توضیحات :

‏

‏* این برنامه به درد چه کسایی میخوره؟

درس سازه‌های فولادی از مهمترین دروس مهندسی عمران به شمار میاد. در واقع این درس از جمله مهمترین درسهای کاربردی در حرفه مهندسی عمران، چه در ‏طراحی و چه در اجرا هست. محاسبات درس سازه های فولادی به روشهای مقاومت نهایی (و تنش مجاز) انجام میشه. برای طراحی و آنالیز اعضای فشاری باید حتما ‏معیار کمانش عضو رو بررسی کرد. کمانش خمشی از مهمترین معیارهای کمانش هستش که معمولا باهاش سرو کار داریم. حتما دیدین که اگه یک خطکش رو ‏تحت فشار قرار بدیم چطوری انحنا بر میداره. این همون کمانشه این برنامه کمک میکنه که با سرعت و دقت بالا کمانش خمشی عضو فشاری که معمولا ستون هستش ‏رو بررسی کنی و ببینی آیا میتونی اون نیرویی رو که باید تحمل کنی بدست بیاری یا نه. این برنامه علاوه بر اینکه برای دانشجویان مهندسی عمران مناسب است، بسیاری ‏از فارغ التحصیلان مهندسی عمران در امتحانات نظارت و محاسبات و اجرای نظام مهندسی (ورود به حرفه‌ مهندسان) هم از اون بهره میبرن و استفاده میکنن. این برنامه ‏برای ماشین حساب‌های سری کلاسپد (‏ClassPad‏) نوشته شده است.‏

‏* این برنامه چه کارایی میتونه بکنه؟

برنامه قادر به محاسبه ظرفیت باربری عضو فشاری بر اساس معیار کمانش خمشی عضو هستش و میاد مقاومت طراحی ستون یا عضو فشاری رو محاسبه میکنه. برای ‏رسیدن به این مقاومت طراحی میاد کلیه مقادیر مورد نیاز از جمله مقاومت فشاری اسمی ستون(‏Pn‏)، تنش فشاری ناشی از کمانش خمشی ستون (‏Fcr‏)، تنش کمانش ‏بحرانی اولر در حالت الاستیک (‏Fe‏)، ضریب لاغری ستون (λ) رو برات حساب میکنه. حتی میاد چک میکنه که این ستونی که داری لاغریش اجازه میده که اصلا به ‏عنوان ستون استفاده بشه یا نه. خلاصه این برنامه تاثیر بسیار زیادی بر روی دقت و سرعت محاسبات مربوطه دارد.‏

‏* این برنامه ویژگی خاصی هم داره؟

این برنامه بر اساس آیین نامه مبحث دهم مقررات ملی ایران (ویرایش سال 1392) نوشته شده و علاوه بر اینکه فرمول محاسبات مقاومت طراحی ستون بر اساس معیار ‏کمانش خمشی رو نمایش میده، مقادیر هر بخش از فرمول رو به صورت جداگانه ارائه میکنه تا علاوه بر اینکه روند حل رو به صورت گام به گام پیش ببره، کاربر رو ‏هم در طی مراحل در جریان میذاره تا در صورت لزوم برای امتحانات مورد استفاده قرار بگیره. 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 فولادی هست و محاسبات مربوط به شرایط فشردگی مقطع فولادی از جمله مباحث مورد علاقه طراحان سوال این ‏آزمونها هستش که محاسبه شرایط فشردگی از جمله محاسبات پایه و اساسی ولی طولانی و وقت گیر این محاسبات هست. مهمترین ویژگی این برنامه فراهم آوردن ‏شرایطی برای کاربر هستش که سرعت و دقت محاسباتش رو به نحو فوق‌العاده‌ای بالا میره. این برنامه یکی از برنامه های پر کاربرد رشته مهندسی عمران به حساب ‏میاد.‏

‏* دیگه؟

این برنامه در ماشین حساب با نام ‏‎ Kamanesh‏ نامگذاری شده که تابلوست که مربوط میشه به بررسی کمانش عضو فشاری.‏

سوال آزمون نظام مهندسی – رشته ‏عمران – محاسبات – پایه 3 – خردادماه ‏سال 1393: ضریب لاغری یک عضو ‏فشاری با مقطع ‏IPE220‎‏ از فولاد نوع ‏ST37‎‏ (‏Fu= 370 Mpa, Fy=240 ‎MPa‏) برابر 100 فرض میشود. اگر ‏ضریب لاغری این عضو نصف شود، ‏نسبت افزایش مقاومت فشاری طراحی ‏آن به کدامیک از مقادیر زیر نزدیکتر ‏میشود؟ (فرض کنید طول آزاد مهار ‏نشده در برابر پیچش در هر دو حالت ‏کمتر از طول مهار نشده در برابر خمش ‏است.)‏

‏‏1) ‏‎1.45‎
‏2) ‏‎4‎
‏3) ‏‎1.35‎
‏4) ‏‎2‎

پاسخ سوال آزمون نظام مهندسی – رشته ‏عمران – محاسبات – پایه 3 – خردادماه ‏سال 1393: ‏محاسبه مقاومت فشاری طراحی ستون با استفاده از برنامه ماشین حساب

از اونجایی که طول مهار نشده در برابر خمش ‏بیشتره یعنی کمانش خمشی تعیین کننده هست ‏پس میشه از این برنامه برای تعیین مقاومت ‏طراحی این ستون یا عضو فشاری استفاده کرد.‏

‏1-‏
‎ ‎

برنامه اون پایین فرمول محاسبه مقاومت طراحی ‏عضو فشاری رو بر اساس روش مقاومت نهایی ‏بهت نشون میده و اون بالا ازت مقدار ضریب ‏تقلیل مقاومت فشاری رو میخواد که طبق آیین ‏نامه مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران ‏سال 1392 این مقدار ‏‎0.9‎‏ هستش که اون بالا ‏بهت یادآوری کرده.‏

‏2-‏
‎ ‎

برنامه اینجا ازت مقدار مقاومت فشاری اسمی ‏ستون رو میخواد ازت. اگه داشتی که به برنامه ‏میدی و اگه مثل اینجا نداشتی به برنامه میگی ‏برات حسابش کنه.‏

‏3-‏

برنامه میاد علاوه بر اینکه فرمول محاسبه ‏مقاومت فشاری اسمی ‏ رو اون پایین بهت میده، ‏ازت میخواد مقدار تنش فشاری ناشی از ‏کمانش خمشی رو بگیره که باز اگه داشتی که ‏به برنامه میدی و اگه مثل اینجا نداشتی به برنامه ‏میگی برات حسابش کنه.‏

‏4-‏

برنامه میاد طبق مبحث دهم مقررات ملی ‏ساختمان ایران شرایط محاسبه مقاومت فشاری ‏اسمی رو بهت نشون میده که دو حالت داره. ‏اگه شرایط برات مشخص بود که حالت مورد ‏نظر رو به برنامه میدی. اگه هم نمیدونی به برنامه ‏میگی خودت تشخیص بده کدوم حالت هست ‏و برام حسابش کن. پس گزینه 3 رو انتخاب ‏میکنیم.‏

‏5-‏

برنامه میاد علاوه بر اینکه فرمول محاسبه ضریب ‏لاغری و تنش کمانش بحرانی اولر رو اون پایین ‏بهت نشون میده، ازت ضریب لاغری ستون رو ‏میگیره. این مسئله خودش لاغری رو داده ولی ‏اگه نداده بود باید بر اساس شرایط ستون، لاغری ‏رو حسابش کنیم که خود برنامه این کار رو ‏برات طبق فرمولی که بهت نشون داده انجام ‏میده. یادت باشه ضریب ‏K‏ رو میتونی بری از ‏برنامه ضریب طول مؤثر بدست بیاری و وارد ‏کنی. ‏

‏6-‏

برای محاسبه تنش کمانش بحرانی اولر باید ‏مدول الاستیسیته فولاد رو داشته باشی که برنامه ‏طبق مبحث دهم این مقدار رو اون بالا بهت ‏یادآوری کرده.‏

‏7-‏

برنامه علاوه بر اینکه مقدار تنش کمانش ‏الاستیک رو اون پایین برات حساب میکنه و ‏بهت میده، اون بالا ازت مقدار تنش تسلیم فولاد ‏رو میگیره که برای فولاد ‏ST37‎‏ همون مقدار ‏‏240 مگاپاسکالی هست که برنامه پیشنهاد ‏کرده.‏

‏8-‏

برنامه میاد طبق مبحث دهم مقررات ملی ‏ساختمان سال 1392 نسبت تنش تسلیم فولاد به ‏تنش بحرانی اولر رو حساب میکنه و میبینه که از ‏‏2.25 کمتره، بنابراین میفهمه که از کدومیکی از ‏اون فرمولهای ارائه شده باید استفاده کنه و اون ‏فرمول رو اون پایین بهت نشون میده و مقدار ‏تنش فشاری ناشی از کمانش خمشی رو بهت ‏میده. برای اینکه نیروی مقاوم رو بدست بیاره ‏باید این تنش رو در مساحت ستون ضرب کنیم ‏که اون بالا ازت مقدار سطح مقطع ستونت رو ‏میخواد. میریم از جدول اشتال سطح مقطع ‏IPE22‎‏ رو پیدا میکنیم که میشه 33.4 سانتیمتر ‏مربع و به برنامه میدیمش.‏

‏9-‏

برنامه میاد مقدار مقاومت فشاری اسمی ستون و ‏در نهایت مقاومت طراحی ستون رو بهت میده ‏که میشه 433.7 کیلونیوتن. این رو برای حالت ‏اول یک جا مینویسیم.‏
حالا باید یک بار دیگه همین مراحل رو انجام ‏بدیم منتها برای بار دوم همونطور که سوال گفته ‏باید لاغری ستون رو نصف کنیم یعنی مقدار 50 ‏رو وارد کنیم. اگه این کار رو بکنیم جوابی که ‏میگیریم برای مقاومت طراحی ستون میشه ‏‏635.25 کیلونیوتن. حالا کافیه جواب دوم رو به ‏جواب اول تقسیم کنیم که میشه 1.46 و در واقع ‏میشه گزینه اول. به همین راحتی، به همین ‏خوشمزگی!‏

این برنامه توانایی انجام محاسبات تعداد ‏زیادی از سوالات مرتبط با کمانش ‏خمشی ستونها را داراست. از جمله ‏سوالات نظام مهندسی که این برنامه ‏توانایی حل آنها را دارد میتوان به موارد ‏زیر اشاره کرد. مسلما سوالات زیر تنها به ‏عنوان نمونه مطرح میشوند و توانایی ‏های این برنام بسیار بیشتر از موارد ذکر ‏شده میباشد. در حل این مسائل هر جا ‏اطلاعاتی نیاز باشد که در صورت مسئله ‏داده نشده باشد، در صورتیکه حالت ‏مقایسه‌ای داشته باشد، میتوان با فرض ‏مقدار معقولی، جواب را بدست آورد و ‏نتایج را مقایسه نمود.‏

سوال آزمون نظام مهندسی – رشته ‏عمران – محاسبات – پایه 3 آذر‌ماه سال ‏‏1392: چنانچه لاغری حداکثر یک عضو فشاری ‏از ‏‎4.71√(E/Fy)‎‏ به نصف این مقدار تقلیل ‏یابد، در طراحی به روش ضرایب بار و مقاومت، ‏مقاومت فشاری اسمی عضو مذکور، حدودا چند ‏برابر خواهد بود؟ (تنها معیار کمانش خمشی مد ‏نظر میباشد)‏

‏1.‏ تغییر نمیکند.‏
‏2.‏ ‏1.5‏
‏3.‏ ‏2‏
‏4.‏ ‏1.8‏

پاسخ تشریحی این مسئله در جزوه ‏آموزشی درس سازه‌های فولادی شرکت ‏ایران ماشین حساب آمده است.‏

سوال آزمون نظام مهندسی – رشته ‏عمران – محاسبات – پایه 3 آذر‌ماه سال ‏‏1392: برای یک ستون دوسر ساده به طول ‏L‏ و ‏بدون تکیه گاه جانبی در طول که فقط تحت اثر ‏بار محوری فشاری قرار دارد، مقاطع (‏a‏) و (‏b‏) ‏پیشنهاد شده است. اگر تنها معیار کمانش خمشی ‏مد نظر باشد، در خصوص این ستون کدامیک از ‏گزینه های زیر صحیح است؟

‏1.‏ با اطلاعات مسئله نمیتوان میزان ‏ظرفیت محوری فشاری ستونهای با ‏مقاطع (‏a‏) و (‏b‏) را با هم مقایسه ‏نمود.‏
‏2.‏ ظرفیت محوری فشاری ستون با مقطع ‏‎(a)‎‏ کمتر از ظرفیت محوری فشاری ‏ستون با مقطع ‏‎(b)‎‏ است
‏3.‏ ظرفیت محوری فشاری هر دو مقطع ‏یکسان است
‏4.‏ ظرفیت محوری فشاری ستون با مقطع ‏‎(a)‎‏ بیش از ظرفیت محوری فشاری ‏ستون با مقطع ‏‎(b)‎‏ است

پاسخ تشریحی این مسئله در جزوه ‏آموزشی درس سازه‌های فولادی شرکت ‏ایران ماشین حساب آمده است.‏

سوال آزمون نظام مهندسی – رشته ‏عمران – محاسبات – پایه 3 شهریور ‌ماه ‏سال 1391: نسبت مقاومت اسمی ستون با ‏ارتفاع 4 متر به ستون با ارتفاع 8 متر که در قاب ‏مهاربندی شده قرار دارند و شعاع ژیراسیون ‏حداقل مقطع هر دو ستون در امتداد مورد نظر ‏یکسان میباشد، کدام است؟ (فرض کنید برای این ‏ستون ‏KL/r>4.71√(E/Fy)‎‏ است)‏

‏1.‏ ‎1‎
‏2.‏ ‎2‎
‏3.‏ ‎4‎
‏4.‏ ‎8‎

پاسخ تشریحی این مسئله در جزوه ‏آموزشی درس سازه‌های فولادی شرکت ‏ایران ماشین حساب آمده است.‏

سوال آزمون نظام مهندسی – رشته ‏عمران – محاسبات – پایه 3 خرداد ‌ماه ‏سال 1389: در صورتیکه ضریب لاغری مؤثر ‏ستونی از یک عدد ‏IPB20‎‏ برابر ‏KL/r=150‎‏ ‏باشد و تنها کمانش خمشی در آن مد نظر باشد، ‏نسبت مقاومت فشاری طراحی آن ستون ساخته ‏شده از فولاد ‏ST52‎‏ ‏(‏Fu= 520 Mpa, ‎Fy=360 MPa‎‏) ‏به مقاومت فشاری طراحی ‏همان ستون ساخته شده از فولاد ‏ST37‎‏ ‏(‏Fu= ‎‎370 Mpa, Fy=240 MPa‎‏) ‏چقدر است؟

‏1.‏ ‎1.4‎
‏2.‏ ‎1.5‎
‏3.‏ ‎1‎
‏4.‏ ‎1.3‎

پاسخ تشریحی این مسئله در جزوه ‏آموزشی درس سازه‌های فولادی شرکت ‏ایران ماشین حساب آمده است.‏

موفق باشی