دیافراگم صلب یا نیمه صلب ؟
پیش از این که به تشخصی صلب یا نیمه صلب بودن دیافراگم ها بپردازیم بهتر است با مفهوم و رفتار انواع دیافراگم ها در مقاله ی زیر آشنا شویم
https://etabs-sap.ir/rigid-and-flexible-diaphragm/
یکی از موارد مهم در مدلسازی سازه ها تشخیص صلبیت یا عدم صلبیت سقفها است. برای تشخیص این موضوع نکات و روش زیر پیشنهاد میشود:
در یک فایل جدید سقفها به حالت semirigid تغییر داده شوند.
مدل انتخاب شده برای سقف باید تا حد امکان به رفتار واقعی سقف نزدیک باشد. در غیر این صورت باید با انتخاب ضرایب اصلاح سختی ، رفتار مدل را به رفتار واقعی نزدیک نمود. به طور مثال برای سقفهای مجوف در صورتی که برای مدلسازی از مدل دال توپر استفاده شده باشد باید ضرایب اصلاح سختی برای سختی داخل صفحه ( که با f11 , f22 و f12 مشخص میشود ) را به نحو مناسب اصلاح نمود. باید توجه نمود که در رفتار داخل صفحه دیافراگم، سختی های داخل صفحه دارای اهمیت است. ضرایب اصلاح سختی بهتر است بر اساس نسبت سطح مقطع واقعی به سطح مقطع مدل شده در نرم افزار انتخاب و اعمال شود.
نیروهای وارد بر دیافراگم سقفها با توجه به روابط #آیین_نامه_2800 محاسبه گردد. این نیروها با مقدار نیروی جانبی هر طبقه بر اساس تحلیل استاتیکی معادل ( و یا در صورت نیاز مقادیر متناظر در تحلیل دینامیکی طیفی ) مقایسه و نسبت آنها که باید عددی بزرگتر از یک باشد در هر طبقه محاسبه میشود.
برای آنکه برداشت جابه جایی جانبی در نقاط مختلف طبقه به سادگی انجام پذیرد بهتر است سقفها در ابعاد مناسب مش بندی گردند.
سازه تحلیل گردیده و در پانلهایی که مشکوک به رفتار غیر صلب برای دیافراگم میباشد، مقدار جابه جایی نسبی و مطلق طبقه در دو انتهای پانل برای زلزله در جهت مورد نظر محاسبه میشود. منظور از پانل در اینجا بخشی از سقف مابین دو قاب مقاوم در برابر بار جانبی همجهت با نیروی زلزله مورد نظر است. جابه جایی دو انتهای پانل در نقاطی برداشت میشود که متصل به سیستم مقاوم جانبی در جهت زلزله مورد نظر باشد.
در پانل مورد نظر بیشترین جابه جایی دیافراگم سقف در جهت نیروی جانبی مورد نظر برداشت میشود. این مقدار از میانگین جابه جایی جانبی مطلق طبقه در دو انتهای پانل که در مرحله قبل برداشت شد کسر میشود. مقدار به دست آمده در نسبت نیروی جانبی دیافراگم به نسبت نیروی جانبی طبقه که در مراحل قبل محاسبه شد، ضرب میشود. مقداری که به این شکل به دست می آید برابر جابه جایی دیافراگم سقف در آن پانل خواهد بود.
جابه جایی جانبی نسبی دو انتهای پانل (محاسبه شده در مراحل قبل) با هم میانگین گیری میشوند. مقدار به دست آمده نمایانگر جابه جایی جانبی طبقه در آن پانل است.
جابه جایی دیافراگم سقف و جابه جایی نسبی طبقه مربوط به پانل مورد نظر با هم مقایسه میشوند. اگر جابه جایی دیافراگم از نصف جابه جایی نسبی طبقه در پانل مورد نظر کمتر باشد، فرض دیافراگم صلب برای آن پانل صحیح است و گرنه باید تحلیل با حالت semirigid (لااقل برای عناصر سطحی در آن پانل) انجام شود.
فرایند فوق برای هر پانل دیگری که مشکوک به رفتار غیرصلب است تکرار میشود. این مراحل برای هر یک از دو جهت زلزله به صورت مجزا انجام میشود. طبعاً اگر قسمتهایی از سقف برای یکی از دو جهت اصلی رفتار صلب و برای جهت دیگر رفتار غیرصلب داشته باشند، بهتر است در جهت اطمینان از رفتار غیرصلب برای تحلیل استفاده شود.
تشخیص صلبیت سقفها بهتر است به صورت پانل به پانل ( با تعریفی که در بندهای قبل ارائه شد) انجام گیرد. به جای این روش میتوان با ساده سازی و تقریب این فرآیند برای یک پانل فرضی شامل همه سقف طبقه بین ابتدا و انتهای پلان انجام گیرد و فرایند فوق بر اساس جابه جایی جانبی مطلق و نسبی دو انتهای پلان و جابه جایی جانبی ماکسیمم کل دیافراگم انجام شود. طبعاً این روش دارای تقریب خواهد بود.
باید دقت نمود که تحلیل سازه با فرض عدم صلبیت سقف و با گزینه semirigid لزوماً در جهت اطمینان و دقت بیشتر تحلیل نیست. این فرآیند وقتی قابل قبول است که رفتار مدل سقف تا حد امکان به رفتار واقعی سازه نزدیک باشد. انجام تحلیل با این گزینه طبعاً باعث افزایش زمان تحلیل سازه خواهد شد.
در موارد زیر صلبیت سقف و یا بخشی از سقف مشکوک و باید توسط مهندس طراح به روش بالا کنترل گردد:
– سقفهایی که فاصله بین دهانه های مقاوم جانبی در جهت عمود بر نیروی زلزله زیاد است.
– سقفهایی که بین آخرین دهانه مقاوم جانبی و لبه سقف، عمود بر جهت دهانه مقاوم جانبی فاصله قابل توجهی وجود دارد؛ به بیان دیگر این بخش از سقف در رفتار واقعی در برابر بار جانبی مشابه یک تکه طره عمل میکند که اگر طول این طره فرضی زیاد باشد رفتار دیافراگم به حالت غیرصلب نزدیک میشود.
– وجود بازشوهای بزرگ و متعدد در سقف از صلبیت سقف میکاهد.
در پلان هایی که یکی از دو بعد پلان کم باشد صلبیت سقف در جهت کوتاه پلان کاهش پیدا میکند و دیافراگم مستعد رفتار غیرصلب میشود
-در طبقاتی که سیستم مقاوم جانبی سختی زیادی دارد، چون صلبیت دیافراگم در مقایسه با صلبیت سیستم مقاوم جانبی سنجیده میشود، صلبیت نسبی پایینتر دیافراگم در مقایسه با سیستم مقاوم جانبی میتواند باعث کاهش صلبیت سقف و رفتار انعطافپذیر آن گردد. این موضوع خصوصاً در طبقات زیرزمین در صورت وجود دیوارهای حائل پیرامونی متصل به سقف، به دلیل سختی زیاد این دیوارها و جابه جایی اندک طبقات زیرزمین دیده میشود.
منبع: مهندس احمدرضا جعفری
