معرفی مشخصات مصالح در ایتبس ETABS

در این مقاله، به معرفی مشخصات مصالح در نرم افزار ETABS  (فولاد، بتن و میلگرد) و نحوه وارد کردن و تنظیم این اطلاعات خواهیم پرداخت. در نرم‌افزار ETABS، مصالح مختلفی مانند بتن، فولاد و آرماتور باید به طور دقیق تعریف شوند تا تحلیل‌های سازه‌ای به درستی انجام شوند. این اطلاعات به نرم‌افزار کمک می‌کند که رفتار مصالح تحت بارهای مختلف را شبیه‌سازی کند و نتایج دقیقی ارائه دهد.

نوع و مشخصات مصالح تأثیر زیادی بر روی طراحی و تحلیل سازه‌ها دارند. به عنوان مثال، مشخصات بتن از جمله مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته و نوع آن (بتن معمولی یا بتن مسلح) تأثیر مستقیم بر روی ظرفیت تحمل بار و رفتار سازه تحت بارهای مختلف دارد. به همین ترتیب، مشخصات فولاد و آرماتور مانند مقاومت تسلیم و مدول الاستیسیته بر روی تحلیل و طراحی اعضای فولادی و بتن مسلح تأثیرگذار هستند.

در ادامه این مقاله به معرفی مشخصات مصالح سازه (فولاد، بتن و میلگرد) و نحوه تعریف آن در نرم افزار ETABS می پردازیم.

1-معرفی مشخصات مصالح فولادی در ایتبس ETABS

در اینجا به بررسی مشخصات اصلی فولاد برای طراحی سازه‌های فولادی و بتن مسلح می‌پردازیم.

1-1- نوع فولاد

فولاد به انواع مختلفی تقسیم می‌شود که هر کدام خواص مکانیکی خاص خود را دارند. در طراحی سازه‌ها، معمولاً از فولادهایی با مقاومت‌های مختلف استفاده می‌شود. مهم‌ترین انواع فولاد در طراحی سازه‌ها عبارتند از:

• فولاد ST37یا فولاد نرمه: این فولاد در رده فولاد با کربن ملایم قرار دارد. این نوع فولاد دارای پله تسلیم مشخص بوده که کاربرد اصلی آن در ساخت پروفیل های ساختمانی و ساختمان سازی می باشد .
• فولاد ST52 یا فولادهای پرمقاومت کم آلیاژ : این فولادها با افزایش مقادیر ناچیزی آلیاژ نظیر کروم، کلمبیم، مس، منگنز، نیکل و … به فولادهای کربن دار بدست می آید. افزایش آلیاژهای فوق باعث ریزتر شدن ساختمان بلوری آهن و در نتیجه افزایش مقاومت آن می شود. این نوع فولادها مانند فولاد نرمه دارای پله تسلیم مشخص بوده و به راحتی جوشکاری می شوند. که کاربرد اصلی آن بیشتر در صنعت می باشد.

در مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران ویرایش 1401 مشخصات فولادهای مختلف مطابق شکل زیر است:

شکل1-مشخصات فولادهای مختلف مطابق مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران ویرایش 1401

2-1- مقاومت تسلیم (Yield Strength)

Fy: مقاومت تسلیم یک فولاد نشان‌دهنده حداقل تنش است که فولاد می‌تواند تحمل کند بدون آنکه دچار تغییر شکل دائمی شود. این ویژگی به عنوان یکی از مشخصات اصلی در طراحی فولاد و اعضای سازه‌ای در نظر گرفته می‌شود.

در نرم‌افزار ETABS، مقاومت تسلیم فولاد به‌طور دقیق وارد می‌شود تا تحلیل‌ها و طراحی‌ها با دقت بیشتری انجام شوند.

3-1-مقاومت کششی (Tensile Strength)

Fu: مقاومت کششی یا مقاومت نهایی، بیشترین بار کششی است که فولاد می‌تواند بدون شکستن یا از هم گسیختن تحمل کند. این مقدار از مقاومت تسلیم بیشتر است و برای تعیین نقطه شکست فولاد در بارهای کششی مفید است.

4-1-مدول الاستیسیته (Modulus of Elasticity)

Es: مدول الاستیسیته فولاد نشان‌دهنده سختی فولاد است و نشان می‌دهد که فولاد در برابر تغییر شکل الاستیک چه میزان مقاوم است.

معمولاً مقدار مدول الاستیسیته فولاد حدود ۲۰۰ گیگاپاسکال (GPa) است.

این ویژگی به نرم‌افزار ETABS کمک می‌کند تا میزان تغییر شکل الاستیک اعضای فولادی را تحت بارهای مختلف شبیه‌سازی کند.

5-1-ضریب پواسون (Poisson’s Ratio)

ضریب پواسون فولاد نشان‌دهنده نسبت تغییرات عرضی به تغییرات طولی یک ماده تحت بارگذاری است. این ضریب معمولاً برای فولاد حدود ۰.۳ است. این ویژگی برای تحلیل دقیق‌تر رفتار فولاد تحت بارهای فشاری و کششی استفاده می‌شود. مطابق بند 10-1-4-2 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران ضریب پواسون و مدول الاستیسیته مطابق شکل زیر باید در نظر گرفته شود.

شکل2-ضریب پواسون و مدول الاستسیسته فولاد مطابق مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران ویرایش 1401

6-1-چگالی فولاد (Density)

چگالی فولاد معمولاً حدود ۷۸۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب است. این مقدار برای محاسبه بار مرده اعضای فولادی استفاده می‌شود و در طراحی سازه‌ها حائز اهمیت است.

7-1- خواص حرارتی فولاد

فولاد به طور معمول دارای ضریب انبساط حرارتی بالا است که هنگام طراحی سازه‌ها در شرایط حرارتی و تغییرات دما باید مورد توجه قرار گیرد. مطابق بند 10-2-10-6 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران ویرایش 1401 ضریب انبساط و انقباض حرارتی فولاد برابر 0.0000012 به ازای هر درجه سلسیوس در نظر گرفته شده است.

1-8- مدول برشی (Shear Modulus)

مدول برشی فولاد برای تحلیل رفتار برشی اعضای فولادی در تیرها و ستون‌ها کاربرد دارد. مقدار این مدول معمولاً در حدود  77 گیگاپاسکال است.رابطه مدول برشی با مدول الاستیسیته برابر است با:

9-1-مصالح فولادی در نرم افزار ETBAS

در نرم افزار ایتبس متریال های زیر بصورت پیش فرض اولیه تعریف شده و موجود است.

شکل3-متریال پیش فرض نرم افزار ETABS

A992Fy50: فولاد رایج در آمریکا

 Psi4000: بتن با مقاومت 28 مگاپاسکال

 A615GR60: میلگرد طولی در سازه‌های بتنی

Gr416A270: کابل پیش‌تنیده

از آنجا که مشخصات فنی مصالح مصرفی در داخل کشور با معرفی‌های ارائه‌شده متفاوت است، لازم است که این مصالح را در نرم‌افزار ETABS ویرایش کنیم.

فولاد ساختمانی رایج در ایران S240  یا A36 و یا به عبارت دیگر ST37  می باشد .

قبل از اینکه به سراغ معرفی مشخصات فولاد ST37 در نرم افزار ایتبس برویم، لازم است تا با مفهوم Ry و Rt آشنا شوید:

Ry و Rt در مقاطع فولادی:

در طراحی لرزه‌ای سازه‌ها، یکی از مسائل مهم، توجه به تفاوت‌های بین تنش تسلیم واقعی و تنش تسلیم مشخصه است. این افزایش در مقاومت تسلیم معمولاً به دلیل ترکیب مواد مانند آهن قراضه و فرآیندهای خاص تولید و نوردکاری ایجاد می‌شود. به‌طور خاص، مطالعات اخیر نشان داده‌اند که مقاومت تسلیم واقعی و مشخصه فولاد می‌تواند تفاوت‌های قابل توجهی داشته باشد. برای مثال، در فولاد ST37، مقادیر مقاومت تسلیم در چند دهه اخیر از ۲۲۵ مگاپاسکال تا ۲۷۰ مگاپاسکال متغیر بوده است. این تفاوت‌ها به ‌ویژه در طراحی المان‌های لرزه‌ای که به‌عنوان فیوز عمل می‌کنند، از اهمیت بالایی برخوردار است. چرا که این المان‌ها باید به‌گونه‌ای طراحی شوند که در صورت وقوع لرزش، انرژی به‌طور مؤثر جذب شده و سریع‌تر از دیگر بخش‌ها وارد وضعیت خمیری شوند.

در آیین‌نامه‌های طراحی، برای هر مقطع سازه‌ای ضریبی به نام Ry در نظر گرفته می‌شود که این ضریب به‌طور خاص برای هر جزء از سازه محاسبه می‌شود. به‌منظور طراحی دقیق‌تر، باید در طراحی اجزای تحت تأثیر نیرو و جابجایی، از تنش تسلیم و تنش نهایی واقعی استفاده شود. طبق آیین‌نامه AISC، برای محاسبه تنش تسلیم و تنش نهایی مورد انتظار، از ضرب ضریب Ry و Rt استفاده می‌شود.

فرمول‌های استفاده‌شده به این صورت است:

Expected Yield Strength = Ry Fyمقاومت مورد انتظار تنش تسلیم :
Expected Tensile Strength= Rt Fu مقاومت مورد انتظار تنش نهایی :

از آنجاییکه میخواهیم شما در عمل هم تفاوت بیان شده را ببینید در تصویر زیر نتایج تست کشش فولاد در پروژه مقاوم سازی سوله زامیاد که توسط گروه آموزش و مهندسی جعبه ابزار سازه به انجام رسیده است نشان داده شده است.

شکل4-آزمایش تست کشش سوله زامیاد

همانطور که در این شکل مشاهده می­گردد تنش حد جاری شدن 349 مگاپاسکال در آزمایشگاه با تنش اسمی 295 مگاپاسکال متفاوت است.

مطابق مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران ویرایش 1401، Ry و Rt مقاطع فولادی مطابق شکل زیر است:

شکل5-مقادیر Ry و Rt مقاطع فولادی و بتنی

بطور مثال مقادیر Ry و Rt مقاطع لوله ای و قوطی شکل نورد شده  با ضخامت 15 میلیمتر برای فولاد ST37 برابر است با:

مطابق شکل 1 با توجه به ضخامت مقطع، Fy این مقاطع برابر 235 مگاپاسکال است و خواهیم داشت:

برخی از کاربردهای ضرایب Ry و Rt در طراحی لرزه ای:

1-طراحی اتصالات فولادی: در طراحی اتصالات خمشی و اتصالات مهاربندی و وصله ها از ضرایب  Ry و Rt در محاسبات استفاده می شود. بطور مثال در طراحی اتصالات مهاربند همگرا، نیروی طراحی بر اساس حداکثر ظرفیت مهاربند در حالت کششی محاسبه می‌شود که به‌صورت RyFyAg نمایش داده می‌شود. در اینجا، ضریب Ry به‌عنوان یک عامل مهم برای پیش‌بینی تنش تسلیم واقعی استفاده می‌شود. به عبارت ساده، اگر در طراحی فرض شود که تنش تسلیم برابر با Fy=240 MPa است، اما در عمل تنش تسلیم بیشتر از این مقدار باشد، اتصال قادر خواهد بود نیروی بیشتری را نسبت به مهاربند طراحی‌شده تحمل کند. بنابراین، باید در طراحی اتصال، از تنش تسلیم واقعی (که با ضرب Ry در Fy محاسبه می‌شود) استفاده کرد

2–کنترل فشردگی مقاطع فولادی: در مبحث دهم ویرایش 1401، کنترل فشردگی لرزه‌ای اعضا بر مبنای تنش تسلیم مورد انتظار انجام می‌شود. همچنین، نرم‌افزار ETABS در نسخه‌های جدید خود، در صورت انتخاب آیین‌نامه   AISC360-16  برای طراحی، فشردگی لرزه‌ای مقاطع را بر اساس این آیین‌نامه کنترل می‌کند. لذا، لازم است که مقدار تنش تسلیم مورد انتظار به درستی وارد شود تا این کنترل به‌طور صحیح انجام گیرد.

3–محاسبه طول مهارهای جانبی در قاب­های خمشی متوسط و ویژه: در کنترل فاصله مهارهای جانبی در قاب‌های خمشی متوسط و ویژه، نرم‌افزار از ضریب Ry استفاده می‌کند. در صورتی که مقدار این ضریب تغییر کند، محدودیت فاصله مهارها در نرم‌افزار تغییر خواهد کرد. این تغییرات در آیین‌نامه جدید وارد شده است؛ به‌طوری‌که در مبحث دهم قبلی، فاصله مهارها وابسته به Ry نبود. بنابراین، اگر برای طراحی از نسخه 2016 ETABS و آیین‌نامه 360-10 AISC استفاده کنید، محدودیت فاصله مهارها تحت تأثیر Ry نخواهد بود. اما اگر از نسخه جدید ETABS با 360-16 AISC استفاده نمایید، این ضریب بر نتایج کنترل فاصله مهارها تأثیر خواهد گذاشت.

4–کنترل تیر ضعیف–ستون قوی: در قاب‌های خمشی ویژه، برای کنترل ضابطه تیر ضعیف و ستون قوی و همچنین گزارش برش انتهای تیر، از تنش تسلیم مورد انتظار استفاده می‌شود. مقاومت خمشی تیرها بر اساس تنش تسلیم مورد انتظار محاسبه شده و با مقاومت خمشی ستون مقایسه می‌شود.

بنابراین، با توجه به توضیحات ارائه‌شده، باید برای هر نوع فولاد بسته به ضخامت و مقاطع مختلف، مصالح فولادی مختلفی باید در نرم افزار ایتبس تعریف شود.

در شکل زیر تعریف مصالح ST37 با Ry=1.2 برای  ضخامت کمتر از 16 میلی متر به نمایش درآمده است:

شکل6-معرفی مصالح فولادی ST37 در نرم افزار ETABS

2- معرفی مشخصات بتن درایتبس ETABS

مشخصات مصالح بتنی نیز همانند مصالح فولادی یکی از عناصر کلیدی در تحلیل و طراحی سازه‌های بتنی است. در نرم‌افزارهای مهندسی مانند  ETABS، وارد کردن مشخصات دقیق بتن برای شبیه‌سازی صحیح رفتار سازه‌های بتنی تحت بارهای مختلف ضروری است. در اینجا به معرفی مشخصات اصلی بتن که برای طراحی سازه‌های بتنی استفاده می‌شود، پرداخته می‌شود.

1-2- مقاومت فشاری بتن (Compressive Strength)

مقاومت فشاری بتن نشان‌دهنده توانایی بتن در تحمل بارهای فشاری قبل از اینکه دچار شکست یا ترک‌خوردگی شود.

در شکل زیر رده بندی بتن بر اساس مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران ویرایش 1399 به نمایش درآمده است.

بر اساس مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران ویرایش 1399  اگر سازه دارای شکل‌پذیری ویژه باشد، رده بتن حداقل باید 25 مگاپاسگال در نظر گرفته شود. همچنین مطابق بند 9-3-3-3 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران ویرایش 1399 حداقل و حداکثر مقاومت مشخصه بتن به ترتیب 20 و 50 مگاپاسکال است.

در این خصوص به بند زیر توجه کنید:

شکل7-رده بندی بتن مطاب مبحث نهم مقررات ملی ویرایش 1399

2-2-مدول الاستیسیته بتن (Modulus of Elasticity)

مدول الاستیسیته بتن، همانطور که در فولاد مطرح است، بیانگر سختی ماده و میزان تغییر شکل آن تحت بار است.

• مدول الاستیسیته بتن به‌طور معمول در محدوده ۲۵۰۰۰۰ تا ۳۰۰۰۰۰ مگاپاسکال است، اما این مقدار بسته به نوع بتن و مقاومت فشاری آن متفاوت است.
• در تحلیل‌های دینامیکی و استاتیکی، این پارامتر به نرم‌افزار ETABS کمک می‌کند تا رفتار بتن تحت بارهای مختلف را شبیه‌سازی کند.
• دوره تناوب طبیعی سازه به طور معکوس با سختی سازه ارتباط دارد. یعنی هرچه سازه سخت‌تر شود (مدول الاستیسیته بالاتر)، دوره تناوب طبیعی کوتاه‌تر می‌شود. دوره تناوب طبیعی همان زمان لازم برای یک ارتعاش کامل سازه است، بنابراین با افزایش سختی، ارتعاشات سریع‌تر و سازه زودتر به حالت تعادل می‌رسد.

در شکل زیر روابط دقیق و تقریبی مدول الاستیسیته بتن بر اساس مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران ویرایش 1399 به نمایش درآمده است.

شکل8-روابط مدول الاستیسیته تقریبی و دقیق مطابق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش 1399

همچنین در شکل زیر محاسبات مدول الاستیسیته بتن مطابق با رابطه دقیق محاسبه شده است، در روابط زیر چگالی بتن 2400 کیلوگرم بر متر مکعب فرض گردیده است.

شکل9-مدول الاستیسیته بتن مطابق با رابطه دقیق با چگالی بتن 2400 کیلوگرم بر متر مکعب

دقت: توصیه می‌شود در طراحی سازه‌های بتنی (با بتن معمولی)، چگالی بتن برابر 2300 کیلوگرم بر متر مکعب در نظر گرفته شود. در این صورت، حتی اگر از رابطه دقیق برای محاسبه استفاده شود، مدول الاستیسیته تقریباً برابر با مقدار حاصل از رابطه تقریبی خواهد بود.

3-2- ضریب پواسون بتن (Poisson’s Ratio)

ضریب پواسون بتن یکی دیگر از ویژگی‌های مهم است که نشان‌دهنده نسبت تغییرات عرضی به تغییرات طولی یک ماده تحت بارگذاری است. این ضریب معمولاً برای بتن در حدود ۰.۱۷ تا ۰.۲۵ قرار دارد. در بتن معمولی این ضریب را 0.2 درنظر میگیریم اما در بتن­های سبک، ضریب پواسون باید براساس آزمایش تعیین شود.

4-2-وزن مخصوص بتن (Density)

در مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ویرایش 1398، برای وزن واحد حجم بتن معمولاً از عدد 2400 کیلوگرم بر مترمکعب برای بتن ساده (بدون میلگرد) استفاده می‌شود. اما وقتی از بتن آرمه (بتن مسلح با میلگرد) صحبت می‌کنیم، وزن واحد حجم بتن به دلیل اضافه شدن میلگردها و آرماتور به 2500 کیلوگرم بر مترمکعب افزایش می‌یابد. این افزایش وزن به دلیل حضور میلگردها و آرماتورهای فولادی است که به بتن افزوده می‌شود. میلگردها که از فولاد ساخته شده‌اند، چگالی بیشتری دارند (تقریباً 7850 کیلوگرم بر مترمکعب) و به همین دلیل وزن کلی بتن مسلح نسبت به بتن ساده بیشتر خواهد بود. بنابراین، تفاوت وزن واحد حجم بتن ساده و بتن آرمه به همین دلیل است که میلگردها به آن افزوده می‌شوند. در این حالت، وزن بتن آرمه معمولاً در حدود 2500 کیلوگرم بر مترمکعب در نظر گرفته می‌شود.

این مقدار برای تعیین بار مرده سازه و تاثیر آن در تحلیل‌های استاتیکی استفاده می‌شود.

5-2- مقاومت کششی بتن (Tensile Strength)

بتن به طور طبیعی در برابر کشش ضعیف است، و مقاومت کششی آن معمولاً بسیار پایین‌تر از مقاومت فشاری آن است.

• در بیشتر سازه‌ها، مقاومت کششی بتن از طریق استفاده از آرماتور یا میلگرد بهبود می‌یابد.
• مقدار مقاومت کششی بتن معمولاً در حدود ۲ تا ۵ مگاپاسکال است.

در شکل زیر رابطه مقاومت کششی بتن بر اساس مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران ویرایش 1399  به نمایش درآمده است.

شکل10-مدول گسیختگی(مقاومت کششی مجاز) بتن مطابق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش 1399

6-2-معرفی مشخصات مصالح بتن در نرم افزار ETABS

شکل11-تعریف مصالح بتن در نرم افزار ETABS

3- معرفی مشخصات میلگرد (آرماتور) در ایتبس ETABS

آرماتور یا میلگرد یکی از اجزای اصلی در سازه‌های بتن مسلح است که برای تقویت بتن در برابر تنش‌های کششی به کار می‌رود. مشخصات میلگرد برای تحلیل و طراحی سازه‌ها بسیار مهم است و در نرم‌افزارهایی مانند ETABS باید به دقت وارد شوند. در اینجا به معرفی مشخصات اصلی میلگرد که در طراحی و تحلیل سازه‌های بتنی به کار می‌روند، پرداخته می‌شود.

1-3-معرفی انواع میلگرد و تفاوت های شکلی، کاربردی مقاومتی و آیین نامه ای آنها

1-1-3-انواع میلگرد بلحاظ شکل: میلگردها به عنوان عناصر اصلی در سازه‌های بتنی استفاده می‌شوند و بر اساس نوع و شکل آج، به دو دسته‌ی ساده و آجدار تقسیم می‌شوند.

میلگرد ساده (A1): این نوع میلگردها دارای سطحی صاف و هموار هستند و بدون هیچگونه پیچیدگی خاصی تولید می‌شوند. تولید میلگرد ساده با قرار دادن شمش‌های فولادی در کوره با دمای 1100 درجه سانتیگراد آغاز می‌شود. سپس با نورد کردن شمش‌ها، به مرحله‌ی سایزدهی و ترخیص می‌رسند. به‌طور معمول از میلگرد ساده برای استفاده در بتن‌های غیر مسلح یا با مقاومت پایین به کار می‌روند.

میلگرد آجدار (A2، A3، A4): تولید این نوع میلگرد مشابه میلگرد ساده است، با این تفاوت که در مرحله پایانی از قالب‌هایی برای ایجاد آج استفاده می‌شود. این میلگردها دارای آج­های مختلف برای افزایش گیرایی در بتن و جلوگیری از جابجایی آن پس از نصب هستند.

تفاوت آج میلگردها:

میلگرد A1 دارای سطح صاف و بدون آج است و برای جوشکاری در پروژه‌ها استفاده می‌شود. میلگرد A2 برخلاف A1، دارای آج‌های ساده و یکنواخت به صورت مارپیچ بر روی سطح خود است. میلگرد A3، که آج‌های جناغی یا ضربدری دارد، نسبت به میلگرد A2 مقاومت بیشتری از خود نشان می‌دهد. در نهایت، میلگرد A4 با آج‌های مرکب، پیشرفته‌ترین نوع میلگرد است که برای پروژه‌های با نیازهای مکانیکی بالا طراحی شده است.

شکل12-تفاوت ظاهری آج میلگردها

2-1-3-مقاومت تسلیم و گسیختگی میلگردها در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش 1399

اما بریم سراغ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران ویرایش 1399 ، ببینیم آیین نامه چی گفته راجع به میلگردها:

شکل13-ویژگی های آرماتورهای A1، A2 ، A3 و A4 در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران ویرایش 1399

همونطور که در شکل قبل مشاهده می­کنید، معرفی آرماتورها در آیین نامه به شکل دیگه ای انجام شده و اصطلاحات آرماتور A1 تا A4 از قدیم بین مهندسین رایج بوده، که شما میتونید از طریق شکل متوجه خصوصیات و تطابق اونها با اسم گذاری A1  تا A4  بشید.

در ویرایش جدید مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، استفاده از میلگردهای با مقاومت تسلیم بالاتر از 420 مگاپاسکال مجاز شمرده شده است. ذکر این نکته ضروری است که مطابق بند 9-8-4-9 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران، ویرایش 1399، در قاب‌های لرزه‌بر ویژه، می‌توان از میلگردهایی با تنش تسلیم تا 550 مگاپاسکال استفاده نمود. با این حال، با توجه به تجربه‌های به‌دست‌آمده، استفاده از این میلگردها در قاب‌های لرزه‌بر ویژه ممکن است میسر نباشد، و توصیه می‌گردد برای این قاب‌ها از میلگردهای با رده بالاتر از S400 استفاده نشود.

جدول زیر محدودیت حداکثر تنش تسلیم برای این میلگردها را مشخص می‌کند.

شکل14-کاربرد آرماتورهای آجدار طولی و عرضی

شکل15-کاربرد آرماتورهای دورپیچ ساده

نکته مهم: همانطور که در دو تصویر قبل مشاهده شد، آرماتورهای طولی و عرضی مصرفی در سازه‌های بتنی باید آجدار باشند. استفاده از آرماتورهای ساده A1 (S240) تنها در دورپیچ‌ها مجاز است. این بدین معناست که در آرماتورهای افت و حرارت سقف‌ها نیز باید از میلگردهای آجدار استفاده گردد.

نکته مهم: در سازه‌های ویژه (مانند قاب‌های خمشی ویژه یا سیستم‌های دوگانه با دیوار برشی ویژه به همراه قاب خمشی ویژه)، استفاده از آرماتورهای عرضی (در ستون‌ها و تیرها) با مقاومت تسلیم بالاتر از 420 مگاپاسکال نیز مجاز است. این آرماتورها به منظور محصور کردن بتن و تحمل نیروهای برشی به کار می‌روند.

نکته: تفاوت آرماتورهای A1 ، A2 ، A3 و A4  به لحاظ عملکردی از نظر شکل پذیری آنهاست، بدین معنا که رفتار تنش کرینش آنها باهم متفاوت است:

فولاد نرم A1(S240) : منحنی تنش کرنش آن دارای پله تسلیم مشخصی است.

فولاد نیمه سخت  A2, A3(S340, S350, S400, S420) : منحنی تنش کرنش آن دارای پله تسلیم بسیار محدود است.

فولاد سخت A4(S500,S520) : منحنی تنش کرنش آن فاقد پله­ی تسلیم مشخصی است.

2-3- مدول الاستیسیته میلگرد (Modulus of Elasticity)

مدول الاستیسیته میلگرد نشان‌دهنده سختی آن است و می‌تواند تأثیر زیادی بر روی تحلیل‌های سازه‌ای داشته باشد.

مدول الاستیسیته میلگردها معمولاً در حدود ۲۰۰ گیگاپاسکال (GPa) است. این مقدار برای تحلیل‌های الاستیک و تغییر شکل‌های سازه‌ای تحت بارهای مختلف استفاده می‌شود.

3-3- ضریب پواسون میلگرد (Poisson’s Ratio)

ضریب پواسون میلگرد به نسبت تغییرات عرضی به تغییرات طولی ماده تحت بارگذاری اشاره دارد. این ویژگی به نرم‌افزارهای مهندسی کمک می‌کند تا رفتار میلگرد را در تحلیل‌های پیچیده‌تر شبیه‌سازی کند.

برای میلگردهای فولادی معمولاً ضریب پواسون برابر با ۰.۳ است.

4-3-چگالی میلگرد (Density)

چگالی میلگرد نشان‌دهنده جرم واحد حجم میلگرد است و برای محاسبه بار مرده استفاده می‌شود.

چگالی میلگرد معمولاً در حدود ۷۸۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب است، که مشابه با چگالی فولاد است.

5-3-قطر و ابعاد میلگرد (Diameter and Size)

قطر میلگردها بر اساس نیازهای طراحی و نوع اعضای سازه‌ای متفاوت است. میلگردها معمولاً در قطرهای مختلف از ۶ میلی‌متر تا ۴۰ میلی‌متر یا بیشتر تولید می‌شوند. میلگردهای با قطر 6 و 8 میلی‌متر بدون آج هستند و به‌صورت آجدار نمی‌باشند. از آنجا که معمولاً از آرماتورهای نمره 8 به‌عنوان آرماتور افت و حرارت استفاده می‌شود و بسیاری از نقشه‌های اجرایی سقف از کارهای قبلی کپی شده است، بسیاری از این نقشه‌ها با آرماتور حرارتی 8 اشتباه بوده و لازم است طراح را متوجه کنیم تا در طرح خود از آرماتور 10 (آجدار) استفاده نماید.

6-3-معرفی مشخصات مصالح میلگرد در نرم افزار ETABS

حال که با مشخصات آرماتو و انواع میلگرد ها آشنا شدید می توانید انواع میلگردها در نرم افزار ETABS معرفی نمایید. در اشکال زیر آرماتورهای A2 و A3  در نرم افزار مشخص شده است.

سوال: آیا همانند اعضای فولادی برای میلگردها هم ضرایب Ry و Rt داریم؟

بله به شکل شماره 3 رجوع کنید، مطابق این شکل ضرایب Ry و Rt به ترتیب برابر 1.2 و 1.2 است. اما ازآنجاییکه کاربرد این ضریب در نرم افزار منوط به محاسبه لنگر پلاستیک محتمل است، و در بند مقدار لنگر پلاستیک محتمل 1.25 برابر لنگر اسمی مقطع عنوان شده است، لذا در تعریف مصالح  نرم افزار از ضریب 1.25 استفاده میکنیم.

شکل16-معرفی Mpr لنگر محتمل

شکل17-معرفی آرماتور A3 در ایتبس ETABS

برای تعریف میلگرد AII، می‌توان از میلگردهای AIII که قبلاً تعریف شده‌اند، کپی گرفت.

شکل18-معرفی آرماتور A2 در ایتبس ETABS