وحدة تصميم الفولاذ 1 - معيار ANSI/AISC 360-16 - AulaGEO

تفاصيل الوحدة: تقدم هذه الوحدة مقدمة لدورة التخصص في الفولاذ، مع التركيز على تصميم وتحليل إطارات اللحظات الخاصة باستخدام برامج هيكلية مثل ETABS والحسابات اليدوية باستخدام MATLAB. ويغطي جوانب مختلفة من مشروع البنية التحتية الحقيقي، بما في ذلك مخططات الطوابق، ومناظر الارتفاع، وحسابات الأحمال، وتصميمات الاتصال.

ملخص الدرس: في هذا الدرس التمهيدي، يرحب المهندس خوان أوروزكو بالمشاركين في دورة التخصص في الفولاذ، مع التركيز بشكل خاص على إطارات اللحظات الخاصة. يبدأ الدرس بنظرة عامة على مشروع بنية تحتية حقيقي، مع تفصيل تخطيط مبنى يحتوي على أربع شقق، كل منها تتميز بميزات محددة مثل غرف النوم والمطابخ وغرف المعيشة. يتضمن التصميم الإنشائي تحليل المسافات بين الأعمدة واستخدام برنامج ETABS لنمذجة ودراسة سلوك المبنى تحت الأحمال.

ستغطي الدورة معيار AISC 360-16 للتصميم الهيكلي ومعيار ASCE 41-17 للتصميم المقاوم للزلازل. سيتم إجراء الحسابات اليدوية باستخدام MATLAB، مع مقارنة النتائج مع تلك الموجودة في ETABS. سيتم تحليل وتصميم المكونات الرئيسية مثل العوارض الحاملة للأحمال، والأعمدة الخشبية، وألواح الأرضيات، وموصلات القص، وأنواع مختلفة من الوصلات (العزم والقص). ويسلط الدرس الضوء أيضًا على أهمية التصميم الدقيق للسلالم وتوصيلاتها لضمان سلامة البنية. خلال الدورة، سوف يكتسب المشاركون خبرة عملية في التطبيقات الواقعية، مما يعزز فهمهم لمبادئ تصميم الهياكل الفولاذية.

تفاصيل الوحدة: تبدأ هذه الوحدة دورة التخصص في الفولاذ، مع التركيز على تصميم وتحليل العناصر المنحنية وفقًا لمعيار ANSI/AISC 360-16. ويغطي تصنيف المقاطع المنحنية، وظواهر الانبعاج المحلية والجانبية، وتصميم القص.

ملخص الدرس: في هذا الدرس، نقدم الوحدة الأولى من دورة التخصص في الفولاذ، مع التركيز على إطارات اللحظات الخاصة وتصميم العناصر المنحنية. تبدأ الدورة بدراسة متعمقة لمعيار ANSI/AISC 1-360، وفحص تصنيف المقاطع المنحنية إلى فئات مدمجة، وغير مدمجة، ونحيلة. نحن نستكشف الانبعاج المحلي في العناصر المنحنية، بما في ذلك الانبعاج في الحواف والشبكة، ومعايير العرض / السُمك اللازمة للاستقرار.

ويتناول الدرس أيضًا الانحناء الالتوائي الجانبي، وتحليل الطول غير المدعم (Lb) وتأثيره على اللحظات الاسمية والبلاستيكية. سنناقش أهمية الأطوال Lp و Lr وصياغتها في كل من النطاقين المرن وغير المرن. بالإضافة إلى ذلك، تم شرح عامل Cb، مع تسليط الضوء على دوره في تضخيم مقاومة اللحظة الاسمية للأقسام.

تختتم الوحدة بنظرة تفصيلية على تصميم القص، مما يوفر فهمًا شاملاً للقوى والضوابط المطلوبة لضمان سلامة الهيكل. يضع هذا الدرس الأساس للمقرر بأكمله، حيث يقوم بإعداد المشاركين للتقييمات والتطبيقات العملية للمفاهيم التي تعلموها.

تتضمن كل وحدة تقييمات تتضمن أسئلة نظرية، وعبارات صواب/خطأ، وتمارين عملية تعتمد على معيار AISC 360 وحسابات العضو المنحني. يعد هذا الدرس نقطة بداية أساسية لإتقان مبادئ تصميم الهياكل الفولاذية.

تفاصيل الوحدة: تقدم هذه الوحدة دورة التخصص في الفولاذ، مع التركيز على تصميم وتحليل العناصر المنحنية وفقًا لمعيار ANSI/AISC 360-16. ويغطي المفاهيم الأساسية للعناصر المنحنية، وتحليل إجهادها، وتصنيف الأقسام المعرضة للانحناء.

ملخص الدرس: في هذا الدرس، نبدأ الوحدة الأولى من دورة التخصص في الفولاذ: إطارات اللحظات الخاصة. يركز هذا المقرر على تصميم العناصر المنحنية بناءً على معيار ANSI/AISC 1-360. تدعم العناصر المنحنية، والتي تكون عادةً عبارة عن مقاطع منشورية أفقية، الأحمال بشكل عمودي على محورها الطولي، مما يؤدي إلى إجهادات الانحناء والقص.

نقوم بفحص عضو أفقي نموذجي يتعرض لحمل موزع بشكل موحد ونقوم بتحليل لحظات الانحناء وقوى القص الناتجة. يتناول الدرس تحليل الإجهاد للعوارض I أو المقاطع H تحت الأحمال الموزعة بشكل موحد، مع التركيز على الضغط والشد الذي تتعرض له الحواف ودور المحور المحايد.

سنتعمق في تصنيف المقاطع تحت الانحناء، ونوضح أنواع المقاطع الأربعة:

• نوع 1: تصميمات بلاستيكية وتصميمات زلزالية قادرة على تطوير لحظات بلاستيكية والحفاظ على الدورات غير المرنة اللازمة لإعادة توزيع اللحظات.

• نوع 2: المقاطع المدمجة التي تحقق لحظات بلاستيكية ولكنها تمتلك قدرة دوران غير مرنة محدودة، ومناسبة للأحمال الثابتة وعوامل الأداء الزلزالي المنخفضة.

• نوع 3: الأقسام غير المضغوطة التي تبدأ التدفق البلاستيكي ولكنها تفتقر إلى القدرة على الدوران غير المرن، وعادة ما تفشل بسبب الانحناء غير المرن.

• نوع 4: المقاطع النحيلة التي تفشل بسبب الانحناء المرن المحلي دون الوصول إلى نقطة الخضوع.

سيتم مناقشة كل نوع من الأقسام بالتفصيل، مع تسليط الضوء على خصائصه وقيوده. يمهد هذا الدرس الأساسي الطريق لفهم سلوك ومتطلبات تصميم العناصر المنحنية في الهياكل الفولاذية، كما يعمل على إعداد المشاركين لمواضيع أكثر تقدمًا في الدورة.

تفاصيل الوحدة: ترتكز هذه الوحدة على الموضوع الحاسم المتمثل في الانبعاج الموضعي في العناصر المنحنية كما هو محدد في معيار AISC 360-16. إنه يوفر تحليلًا متعمقًا لانبعاج الحافة والشبكة، وهو أمر ضروري لضمان سلامة الهيكل وأداء عوارض الفولاذ تحت الحمل.

ملخص الدرس: في هذا الدرس، نواصل دورة التخصص في الفولاذ، مع التركيز على الانبعاج الموضعي في العناصر المنحنية. يحدث الانحناء الموضعي في حواف وشبكة العوارض أثناء الانحناء، مما قد يمنع تطور اللحظات البلاستيكية.

انبعاج الشفة: يمكن أن يحدث انبعاج موضعي في شفة الضغط إذا كانت رقيقة للغاية، مما يؤدي إلى عدم الاستقرار. يؤدي هذا إلى منع الشعاع من تحقيق لحظته البلاستيكية. نحن نستكشف مقطع شعاع معرض لعزوم، مع تسليط الضوء على الشد في الحافة السفلية والضغط في الحافة العلوية. تكون حواف الضغط الرقيقة عرضة للانحناء، وبالتالي تفشل في الوصول إلى اللحظة البلاستيكية.

انحناء الويب: يحدث الفشل المحلي في الويب عند نقاط الأحمال المركزة والدعامات، مما يؤدي إلى سحق الويب أو انبعاجه بين الحواف. يوفر المعيار عمليات التحقق للسيطرة على هذه الإخفاقات.

نسبة العرض/السمك: يحدد المعيار نسبة العرض/السمك للحواف والأشرطة، باستخدام معلمات مثل Lamda (λ)، والتي تعتمد على ما إذا كان العنصر مدعمًا أم لا. Lamda p وLamda ps وLamda r هي الحدود العليا للأقسام المدمجة والمدمجة الزلزالية وغير المدمجة على التوالي.

نحن نستخدم الأساليب البيانية والجدولية للتحقق من هذه النسب. على سبيل المثال، يتم حساب لامدا كنسبة عرض الحافة (ب) إلى سمكها (ت). إذا كانت لامدا أقل من لامدا p، يكون القسم مضغوطًا. إذا كان لامدا بين لامدا p ولامدا r، فهو غير مضغوط، وإذا كان أكبر من لامدا r، يكون القسم نحيفًا.

تطبيقات عملية: يتضمن الدرس أمثلة عملية ومراجع لصفحات محددة في معيار AISC، باللغتين الإنجليزية والإسبانية، لضمان الفهم والتطبيق الشامل. نحن ندرس كيف تلبي الأقسام المختلفة (I، والقناة، وT) هذه المعايير وكيف تؤثر هذه التصنيفات على قدرتها على تطوير اللحظات البلاستيكية.

ملخص: من خلال فهم الانبعاج المحلي في الحواف والأشرطة والتحقق من نسبة العرض/السمك، يمكن للمهندسين تصميم هياكل فولاذية أكثر أمانًا وكفاءة. يقدم هذا الدرس المعرفة الأساسية اللازمة لمنع الفشل المحلي وتحقيق الأداء الهيكلي الأمثل.

تفاصيل الوحدة: تتعمق هذه الوحدة في الموضوع الحاسم المتعلق بالانحناء الموضعي في العناصر المنحنية، مع التركيز على سلوك الويب والحافة تحت ظروف الحمل. ويشمل طرق التحليل والفحوصات وفقًا لمعيار ANSI/AISC 360-16، مما يساعد المهندسين على ضمان سلامة هيكل المقاطع الفولاذية.

ملخص الدرس: في هذا الدرس، نواصل مناقشتنا حول الانبعاج الموضعي في العناصر المنحنية. نبدأ بفحص الفشل المحلي في الويب، والذي يحدث غالبًا في نقاط الأحمال المركزة والدعامات بسبب سحق الويب أو الانبعاج بين الحواف. يمكن أن تؤدي هذه الأعطال إلى منع الملفات الشخصية من الوصول إلى قدرتها على التحمل البلاستيكية.

يتناول الدرس معايير نسبة العرض/السمك لمواقع الويب، ويشرح كيف يوفر المعيار أساليب بيانية وجدولية للتحقق من هذه النسبة. يتم تقديم المعادلات الرئيسية، مثل لامدا (λ)، والتي يتم حسابها كنسبة الارتفاع (h) إلى سمك (tw) الويب. على سبيل المثال، يتم الحصول على Lamda p من خلال حاصل ضرب 3.76 في الجذر التربيعي لمعامل المرونة مقسومًا على إجهاد الخضوع. إذا كان لامدا ضمن نطاقات معينة، فقد يتم تصنيف القسم على أنه مضغوط أو غير مضغوط، مما يؤثر على قدرته على تطوير لحظات بلاستيكية.

نحن نستكشف كيفية تحديد ما إذا كان القسم مضغوطًا أو غير مضغوط أو نحيفًا من خلال تحليل نسبة العرض / السُمك والرجوع إلى الجداول ذات الصلة من المعيار. بالنسبة للأقسام I والأقسام القناة، فإن سعة العزم ونسبة العرض/السمك لكل من الأشرطة والحواف أمر بالغ الأهمية للتصنيف.

باختصار، يقدم هذا الدرس نهجًا مفصلاً لفهم والتحقق من الانبعاج المحلي في العناصر المنحنية، باستخدام أمثلة واقعية وطرق قائمة على المعايير لتصنيف وضمان استقرار المقاطع الفولاذية في ظل ظروف تحميل مختلفة. سيكتسب المشاركون رؤى عملية حول منع الفشل المحلي وتحقيق الأداء الهيكلي الأمثل.

تفاصيل الوحدة:
في هذه الوحدة، نتعمق في تعقيدات الانبعاج الالتوائي الجانبي في العناصر المنحنية، مع التركيز على الظروف والتدابير الوقائية اللازمة لتجنب هذا النوع من الفشل في العوارض الفولاذية.

ملخص الدرس:
في هذا الدرس، نقدم مفهوم الانبعاج الالتوائي الجانبي في العوارض الفولاذية. قد تتعرض العوارض المنحنية التي لا يتم تدعيمها بشكل صحيح لمنع الحركة الجانبية إلى انحناء التوائي جانبي إذا كانت مقاومتها للالتواء وعزم القصور الذاتي حول محور أقل قدر من القصور الذاتي غير كافية. يتناول هذا الدرس أهمية التدعيم الجانبي لتجنب مثل هذا الانبعاج، مع تفصيل مفاهيم الأطوال غير المدعومة (Lb) وكيف تؤثر على سلوك العارضة. في هذا الموضوع، نناقش معايير المقاطع المدمجة، وأهمية الأطوال Lp وLr، وكيف يمكن للعوارض أن تفشل بشكل مرن أو غير مرن اعتمادًا على هذه المعلمات.

تفاصيل الوحدة: تستكشف هذه الوحدة المفهوم الحاسم للانبعاج الالتوائي الجانبي في العناصر المنحنية، مع التركيز بشكل خاص على قيمة Cb. وتغطي الدروس كيفية رسم وتفسير اللحظة الاسمية كدالة للطول غير المدعوم، وأهمية المقاطع المدمجة في منع الانبعاج.

ملخص الدرس: في هذا الدرس، نواصل مناقشتنا حول الانبعاج الالتوائي الجانبي في العناصر المنحنية، ونتناول على وجه التحديد قيمة Cb. سنشرح أهميتها وكيف تؤثر على الرسم البياني للعزم الاسمي مقابل الطول غير المدعوم (Lb). يتناول الدرس بالتفصيل كيفية تفسير هذا الرسم البياني لملفات تعريف مختلفة، مثل المقاطع I، وأهمية الأطوال Lp وLr في تحديد ما إذا كان المقطع سيفشل بلاستيكيًا أو غير مرن أو مرنًا. كما نقوم بتغطية المعادلات اللازمة والخصائص الفيزيائية اللازمة لحساب هذه القيم وتأثيراتها على استقرار وقوة العوارض الفولاذية.

تفاصيل الوحدة: تستمر هذه الوحدة في مناقشة الانبعاج الالتوائي الجانبي في العناصر المنحنية، مع التركيز على حساب وأهمية عزم البلاستيك (Mp) ومقاومة الانحناء الاسمية (Mn). يستكشف هذا البحث العلاقات بين الأطوال غير المدعومة (Lb)، والأطوال الحرجة (Lp و Lr)، وكيف تؤثر هذه على سلوك الانبعاج ومقاومة العوارض الفولاذية.

ملخص الدرس: في هذا الدرس، نتعمق في حساب عزم البلاستيك ودوره في تحديد مقاومة الانحناء الاسمية للعوارض الفولاذية. سنناقش كيف تحدد قيم Lp و Lr أجزاء مختلفة من منحنى سعة اللحظة، وأهمية عامل Cb في تعديل هذه القيم. يوضح الدرس أن اللحظة البلاستيكية تتحقق عندما يكون الطول غير المدعوم (Lb) أقل من Lp. إذا وقع Lb بين Lp و Lr، فقد يفشل الملف بشكل غير مرن، وإذا تجاوز Lb Lr، فسوف يفشل الملف بشكل مرن. نحن نغطي المعادلات والخصائص الفيزيائية اللازمة، بما في ذلك معامل المرونة، وإجهاد الخضوع، ومعامل المقطع، لرسم اللحظة الاسمية كدالة للطول غير المدعوم. يتم التأكيد على الأهمية الحاسمة لضمان عدم تجاوز اللحظة الاسمية للعزم البلاستيكي، حتى عند تعديلها بعامل Cb، للحفاظ على سلامة وسلامة التصميم الهيكلي.

تفاصيل الوحدة: يستكشف هذا القسم عامل التعديل Cb للانبعاج الالتوائي الجانبي في العناصر المنحنية، ويستكشف كيف تؤثر الاختلافات في مخطط اللحظة على سعة اللحظة الاسمية لعوارض الفولاذ. ويتناول أهمية عامل Cb وتطبيقه في أجزاء مختلفة من مخطط اللحظة، وكذلك المعادلات المستخدمة لحسابه.

ملخص الدرس: في هذا الدرس، نركز على عامل Cb ودوره في تفسير التغيرات في مخطط عزم العناصر المنحنية. نبدأ بشرح كيفية قيام عامل Cb بتعديل معادلات اللحظة الاسمية، والتي تنطبق عادةً على لحظات الانحناء الثابتة. من خلال الأمثلة، نوضح كيف تؤثر أجزاء مختلفة من مخطط عزم الشعاع - العزم المتغير والثابت - على قيمة Cb. على وجه التحديد، نستكشف كيف يعمل عامل Cb على زيادة قدرة الشعاع على تحمل لحظات أكبر قبل حدوث عدم الاستقرار الجانبي. يتناول الدرس أيضًا حساب عامل Cb باستخدام قيم اللحظة القصوى ومواضعها على طول الطول غير المدعم (Lb). من خلال فهم تطبيق وحساب عامل Cb، سيتعلم المشاركون كيفية تقييم مقاومة الانحناء الاسمية للعوارض بدقة في ظل ظروف اللحظة المتغيرة، مما يضمن استقرار وسلامة تصميماتهم.