نرم افزار سیف (SAFE) چیست؟ و چه کاربرد هایی دارد؟

نرم افزار SAFE
اين برنامه که مخصوص طراحی انواع دال ها می باشد توسط شرکت سی اس آی وابسته به دانشگاه برکلی در کاليفرنيای جنوبی به منظور طراحی دال های بتنی ساخته شده است.
اين نرم افزار دارای محيط گرافيکی قدرتمندی است که تمامی عمليات مربوط به ايجاد و اصلاح مدل ، بهينه سازی طرح و نمايش نتايج خروجی در آن صورت می گيرد.
از قابليت های مهم آن مي توان به الگوريتم هاي جديد تحليل مدل ، توليد خودکار شبکه اجزائ محدود ، روش حل سريع معادلات و سيستم مديريت حجم زياد اطلاعات اشاره کرد. به کارگيري المان هاي خمش صفحه اي دقيق ، استفاده از تنش هاي کل که نتايج قابل قبولي را بدون نياز به يک شبکه اجزاء محدود ريز به وجود می آورد و همچنين امکان طراحی بر اساس آئين نامه طراحي بتنی آمريکا و ساير آئين نامه هاي معتبر از ديگر قابليت هاي برنامه است.
در برنامه SAFE امکان فراخواني هندسه مدل و همچنين نيروها براي “پی” و يا تغيير مکان ها برای دال ها از برنامه ETABS وجود دارد. امکان ارسال پلان به اتوکد برای نقشه های اجرائی از ديگر قابليت های اين نرم افزار محسوب می شود.
نحوه طراحی پی و دال
- استخراج نیروهای عکس العمل
- تعریف مشخصات مصالح ، بار ، خاک و …
- ترسیم پی یا دال ، بارگذاری ، اختصاص مشخصات و تنظیم پارامترهای تحلیل
- آنالیز
- طراحی پی یا …( تعیین ابعاد، ضخامت و …)
ویژگیهای نرم افزار SAFE
- مدلسازی انواع ستونها مانند Tشکل، Lشکل، مدور و…
- نمایش دو و سهبعدی مدل بهصورت رنگی و با جزئیات کامل
- سازگار با BIM (مخفف Building Information Modeling و بهمعنی مدلسازی اطلاعات ساختمان)
- یکپارچگی و هماهنگی کامل با محصولات دیگر CSI و نیز نرمافرار اتوکد
- امکان ارائه خروجی مدل قالب
- ارزیابی و بررسی جزئیات طرح طبق کد “AASHTO LRFD 2007 و با استفاده از عوامل Live-Load Distribution Factors برای رونمای پل بتنی پیش فشرده چند حفرهای پیاده سازی شده است.
- طرح قالب بتن با استفاده از کد “AASHTO LRFD 2007” پیاده سازی میشود.
- به منظور بهبود سرعت خاص برای تولید و ساخت لولاهای قالبی AASHTO/Caltrans جهت آنالیز ساده و بی دردسر امکانات بسیاری لحاظ شده است.
- رابط کاربری واحد و آسان با تمام امکانات طراحی و مدلسازی، تحلیل و گزارش بهصورت مجتمع
- طراحی پی و دال منطبق با آخرین استانداردهای جهانی
- تجزیه و تحلیل پیشرفتهی طرح با ابزارهای کامل
- امکان خروجیگرفتن مدل بهصورت صفحهگستردهی Excel و Access
- قابلیت تعیین نوع خاک با پشتیبانی از انواع خاکها
- امکان مدلسازی دیوارها و رمپها درون مدل
قابلیت جدیدترین نسخه نرم افزار SAFE
جدیدترن نسخه موجود در بازار نرم افزار Safe ، نسخه ۲۰۱۶ می باشد . این نسخه تغییرات قابل توجهی نسبت به نسخه های قبلی داشته است . محیط گرافیکی نرم افزار Safe به شکل قابل توجهی تغییر داشته است . همچنین علاوه بر بهتر شدن گرافیک ، نحوه ساخت مدل و معرفی مشخصات و بارها نیز متحول شده است . از مهمترین تغییرات های نرم افزار SAFE اضافه شدن قابلیت تحلیل و طراحی تیرها و دال های پس کشیده می باشد .
در نرم افزار Safe همچنین قابلیت ارائه جزئیات به صورت نقشه فراهم شده است ، اما با توجه به اینکه اصول ارائه نقشه در کشورهای مختلف با یکدیگر متفاوت می باشد ، از این قابلیت به طور گسترده و برای ارائه نقشه های اجرایی در ایران نمی توان به صورت مستقیم استفاده کرد .
نرم افزار SAFE از چه فرمتهایی پشتیبانی میکند؟
پشتیبانی از فرمتهای نرم افزارهای دیگر، باعث افزایش بهرهوری قابلیتهای نرم افزار سیف شده است. در ادامه به معرفی برخی از این فرمتها میردازیم.
پشتیبانی از فرمت های اتوکد و رویت
ترسیم پلان آکسبندی، پلان ستونگذاری، پلان فونداسیون و تقریبا تمام نقشههای ساختمان در اغلب پروژهها با استفاده از نرم افزار اتوکد انجام میشود. به همین دلیل، معمولا طرحهای فونداسیون و دالها در فرمتهای رایج اتوکد نظیر DXF و DWG در دسترس هستند. نرم افزار SAFE با پشتیبانی از این فرمتها، امکان مدلسازی سریع را فراهم میکند. افزونه CSixRevit نیز برای تبدیل فایلهای نرم افزار رویت به فایلهای سیف و برعکس استفاده میشود.
پشتیبانی از فرمت های اکسل و اکسس
یکی از قابلیتهای نرم افزار SAFE، گرفتن خروجی از تمام دادهها به صورت جدول است. این جداول در فرمتهای سازگار با نرم افزارهایی نظیر اکسل و اکسس ایجاد میشوند. البته امکان گرفتن خروجی در قالب فایلهای HTML و فرمتهای متنی ساده نیز وجود دارد. کاربر میتواند پس از اعمال تغییرات مورد نیاز بر روی جداول خروجی، فایلهای آنها را دوباره به درون نرم افزار وارد کند. این ویژگی، باعث انعطافپذیری بیشتر و بهرهمندی از قابلیتهای نرم افزارهای صفحه گسترده میشود
پشتیبانی از فایل های ایتبس و سپ ۲۰۰۰
طبیعتا به دلیل هم خانواده بودن نرم افزار سیف با نرم افزارهای ETABS و SAP2000، امکان وارد کردن خروجیهای هر یک از این نرم افزارها به یکدیگر وجود خواهد داشت. به عنوان مثال، حالتها و بارهای حاصل از تحلیل طیف پاسخ در نرم افزار ETABS را میتوان به منظور اجرای تحلیلهای دینامیکی در نرم افزار SAFE مورد استفاده قرار داد.
بهترین منابع برای یادگیری نرم افزار SAFE
منابع یادگیری نرم افزار سیف به دو نوع اصلی منابع نوشتاری (Help نرم افزار، کتاب، مجلات اینترنتی) و منابع ویدیویی تقسیم میشوند. هر یک از این منابع، ویژگیهایی دارند که میتواند بر روی انتخاب آنها تاثیرگذار باشد. در ادامه، به معرفی انواع منابع یادگیری نرم افزار SAFE و عوامل موثر بر انتخاب آنها میپردازیم. شما میتوانید با بررسی این موارد، منابع متناسب با نیازهای خود را انتخاب کنید.
Help نرم افزار
اولین، معتبرترین و جامعترین مرجع برای شروع یادگیری هر نرم افزاری، Help آن نرم افزار است. نرم افزار SAFE نیز از این قاعده مستثنی نیست. با وجود ساختار ساده Help نرم افزار سیف، مطالب ارائه شده در آن، تمام عملکردهای این نرم افزار را پوشش میدهند. راهنمای نرم افزار SAFE از منوی «Help» و انتخاب گزینههای «Contents and Index» و «Documentation» قابل دسترس است.
بخش Contents and Index، اصول شروع کار با نرم افزار، دستورات صفحه کلید، دستورات گزینههای موجود در منوها و خروجیهای تحلیل نرم افزار را توضیح میدهد. رابط کاربری این بخش با Help پیشرفته نرم افزارهای بزرگی نظیر اتوکد تفاوت بسیار زیادی دارد. البته مطالب پوشش داده شده میتواند برای آشنایی کلی کافی باشند.
بخش Documentation، حاوی چندین فایل PDF در مورد جنبههای مختلف تحلیل و طراحی در نرم افزار SAFE به همراه معرفی کامل ابزارها و ویژگیهای آنها است. برای باز کردن این فایلها به طور مستقیم و از درون نرم افزار، باید برنامه «Adobe Acrobat» را بر روی کامیپوتر خود نصب کرده باشید. البته با رفتن به مسیر نصب نرم افزار میتوانید تمام این فایلها را از درون پوشه «Manuals» اجرا و مشاهده کنید.
استفاده از Help نرم افزار، گزینه خوبی برای شروع یادگیری و یا آشنایی با عمکلرد گزینههایی است که منابع دیگر هیچ سخنی از آن به میان نیاوردهاند. مزیتهای اصلی Help، جامعیت و بهروز بودن آن (مطابق با نسخه نصب شده) است. با این وجود، این منبع از زبان فارسی پشتیبانی نمیکند و نیازمند تسلط کافی بر روی زبان انگلیسی (در سطح عمومی و تخصصی عمران) است. علاوه بر این، درک مثالهای Help برای کاربران معمولی کمی دشوار است.
کتاب
کتاب، یکی از منابع نوشتاری خوب برای یادگیری نرم افزار SAFE است. تا کنون چندین کتاب فارسی در زمینه آموزش نرم افزار سیف منتشر شدهاند. تدوین اغلب این کتابها بر اساس Help نرم افزار صورت گرفته است. البته، برخی از کتابهای نرم افزار SAFE از بخشهایی برای توضیح مثالهای کاربردی بهره میبرند. برخلاف دسترسی رایگان به راهنمای رسمی نرم افزار، برای تهیه کتاب باید هزینه نسبتا بالایی را بپردازید. این مسئله کاربران را به سمت گزینههای دیگر سوق میدهد.
منابع اینترنتی
منابع اینترنتی نظیر انجمنها و مجلات آموزشی، گزینههای دیگری هستند که کاربران را در شروع یادگیری و انتخاب مسیر صحیح راهنمایی میکنند. این منابع، در اغلب موارد به منظور آشنایی مقدماتی با کاربردها و عملکردهای ابزارهای نرم افزار مورد استفاده قرار میگیرند. با وجود کاربرد محدود انجمنها و مجلات اینترنتی در یادگیری نرم افزار سیف، این منابع بهترین گزینه برای انتخاب منابع تکمیلی و نسخههای مناسب نرم افزار هستند.
کاربردهای نرم افزار SAFE
نرم افزار SAFE به عنوان یکی از پرکاربردترین نرم افزارهای حوزه مهندسی عمران و سازه شناخته میشود. این نرم افزار به طور گسترده برای مدلسازی، تحلیل و طراحی فونداسیون و دالهای بتن آرمه مورد استفاده قرار میگیرد. در این بخش، به معرفی کاربردهای نرم افزار سیف و قابلیتهای مخصوص آن میپردازیم.
کاربرد نرم افزار SAFE در چک لیست طراحی سازه
فهرست بازبینی یا چک لیست طراحی سازه، جدولی شامل مجموعه سوالاتی است که به منظور کنترل، بازرسی و بازبینی نحوه رعایت الزامات طراحی و اجرایی در پروژههای ساختمانی مورد استفاده قرار میگیرد. نرم افزار سیف به عنوان یکی از ابزارهای قابل اعتماد برای پاسخگویی به سوالات چک لیست طراحی سازه در نظر گرفته میشود.
آییننامه مناسب جهت طراحی فونداسیون، ضریب بستر و تنش مجاز خاک، کنترل پوشش میلگردها، ترکیبات بارگذاری، کنترل بارهای اعمالی با واقعیت، استفاده از نوارهای طراحی، بررسی بارهای سرویس، طراحی محل چاله آسانسور، سختی خاک بستر، کنترل طول شمعها، تعداد و فاصلهداری حداقل آرماتور مورد نیاز، بلندشدگی پی، بررسی مشکل برش پانچ و بسیاری از گزینههای مرتبط با کنترل طراحی فونداسیون و دالهای بتنی با استفاده از نتایج SAFE مورد ارزیابی قرار میگیرند.
کاربرد نرم افزار SAFE در مدلسازی سازه
نرم افزار سیف کاربرد گستردهای در مدلسازی فونداسیون، پی و دالهای بتنی دارد. قابلیتها و ابزارهای ترسیمی این نرم افزار، فرآیند ایجاد مدلهای دو بعدی و سه بعدی را ساده میکند. در ادامه به معرفی برخی از ویژگیهای مدلسازی در نرم افزار SAFE میپردازیم.
قالب های آماده
نرم افزار سیف مجموعهای از قالبهای آماده را برای شروع مدلسازی در اختیار کاربر قرار میدهد. انواع دالهای بتنی نظیر دال تخت، دال یک طرفه، دال دو طرفه، دال مجوف، دال تیرچهای و پیهای منفرد یا ترکیبی، از گزینههای قابل انتخاب برای شروع مدلسازی با استفاده از قالبهای آماده نرم افزار هستند.
ابزارهای ترسیم
ابزارهای ترسیم متعدد در نرم افزار سیف امکان مدلسازی بهتر را برای مهندسان فراهم میکنند. بسیاری از کلیدهای میانبر و قابلیتهای استاندارد نرم افزارهای طراحی در این نرم افزار قابل استفاده هستند. از مهمترین این قابلیتها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- اسنپ هوشمند: تشخیص نقاط تقاطع، امتدادها، خطوط موازی و راستای عمود المانهای مدل
- ردیابی: امکان ورود فایلهای DXF و DWG (فرمتهای رایج اتوکد) و ترسیم خودکار مدل از روی هندسه آنها
نماهای مدل
از دیگر قالبیتهای کاربردی نرم افزار سیف میتوان به ایجاد و تنظیم نماهای مدل با دقت بسیار بالا اشاره کرد. در این نرم افزار دو مدل اصلی با عنوان مدل فیزیکی و مدل تحلیل وجود دارند.
- مدل فیزیکی: مدلی متشکل از اشیا معرف اعضای فیزیکی سازه
- مدل تحلیلی: مدل المان محدود نمایشدهنده گرهها، قابها، پوسته و صفحات سازه در شرایط بارگذاری
سیستم گریدبندی
شبکه یا گرید در نرم افزار سیف با توجه به یکی از سیستمهای مختصات دکارتی، مختصات استوانهای یا مختصات با فرم آزاد قابل تعریف است. هیچ محدودیتی در تعداد سیستمهای گریدبندی در یک مدل وجود ندارد. مدلها میتوانند حول هر محور دلخواهی دوران کنند و نسبت به هر مبدای جانمایی شوند.
ویرایش تعاملی پایگاه داده
نرم افزار سیف این اجازه را به کاربر میدهد تا اطلاعات مدل را در قابل جدول مشاهده کند و در صورت نیاز آنها تغییر دهد. به این قابلیت، امکان گرفتن خروجی از دادهها و وارد کردن دادهها از نرم افزارهای دیگری نظیر اکسل و اکسس فراهم میکند.
مش بندی مبتنی بر اشیا
مشبندی المانهای مدل در نرم افزار سیف بر اساس حداکثر ابعاد تعریف شده برای المانها انجام میگیرد. اضلاع مشها، موازی و عمود بر بلندترین ضلع المان، سیستم گریدبندی یا محورهای محلی خواهند بود. این ویژگی، باعث حفظ نسبت ابعادی مناسب المانها میشود.
المان های سازه ای
نرم افزار سیف از بهترین نرم افزارهای موجود برای مدلسازی المانهای فونداسیون و پی است. با استفاده از تحلیل نیروی بلندشدگی یا اصطلاحا «آپلیفت» (Uplift) در این نرم افزار میتوان وضعیت تکیهگاههای خاک را به راحتی مورد ارزیابی قرار داد. پایه ستون، دیوار، ستون، تیر و شمع از المانهای قابل مدلسازی در فونداسیونهای گسترده هستند.
از المانهای سازهای قابل مدلسازی در نرم افزار SAFE میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
دیوار و رمپ
دیوارها و رمپها در نرم افزار سیف به صورت خطوط بارگذاری یا تکیهگاههای خطی تعریف میشوند. البته، امکان مدلسازی این المانها به صورت مجزا نیز وجود دارد.
ستون
ستون در نرم افزار سیف، با مقطع مستطیلی، T شکل، L شکل، دایرهای یا مقاطع تعریف شده توسط کاربر قابل مدلسازی است. جلوگیری از تغییر شکل دال در نواحی اتصال با ستون با تعریف زونهای صلب انجام میگیرد.
نقاط تقاطع
نقاط تقاطع در نرم افزار سیف به منظور تعریف فاصله بین تیرها و ستونها مورد استفاده قرار میگیرند.
تکیهگاه فنری
تکیهگاههای فنری برای تعریف نحوه نگهداری خاک بستر به کار برده میشوند. این المانها به صورت نقطهای، خطی و سطحی با نوع کششی یا فشاری قابل تعریف هستند.
نوار طراحی
نوارهای طراحی برای تعریف الزامات آرماتوربندی استفاده میشوند.
تاندون
قابلیت پستنیدگی، امکان تعریف تاندون در مدل را فراهم میکند.
کاربرد نرم افزار SAFE در طراحی سازه
قابلیتهای مدلسازی و تحلیلی نرم افزار سیف، آن را به گزینهای مناسب برای طراحی فونداسیون و دالهای بتنی تبدیل میکنند. گزینهها و روشهای مختلفی برای طراحی در این نرم افزار وجود دارند که در ادامه به معرفی آنها میپردازیم.
کاربرد نرم افزار سیف در طراحی به روش نواری
در طراحی دال به روش نواری، نرم افزار SAFE، حداقل میلگرد مورد نیاز را بر اساس سطح، تراکم یا تعداد محاسبه میکند. عرض نوارهای طراحی در این روش میتواند متغیر باشد. روش نواری برای مدلهای ساده کاربرد دارد.
کاربرد نرم افزار سیف در طراحی دال به روش المان محدود
در مدلهای پیچیده، استفاده از روش نواری دشوار خواهد بود. به همین دلیل، نرم افزار SAFE، قابلیت طراحی دال به روش المان محدود را در نرم افزار خود جای داده است. در این روش، نرم افزار، با توجه به عرضهای تعریف شده توسط کاربر، میانگین چگالی میلگردها را به صورت کنتور نمایش میدهد. به این تریب، مکانهای بحرانی برای طراحی میلگرد مشخص میشوند.
کاربرد نرم افزار سیف در طراحی تیر
از دیگر کاربردهای نرم افزار SAFE میتوان به طراحی تیرهای بتن آرمه معمولی و پس تنیده بر اساس حداقل میلگردهای مورد نیاز (مطابق با استانداردها) اشاره کرد. تمام بارهای خمشی، برشی و پیچشی در طراحی تیر با استفاده از این نرم افزار در نظر گرفته میشوند.
کاربرد نرم افزار سیف در بررسی و کنترل سازه
نرم افزار SAFE برای کنترل و طراحی سازه، از نظر مشکل برش پانج و تنش پس تنیدگی نیز کاربرد دارد. به منظور کنترل برش پانچ، محل قرارگیری ستونها، بازکنندهها و لبههای دال را در نظر گرفته میشود. سپس، طراحی مناسب میلگردها و کتیبه برای برطرف کردن این مشکل انجام میگیرد.
نرم افزار سیف نحوه انتقال تنش، تنش نهایی و وضعیت بلند مدت المانهای پس تنیده را نیز مورد کنترل قرار میدهد. سپس، با نمایش نقشه توزیع تنش بر روی سطح بالایی و پایینی دال، امکان بررسی مقادیر بحرانی را فراهم میکند.
کاربرد نرم افزار SAFE در طراحی پارامترهای بارگذاری
نمودارها، حالتها و ترکیبات بارگذاری از پارامترهای بسیار مهم در طراحی فونداسیون و دالهای بتنی هستند. نرم افزار سیف، فرآیند طراحی این پارامترها را بسیار ساده میکند.
ترسیم نمودارهای بارگذاری
نرم افزار سیف امکان ترسیم نمودارهای بارگذاری در نماهای دو بعدی و سه بعدی از مدل را فراهم میکند. کاربر میتواند با اعمال تنظیمات، نمودارهای بارگذاری را به صورت کنتورهای رنگی مطابق با مقادیر بارهای اعمال شده مشاهده کند. البته امکان مشاهده مقادیر بارگذاری با بردن نشانگر ماوس بر روی نقاط مختلف مدل نیز وجود دارد.
تعیین حالتها و ترکیبات بارگذاری
از قابلیتهای کاربردی نرم افزار SAFE، امکان تعریف تعداد نامحدودی از ترکیبات و حالتهای بارگذاری است. این نرم افزار، بر اساس استاندارد انتخاب شده، ترکیبات طراحی نظیر ترکیبات استحکام و سرویسدهی را به طور خودکار به مدل اضافه میکند. علاوه بر این، گزینههای بیشتر موجود در ویرایشگر ترکیبات بار، بهرهوری طراحی را به میزان قابلتوجهی افزایش میدهند.
از دیگر کاربردهای نرم افزار سیف در طراحی بارهای فونداسیون یا دالهای بتنی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- تعریف بارهای نقطهای، خطی و سطحی
- تعریف بارهای زنده با الگوی خودکار
- تعریف بار و افت تنش تاندون (کابل کششی)
کاربرد نرم افزار SAFE در تحلیل سازه
طی چند دهه گذشته، ابزارهای محاسباتی و تحلیلی مورد استفاده در نرم افزارهای شرکت CSI، نتایج رضایتبخشی را به همراه داشتهاند. موتور تحلیلی «SAPFire»، بهینهسازی تحلیل و اجرای تحلیلهای متنوع را فراهم میکند. در مجموع، نرم افزار سیف برای تحلیل کنترل تغییر شکل به صورت استاتیک و دینامیک کاربرد دارد. تحلیلهای غیر خطی، تحلیل ترکخوردگی بلند مدت (با در نظر گرفتن خزش و جمعشدگی بتن)، تحلیل مودال حالت بردار ریتز (Ritze) و تحلیل بردار ایگن (Eigen) از گزینههای موجود برای بررسی سازه در شرایط بارگذاری متفاوت هستند.
کاربرد نرم افزار SAFE در گرفتن خروجی
نرم افزار سیف گزینههای متعددی را برای گرفتن خروجی از تحلیلهای انجام شده در اختیار کاربر قرار میدهد. برخی از پرکاربردین خروجیهای نرم افزار SAFE عبارت هستند از:
- هندسه تغییر یافته
- نمودارهای نیروی محوری، نیروی پیچشی، نیروی برشی و گشتاور خمشی تیرها و پیهای نواری برای حالتهای
- بارگذاری مجزا یا ترکیبی در نماهای دو بعدی و سه بعدی
- کنتورهای توزیع نیرو، گشتاور، برش و تنش
- نمودارهای عکسالعمل اعضای سازهای
- ثبت تصاویر ثابت و انیمیشنی از تحلیل
- رندرگیری
- جدولهای حاوی اطلاعات ورودی، نتایج تحلیل و طراحی با فرمتهای رایج
کاربرد نرم افزار SAFE در ارائه گزارش
یکی از فعالیتهای ثابت اغلب مهندسان و طراحان، آماده کردن گزارش و ارائه مناسب از مدلسازیها، تحلیلها و طراحیهای صورت گرفته است. در اغلب موارد، این کار با گرفتن خروجیهای مختلف و بردن این خروجیها در نرم افزارهای ارائه نظیر پاورپوینت انجام میگیرد. با این وجود، نرم افزار سیف، امکان تهیه گزارشهای مناسب در یک قالب استاندارد را فراهم میکند. گزارش نرم افزار SAFE دارای فهرست مطالب، اطلاعات مربوط به توصیف مدل و جدولهای نتایج حاصل از تحلیل و طراحی است. گزینههای موجود در ابزار گزارشگیری نرم افزار سیف، این اجازه را به کاربر میدهند تا فقط مطالب و اطلاعات مورد نظر خود را انتخاب کند.