1-7:تحت خمش بهتر است چون در این حالت تغییر شکل بیشتری دارد که این نوعی علامت هشدار برای سکنه می باشد،با این حال شکست برشی در یک مقطع تقریبا  بدون ظهور علامت خطر است به همین دلیل در طراحی نیز ضریب کاهش مقاومت چشم گیری به آن تعلق میگیرد .

7-3:از آنجا ضعف عمده بتن در کشش است در یک تیر تحت بار گسترده مقدار این تنش ها در نزدیکی تکیه گاه کم است  وهر چه به وسط دهنه نزدیک می شویم مقدار این تنش در ناحیه ی کششی افزایش میابد وباعث تغییر شکل بیشتر در این ناحیه میگردد.

7-5:تر ک برشی :این نوع ترک د رنزدیکی  تکیه گاه به وجود می آید ومعمولا تحت زاویه ی 45درجه می باشد.2)ترک هایی خمشی :این نوع ترکها در وسط دهانه ودر جای که نیرو ی زیادی در ناحیه ی کششی  وجود دارد بوجود می آید.3)ترکهای برشی ،خمشی :این نوع ترکها در ناحیه ی بین تر کهای خمشی وترکهای برشی بوجود  میآید.

7-6:عملکرد تیر:در صورتی که بازوی لنگر نیروهای  فشاری وکششی ثابت بماندویا در جاهایی که عملکرد خمشی غالب باشد رخ می دهد.

عملکرد قوس:عملکرد قوس در انتقال برش بیان گر تغییرات شدید در بازو ی فشاری و کششی بوده ودر بتن ترک نخورده ودر نزدیکی تکیه گاه تیر ،یعنی جای  که بار خارجی از ناحیه ی فشاری  به طرف  تکیه گاه ،توسط یک قوس فشاری در بتن منتقل می شود ،رخ می دهد.

7-7: 1)شکست خمشی:این شکست بیش تر برای تیرهای لاغر تحت بار متمرکز  وبا a/d>5.5ویا تحت بار گسترده وبا lc/d>16اتفاق می افتد.

2)شکست قطری کششی :این حالت شکست اغلب برای تیر های  معمولی یا تحت بار متمرکز وبا 2.5<   

                                                                  5.5>a/dرخ می دهد.

3)شکست برشی فشاری وشکست برشی کششی:این حالت از شکست ممکن است برای تیر های نسبتا عمیق تحت بار متمرکز با 1

7-8:تیرهای که شکست آنها خمشی باشد از تیرها با رفتاری شکل بذیر خواهد بود .در شکست قطری کششی اساسا دارای رفتاری ترد وشکننده اند.ولی در شکست برشی فشاری  وشکست برشی کششی  عموما در ناحیه ی  فشاری دارای شکست تردی است ودر ناحیهی کششی از مقدار این تردی کمتر می شود.

7-9:نقش فولاد برشی در یک تیر بتن آرمه تحمل نیر وهای برشی میباشد که این مقدار در تکیه گاه ها مقدار کمی نیست ومقدار این نوع فولاد در نزدیکی  تکیگاه ها به مراتب  بیشتر از سایر نقاط تیر است.

7-10: 1)فولاد برشی قائم .2)فولاد برشی مایل بازاویهی حداقل 45 درجه نسبت به افق.3) فولاد برشی مایل بازاویهی حداقل 30 درجه نسبت به افق.4)ترکیبی از فولاد برشی قائم و فولاد خم شده طولی .5)شبکه سیمی جوش شده.6)دوربیج ویا فولاد عرضی حلقوی.

7-11:فولاد قائم از طریق کار کردن با آن ونیز راحتی کار کردن وهمچنین کم شدن خطا واشتباه در این خاموتها کم می شود،ولی در فولاد های مایل  چون تحت زاویه قرار می گیرند ممکن است قسمت بالای آن  تامین نشودوامکان بروز خطا واشتباه در نحوه ای قرار گرفتن ان وجود دارد.

7-13:در اعضای که تحت نیروی برشی قرار می گیرند فقط اعضای قائم آنهاست که در مقابل نیروی فشاری مقاومت می کند واعضای افقی خاموت ها فقط در تحمل بیچش موثرندواین اعضای قائم ونیز چسبندگی در بعضی قسمت های بتن  بخش اعظم این نیروها را تامین میکند.

7-14:زیرا اگر مقدار فاصله ی خاموت ها افزایش یابد عمق این نوع ترکها که در اثر نیروهای برشی بوجود می آید افزایش میابد ودر نتیجه باعث شکست تیر می شود بر این اساس باید فاصله این خاموت ها نیز به d/2محدود شود.

1-5:در این روش های طراحی  ضرائب آنها به این گونه هستند که  قبل از محاسبه  لنگر نهایی ،ضریبی تحت عنوان ضریب افزایش بار به آن تعلق می گیرد و بس از محاسبه ی لنگر اسمی نیز ضریبی تحت عنوان ضریب کاهش مقاومت به آن تعلق می گیرد که این مقدار همیشه کمتر از (1) می باشد.

5-2:روش sdmوlsdبه ماهیت اصلی بارها ونیرو ها نزدیک تر است ،چون :1)رفتار مقطع دیگر خطی در نظر گرفته نمی شود.2)در این روش   مقدار ضرائبی که به آن تعلق می گیرد دارای  دقت بیشتر ی باشد.3)در این نوع از روش ها ی طراحی  ضرائب برخلاف تنش مجاز در چند مرحله اعمال می شود که این خود باعث  افزایش دقت محاسبه نیرو ها  می شود.

5-3:در یک تیر خمشی انحنا به  صورت  تغییر زاویه ی  خمشی  به ازا طول واحد تیر تعریف می شود.

5-5:در یک تیر بتنی هر وقت  فولاد موجود در مقطع جاری شود  بدون افزایش بار انحنا ی چشم گیری  خواهیم داشت.ولی در هر مقطعی که مقدار فولاد کششی موجود در مقطع کمتر از مقدار بالانس باشد رفتاری شکل بذیر ونرم خواهد داشت ومیزان  شکل بذیری  یک مقطع عبارت است از نسبت انحنای  نظیر نقطه شکست نهایی به لحظه  تسلیم فولاد های کششی.

5-6:جهت دستیابی به یک روش اصولی در طراحی  بایستی  براساس برخی از تئوری ها مانند نیرهای  داخلی ونیز براساس همسازبودن  تغییر شکل  های مقطع،ارزیابی صحیح مقاومت مقطع ارائه می گردد.این فرضیات  مهم  عبارت اند از :1)اصل برنولی .2)بیو ستگی کامل بین فولاد وبتن.3)توزیع تنش در بتن وفولاد در یک مقطع  بتن آرمه بر اساس منحنی های  تنش- کرنش.

5-8:دلیل این مقدار فولاد در روش های lsdو )sdmحتی اگر این مقدار از طریق محاسبه بدست بیاید)این است که،اگر مقدار فولاد موجود در تیر کم باشد، قبل از اینکه تنش در دورترین تار کششی بتن  باعث ایجاد ترک در تیر شود ،فولاد موجود در تیر بتنی در ناحیه ی کششی جاری شود.اا

1-4:درزمانی که تنش در دورترین تار کششی خود به مدول گسیختگی میرسد ترکها  ایجاد شده (ولی رفتار بتن در ناحیه ی خطی عمل می کند)وبا افزایش تنشها مقدار ترکها بیشتر شده تا جایی که دیگر ترکها افزایش نیافته وبا افزیش تنش ها فقط عمق آنها افزایش میابد.

4-3:دلیل اصلی در شکست ترد ونرم در مقدار فولاد موجود در تیر(در ناحیه ی کششی میباشد).که اگر مقدار فولاد در ناحیه کششی کم باشد در اثر بار وارده ابتدا فولاد جاری شده  وبعداز تغییر شکل زیاد، تیر تخریب میشود این نوع شکست ، شکست نرم نامیده می شودواگر مقدار فولاد در تیر (در ناحیه ی کششی )زیاد باشد  فولاد در اثر بارهای وارده ،جاری نشده وبتن در ناحیه ی فشاری به صورت ناگهانی بکیده می شود.

4-4:کم بودن یا زیاد بود ن فولاد نسبت به یک شرایط مرزی را با فولادی به نام فولاد متوازن مشخص می کنند.فولاد متوازن مقدار فولادی است که با افزایش میزان بار،درست در همان لحظه که فولاد در ناحیه  کششی به حد تسلیم می رسد بتن در ناحیه فشاری به حدخرد شدن برسد.

4-5:از جمله مزایا های آنها می توان به. 1:بروز این تغیر شکل ها زنگ خطری برای اهالی انجاست.2:میزان جذب انرژی  در این گونه سازه ها بیشتر است.3:مقدار باز توزیع آنها بیشتر است نسبت به سایر مقاطع.

4-6: طراحی در ناحیه الاستیک یعنی رفتار بتن در کشش وفشار به صورت خطی است واین مقطع غیر اقتصادی ترین نوع طراحی است.در طراحی الاستو بلاستیک رفتار بتن در فشار وفولاد در کشش به صورت خطی است.طراحی الاستو بلاستیک نسبت به الاستیک اقتصادی تر است.ازجمله تشابه ای دو روش رفتار خطی آنها در فشار است.

4-7:مقدار لنگری است که اگر به یک تیر وارد شود در ناحیه کششی ترک بر میدارد ومحاسبه  مقدار این لنگرها توسط روابط مقاومت بدست می آید.

1-هدف از طراحی در یک سازه چیست؟

هدف از طراحی یک عضو سازه ای یا یک سازه، تامین ایمنی کافی و رعایت اقتصاد می باشد. یک عضو سازهای

اساسا" از آن جهت طرح می شود که از ایمنی کافی برخوردار باشد به این مفهوم که در مقابل بارهای وارده و

تحت انواع شرایط تحمل، از پایداری کافی برخوردار باشد.

2- از مسائل تاثیرگزار در طراحی، چه مسائلی ماهیت احتمالی داشته و پیش بینی دقیق آن ها ممکن نیست؟

1- پیش بینی دقیق بارهای وارده بر سازه و پیش بینی دقیق توزیع بارها امکتن پذیر نیست. این مساله بیشتر به

ماهیت احتمالی بار بر می گردد.ارزیابی بسیاری از بارها نظیر بار زنده، برف، باد و زلزله بر اساس بررسی آماری و

برآورد مبتنی بر توزیع احتمالی بار صورت می گیرد.چنین ارزیابی از مقدار، توزیع و ترکیب بار، ممکن است باآنچه در

عمل اتفاق می افتد، متفاوت باشد.

2- مقاومت مصالح مصرفی نیز ماهیت احتمالی دارد و پیش بینی مقدار تنش تسلیم و یا مقاومت نهایی نیز بر

اساس بررسی های آماری و توزیعهای احتمالی صورت می گیرد. بنابراین موادی که در اجزا سازه مورد استفاده

قرار گرفته اند، ممکن است در عمل مشخصات مکانیکی متفاوت از مقادیر پیش بینی شده از خود بروز دهند.

3- آنالیز سازه و تعیین تنش در اجزا سازه اصولا" تئوری هایی صورت می گیرد که ممکن است در عمل به صورت

کامل برقرار نباشند. این مساله نیز تفاوت هایی بین مقادیر واقعی تنش ها و مقادیر پیش بینی شده اعمال می

کند.

4- جزئیات اجرایی اجزا سازه نیز به دلایل کارگاهی و خطای انسانی، معمولا"به صورت کامل با آنچه در طراحی

تعیین می شود، انطباق ندارد. این مساله به خصوص در بتن مسلح و در مورد ابعاد قطعات بتنی و نیز موقعیت

دقیق میلگردهای فولادی بیشتر اتفاق می افتد.

3- ضریب اطمینان چیست و چه نقشی ایفا می کند؟

معمولا" براب تامین ایمنی کافی در سازه باید شرایط بارگزاری را تا حدودی دست بالا، و شرایط مقاومت اجزا را تا

حدودی دست پایین در نظر بگیریم تا ضریب اطمینان کافی در مقابل شرایط عملی فراهم گردد. تعیین ضریب

اطمینان و تدوین روش مناسب برای تعیین اجزا و مشخصات سازه با عنوان روش طراحی نامیده می شود. هر چه

ضریب اطمینان در طراحی بزرگ تر باشد، ایمنی بیشتری برای سازه در نظر گرفته می شود. از طرفی تامین ایمنی

بیشتر با استفاده از ضرائب اطمینان بزرگ تر، به ابعاد بزرگ تر و استفاده از مصالح بیشتر منجر می شود که

اقتصاد طرح را دچار مشکل می کند. به همین جهت معمولا" باید بین تامین ایمنی و کاهش هزینه ها، مصالجه ای

برقرار نمود بدین صورت که با پذیرش درصد مناسبی به عنوان ریسک قابل قبول، از بالا رفتن بی رویه هزینه ها

جلوگیری کرد. برقراری تعادل مناسب بین ایمنی و اقتصاد،از مشخصات  طراحی منظور می شود.

4- انواع روش های طراحی سازه را نام برده و مشخص کنید هر کدام از این روش ها در چه دوره ی زمانی کاربرد

داشته اند یا دارند.

1- روش تنش های مجاز (ASD) : که به نام روش تنش بهره برداری (WSD) نیز خوانده می شود از روش های

قدیمی طراحی سازه است که تا قبل از سال 1956 میلادی به عنوان تنها روش طراحی سازه های بتن آرمه در

آئین نامه ACI 318 مطرح بوده و از سال 1983، تحت عنوان روش دیگر طراحی به ضمیمه آئین نامه برده شده

است.

2- روش طراحی مقاومت (SDM) : که به نام روش طراحی مقاومت نهایی نیز خوانده شده است.

3- روش طراحی در حالات حدی (LSD) : که به نام روش طراحی بر مبنای ضریب بار و مقاومت (LRFD) نیز

خوانده می شود، در نیمه ی قرن بیستم پایه گذاری شد و در سال های اخیر، مورد توجه بیشتری قرار گرفته است

به طوری که هم اکنون مبنای طراحی در کشورهای اروپایی و نیز کشور کانادا قرار گرفته است. آئین نامه بتن ایران

نیز همین روش را مبنای طراحی خود قرار داده است.

5- در روش تنش های مجاز، بارهای جانبی بدون ضریب واردمی شوند یا با ضریب، توضیح دهید؟

6- ایمنی در روش تنش های مجاز چگونه تامین می شود؟

با تعیین ضریب اطمینان مناسب بر اساس آئین نامه، شرایط لازم برای تامین ایمنی کافی در طراحی سازه فراهم

می شود. تنش های مجاز (  σ_all ) با تقسیم تنش تسلیم فولاد و یا مقاومت بتن بر عدد ضریب اطمینان (SF)،تعیین

می شود. عدد ضریب اطمینان ممکن است در محدوده ی 1.5 تا 2.5 در نظر گرفته شود.

7- در روش طراحی مقاومت، چرا از ضریب کاهش مقاومت استفاده می شود؟

8- در روش ACI 318-05 چند ترکیب بارگزاری برای اثرات بارهای قاۀم و زلزله باید در نظر گرفته شود؟ در روش  

ACI 318-99 چطور؟ هر کدام از این ترکیبات را بنویسید؟

9- چرا در روش طراحی مقاومت از ضراۀب کاهش مقاومت (∅) استفاده می شود؟ این ضراۀب در کنترل خمش،

برش، پیچش و فشار در ACI 318-02 چه تغییراتی نسبت به قبل پیدا کرده است؟

10- ظوابط بهره برداری چیست و در روش طراحی مقاومت چگونه کنترل می شود؟

در روش طراحی مقاومت، علاوه بر آن که گسیختگی مقطع تحت نیروهای داخلی ایجاد شده بر اساس بارهای با

ضریب و ضرائب کاهش مقاومت کنترل می شود، شرایط مناسب بهره برداری از اعضا تحت بارهای بهره برداری

(بارهای بدون ضریب) نیز کنترل می گردد. این شرایط که تحت عنوان ضوابط بهره برداری بیان می گردد، شامل

کنترل خیز تیر و نیز کنترل عرض ترک مقطع می باشد.

11- توضیح دهید که روش طراحی در حالات حدی چگونه بر مفاهیم احتمالات استوار است؟

طراحی در حالات حدی یک روش طراحی مبتنی بر مفاهیم احتمالات است. احتمال شکست یک سازه را می توان

با برآورد کمتری از مقاومت آن (R)، و تخمین بالاتری از اثرات بار (S)، و اطمینان از اینکه R > S است، کاهش داد.

این مفهوم را می توان در شکل کلی رابطه زیر بیان کرد:

12- نقش ضرائب  و  را در روش طراحی در حالات حدی مشخص کنید.

∅ ضریب مقاوت (که به نام ضریب کاهش ظرفیت یا ضریب عملکرد نیز خوانده می شود) است که همیشه کوچک

تر از واحد بوه و منعکس کننده ابهامات و موارد نامعلوم در تعیین R_n  می باشد.

و α  یک ضریب بار است که معمولا" بزرگ تر از واحد بوده و قابلیت اضافه بار و نیز ابهامات متناظر با تعیین S_n  را

منعکس می کند.

13- منظور از حالات حدی نهایی و حالات حدی بهره برداری در طراحی در حالات حدی چیست؟

14- چرا مناسب تر است که از ضرائب بار به ازای هر بار مشخص، متفاوت باشند؟

ضریب بار جداگانه برای هر نوع بار، می تواند درجه ی متغییر ابهامات و نامعلومی متناظر با انواع گوناگون بار را بهتر

منعکس کند. مثلا" بار مرده اصولا" با دقت بهتری قابل پیش بینی بوده و ضریب بار کمتری نسبت به ضریب بار

بارهای زنده خواهد داشت. همچنین یک ضریب بار بسته به این که اکثر بار، افزایش یا کاهش تاثیر کلی بار باشد،

ممکن است مقادیر متفاوتی داشته باشد. مثلا" در ملاحضه ی شکست ناشی از واژگونی که بار مرده از شکست

جلوگیری می کند، اگر بار مرده ی واقعی کمتر از مقدار پیش بینی شده باشد، احتمال شکست بالاتر خواهد رفت.

در این حالت باید برای بار مرده، ضریب باری کمتر از واحد در نظر گرفت. واقع بینانه تر خواهد بود اگر ضرائب اضافی

برای در نظر گرفتن احتمال کمتر آن که چند بار (به جز بار مرده) بهطور هم زمان در حداکثر مقدار خود ظاهر شوند

(ضریب ترکیب بار، φ)، و نیز برای در نظر گرفتن اهمیت شکست عضو یا سازه ی مورد نظر (ضریب اهمیت، γ)، هم

چنین برای در نظر گرفتن نوع شکست (ناگهانی نظیر بتن یا تدریجی نظیر فولاد که می توان برای هر ماده ∅

جداگانه در نظر گرفت)، و نیز در نظر گرفتن ابهامات متناظر با تحلیل سازه ای، منظور نمود.

15-  نقش ضرائب ترکیب بار و اهمییت ( φو γ ) در آئین نامه کاندا چیست؟ اصولا" آیا منطقی تر خواهد بود که

ضرائب α  و φ  و γ در آۀین نامه های بارگزاری تعیین شوند یا در آۀین نامه های طراحی؟ چرا؟

16- در آئین نامه بتن ایران آبا حالات حدی نهایی به چه صورت هایی رخ می دهد؟

1- از دست رفتن تعادل سازه یا قسمتی ازآن به عنوان یک جسم صلب

2- تغییر شکل یا تغییر مکان سازه یا قسمتی از آن در حدی که شکل هندسی یا رفتار سازه را به کلی تغییر دهد

3- رسیدن سازه به حداکثر ظرفیت باربری خود به یکی از شکل های زیر:

- وقوع حالت حدی نهایی مقاوت با شکست مقاطع، قطعات و یا اتصالات به دلیل گسیختگی یا تغییر شکل های

بیش از حد و یا گسیختگی مصالح

- تبدیل شدن سازه یا قسمتی از آن به مکانیزم

- از دست رفتن پایداری کل سازه یا قسمتی از آن

17- در آبا حالات حدی بهره برداری به چه صورت هایی ممکن است اتفاق بیفتد؟

1- تغییر شکل بیش از حد سازه یا اجزا آن، به صورتی که اثر نامطلوبی در ظاهر سازه یا عملکرد مناسب آن ایجاد

نموده و به خود سازه، نازک کاری موجود در آن و یا قطعات غیر سازه ای آسیب برساند

2- صدمات موضعی نظیر ترک خوردگی، پوسته شدن و یا تخریب بیش از حد سطح بتن به صورتی که نیاز به نگه

داری بیش از حد متعارف داشته باشد، و یا احنمال خوردگی میلگرد ها را افزایش دهد و در نتیجه به وضعیت

ظاهری و عملکرد مناسب سازه آسیب برساند

3- لرزش بیش از حد سازه در اثر بارهای بهره برداری، یا عملکرد ماشین آلات نصب شده و یا نیروی باد به صورتی

که باعث تشویش خاطر استفاده کنندگان شود و یا عملکرد مناسب سازه را دچار مشکل کند

4- حالت های حدی دیگری که ممکن است با تشخیص و قضاوت مهندس محاسب سازه برای سازه های خاص با

عملکرد نامتعارف تعیین شود.

18- بر اساس آبا علاوه بر کنترل حالات حدی، چه موارد دیگری باید رعایت شوند؟

1- سازمان دهی سازه و اجزا اتصالات، چنان باشد که پایداری کلی و به هم پیوستگی سازه تامین شود به طوری

که آسیب دیدگی موضعی سازه به گسیختگی کلی یا زنجیره ای منجر نشود.

2- با پیش بینی تدابیر خاص، مقاومت سازه در قابل آتش سوزی تامین شود.

3- با پیش بینی تدابیر مناسب، پایایی سازه تامین شود. در این مورد به خصوص در مورد بتن، توجه کافی به مواد و

مصالح مصرفی و طرح اختلاط با ملاحضه ی شرایط محیطی الزامی است.

4- طراحی سازه باید حلقه ای از زنجیره ی طراحی- اجرا- نگهداری تلقی شده و نسبت به صحت انجام هر کدام از

سه جز اطمینان حاصل شود.

19- روش هایی را که آبا برای تحلیل یک سازه ی بتن آرمه مجاز می داند، نام ببرید؟

الف- تحلیل خطی

ب- تحلیل خطی همراه با بازپخش محدود

ج- تحلیل غیر خطی

د- تحلیل پلاستیک  

20- رفتار غیر خطی مادی و رفتار غیر خطی هندسی را که در تحلیل غیر خطی سازه ها مورد توجه قرار می گیرند،

توضیح دهید.

در این روش لنگرها و نیرو های داخلی در هر مقطع از سازه با توجه به رفتار غیر خطی مصالح و (یا) با توجه به تاثیر

تغییر شکل های بزرگ در سازه (که تحت عنوان رفتار غیر خطی هندسی نامیده می شود)، تعیین می شوند. این

روش تحلیل را می توان برای انواع سازه ها و در حالات حدی نهایی و بهره برداری، مورد استفاده قرار داد. در روش

تحلیل غیر خطی همچنین می توان برای منحنی لنگر- انحنا هر مقطع، از یک نمودار دو خطی که بیانگر حالت ترک

خورده ی بتن و حالت تشکیل مفصل پلاستیک در مقطع است، و یا یک نمودار سه خطی که علاوه بر مشخصات

نمودار دو خطی حالت ترک خورده ی بتن را نیز بیان می کند، استفاده کرد. دقت شود که شیب نمودار لنگر- انحنا

سختی خمشی عضو (حاصل ضرب مدول الاستیسیته در ممان اینرسی، EI) را نشان می دهد.

21- ترکیبات بارگزاری لازم تحت تاثیر بارهای مرده، زنده و زلزله را بر اساس آبا بنویسید.

22- منظور از ضرائب جزۀی ایمنی مقاومت در آئین نامه بتن ایران چیست و مقادیر آن ها چقدر است؟

23- چرا در آبا از ضرائب اصلاح مقاومت و بار ( _n∅و γ_n ) استفاده می شود؟ مقادیر آن ها چقدر است؟

_n∅ ضریب اصلاح مقاومت و γ_n  ضریب اصلاح بار است که در حال حاضر در طراحی تمام قطعات برابر 1.0 معرفی

شده است مگر درتعیین ضریب تشدید لنگر ستون ها که ضریب اصلاح مقاومت 0.65 = _n∅ در بار بحرانی ستون

ضرب می شود.