساختمان لازم است که رابطه‌ی زیر برقرار باشد:

در رابطه اخیر ضریب کاهش مقاومت می‌باشد که برای تمامی حالات در خمش این ضریب برابر 0.9 خواهد بود. لذا داریم :

برای تیر مورد نظر باید مقطعی انتخاب شود که اساس مقطع پلاستیک بزرگتر و یا مساوی عدد محاسبه شده در مرحله قبل داشته باشد. با توجه به جدول اشتال اساس مقطع پلاستیک برای IPE400 برابر 1307 cm³می‌باشد بنابراین داریم :

اگر به نتیجه خروجی نرم افزار دقت کنیم، مشاهده خواهیم کرد که نرم افزار این نسبت را برابر 0.968 گزارش کرده است که مطابقت خوبی با محاسبات انجام شده دارد.

طراحی تیر برای برش

برای طراحی برش تیر نیز با توجه به خروجی های نرم افزار داریم:

برای کنترل برش وارده بر مقطع تیرها باید رابطه ی زیر ارضا شود.

که در این رابطه :

_vφ : ضریب کاهش مقاومت برشی

V_n: مقاومت برشی اسمی مقطع برابر است با :

برای مقاطع I شکل شرط زیر باید برآورده گردد:

این مقدار را می‌توان در قسمت Shear Pesign در محور اصلی Major از خروجی نرم افزار مقایسه کرد. که کاملا با هم مطابقت دارند.

به طریق مشابه مقاومت برشی مقطع در جهت محور فرعی به صورت زیر محاسبه می‌شود:

این مقدار را نیز می‌توان در قسمت Shear Design در محور فرعی مقطع Minor از خروجی نرم افزار مشاهده و مقایسه کرد، که کاملا مطابق هم هستند. که نشان دهنده صحت طراحی دستی و نیز صحت طراحی نرم افزار می‌باشد.

مقدار ظرفیت برشی مقطع در برابر برش های وارده :

همانطور که واضح است، مقطع انتخابی برای تیر مورد نظر از لحاظ برش وارده جوابگو بوده و مشکلی در برابر این دسته از نیروهای داخلی نخواهد داشت.

طراحی دستی ستون ها

نتایج طراحی ستون ها نیز همانند تیرها در نرم افزار گزارش شده و قابل مشاهده می‌باشد. که به صورت زیر بدست آمده است. مقدار نسبت ظرفیت بار مقطع از جمله مهمترین پارامترهای گزارش شده برای هر مقطع می‌باشد. که برای مقطع ستون مورد بررسی 0.689گزارش شده است. که معنا و مفهوم آن این است که ستون مورد نظر در برابر بارگذاری موجود مقاومت کافی دارد. در ادامه یک نمونه ستون را به صورت دستی طراحی می‌کنیم و نتایج طراحی دستی را با نتایج طراحی گزارش شده توسط نرم افزار مقایسه می‌کنیم تا صحت نتایج طراحی نرم افزاری را مورد بررسی قرار دهیم.

مشخصات مقطع ستون به صورت زیر می‌باشد :

گزارش طراحی ستون توسط نرم افزار

نرم افزار پس از طراحی ستون نتایج طراحی آن را به صورت زیر گزارش می‌کند و در اختیار قرار می‌دهد.

ETABS 2015 Steel Frame Design

AISC 360-05 Steel Section Check (Strength Envelope)

 

Element Details

Level	Element	Unique Name	Section	Combo	Location	Frame Type	Classification
Story1	C19	141	box15x15x1	DStlS10	0	Intermediate Moment Frame	Compact

 

LLRF and Demand/Capacity Ratio

L (cm)	LLRF	Stress Ratio Limit
420.0	0.653	1

 

 

 

Analysis and Design Parameters

Provision	Analysis	2nd Order	Reduction
LRFD	Direct Analysis	General 2nd Order	Tau-b Variable

 

Stiffness Reduction Factors

αPr /Py	αPr /Pe	τb	EA factor	EI factor
0.502	0.254	0.999987	0.8	0.79999

 

Design Code Parameters

Φb	Φb	ΦTY	ΦTF	ΦV	ΦV-RI	ΦVT
0.9	0.9	0.9	0.75	0.9	1	1

 

Section Properties

A (cm²)	J (cm⁴)	I33 (cm⁴)	I22 (cm⁴)	Av3 (cm²)	Av2 (cm²)
56	2744	1838.7	1838.7	24	24

 

Design Properties

S33 (cm³)	S22 (cm³)	Z33 (cm³)	Z22 (cm³)	r33 (cm)	r22 (cm)	Cw (cm⁶)
245.2	245.2	294.5	294.5	5.7	5.7

 

Section Properties --- Unsymmetric Sections

Ixy (cm⁴)	Imax (cm⁴)	Imin (cm⁴)	Smax (cm³)	Smin (cm³)	rmax (cm)	rmin (cm)	α (deg)
0	1838.7	1838.7	245.2	245.2	5.7	5.7	90

 

Material Properties

E (kgf/m²)	fy (kgf/m²)	Ry	α
2E+10	24000000	1.3	90

 

HSS Section Parameters

HSS Welding	Reduce HSS Thickness?
ERW	No

 

Stress Check forces and Moments

Location (cm)	Pu (kgf)	Mu33 (kgf-m)	Mu22 (kgf-m)	Vu2 (kgf)	Vu3 (kgf)	Tu (kgf-m)
0	-67442.5611	0	0	-0.1952	0	0

 

Axial Force & Biaxial Moment Design Factors (H1-1a)

	L Factor	K1	K2	B1	B2	Cm
Major Bending	0.881	1	1	1	1	1
Minor Bending	0.881	1	1	1	1	1

 

 

 

 

Parameters for Lateral Torsion Buckling

Lltb	Kltb	Cb
0.881	1	1.316

 

Demand/Capacity (D/C) Ratio

D/C Ratio =	(Pr /Pc ) + (8/9)(Mr33 /Mc33 ) + (8/9)(Mr22 /Mc22 )
0.689 =	0.689 + 0 + 0

 

Axial Force and Capacities

Pu Force (kgf)	ϕPnc Capacity (kgf)	ϕPnt Capacity (kgf)
67442.5611	97834.1254	120960

 

Moments and Capacities

	Mu Moment (kgf-m)	ϕMn Capacity (kgf-m)	ϕMn No LTBD (kgf-m)
Major Bending	0	6361.2	6361.2
Minor Bending	0	6361.2

 

Torsion Moment and Capacities

Tu Moment (kgf-m)	Tn Capacity (kgf-m)	ϕTn Capacity (kgf-m)
0	5589.1752	5030.2577

 

Shear Design

	Vu Force (kgf)	ϕVn Capacity (kgf)	Stress Ratio
Major Shear	0.2277	31104	7.321E-06
Minor Shear	0	31104	0

 

برای طراحی ستون برای بارهای فشاری باید رابطه‌ی زیر برقرار باشد:

در رابطه اخیر، _cφ ضریب کاهش مقاومت برای طراحی ستون هاست که مطابق مبحث دهم مقررات ملی ساختمان برابر 0.9 و P_n مقاومت فشاری اسمی مقاطع تحت فشار می‌باشد. مقدار مقاومت فشاری مقطع P_n برای معیار کمانش خمشی برابر رابطه‌ی زیر می‌باشد:

که A_g برابر سطح مقطع ستون و F_cr برابر تنش فشاری ناشی از کمانش خمشی است که حالت های مختلف برای محاسبة تنش فشاری ناشی از کمانش خمشی به صورت زیر می‌باشد:

طراحی مهاربند برای بار فشاری

اطلاعات خروجی نرم افزار برای مهاربندها نیز همانند تیرها و ستون ها می‌باشد. که به شرح زیر بدست آمده است.