سیویل اجرا | مرجع فایل، آموزش و مقالات مهندسی عمران | سیویل اجرا | مرجع فایل، آموزش، پروژه، مقالات مهندسی عمران، نکات اجرایی ساختمان، منابع آزمون نظام مهندسی و اخبار صنعت ساخت و ساز ایران
اکسل تحلیل و طراحی تیر بتنآرمه یک نرمافزار محاسباتی ماکرودار برای بررسی مرحلهبهمرحله رفتار خمشی تیرهای بتنآرمه است. این فایل علاوه بر محاسبه ظرفیت خمشی، رفتار مقطع را در مراحل پیش از ترکخوردگی، نقطه ترکخوردگی، پس از ترکخوردگی و آستانه گسیختگی بتن فشاری بررسی میکند.
محاسبات فایل در محیط Microsoft Excel انجام میشود و برای حل برخی معادلات غیرخطی تعادل نیروها از برنامهنویسی VBA و ابزار Goal Seek استفاده شده است. این ساختار باعث میشود عمق تار خنثی، تنش و کرنش مصالح، نیروهای داخلی و ظرفیت خمشی مقطع با تغییر ورودیها دوباره محاسبه شوند.
دانلود اکسل تحلیل و طراحی تیر بتنآرمه
این فایل برای مهندسان محاسب، دانشجویان مهندسی عمران و افرادی تهیه شده است که میخواهند رفتار واقعی یک تیر بتنآرمه را فقط در نقطه نهایی طراحی بررسی نکنند و مسیر تغییر رفتار مقطع را از شروع بارگذاری تا گسیختگی دنبال کنند.
فایل شامل ۸ شیت محاسباتی و آموزشی است و پارامترهایی مانند مشخصات هندسی مقطع، مقاومت بتن، تنش تسلیم فولاد، تعداد و قطر میلگردها را دریافت میکند.
تحلیل رفتار خمشی تیر بتنآرمه پیش از ترکخوردگی
در شیت Pre-Cracking، مقطع در محدوده رفتار خطی و الاستیک تحلیل میشود. در این مرحله بتن ناحیه کششی هنوز ترک نخورده و در تحمل تنشهای کششی مشارکت دارد.
محاسبات این قسمت شامل موارد زیر است:
- مدول الاستیسیته بتن
- نسبت مدول الاستیسیته فولاد به بتن
- مساحت فولاد کششی
- مساحت بتن و مساحت ناخالص مقطع
- نسبت فولاد کششی
- مساحت مقطع معادل
- محل محور خنثی مقطع تبدیلشده
- ممان اینرسی مقطع تبدیلشده
- انحنای مقطع
- تنش فشاری و کششی بتن
- تنش ایجادشده در میلگرد کششی
کاربر میتواند لنگر واردشده را تغییر دهد و وضعیت تنشهای مقطع را پیش از آغاز ترکخوردگی بررسی کند.
تعیین نقطه ترکخوردگی تیر بتنآرمه
با افزایش لنگر خمشی، تنش کششی تار پایین مقطع افزایش پیدا میکند. هنگامی که این تنش به مدول گسیختگی بتن برسد، نخستین ترک خمشی ایجاد میشود.
شیت Cracking Point برای تعیین این مرحله طراحی شده و خروجیهای زیر را محاسبه میکند:
- مقاومت کششی خمشی بتن
- لنگر ترکخوردگی
- انحنای متناظر با ترکخوردگی
- تنش فشاری بتن
- تنش کششی بتن
- تنش میلگرد کششی در لحظه ترکخوردگی
لنگر ترکخوردگی یکی از نقاط اصلی موردنیاز برای بررسی و ترسیم نمودار ممان–انحنا است.
تحلیل تیر بتنآرمه پس از ترکخوردگی
در مرحله پس از ترکخوردگی، بتن کششی از مدل مقطع مؤثر حذف شده و عمده نیروی کششی توسط میلگردها تحمل میشود. به همین دلیل محل محور خنثی و سختی خمشی مقطع تغییر میکند.
در شیت Post-Cracking Behavior پارامترهای زیر محاسبه میشوند:
- ضریب عمق محور خنثی در شرایط بهرهبرداری
- عمق محور خنثی مقطع ترکخورده
- ضریب بازوی لنگر داخلی
- فاصله نیروهای فشاری و کششی
- ممان اینرسی مقطع ترکخورده تبدیلشده
- انحنای مقطع پس از ترکخوردگی
- تنش فشاری بتن
- تنش فولاد کششی
- نیروی فشاری بتن
- نیروی کششی میلگردها
- کنترل تعادل نیروهای داخلی
این بخش امکان مقایسه کاهش سختی مقطع پس از ایجاد ترک را فراهم میکند.
محاسبه نقاط کلیدی نمودار ممان–انحنا
این اکسل مقادیر ممان و انحنا را در چند مرحله اصلی رفتار تیر محاسبه میکند:
- محدوده الاستیک و پیش از ترکخوردگی
- نقطه آغاز ترکخوردگی
- رفتار مقطع پس از ترکخوردگی
- آستانه خردشدگی بتن فشاری و ظرفیت نهایی
خروجی این مراحل را میتوان برای تحلیل، آموزش یا ترسیم منحنی ممان–انحنا مورد استفاده قرار داد. نمودار ممان–انحنا ابزار مناسبی برای شناخت سختی اولیه، کاهش سختی پس از ترکخوردگی، ظرفیت خمشی و شکلپذیری مقطع است.
طراحی خمشی تیر بتنآرمه با بلوک تنش ویتنی
در مرحله نهایی، ظرفیت خمشی مقطع با استفاده از بلوک تنش معادل مستطیلی ویتنی محاسبه میشود. در این روش، توزیع غیرخطی تنش بتن فشاری با یک بلوک تنش معادل جایگزین میشود.
فایل پارامترهای زیر را به دست میآورد:
- ضریب عمق بلوک تنش
- عمق محور خنثی
- عمق بلوک تنش معادل
- نیروی فشاری بتن
- نیروی کششی آرماتورها
- تعادل نیروهای داخلی
- بازوی لنگر داخلی
- لنگر مقاوم اسمی مقطع
- ضریب کاهش مقاومت
- ظرفیت خمشی طراحی
کنترل نسبت فولاد و نوع رفتار مقطع
اکسل طراحی تیر بتنآرمه نسبت فولاد موجود را با حدود مختلف مقایسه میکند. این کنترلها برای تشخیص رفتار مقطع و جلوگیری از گسیختگی ترد اهمیت دارند.
کنترلهای موجود شامل موارد زیر است:
- محاسبه حداقل سطح فولاد کششی
- محاسبه نسبت فولاد موجود
- محاسبه نسبت فولاد متعادل
- محاسبه حداکثر نسبت فولاد
- کنترل تسلیم میلگرد کششی
- کنترل حداقل آرماتور
- بررسی کششکنترل بودن مقطع
- بررسی تسلیم میلگرد فشاری
- تشخیص شرایط مقطع کمفولاد یا پرفولاد
بر اساس اطلاعات درجشده در صفحه معرفی فایل، کنترلهای طراحی با مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش ۱۳۹۹ و ACI 318-19 تطبیق داده شدهاند.
تحلیل مقطع تکآرماتوره و دوآرماتوره
طراحی مقطع تکآرماتوره
در مقاطع تکآرماتوره، نیروی کششی توسط میلگردهای پایین مقطع و نیروی فشاری توسط بتن ناحیه فشاری تحمل میشود.
ماکروی Findc با استفاده از Goal Seek مقدار عمق محور خنثی را به صورتی پیدا میکند که رابطه تعادل زیر برقرار شود:
Cc - T = 0
پس از برقراری تعادل، تنش فولاد، عمق بلوک فشاری، لنگر مقاوم اسمی و ظرفیت طراحی مقطع محاسبه میشود.
طراحی مقطع دوآرماتوره
برای تیرهای دارای آرماتور کششی و فشاری، فایل دو روش محاسباتی ارائه میکند. در این بخش وضعیت تسلیم میلگرد فشاری و کششکنترل بودن مقطع بررسی میشود.
در نسخه ماکرودار مقطع دوآرماتوره، عمق محور خنثی با برقراری رابطه زیر تعیین میشود:
Ts - Cc - Cs = 0
ماکروی Findc_org مقدار محور خنثی را به روش سعی و خطا و Goal Seek محاسبه میکند. سپس کرنش و تنش میلگردهای کششی و فشاری، نیروهای داخلی و ظرفیت خمشی نهایی به دست میآیند.
قابلیتهای اکسل تحلیل و طراحی تیر بتنآرمه
- تحلیل رفتار الاستیک بتن پیش از ترکخوردگی
- محاسبه مدول گسیختگی بتن
- تعیین لنگر و انحنای ترکخوردگی
- تحلیل مقطع تبدیلشده
- تحلیل مقطع ترکخورده
- محاسبه محل محور خنثی در مراحل مختلف
- محاسبه تنش و کرنش بتن و فولاد
- محاسبه نیروهای فشاری و کششی داخلی
- کنترل تعادل نیروها
- محاسبه نقاط اصلی ممان–انحنا
- محاسبه ظرفیت خمشی با بلوک تنش ویتنی
- محاسبه حداقل، متعادل و حداکثر نسبت فولاد
- کنترل تسلیم میلگرد کششی و فشاری
- بررسی کششکنترل بودن مقطع
- تحلیل تیرهای تکآرماتوره و دوآرماتوره
- حل خودکار عمق محور خنثی با VBA و Goal Seek
- محیط گرافیکی همراه با تصاویر شماتیک مقطع و توزیع کرنش
این فایل برای چه افرادی مناسب است؟
این اکسل میتواند برای گروههای زیر کاربرد داشته باشد:
- مهندسان محاسب سازه
- مهندسان عمران فعال در دفاتر فنی
- دانشجویان درس بتنآرمه ۱ و ۲
- دانشجویان پروژههای سازههای بتنی
- اساتید و مدرسان مهندسی عمران
- پژوهشگران رفتار غیرخطی مقاطع بتنآرمه
- شرکتهای مهندسین مشاور
- علاقهمندان به برنامهنویسی مهندسی در Excel و VBA
مشخصات فایل اکسل طراحی تیر بتنآرمه
| مشخصات | توضیحات |
|---|---|
| عنوان فایل | اکسل جامع تحلیل و طراحی تیر بتنآرمه تحت خمش |
| فرمت | XLSM |
| تعداد شیتها | ۸ شیت |
| دارای ماکرو | بله |
| زبان | فارسی و انگلیسی |
| نوع تحلیل | پیش از ترک، ترکخوردگی، پس از ترک و ظرفیت نهایی |
| مقاطع قابل بررسی | تکآرماتوره و دوآرماتوره |
| روش طراحی | بلوک تنش معادل ویتنی |
| قابلیت Goal Seek | دارد |
| محاسبه ممان–انحنا | محاسبه نقاط کلیدی |
| نسخه درجشده | تابستان ۱۴۰۵ |
| نویسنده | مهندس محمدجواد بزرگی بائی |
| مرجع درجشده | مبحث نهم مقررات ملی ساختمان و ACI 318-19 |
| نرمافزار موردنیاز | Microsoft Excel دارای پشتیبانی VBA |
راهنمای استفاده از فایل
برای استفاده صحیح از فایل، ابتدا آن را در نسخه دسکتاپ Microsoft Excel باز کنید و گزینه Enable Content یا فعالسازی ماکروها را بزنید.
فقط سلولهایی را تغییر دهید که بر اساس راهنمای رنگ فایل بهعنوان ورودی مشخص شدهاند. تغییر سلولهای فرمولدار ممکن است ارتباط محاسبات میان شیتها را از بین ببرد.
پس از واردکردن مشخصات بتن، فولاد، ابعاد مقطع و آرماتورها، نتایج کنترلهای تسلیم، کششکنترل و تعادل نیروها را بررسی کنید. در شیتهای ماکرودار نیز برای تعیین عمق محور خنثی از دکمه Find c استفاده شود.
تهیهکننده فایل
این نرمافزار توسط مهندس محمدجواد بزرگی بائی، کارشناس ارشد مهندسی زلزله دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، تهیه شده است.
سایت سیویل اجرا از ایشان بابت طراحی، برنامهنویسی و بهاشتراکگذاری این ابزار آموزشی و محاسباتی ارزشمند تشکر میکند.
دانلود اکسل تحلیل و طراحی تیر بتنآرمه
با دانلود این فایل از سایت سیویل اجرا به مجموعهای از محاسبات مرتبط با رفتار خمشی، ترکخوردگی، ظرفیت نهایی، بلوک تنش ویتنی و تحلیل مقاطع تکآرماتوره و دوآرماتوره دسترسی خواهید داشت.
این فایل یک ابزار آموزشی و محاسباتی است و نتایج آن باید پیش از استفاده در پروژههای اجرایی توسط مهندس محاسب واجد صلاحیت کنترل و تأیید شوند.
برای دانلود جزوهها، آموزشهای اجرایی و منابع تخصصی بیشتر در حوزه مهندسی عمران، وارد سایت سیویل اجرا مرجع آموزش مهندسی عمران شوید.
همچنین برای دریافت سریع جدیدترین فایلها و آموزشها، در کانال مهندسین عمران عضو شوید.
- لینک دانلود فایل بلافاصله بعد از پرداخت وجه به نمایش در خواهد آمد.
- در صورتی که به هر دلیلی موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید با ما تماس بگیرید.
- برای باز کردن فایل فشرده از نرم افزار WinRAR در موبایل و کامپیوتر استفاده کنید.
