کنترل مهار جانبی در ایتبس

کنترل مهارجانبی :

کنترل مهارجانبی نیازمند درک درستی از مسیر طراحی میباشد.روند طراحی با نرم‌افزار ایتبس به‌صورتی می‌باشد که شامل ۵ قسمت اساسی است.

1. مدل‌سازی
2. واردکردن مواد اولیه
3. اختصاص دادن‌ها
4. تحلیل سازه
5. طراحی و کنترل سازه

این ۵ مرحله پنج قسمت اصلی طراحی هر سازه در نرم افزارهای بزرگی مثل ایتبس سپ ۲۰۰۰ و… می‌باشد. به‌طورکلی پس‌ازاینکه ما قدم‌های ابتدایی را در نرم‌افزار ایتبس (Etabs) برمی‌داریم ، سازه خود را تحلیل می‌کنیم و پس از تحلیل کردن به سراغ طراحی می‌رویم.

الآن فرصت به آن رسیده است که کنترل‌هایی را انجام دهیم تا متوجه شویم آیا مقادیری که برای اعضای خود انتخاب کرده‌ایم مناسب مقدار نیروها و تلاش‌های وارد بر عضو می‌باشد و یا خیر. به همین دلیل یکی از مهمترین قسمت‌های هر طراحی سازه قسمت کنترل‌های سازه‌ای  می‌باشد به‌طورکلی در سازه‌های بتنی ما ۶ کنترل اصلی راداریم.

1. کنترل زمان تناوب سازه
2. کنترل پیچش سازه
3. کنترل دریفت سازه
4. کنترل مهار جانبی سازه
5. کنترل ضریب نامعینی سازه
6. کنترل واژگونی

در این مقاله از شهر نوین عمران و معماری فقط در نظر داریم تا در مورد کنترل مهار جانبی طبقات با شما عزیزان صحبت بکنیم.

 

 

 

تمایل دارید این جلسه و جزوه آموزشی آن را دانلود کنید؟
اين جلسه حاوي

1. فيلم آموزشي بالا
2. ۲ جزوه آموزشي براي درک بهتر ويديو به زبان فارسي

ميباشد، اگر تمايل داريد تمامي۴۴ قسمت آموزش ايتبس و تمامي جلسات آموزش سيف را دانلود کنيد، بايد عضو الماسي شهر نوين عمران ومعماري باشيد! چنانچه تاکنون ثبت نام نکرديد از طريق دکمه زير ثبت نام کنيد.

تاکنون بيش از ۲۰۰۰ نفر عضو الماسي شهر نوين عمران ومعماري شده اند!

هزينه عضويت تنها ۲۹ هزار تومان

خيلي سريع من را عضو الماسي کن!

 

 

به‌طورکلی در شهر نوین عمران و معماری از کنترل‌های سازهای ما به عنوان پلیس‌های طراحی نام‌برده‌ایم این پلیس‌ها به ما نشان می‌دهند که آیا مسیری که انتخاب کرده‌ایم و سازه‌های خود را طراحی کرده‌ایم درست می‌باشند و یا خیر آیا در طول این مسیر تخلفی را انجام داده‌ایم و یا خیر و کلاً این پلیس‌های راهنمایی و رانندگی مسیر ما را از ابتدا تا انتها کنترل می‌کنند.

 

قدم‌های قبل از کنترل مهارجانبی :

شاید جالب باشد که بدانید ما بسیار قبل تر ازاینکه برای سازه خود کنترل مهار جانبی انجام دهیم از مدت ها قبل اقدامات اولیه‌ای را برای آن در نظر میگرفتیم. زمانی که ما با نرم‌افزارهای طراحی ساختمان کار می‌کنیم ، به مرحله‌ای می‌رسیم که می‌بایستی ضرایب ترک‌خوردگی را برای سازه‌های خود پیدا و مشخص کنیم. در این هنگام دو حالت پیش روی ما می‌باشد.

 

 

 

ممکن است که ضرایب ترک‌خوردگی مربوط به قاب مهار نشده یا ضرایب ترک‌خوردگی مربوط به قاب مهارشده را انتخاب کنیم که هرکدام از این مقادیر با یکدیگر برای تیرها و ستون‌ها متفاوت می‌باشد.

در مراحل ابتدایی که ما هنوز درک درستی از مهارشده بودن یا مهارشده نبودن سازه خود نداریم یکی از این دو حالت را فرض می‌کنیم و پس‌ازاین که کار تحلیل و طراحی را تا انتها انجام دادیم به سراغ کنترل این مورد می‌آییم و فرض ابتدایی خود را چک می‌کنیم. اگر فرض ما درست بود روند طراحی ما ادامه پیدا می‌کند. اما اگر اشتباه بود می‌بایستی که برگردیم و ضرایب ترک‌خوردگی را مجدداً اصلاح بکنیم.

به تصویربالا  نگاه کنید ما برای اعمال ضرایب ترک‌خوردگی در تیرها و ستون‌ها ۲ حالت قاب مهارشده و قاب مهار نشده را پیش روی خودداریم اگر حالت قاب مهار نشده را فرض بکنیم ضرایبی که برای تیرها در نظر می‌گیریم برابر ۰٫۳۵ به‌صورت اعمال نشدن تک‌محور در نرم‌افزار ایتبس می‌باشد و اگر ستون‌ها مدنظر ما باشند ضرایب ترک‌خوردگی ستون‌ها برای قاب‌های مهار نشده ۰٫۷ به‌صورت اعمال شدند محور می‌باشد اما اگر قاب خودمان را مهارشده تصور بکنیم این ضریب ترک‌خوردگی برابر ۰٫۵ برای تیرها و عدد ۱ برای ستون‌ها می‌باشد که آنها را برای تیرها باید به‌صورت تک‌محور و برای ستون‌ها به‌صورت ۲ محور وارد نرم‌افزار کنیم.

استاندارد ۲۸۰۰ که مربوط به آیین‌نامه لرزه‌ای ایران می‌باشد دربند ۳-۵-۵ اشاره می‌کند که در سازه‌های بتن‌آرمه در تعیین تغییر مکان جانبی نسبی طرح آنها ممان اینرسی مقطع ترک‌خورده قطعات را می‌توان مطابق توصیه آیین‌نامه آبا برای تیرها ستون‌ها و یا دیوارها مطابق تصویر زیر فرض کرد.

 

شاید چند نکته جالب در متن بالا نظر بسیاری از طراحان را جلب نماید:

• وجود کلمه می‌توان در بند بالا شبهات بسیاری را ایجاد کرده. که بسیاری از طراحان سازهای از روابط و بندهای دیگر آیین‌نامه استفاده می‌کنند.
• در جهت ایمنی سازه بهتر است کنترل مهارشده بودند را صرفاً به ساختمان‌های کوتاه مرتب و بسیار سخت محدود کنیم در همین خصوص بند ۹۱۶ ۳۲ اشاره می‌کند که ساختمان‌های کوتاه متعارف تا ۴ طبقه که دارای دیوار برشی یا مهاربند با سختی زیاد به اندازه کافی باشند را می‌توان مهارشده تلقی کرد

 

 

اصلاح ۱ اشتباه بزرگ در طراحی سازه:

شاید بهتر باشد که در ابتدا ۱ اشتباه بزرگ در بین مهندسین عمران اشاره بکنیم که همیشه در کنترل طراحی سازه‌ها ما طراحان این سؤال را از خود می‌پرسیم که سازه ما آیا مهارشده است و یا خیر اما به نظر من بهتر است که ابتدا این موضوع را بررسی کنیم که مهارشدگی در مقابل چه چیزی رخ می‌دهد؟ به‌طورکلی زمانی که ما در مورد کنترل مهار جانبی سازه‌ها صحبت می‌کنیم منظور در برابر بارهای جانبی می‌باشد و این موضوع این اندازه برای ما اهمیت و ارزش پیداکرده است که معمولاً می‌پذیریم که سازه ما در برابر بارهای ثقلی دارای مهار شدگی کافی هست اما در برابر بارهای جانبی نیاز به بررسی دارد.

 

اگر حضور ذهن داشته باشیم در قسمت مربوط به بارهای ساختمانی خدمت شما عرض کردیم که بارهای ساختمانی به ۲ دسته بار ثقلی و بار جانبی تقسیم می‌شود منظور از بارهای ثقلی بارهای می‌باشند که جهت آنها به‌صورت عمودی و روبه پایین می‌باشد مثل بار مرده و یا بار زنده و منظور از بارهای جانبی نیروها و بارهایی مثل بار زمین‌لرزه و یا بار باد می‌باشد که در هنگام کنترل مهار جانبی ساختمان‌ها در نرم‌افزار ایتبس معمولاً بارهای جانبی بسیار اهمیت بیشتری نسبت به بارهای قائم و ثقلی دارند.

 

سازه مهارشده چیست؟

به‌طور کلی ما طراحان سازه‌ای به سازهای مهارشده می‌گوییم که باکارهایی که ما انجام می‌دهیم سختی المان‌های باربر جانبی را افزایش دهیم یعنی تاب‌آوری اعضای سازه که قادر هستند بارهای جانبی را تحمل کنند افزایش پیدا کند. حال ممکن است از سیستم‌های باربر سازهای مثل دیوار برشی مهاربندها و حتی استفاده کنیم و یا با افزایش ابعاد و یا… اینا کار را انجام دهیم. در بسیاری از مهندسان عمران این مسئله رایج می‌باشد که در هنگام کنترل مهار جانبی سازه‌ها قاب‌های خمشی به‌درستی جوابگوی این کنترل نمی‌باشند اما می‌بایستی این نکته را یادآور شویم که قاب‌های خمشی بدون کمک گرفتن از دیوارهای برشی و یا مهاربندها اگر در جای درست خود با الزامات درست به‌کار گرفته شوند یکی از بهترین سیستم‌های باربر سازه‌ای هستند که در هنگام کنترل مهار جانبی ساختمان پاسخ مثبت را می‌توانیم از آنها دریافت کنیم.

 

هنگامی‌که ما سختی المان‌های باربر جانبی خود را افزایش می‌دهیم می دانیم که سختی با تغییر شکل رابطه عکس دارد پس با افزایش سختی و تغییر شکل سازه ما کاهش پیدا می‌کند و پس از کاهش تغییر شکل لنگر ثانویه ناشی از تغییر شکل نیز کمتر می‌شود پس نتیجه می‌گیریم که با افزایش سختی لنگر ثانوی ناشی از تغییر شکل کاهش پیدا می‌کند.

 

شاخص پایداری:

زمانی که ما کنترل مهار جانبی را در سازه‌های خود انجام می‌دهیم درواقع می‌خواهیم تشخیص بدهیم که سازه ما مهارشده هست و یا خیر؟ طبق صحبت‌های استاندارد ۲۸۰۰ دربند ۹-۱۶-۳-۱ مهارشدگی قاب‌های ما با یک پارامتر ای به نام شاخص پایداری مشخص میشود. استاندارد ۲۸۰۰ شاخص پایداری را با نماد θ نشان می‌دهد و اگر این نماد تا از عدد ۰٫۰۵ کمتر باشد سازه مهار جانبی شده است و اگر این مقدار از ۰٫۰۵ بیشتر باشد ساز بدون مهار جانبی می‌باشد.

در همان استاندارد ۲۸۰۰ برای محاسبه پارامتر شاخص پایداری توضیح زیر بیان‌شده است:

 

 

 

هرکدام از پارامترهای به‌کاربرده شده در رابطه بالا در مقابل آن توضیح داده‌شده است.در موضوع شاخص پایداری چند نکته وجود دارد که بد نیست به آنها اشاره‌کنیم.

• سیستم قاب خمشی ابعاد کمی دارد و اعضای مهاربندی در آن وجود ندارد به‌عنوان ۱ سیستم مهار نشده تلقی می‌شود و در هنگام کنترل مهارت جانبی طبقات شرط مربوط به مهار شدن را ایفا نمی‌کند.
• اگر سازهای را داشته باشیم که بارگذاری متقارنی داشته باشد و فاقد بار جانبی باشد می‌توانیم این ساز را مهارشده تلقی کنیم.
• همین‌طور به استناد بندی در استاندارد ۲۸۰۰ در ساختمان‌های کوتاه متعارف تا ۴ طبقه درصورتی‌که مجموع سختی جانبی اعضای مهارکننده طبقه مانند دیوارهای برشی بادبندها مساوی یا بزرگ‌تر از ۶ برابر مجموع سختی جانبی ستون‌های طبقه باشد آن طبقه را می‌توان محاسبه‌شده تلقی کرد.

 

کنترل مهارجانبی :

اگر نیاز به این داشته باشیم که مهارشدگی یا عدم مهارشدگی سازه‌ها را کنترل کنیم باید ۵ مرحله را مطابق تصویر روبرو انجام دهیم.

1. در مرحله اول، ۱ فایل جدید از پروژه خودمان به‌دست می‌آوریم.
2. در مرحله دوم تحلیل پی دلتا را غیرفعال می‌کنیم.
3. در مرحله سوم ، سازه خود حالت مهارشده را فرض می‌کنیم و ضرایب ترک‌خوردگی را اصلاح می‌نماییم.
4. در مرحله چهارم تنظیمات پارامترهای شاخص پایداری را انجام می‌دهیم و سعی می‌کنیم که هر یک از پارامترها را به‌درستی محاسبه کنیم.
5. در مرحله آخر جدول به‌دست‌آمده را بررسی می‌کنیم.