با بررسی یک نمونه مدل ساده در نرم افزار ETABS ورژن 9.74 و 16.2.1 و مقایسه نتایج نرم افزار با مقادیر به دست آمده از محاسبات دستی که به صورت یک شیت اکسل تهیه شده است به بررسی این موضوع میپردازیم که آیا نرم افزار ETABS برای طراحی سیستم قاب با مهاربند_واگرا ( EBF ) قابل اعتماد است؟ . در مورد مدل بررسی شده ذکر نکات زیر قابل توجه است:
1- مدل در 5 طبقه با مهاربندهای واگرا در هر دو جهت و به صورت کاملاً متقارن انتخاب شده است. تمامی دهانه ها 6 متر و طول قطعه رابط که در میانه تیر انتخاب شده است 1.2 متر انتخاب شده است. مهاربندها به صورت هشتی واگرا میباشند.
2- به جهت سادگی فقط یک حالت بار زلزله و بدون برون از مرکزیت اتفاقی در نظر گرفته شده است. محاسبه دستی فقط برای قاب محور 1 انجام شده است. جهت سرعت بخشیدن به محاسبات فرض شده است که نتایج تحلیل نرم افزار صحیح است و از این نتایج برای طراحی دستی استفاده شده است.
3- ضریب Ry که نمایشگر نسبت تنش تسلیم محتمل به تنش تسلیم است به صورت ثابت 1.15 فرض شده است.
4- با توجه به تقارن سازه ، فرض شده است که لنگر خمشی در وسط دهانه تیر متصل به مهاربند صفر است و با این فرض و اینکه برش در وسط دهانه به 1.25Ry.Vn یا 1.1Ry.Vn رسیده باشد (Vn مقاومت برشی اسمی تیر پیوند بر اساس ضوابط مبحث_دهم است)، به ترتیب مقدار نیروی محوری مهاربند و لنگر خمشی ماکسیمم تیر ( که در محل اتصال مهاربند به تیر رخ میدهد) و همچنین واکنش تیر در محل اتصال به ستون ( که به صورت نیروی محوری به ستون منتقل میشود ) محاسبه شده است. نیروی محوری ستون جهت طراحی آن، مجموع این واکنشها و اثر بار ثقلی است.
بر اساس فرضیات فوق و بررسی های انجام شده، نتایج زیر به دست آمد:
1- محاسبات نرم افزار در موارد زیر با محاسبات دستی همخوانی دارد:
مقاومت برشی اسمی قطعه رابط ( Vn ) به درستی محاسبه میشود.
نکته : در ورژن 9.7.4 مقدار Vn بعد از طراحی با مراجعه به قسمت Overwrites که تحت عنوان Vn2 نمایش داده میشود، با محاسبات دستی همخوانی دارد؛ اما در جزییات طراحی به دلایلی نامعلوم از عددی بزرگتر از مقدار فوق استفاده میشود. در صورتی که مقدار Vn2 در Overwrites تیک زده شود تا تبدیل به داده ورودی کاربر گردد، محاسبات نیز بر اساس همین عدد و به درستی انجام خواهد شد. البته در صورتی که به هر دلیل مقطع تیر پیوند در مراحل بعدی عوض گردد، باید تیک فوق برداشته شده و عدد به صفر که نشانه محاسبه خودکار نرم افزار است، برگردانده شود و سپس بعد از یک بار طراحی و محاسبه مقدار فوق توسط نرم افزار دوباره قسمت فوق تیک زده شود.
2- دوران غیرالاستیک مجاز تیر پیوند به درستی محاسبه میشود.
3- دوران قطعه رابط به درستی محاسبه میشود.
اما در موارد زیر اختلافات قابل ملاحظه ای بین محاسبات دستی و نرم افزار دیده میشود:
1- نیروی محوری طراحی مهاربند که باید بر اساس رسیدن تیر پیوند به برش 1.25Ry.Vn محاسبه شود، به مقدار قابل ملاحظه ای کمتر از محاسبات دستی است.
2- لنگر خمشی طراحی تیر در خارج از ناحیه پیوند که قاعدتاً در نقطه اتصال مهاربند به تیر ماکسیمم خود را دارد و باید بر اساس رسیدن تیر پیوند به برش 0.88*1.25*Ry*Vn محاسبه شود، به مقدار قابل ملاحظه ای کمتر از محاسبات دستی است.
3- نیروی محوری طراحی ستون که باید بر اساس رسیدن برش در تیر پیوند به مقدار 0.88*1.25*Ry*Vn محاسبه شود، در ورژن 9.74 جز در طبقه آخر به مقدار قابل ملاحظه ای بیشتر از محاسبات دستی است. در ورژن 16.2.1 اساساً محاسبه نیروی محوری ستون طبق معیار فوق انجام نمیگیرد و بر اساس ترکیب بارهای عادی و تشدید یافته انجام میشود که باعث به دست آمدن نیروی محوری طراحی به مقدار قابل ملاحظه ای کمتر از محاسبات دستی شده است.
4- نرم افزار در محاسبه موارد فوق طبق بررسی انجام شده اساساً به ضریب Ry که توسط کاربر وارد میشود، حساس نیست و با وارد کردن مقادیر مختلف برای این ضریب، تغییری در نتایج نرم افزار مشاهده نمیگردد.
منبع: @jafariar
