چرا ستون های طبقه آخر سنگین می شوند؟

چرا ستون های طبقه آخر سنگین می شوند؟

چرا مقطع مورد نیاز برای دیوار_برشی یا ستون_بتنی در طبقه_آخر بعضاً سنگین تر از طبقات پایینتر است؟
حتماً در نرم افزار با این مساله برخورد داشته اید که برای ستون یا دیوار طبقه آخر ، مقطع انتخاب شده و جوابگو در طبقه پایینتر ، جوابگو نیست و مجبور به استفاده از آرماتور و یا ابعاد بزرگتر در طبقه آخر هستید. این موضوع خطای نرم افزار نیست و یک دلیل ساده به شرح زیر دارد . توضیحات برای دیوارهای برشی میباشد که با کمی تغییر در مورد ستونها نیز صادق است.
طراحی دیوارها عمدتاً تحت تاثیر اثر مشترک نیروی محوری و لنگر خمشی حول دو محور اصلی آن است که به آن اثر PMM گفته میشود. نیروی محوری در دیوار عمدتاً تحت تاثیر بارهای ثقلی است و طبعاً در اکثریت موارد به صورت فشاری بوده و در طبقات پایین مقدار قدرمطلق آن بزرگتر است.
لنگر خمشی وارد بر دیوار حول محور اصلی آن ( محور عمود بر صفحه دیوار ) عمدتاً ناشی از بارهای جانبی است و طبعاً این لنگر در طبقات پایین مقدار به مراتب بزرگتری نسبت به طبقات بالا دارد.
لنگر خمشی حول محور ضعیف دیوار عمدتاً ناشی از بارهای ثقلی و تا حدی بارهای جانبی عمود بر صفحه دیوار است. این لنگر در طبقات مختلف چندان تفاوت معناداری ندارد و حتی ممکن است در طبقه آخر و قسمت بالای دیوار که متصل به بام است به دلیل اینکه لنگر خمشی منتقل شده از سقف ناشی از بارهای ثقلی در محل اتصال به دیوار، تماماً به یک دیوار در زیر آن منتقل میشود ( ولی در طبقات پایینتر بین دو دیوار در بالا و پایین سقف تقسیم میشود ) و در طبقه بالاتر از بام دیواری وجود ندارد، بزرگتر نیز باشد.
کنترل مقاطع دیوارها و ستونها در نرم افزار تحت نمودارهای اندرکنش PMM ( نمودار اثر مشترک نیروی محوری و لنگرهای خمشی حول دو محور اصلی ) انجام میگیرد. این نمودار به صورت یک سطح سه بعدی غیرمستوی است که نیروی محوری و لنگر خمشی حول دو محور اصلی دیوار ، هر کدام یکی از سه مختصه نقطه ای را در این فضا تشکیل میدهند. اگر نقطه به دست آمده به این روش داخل سطح قرار گیرد، دیوار جوابگوست و در غیر این صورت جوابگو نیست و نیاز به مقطع بزرگتر یا آرماتور بیشتری میباشد.
سطح PMM مورد اشاره در بند قبل دارای وضعیتی است که وقتی نیروی محوری فشاری وارد بر عضو مقدار برابر صفر و یا کوچکی داشته باشد، مقاومت خمشی مقطع هم مقدار نسبتاً کمی خواهد داشت. با اضافه شدن نیروی محوری فشاری تا نقطه ای مشخص ، این لنگر خمشی مقاوم وضعیت صعودی به خود خواهد داشت و به بیان دیگر افزایش نیروی محوری فشاری تا یک نقطه مشخص نه تنها باعث کاهش مقاومت مقطع نخواهد شد، بلکه اثر مثبت و افزایشی نیز خواهد داشت؛ به گونه ای که ممکن است مقاومت خمشی عضو در حالتی که تحت نیروی فشاری قابل توجه است در مقایسه با حالتی که نیروی فشاری ندارد و یا نیروی محوری آن به صورت کششی است ، تا چند برابر افزایش یاید.

🔚با توجه به توضیحات فوق مشخص است که در طبقه آخر و قسمت بالای دیوار به دلیل لنگر خمشی قابل توجه حول محور ضعیف دیوار و نیروی فشاری اندک دیوار ، ممکن است مقطع به دست آمده برای طبقه پایینتر جوابگو نباشد و نیاز باشد که آرماتور یا سایز مقطع افزایش یابد. قابل ذکر است که زیادتر بودن آرماتور در طبقه آخر دیوار نسبت به طبقه پایین منع آیین نامه ای ندارد و میتوان در طبقه پایینتر از مقدار آرماتور کم کرد. در صورتی که این آرماتور اضافه فقط برای قسمت بالای دیوار مورد نیاز باشد و قسمت پایین با مقطع به دست آمده برای طبقه پایینتر جوابگو باشد، نیازی به ادامه آرماتورهای طبقه بالا به اندازه طول_مهاری در طبقه پایین هم نیست. در غیر این صورت باید آرماتورهای طبقه بالا را در یک طبقه پایینتر مهار نمود و یا در جهت اطمینان برای طبقه پایینتر نیز از مقطع مشابه طبقه بالا استفاده نمود. اگر مقطع دیوار در طبقه بالا بزرگتر از طبقه پایین باشد لازم است که ضوابط آیین نامه ۲۸۰۰ برای طبقه_نرم و یا طبقه_ضعیف کنترل گردد.

 

نویسنده: احمدرضا جعفری

۴۶۸×۶۰ content ad

درباره نویسنده

کارشناس ارشد مهندسی زلزله از دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی تهران | مهندس محاسب و طراح | مدرس دوره های تخصصی Etabs و SAP2000 | شماره تماس مستقیم : 09382904800 |

مطالب مرتبط: