صفحه اصلی  »  مقالات  »  استاندارد 2800  »  طراحی لرزه ای دیافراگم

طراحی لرزه ای دیافراگم

همانطور که از دیدن ویدئوی رایگان ” طراحی لرزه ای دیافراگم ” آموختیم؛ دیافراگم ها، کف های سازه ای هستند که بارهای ثقلی را تحمل می کنند. همچنین انتقال نیروهای جانبی از کف ها به سیستم باربر جانبی قائم نیز برعهده این اعضا می باشد. به همین دلیل باید برخی کنترل های لرزه ای برای دیافراگم ها صورت گیرد. تشخیص میزان صلبیت دیافراگم تاثیر بسیار زیادی بر فرضیات طراحی ما خواهد داشت که در طی این مقاله آن را بررسی خواهیم کرد.

در این مقاله ابتدا اشاره ای سریع به انواع دیافراگم ها می شود تا مطالب مرور شوند. سپس اجزای دیافراگم را خواهیم شناخت. در نهایت نیز طراحی اجزاء دیافراگم با توجه به صلبیت زیاد، نیمه صلب و انعطاف پذیر همراه با حل مثال توضیح داده خواهد شد. توجه داشته باشید که موضوع دیافراگم اساساً موضوعی پیچیده می باشد پس تا انتهای مقاله و حل مثالی نسبتاً جامع ما را همراهی نمایید.

یادآوری و تکمیل

مطابق تعریف استاندارد2800 به اجزای افقی یا تقریباً افقی منتقل کننده نیروهای جانبی دیافراگم افقی یا به اختصار دیافراگم گفته می شود. دیافراگم ها به سه دسته صلب، نیمه صلب و انعطاف پذیر تقسیم بندی می شوند. با وارد شدن نیروهای جانبی، نظیر زلزله، دیافراگم ها باید در برابر تغییر شکل های افقی مقاومت و سختی کافی را داشته باشند. هر چقدر این سختی و مقاومت بیشتر باشد رفتار به دیافراگم صلب نزدیکتر خواهد بود. توجه داشته باشید که صلبیت صد در صد در عمل ممکن نیست.

  1. در تحلیل های خطی با شرط وجود سقف با دیافراگم صلب، نیرو به نسبت سختی و در حالتی که سازه وارد ناحیه غیرخطی می شود، توزیع نیرو به نسبت مقاومت اعضا انجام می شود. یعنی نیروهای اینرسی که به دلیل زلزله در دیافراگم ایجاد شده اند به نسبت سختی در میان اعضای باربر، نظیر قاب های خمشی و دیوارهای برشی، تقسیم می شوند. توجه داشته باشید که صلب بودن دیافراگم یک مفهوم مطلق نیست و باید آن را نسبت به سیستم باربر قائم ارزیابی نمود.
  2. در دیافراگم انعطاف پذیر، نیروی ناشی از زلزله برای هر قاب به طور جداگانه متناسب با جرم لرزه ای همان قاب توزیع می شود. به بیان ساده تر قابی که سهم بار ثقلی آن بیشتر است، سهم بار لرزه ای بیشتری هم خواهد داشت.
  3. دیافراگم نیمه صلب، حالتی بینابینی از موارد فوق می باشد. در حالتی که تغییر شکل درون صفحه ای دیافراگم و تغییر مکان جانبی عناصر باربر قائم در یک حدود باشند، نمی توان دیافراگم را صلب یا منعطف فرض کرد. در این حالت روش دقیق تر آن است که رفتار درون صفحه ای دیافراگم با روش اجزا محدود مدل گردد و همراه با سایر اجزای سازه(تیرها، ستون ها، دیوارها و مهاربندها) تحلیل شود.

معمولاً مهندسین طراح، کف های افقی در هر طبقه را به صورت صلب مدلسازی می کنند، به نحوی که نقاط واقع در صفحه X-Y نسبت به همدیگر تغییر مکان نداشته باشند. حال سوالی که مطرح می شود این است که:

آیا در واقعیت، دیافراگم ها، عملکرد صلب دارند یا خیر؟

برای پاسخ به پرسش فوق باید کنترل صلبیت دیافراگم صورت گیرد. دو روش برای این کار وجود دارد:

جامع ترین و دقیق ترین روش برای تشخیص نوع دیافراگم، مدلسازی اجزای محدود آن می باشد. یعنی دیافراگم به همراه اجزای تیر، ستون و دیوارهای برشی در یک مدل سه بعدی بررسی گردد.

روش دیگر در دیافراگم های متعارف نظیر شکل زیر که فاقد بازشوهای بزرگ و نزدیک به هم هستند مناسب است. در این روش دیافراگم همانند تیر عمیقی در نظر گرفته می شود که تکیه گاه های آن اعضای باربر جانبی نظیر دیوارهای برشی می باشند. گام بندی دقیق نحوه کنترل صلبیت دیافراگم در مقاله”کنترل صلبیت دیافراگم در ETABS ” مورد بررسی قرار گرفته است. برای درک هرچه بهتر مطالبی که در ادامه بیان خواهد شد، توصیه اکید می شود که این مقاله مطالعه گردد.

دیافراگم های متعارف فاقد بازشوهای بزرگ و نزدیک به هم

دیافراگم های متعارف فاقد بازشوهای بزرگ و نزدیک به هم

شناخت اجزای دیافراگم

دیافراگم ها دارای اجزای مختلفی هستند که هرکدام از این اجزا باید در تعیین مقاومت و رفتار دیافراگم مدنظر قرار گیرند. اجزای پرکاربرد دیافراگم شامل:

  1. عرشه (deck)
  2. یال ها (chords)
  3. جمع کننده ها (collectors)
  4. توزیع کننده ها (Distributer)
  5. برشگیر و یا آرماتور اصطکاک (Shear Stud or Shear Friction)
  6. اتصالات (Connection)

عرشه عبارت است از بدنه اصلی دیافراگم که معمولاً از دال بتنی یا دال مختلط و یا سقف های انعطاف پذیر تشکیل شده است.

یال ها اجزایی هستند که برای مقاومت در برابر نیروهای کششی یا فشاری ناشی از لنگرهای داخل صفحه دیافراگم به کار می روند. تصویر زیر مدل ساده ای از عملکرد داخل صفحه ای دیافراگم را در برابر بار جانبی وارده نشان می دهد. نیروی اینرسی زلزله به صورت یک فلش در بالای دیافراگم نشان داده شده است.

یال ها (chords)

یال ها (chords)

جمع کننده ها اجزایی هستند که در برابر نیروهای افقی دیافراگم مقاومت کرده و وظیفه انتقال این نیروها به اعضای باربر قائم جانبی مانند دیوار برشی، مهاربندها و… را بر عهده دارند. جمع کننده ها برای نیروهای برشی داخل صفحه دیافراگم و محوری طرح می شوند. جمع کننده ها می توانند به صورت تیر و یا ناحیه ای از دال با آرماتور باشند. تصویر زیر تمام مطالب بیان شده را به صورت شماتیک بیان می کند.

جمع کننده ها (collectors)

جمع کننده ها (collectors)

یک توزیع کننده، نیرو را از المان قائم می گیرد و در دیافراگم توزیع می کند. به عبارت دیگر عملکردی دقیقاً برعکس جمع کننده دارد. زمانی که شاهد نامنظمی خارج از صفحه در سیستم باربر جانبی باشیم این عضو کاربرد دارد.

توزیع کننده ها (Distributer)

توزیع کننده ها (Distributer)

برشگیر و یا آرماتور اصطکاک همان طور که نامشان پیداشت در برابر نیروهای برشی موجود در دیافراگم مقاومت می کنند. تصاویر زیر بدون نیاز به توضیح خاصی این اجزا را در دیافراگم نمایش می دهد.

برشگیر و یا آرماتور اصطکاک (Shear Stud or Shear Friction)

برشگیر و یا آرماتور اصطکاک (Shear Stud or Shear Friction)

برای فهم نقش اتصالات در دیافراگم به تصویر زیر توجه نمایید. به خاطر داریم که در جمع کننده ها نیروی محوری ایجاد می شود. همچنین نیروی عضوهای جمع کننده از طریق اتصال آن ها به ستون به یکدیگر منتقل می شوند. بنابراین باید در طراحی اتصالات آن ها نیروی محوری لحاظ گردد. نیروهای محوری می بایست در طراحی اتصالات یال ها نیز در نظر گرفته شود. بنابراین اتصالات، نقش مهمی را در انتقال نیروهای دیافراگم ایفا می کنند.

اتصالات (Connection)

اتصالات (Connection)

شناخت نیروهای داخلی دیافراگم

مطابق ACI-318-14 برخی از نیروهای داخلی موجود در دیافراگم شامل موارد زیر می باشد:

  1. نیروهای درون صفحه ای که در اثر وارد شدن بارهای جانبی به ساختمان به وجود می آیند.
  2. نیروهای برون صفحه ای که در اثر وارد شدن بارهای ثقلی به سطح دیافراگم به وجود می آیند.
  3. اجزای قائم سیستم باربر جانبی ممکن است در ارتفاع خود دارای نامنظمی های متفاوتی باشند. مانند تغییر صفحه در اجزای باربر جانبی در طبقات مختلف، که موجب انتقال نیروها بین اجزای قائم می شود. همچنین در تراز صفر ساختمان هایی که دارای زیرزمین های بزرگ هستند، نیروها از بخش باریک تر ساختمان اصلی به دیوارهای زیر زمین منتقل می شوند. این انتقال نیرو موجب ایجاد شدن نیروهای انتقالی در دیافراگم می شود. یکی از نقاطی که در آن عمدتاً شاهد این نوع از نامنظمی در انتقال نیرو هستیم در شکل زیر قابل مشاهده است.
نیروهای داخلی و اجزای دیافراگم

نیروهای داخلی و اجزای دیافراگم

تمامی مطالب مرتبط با اجزای مختلف دیافراگم و نیروهای موجود در آن ها در تصویر فوق قابل مشاهده است.

بررسی یک مثال عینی

برای سهولت تحلیل و طراحی دیافراگم کف تحت بار افقی، می توان فرض ساده ای به کار برد. به این شکل که رفتار کف مشابه یک تیر افقی پیوسته متکی بر چند تکیه گاه باشد. این تکیه گاه ها همان اجزای قائم باربر جانبی می باشند. در این ساده سازی صفحه افقی کف مانند جان تیر و اجزای لبه مانند بال عمل می کنند. توجه داشته باشید که به علت بزرگی نسبت عرض به دهانه، معمولاً این اجزا به عنوان تیرهای عمیق شناخته می شوند. تصویر زیر از استاندارد 2800 ساده سازی دیافراگم با تیر پیوسته را نشان می دهد.

تشبیه دیافراگم به یک تیر افقی پیوسته متکی بر چند تکیه گاه

تشبیه دیافراگم به یک تیر افقی پیوسته متکی بر چند تکیه گاه

برای اکثر سازه ها، این ساده سازی منجر به طراحی ایمن و محافظه کارانه می گردد. اما چشم پوشی از رفتار واقعی دیافراگم ممکن است خطای قابل توجهی  در نیروی عناصر باربر جانبی ایجاد کند. به همین دلیل برای تعیین دقیق تنش های برشی و خمشی درون صفحه دیافراگم نیازمند تحلیل سه بعدی سازه می باشیم.

تا این بخش از مقاله مروری بر دیافراگم و عملکرد آن داشتیم؛ انواع دیافراگم ها و نحوه دسته بندی آن ها را بررسی کردیم. همچنین اجزای مختلف دیافراگم و وظایف آن ها را شرح دادیم.

در بخش های بعدی طراحی اجزاء دیافراگم در 3 حالت مختلف یعنی صلبیت زیاد، نیمه صلب و انعطاف پذیر همراه با حل مثال توضیح داده خواهد شد.

طراحی اجزای دیافراگم زمانی که دیافراگم صلب می باشد:

پس از تشخیص صلب بودن دیافراگم باید در نرم افزار اثر این صلبیت در نظر گرفته شود. به این معنا که در تعریف دیافراگم ، گزینه Rigid انتخاب شود. در ادامه قصد داریم در قالب یک مثال، طراحی اجزای دیافراگم را در این حالت بررسی نماییم.

توجه داشته باشید، فارغ از صلب یا نیمه صلب بودن دیافراگم، هنگام آنالیز و طراحی دیافراگم و اجزای آن، باید دیافراگم از نوع نیمه صلب باشد؛(چرا؟پاسخ در ادامه ی مطلب…)

برای این منظور یک Save as از فایل اصلی تحت عنوان diaphragm ایجاد می کنیم و در آن دیافراگم را به نیمه صلب تبدیل می کنیم. علت این کار آن است که در دیافراگم صلب، نرم افزار هیچ نیرویی را محاسبه نخواهد کرد.

دیافراگم بررسی شده در این مثال

دیافراگم بررسی شده در این مثال

الف. طراحی لرزه ای یال ها در دیافراگم صلب:

از بخش های قبل به خاطر داریم که در یال ها نیروهای کششی و فشاری ایجاد می شوند. همچنین می دانیم که این نیروها از نوع نیروهای درون صفحه ای دیافراگم هستند.

گام اول- پس از مدلسازی دقیق سازه و آنالیز آن از مسیر زیر نیروهای کششی و فشاری موجود در یال ها را به دست می آوریم. در واقع با این کار نرم افزار نیروهای درون صفحه دیافراگم را محاسبه می کند.

نیروهای کششی و فشاری موجود در یال های دیافراگم

نیروهای کششی و فشاری موجود در یال های دیافراگم

 

نیروهای کششی و فشاری موجود در یال های دیافراگم

نیروهای کششی و فشاری موجود در یال های دیافراگم

نکته1. F11 و F22 بیانگر نیروهای کششی و فشاری هستند و هر دو باید کنترل شوند.

نکته2. در قسمت پایین سمت چپ تصویر، مشاهده می شود که نرم افزار مقادیر حداقل و حداکثر نیروهای موجود در دیافراگم را در اختیار ما قرار می دهد. از این مقادیر در روند محاسباتی استفاده خواهیم کرد.

نکته3. بار دیگر به تصویر زیر نگاه کنید. بدیهی است با تغییر جهت نیروی زلزله، یال فشاری و کششی نیز تغییر خواهند کرد. چون بتن در کشش بسیار ضعیف تر از فشار عمل می کند همواره کنترل یال کششی بحرانی تر می باشد.

یال ها (chords)

یال ها (chords)

گام دوم- با توجه به اطلاعات به دست آمده از نرم افزار و نکات فوق به سراغ طراحی یال ها می رویم. به مثال زیر توجه نمایید:

مثال. فرض کنید تحت زلزله در جهت X مقدار حداکثر F11 در طبقه اول برابر با 276Kg/cm به دست آمده است. در این صورت مقدار آرماتورهای مورد نیاز در یال را به دست آورید.

در ابتدای طراحی فرض می کنیم که پهنای یالی که می خواهیم طراحی کنیم 30 سانتی متر باشد.

مقدار آرماتورهای مورد نیاز در یال

مقدار آرماتورهای مورد نیاز در یال

تذکر. روند فوق برای زلزله جهت Y و مقدار حداکثر F22 در تمامی طبقات نیز باید تکرار شود. بحرانی ترین سطح مقطع مبنای آرماتورگذاری خواهد بود.

طرح چند پرسش اساسی در طراحی لرزه ای اجزای دیافراگم

  • آیا همیشه باید آرماتورگذاری یال انجام شود؟به عبارت دیگر در چه سازه هایی طراحی یال لازم خواهد بود؟

عموماً در سازه های فاقد تیرهای پیرامونی که به صورت دال تخت اجرا می شوند نیاز به طراحی یال خواهد بود. در این چنین دال هایی لبه های دیافراگم به تنهایی قادر به تحمل نیروهای کششی و فشاری به وجود آمده نیستند. به همین دلیل باید بخش های مختلف دیافراگم تحت نیروهای اینرسی زلزله کنترل شوند. اما در حالت کلی می توان چنین گفت که هر بخش از دیافراگم که تحمل نیروهای کششی و فشاری به وجود آمده در آن را نداشته باشد نیاز به یال خواهد داشت.

  • آیا می توان میلگردهای یکنواخت دال را به عنوان میلگرد یال در محاسبات لحاظ کرد؟

در برخی از آیین نامه ها اجازه داده می شود که از میلگرد یکنواخت در دال به عنوان میلگرد یال استفاده شود.  به طور مثال ACI318-14 از این دست آیین نامه ها می باشد. به خاطر داریم که می توان دیافراگم را همانند یک تیر عمیق در نظر گرفت. در این صورت مقاومت خمشی دیافراگم با استفاده از روش های متداول قابل محاسبه می باشد. در این روش ها توزیع کرنش در عمق به صورت خطی فرض می شود. همچنین تنش های موجود نیز متناسب با کرنش ها خواهند بود.

توزیع خطی کرنش در عمق

توزیع خطی کرنش در عمق

اگر مطابق شکل فوق از میلگردهای گسترده دال، به عنوان یال استفاده شود. ممکن است برای تامین مقاومت خمشی به کرنش های کششی بزرگ نیاز داشته باشیم. این مسئله می تواند باعث ترک خوردگی غیرقابل قبولی در نزدیکی لبه کششی شود. به همین دلیل در بخش تفسیری آیین نامه بتن آمریکا یک توصیه در خصوص آرماتورگذاری یال ها مطرح شده است.

 

توصیه در خصوص آرماتورگذاری یال ها در بخش تفسیری آیین نامه بتن آمریکا

توصیه در خصوص آرماتورگذاری یال ها در بخش تفسیری آیین نامه بتن آمریکا

 

  • در مورد دال های مجوف با نام های تجاری کوبیاکس و یوبوت این کنترل چگونه است؟

اخیراً دال های تخت با نام های تجاری کوبیاکس و یوبوت کاربرد گسترده ای یافته اند. در این دال ها بخشی از بتن سقف با قالب های توخالی جایگزین می شود. بسته به محل کنترل دیافراگم ممکن است حالات زیر برای دال اتفاق بیافتد:

الف. به دلیل نبود تیرهای پیرامونی نیاز به طراحی یال ها و آرماتورگذاری آن ها داشته باشیم.

ب. مقاومت برشی درون صفحه دیافراگم توان تحمل نیروهای وارده را نداشته باشد. در این حالت بایست دال به صورت توپر و فاقد قالب اجرا شود.
البته، حذف قالب ها در این نوع سقف ها، به سبب کنترل برش پانچ در اطراف ستون ها نیز انجام می شود. که این مورد یکی از عواملی بود که قابلیت مش بندی اتوماتیک در نرم افزار ETABS را زیر سوال می بُرد.

  • نحوه جایگیری آرماتورهای یال در دال فرم معمول به چه صورت می باشد؟

معمولاً میلگردهای یال درون یک سوم میانی ضخامت دال یا تیر قرار می گیرد. با این اقدام، سطح مشترک آن ها با میلگردهای دال یا میلگردهای طولی تیر حداقل خواهد شد. نتیجه چنین عملی کاهش مشارکت میلگردهای یال در مقاومت خمشی دال و تیر خواهد بود.

ب. طراحی اعضای جمع کننده در دیافراگم صلب:

جمع کننده ها برای نیروهای برشی داخل صفحه دیافراگم و محوری طرح می شوند. روند کامل طراحی این اعضا را می توانید در مقاله” کنترل و طراحی جمع کننده ها در دیافراگم” مطالعه نمایید.

طراحی اجزای دیافراگم زمانی که دیافراگم نیمه صلب می باشد:

تا به اینجای کار، طراحی اصلی ترین اجزای دیافراگم را در یک دیافراگم صلب بررسی نمودیم. به یاد داریم حتی در صورتی که دیافراگم صلب باشد باید طراحی اجزای دیافراگم با فرض نیمه صلب بودن آن انجام شود. پس اگر بعد از بررسی وضعیت صلب بودن دیافراگم در ETABS ، متوجه شدیم که دیافراگم ، نیمه صلب است، مجدداً به روش هایی که بیان کردیم عمل خواهیم کرد.

طراحی اجزای دیافراگم زمانی که دیافراگم انعطاف پذیر می باشد:

با توجه به استاندارد 2800 زلزله، دیافراگم ها از نوع چوبی یا ورق های فلزی تقویت نشده بدون پوشش بتن، در سازه های دارای دیوارهای برشی یا قاب های مهاربندی شده ممکن است از نوع دیافراگم نرم یا انعطاف پذیر باشند.

در چنین وضعیتی نیازی به در نظر گرفتن اثر لنگرهای پیچشی نیست.

همچنین توزیع نیروی برشی زلزله بین اجزای قائم مقاوم در برابر زلزله براساس موقعیت و سهم جرم لرزه ای انجام می شود.

در واقع عملکرد دیافراگمی سقف در این حالت اهمیت چندانی ندارد. بنابراین، ترسیم سقف تنها به منظور بارگذاری خواهد بود.

از مطالب فوق می توان چنین استنباط کرد که طراحی لرزه ای اجزای دیافراگم در حالت انعطاف پذیر بی معنی می باشد. چرا که این دیافراگم ها در توزیع نیروهای برش زلزله در اعضای قائم باربر زلزله نقشی ندارند.

نحوه مدلسازی دیافراگم انعطاف پذیر در نرم افزار ایتبس :

به منظور تعریف دیافراگم انعطاف پذیر در نرم افزار، باید به گونه ای عمل کنیم که هیچ قیدی به دیافراگم طبقه اختصاص نیابد. لذا مطابق شکل زیر گزینه Disconnect را به طبقه مذکور Assign می کنیم.

تعریف دیافراگم انعطاف پذیر در نرم افزار ETABS

تعریف دیافراگم انعطاف پذیر در نرم افزار ETABS

در نرم افزار ETABS با ترسیم سقف، سختی آن در محاسبات نرم افزاری منظور خواهد شد. این درحالی است که مطابق با تعریف استاندارد 2800، دیافراگم انعطاف پذیر نباید سختی درون صفحه داشته باشد. پس باید به نوعی این سختی را از بین ببریم.

راهکاری که مهندسین سازه پیشنهاد می دهند ترسیم یک دال با ضخامت حدود یک سانتی متر می باشد. سپس باید مطابق شکل زیر ضرایب سختی بسیار کوچکی به آن اعمال کنیم. ضرایب سختی کوچک (در حدود 0.01) همان طور که از نامشان مشخص است، باعث می شوند که سختی درون صفحه دال تا حد بسیار زیادی کاهش یابد. با این کار دیافراگم رفتار انعطاف پذیر از خود نشان خواهد داد. در تصویر زیر اعمال ضرایب کاهش سختی را در نرم افزار مشاهده می کنید.

از بین بردن سختی درون صفحه ی دیافراگم انعطاف پذیر

از بین بردن سختی درون صفحه ی دیافراگم انعطاف پذیر

پرسش. شاید این سوال به وجود آید که با عدم ترسیم دال، رفتار انعطاف پذیر، بهتر مدلسازی شود. پس چرا در دیافراگم های انعطاف پذیر اساساً  دال را ترسیم می کنیم؟

در جواب بایدگفت: دلیل ما برای ترسیم دال با ضخامت 1 سانتی متری و ضرایب سختی کوچک، امکان اعمال بارگذاری به کف ها می باشد. چراکه اگر دال ترسیم نشود، این امکان وجود نخواهد داشت.

بخش تکمیلی

دیافراگم کف ها از اجزای اصلی سیستم باربر جانبی ساختمان ها می باشند. نوع عملکرد دیافراگمی آن ها بر چگونگی توزیع بار جانبی و عملکرد کل سازه اثر گذار است. در ساختمان های بلند بایست حتی الامکان کف ها رفتاری نزدیک به دیافراگم صلب داشته باشند. همچنین اتصال آن ها به اجزای باربر قائم از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. در ادامه تصویری از خرابی ناشی از ضعف دیافراگم را در هنگام وقوع زلزله مشاهده می کنیم.

در این سازه کف به صورت پیش ساخته بوده و اتصال مناسبی با اجزای قائم باربر نداشته است. به طورکلی بتن ریزی یکپارچه سقف و قرار دادن آرماتورهای مرزی کافی در محل اتصال دال به اجزای باربر بسیار در رفتار مناسب سازه تاثیر گذار خواهد بود. توجه داشته باشید که استفاده از دال های پیش ساخته چندان توصیه نمی شود مگر اینکه ملاحظات کافی در اتصالات آن ها به اجزای باربر لرزه ای رعایت شود.

 

 

نتیجه گیری :

  1. مطابق تعریف استاندارد2800 به اجزای افقی یا تقریباً افقی منتقل کننده نیروهای جانبی دیافراگم افقی یا به اختصار دیافراگم گفته می شود.
  2. در تحلیل های خطی با شرط وجود سقف با دیافراگم صلب، نیرو به نسبت سختی و در حالتی که سازه وارد ناحیه غیرخطی می شود، توزیع نیرو به نسبت مقاومت اعضا انجام می شود. اما در دیافراگم انعطاف پذیر، نیروی ناشی از زلزله برای هر قاب به طور جداگانه متناسب با جرم لرزه ای همان قاب توزیع می شود.
  3. جامع ترین و دقیق ترین روش برای تشخیص نوع دیافراگم مدلسازی اجزای محدود آن می باشد. یعنی دیافراگم به همراه اجزای تیر، ستون و دیوارهای برشی در یک مدل سه بعدی بررسی گردد.
  4. دیافراگم ها دارای اجزای مختلفی هستند که هرکدام از این اجزا باید در تعیین مقاومت و رفتار دیافراگم مدنظر قرار گیرند. این اجزا شامل عرشه (deck)، یال ها (chords)، جمع کننده ها (collectors) و توزیع کننده ها (Distributer) می باشند.
  5. نیروی عضوهای جمع کننده از طریق اتصال آن ها به ستون به یکدیگر منتقل می شوند. بنابراین باید در طراحی اتصالات آن ها نیروی محوری لحاظ گردد. نیروهای محوری می بایست در طراحی اتصالات یال ها نیز در نظر گرفته شود.
  6. دیافراگم انعطاف پذیر در توزیع نیروهای برشی زلزله در اعضای قائم مقاوم در برابر زلزله نقشی ندارند. در نتیجه ترسیم سقف تنها به منظور بارگذاری خواهد بود.
  7. روند طراحی برای یک دیافراگم که دارای بازشوهای کوچک است با حالتی که بازشو های بزرگ دارد متفاوت خواهد بود. توجه داشته باشید زمانی که ابعاد بازشو در حدود یک یا دو برابر ضخامت دیافراگم است، بازشو را کوچک می نامیم.
  8. در برخی حالت ها، بخش هایی از دیافراگم به دلیل عملکرد کلی یا تلاش های موضعی که در اطراف بازشوها رخ می دهند، تنش های محوری را تجربه خواهند کرد. در صورتی که این تنش های محوری به علت تمرکز تنش بزرگ باشند، بهتر است از میلگرد های محصور شده در اطراف بازشو استفاده شود.

فلسفه طراحی لرزه ای سازه ها بر این اصل استوار است که اجزای سازه به نحوی به یکدیگر متصل شوند که به صورت یک سیستم واحد عمل نمایند. دیافراگم ها بخش اصلی سیستم مقاوم لرزه ای می باشند. در نتیجه طراحی لرزه ای دیافراگم کف از اهمیت بالایی برخوردار است.

شما با مطالعه این مقاله قادر خواهد بود نیروهای وارده بر دیافراگم ها به دست آورد. سپس با بکارگیری اصول مهندسی نسبت به طراحی لرزه ای و آرماتورگذاری اجزای مختلف دیافراگم اقدام نماید.

منابع :

  1. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-14)
  2. Seismic Conceptual Design of Buildings – Basic principles for engineers, architects, building owners, and authorities, Hugo Bachmann.
  3. مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران، ویرایش 1392.
  4. آیین­نامه طراحی ساختمان­ها دربرابر زلزله، استاندارد 2800، ویرایش 4.
  5. مدلسازی لرزه­ای و تحلیل عددی سازه­ها در ETABS، مهندس مهدی ترابی، انتشارات نوآور، 1392.
  6. طراحی لرزه ای دیافراگم ساختمان های بتن مسلح، دکتر سید مهدی دهقان، دکتر محمد امیر نجفقلی پور، انتشارات سیمای دانش، 1395.
  7. اباذر اصغری، شاهرخ شعیبی، “بررسی رفتار و عملکرد لرزه ای دیافراگم ها در سیستم های سازه ای”، سمینار مباحثی در مهندسی زلزله، زمستان 1391.

خروجی های ضروری

  1. مطابق تعریف استاندارد2800 به اجزای افقی یا تقریباً افقی منتقل کننده نیروهای جانبی دیافراگم افقی یا به اختصار دیافراگم گفته می شود.
  2. فلسفه طراحی لرزه ای سازه ها بر این اصل استوار است که اجزای سازه به نحوی به یکدیگر متصل شوند که به صورت یک سیستم واحد عمل نمایند. دیافراگم ها بخش اصلی سیستم مقاوم لرزه ای می باشند. در نتیجه طراحی لرزه ای دیافراگم کف از اهمیت بلایی برخوردار است.
  3. جامع ترین و دقیق ترین روش برای تشخیص نوع دیافراگم مدلسازی اجزای محدود آن می باشد. یعنی دیافراگم به همراه اجزای تیر، ستون و دیوارهای برشی در یک مدل سه بعدی بررسی گردد.

 

 

 

پیش از همه باخبر شوید!

تعداد علاقه‌مندانی که تاکنون عضو خبرنامه ما شده‌اند: 11,561 نفر

تفاوت اصلی خبرنامه ایمیلی سبزسازه با سایر خبرنامه ها نوآورانه و بروز بودن آن است ، ما تنها تازه ترین های آموزشی ، تخفیف ها و جشنواره ها و ... مورد علاقه شما را هر هفته به ایمیل تان ارسال می کنیم

نگران نباشید، ما هم مثل شما از ایمیل های تبلیغاتی متنفریم ، خاطر شما را نخواهیم آزرد!

ارسال نظرات

فقط کافیست ایمیلتان را وارد کنید

در کمتر از 5 ثانیه اطلاعاتتان را وارد کنید و 3 ایبوک طراحی سازه بتنی در ایتبس را به همراه هدیه ویژه آن در ایمیلتان دریافت کنید
برایم ایمیل شود
نگران نباشید ایمیل های مزاحم نمی فرستیم
close-link