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 و ستون 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؟

در صورتی که تحلیل مرتبه دوم سازه لازم باشد، میشه ضریب تشدید لنگر رو به کمک تحلیل الاستیک خطی در طبقات مهار شده و مهار نشده سازه محاسبه کرد. ‏برای این محاسبه لازمه که اول ضریب تشدید لنگر محاسبه بشه که بستگی داره به نحوه مهار ستونها. این برنامه علاوه بر اینکه این ضرایب رو برات حساب میکنه، تمام ‏پارامترهای مورد نیاز این محاسبات رو برات به طور جداگانه حساب میکنه و با ارائه فرمول بهت میده. از جمله این پارامترها میشه به ضریب تبدیل مقادیر واقعی لنگر به ‏لنگر یکنواخت (‏Cm‏)، بار بحرانی ستون (‏Nc‏)، سختی خمشی مؤثر عضو (‏Ee=EIe‏) و در نهایت برات لنگرهای تشدید یافته رو حساب میکنه. خلاصه کلی کارت ‏رو راحت میکنه.‏

‏* این برنامه ویژگی خاصی هم داره؟

برخی ظوابط آیین نامه‌ای مربوط به تشدید لنگر در ویرایش سال 1392 آیین نامه مبحث نهم مقررات ملی ایران نسبت به سالهای قبل تغییر کرده است که این برنامه ‏مطابق ویرایش جدید مبحث نهم مقررات ملی ساختمان آپدیت شده است. این برنامه 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 مقاومت برشی اعضای بتنی 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 در ماشین حساب با نام ‏‎ Tashdid نامگذاری شده که تابلوست که مربوط میشه به تشدید لنگر.‏

سوال آزمون نظام مهندسی – رشته ‏عمران – محاسبات – پایه 3 سال 1380: ‏در یک قاب بتن آرمه که متشکل از 5 ‏ستون است، ابعاد همه ستونها ‏‎40cm×60cm‎‏ است (‏‎60cm‎‏ در جهت ‏خمشی). اگر هر یک از ستونها زیر اثر ‏بارهای ثقلی و جانبی ناگزیر از تحمل ‏بار و ممان طرح ‏Nu=230t‏ و ‏Mu=30t.m‏ باشند، بگویید با در نظر ‏گرفتن اثر لاغری، هر یک از ستونها را ‏برای حدودا کدامیک از مجموعه بار و ‏ممان زیر طراحی میکنید؟ (طول مؤثر ‏ستونها 6 متر است) ‏fc=200 kg/cm2, fy= 4000 kg/cm2‎

‏1) ‏‎30, 345‎
‏2) ‏‎45, 230‎
‏3) ‏‎30, 276‎
‏4) ‏‎36, 230‎

 

‏

پاسخ سوال آزمون نظام مهندسی – رشته ‏عمران: محاسبه لنگر خمشی تشدید یافته طبقه مهار شده با استفاده از برنامه ماشین حساب

‏1-‏

برنامه در اولین صفحه بهت محاسباتی رو که ‏میتونه انجام بده بهت نشون میده. گزینه اول میاد ‏حالت طبقات مهار شده رو در نظر میگیره. ‏گزینه 2 میاد فرمولهای مربوط به طبقات مهار ‏نشده رو محاسبه میکنه. خوب توی این سوال ‏حرفی از چگونگی مهار شدن طبقات نزده پس ‏ما فعلا فرض میکنیم که طبقمون مهار شده ‏باشه، بعدا میریم با طبقه مهار نشده هم یه بار ‏دیگه حساب میکنیم. ‏

‏2-‏

خوب اون پایین میاد فرمول محاسبه لنگر تشدید ‏یافته رو بهت میده. اون بالا هم ازت ضریب ‏تشدید ناشی از اثر انحنا عضو رو ازت میگیره ‏که اگه داشتی بهش میدی ولی اصل مسئله ‏همین محاسبه ضریب تشدیده! پس به برنامه ‏میگیم برامون حسابش کنه و عدد 1- رو وارد ‏میکنیم.‏

‏3-‏

برنامه میاد اون پایین فرمول محاسبه ضریب ‏تشدید رو بهت میده و به ترتیب پارامترهای ‏مورد نیاز رو ازت میگیره. اون بالا میخواد ‏ضریب تبدیل لنگر به لنگر یکنواخت رو ازت ‏بگیره که اگه داشتی بهش میدی ولی اینجا که ‏نداریم به برنامه میگیم برامون حسابش کنه.‏

‏4-‏

برای محاسبه ضریب تبدیل لنگر به لنگر ‏یکنواخت اگه در فاصله بین دو انتهای ستون بار ‏جانبی وارد شده بود میایم این ضریب رو برابر 1 ‏میدیم ولی اگه وارد نشده بود از فرمول زیر باید ‏بریم:‏

خوب توی مسئله حرفی از نحوه وارد شدن بار ‏جانبی نزده. ضمن اینکه مقدار ‏M1b‏ رو که ‏همون لنگر خمشی نهایی انتهای عضو فشاری ، ‏در انتهایی که ‏M1‎‏ (کوچکترین لنگر خمشی ‏دو انتهای ستون) هست به میون نیاورده پس از ‏این فرمول نمیتونیم بریم. پس میگیم بارمون بین ‏ستون وارد میشه که خود برنامه عدد 1 رو برای ‏Cm‏ در نظر میگیره. ضمنا وقتی ما ‏Cm=1‎‏ در ‏نظر میگیریم در واقع دست بالا در نظر گرفتیم. ‏چرا؟ اگه یه نگاه به فرمول ‏Cm‏ در حالتی که ‏بار بین ستون وارد نمیشه بندازی میبینی که این ‏مقدار حداکثر میتونه مقداری برابر 1 رو اختیار ‏کنه! چرا؟ (دلایلش رو توی کلاسا بهتون ‏گفتیم). خلاصه اگه حال و حوصله حساب ‏کردن نداشتیم چیزی هم توی مسئله از این ‏پارامترها نگفته بودن و به فکر جیب کارفرمای ‏بدبخت هم نبودین، ‏Cm‏ رو برابر یک بگیرین ‏که لنگر تشدید یافتتون بیشتر بشه و بعدا مجبور ‏بشین مقطعتون رو قویتر انتخاب کنین!‏

‏5-‏

ببین خود برنامه تشخیص داد وقتی بار بین دو ‏انتهای ستون وارد بشه اوضاع خیطه و باید ‏Cm‏ ‏رو برابر 1 در نظر بگیره!‏

‏6-‏

اینجا هم ازت با محوری فشاری نهایی ستون رو ‏ازت میگیره که به ‏kN‏ وارد میکنی.‏

‏7-‏

ضریب جزئی ایمنی بتن رو به برنامه میدیم. در ‏آیین نامه مبحث 9، این مقدار برای اغلب بتنهای ‏درجا 0.65 هستش که برنامه اون بالا بهت ‏یادآوری کرده.‏

‏8-‏

اینجا ازت بار بحرانی ستون رو میخواد که چون ‏نداریش به برنامه میگی برات حسابش کنه.‏

‏9-‏

خوب فرمول محاسبه بار بحرانی ستون رو اون ‏پایین بهت میده و اون بالا ازت سختی خمشی ‏مؤثر عضو رو میخواد که چون بازم نداریش به ‏برنامه میگی برات حسابش کنه.‏

‏10-‏

برنامه ازت مدول الاستیسیته بتن رو میخواد که ‏اگه داشتی بهش میدی و اگه نداشتی مثل اینجا ‏بهش میگی برات حسابش کنه. (میبینی چقدر ‏باید محاسبات ریز انجام بدی؟ همه این کارا رو ‏خود ماشین حساب برات انجام میده)‏

‏11-‏

برنامه اون پایین فرمول محاسبه مدول الاستیسیته ‏بتن رو بهت میده و اون بالا ازت وزن مخصوص ‏بتن رو میخواد که وزن مخصوص بتن معمولی ‏رو بهش میدی.‏

‏12-‏

برنامه ازت مقاومت فشاری مشخصه بتن رو ‏میخواد که بهش میدی.‏

‏13-‏

برنامه اون پایین بهت مدول الاستیسیته بتن رو ‏میده و اون بالا ازت ممان اینرسی کل مقطع رو ‏ازت میخواد که بهش میدی. اگه فرمول ‏محاسبه ممان اینرسی رو یادت رفته با مقطعت ‏مرکب و پیچیده بود اول برو از برنامه محاسبه ‏ممان اینرسی مقدارش رو محاسبه کن بعد بیا ‏اینجا واردش کن.‏

‏14-‏

اینجا هم برنامه میاد بهت مقدار سختی خمشی ‏مؤثر ستون رو بهت میده.‏

‏15-‏

برنامه اینجا ازت طول مؤثر ستون رو ازت ‏میخواد که اگه مثل اینجا داشتیش که واردش ‏میکنی وگرنه اول میری از برنامه لاغری این ‏پارامتر رو حساب میکنی و بعد میای اینجا ‏واردش میکنی.‏

‏16-‏

خوب اینم از محاسبه بار بحرانی ستون.‏

‏17-‏

خوب، برنامه علاوه بر اینکه اون پایین مقدار ‏ضریب تشدید لنگر رو حساب مکینه، چک هم ‏میکنه که این مقدار بیشتر از یک باشه، یه دفه ‏نیاد لنگرت رو هم کم بکنه!‏
اون بالا هم ازت مقدار بزرگترین لنگر خمشی ‏نهایی دو سر ستونت رو ازت میگیره که بهش ‏میدی. البته به واحدش دقت کن.‏

‏18-‏

خوب اینجا میاد برات مقدار لنگر تشدید یافته ‏حساب میکنه و بهت میده.‏
میری توی گزینه ها نگاه میکنی میبینی ‏نزدیکترین گزینه میشه گزینه 1 ولی این اختلاف ‏به دلیل تغییراتیه که از اون زمان تا الان توی ‏آیین نامه اعمال شده. خوب ما اینجا کارمون با ‏برنامه برای این سوال تمومه ولی برای اینکه با ‏قابلیت برنامه آشنا بشین به برنامه میگیم بازم ‏محاسبات دیگه ای بر اساس طبقه مهار جانبی ‏نشده انجام بدیم.‏

‏19-‏

این دفعه میایم همین مسئله رو با این فرض که ‏طبقه ساختمونمون مهار نشده باشه حل میکنیم.‏

‏20-‏

برنامه اینجا میاد ازت ‏M1b‏ رو که همون لنگر ‏خمشی نهایی انتهای عضو فشاری ، در انتهایی ‏که ‏M1‎‏ (کوچکترین لنگر خمشی دو انتهای ‏ستون) تحت بارهایی که تغییر مکان جانبی قابل ‏ملاحضه ای ایجاد نمیکنن (همون بارهای قائم) ‏هست رو بگیره. توی صورت مسئله حرفی از ‏این مقدار نزده بنابراین مقدار 0 رو وارد میکنیم.‏

‏21-‏

برنامه ازت مقدار ضریب تشدید مربوط به اثر ‏تغییر مکان جانبی رو میخواد. چون نداریمش به ‏برنامه میگیم برامون حسابش کنه.‏

‏22-‏

طبق مبحث نهم مقررات ملی سال 1392 دو تا ‏فرمول برای محاسبه ضریب تشدید مربوط به اثر ‏تغییر مکان جانبی ارائه شده که اولین رابطه با ‏داشتن ضریب پایداری طبقه حساب میشه و ‏دومین رابطه با نیروهای فشاری وارد ستون ‏محاسبه میشه. چون ما توی این مسئله ضریب ‏پایداری طبقه رو نداریم پس گزینه دوم رو ‏انتخاب میکنیم. فرمولهاش رو هم که اون پایین ‏میبینی

‏23-‏

خوب اینجا مقدار مجموع بارهای قائم نهایی ‏طبقه رو به برنامه میدیم.‏

‏24-‏

اینجا برنامه از ما مقدار مجموع بارهای بحرانی ‏ستونهای طبقه رو که در برابر تغییر مکان جانبی ‏مقاومت میکنن رو میخواد که همونطور که ‏دیدین ما مقدار بحرانی ستون رو توی گام 16 ‏قبلا بدست آورده بودیم وارد میکنیم اما اگه ‏این مقدار بار بحرانی رو نداشتیم به برنامه میگیم ‏تا برامون حسابش کنه که روندش مثل قبله.‏

‏25-‏

خوب اینجا هم ضریب تشدید مربوط به اثر تغییر ‏مکان جانبی رو بهمون میده.‏

‏26-‏

برنامه اینجا از ما مقدار لنگر خمشی نهایی ‏انتهای ستون، در انتهایی که ‏M1‎‏ بر ستون اثر ‏میکنه، تحت اثر بارهایی که تغییر مکان جانبی ‏قابل ملاحظه ای ایجاد میکنن یعنی همون ‏بارهای جانبی رو از ما میخواد. همونطور که ‏میبینی توضیحات مربوط به ‏M1s‏ رو میتونی از ‏صفحه 240 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ‏که اون بالا بهت یادآوری کرده بخونی و ببینی ‏M1s‎‏ چی هست که باید وارد کنی.‏

‏27-‏

اینم از لنگر تشدید یافته طبقه. بازم میریم ‏گزینه‌ها رو نگاه میکنیم میبینیم نزدیکترین گزینه ‏میشه گزینه 1 ولی این اختلاف به دلیل تغییراتیه ‏که از اون زمان تا الان توی آیین نامه اعمال ‏شده.‏

‏28-‏

از اینجا به بعد برای این مثال لازم نیست انجام ‏بشه ولی برنامه اینجا میاد ازت ‏M2b‏ رو که ‏همون لنگر خمشی نهایی انتهای عضو فشاری ، ‏در انتهایی که ‏M2‎‏ (بزرگترین لنگر خمشی دو ‏انتهای ستون) تحت بارهایی که تغییر مکان ‏جانبی قابل ملاحضه ای ایجاد نمیکنن (همون ‏بارهای قائم) رو ازت میگیره. توی صورت ‏مسئله حرفی از این مقدار نزده بنابراین مقدار 0 ‏رو وارد میکنیم.‏

‏29-‏

برنامه اینجا از ما مقدار لنگر خمشی نهایی ‏انتهای ستون، در انتهایی که ‏M2‎‏ بر ستون اثر ‏میکنه، تحت اثر بارهایی که تغییر مکان جانبی ‏قابل ملاحظه ای ایجاد میکنن یعنی همون ‏بارهای جانبی رو از ما میخواد. همونطور که ‏میبینی توضیحات مربوط به ‏M2s‏ رو میتونی از ‏صفحه 240 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ‏که اون بالا بهت یادآوری کرده بخونی و ببینی ‏M2s‏ چی هست که باید وارد کنی.‏

‏30-‏

اینم از لنگر تشدید یافته طبقه که برنامه بهت ‏میده.‏

‏31-‏

خوب کارمون با برنامه تموم میشه.‏

 

موفق باشی