خبيؼخ ث ن تك ك فهطط كه خ ان ذضخ انتك ن خ ب دائرح ان ذضخ ان ذ خ ان ؼ بر خ انخه م- فهطط يشر ع انتخرج " ف. التصم م اإلنشائ ل " مبنى متعدد االستخدامات ناب

النسخ

1 خبيؼخ ث ن تك ك فهطط كه خ ان ذضخ انتك ن خ ب دائرح ان ذضخ ان ذ خ ان ؼ بر خ انخه م- فهطط يشر ع انتخرج " ف. التصم م اإلنشائ ل " مبنى متعدد االستخدامات نابلس مد نة فر ق العمل باسل وائل عابد ن معن اسامة ابورجب زن غسان حجازي إشراف :. د. ر اض عبد الكر م عوض كانون أول م I

2 خبيؼخ ث ن تك ك فهطط كه خ ان ذضخ انتك ن خ ب دائرح ان ذضخ ان ذ خ ان ؼ بر خ انخه م- فهطط " ف. التصم م اإلنشائ ل " مبنى متعدد االستخدامات نابلس مد نة فر ق العمل باسل وائل عابد ن معن اسامة ابورجب زن غسان حجازي ث بء ػه ر ع بد األ زبم ان شوف ػه ان شو ع ث اكوخ ع غ أػؼبء انهغ خ ان زؾ خ رى رول ى نا ان شو ع ان كائوح ان ل خ ان ل خ ان ؼ به خ ك كه خ ان ل خ نه كبء ث زطهجبد انلائوح نلهعخ انجكبن ه. ت ق غ يشرف ان شر ع د. ر اض عوض ت ق غ رئ ص انذائرح م. ف ض شبانة كانون أول م II

3 اإلىداء إ اردة بقوة الظالم قير استطاعت التي الشموع إلى نورىما... الذين كمما مر الوقت أكثر ندرك كم ىو صعب أن نحاول سداد ديوننا ليم...خاصة عندما يكون "الثبات" عمى ما نؤمن بو...ىو من بعض غرسيم أمهاتنا وآبائنا نورهم.. اهلل أدام والتربية العمم إلى والوقار واإلخالص والتواضع أساتذتنا الك ارم.. قوتنا دعائم إلى وطموحنا...بمسم وجروحنا ع متنا إخواننا وأخواتنا.. كل إلى األوفياء المخمصين المذين دربيم تنير شمعة الوفاء من جعموا أرقى صوره في الوفاء يجسدون من إلى أصدقائنا و رفقاء دربنا.. والى شيدائنا األب ارر وأس ارنا البواسل المجد قمة إلى بأيدينا ويأخذ أخذ من كل والى نهدي هذا المشروع.. فر ق انؼ م III

4 شكر وتقدير االعت ارف من أعظم شكر ليس ىناك بالجميل وليس ىناك من صاحب أعظم مشكور الذي الفضل فحمد ا هلل نعمو تنحصر وال فضمو ينقطع ال أجل. عند ينقطع وال حد عند ينتيي حمدا ال وتقديرنا امتناننا وعظيم شكرنا بجزيل نتقدم أن إال يسعنا ال المقام ىذا وفي من كل إلى وعرفاننا إنجاز بحثنا في ساىم متح دين ىذا معنا كل الصعاب كمو. والتقدير الشكر جميع ا فميم ونخص بشكرنا وتقديرنا أستاذنا الفاضل الدكتور رياض عوض المشرف والموجو والمعمم الذي لم يتوان ولم يتأخر عن تقديم ما آتاه اهلل من عمم وحمم لنا ونشكر طاقم دائرة اليندسة المدنية والمعمارية كل بمكانو الذين كرسوا وقتيم وجيدىم لمساعدتنا ومساعدة زمالئنا طوال سنوات الد ارسة. كما نتقدم بشكرنا الى زمالئنا وزميالتنا األع ازء الذين لوال وجودىم لما أحسسنا بمتعة حالوة المنافسة اإليجابية. البحث, وال وأمياتنا أبآئنا إلى الشكر كل فالشكر مسك القول وختام في األكبر الدور ليم كان الذين واخواننا الوصول إلى ما وصمنا إليو ببموغنا حقيم نوفييم ولعمنا رضاىم جميعا. فر ق انؼ م IV

5 خالصخ ان شر ع " ف. التصم م اإلنشائ ل " مبنى متعدد االستخدامات نابلس مد نة فر ق العمل باسل وائل عابد ن معن اسامة ابورجب زن غسان حجازي إشراف :. د. ر اض عبد الكر م عوض كانون أول م مكن تلخ ص هدف المشروع ف عمل التصم م اإلنشائ لجم ع العناصر اإلنشائ ة الت حتو ها المشروع من عقدات وجسور وأعمدة وأساسات وجدران وغ رها من العناصر اإلنشائ ة. تكون المشروع من مبنى متعدد االستخدامات, حتوي خمسة طوابق مختلفة ف التوز ع المعماري واستخدام الفراغات والتداخالت الكتل ة ألجزاء هذا المبنى, مما أكسبنا المعرفة الواسعة ف التصم م اإلنشائ لألبن ة الخرسان ة. تتلخص فكرة هذا المشروع ف التصم م اإلنشائ لمبنى متعدد االستخدامات تشمل الترف ه ة السكن ة و التجار ة و ما لزمها من مرافق. و تكون المشروع من عدة مراحل تتمثل بدا ة بالتدق ق المعماري للمخططات, وقد تم اخت ار العناصر االنشائ ة المختلفة من اعمدة وجسور وعقدات بشكل ال تناقض مع المتطلبات المعمار ة للمشروع. وبعد ذلك قمنا بمرحلة التصم م االنشائ لبعض العناصر االنشائ ة بمساعدة بعض البرامج التصم م ة االنشائ ة وعرض نتائجها على شكل ب انات وأرقام. ومن الجد ر بالذكر انه تم استخدام الكود األردن لتحد د األحمال الح ة,ولتحد د أحمال الزالزل تم استخدام U.B.C- (97( أما بالنسبة للتحل ل اإلنشائ وتصم م المقاطع فقد تم استخدام الكود األمر ك (08 (ACI_318-,وال بد من اإلشارة إلى انه تم االعتماد على بعض البرامج الحاسوب ة مثل : Office2010, Autocad2007,, Atir11.5 وغ رها. وهللا ول التوف ق. V

6 Abstract Structural Design for Multi-purpose Building Prepared by Basel Wael Abdeen Maen Osama AbuRajab Yazan Ghassan Hijazi Supervisor Dr. Riyad Awad Project objectives can be summarized in the structural design of all structural elements contained in the project work, the slabs, bridges, columns, foundations, walls and other structural elements. The project of a mixed-use building consists of five different floors in architectural distribution, use of spaces and overlaps mass of parts of this building, which has earned us a huge knowledge in the structural design of concrete buildings. The idea of this project are summarized in the structural design of the multipurpose building contains entertainment, residential and commercial and the needed facilities. The project consists of several stages are beginning to scrutinize architectural schemes, has been selected the various structural elements of the columns and bridges and details are not incompatible with the architectural requirements of the project. We then phase structural design of some structural elements with the help from some software design construction and display the results on the data on the form of data and numbers. It is worth mentioning that we were using the Jordanian code to determine the live loads, and to determine the loads of earthquakes we used UBC- 97)), As for the analysis of the structural and design sections have been using the American code (ACI_318-08), It must be pointed out that we were relying on some computer programs such as: Autocad2007, Office2010, Atir11.5, and others. VI

7 ف رش ان ست بد ههى انظلؾخ I II III IV V VI VII X XII XIII XIV ان ػ ع روو و يوليخ ان شو ع رو ى يوليخ يشو ع انزقوط اإل لاء انشكو انزول و ان هقض ثبنهخ انؼوث خ ان هقض ثبنهخ اال غه ي خ ك و ان ؾز بد List of abbreviations ك و انغلا ل ك و األشكبل List of Figures انلظم األ ل : ان وليخ 1-1 ان وليخ 2-1 أ لاف ان شو ع أ لاف ان شو ع ان ؼ به خ أ لاف ان شو ع اإل شبئ خ 3-1 يشكهخ ان شو ع 4-1 ان ه بد 5-1 كظ ل ان شو ع 6-1 انغل ل انيي نه شو ع انلظم انضب : ان طق ان ؼ به 1-2 يوليخ 2-2 ن ؾخ ػبيخ ػ ان شو ع 3-2 ي هغ ان شو ع أ خ ان هغ ؽوكخ انش انو بػ انوؽ ثخ 4-2 طق ؽ اثن ان شو ع ؽبثن انز خ انواثغ ؽبثن انز خ انضب انضبنش يكوه انطبثن انز خ اال ل انطبثن االهػ 5-2 ان اع بد ان اع خ انش بن خ ان اع خ انغ ث خ ان اع خ انشوه خ ان اع خ انوث خ 6-2 طق انؾوكخ ان لافم 7-2 ان لفم VII

8 انلظم انضبنش : ان طق اإل شبئ 1-3 يوليخ 2-3 ان لف ي انزظ ى اإل شبئ 3-3 يواؽم انزظ ى اإل شبئ 4-3 األؽ بل األؽ بل ان زخ األؽ بل انؾ خ األؽ بل انج ئ خ أؽ بل انو بػ أؽ بل انضه ط أؽ بل انيالىل 5-3 االفزجبهاد انؼ ه خ 6-3 انؼ بطو اإل شبئ خ ان ك خ نه ج االعز بػ انو بػ انؼولاد ػولاد انؼظت ماد االرغب ان اؽل ػولاد انؼظت ماد االرغب انؼولاد ان ظ زخ ماد االرغب ان اؽل انؼولاد ان ظ زخ ماد االرغب األكهاط انغ ه األػ لح علها انوض األ ب بد ك اطم انز لك علاه ا ز بك 7-3 ثوايظ انؾب ة انز رى ا زقلاي ب انلظم انقبي : ان زبئظ انز ط بد 1-5 ان وليخ 2-5 ان زبئظ 3-5 انز ط بد VIII

9 Subject Chapter 4 : Structural Analysis and Design Page Introduction Design method and requirements Check of minimum thickness of structural members Design of Topping (Rib 13,B-3) : Design and Calculations (Beam 34,B-2) : Design and Calculations (Solid 4,B-2) : Design and Calculations (Column C3) : Design and Calculations (Wall CW6) : Calculation and Design. Shear Wall (Wall CW2) : Calculation and Design. Basement Wall Stairs Calculations and Design Strip Foundation Calculations and Design. 62 IX

10 List of Abbreviations Ac = area of concrete section resisting shear transfer. As = area of non-prestressed tension reinforcement. A s = area of non-prestressed compression reinforcement. Ag = gross area of section. Av = area of shear reinforcement within a distance (S). At = area of one leg of a closed stirrup resisting tension within a (S). b = width of compression face of member. bw = web width, or diameter of circular section. C c = compression resultant of concrete section. C s = compression resultant of compression steel. DL = dead loads. d = distance from extreme compression fiber to centroid of tension reinforcement. Ec = modulus of elasticity of concrete. f c = compression strength of concrete. X

11 fy = specified yield strength of non-prestressed reinforcement. h = overall thickness of member. Ln = length of clear span in long direction of two- way construction, measured face-to-face of supports in slabs without beams and face to face of beam or other supports in other cases. LL = live loads. Lw = length of wall. M = bending moment. Mu = factored moment at section. Mn = nominal moment. Pn = nominal axial load. Pu = factored axial load S = Spacing of shear in direction parallel to longitudinal reinforcement. Vc = nominal shear strength provided by concrete. Vn = nominal shear stress. Vs = nominal shear strength provided by shear reinforcement. Vu = factored shear force at section. Wc = weight of concrete. W = width of beam or rib. Wu = factored load per unit area. Φ = strength reduction factor. XI

12 ε c = compression strain of concrete = ε s = strain of tension steel. έ s = strain of compression steel. ρ = ratio of steel area. فهرس الجداول رقى اندذ ل اندذ ل رقى انصفسخ انغل ل انيي نه شو ع فالل ان خ انلها خ )2017/2016 ) انكضبكخ ان ػ خ نه اك ان زقليخ األؽ بل انؾ خ نؼ بطو ان ج وػخ ػؾ انو بػ اػز بكا ػه انك ك األن ب أؽ بل انضه ط ؽ ت االهرلبع ػ طؼ انجؾو Check of minimum thickness of structural members Dead load calculation Topping Dead load calculation Rib Dead load calculation Beam Load calculation Solid slab Dead load calculation Flight Dead load calculation Landing XII

13 رقى انصفسخ فهرس األشكال انشكم فبهؽخ ان هغ انغواك ي وؾ ؽبثن انز خ انواثغ ان وؾ االكو نطبثن انز خ انضبنش ان وؾ االكو نطبثن انز خ انضب ان وؾ االكو نطبثن انز خ اال ل ان اع خ انش بن خ ان اع خ انغ ث خ ان اع خ انشوه خ ان اع خ انوث خ رؤص و انو بػ ػه ان جب ي ؽ ش اهرلبع ان ج انج ئخ ان ؾ طخ ث انؼولاد ماد انؼظت ان اؽل انؼولاد ماد انؼظت ثبرغب انؼولاد ان ظ زخ ماد االرغب ان اؽل انؼولاد ان ظ زخ ماد االرغب انلهط أ اع انغ ه ان زقليخ ك ان شو ع أ اع األػ لح علاه هض أ ب يلوك ك اطم انز لك رقى انشكم XIII

14 List of Figures Figure # Description Topping load and moment diagram One way Rib slab (R13,B-3) loads of rib and its statically system (R13,B-3) Geometry of rib and it s dimension Shear & Moment Envelope Diagram (R13,B-3) Statically System and loads Distribution of (B 34,B-2) Simply supported beam (B 34,B-2) Shear & Moment Envelope Diagrams (B 34,B-2) Geometry of solid slab and it s dimension load distribution of solid slab(s 4,B-2) Shear & Moment Envelope Diagrams of (S 4,B-2) Coulmn Section(C3) Shear & Moment Envelope Diagrams of Shear wall (CW6) Distribution force from soil for basement wall (CW2) Shear & Moment Envelope Diagrams of (CW2) Distribution force for flight Distribution force for landing Foundation strip section Page XIV

15 XV

16 انفصم األ ل ان قذيخ 1 الفصل الثان الفصل األول المقدمة 1-1 مقدمة. 2-1 أهداف المشروع. 3-1 مشكلة المشروع. 4-1 المسلمات. 5-1 فصول المشروع. 6-1 الجدول الزمن. 1

17 انفصم األ ل ان قذيخ 1-1 مقدمة : لقد شهد القرن الماض تقدم و تطور ف كافة مناح الح اة و صاحب هذا التطور ز ادة ملحوظة ف أعداد السكان و بالتال ز ادة ف احت اجهم الى الخدمات العامة مما اوجد حاجة اجتماع ة و اقتصاد ة الى المبان متعددة االستخدام. 2-1 أهداف المشروع : تقسم أهداف المشروع إلى األهداف المعمار ة و األهداف اإلنشائ ة أهداف المشروع المعمار ة : الهدف الرئ س المعماري نظر ات العمارة الحد ثة. هو وضع تصم م مناسب متناسق مع الثقافة وفق أفضل الفلسط ن ة, أهداف المشروع اإلنشائ ة : تعز ز القدرة على اخت ار النظام اإلنشائ المناسب و المتوافق مع أهداف المبنى. ربط ما تم تعلمه بمساقات التصم م اإلنشائ بالجانب العمل والتصم م ف المشروع اكتساب مهارات و خبرات جد دة ف مواجهة المشاكل والعقبات الت لم تم التطرق لها ف الجانب األكاد م النظري من درستنا الجامع ة. 3-1 مشكلة المشروع : تكمن مشكلة المشروع ف ا جاد انسب نظام انشائ حقق متطلبات المتانة و الخدمات ة, باإلضافة الى تحل ل و تصم م كافة العناصر اإلنشائ ة المكونة للمشروع مثل العقدات و الجسور و األعمدة و األساسات... ال, بعد تحد د األحمال لكل عنصر انشائ مكننا تحد د األبعاد المطلوبة لذلك العنصر باإلضافة الى التسل ح المطلوب, بعد ذلك س تم عرض النتائج على شكل ب انات وأرقام و رسومات انشائ ة لالنتقال من مرحلة التصم م النظري الى التطب ق العمل ف الموقع. 4-1 المسلمات : تهدف دراستنا الى اعداد المخططات اإلنشائ ة الالزمة لكافة عناصر المشروع, و سوف تم المشروع على كل من الكود األمر ك ( ACI ) و الكود األردن لألحمال. ف االعتماد 2

18 انفصم األ ل ان قذيخ فصول المشروع : الفصل األول : المقدمة. الفصل الثان : الوصف المعماري. الفصل الثالث : الوصف اإلنشائ. الفصل الرابع : التحل ل و التصم م اإلنشائ. الفصل الخامس : النتائج و التوص ات الجدول الزمن للمشروع : جدول ( 1-1 ) : الجدول الزمن للمشروع فالل ان خ انلها خ )2017/2016 ) 3

19 انفصم انثب ان صف ان ؼ بري 2 انفصم انثب ان صف ان ؼ بري 1-2 يقذيخ. 2-2 ن سخ ػبيخ ػ ان شر ع. 3-2 ي قغ ان شر ع. 4-2 صف ط اثق ان شر ع. 5-2 ان اخ بد. 6-2 صف انسركخ ان ذاخم. 7-2 ان ذاخم. 4

20 انفصم انثب ان صف ان ؼ بري 1-2 يقذيخ : رؼزجو انؼ بهح أو انؼه و ان ل خ ن ذ ن لح نا انؼظو ثم ي ن أ فهن هللا رؼبن اإل ب انن أؽهن انؼ ب ن ا ج ف اؽو كب زوم ث ن ان ا ت ي ؽ بح انك ف ان أكؼم ط هح ي ط ه انوكب خ ي زال يب ج هللا ي ع بل ن ن انطج ؼخ انقالثخ. ث نا أطجؾذ انؼ بهح ك ي جخ أككبه ر ز ل ه ك ب ي ب ج هللا نه ؼ به ي ي ا ت انغ بل. اما كب نكم ك أ ػهى ػ اثؾ ؽل ك وق ػ ل ب كب انؼ بهح ال رقؼغ أل ؽل أ ه ل ك رزؤهعؼ يب ث انق بل ان اهغ ان ز غخ هل رك أث خ يز ب خ انج بؽخ انظواؽخ رض و ك ب ثؼغ انلؼ ل هؿى أ ب هل رقجئ ن ب انؼل ل ي ان لبعآد ػ ليب لفه ب زلبػم يغ رلبط ه ب. ا ان ج جل ث طب ي انقبهط ام ؼز ل ك روك جز ان ل خ اػز بكا كه ب ػه شكم ل ي زظى ك ؽلح يزكوهح ك كم أعياء ان ج يغ ثؼغ انه بد ان ؼ به خ انز رؼط ككوح اكؼم ػ ػ بهر ب انله ط خ. ا ػ ه خ انزظ ى أل ي شؤ أ يج رزى ػجو ػلح يواؽم ؽز زى ا غبى ػه أك م ع رجلأ أ ال ث وؽهخ انزظ ى ان ؼ به ؽ ش زى ك ن ان وؽهخ رؾل ل شكم ان شؤ ئفن ثؼ االػزجبه رؾو ن ان ظبئق ان زطهجبد ان قزهلخ انز ي أعه ب زى ا شبء نا ان ج ؽ ش غو ر ى غ أ ن ن واكو ث لف رؾو ن انلواؿبد األثؼبك ان طه ثخ رؾل ل ي اهغ األػ لح ان ؾب ه رزى ك ن انؼ ه خ أ ؼب كها خ اإل بهح انز خ انؾوكخ انز وم ؿ و ب ي ان زطهجبد ان ظ ل خ. ثؼل اال ز بء ي يوؽهخ انزظ ى ان ؼ به افواع ب ثظ هر ب ان بئ خ رجلأ ػ ه خ انزظ ى اإل شبئ انز ر لف ان رؾل ل أثؼبك انؼ بطو اإل شبئ خ فظبئظ ب اػز بكا ػه األؽ بل ان قزهلخ ان اهؼخ ػه ب انز زى وه ب ػجو ن انؼ بطو ان األ ب بد ي صى ان انزوثخ. 2-2 ن سخ ػبيخ ػ ان شر ع : ا ككوح ا شبء يج يزؼلك اال زقلايبد روركي ك ر ك و ؽ ي يزكبيم انقليبد نزز ب ت ر غى يغ يزطهجبد ايكب بد ان اؽ انله ط, ؽ ش ا ان شو ع كو ان زطهجبد اال ب خ نالهزظبك ان ؽ, اػبك ان شكم يؼ به ع م ك اػبك صو نهشكم انؼبو ن ل خ بثه, ايب ي انلافم ك ان ؼو ف ا نهج ئخ انله ط خ يزطهجبد ا ب خ فظ ط خ رى افن ب ثؼ االػزجبه ػ ل اػلاك انزظ ى, اػبكخ ان ا ان شو ع قهن ي بفؤ اعز بػ ب فبطب ك ان غز غ انله ط ز ب ت يغ ا ى ر ع بد انل نخ ك انز خ االعز بػ خ ك كه ط. 5

21 انفصم انثب ان صف ان ؼ بري 3-2 ي قغ ان شر ع : نزظ ى أ يشو ع كب ج كها خ ان هغ ان واك رش ل ان ج ك ثؼ ب خ كبئوخ اء رؼهن منك ثبن هغ انغواك أو ثزؤص و انو ان بف خ ان بئلح ك ان طوخ. ثؾ ش رظب انؼ بطو انوبئ خ ػالهبر ب ثبنزظ ى ان وزوػ ك رآنق ر بؿى نزؾو ن انزظ ى األيضم. كهننك غت اػطبء ككوح ػبيخ ػ ػ بطو ان هغ ي ر ػ ؼ ن وب بد األهع ان وزوؽخ نهج بء ػالهخ ان هغ ثبنش اهع انقليبد ان ؾ طخ اهرلبع ان جب ان ؾ طخ ارغب انو بػ ان بئلح انؼغ ظ ي به انش. روغ انوطؼخ ان وزوؽخ ك يل خ بثه ػه انغب ت انغ ث نهطو ن ان اطم ان عبيؼخ ان غبػ رجهؾ ي بؽز ب 850 يزو يوثغ. انشكم )1-2( خبرطخ ان قغ اندغراف نه شر ع. 6

22 انفصم انثب ان صف ان ؼ بري أ خ ان قغ : انشر ط انؼبيخ الخت بر ان قغ : ا ػ ه افز به اهع إلهبيخ يج ال رو ى ثشكم أ ب نز كو هطؼ األهع ثم رو ى ػه أ يؼب و ر بػل ك ػغ هواه ه ى ع ان شو ع ان منك ان هك انن ؼل ػه فليبد ان شو ع أعيائ طج انزكبيم انز اكن يغ ان ظ انؾؼو انؼبو. ك ب ه ػلح وبؽ ي خ ك ػ ه خ افز به اهع نه ج ان زؼلك اال زقلايبد : 1.عواك ان هغ : انغب ت انن قزض ك كها خ ي هغ األهع ثبن جخ نه ظ انؼ وا ثشكم ػبو رؤص و ان هغ ػه ظ لخ ان ج كها خ ان بؿ ؽج ؿواك خ األهع. 2.شجك ان اطالد : انغب ت انن زى ك كها خ انطوم انوئ خ انلوػ خ ان ئك خ نه هغ. 3.انطبء ان جبر : انغب ت انن زؾلس ػ ؽج ؼخ األهع ي ؽ ش اؽز ائ ب ػه انطبء ان جبر ي أشغبه جبربد. 4.أ بؽ ان جب ان ؾ طخ : ؽج ؼخ ان جب ان ؾ طخ ثوطؼخ األهع ػ ب رغبه خ ط بػ خ ك خ أو فليبر خ...ان. ك ل رؤص و ن ان جب ػه هطؼ األهع رؤص و ب ػه ان ج ان واك ا شبإ ػ خ ي اك انج بء ان زقليخ ك ان جب ان ؾ طخ اهرلبػبر ب ا علد زركخ انش ص انر بذ : رزؼوع يل خ بثه ان انو بػ انش بن خ انشوه خ ه بػ ثبهكح علا عبكخ, ان ب ؼ ك ا قلبع انؾواهح ك ان بؽن ان ورلؼخ ك ب رزؼوع ان انو بػ انغ ث خ انوث خ ه بػ يؾ هخ ثبأليطبه انوؽ ثخ. ظوا ن هؼ ب انغواك كب انو بػ انوث خ ر ت ػه ب رظطلو ثز بهاد كاكئخ رهزو رهك انوبكيخ ي انشوم ثبنو بػ انوبكيخ ي انوة كزوهم ي هؽ ثز ب رغؼه ب أكضو ا غبيب ام رغؼم ان اء يؼزلال عبكب ك ب ر ت ػه ان ل خ ه بػ عبكخ كو بػ انق ب ك أ افو كظم انوث غ. ا كها خ ؽوكخ انش انو بػ ي انؼ ايم ان خ ك رؾه م ان ج كبنش ؽبهخ يوؿ ة ك ب ر ع ان ج رغب انش يغ ؽ ب ز ي ان ط ع ان اهغ ػه ي ان طوخ انوث خ هخ بعؾخ ك انؾظ ل ػه أكجو هله ي ك ي انطبهخ انش خ ك أ بو انجوك انزوه م ي ك خ انطبهخ ان ز هكخ نهزلكئخ نهو بػ رؤص و كج و ػه ان جب ك رؼل ؽ م أكو ئصو ػه علها ان ج ثبنزبن ػه ان كم اإل شبئ ن ك غت يواػبح رؤص و انو بػ انش ػه ان ج ن زى رظ ثشكم هج شو ؽ انزظ ى ان زؼهوخ ثبنز خ انرط ثخ:- ي بؿ يل خ بثه زؤصو ث بؿ كه ط انن ؼوف ثؤ عبف ؽبه ط لب يؼزلل يبؽو شزبء ي بؿ انقه م زجب رجؼب نهزؼبه ان طؾبد ان بئ خ ان غب هح انجؼل ػ انظؾواء, أيب ك ب زؼهن ثبأليطبه كب يؼلالد انز بهؾ يزلب رخ رجؼب نزؼبه ان طوخ انغواك خ ؽ ش ا األيطبه ك بثه رزوا ػ يب ث ) يهى( ب. 7

23 انفصم انثب ان صف ان ؼ بري 4-2 صف ط اثق ان شر ع :- يج يزؼلك اال زقلايبد زك ي ف خ ؽ اثن ماد ر ع فليبر ك رغبه م يواكن يزؼلكح انز ى غ ان ؼ به ن ن ان واكن ز ى ثبنز ع ي ب أك ان انز ع ك انزظ ى اإل شبئ نه شو ع طبثق انتط خ انراثغ :- 2 )ي ة و( ث بؽخ روله ث 130 و. زقلو نا انطبثن نال شطخ انزوك خ ان قزهلخ نطالة ان ك بد انشكم )2-2(. انشكم )2-2( : يطقط طبثق انتط خ انراثغ. 8

24 انفصم انثب ان صف ان ؼ بري طبثق اانتط خ انثب انثبنث )يكرر( :- 2 )ي ة و( ث بؽخ روله 860 و. زك ؽبثن انز خ انضب انضبنش ي شون ك خ يقظظخ نهطبنجبد كن ر ى غ ل ؼط انطبنت انقظ ط خ ث ئخ يالئ خ نهلها خ ثؾ ش رز كو انشون ػ ي بؽبد يقزهلخ نزهج خ اؽز بعبد انطهالة, انشكم )2-. )3 انشكم )3-2(: ان طقط األفق نطبثق انتط خ انثبنث. 9

25 انفصم انثب ان صف ان ؼ بري طبثق انتط خ اال ل :- 2 )ي ة 4.50 و( ث بؽخ روله 860 و. زك نا انطبثن ي يطبػى فليبد ؽالث خ ػ يلفم ي لظم يغ كواؽ كبيم يقظض ك هق نه بهاد انشكم )5-2(. انشكم )2-4 (:ان طقط األفق نهطبثق انتط خ اال ل. 13

26 انفصم انثب ان صف ان ؼ بري انطبثق االرض :- انشكم 2 )ي ة 0.00 و( ث بؽخ روله. 730 و زك نا انطبثن ي يؾالد رغبه خ يقبى ثبالػبكخ ان ان واكن انؼبيخ ث ب ؼ هاؽخ ان ز ه. )5-2( انشكم )2-5 (:ان طقط األفق نهطبثق االرض. 11

27 انفصم انثب ان صف ان ؼ بري 5-2 ان اخ بد -: ان اخ خ انش بن خ : انشكم )6-2(: ان اخ خ انش بن خ ان اخ خ اند ث خ : انشكم )7-2( :ان اخ خ اند ث خ انشرق خ ان اخ خ انشرق خ :

28 انفصم انثب ان صف ان ؼ بري انشكم )8-2( :ان اخ خ انشرق خ ان اخ خ انغرث خ : انشكم )9-2( :ان اخ خ انغرث خ. 13

29 انفصم انثب ان صف ان ؼ بري 6-2 صف انسركخ ان ذاخم :- رى رظ ى ان شؤح ثؾ ش رز ؼ ؽو خ نخ انز وم ث أعياء ان ج ؽ اثو ي فالل ان ظؼل انك وثبئ نخ انؾوكخ ك ان واد انلافه خ. كو انزظ ى ا زظبو ك ر ى غ انلواؿبد ي ب كو هاؽخ ك ؽوكخ ان زقلي نه ج. 7-2 ان ذاخم -: ؾز ان شو ع ػه ػلح يلافم يلافم اؽل ب هئ : 1.ان لفم انغ ث : ان لفم انوئ نهطبثن انزغبه. 2.ان لفه ك ان طوخ ان ؾؼ خ ك ي ز ؽبثن انز خ األ ل اؽلا ب نه بهاد االفو نهي اه. 3.ان لفم ك ر خ انطبثن انواثغ. 14

30 انفصم انثبنث ان صف اإل شبئ انف ص م انثبنث 3 ان صف اإل شبئ. يقذيخ. ان ذف ي انتص ى اإل شبئ. يرازم انتص ى اإل شبئ. األز بل. االختجبراد انؼ ه خ. انؼ بصر اإل شبئ خ ان ك خ نه ج ى االخت بػ انر بض ثرايح انسبض ة انت تى اضتخذاي ب _3 17

31 انفصم انثبنث ان صف اإل شبئ 1-3 يقذيخ -: ثؼل كها خ ان شو ع ي ان بؽ خ ان ؼ به خ الثل ي اال زوبل نهغب ت اإل شبئ نلها خ انؼ بطو اإل شبئ خ طل ب طلب كه وب, ؽ ش زى كها خ ؽج ؼخ األؽ بل ان هطخ ػه ان ج ك ل خ انزؼبيم يؼ ب نهقو ط ثزظ ى ا شبئ هج ع غ يزطهجبد األيب واػ انغب ت االهزظبك نه شو ع. ك ب زطهت انزظ ى اإل شبئ افز به انؼ بطو اإل شبئ خ ان ب جخ نه شو ع ان واك ا شبإ يواػبح هبثه خ ر ل ن ب ػه أهع ان اهغ ثؾ ش ك ان ج آي, ؾبكع ػه انزظبي ى ان ؼ به خ. 2-3 ان ذف ي انتص ى اإل شبئ :- انزظ ى اإل شبئ ػ ه خ يزكبيهخ رؼز ل ػه ثؼؼ ب انجؼغ ؽ ش رهج يغ ػخ ي األ لاف انؼ ايم انز ي شؤ ب انقو ط ث شؤ ؾون ان لف ان وع ي, ن األ لاف ػه ان ؾ انزبن :- األيب ( Safety ( : ؽ ش ك ان ج آي ك ع غ األؽ ال يوب و نهز واد انطج ؼ خ ان قزهلخ. انزكهلخ االهزظبك خ( Economical (: رؾو ن أكجو هله ي األيب نه شؤ ثؤهم ركهلخ اهزظبك خ. ػ ب كلبءح اال زقلاو :)Serviceability) رغ ت أ فهم ك ان شؤ ك ع ك ثؼغ انزشووبد ثؼغ أ اع ان ج ؽ انز ي شؤ ب أ رؼب ن ي زقلي ان ج. انؾلبظ ػه انزظ ى ان ؼ به نه شؤ يرازم انتص ى اإل شبئ :- ك رو ى يواؽم انزظ ى اإل شبئ ان يوؽهز هئ ز : 1. ان رزهخ اال نى :-.2 انلها خ األ ن خ نه شو ع ي ؽ ش ؽج ؼخ ان شو ع ؽغ, ثبإلػبكخ نل ى ان شو ع ي ع غ ع ا ج ان قزهلخ, رؾل ل ي اك انج بء انز ف زى اػز بك ب نه شو ع, صى ػ م انزؾبن م اإل شبئ خ األ ب خ ن نا ان ظبو, األثؼبك األ ن خ ان ز هؼخ ي. ان رزهخ انثب خ: رز ضم ك انزظ ى اإل شبئ نكم عيء ي أعياء ان شؤ, ثشكم يلظم كه ن كوب نه ظبو اإل شبئ انن رى افز به ػ م انزلبط م اإل شبئ خ انالىيخ ن ي ؽ ش ه ى ان بهؾ األكو خ انوطبػبد انوأ خ رلبط م رلو ل ؽل ل انز ه ؼ. 18

32 انفصم انثبنث ان صف اإل شبئ 4-3 األز بل:- رو ى األؽ بل انز زؼوع ن ب ان ج ان أ اع يقزهلخ ك ب ه : األز بل ان تخ :- األؽ بل ان برغخ ػ ان ى اننار نهؼ بطو انوئ خ انز زك ي ب ان شؤ, ثظ هح كائ خ صبثزخ, ي ؽ ش ان ولاه ان هغ, ثبإلػبكخ ألعياء اػبك خ كبنو اؽغ انلافه خ أ أػ بل ي كب ك خ أ اػبكبد ر لن ثشكم كائى صبثذ ك ان ج ك ؽ بث ب ي فالل رؾل ل أثؼبك انؼ ظو اإل شبئ, كضبكبد ان اك ان ك خ ن, انغل ل )1-3( ج انكضبكبد ان ػ خ نه اك ان زقليخ ك ان شو ع. انرقى ان تطهطم ان بدح ان طتخذيخ ان خ انوظبهح انويم انقو ب خ انط ة انجالؽ انكثبفخ ان طتخذيخ )kn/m³( خذ ل ( 1-3 ) انكثبفخ ان ػ خ نه اد ان طتخذيخ. أؽ بل انو اؽغ ) (Partition 1.5 kn/m 2 = األز بل انس خ:- األؽ بل انز رز و ي ؽ ش ان ولاه ان هغ ثظ هح ي ز وح كبألشقبص األصبس االع يح ان ؼلاد رؼز ل ه خ ن األؽ بل ػه ؽج ؼخ اال زقلاو نه شؤ ئفن ػبكح يولاه ب ي علا ل فبطخ ك انك كاد ان قزهلخ, انغل ل )2-3( ج األؽ بل انؾ خ ك ان شو ع ان ؾلكح ثبنوع ع ان انك ك األهك. انرقى ان تطهطم طج ؼخ االضتخذاو ي اهق ان بهاد ان قبى االكهاط ان ب ان ك خ ان جب انؼبيخ انس م انس )kn/m²( نه ج ى خذ ل) 3-2 ) األز بل انس خ نؼ بصر ان ج ى 19

33 انفصم انثبنث ان صف اإل شبئ األز بل انج ئ خ: رش م األؽ بل انز ر زظ ث جت انز واد انطج ؼ خ انز ر و ػه ان شؤ كبنضه ط انو بػ أؽ بل ان ياد األهػ خ, األؽ بل ان برغخ ػ ػؾ انزوثخ رقزهق ي ؽ ش ان ولاه االرغب ي ي طوخ ألفو, ك اػزجبه ب عيءا ي األؽ بل انؾ خ ك ب ه : أز بل انر بذ : أؽ بل انو بػ رئصو ثو أكو خ ػه ان ج نزؾل ل اؽ بل انو بػ رى االػز بك ػه وػخ انو بػ انوظ انز رز و ثز و اهرلبع ان شؤ ػ طؼ األهع ي هؼ ي ؽ ش اؽبؽز ث جب يورلؼخ أ ع ك ان شؤ ل ك ي هغ يورلغ أ ي قلغ انؼل ل ي ان ز واد االفو. زى اػز بك انك ك األن ب ) DIN )نهؾظ ل ػه ه ى ه انو بػ االكو خ نا ظ و عه ب ك ان ؼبكنخ انزبن خ ثب زقلاو انغل ل ههى )3-3( ان ػؼ ك ب ه :- Height Above the surface(m) 0 to 8 >8 to 20 >20 to 100 >100 Wind Speed (m/sec) Wind velocity Pressure (KN/ m² ) خذ ل ( 3 3 ) ضرػخ ضغط انر بذ اػت بدا ػهى انك د االن ب DIN q = v 2 / 1600 ؽ ش أ : (wind velocity pressure) q: انؼؾ انل بي ك نهو بػ ػه اهرلبع يؾلك ي ي ة طؼ األهع ان ؾ طخ.)KN/ m² (. (m/sec) ان وػخ انزظ خ نهو بػ : V ج انشكم )1-3 ) رؤص و انو بػ ػه ان جب ي ؽ ش اهرلبع ان ج انج ئخ ان ؾ طخ ث. 23

34 انفصم انثبنث ان صف اإل شبئ انشكم )1-3( تأث ر انر بذ ػهى ان جب ي ز ث ارتفبع ان ج ى انج ئخ ان س طخ ث. 21

35 انفصم انثبنث ان صف اإل شبئ أز بل انثه ج: رؼز ل أؽ بل انضه ط ػه اهرلبع ان طوخ ػ طؼ انجؾو ػه شكم ان وق, زى رؾل ل ب ثب زقلاو Codes انج بء ان قزهلخ, ي فالل علا ل رؤفن اهرلبع ان شؤ ػ طؼ انجؾو ىا خ ي م ان وق كؤ ب نزؾل ل ه خ انو انز رئصو ث ب ػه ان شؤ. انغل ل انزبن ج ه خ أؽ بل انضه ط ؽ ت االهرلبع ػ طؼ انجؾو يؤف ما ي ك ك انج بء األهك. ػه ان شؤ ػ طؼ انجؾو )H( )ثبن زو ) h < > h > > h > > h > 1500 أؽ بل انضه ط )KN /M²( 0 )h-250( /1000 (h-400) / 400 (h 812.5)/ 250 خذ ل ( 3 4 ) از بل انثه ج زطت االرتفبع ػ ضطر انجسر. ا ز بكا ان عل ل أؽ بل انضه ط ان بثن ثؼل رؾل ل اهرلبع ان ج ػ طؼ انجؾو, انن ب ( 550 و( رجؼب نهج ل انضبنش رى ؽ بة أؽ بل انضه ط كبألر : s s s L L L h (KN /m²) أز بل انسالزل: ر زظ انيالىل ػ ا زياىاد أكو خ هأ خ,ث جت انؾوكخ ان ج خ نطجوبد األهع انظقو خ كز زظ ػ ب ه هض رئصو ػه ان شؤح غت أ رئفن ن األؽ بل ثؼ االػزجبه ػ ل انزظ ى منك نؼ ب يوب يخ ان ج نهيالىل ك ؽبل ؽلصذ ثبنزبن انزوه م ي األػواه ان ؾز هخ ز غخ ؽل س انينيال. زى يوب يز ب ك نا ان شو ع ػ ؽو ن علها انوض ان ىػخ ك ان ج ث بء ػه انؾ بثبد اإل شبئ خ ن ب. انن ز زقلو ي أعه نزغ ت ا صبه ان برغخ ػ انيالىل يضم : ؽل ك طالؽ خ ان ج نهزش م (Serviceability) ي ؽ ش رغ ت أ ج ؽ ىائل )Deflection) رغ ت انزشووبد (Cracks) انز رئصو هجب ػه ان ظو ان ؼ به ان طه ة. 22

36 انفصم انثبنث ان صف اإل شبئ انشكم ان اؽ انغ بن خ نه شؤ. 5-3 االختجبراد انؼ ه خ: جن انلها خ اإل شبئ خ أل يج, ػ م انلها بد انغ رو خ نه هغ ؼ ث ب ع غ األػ بل انز ن ب ػالهخ ثب زكشبف ان هغ كها خ انزوثخ انظق ه ان ب انغ ك خ, رؾه م ان ؼه يبد روع ز ب نهز جئ ثطو وخ رظوف انزوثخ,ػ ل انج بء ػه ب, أكضو يب زى ث ان ل اإل شبئ انؾظ ل ػه ه ح رؾ م انزوثخ ( Capacity )Bearing انالىيخ نزظ ى أ ب بد ان ج. 6-3 انؼ بصر اإل شبئ خ ان ك خ نه ج ى االخت بػ انر بض : رزك ان جب ػبكح ي يغ ػخ ػ بطو ا شبئ خ رزوبؽغ يغ ثؼؼ ب نزوب و األؽ بل ان اهؼخ ػه انج بء, رش م: انؼولاد, انغ ه, األػ لح, علها انوض, األكهاط, األ ب بد. ؾز ان شو ع انؼ بطو انزبن خ : انؼقذاد: ظوا ن ع ك انؼل ل ي انلؼبن بد ان قزهلخ ك ان ج يواػبح انزبن خ ك ان شو ع: نه زطهجبد ان ؼ به خ كب زى ا زقلاو أ اع انؼولاد ػولاد انؼظت ماد االرغب ان اؽل slab(.)one way ribbed ػولاد انؼظت ماد االرغب slab) (Two way ribbed انؼولاد ان ظ زخ ماد االرغب ان اؽل(.)one way solid slab انؼولاد ان ظ زخ ماد االرغب slab( )two way solid ػقذاد انؼصت راد االتدب ان ازذ slab( )One way ribbed اؽل أش و انطوم ان زقليخ ك رظ ى انؼولاد ك ن انجالك رزك ي طق ي انط ة ه ب انؼظت, ك انز ه ؼ ثبرغب اؽل ك ب يج ك انشكم )2-3(. انشكم ( 3 2 ) انؼقذاد راد انؼصت ان ازذ 23

37 انفصم انثبنث ان صف اإل شبئ ػقذاد انؼصت راد االتدب slabs( )Two way ribbed تشج انطبثقخ ي ز ث ان ك بد نك ب تختهف ي ز ث ك انتطه ر ثبتدب تى ت ز غ انس م ف خ غ االتدب بد, راػى ػ ذ زطبة ز ب ط ثت ػصت ف االتدب, ك ب ظ ر ف انشكم )3-3(: انشكم ( 3 3 ) انؼقذح راد انؼصت ثبتدب انؼقذاد ان ص تخ راد االتدب ان ازذ slab( :(One way solid ر زقلو ك ان بؽن انز رزؼوع كض وا نألؽ بل انل بي ك خ, ك ب ك انشكم )4-3(:- انشكم )3-4( انؼقذاد ان ص تخ راد االتدب ان ازذ. 24

38 انفصم انثبنث ان صف اإل شبئ انؼقذاد ان ص تخ ف اتدب slab) :)two way solid ر زقلو ك ان بؽن ماد االؽ بل انؼبن خ ان بكبد انكج وح. انشكم ( 3 5 ) -: انؼقذاد ان ص تخ راد االتدب األدراج: األكهاط ػ ظو ا شبئ عل ك ان جب نال زوبل ث ي ز ك ل انطبثن أ ث ػلك ي ؽ اثن ان ج انشكم.) 6-3( انشكم ( 3 6 ) -: انذرج 25

39 انفصم انثبنث ان صف اإل شبئ اندط ر:- ػ بطو أ ب خ ك ان ج رو و ث وم األؽ بل ان اهؼخ ػه األػظبة ان األػ لح, ؽ ش رو ى ان : ع ه (Rectangular) ع ه (T-section(. ع ه.)L-section) ك انز ه ؼ ثوؼجب انؾل ل األكو خ ن وب يخ انؼيو ان اهغ ػه انغ و, ثبنكب بد انشكم )7-3 ) ج أ اع انغ ه انز ا زقليذ ك ان شو ع. ن وب يخ ه انوض انشكم ( 3 )7 : - أ اع اندط ر ان طتخذيخ ف ان شر ع األػ ذح: ػ ظو أ ب هئ ك ان شؤ, ؽ ش ر زوم األؽ بل ي انؼولح ان انغ ه, ر وه ب انغ ه ثل ه ب ان األػ لح, صى ان أ ب بد ان ج نننك ك ػ ظو ط أ ب, ك غت رظ ب ثؾوص نزك هبكهح ػه وم األؽ بل ان اهؼخ ػه ب األػ لح ػ ي ؽ ش انزؼبيم يؼ ب ك انزظ ى اإل شبئ : األػ لح انوظ وح column).)short األػ لح انط هخ column).)long

40 انفصم انثبنث ان صف اإل شبئ أيب ي ؽ ش انشكم ان ؼ به أ ان وطغ ان ل ك رو ى ان صالصخ ا اع : ان زط هخ انلائو خ ان وثؼخ ك ب ك انشكم )8-3(. انشكم 3( )8 : - أ اع األػ ذح خذرا انقص: انغلها انز رؾ ؾ ث ذ انلهط علها ان ظبػل أؽ ب ب ك ثؼغ ان بؽن ك ان ج ؽ ت يب روزؼ انؾبعخ ظ لخ علها انوض يوب يخ ه انوض األكو خ انز هل زؼوع ن ب ان شؤ ز غخ ألؽ بل انيالىل انو بػ اػبكخ ان ك ب علها ؽبيهخ واػ ر كو ب ك ارغب يزؼبيل ك ان ج نز ك و صجبد كبيم نه ج انشكم انزبن ج علاه هض ي هؼ انشكم )9-3(. 27

41 انفصم انثبنث ان صف اإل شبئ انشكم )9-3( خذار قص األضبضبد: األ ب بد أ ل يب جلأ ثز ل ن ب ػ ل ث بء ان شأ إال أ رظ ب زى ثؼل اال ز بء ي رظ ى كبكخ انؼ بطو اإل شبئ خ ك ان ج ؽ ش رو و األ ب بد ث وم األؽ بل ي األػ لح انغلها انؾبيهخ ان انزوثخ ػه شكم ه ح ػؾ, ػه ػلح أ اع نكو ي ب:- أ ب بد ي لظهخ footing( (Isolated أ ب بد ييك عخ footing) (Compound أ ب بد شو ط خ footing( (Strip ف زى ا زقلاو أ ب بد ي أ اع يقزهلخ منك رجؼب ن ع انزوثخ ه ح رؾ ه ب األؽ بل ان اهؼخ ػه ب. انشكم 3( 13 ) أضبش يفرد. 28

42 انفصم انثبنث ان صف اإل شبئ ف اصم انت ذد Joints( (Expansions ك رؾل ل ان بكخ انوظ ث ك اطم انز لك نه شآد انؼبك خ ك ب ه : ي 40 ال 45 و ك ان بؽن ان ؼزلنخ ك ب انؾبل ك كه ط. ي 30 ال 35 و ك ان بؽن انؾبهح. ك ى بكح ن ان بكبد ثشوؽ األفن ثؼ االػزجبه رؤص و ػ ايم اال ك ب انز لك انيؽق. ك ؽبنخ أػ بل انقو ب خ انكزه خ كبنؾ ائؾ األ ز بك خ األ اه غت روه م ان بكبد ث انل اطم افن االؽز بؽبد انالىيخ ن غ ر وة ان ب ي فالل ك اطم انز لك. انشكم ( 3 11 ) ف اصم انت ذد اندذرا االضت بد خ walls( (Basement ث جت االفزالف ان اػؼ ك ي ب ت هطؼخ أهع ان شو ع كب ال ثل ي ا زقلاو علها ا ز بك نزؾ انزوثخ ي اال به أ اال يالم. ر لن انغلها اإل بك خ ي انقو ب خ ان هؾخ. خذار اضت بدي. 29 انشكم ( 3 12 )

43 انفصم انثبنث ان صف اإل شبئ 7-3 ثرايح انسبض ة انت تى اضتخذاي ب:.AutoCAD ( ) for Drawings Structural and Architectural.Microsoft Office (2010( For Text Edition Excel Atir 11.5 Google SketchUP 2015 Etabs 2015 Safe 12 Sap

44 Chapter 4 Structural Analysis And Design Chapter 4 Structural Analysis And Design 4.1 Introduction. 4.2 Design method and requirements. 4.3 Check of minimum thicknesses of structural members 4.4 Design of topping. 4.5 (Rib 13,b-3) Calculation and design. 4.6 (Beam 34,b-2) Calculation and design. 4.7 (Solid 4, b-2) Calculation and design. 4.8 (Column C3) Calculation and design. 4.9 (Wall CW6) Calculation and design. Shear Wall 4.10 (Wall CW2) Calculation and design. Basement Wall 4.11 Stair Calculation and design (Strip Foundation) Calculation and design. 33

45 Chapter 4 Structural Analysis And Design 4.1 Introduction: Many structures are built of reinforced concrete: bridges, buildings, retaining walls, tunnels, and others. Reinforced concrete is logical union of two materials: plain concrete, which possesses high compressive strength but little tensile strength, and steel bars embedded in the concrete, which can provide the needed strength in tension. Plain concrete is made by mixing cement, fine aggregate, coarse aggregate, water, and frequently admixtures. Understanding of reinforced concrete behavior is still far from complete, building codes and specifications that give design procedures are continually changing to reflect latest knowledge. Structural concrete can be classified into: Lightweight concrete with unit weight from about 1350 to 1850 kg/m 3. Normal weight concrete with unit weight from about 1800 to 2400 kg/m 3. Heavyweight concrete with unit weight from about 3200 to 5600 kg/m Design method and requirements: The design strength provided by a member is calculated in accordance with the requirements and assumptions of ACI_code (318_08). Strength design method: In ultimate strength design method, the service loads are increased by factors to obtain the load at which failure is considered to be occurring. This load called factored load or factored service load. The structure or structural element is then proportioned such that the strength is reached when factored load is acting. The computation of this strength takes into account the nonlinear stress-strain behavior of concrete. The strength design method is expressed by the following, Strength provided strength required to carry factored loads. NOTE: The statically calculation and the key plans dependent on the architectural plans. Code : ACI

46 Chapter 4 Structural Analysis And Design UBC Material : Concrete: B300. fc' 30N / mm 2 ( MPa) For circular section but for rectangular section ( fc' 30*0.8 24MPa ). Reinforcement steel : The specified yield strength of the reinforcement {fy = 420 N/mm² (MPa)} Factored loads: The factored loads for members in our project are determined by: W u = 1.2 D L L L ACI-code (9.2.1). W u = 1.2 D L S L 32

47 Chapter 4 Structural Analysis And Design 4.3 CHECK OF MINIMUM THICKNESS OF STRUCTURAL MEMBER : MINIMUM THICKNESS OF NONPRESTRESSED BEAMS OR ONE-WAY SLABS UNLESS DEFLECTIONS ARE CALCULATED. (ACI 318M-11) Simply supported Minimum thickness, h One end Both end continuous continuous Cantilever MemberMembers not supporting or attached to partitions or other construction likely to be damaged by large deflection Solid one way Slabs L/20 L/24 L/28 L/10 Beams or ribbed one way slabs L/16 L/18.5 L/21 L/8 Table (4.1): Check of minimum thickness of structural members Thickness of slab : For rib salb: h min for(one end continuous )=L/18.5=4.12/18.5=22 cm h min for(both end continuous)=l/21=5.31/21=25 cm. h min for(two way slab )=(2x x6.225) / 180 =14.3. select h = 32cm with 24cm blocks & 8cm topping. For solid slab: h min for(one end continuous )= 4.4/24 = cm. h min for(both end continuous )= 4.4/28 = cm. h min for(simply supported)= 3.7/20 = cm. select h=25cm for solid slab. 33

48 Chapter 4 Structural Analysis And Design 4.4 Design of topping: C Statically system for topping : Consider the topping as strip of (1m) width, and span of mold length with both end fixed in the ribs. WL 2 12 WL 2 12 WL 2 Fig 4.1: topping load and moment diagram. Dead load calculations: Dead load from: δ γ 1 KN/m 24 Topping Table ( 4.2 ) : Dead load calculation Topping D L (factored) = = 2.4 KN/m Factored load : W u =2.4 KN/m M u = = = KM.m ø M n M u - Strength condition, where Ø = for plain concrete. M n = 0.42 S m (ACI ,Equation 22-2) Where S m for rectangular section of the slab S m = = = mm 3 M n = 0.42 S m = =2.19 KN.m øm n = = 1.21 KN.m >> M u = KN.m 34

49 Chapter 4 Structural Analysis And Design No Reinforcement is required by analysis. According to ACI , provide A smin for slabs as shrinkage and temperature reinforcement. According to ACI , As = ρ.b.t = =144 mm 2 /m strip Try bars ø8 with As = mm 2 Number of bars n = = = 2.87 Take 3 ø8 with As = mm 2 /m strip or 300 mm in both directions. Step (s) is smallest of: 1. 3h = 3 80= 240 mm - control mm 3. S= 380( ) 2.5C c = 380( ) 2.5*20= 349 mm But S 300 ( ) = 315 mm Take 200 mm in both direction. S = 200mm < s max = 240 mm ok 4.5 (Rib13,B-3) Calculation and design : Requirements For Ribbed Slab Floor According to ACI- (318-08). b w 10cm ACI(8.13.2) Select b w = 12cm h 3.5 bw... ACI(8.13.2) Select h=32cm < = 42 cm t f L n /12 50mm.ACI( ) Select t f = 8 cm 35

50 Chapter 4 Structural Analysis And Design Statically system and Dimensions. Fig 4.2: One Way Rib slab (R 13,B-3) Fig 4.3: loads of rib and its statically system (R 13,B-3) 36

51 Chapter 4 Structural Analysis And Design Fig 4.4: Geometry of rib and it s dimension. Load calculations : Dead load calculation : Material W= ᵟ ᵧ b (KN/m) Topping = 1.04 RC Rib = 0.72 Tiles = 0.36 Mortar = 0.23 Partions = 0.78 Hollow Block = 0.68 Plaster = Total dead load KN/m Table (4.3): Dead load calculation Rib. 37

52 Chapter 4 Structural Analysis And Design D L (factored) = = 5.2 KN/m The effective flange width (b e ) : b e is the smallest of : 1) b e b w + 16h f = = 1400 mm 2) b e center to center spacing between adjacent beam = Take be=520 mm Fig 4.5: Shear & Moment Envelope Diagram (R13,B-3) 38

53 Chapter 4 Structural Analysis And Design Design of positive moment. M u =11.3 KN.m. Assume bar diameter ø10 for main positive reinforcement. d =h- cover d stirrups K n m ρ ( ) ( ) As req = ρ.b.d = = mm2 Check for As min. As min is the maximum of :- As min = As min = As min = As req = mm 2 < 114 mm 2, So As req = 114 mm 2. Use 2ø10 with As pro = mm2>as req = 114 mm2. Ok S Check for strain: a = x ( ) ( ) 39

54 Chapter 4 Structural Analysis And Design Design of negative moment. M u = KN.m. Assume bar diameter ø12 for main negative reinforcement. d =h- cover d stirrups k n m ρ ( ) ( ) As req = ρ.b.d = = mm2 Check for As min. As min is the maximum of :- As min = As min = As min = As req = mm2. Use 2 ø10, As pro = mm2 > As req =113.6 mm2. Ok S Check for strain: a = x 43

55 Chapter 4 Structural Analysis And Design ( ) ( ) Shear Design for (R13,B-3): Vu at distance from face of support = 16.7 KN Shear strength Vc, provided by concrete for the joists may be taken 10% greater than for beams. This is mainly due to the interaction between the slab and closely spaced ribs. (ACI, ). V c = ø V c = =23.12 KN. 0.5 ø V c = =11.56 KN V u > 0.5 ø V c Minimum shear Reinforcement is required. Use stirrups U-shape as montage (2 leg stirrups 150 mm, A v = = mm2. Av min = Av min =100.5 = = S max S max 600mm Take (2 leg stirrups 100 mm mm2/m strip 41

56 Chapter 4 Structural Analysis And Design 4.6 (Beam 34,B-2): Calculation and design. Fig 4.6: Statically System and Loads Distribution of (B 31,B-2) Fig 4.7: beam (B 31, B-2) 42

57 Chapter 4 Structural Analysis And Design Load calculations: Load calculations for B31,B-2 : Dead load calculation : Material W= ᵟ ᵧ b (KN/m) Block = 2.93 Concrete wall = Stone = 3.96 Plaster = 1.29 Total dead load Table (4.4): Dead load calculation Beam. Fig 4.8: Shear & Moment Envelope Diagrams of (B 31,B-2) 43

58 Chapter 4 Structural Analysis And Design Design for positive moment : From the Geometry of T-section : b w = 320mm d= = 262 mm m ρ ( ) ( ) As = ρ.b.d = = mm2 Check for As min. As min = As min = As min = As min = mm2< A s =781.8 mm2 Use 4 ø 16 Bottom, As pro = mm2 > As req = mm 2. Ok Check spacing : S Check for strain: a = x 44

59 Chapter 4 Structural Analysis And Design ( ) ( ) Shear Design for (B31,B-2): V u = 85.8 KN V c = Φ V c = 0.75* = KN 0.5 Φ V c = KN 0.5 Φ V c V u Φ V c Minimum shear reinforcement should be provided ) = ) = Use 2 leg Φ 10. As =158 mm 2. S = =331.8 mm Use 2 leg Φ 250 mm. Design for negative moment : Mu = 65.3 KN.m m 45

60 Chapter 4 Structural Analysis And Design ρ ( ) ( ) As = ρ.b.d = = mm2 Check for As min. As min = As min = As min = As min = mm2 > A s = mm2 Use 4 ø 16 Bottom, As pro = mm2 > As req = mm 2. Ok Check spacing : S Check for strain: a = x ( ) ( ) 46

61 Chapter 4 Structural Analysis And Design 4.7 (Solid 4, b-2) Calculation and design. Fig 4.9: Geometry of solid slab and it s dimension. 1. Minimum thickness (deflection requirements ) Simply supported, h = Take h = 25 cm Assume bar diameter Ф12 for main reinforcement 2.Load calculation :- Material Quality Density KN/m Tiles mortar Sand Reinforced concrete solid slab Plaster 22 Partitions 2KN/m Total Dead load Table (4.5): Load calculation Solid slab. Dead load for 1 m strip of slab = = KN/m Live load for 1 m strip of slab = 5 * 1 = 5 KN/m W = = = = = =

62 Chapter 4 Structural Analysis And Design Fig 4.10: load distribution of solid slab(s 4,B-2) Fig 4.11: Shear & Moment Envelope Diagrams of (S 4,B-2) 3. Check whether thickness is adequate of shear : Vu max = 29.6 KN/ 1m strip Ф = 0.75 for shear /1 m strip 48

63 Chapter 4 Structural Analysis And Design ФVc = = KN/ 1 m strip Vu < Ф vc = 29.6 The thickness is adequate enough. 4. Design of Positive moments:- Mu = 35 KN.m fy 420 m = = = ' 0.85* fc 0.85* 24 Mn / Rn = 2 b* d 35*10^6 / 0.9 Rn = = 1.28 Mpa *(174) 1 ρ = (1-2m * 1 ) m fyrn ρ = (1-2(20.588)(1.28) 1 ) = As = ρ * b * d = * 1000 * 174 = mm²..control As min = = 450 mm 2 n= Take 5 /m, with As = mm 2 /m Select Step (s) is the smallest of : 1. 3h = = 750 mm mm 3. s 380 * ( ) 2.5* 20 = 380 * ( ) 2.5 * 20 = 330mm s 300 ( ) = 300 * ( ) = 300 mm >> control 49

64 Chapter 4 Structural Analysis And Design - Check for strain: Tension = Compression \ A * fy 0.85* fc * b* a 565.5* * 24*1000* a a 11.64m a c 13.7mm s * ok s s 1 ( Temperature and Shrinkage ) : 2 A s min = *b* h = *1000* mm (control) min Use 250 mm step ( s) is the smallest of :- 5 * h = 5* 300 = 1500 mm 450 mm.. (control) 4.8 (column C3) Calculation and design. Fig 4.12: Coulmn Section(C3) Pd= kn Pl= kn B=h=50 cm 53

65 Chapter 4 Structural Analysis And Design Fc`=28 Mpa Fy=420 Mpa length in both directions is 2.93 m Check for slenderness ( ) ( ) =6.667 Take As pro =8*π/4 *20^2 = mm^2 8Ø20 As pro > Ast OK ρ =As/Ag = ( /250000)100% = % ρ >1% and ρ <8% OK Design of Ties 1- S = 48ds = 48*10=480mm 2- S= 16db = 16*20=320mm.. control 3- S the leatest dimension of column = 500mm Take Ø10/20cm OK 51

66 Chapter 4 Structural Analysis And Design Clear spacing between longitudinal S= *20/7 = 34.28mm>25mm>db OK 4.9 (Wall CW6) Calculation and design. Shear Wall Fig 4.13: Shear & Moment Envelope Diagrams of Shear wall (CW6) 1. Check maximum shear strength permitted. Vn = h d = = KN where d = = 6120 mm 2.Calculate shear strength provided by concrete V c critical section for shear : = = m - control = = 6.18 m story height = 3.09 m Vc = hd = vc = KN - control. 52

67 Chapter 4 Structural Analysis And Design V c = 0.27 hd + V c = v c = KN V c = hd V c = ( V c = 3298 KN ) Detrmine required horizontal shear reinforcement Vu Vn = (Vc+Vs) Vs = Take max spacing is the least of = = 1530mm 3h = = 600 mm 450 mm - control try AS = 78.54mm2 ) for two layers s 2 = 167 mm mm 4.detrmine vertical shear reinforcement = = ( ) =

68 Chapter 4 Structural Analysis And Design try AS mm2 ) for two layers s2 = 192 mm mm maximum spacing is the least of lw/3 = 7.65/3 = 2550 mm 3h = 3 * 200 = 600 mm 450 mm - control 5.design of flexural ω ( ) ( ) α ( ) ( ) ( )

69 Chapter 4 Structural Analysis And Design 4.10 (Wall CW2) Calculation and design. Basement Wall load calculation Fc =24 MPa, Fy=420 Mpa, γ s =18KN/m 3, qall=250kn/m 2, φ=30, wall thickness =20 cm Fig 4.14: Distribution force from soil for basement wall (CW2) From Atir we have moment and shear envelop : Fig 4.15: Shear & Moment Envelope Diagrams of (CW2) 55

70 Chapter 4 Structural Analysis And Design Design of Bending Moment : Assume Φ20 for bar diameter D= =160 mm R n R n Mn b d *10 0.9*1000*160 fy m 0.85 fc' MPa. m mRn *17.64 * m f y As req = *1000*160 = mm 2 /m..control Check for spacing 3h=3*300=900mm S=450 Use Φ 10@ 15 cm, As prov = mm 2 /m For compression As min =0.0025*200*1000=300 mm 2 /m Use For tension in horizantal As min = = 500 mm2/m For each way = 250 mm2/m Use ϕ10@20, As pro = 395 mm2/m Check for strain: Tension = Compression 56

71 Chapter 4 Structural Analysis And Design \ A * fy 0.85* fc 527 * * 28*1000 * a a 9.3mm c * b * a 10.94mm s * ok s s a :-Check for shear 0.5 V c = 0.5* = KN > 37.4 > The thickness is enough 4.11 Stair Calculation and design. fy=420 Mpa fc`=24 Mpa Live load = 4 KN/m2 1. Minimum slab thickness for deflection is ( for a simply supported one way solid slab ) h min = In the case presented here, where the slab ends are cast with the supporting slab and additional negative reinforcement is provided, minimum thickness can be assumed to be h min = Take h min = 20 cm 2. Loads : The applied live loads are based on the plan area ( horizontal projection ), while the dead load is based on the sloped length. To transform dead load into horizontal projection the figure below explains how. tan θ = tan-1( ) = tan-1( ) =

72 Chapter 4 Structural Analysis And Design Flight Dead load computation : Material Quality Density KN/ m 3 Tiles 22 W KN/ m 22 * Mortar Stair steps Reinforced concrete solid slab Plaster * * = 2.03 = 5.68 Total Dead load KN/ m Table (4.6): Dead load calculation Flight. Landing Dead load computation: Material Quality Density KN/ m 3 Tiles 22 W KN/ m 22 * 0.03 * 1 Mortar Reinforced concrete solid slab Plaster * 0.02 * 1 Total Dead load KN/ m Table (4.7): Dead load calculation Landing. Live load = 4 KN/ m Total factored Load : w= 1.2D + 1.6L for flight w = 1.2 (10.47) (4) =18.96 KN/m 58

73 Chapter 4 Structural Analysis And Design for landing w = 1.2 (6.760) (4) = KN/ m Design of flight Fig 4.16: Distribution force for flight R= ( ) = ( ) = 25.6 KN Assume bad diameter d= h 20 The thickness of the slab is adequate enough. * Calculate the steel reinforcement and bending moment : Mu = 25.6 ( ) ( = KN.M ( ) n = 59

74 Chapter 4 Structural Analysis And Design use 12/m or cm Step (s) is smallest of : 1.3h = = 600 mm mm 3. S = ( ) ( ) ( ) ( ) = 300 mm control 180 mm 300 mm okay. 5. Temperature and shrinkage reinforcement : As = b h As = = 360 mm2 use 10/m or step s is smallest of : 1.5h = = 1000 mm mm control Design of landing : Fig 4.17: Distribution force for landing ( ) 63

75 Chapter 4 Structural Analysis And Design ( ) n = use 10/m or cm Step (s) is smallest of : 1.3h = = 600 mm mm 3. S = ( ) ( ) ( ) ( ) = 300 mm control 200 mm 300 mm okay. 61

76 Chapter 4 Structural Analysis And Design 4.12 (Strip Foundation) Calculation and design. Fig 4.18: Foundation strip section Design of strip or wall footing : Fc =28MPa, Fy=420 Mpa, γs=18kn/m3, qall=250kn/m2, wall thickness =30 cm Pd,service = KN/m, Plservive = 38.17, df = 30cm q a,net = * 1.2*25 = 241 KN/m2 and we have : A = ( ) ( ) ( ) 62

77 Chapter 4 Structural Analysis And Design R n Mn b d 2 R n *1200* MPa. m fy 0.85 fc' m m 2mR 1 f y n As req = *1200*215= mm2/m 2*17.65* As min = b h = *1200*300 = 648mm2/m Try Φ 14 Φ = (π/4) *12* 12 = mm2 - m or Φ14@ 200 mm Select the minimum tesmperature reinforcement As min = bh = *1200*300 = 648 mm2 - m or Φ14@ 200 mm 63

78 النتائج والتوصيات الفصل الخامس الفصل الخامس النتائج والتوصيات 5 مقدمة. النتائج. التوصيات

79 النتائج والتوصيات الفصل الخامس 1-5 المقدمة : ف را ان شس ع ذى انذظ ل عه يخططاخ يع از ح ذفرقد ان انكث س ي االيو ز تعود ازاظوح ع وم ان رطهثواخ ذى اعداا ان خططاخ ان ع از ح ان خططاخ اإل شائ ح انشايهح نه ث ان قرسح ت اء ف يد ح انخه م. ذوى اعوداا ان خططواخ اال شوائ ح تشوكم يفظوم ال وي الوخ نرعو م ع ه وح انث واء قودو ورا انرقس وس وسدا نج م خط اخ انرظ ى ان ع از ح اال شائ ح نه ث. 2-5 النتائج: 1. جة عه كم طانة أ يظ ى إ شائ أ ك لاازا عه انرظ ى تشكم د در عورط م ايور ا انخثوسج ان عسفح ف اظرخداو انثسايج انرظ ح ان ذ ظثح. 2. ي انع ايم انر جة أخر ا تع االعرثاز انع ايم انطث ع ح ان ذ طح تان ث طث عوح ان لوم ذور س انقو انطث ع ح عه ان لم. 3. ي أ ى خط اخ انرظ ى اإل شائ ك ف ح انستط تو انع اطوس اإل شوائ ح ان خرهفوح يو خو ل ان شوسج انشو ن ح نه ث ي ى ذجصئح ر انع اطس نرظ ا تشكم ي فسا يعسفح ك ف وح انرظو ى يوم أخور انشوس ح ان ذ طوح تان ث تع االعرثاز. 4. انق ح انخاطح تق ج ذذ م انرستح 5. نقد ذى اظرخداو شاو عقداخ ان شر ك ا ذى اظرخداو شاو.400KN/m 2 (One-Way Ribbed Slab) انعقداخ ان ظ رح ( Slab (Solid فو كث وس يو انعقوداخ شوسا نطث عوح وكم ف ي واطي ت ود انودز شوسا نك وا أكثوس فاعه ح ي عقداخ األعظاب ف ذذ م يقا يح األد ال ان سكصج. تسايج انذاظ ب ان عرخديح: 6. ان شس ع : اا عدج تسايج داظ ب ذى اظرخدي ا ف يقديح را : AUTOCAD 2007 ذنك نع م انسظ ياخ ان فظهح نهع اطس اإل شائ ح. a( :ATIR نهرظ ى انرذه م اإل شائ نهع اطس اإل شائ ح. b( :)Microsoft Office XP( ذى اظرخداي ف أعصاء يخرهفح ي ان شس ع يثم انكراتح ان ظ ص انر ع ي c(, اعداا انجدا ل ان سافقح نهرظ ى إخسا ان شس ع. : Google SketchUp ذى اظرخداو را انثس ايج نع م عسع ف د نهع اطس اإل شائ ح d( 7. األد ال انذ ح ان عرخديح ف را ان شس ع كا د ي ك ا األد ال األزا. 8. ي انظفاخ انر جة أ رظف ت ا ان ظ ى طفح انذط ان دظ انر ق و ي خ ن وا ترجوا ش أ وح يشوكهح ي ك أ ذعرسل ف ان شس ع تشكم يق م يدز ض. 65

80 النتائج والتوصيات الفصل الخامس 3-5 التوصيات: نقد كا ن را ان شس ع ا ز كث س ف ذ ظ م ذع ي ف ا نطث عح ان شاز م اإل شائ ح تكم يا ف ا ي ذفاط م ذذان م ذظاي ى. د ث ا ا ي خ ل ر انرجستح أ قدو يج عح ي انر ط اخ ريم تر ذع ا تانفائدج ان ظخ ن خطط الخر از يشاز م ذاخ طاتم إ شائ. فف انثدا ح جة أ رى ذ ع ي ذج ص كافح ان خططاخ ان ع از ح تذ ث رى إخر از ي اا انث اء يم ذذد د ان شاو اإل شائ نه ث. التد ف ر ان سدهح ي ذ فس يعه ياخ ايهح ع ان لم ذستر ل ج ذذ م ذستح ان لم ي خ ل ذقس س ع ذق خاص ترهك ان طقح تعد ذنك رى ذذد د ي الم انجدزا انذايهح األع دج تانر افي انر ع ي انراو يم انفس ي ان دظ ان ع از. ذا ل ان دض اإل شائ ف ر ان سدهح انذظ ل عه أكثس لدز ي ك ي انجدزا انخسظا ح ان عهذح تذ ث ذك ي شعح تشكم ي رشى أ ث ي رشى ف كافح أ ذاء ان ث ن رى اظرخداي ا ف ا تعد ف يقا يح أد ال انصالشل غ س ا ي انق األفق ح. تعد انق او تذعاتاخ ال قح نجدزا انقض ذث ا عدزا ان ث غ س كاف ح جة الافح عدزا اخس. 66