سیستم دوگانه بتنی ، قاب ساختمانی یا دیوار باربر بتنی

سیستم دوگانه بتنی ، قاب ساختمانی یا دیوار باربر بتنی

برای اینکه سازه  یک سیستم دوگانه محسوب شود باید شرایط زیر برقرار باشد :

عمده بارهای ثقلی باید توسط قاب ساختمانی تحمل گردد. به بیان دیگر حداکثر نیمی از بارهای ثقلی توسط دیوار برشی و ستون متصل به آن تحمل گردد. در غیر این صورت سیستم سازه ای ، دیوار_باربر خواهد بود و ضریب رفتار آن بر این اساس در نظر گرفته میشود. در تحمل بارهای جانبی باید از مقاومت و سختی جانبی قاب خمشی صرفنظر کرد. از گیرداری اتصال تیرها به ستونها و سختی دال تنها میتوان در این حالت برای بارهای ثقلی کمک گرفت. اما در صورت نیاز این عناصر باید تغییر شکلهای جانبی سازه ناشی از جابه جایی جانبی واقعی سازه با لحاظ کردن اثر پی دلتا را تحمل نمایند و یا در طراحی این عناصر به صورت جداگانه اثر نیروهای جانبی در حضور بارهای ثقلی را نیز لحاظ نمود.

 

بررسی گردد که سیستم دیوار برشی بتواند حداقل نیمی از بار زلزله وارد بر سازه را تحمل نماید. در غیر این صورت سیستم دوگانه نیست و باید از مشارکت دیوار برشی در تحمل بارهای جانبی صرفنظر شود. در صورت حضور دیوار برشی به نظر میرسد که نتوان از کمک آن به مقاومت و سختی جانبی سازه استفاده نمود ؛ ولی زمان_تناوب سازه باید با فرض وجود دیوار برشی محاسبه شود. ضریب_رفتار سازه نیز با فرض سیستم قاب خمشی و غیر دوگانه بودن سازه محاسبه شود.

 

سیستم قاب خمشی باید بدون حضور سختی دیوارها و عناصر مرزی آن بتواند ۲۵ درصد نیروی زلزله را تحمل نماید. در غیر اینصورت سیستم سازه ای نمیتواند دوگانه محسوب شود و ضریب رفتار سازه از سیستم قاب ساده و دیوار برشی استخراج میشود. در این حالت از گیرداری اتصالات تیر به ستون و سختی دال ، تنها در تحمل بارهای ثقلی میتوان کمک گرفت. در صورت نیاز این عناصر باید تغییر شکلهای جانبی سازه ناشی از جابه جایی جانبی واقعی سازه با لحاظ کردن اثر پی دلتا را تحمل نمایند و یا اینکه این عناصر باید به صورت جداگانه برای اثر زلزله در حضور بارهای ثقلی نیز طراحی گردند.

مطابق بند ۳-۳-۵-۶ از آیین_نامه_۲۸۰۰ « در ساختمان های بتن آرمه که در آنها از سیستم تیرچه و بلوک برای پوشش سقف ها استفاده میگردد، در صورتی که ارتفاع تیرها کمتر از ۳۰ سانتیمتر باشد، سیستم سقف به منزله دال_تخت محسوب شده و ساختمان مشمول بند ۳-۳-۵-۵ میشود»
پس بر این اساس اگر تیر دارای حداقل ارتفاع ۳۰ سانتیمتر باشد و یا نوع سقف تیرچه بلوک نباشد، ضابطه بند فوق از آیین نامه ۲۸۰۰ شامل چنین سازه ای نمیشود و سازه جزیی از سیستم دال تخت که طبعاً فاقد تیر است نخواهد بود.

 

مطابق مبحث_نهم برای ارتفاع تیرهای بتنی ، حداقل مقداری مشخص نشده است. پس در صورتی که ارتفاع تیر با رعایت بقیه ضوابط مبحث نهم کمتر از ۳۰ سانتیمتر در نظر گرفته شود و سقف از نوع تیرچه بلوک نباشد، ارتفاع تیر میتواند هم ارتفاع دال باشد و سیستم سقف دال تخت محسوب نگردد.

 

در سیستمی که ارتفاع تیر با ارتفاع سقف ( دال بتنی سقف ) یکسان یا تقریباً یکسان است باید توجه داشت که به علت نسبت سختی کم تیر به دال سقف ، عملاً انتقال نیروی برشی به ستونها از طریق برش_یکطرفه در تیرها به طور کامل انجام نخواهد شد و بخشی از نیروی برشی نیز از طریق عملکرد برش_دوطرفه ( برش_پانچ ) و از طریق دال سقف به ستون منتقل میشود. برای جزییات بیشتر به مراجع معتبر ( از جمله آیین نامه ACI 318-14 ) مراجعه گردد.

 

در صورتی که بنا بر توضیحات بندهای قبل ، سیستم سقف به صورت دال تخت محسوب گردد ، در صورتی که مطابق بند ۳-۳-۵-۵ سازه دارای حداکثر سه طبقه یا حداکثر ارتفاع ۱۰ متر باشد، میتوان سازه را قاب خمشی ( با شکلپذیری معمولی ) در نظر گرفته و بر اساس ضوابط قاب های خمشی و بدون حضور دیوارهای برشی طراحی نمود. در این حالت تیرها حذف میشوند و فقط دال حضور خواهد داشت و به سختی خمشی دال ضریب مناسب ( به طور مثال ۰٫۲۵ بر اساس آیین نامه ACI 318-14 ) اعمال میگردد. ( توصیه میشود برای محاسبه زمان تناوب سازه این ضریب یک و نیم برابر گردد)

 

اگر سازه بر اساس بندهای قبل به عنوان دال تخت محسوب گردد ولی مطابق ضابطه بند ۳-۳-۵-۵ آیین نامه ۲۸۰۰ نیاز به دیوار برشی داشته باشد ، در تحلیل سازه به جهت طراحی دیوارهای برشی از سختی خمشی دال صرفنظر میشود و تیرها نیز یا مدل نمیشوند و یا به صورت مفصلی در نظر گرفته میشوند. کنترل دریفت در سازه نیز بر اساس همین شرایط انجام میشود. برای طراحی دال و طبعاً تیرهای سقف ، شرایطی در نظر گرفته میشود که ضریب سختی مناسب ( مثلاً ۰٫۲۵ ) به سختی خمشی دال اعمال شده باشد و طبعاً میتوان تیرهای موجود را نیز به صورت دو سرگیردار در نظر گرفت. طراحی این بخش از سازه بر اساس ترکیبات بارگذاری ثقلی کفایت خواهد کرد. جهت محاسبه زمان_تناوب سازه نیز توصیه میشود سختی خمشی دال بر اساس شرایط بهره برداری و با ضرایب اصلاح سختی غیر از صفر و شرایط انتهایی گیردار برای تیرها در نظر گرفته شود. در صورتی که سازه بلندتر از ۵ طبقه باشد، در طراحی دال و تیرها باید شرایط ذکر شده در بند ۳-۱۰ آیین نامه ۲۸۰۰ در نظر گرفته شود. در صورتی که سازه دارای حد شکلپذیری ویژه باشد نیز باید شرایط بند ۹-۲۳-۴-۶ مبحث نهم در طراحی دال ، تیرها و ستونها لحاظ گردد. در صورتی که طراحی این اجزاء علاوه بر ترکیب بارهای ثقلی با ترکیب بارهای لرزه ای و با اعمال سختی خمشی غیر از صفر و شرایط انتهایی گیردار برای تیرها انجام گیرد، نیازی به لحاظ کردن بندهای فوق از آیین نامه ۲۸۰۰ و مبحث نهم نیست.

در صورتی که سیستم سقف بر اساس بندهای قبل به صورت دال تخت نباشد ، در شرایطی میتوان از گیرداری انتهایی تیرها در طراحی لرزه ای سازه استفاده نمود که شرایط زیر برقرار و اعمال گردد:
🔹 عمده بارهای ثقلی ( بیشتر از نیمی از بارهای ثقلی ) به اجزای مختلف قاب ( به جز دیوار برشی و عناصر مرزی آنها ) منتقل گردد.
🔹 شرایط سیستم سازه ای دوگانه قاب خمشی و دیوار_برشی مطابق آیین نامه ۲۸۰۰ از نظر تامین مقاومت قابها برای تحمل ۲۵ درصد نیروی زلزله ارضاء گردد.
🔹 سختی_خمشی دال سقف در هر صورت در طراحی لرزه ای سازه ( طراحی سازه و کنترل دریفت ) صفر لحاظ گردد. جهت طراحی سازه تحت بارهای ثقلی به دالها ضریب سختی خمشی مناسبی ( مثلاً ۰٫۲۵ ) اعمال باید گردد. توصیه میشود در محاسبه زمان تناوب سازه سختی خمشی دال بر اساس سختی های حالت بهره برداری اعمال گردد.

در صورتی که شرایط فوق تامین نگردد ، در طراحی_لرزه_ای سازه ، تیرها به صورت مفصلی در نظر گرفته میشوند و ضریب_رفتار نیز بر اساس سیستم قاب ساختمانی یا دیوار باربر بتنی ( بر حسب اینکه عمده بارهای ثقلی به قاب منتقل گردد یا دیوارهای باربر ) در نظر گرفته میشود. برای طراحی سازه تحت بارهای ثقلی و محاسبه زمان تناوب ، همچنان باید تیرها به صورت گیردار در نظر گرفته شوند و سختی خمشی دال نیز عددی غیر از صفر در نظر گرفته شود. موارد مربوط به ضوابط بند ۳-۱۰ آیین نامه ۲۸۰۰ یا ۹-۲۳-۴-۶ مبحث نهم در صورت لزوم در هر صورت باید لحاظ گردد ( مشابه توضیحات بند قبل )

۴۶۸×۶۰ content ad

مطالب مرتبط: