کنترل ضوابط سیستم های سازه ای دوگانه

فرآیند پیشنهادی برای کنترل ضوابط سیستم های سازه ای دوگانه یا ترکیبی در حالتی که در جهت متعامد از سیستم غیردوگانه استفاده شده است.

** بخشهایی از این نوشته بر اساس قضاوت مهندسی نویسنده است. جهت پخته شدن این فرآیند پیشنهادی، آماده شنیدن نظرات سازنده سایر همکاران هستم.

1- مطابق آیین نامه 2800 به طور خلاصه ، سیستم های سازه ای دوگانه به سیستم هایی اطلاق میشود که در یک جهت علاوه بر سیستم قاب_خمشی فولادی یا بتنی از مهاربند یا دیوار برشی نیز استفاده شده است.

2- در این سیستم ها، قاب های خمشی و دیوارهای برشی ( یا مهاربندها ) مستقلاً باید بتوانند به ترتیب 25 و 50 درصد نیروی زلزله را تحمل نمایند. توزیع نیروی زلزله برای این حالت مشابه توزیع یک تحلیل استاتیکی و یا توزیع متناظر با تحلیل دینامیکی انجام شده بر روی سازه اصلی پیشنهاد میشود.

3- برای کنترل ظرفیت قابها برای 25 درصد نیروی زلزله رعایت نکات زیر پیشنهاد میشود:

** حذف سختی داخل صفحه دیوارها یا مهاربندهای سمت سیستم دوگانه

** حذف سختی خارج از صفحه دیوارهای برش سمت متعامد ( در صورت وجود )

* سختی خارج از صفحه بخشهای از دیوارها در دیوارهای U و T  شکل که در بند 9-23-4-3-1-4 مبحث نهم ذکر گردیده است و به صورت بال دیوار متعامد و متقاطع با آن کار میکند را میتوان حذف نکرد و در تحلیل در نظر گرفت. ( در این بند منظور از ارتفاع دیوار ، فاصله بین پایینترین تراز تا بالاترین تراز دیوار در کل ساختمان است)

* به نظر میرسد که ستونهای کنار دیوار برشی یا مهاربند نیز جزئی از این سیستم هستند و در تحمل 25 درصد نیروی زلزله نباید به قاب کمک نمایند به همین جهت سختی داخل صفحه این عناصر نیز در جهت سیستم دوگانه باید حذف شود. البته برای تحمل بارهای ثقلی و جلوگیری از ناپایداری سازه باید سختی محوری آنها و سختی خمشی جهت متعامد حفظ گردد.

* نیروی زلزله برای هر دو جهت متعامد به 25 درصد مقدار متناظر در فایل اصلی کاهش می یابد. بهتر است توزیع نیروی زلزله یا بر اساس تحلیل استاتیکی باشد و یا مشابه توزیع نیروی زلزله در فایل اصلی در روش تحلیل دینامیکی.

* ترکیب بارهای کنترل یا طراحی سازه برای این حالت همان ترکیب بارهای فایل اصلی پیشنهاد میشود و به همین جهت در صورت نیاز به اثر 100-30 ( و یا اعمال بار زلزله به صورت مورب )، این اثر در این فایل نیز دیده میشود.

* باید توجه نمود که اعمال همزمان دو زلزله متعامد به این معنی نیست که دو زلزله به صورت جداگانه در دو جهت به صورت همزمان رخ دهد. اعمال این اثر برای این است که اثر زلزله مورب که در سازه های با نامنظمی در پلان میتواند بحرانی تر از اعمال زلزله در جهات اصلی باشد به نوعی معادل و دیده شود. در سیستم دوگانه به نظر میرسد که سازه برای زلزله با هر راستایی که برای جهت دوگانه بحرانی میشود باید در فایلهای 25 و 50 درصد برای درصدی از همان زلزله کنترل و طراحی شود و به همین جهت چه زلزله مورب و در جهت بحرانی اعمال شده باشد و چه اثر 100-30 به جای آن اعمال گردیده باشد منطقی اینست که تمامی بارهای زلزله همزمان در ضریب 0.25 یا 0.5 ضرب شوند. به همین جهت اعمال ضریب 0.25 یا 0.5 فقط برای جهت دوگانه به نظر محافظه کارانه و خلاف نیاز آیین نامه ها میباشد. از طرفی چون مشابه سازه اصلی ، در سازه با حذف دیوار یا مهاربند نیز ممکن است اثر زلزله مورب بحرانی تر گردد منطقی به نظر میرسد که در این حالت هم اثر 100-30 یا اعمال زلزله به صورت مورب نیز لحاظ گردد.

* برای کنترل دیوارها یا مهاربندها برای 50 درصد نیروی زلزله فرآیندی مشابه حالت قبل با تفاوتهای زیر پیشنهاد میگردد:

•  نیروهای زلزله در هر دو جهت به اندازه 50 درصد نیروی زلزله سازه اصلی در نظر گرفته میشوند. توزیع نیروی زلزله مشابه حالت قبل پیشنهاد میشود.
•  اتصالات تیرها برای جهت سیستم دوگانه مفصلی میشود و برای جهت متعامد مشابه سازه اصلی لحاظ میگردد.
•  در صورت وجود دیوار در جهت متعامد با سیستم دوگانه ، سختی خارج از صفحه این دیوارها غیرفعال میگردد. برای دیوارهای U یا T شکل مشابه حالت قبل عمل میشود.
•  سختی دیوارهای جهت سیستم دوگانه و المانهای مرزی آنها مشابه فایل اصلی تنظیم میگردد.
•  مشابه حالت قبل اثر 100-30 یا اعمال بار زلزله به صورت مورب دیده میشود.

مهندس احمدرضا جعفری