حل مسائل فصل 3

1) هدف از طراحی در یک سازه چیست؟

هدف از طراحی یک عضو سازه ای یا یک سازه،تأمین ایمنی کافی و رعایت اقتصاد می باشد.یک عضو سازه ای اساسأ از آن جهت طرح می شود که از ایمنی کافی برخوردار باشد: به این مفهوم که در مقابل بارهای وارده و تحت انواع شرایط محتمل،از پایداری کافی برخودار باشد.

2) از مسائل تاثیر گذار در طراحی،چه مسائلی ماهیت احنمالی داشته و پیش بینی دقیق آنها ممکن نیست؟

الف)پیش بینی دقیق بارهای وارد بر سازه و نیز پیش بینی دقیق توزیع بارها امکان پذیر نیست،این مسأله بیشتر به ماهیت احتمالی "بار"برمی گردد.ارزیابی بیشتر بارها نضیر بار زنده،برف،باد وزلزله بر اساس برسی آماری و برآورد متنی بر توزیع احتمالی بار صورت می گیرد.

ب) مقاومت مصالح مصرفی نیز ماهیت احتمالی داشته و پیش بینی مقدار تنش تسلیم و یا مقاومت نهایی نیز بر اساس برسی های آماری و استفاده از توزیع های احتمالی صورت می گیرد

ج) آنالیز سازه و تعیین تنش در اجزائ سازه اصولأ براساس تئوری های صورت می گیرد که ممکن است در عمل به صورت کامل برقرار نباشد.

د)جزئیات اجرایی اجزاء سازه نیز به دلایل کارگاهی و خطاهای انسانی معمولأ به صورت کامل با آنچه در طراحی تعیین می شود،انطباق ندارد.

3) " ضریب اطمینان" چیست و چه نقشی ایفا می کند؟

ضریب اطمینان که هرچه بزرگتر باشد،ایمنی بیشتری برای سازه در نظر گرفته می شود،معمولأ برا ی تأمین ایمنی کافی در سازه باید شرایط بارگذاری را تا حدی دست بالا و شرایط مقاومت را تا حدودی دست پایین در نظر بگیریم تا "ضریب اطمینان" کافی در مقابل شرایط عملی فراهم گردد.

4)انواع روش های طراحی سازه را نام برده و مشخص کنید هر کدام از این روشها در چه دوره و زمانی

کاربرد داشته و دارند.

1)روش تنشهای مجاز 2)روش طراحــی مقاومت

* روش تنش مجاز که به نام روش تنش بهره برداری نیز خوانده می شود از روش های قدیمی طراحی سازه است که تا قبل از سال 1956 مـــیلادی به عنوان تنها روش طراحی سازه های بتن آرمه در آیین نامه مطرح بوده و از سال 1983 تحت عنوان روش دیگر طراحی به ضمیمه آئین نامه برده شده است.aci318

5) در روش تنش های مجاز ،بارهای جانبی بدون ضریب وارد می شوند یا با ضریب؟توضیح ذهید.

در مورد ترکیب بارهای قائم و بارهای جانبی در روش تنش های مجاز ،آئین نامه معمولأ قید می کنند که این بارها بدون ضریب جمع شوند:لیکن در این حالت مد توان تنش های مجاز را 33درصد افزایش داد.

6) ایمنی در روش های تنش مجاز چگونه تامیین می شود؟

در این مرحله با تعیین ضریب اطمینان مناسب بر اساس آئین نامه،شرایط لازم برای تأمین ایمنی کافی در طراحی سازه فراهم می شود.تنش های مجاز σ با تقسیم تنش تسلیم فولاد و یا مقاومت بتن بر عدد ضریب اطمینان تعیین مــی شود.

7) در روش طراحی مقاومت،چرا از ضریب کاهش مقاومت استفاده می شود؟

- احتمال مقاومت کمتر یک عضو بر اساس تغییرات ممکن در مقاومت مصالح مورده استفاده و ابعاد.

- دقیق نبودن معادلات طراحی

_ درجه شکل پذیری و قابلیت اعتماد مورد نیاز در عضو تحت بار و اهمیت عضو در سازه.

چند ترکیب بارگذاری برای اثرات بارهای قائم و زلزله باید در نظر گرفته شود؟aci 318-028) در روش

چطور؟ هرکدام از این ترکیبات را بنویسید. aci 318-99در روش

برای02-318 هفت روش ولی 2فرمول برای بار قائم و زلزله وجود دارد و برای 99-318،شانزده روش که 3 فرمول برای بار قائم و زلزله وجود دارد

1.4e)*****.9d+(1.4e) aci318-02برای روش

1.4d + 1.7l****0.75(1.4d + 1.7l)+(1.4e)

0.9d+(1.4e) aci318-99برای روش

9)چرا در روش طراحی مقاومتاز ظریب کاهش مقاومت(ø)استفاده می شود؟

چون ضریب کاهش مقاومت ø بر اساس وضعیت مورد نظر در طراحی مقطع استفاده می گردد.

10)ضوابط بهره برداری چیست و در روش طراحی مقاومت چگونه کنترل می شود؟

شرایط مناسب بهره برداری از اعضا تحت بارهای بهره برداری نیز کنترل می گردد این شرایط تحت عنوان ضوابط بهره برداری عنوان می گردد و شامل کنترل خیز تیر و نیز کنترل عرض ترک مقطع می باشد

11) توضیح دهید که روش طراحی در حالت حدی چگونه بر مفاهیم احتمالات استوار است؟

طراحی در حالت حدی یک روش مبتنی بر مفاهیم احتمالات است،احتمال شکست یک سازه را می توان با برآورد کمتری از مقاومت آن(r) و تخمین بالاتر از اثرات بار آن (s) و اطمینان از اینکه s≤r است کاهش داد.

12) نقش ضرائب øوα را در روش طراحی در حالت حدی مشخص کنید؟

α: ضریب بار است که قابلیت اضافه بار و نیز ابهامات متناظر با s را تعیین کرد و همچنین αبزرگتر از واحد است.

ø: ضریب کاهش ظرفیت و یا ظریب عملکرد و منعکس کننده موارد نا معلوم rاست وکوچکتر از واحد است.

13) منظور از حالت حدی نهایی و حالت حدی بهره برداری در طراحی در حالت حدی چیست؟

آن دسته از حالت های که با ایمنی مرتبط باشد،حالت حدی نهایی(نظیر مقاومت،کمانش،واژگونی و ..) و آن دسته از حالت های که استفاده موردنظر یا تصرف سازه را محدود می کند به نام حالت حــدی بــهره برداری خوانده می شود.

14) چرا مناسب تر است که ضرائب بار به ازای هر بار مشخص، متفاوت است؟

ضریب بار جداگانه برای هر نوع بار می تواند درجه متغییر ابهامات و نا معلومی متناظر با انواع گوناگون بار را بهتر منعکس کند،مثلأ بار مرده اصولأ با دقت بهتری قابل پیش بینی بوده و ضریب بار کمتری نسبت به ضریب بار بارهای زنده خواهد داشت

15) نقش ضرائب ترکیب بار و اهمیت (ψوγ)در آئین نامه کانادا چیست؟ اصولا آیا منطقی تر خواهد بود که ضرائب α،ψ، γ در آئین نامه های بارگذاری تعیین شوند یا در آیین نامه های طراحی؟چرا؟

ψ:ضریب ترکیب باراست که کاهش وقوع همزمان چند بار بصورت ضریب دار را لحاظ می کند

ضریب اهمیت بار است که عواقب انحدام یک عضو یک سازه را لحاظ می کندγ

* منطقی تر خواهد بود که ضرائب α،ψ، γ در آئین نامه های بارگذاری تعیین شوند چون در آئین نامه بارگذاری برای انواع مواد و سازه ها یکسان است

16) در آیین نامه بتن ایران "آبا" حالت حدی نهایی به چه صورت هایی ممکن است اتفاق بیفتد؟

الف) از دست رفتن تعادل سازه و یا قسمتی از آن به عنوان یک جسم صلب:

ب) تغییر شکل یا تغییر مکان سازه یا قسمتی از آن در حدی که شکل هندسی یا رفتار سازه را به کلی تغییر دهد

ج)رسیدن سازه به حداکثر ظرفیت باربری خود

17)در آبا،حالات حدی بهره برداری به چه صورت هایی ممکن است رخ دهد؟

الف) تغییر شکل بیش از اندازه سازه یا اجزاءآن

ب)صدمات موضعی نظیر ترک خوردگی،پوسته شدن و یا تخریب شدن بیش از حد سطح بتن

ج)لرزش بیش از حد سازه در اثر بارهای بهره برداری

د) حالت های دیگری که ممکن است با تشخیص مهندس محاسب سازه برای سازه های خاص با عملکرد نا متعارف تعیین شود

18) بر اساس آبا علاوه بر کنترل حالت حدی،چه موارد دیگری باید رعایت شود؟

الف)سازماندهی اجزاء و اتصالات چنان باشد که پااری کلی به هم پیوستگی سازه تأمین شود

ب)با پیش بینی تدابیر خاص،مقاومت سازه در مقابل آتش سوزی تأمین گردد.

ج) پایایی سازه تأمین شود

د)طراحی بایدحلقه ای از زنجیره ی طراحی-اجرا و نگهداری باشد و نسبت به انجام هرکدام از سه جزء اطمینان حاصل شود.

19) روش هایی را که آبا برای تحلیل یک سازه بتن آرمه مجاز می داند،نام ببرید.

*تحلیل خطی،تحلی خطی همراه با بازپخش مجدد محدود،تحلیل غیر خطی،تحلیل پلاستیک

20) رفتار غیر خطی مادی و رفتار غیر خطی هندسی را که در تحلیل غیر خطی سازه ها مورد توجه قرار میگیرند توضیح دهید.

21) ترکیبات بارگذاری لازم تحت تاثیر بارهای مرده،زنده و زلزله را بر اساس آبا بنویسید.

su= s(1.25d + 1.5l)بارهای مرده وزنده و زلزله su =s(d + 1.2l + 1.2(e or w))بار مرده،زنده و باد su =s(0.85d + 1.2(e or w ))

22) منظور از ضرائب جزئی ایمنی مقاومت در آیین نامه بتن ایران چیست و مقادیر آنها چقدر است؟

منظور تعیین مقاومت نهایی مقطع است،ضرائب جزئی ایمنی مقاومت بصورت زیر، در مقاومت های مشخصه بتن و فولاد ضرب می شود:

ضریب جزئی ایمنی مقاومت بتن:0.60=ø*

ø=0.85ضریب جزئی ایمنی مقاومت فولاد:*

23) چرا در آبا از ضرائب اصلاح مقاومت و بار (øوγ) استفاده می شود؟ مقادیر آنها چقدر است؟

بنا به دلایل خاص برای قطعه ای از سازه حاشیه ایمنی وسیع تری در نظر گرفته شود که در حال حاضر در طراحی تمام قطعات برابر 0.1 است

حل مسائل فصل 3

مطالب مشابه :

کتاب پایداری سازه ها

دانلود رایگان مجموعه نرم افزار جامع مسائل ژئوتکنیک( GEO5)+راهنمای کاربردی نرم افزار(مهندس حسن فراهان

طرح درس تحلیل مقدماتی

حل المسائل دینامیک سازه چوپرا

کتاب پایداری سازه ها (تئوریهای آسیب شکست غیرالاستیک و الاستیک) به همراه 700 تمرین

کتب جدید

بررسی گرایشات مهندسی عمران در مقطع کارشناسی ارشد

حل مسائل فصل 3