طراحی تیر بتنی:
طراحی تیر بتنی یکی از از کارهای می‌باشد که هر طراح سازهای باید درروند طراحی خود انجام دهد در این جلسه از آموزش رایگان نرم‌افزار ایتبس به سراغ طراحی تیرها می‌رویم و در این جلسه (جلسه سی و پنجم ) از آموزش رایگان ایتبس باهم یاد می‌گیریم که چه زمانی ما به‌عنوان طراح سازهای می‌بایستی که ابعاد تیرهای خود را بزرگتر کنیم و یا چه زمانی مقدار آرماتورهای طولی و آرماتورهای عرضی خود را افزایش دهیم.
شاید یک ایده در طراحی تیرها این باشد که ما طراحان سازهای زمانی که با لنگر پیچشی در تیرهای خود مواجه شدیم به سراغ آرماتورهای طولی برویم و زمانی که نیروی برشی را در سازههای خود مشاهده کردیم به سراغ میلگردها و آرماتورهای عرضی برویم.
در این جلسه به‌طور کامل با نکاتی در مورد طراحی تیرهای بتنی آشنا می‌شویم که شاید هیچ‌گاه در هیچ کتابی بیان و مطرح نشده باشد.
تمایل دارید این جلسه و جزوه آموزشی آن را دانلود کنید؟
اين جلسه حاوي
- فيلم آموزشي بالا
- ۲ جزوه آموزشي براي درک بهتر ويديو به زبان فارسي
ميباشد، اگر تمايل داريد تمامي۴۴ قسمت آموزش ايتبس و تمامي جلسات آموزش سيف را دانلود کنيد، بايد عضو الماسي شهر نوين عمران ومعماري باشيد! چنانچه تاکنون ثبت نام نکرديد از طريق دکمه زير ثبت نام کنيد.
تاکنون بيش از ۲۰۰۰ نفر عضو الماسي شهر نوين عمران ومعماري شده اند!
هزينه عضويت تنها ۲۹ هزار تومان
زمانی که ما طراحان سازهای به‌کار طراحی سازههای خود مشغول هستیم در ابتدای کار کارهای اولیه را باید انجام دهیم. کارهای اولیه مثل مدل‌سازی خطوط راهنما و وارد کردن اطلاعات طبقات در سازه ما می‌باشد. پس از مدل‌سازی به سراغ تعریف مقاطع در نرم‌افزار می‌رویم و پس‌ازاینکه مقاطع خود را وارد نرم‌افزار کردیم آنها را به مدل خود اختصاص می‌دهیم و پس از آن می‌بایستی که اطلاعات مربوط به آیین‌نامه‌ها و بارگذاری سازه را وارد کنیم و در انتهای کار وقتی‌که سازه خود را به حالت اجرا و یا ران قراردادیم قفل نرم‌افزار ما بسته شد به سراغ ستونها و طراحی تیربتنی می‌رویم.
اما قبل از اینکه طراحی تیر بتنی را باهم شروع کنیم باید بدانیم که معمولاً ما طراحان سازهای ستونها و تیرهای سازه خود را همزمان باهم طراحی می‌کنید اما در این سری از مقالات آموزش نرم‌افزار ایتبس ما در ابتدای کار برای مفهوم بهتر مطالب طراحی ستونها را تعریف کردیم و پس‌ازاین که نکات مربوط به طراحی ستونها را بیان کردیم به سراغ اعمال این نکات در نرم‌افزار طراحی خودمان رفتیم. حالا نوبت به آن می‌رسد که طراحی مقدماتی تیرها در نرم‌افزار را بیان کنیم.
شاید بهتر باشد قبل از اینکه این نکات را باهم یاد بگیریم در ابتدای کار به مدل طراحی رایج مهندسان عمران ایرانی بپردازیم این مدل طراحی که اسمش سه پرسش می‌باشد شامل سه پرسش اساسی هست که مسیر مناسب را به ما نشان میدهند.
مدل سه پرسش یا ۳Question یا به‌طور مخفف ۳Q مدت‌هاست که از سبک طراحی کشورهای روز دنیا کنار رفته است ست و سبک‌های طراحی جدید جای آن را گرفتند که در این مدل‌ها روش‌های بسیار عملی‌تر و کارآمدتر بیان می‌شود ما در دوره جعبه‌ابزار طراحی سازههای بتنی در مورد به‌روزترین این مدل‌های طراحی صحبت می‌کنیم. اما اجازه بدهید تا باهم سازوکار مدل سه پرسش را بررسی کنیم.
در این مدل ما طراحان سازههای از خود سه پرسش اساسی را می‌پرسیم:
- چه نیروهایی در المان به وجود می‌آید؟
- این نیروها چه تأثیری بر روی سازه ما دارند
- درنهایت به سراغ سال سوم می‌رویم که بیان می‌کند چگونه می‌توانیم این نیروها را مهار کنیم؟
در مقالات قبلی و جلسات قبلی از آموزش باهم یاد گرفتیم که به سازههای ما دو دسته از نیروها وارد می‌شوند:
- نیروهای قائم
- نیروهای جانبی
نیروهای قائم شامل بارهای مرده و بارهای زنده و… می‌باشد و نیروهای جانبی سازه ما شامل بار جانبی زلزله ، بار جانبی باد و… می‌باشد. اما زمانی که باهم این نیروها را شناختیم متوجه می‌شویم که تأثیری که این نیروها روی سازه ما می‌گذارند. ناثیر نیروهای وارد بر سازه معمولاً به سه شکل لنگر خمشی نیروی برشی و لنگر پیچشی است.
تا اینجای کار باهم به دو پرسش اول پاسخ دادیم الآن فرصت به این می‌رسد که باهم به سراغ پرسش سوم برویم و آموزش ببینیم که چگونه می‌توانیم این نیروها و تأثیر آنها را در تیرهای خود مهار بکنیم!
به‌طورکلی زمانی که ما با طراحی تیر بتنی کار می‌کنیم با بهینه کردن سه موضوع می‌توانیم تمامی نیروها و تأثیر آنها را در سازه از بین ببریم و با آنها مقابله کنیم:
- مرد اول ابعاد تیرها می‌باشد!
- مورد دوم آرماتورهای طولی می‌باشند!
- مورد سوم آرماتورهای عرضی یا خاموت ها هستند!
ما طراحان سازهای با زیاد و یا کم کردن هرکدام از آنها می‌توانیم تیر خود را به‌صورت مناسب طراحی کنیم. ام یک سوال اینجا پیش می‌آید. با وجود ستونها و طراحی ستونها چرا باید تیرها را طراحی کنیم؟
دانستن این نکته الزامی می‌باشد بسیاری از اوقات که ما در طراحی ستونها به پاسخ مناسب نمی‌رسیم و به این دلیل در روند طراحی ستونها مدام ابعاد ستون خود را بزرگتر می‌کنیم. زمانی که ابعاد و اندازه ستون ما بزرگتر شود سختی ستون نیز افزایش پیدا می‌کند و با اضافه شدن سختی ستون ، ستون مجدداً نیروهای بیشتری را از سازه می‌گیرد. پس مشاهده می‌کنیم که ستون ما پاسخ مناسب را نمی‌دهد! در این حالت بهترین کار این می‌باشد که به‌جای تنها توجه کردن به ستون خودمان کل قاب‌سازه‌ای خود را تحلیل و طراحی بکنیم به یکی از موارد بسیار مهم تیرها در سازههای ما هستند به همین دلیل طراحی تیرهای بتنی بسیار حائز اهمیت می‌باشد!
معمولاً در آموزش‌های خودمان ما طراحی تیرهای بتنی و ستونها را همانند یک مسابقه ورزشی بوکس بیان می‌کنیم. در مسابقات بوکس ورزشکاران برتر قبل‌ازایتکه حمله خود را شروع کنند به موضوع دفاع می‌پردازند. حال دفاع این ورزشکاران ممکن است که متفاوت باشد.
- جاخالی دادن
- حرکات مناسب دست و سر
- …
ما طراحان سازههای نیز دقیقاً به همین صورت عمل می‌کنیم گاهی با افزایش ابعاد تیر خودمان گاهی با افزایش میلگردهای طولی خودمان و گاهی هم با افزایش میلگردهای عرضی در مقابله نیروهای وارد به سازه دفاع می‌کنیم.
حال اجازه دهید تا با یکدیگر تمامی این موارد را بررسی کنیم !
ابعاد تیرها و تاثیرآن‌ها در طراحی تیر بتنی :
تعیین ابعاد مقطع از اولین اهداف طراحی تیرهای بتنی است که در طراحی اولیه به آنها پرداخت می‌شود.معمولا تعیین ابعاد تیرهای بتنی از دو نظر برای ما اهمیت دارند.
- از نظر معماری سازه
- از نظر محدودیت‌های طراحی سازه
اصولاً ازنظر معماری بهتر است تا حد امکان از تیرها با ارتفاع کم استفاده شود تا علاوه بر بهبود نمای داخلی ساختمان، المان‌های سازهای فضای کمتری را در ساختمان اشغال کنند. طراحان معمار معمولاً تمایل دارند تا ارتفاع سقف‌های بیشتری را داشته باشند این ارتفاع سقف‌های بیشتر موجب دریافت نور بهتر در ساختمان‌ها می‌شود.
اما ازنظر سازهای این کار زمانی امکان‌پذیر می‌باشد که ما طراحان سازهای در طراحی تیر بتنی محدودیت‌ها را برطرف کرده باشیم. به‌بیان‌دیگر به دلیل مسائل اجرایی و محاسباتی طراحان سازهای نمی‌توان درصد بالایی از مقاومت تیر در برابر نیروهایی که با آنها مقابله می‌کند را با استفاده از آرماتورهای عرضی و طولی تامین کنند و خیلی از اوقات نیاز است که بتن و ابعاد بتنی نیز وارد این مسئله شوند.
همین‌طور در مواردی ممکن است که تغییر مکان‌های جانبی سازه در بازه‌های مجاور قرار نگیرند و ما طراحان سازهای نیاز داشته باشیم که سختی سازه را افزایش دهیم. دانستن این نکته الزامی است که آرماتورها هیچ تأثیر خاصی بر روی سختی اعضای بتنی ندارند و در طراحی تیر بتنی کارآمد نیستند پس در چنین شرایطی بهتر است که ما با کمک گرفتن از ابعاد اعضای قاب به‌ویژه تیرها این مسئله را برطرف کنیم!
آرماتورهای طولی و عرضی و تاثیر آنها:
در طراحی تیرهای بتن‌آرمه، آرماتورهای طولی به‌منظور تأمین مقاومت خمشی و پیچشی به‌کار می‌روند و آرماتورهای عرضی تأمین کننده مقاومت برشی و پیچشی در تیرها هستند.نکته جالب در بیان این مسئله این می‌باشد که برای رفع تلاش‌های پیچشی ما هم از آرماتورهای طولی و هم از آرماتورهای عرضی کمک می‌گیریم!
به دلیل این مطالب بیان‌شده رونده طراحی تیر بتنی و مخصوصاً آرماتورها به گونه‌ای می‌باشد که در ابتدا آرماتورهای موردنیاز برای هر یک از تلاش‌ها را به تفکیک محاسبه می‌کنیم و بعدازآن مجموعه این آرماتورها را با رعایت ضوابط و قوانین بیان‌شده در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان کنترل می‌کنیم سپس آنها را در مقطع تیر(Beam) قرار می‌دهیم همین‌طور باید دقت کنیم که در ضوابط آیین‌نامه طراحی هر یک از آرماتورها دارای مقدار حداقل و حداکثری می‌باشند.
زمانی که مقدار آرماتورها را محاسبه کردیم آنها را با این محدودیت‌ها کنترل می‌کنیم و زمانی که این محدودیت‌ها را برطرف کردند می‌توانیم طراحی تیر بتنی خود را به‌جایی برسانیم و سعی کنیم که ابعاد موردنظر آنها را تأمین کنیم.
اگر به دنبال نکات کامل در این باره میباشید حتما ویدیو بالا را مشاهده کنید!
سلام، با تشکر از آموزش‌های خوبتون، تا جایی که اطلاع دارم (اگر اشتباه نکنم) آرماتور طولی هم روی مقاومت برشی اثرگذار است، البته اگر از فرمول دقیق تر محاسبه مقاومت برشی استفاده بشه