در محاسبه ستونها بر اساس مبحث_نهم و آیین نامه ACI برای در نظر گرفتن اثرات_مرتبه_دوم ، یکی از مواردی که در نظر گرفته میشود، تشدید_لنگر_خمشی با ضریب بزرگتر یا مساوی یک ( Dns ) میباشد. این ضریب ، وابسته به ضریب طول آزاد مهار نشده عضو ( Unbraced Length Ratio ) میباشد. این ضریب برای دو جهت اصلی ستونها ( Major & Minor ) محاسبه میشود. محاسبه این ضریب در نرم افزار ETABS به صورت خودکار انجام میشود. اما در برخی موارد، ایراداتی در این محاسبه دیده میشود که لازم به اصلاح این ضریب در تنظیمات طراحی عضو مورد نظر میباشد. در واقع در این بخش در نرم افزار ETABS 2019 باگ ها و ضعف هایی دیده میشود. این موارد به شرح زیر است:
1️⃣ در محاسبه ضریب طول موثر ستون ، میتوان بخشی از طول آن را به دلیل تداخل ستون با ارتفاع مقطع تیر، کاهش داد. این کار در نرم افزار با اعمال گزینه Automtic در قسمت Assign/Frame/End Length Offsets به صورت خودکار قابل انجام است. در این صورت در محل اتصال تیرها به ستون، در تراز بالای هر طبقه از ستون، تیر با بلندترین ارتفاع متصل به ستون انتخاب شده و ارتفاع مقطع این تیر از طول ستون در طبقه کاهش داده میشود و ضریب طول آزاد مهارنشده ستون، برای هر دو جهت آن ، بر این اساس محاسبه میشود. در صورتی که ارتفاع تیرهای متصل به ستون در دو جهت با هم متفاوت باشد، باید ارتفاع ماکسیمم تیرهای متصل در هر جهت، مبنای محاسبه ضریب طول موثر همان جهت قرار گیرد؛ اما نرم افزار ، ضریب طول مهارنشده هر دو جهت را با صرفنظر از جهت تیر، بر اساس تیر با بیشترین ارتفاع متصل به ستون محاسبه میکند. این موضوع باعث به دست آمدن ضریب طول موثر کوچکتر در یکی از دو جهت میشود که خلاف اطمینان است. به طور مثال اگر تیرهای متصل به یک گره از ستون در جهت X دارای ارتفاع 40 سانتیمتر و در جهت Y دارای ارتفاع 60 سانتیمتر باشند، طول آزاد ستون برای جهت X باید 40 سانتیمتر و برای جهت Y باید 60 سانتیمتر کاهش داده شود؛ اما نرم افزار در هر دو جهت، طول آزاد ستون را 60 سانتیمتر کاهش میدهد.
2️⃣ تیرهای متصل به ستون، نقش مهار_جانبی برای ستون در صفحه قاب را دارند. این تیرها جلوی حرکت جانبی ستون در صفحه قاب را میگیرند. اما اگر در یک نقطه از ستون ، تیر یا تیرهای متصل به آن، به صورت تیر طره ( کنسول ) باشند و در آن صفحه و نقطه مورد نظر از ستون، تیر دیگری به صورت غیرطره به ستون متصل نباشد، این تیر به دلیل اینکه انتهایی آزاد برای حرکت جانبی دارد، نمیتواند نقش مهار برای ستون را ایفا نماید. اما نرم افزار متوجه این موضوع نیست و صرفنظر از اینکه تیر متصل به ستون ، طره است یا خیر ، هر تیر با هر شرایط را به عنوان یک مهار برای ستون در آن صفحه در نظر میگیرد و در نتیجه در برخی از موارد ضریب طول مهارنشده ستون را به اشتباه، ضریبی کوچکتر به دست می آورد که خلاف اطمینان است. در عمده موارد به دلیل اینکه در سمت مقابل یک تیر طره در همان صفحه از قاب ، تیر دیگری با شرایطی غیر از طره به ستون مورد نظر متصل است، این موضوع باعث خطا در محاسبه نمیشود. اما در برخی موارد، مثلا مواردی که یک طره در ترازی غیر از تراز طبقه به ستون متصل است ( مثلاً طره جهت اجرای پاگرد راه_پله یا اجرای نیم_طبقه ) و تیر دیگری به صورت غیرطره در آن نقطه ، متصل به ستون در صفحه قاب نیست، این موضوع باعث خطا در محاسبه میشود و لازم است که ضریب طول آزاد مهارنشده ستون ، توسط کاربر محاسبه شده و در تنظیمات طراحی برای ستون وارد شود.
3️⃣ در مواردی خاص ، ممکن است به ستون ، تیری در ترازی غیر از تراز طبقه و مثلاً در تراز نیم طبقه متصل شود. در این حالت این تیر به عنوان مهار جانبی برای ستون در نظر گرفته میشود؛ اما در محاسبه طول مهار نشده ستون ، ناحیه اتصال این تیر به ستون در ارتفاع مقطع تیر به عنوان یک ناحیه گیردار و مهارشده ، به صورت اتوماتیک با تنظیم End Length Offsets در نظر گرفته نمیشود که منجر به احتساب طول بزرگتر برای طول مهارنشده ستون میشود که البته در جهت اطمینان است و اگر ارتفاع مقطع تیر عدد بزرگی نباشد میتوان از آن اغماض کرد. در واقع به اندازه ارتفاع مقطع این تیر ، طول مهارنشده ستون ، ممکن است بیشتر محاسبه شود.
4️⃣ در برخی موارد ممکن است اختلاف ترازهایی در سقف به وجود آید و یا نیم طبقه ای داشته باشیم که در این حالت ، بعضاً در تراز طبقه تیری به ستون در یک یا هر دو جهت اصلی ستون متصل نشود و در عوض اتصال تیر به ستون در تراز نیم طبقه باشد. در این حالت خطاهایی در محاسبه طول آزاد مهارنشده ستون به شرح زیر به وجود می آید:
در ستون طبقه پایینتر که متصل به تیر تراز نیم طبقه میباشد، ضریب طول مهار نشده ستون با این فرض محاسبه میشود که علاوه بر تراز نیم طبقه ، در تراز طبقه ( تراز بالای ستون در طبقه) هم به ستون در هر دو جهت اصلی ، تیر متصل شده است. این فرض منجر به ضریب طول مهارنشده کوچکتر از یک میشود. اگر در تراز طبقه ، تیری در صفحه مورد نظر به ستون متصل باشد، میتوان عدد در نظر گرفته شده توسط نرم افزار را قبول کرد. اما در حالتی که در تراز طبقه تیری متصل نشده باشد و ستون فاقد مهار در این تراز در صفحه مورد نظر از قاب باشد، ضریب طول مهارنشده محاسبه شده برای ستون ، نادرست و بر خلاف اطمینان خواهد بود و لازم است که این ضریب توسط کاربر در تنظیمات طراحی عضو ( در قسمت Design/Concrete Frame Design/View/Revise Overwrites ) اصلاح گردد.
🔷 در ستون طبقه بالاتر که فاقد نیم طبقه است، در صورتی که در تراز پایین این ستون ( تراز پایین طبقه) در صفحه مورد نظر از قاب، تیری به ستون متصل نشده باشد، نرم افزار، طول مهارنشده عضو را بر اساس مجموع ارتفاع ستون در دو طبقه متوالی در نظر میگیرد ( جمع ارتفاع طبقه مورد نظر و طبقه پایینتر ، بدون توجه به موقعیت تراز نیم طبقه )؛ در حالیکه طول مهارنشده عضو در حالت واقعی باید از روی تراز نیم طبقه در طبقه پایینتر تا تراز بالای ستون در طبقه بالاتر در نظر گرفته شود. در این حالت ضریب محاسبه شده در نرم افزار عددی بزرگتر از مقدار لازم و در جهت اطمینان خواهد بود. در این حالت میتوان ضریب را به صورت دستی محاسبه و در تنظیمات طراحی ستون وارد کرد. اگر در تراز طبقه علاوه بر تراز نیم طبقه ،تیری به ستون متصل باشد و ستون دارای مهار جانبی در تراز پایین خود در طبقه باشد، ضریب طول مهارنشده به درستی محاسبه میشود و نیازی به اصلاح آن نیست.
منبع: کانال مهندس احمدرضا جعفری
