توضیحات :

‏

‏* این برنامه به درد چه کسایی میخوره؟

درس سازه‌های بتن مسلح از مهمترین دروس مهندسی عمران به شمار میاد. در واقع این درس از جمله مهمترین دروس کاربردی در حرفه مهندسی عمران، چه در ‏طراحی و چه در اجرا هست. توی امور محاسباتی امکان نداره با آنالیز تیر سر و کار نداشته باشی. این برنامه علاوه بر اینکه برای امتحانات مقطع کارشناسی و ‏کارشناسی ارشد در درس سازه های بتن مسلح مناسب است، بسیاری از فارغ التحصیلان مهندسی عمران در امتحانات نظارت و محاسبات و اجرای نظام مهندسی ‏‏(ورود به حرفه‌ مهندسان) از اون بهره میبرن و استفاده میکنن. این برنامه برای ماشین حساب‌های سری کلاسپد (‏ClassPad‏) نوشته شده است.‏

‏* این برنامه چه کارایی میتونه بکنه؟

جاری شدن یا جاری نشدن فولادهای فشاری در یک مقطع، به میزان فولاد کششی مقطع بستگی دارد. برای این منظور بایستی حداقل میزان فولاد کششی محاسبه شود. ‏برنامه قادر به محاسبه حداقل مساحت فولاد کششی مقطع، موقعیت تار خنثی، ارتفاع ناحیه فشاری بتن، میزان کرنش فولاد فشاری، تنش موجود در آرماتورهای ‏فشاری، درصد آرماتورهای کششی و لنگر خمشی قابل تحمل مقطع در تیر بتن آرمه مسلح با فولاد فشاری در وضعیت پلاستیک میباشد.‏

‏* این برنامه ویژگی خاصی هم داره؟

این برنامه بر اساس آیین نامه مبحث نهم مقررات ملی ایران سال 1392 و ماقبل آن‏ نوشته شده و علاوه بر اینکه فرمولهای متفاوت محاسبه مقادیر مورد نظر رو در هر قسمت نمایش میده، ‏امکان محاسبه هر بخش را به طور جداگانه فراهم میکنه و به کاربر این اجازه رو میده که فقط به اون بخشی از محاسبات بپردازه که سوال ازش خواسته و در محاسبات ‏بعدی هم، پارامترهای دریافت شده رو دیگه از کاربر نمیگیره تا از اتلاف وقت کاربر جلوگیری کنه. تقریبا همه فارغ التحصیلان رشته مهندسی عمران برای گرفتن ‏پروانه اشتغالشون مجبورن آزمون نظام مهندسی رو بگذرونن و خیلیا هم برای ارتقا پایشون مجبورن چند بار دیگه امتحان بدن و توی همه این امتحانا، چه نظارت و چه ‏محاسبات و حتی آزمون اجرا بحث سازه‌های بتنی هست و بحث آنالیز تیر از قسمتهای مهم مبحث 9 و سازه های بتنی به شمار میره. ضمن اینکه توی کار محاسبات ‏حتما با این موارد مواجه میشی. بنا بر این یکی از برنامه های پر کاربرد رشته مهندسی عمران به حساب میاد.‏

‏* دیگه؟

این برنامه کنترلهای لازم رو هم بعد از محاسبات هر بخش در نظر میگیره تا کاربر رو از وضعیت عملکرد تیر مورد آنالیز مطلع کنه که تا بتونه به وضعیت مربوطه ‏مراجعه کنه. ضمن اینکه برای هر قسمت محاسبات چندین روش مختلف ارائه میکنه که میتونی بر اساس اطلاعات مسئله روش مناسب رو انتخاب کنی.‏ این برنامه در ماشین حساب با نام‎ PorFulBa ‎نامگذاری شده که ‏PorFul‏ مخفف پر فولاده،‎ Ba ‎هم مربوط میشه به با فولاد فشاری‎.‎

سوال آزمون نظام مهندسی – رشته ‏عمران – محاسبات – پایه 3 سال 1386: ‏در یک تیر بتن آرمه با مقطع مربع ‏مستطیل به ابعاد ‏‎40×60‎‏ در صورتیکه در ‏اثر بارگذاری، کرنش در دورترین تار ‏بتن فشاری در لحظه نهایی ‏‎0.0035‎‏ ‏شود، کدامیک از جملات زیر صحیح ‏است؟

‏ ‏fc=200 kg/cm²; fy=4000 kg/cm²‎

‏1.‏ هر دو میلگردهای کششی و ‏فشاری جاری میشوند.‏
‏2.‏ فقط میلگردهای کششی جاری ‏میشوند و میلگردهای فشاری ‏جاری نمیشوند.‏
‏3.‏ هیچکدام از میلگردهای کششی ‏و فشاری جاری نمیشوند.‏
‏4.‏ فقط میلگردهای فشاری جاری ‏میشوند و میلگردهای کششی ‏جاری نمیشوند.‏

 

 

پاسخ سوال آزمون نظام مهندسی – رشته ‏عمران – محاسبات – پایه 3 سال 1386: آنالیز تیر بتنی با فولاد فشاری و تعیین چگونگی عملکرد آرماتورهای تیر با استفاده از برنامه ماشین حساب

‎برای مشخص شدن وضعیت جاری شدن فولاد ‏کششی باید مساحت آرماتورهای کششی رو با ‏مساحت فولاد بالانس کل مقطع در حالت ‏بالانس مقایسه کنیم، که اگه کمتر باشه یعنی ‏آرماتورهای کششیمون جاری شدن. برای ‏مشخص شدنش میریم از برنامه حالت بالانس ‏استفاده میکنیم (به آموزش مربوطه مراجعه ‏کنید). از اون برنامه میفهمیم مساحت فولاد ‏بالانس مقطع میشه 5315 میلیمتر مربع. وقتی ‏مقایسش میکنیم میبینیم که فولاد کششی کمتر ‏از مقدار بالانسه که یعنی فولاد کششی جاری ‏میشه.‏
برای فولاد فشاری هم اگه مساحت فولاد ‏کششی مقطعمون از یه حداقل مساحتی بیشتر ‏باشه باعث جاری شدن فولاد فشاری میشه. پس ‏برنامه رو شروع میکنیم.‏

‏1-‏
‎

برنامه در اولین صفحه کلیه محاسباتی رو که ‏میتونه انجام بده بهت نشون میده. از اون مهمتر ‏اینکه یه پیغام بهت میده که قبل از استفاده از ‏کلیه قسمتهای این برنامه باید از 2 تا مسئله ‏اطمینان حاصل کنی اونم همین اینه که بدونی ‏فولاد کششیت جاری میشه یا نه! که باید مثل ‏توضیحاتی که دادم عمل کرده باشی. و مورد ‏دوم هم اینه که بدونی فولاد فشاریت جاری ‏میشه یا نه که باید اولین گزینه رو انتخاب کنی ‏تا از این وضعیت مطلع بشی. تمام این کارا واسه ‏اینه که بفهمی باید چه تنشی رو توی محاسبات ‏وارد کنی، همین!‏

‏2-‏

خوب ما فهمیدیم که فولاد کششی جاری مشه ‏یعنی باید تنش تسلیم رو برای فولادهای کششی ‏در نظر بگیریم. برای این مسئله خاص، فقط ‏کافیه حداقل مساحت فولاد کششی برای جاری ‏شدن فولاد فشاری رو حساب کنیم و خلاص. ‏پس باید گزینه یک رو انتخاب کنیم.‏

‏3-‏

اون بالا برات تعریفش رو کرده که اصلا ‏چی هست! و پایین هم که فرمول محاسبش رو ‏بهت نشون میده.‏

‏4-‏

اگه مقدار ‏‎‎α₁ یعنی ضریب تنش معادل ‏یکنواخت رو داشتیم که به برنامه میدیم و اگه ‏هم مثل اینجا نداشتیم به برنامه میگیم برامون ‏حسابش کنه.‏

‏5-‏

مقدار مقاومت فشاری مشخصه بتن رو به برنامه ‏میدیم.‏

‏6-‏

برنامه برامون حسابش میکنه و بهمون میدش.‏

‏7-‏

ضریب جزئی ایمنی بتن رو به برنامه میدیم. در ‏آیین نامه مبحث 9، این مقدار برای بتن درجا ‏‏0.65 هستش که برنامه اون بالا بهت یادآوری ‏کرده. اگه از آیین نامه های دیگه استفاده ‏میکنی (که بعیده) باید یه جورایی با α و φ ‏محاسبه رو میزون کنی چون بعضی آیین نامه ها ‏α‏ ندارن و φ متفاوتی دارن.‏

‏8-‏

عرض مقطع رو هم به برنامه میدی.‏

‏9-‏

ضریب جزئی ایمنی فولاد رو به برنامه میدیم. در ‏آیین نامه مبحث 9، این مقدار برای فولاد 0.85 ‏هستش که برنامه اون بالا بهت یادآوری کرده. ‏اگه از آیین نامه های دیگه استفاده میکنی (که ‏بعیده) ممکنه φ متفاوتی داشته باشه.‏

‏10-‏

چون قبلا فهمیدیم که فولاد کششیمون جاری ‏میشن، پس تنش تسلیم رو به برنامه میدیم. اگه ‏جاری نمیشدن چی کار میکردیم؟ (توی کلاس ‏توضیحات لازم رو دادیم) به هر حال باید تنش ‏فولاد کششی رو به برنامه بدی.‏

‏11-‏

اگه داشتیمش که واردش میکنیم و اگه مثل ‏اینجا نداشتیم به برنامه میگیم این ضریب رو هم ‏برامون حساب کنه.‏

‏12-‏

ضریب رو حساب میکنه و میده.‏

‏13-‏

مدول الاستیسیته فولاد رو به برنامه میدیم.‏

‏14-‏

کرنش نهایی بتن رو هم که توی آیین‌نامه‌های ‏مختلف فرق داره میدیم. ما اینجا آیین نامه ‏مبحث 9 ایران ملاکه برامون که برای اغلب ‏بتن‌های آرمه همین 0.0035 هستش که البته ‏خود سوال این کرنش رو به ما داده. اما اگه ‏برای بتنهای پر مقاومت بود باید بریم از آیین‌نامه ‏قرائت کنیم.‏

‏15-‏

موقعیت آرماتور فشاری رو هم مشخص ‏میکنیم.‏

‏16-‏

مساحت فولاد فشاری رو هم که داریم و به ‏برنامه میدیم.‏

‏17-‏

دقت کن که اینجا ازت مقاومت مشخصه فولاد ‏فشاری رو خواسته نه تنش موجود در فولاد ‏فشاری. اگه بخوان مسئله رو بپیچونن میتونن نوع ‏فولاد فشاری رو با فولاد کششی متفاوت بدن ‏که اذیتت کنن ولی با این برنامه اذیت نمیشی!‏

‏18-‏

اینم از حداقل مساحت فولاد کششی که اگه ‏مقطعت داشته باشه، باعث جاری شدن فولاد ‏فشاریت میشه.‏

‏19-‏

حالا میاد ازت مساحت فولاد کششیت رو ‏میگیره که با مقدار قبلی مقایسش کنه و تکلیفت ‏رو روشن کنه! اینجا ما مساحت رو داشتیم ولی ‏اگه نداشتیم این برنامه خودش تعداد میلگردها ‏رو میگرفت ازت و برات مساحت رو حسابش ‏میکرد.‏

‏20-‏

بعد از مقایسه میاد بهت میگه فولاد فشاریت ‏جاری نشده و حتما دقت کنی که اگه میخوای ‏ادامه محاسبات رو انجام بدی باید مقدار تنش ‏موجود در فولاد فشاری رو داشته باشی که خود ‏این برنامه اگه مقدار دقیقش رو بخوای برات ‏محاسبش میکنه که باید کرنش فولاد فشاری رو ‏داشته باشی و میری با توجه به اطلاعاتی که ‏داری، گزینه 4 یا 5 رو انتخاب میکنی. برای ‏محاسبه کرنش فولاد هم باید موقعیت تار خنثی ‏برات مشخص باشه. اما اگه نداشتی میتونی به ‏طور تقریبی تنش موجود در فولاد فشاری رو ‏نصف تنش تسلیم در نظر بگیری. خوب برای ‏این مسئله کار ما تموم میشه چون فهمیدیم ‏فولاد کششی جاری میشه ولی فولاد فشاری نه. ‏پس جواب میشه گزینه 2.‏
ولی ما برای نشون دادن سایر قابلیتهای برنامه ‏سایر محاسبات رو هم انجام میدیم.‏

‏21-‏

برنامه میگه بازم میخوای محاسبات دیگه ای ‏انجام بدی؟ میگم آره.‏

 

 

‏22-‏

‎ ‎ایندفعه میایم ارتفاع ناحیه فشاری بتن رو ‏محاسبه کنیم. پس گزینه 2 رو انتخاب میکنیم.‏

‏23-‏

چون موقعیت تار خنثی برامون مشخص نیست ‏پس گزینه 1 رو انتخاب میکنیم.‏

‏24-‏

اینجا مجدد بهت یادآوری میکنه که تنش فولاد ‏فشاری رو که توی محاسبات لازمش داری ‏چطور میتونی در نظر بگیری. اگه قبلا تنش ‏فولاد فشاری رو به برنامه داده بودی این پیغام ‏بهت داده نمیشد.‏

‏25-‏

از اونجایی که ما نه موقعیت تار خنثی رو داریم ‏که بتونیم از اون طریق کرنش فولاد فشاری رو ‏حساب کنیم و بعدش بریم تنش موجود در ‏فولاد فشاری رو حساب کنیم، پس فرض ‏میکنیم تنش موجود در فولاد فشاریمون تقریبا ‏نصف تنش تسلیم فولاد باشه. همونطور که در ‏فرمول میبینی ما یک معادله داریم و 2 مجهول ‏پس باید یه فرض معقولی انجام بدیم و در آخر ‏به یه نحوی چک کنیم فرضمون درست بوده یا ‏نه که توی کلاسای آموزشی توضیح مفصلش ‏رو دادیم.‏

‏26-‏

اینم از ارتفاع ناحیه فشاری بتن.‏

‏27-‏

اینجا برنامه پیغام میده که اگه ارتفاع ناحیه ‏فشاری بتن مقطعت کمتر از ارتفاع ناحیه فشاری ‏بتن در حالت بالانسه یعنی مقطعت کم فولاده و ‏اگه بیشتره یعنی پر فولاده.‏

‏28-‏

برنامه میگه بازم میخوای محاسبات دیگه ای ‏انجام بدی؟ میگم آره.‏

‏29-‏

ایندفعه میایم موقعیت تار خنثی رو محاسبه کنیم. ‏پس گزینه 3 رو انتخاب میکنیم.‏

‏30-‏

چون ارتفاع ناحیه فشاری و توی گام قبل ‏حساب کردم میام گزینه 1 رو انتخاب میکنم.‏

‏31-‏

موقعیت تار خنثی رو حساب میکنه و میدش.‏

‏32-‏

اینجا برنامه پیغام میده که اگه فاصله تار خنثی ‏مقطعت کمتر از فاصله تار خنثی در حالت ‏بالانسه یعنی مقطعت کم فولاده و اگه بیشتره ‏یعنی پر فولاده.‏

‏33-‏

برنامه میگه بازم میخوای محاسبات دیگه ای ‏انجام بدی؟ میگم آره.‏

 

 34-‏‎ ‎گزینه 4 میاد کرنش فولاد فشاری رو حساب ‏میکنه. این در صورتیه که ما موقعیت تار خنثی ‏رو به صورت دقیق حساب کرده باشیم نه با ‏فرضی که در مورد مقدار تنش فولاد فشاری ‏انجام دادیم. گزینه 5 هم میاد از روی کرنشی ‏که حساب شده میگه مقدار تنش موجود در ‏فولاد فشاری چنده، در حالی که ما فرض ‏کردیم این مقدار نصف تنش تسلیم فولاد باشه. ‏پس دیگه لازم نیست این دو مرحله رو انجام ‏بدیم. برای مشاهده روش کار میتونین به ‏آموزش برنامه تیر مستطیلی با فولاد فشاری در ‏حالت بالانس مراجعه کنین. پس ما اینجا میایم ‏درصد فولاد کششی رو حساب میکنیم.‏

‏35-‏

موقعیت فولاد کششی رو هم به برنامه میدیم.‏

‏36-‏

اینم از درصد فولاد کششی.‏

‏37-‏

اینجا بهت یادآوری میکنه که باید در طراحی ‏درصد فولاد مقطعت رو به ‏‎2.5‎‏ درصد محدود ‏کنی و خودش چک میکنه و وضعیت تیرت رو ‏بهت میگه. اینجا گفته نگران این حالت نباش، ‏ردیفه!‏

‏38-‏

بازم به برنامه میگیم میخوایم از همون اطلاعات ‏قبلیمون برای محاسبات بعدی استفاده کنیم. ‏میگیم بعله.‏

‏39-‏

ایندفعه میخوایم لنگر خمشی قابل تحمل مقطع ‏رو محاسبه کنیم.‏

‏40-‏

اینم از لنگر خمشی قابل تحمل مقطع.‏

‏41-‏

در جواب سوال برنامه هم میگیم واقعا خسته ‏نباشی، دمت گرم، و عدد 0 رو وارد میکنیم.‏

 

موفق باشی