مجموعه آموزش تحلیل و طراحی سازه‌ ها

در این فرادرس ابتدا به بررسی انواع شالوده ها و ضوابط آیین نامه ای طراحی آن ها پرداخته شده است، سپس قابلیت های نرم افزار SAFE معرفی شده و شالوده یک پروژه واقعی مدل سازی و طراحی شده است. در این فرادرس سعی شده است تا در مدت زمان کم، تمامی اطلاعات مفید برای طراحی شالوده به دانشجو منتقل شود، بنابراین با دیدن این آموزش، دانشجو قادر خواهد بود یک شالوده سطحی را از ابتدا تا انتها طراحی نماید.

ETABS نرم افزاری پر کاربرد در رشته های مرتبط سازه است که جهت تحلیل و طراحی سازه های ساختمان به کار می رود. اهمیت و ضرورت یادگیری این نرم افزار از این رو بالا است که امروزه زمان و دقت، آیتم بسیار مهمی در زندگی محسوب می شود و امکان طراحی سازه ها به صورت دستی برای سازه های کوچک بسیار زمان بر بوده که همین امر برای سازه های بلند مرتبه تقریبا ناممکن می شود. هدف از این فرادرس تدریس این نرم افزار، آشنایی کاربران و مهندسین با نقشه های فاز ۲ معماری و تبدیل این نقشه ها با استفاده از تحلیل ها و طراحی ها به نقشه های فاز ۲ سازه ای و تحویل به کارفرما جهت شروع پروژه ساخت است.

یکی از نرم افزارهای پرکاربرد در کشور ما در زمینه تهیه نقشه های سازه ای، اتوکد (AutoCAD) است. در این فرادرس با فرض بر این که دوستان علاقه مند با این نرم افزار آشنایی دارند، به آموزش اصول ترسیمی نقشه های سازه بتنی یک ساختمان و انجام پروژه عملی در قالب ترسیم نقشه های ساختمان بتنی، می پردازیم.

برنامه ETABS ابزار پیشرفته و کاملی برای مدل سازی و طراحی قاب های ساختمانی به صورت یکپارچه است و یادگیری و تسلط بر این برنامه یکی از ملزومات هر مهندس عمران است. در همین راستا در این آموزش سعی بر آن است که مدل سازی، تحلیل و طراحی یک سازه فولادی به صورت گام به گام و مطابق با آخرین ویرایش استاندارد ۲۸۰۰، مبحث ششم و دهم مقررات ملی ساختمان صورت پذیرد.

هدف اصلی درس مقاومت مصالح این است که یک مهندس بتواند سازه های تحت بارگذاری را تجزیه و تحلیل کند. اکثر سازه های مهندسی که در صنعت و زندگی روزمره به کار می روند، مانند: شفت ها، فلنج ها و آرماتور در سازه های بتنی، تحت تنش، خمش و پیچش هستند و دانستن این که آیا این سازه ها توانایی تحمل بارهای وارده را خواهند داشت، از اهمیت بالایی در زمینه طراحی و بهره برداری از سازه های مذکور برخوردار است.

نرم افزار SAP با داشتن فضایی گرافیکی و ارتباط مناسب با کاربر، از جمله نرم افزارهای محبوب در تحلیل ها و طراحی های مهندسی است. در این آموزش، سعی شده است که با بیان کاربردی مطالب از اضافه گویی ها پرهیز کرده و در محیطی مهندسی در حین مدل سازی سازه ها و مسائل مختلف، به آموزش کاربردی از نرم افزار SAP 2000 ورژن ۱۷ پرداخته و استفاده از منوها و امکانات مختلف نرم افزار، آموزش داده شود. مسائل و نکات مختلف نرم افزار، در خلال آموزش و در بخش های مجزا در حین مدل سازی های مختلف بیان شده است.

قدم اول محاسبات هر ساختمان اعم از فولادی، بتنی و صنعتی و غیره بارگذاری آن است. قسمت بارگذاری باید توسط مهندس محاسبه و به صورت دستی انجام گیرد. یادگیری این آموزش با قابلیت فرمول نویسی در اکسل، سبب می شود دانشجویان و مخاطبین محاسبات بارگذاری پروژه های خود را در کوتاه ترین زمان ممکن انجام دهند. هدف این فرادرس سعی بر بیان به زبان ساده برای تسهیل انجام این محاسبات با استفاده از نرم افزار بسیار کاربردی و ساده اکسل است.

در پس سازه های فلزی احداثی در زمان حال، محاسباتی براساس آیین نامه ها و اصول سازه ای نهفته است. حال آنکه این محاسبات از طریق نرم افزارهای تخصصی رشته های سازه ای انجام می گردد، بحث وسیعی است و انتقال و تبدیل این اعداد و محاسبات بر روی کاغذ به گونه ای که برای مجری و شخص کارفرما قابل خواندن و درک باشد نیاز به یادگیری و داشتن مهارت در انجام این کار دارد. یکی از نرم افزارهای پرکاربرد در کشور ما در زمینه تهیه نقشه های سازه ای، اتوکد (AutoCAD) است. در این آموزش، با فرض بر این که مخاطبین با این نرم افزار آشنایی دارند، به آموزش اصول ترسیمی نقشه های سازه فلزی یک ساختمان و انجام پروژه عملی در قالب ترسیم نقشه های ساختمان فلزی می پردازیم.

سازه های بتنی همواره به عنوان یکی از پرکاربردترین سازه ها در میان مهندسان، شناخته شده است، بنابراین بررسی و شناخت مصالح و المان های ساخته شده از بتن مسلح ضروری است. مهمتر از آن، شناخت نحوه رفتار اعضای مختلف بتن مسلح تحت نیروهای مختلف برای تعیین استراتژی مناسب جهت مقاومت در برابر این نیروها کاملا حیاتی است. هدف از این فرادرس، طراحی اعضای مختلف یک سازه بتنی شامل: تیر، ستون، دیوار برشی و فونداسیون تحت بارهای مختلف اعمالی اعم از: بار محوری، برشی، پیچشی و خمشی است. قطع و وصل آرماتورها و نیز بررسی شرایط خدمت پذیری یک سازه بتنی از دیگر مفاهیمی است که در این درس به آن پرداخته خواهد شد.

در این فرادرس، نحوه اعمال روش های دینامیکی در ETABS و انجام کنترل های لازم مانند کنترل دریفت (Drift) و… به روش دینامکی ارائه شده است. استفاده از روش های دینامیکی برخلاف روش های استاتیکی که فقط برای ساختمان های کوتاه مرتبه و منظم قابل استفاده اند، هیچ محدودیتی نداشته و لذا استفاده از آن ها نه تنها برای ساختمان نامنظم و بلندمرتبه اجباری است بلکه باعث اقتصادی شدن پروژه نیز می شود، بنابراین با توجه به اینکه در اکثر شهرهای کشور تمایل به بلندمرتبه سازی ساختمان ها وجود دارد و از آنجایی که محدودیتی در اعمال روش تحلیل دینامیکی نسبت به تحلیل استاتیکی وجود ندارد و همچنین با عنایت به زلزله خیزی کشور، لازم است تمامی مهندسان عمران به روش دینامیکی به خوبی مسلط بوده و در طراحی خود از آن استفاده کنند. از این رو، هدف این آموزش بیان روش اجرای تحلیل های دینامیکی در ETABS به عنوان روشی پیشرفته در کنار بیان مباحث تئوریک و حل مثال عددی مرتبط با آن است.

معماری، یک دانش بین فن و هنر است. چنانچه که به وضوح مشاهده می شود، آن دسته از معمارانی که آشنایی و تسلط بیشتری به مبحث فنی دارند، به علت آشنایی با اجزا و عناصر مختلف ساختمانی، در بخش هنری موفق تر عمل می کنند و برآیند کار آن ها نیز به جهت داشتن پتانسیل اجرایی از ارزش والاتری برخوردار است، لذا نباید از کنار جزییات و دیتیل های ساختمانی به راحتی گذشت. این فرادرس، آموزشی متنوعی از دیتیل های مختلف ساختمانی است که به ترسیم و بررسی اجزای مختلف ساختمان به کمک نرم افزار اتوکد (AutoCAD)، به عنوان یکی از قدرتمندترین نرم افزارها در زمینه تهیه نقشه های مهندسی در کشور ما می پردازد. در این آموزش با فرض این که دوستان علاقه مند به این نرم افزار آشنایی دارند، ترسیم و تهیه عناصر و دیتیل های مختلف ساختمانی به کمک نرم افزار مذکور ارائه داده می شود.

با توجه به این که بخش اعظمی از سازه های مسکونی، تجاری و صنعتی کشور عزیزمان از فلز استفاده می شود، نظر به در دسترس بودن منابع و سرعت عملیات اجرایی، اکثر مهندسان و کارفرمایان محترم را به اتفاق نظر می رساند که از این قبیل سازه ها استفاده کنند. در این آموزش پس از آشنایی با مقدمات و مشخصات مقاطع فولادی، به طراحی اعضای کششی پرداخته و در ادامه، مقاطع خمشی یا تیرها بررسی می شوند و طراحی ستون ها و اتصالات، موارد دیگری هستند که در این آموزش با استفاده از آیین نامه طراحی سازه های فولادی (آیین نامه مبحث ۱۰) بررسی و ارائه می گردد.

با اندازه گیری دائم پاسخ سازه ها در طول زمان و تحت شرایط مختلف بارگذاری، اطلاعات قابل اعتمادی از وضعیت و عملکرد سازه ها در اختیار قرار می گیرد. بر اساس این اطلاعات می توان نظارت دقیق تری بر نحوه بهره برداری از سازه داشت. در ادامه جهت اطمینان از ایمنی و دوام سازه در طول خدمت آن، کمیت های مختلفی نظیر: شتاب، فرکانس، اشکال مودی و غیره را با استفاده از سنسورهای نصب شده روی سازه شناسایی کرده و نحوه ابزاربندی، تعداد و موقعیت سنسورها نیز مورد بررسی قرار می گیرد. از آنجایی که خصوصیات دینامیکی سازه پس از ایجاد آسیب تغییر می کند، با استفاده از روش های شناسایی سیستم، تبدیل فوریه، تبدیل موجک و تبدیل هیلبرت - هوآنگ به برآورد پارامترهای مودال و شناسایی آسیب در سازه پرداخته می شود.

تحلیل سازه ها یا آنالیز سازه ها (Structural analysis) یا تئوری سازه ها (Theory of Structures) یکی از زیر رشته ها و زمینه های عمده و مدرن در مهندسی عمران و مهندسی هوافضا است که با استفاده از قوانین ریاضی و فیزیک به تحلیل و پیش بینی رفتار سازه ها می پردازد.

تحلیل سازه ها یکی از دروس اصلی رشته مهندسی عمران و هوافضا می باشد که به بررسی، تحلیل و پیش بینی نیروهای داخلی، عکس العمل های تکیه گاهی و تغییر شکل های سازه ها با استفاده از قوانین ریاضی و فیزیک می پردازد. در این فرادرس تلاش گردیده است تا بررسی پیشرفته تر و کامل تر عناوین این درس به خوبی پوشش و توضیح داده شود، تا علاوه بر فراهم آوردن آمادگی لازم برای شرکت در آزمون کارشناسی ارشد، برای یادگیری دانشجویان در طول ترم نیز کارآمد باشد.

در طراحی یک سازه که نمونه بارز آن یک ساختمان می‌ باشد، تعیین نیروهای اعمالی به آن از اهمیت ویژه‌ ای برخوردار است. تعیین نیروهای اعمالی تحت عنوان بارگذاری سازه در جامعه مهندسی عمران تعریف می‌ شود. درس بارگذاری در مقطع کارشناسی به عنوان درس اختیاری تعریف می‌ شود که در بیشتر مواقع کم اهمیت شمرده شده و از چارت دروس حذف می‌ گردد. علاوه بر این در سال‌ های اخیر آیین‌ نامه‌ های مربوط به این بحث به روز شده و مباحث جدیدی را معرفی کرده‌ اند که نیاز است تا فارغ‌ التحصیلان دانشگاهی نیز دوباره مطالب را مورد بازنگری قرار دهند.

بتن از جمله پرکاربردترین مصالح ساختمانی است که با توجه به رشد روزافزون سازه های بتنی دارای اهمیت فراوانی گردیده است. با توجه به این که نحوه ساخت و میزان ترکیبات استفاده شده در ساخت بتن مهم ترین نقش را در میزان مقاومت و باربری بتن خواهد داشت، لذا در این آموزش ابتدا به معرفی و تشریح بتن و اجزای تشکیل دهنده آن پرداخته می شود و در ادامه موارد مضاف در بتن و شرایط استفاده از هر کدام بررسی می گردد و سپس روش های مراقبت از بتن به منظور رسیدن بتن ساخته شده به مقاوم نهایی مدنظر ارائه می گردد. در انتها طرح اختلاط بتن با روش های آیین نامه ACI-211 و آیین نامه BS آموزش داده می شود.

دینامیک سازه ها شاخه ای از علم مکانیک سازه ها است که به بررسی رفتار ارتعاشی سازه ها می پردازد. در دینامیک برخلاف استاتیک، سازه در شرایطی بررسی می شود که در حال حرکت (و نه سکون) است. در یک نگاه کلی، تفاوت اصلی دینامیک سازه ها در مقابل استاتیک سازه ها، وارد شدن اینرسی در معادلات حاکم بر رفتار سازه است؛ موضوعی که در مسائل استاتیک وارد نمی شود. امروزه در طرحی سازه های مهندسی، نقش درک رفتار دینامیکی سازه ها بر کسی پوشیده نیست.

به منظور انجام مدل سازی عددی از نرم افزارهای مختلفی استفاده می شود که انتخاب هر یک از آن ها بستگی به نوع سازه، میزان دقت مورد نیاز و… دارد. نرم افزار آباکوس (ABAQUS) کاربردهای زیادی در حوزه مهندسی دارد و با استفاده از آن می توان جزییات رفتار سازه ها، قطعات مکانیکی، سیالات و… را بررسی نمود. در حوزه مهندسی عمران از نرم افزار آباکوس به منظور بررسی دقیق رفتار اجزای مختلف سازه ها استفاده می گردد، به طوری که امکان مطالعه رفتار قسمت های مختلف سازه تحت بارگذاری های مختلف با استفاده از این نرم افزار میسر می گردد.

یکی از نرم افزارهای قدرتمند در حوزه تحلیل به روش اجزاء محدود، آباکوس (ABAQUS) است. این نرم افزار، قابلیت انجام تحلیل های قدرتمند در زمینه های مکانیک جامدات و سیالات را با داشتن یک رابط کاربری ساده جهت انجام هر پروژه ای، دارا می باشد. در این فرادرس قصد داریم تا پس از معرفی اجمالی در مورد نرم افزار آباکوس، با استفاده از پروژه های کاربردی، تحلیل و طراحی دال تخت با بتن مسلح در نرم افزار آباکوس را به کاربران آموزش دهیم و همچنین می بینیم که چطور نتایج گرفته شده از نرم افزار را جهت اطمینان از صحت نتایج، با یک مقاله معتبر مقایسه و صحت سنجی کنیم. در پایان آموزش شما می توانید علاوه بر دال تخت، هر سازه بتن مسلح دیگر را مدل سازی و آنالیز کنید.

در سال های اخیر، یکی از اصلی ترین دروس کنکور کارشناسی ارشد عمران برای تمامی گرایش ها، درس مهندسی پی بوده است که اهمیت مطالعه و تسلط بر این درس را برای تمامی داوطلبان کنکور کارشناسی ارشد عمران، و نه فقط داوطلبان گرایش ژئوتکنیک، بالا برده است. ما در این فرادرس می خواهیم با بهره گیری از بهترین تکنیک های مؤثر یادگیری و حذف روش های طولانی سنتی، به آموزش مباحث درس مهندسی پی و همچنین به بررسی نکات کلیدی و با اهمیت برای موفقیت در تست های مطرح شده از این درس در کنکور کارشناسی ارشد عمران بپردازیم.

در این آموزش، یک نرم افزار معتبر و معروف فتوگرامتری، به نام ContextCapture Center به صورت گام به گام در جهت مدل سازی مبتنی بر واقعیت ارائه شده است. در این نرم افزار، ابتدا تصاویر اخذ شده توسط دوربین ها یا ابر نقاط اخذ شده توسط پویشگرهای لیزری وارد می شوند و پس از پردازش های ماشین بینایی و فتوگرامتری به مدل سه بعدی مبتنی بر واقعیت و سایر محصولات فتوگرامتری، نظیر مدل رقومی ارتفاعی و ارتوفتو تبدیل می شوند.

در این فیلم آموزشی، ابتدا مروری بر مفاهیم سیستم های سازه ای یک درجه آزادی و چند درجه آزادی انجام شده و سپس به تشکیل معادلات حاکم بر حرکت سازه های یک درجه آزادی و سپس حل تحلیلی و عددی آن ها، پرداخته شده است.

یکی از مسائلی که در استحکام لرزه ای سازه مورد توجه می باشد مسأله مهاربندی قاب های سازه می باشد، زیرا وجود مهاربند در یک قاب سازه ای باعث بهبود پارامترهای لرزه ای آن می شود. در بین مهاربندهای مختلف در این فرادرس سعی شده است تا مهاربند زانویی به عنوان یکی از مهاربندهای کمیاب و کمتر شناخته شده مورد بحث و بررسی قرار بگیرد. هدف اصلی از این فرادرس ارائه نکات مبسوطی در زمینه پارامترها و عملکرد لرزه ای این مهاربند بوده است.

در گذشته انسان برای این که از خود در برابر شرایط جوی نگهداری کند، سرپناه هایی می ساخت که نوعاً از مواد و مصالح ساده تر و سبک تر استفاده می شدند، لذا عوامل طبیعی مانند زمین لرزه اثر خاصی روی آن ها نداشت و موضوع مهمی تلقی نمی شد. امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی و همچنین با مرتفع سازی سازه ها، عامل زلزله حائز اهمیت شد و باید محل اسکان خود را در برابر این عامل طبیعی مصون سازیم. در این فرادرس سعی شده است که در ابتدا از شناخت ماهیت این نیروی زمین شروع کنیم، سپس به تشدید آن و خرابی هایی که احتمالا در سازه ها ایجاد می کنند، بپردازیم و در درس های بعدی به نحوه محاسبه این نیرو و طراحی سازه در برابر آن نیز می پردازیم.