کنترل زلزله تشدید یافته در ایتبس به همراه اعمال ضریب اضافه مقاومت در ترکیب بار

همانطور که قطعا شما هم می دانید در طراحی سازه دو نوع ترکیب بار داریم که یکی ترکیب بار عادی است و دیگری ترکیب بار زلزله تشدید یافته؛ اما زلزله تشدید یافته چیست؟ چه زمانی نیاز به کنترل زلزله تشدید یافته در ایتبس داریم؟ آیا در سازه های بتنی نیازی به اعمال ضریب اضافه مقاومت وجود دارد؟

در این ایبوک ابتدا ترکیب بار و کاربرد زلزله تشدید یافته را بیان می کنیم و سپس به صورت گام به گام شما را با نحوه کنترل زلزله تشدید یافته در ایتبس آشنا می کنیم.

این صفحه تنها بخش کوتاهی از ایبوک کنترل زلزلخ تشدید یافته در ایتبس می باشد متن اصلی این ایبوک را منطبق بر فهرست مطالب، دانلود کنید.

زلزله تشدید یافته چیست؟

نیروی افقی زلزله را در نظر بگیرید که به مرکز جرم طبقه وارد شده و با عملکرد دیافراگم کف به اعضای باربر جانبی منتقل می شود. نیرو های برشی زلزله در طبقات توسط اعضای باربر جانبی دریافت شده و باید به فونداسیون و نهایتاً زمین منتقل شوند. در مواردی که این انتقال نیرو از سازه به زمین به طور منظم و بدون مشکل انجام شود، خیالمان راحت است. اما اگر در اجزایی که انتقال نیرو را بر عهده دارند مشکلی ایجاد شود، به این مفهوم است که در مسیر انتقال نیرو از طبقات سازه به پی و زمین نامنظمی رخ داده است. در صورت وجود نامنظمی در هر کجای مسیر انتقال نیرو، باید کنترل ها بر اساس زلزله ی تشدید یافته باشد.

گاهاً حتی بدون وجود نامنظمی در مسیر انتقال نیرو، باید از زلزله ی تشدید یافته استفاده کنیم. سازه های بتن آرمه و فولادی هر یک بنا به وضعیت های موجود تحت ترکیب بار های ویژه لرزه ای کنترل می شوند. به طور مثال ستون هایی که نیروی محوری آنها از یک حدی زیادتر باشد، طبق بند 10-3-6-1 مبحث دهم باید برای ترکیب بارهای لرزه ای نیز کنترل شوند. علت این کنترلِ مضاعف این است که ستون های فلزی تحت اثر فشار خالص شکل پذیری کمتری داشته و ضربه زلزله وارد بر آنها بیشتر خواهد بود.

کاربرد زلزله ی تشدید یافته

1. مطابق ACI-318-14 در محاسبه آرماتور عرضی ستون های بتن آرمه از این زلزله استفاده می شود. یعنی در سازه های بتن آرمه، زلزله ی تشدید یافته برای کنترل برش موجود در ستون ها کاربرد دارد. توجه داشته باشید که در متن مبحث نهم مقررات ملی ساختمان از زلزله ی تشدید یافته استفاده نشده است.
2. در سازه های فولادی نیز همانطور که در بخش قبل بیان شد، کنترل زلزله های تشدید یافته برای جلوگیری از کمانش است. یعنی در طراحی ستون ها، باید مقاومت محوری تحت این نوع زلزله و بدون حضور خمش و برش کنترل شود.
   هم چنین طبق مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، کف­ ستون­ ها (Base Plate)، وصله ستون­ ها و وصله ­ی تیرها در اسکلت فولادی نیز باید برای زلزله­ ی تشدید ­یافته طراحی گردند.
3. در مواردی که شاهد نامنظمی در مسیرهای انتقال نیروی زلزله هستیم باید کنترل با زلزله ی تشدید یافته صورت گیرد. به طور مثال می توان به بندهای زیر در استاندارد 2800 اشاره نمود:

افزایش بار جانبی در اعضای خاص

در حال حاضر می دانیم که کدام اعضای سازه باید برای زلزله ی تشدید یافته کنترل شوند.

اساساً زلزله ی تشدید یافته با زلزله معمولی چه تفاوتی دارد؟

با یک تعریف ساده می توان گفت که زلزله ی تشدید یافته همان زلزله عادی است که با یک ضریب بزرگنمایی(Ω0)، تشدید شده است. به عبارت علمی تر برای ساختن ترکیب بارهای ویژه لرزه ای به ضریبی نیاز است که در زلزله طرح ضرب شود.

در روش طراحی بر اساس مقاومت، به چه علت مولفه قائم زلزله را به صورت تشدید یافته در نظر نمیگریم؟

نحوه کنترل زلزله تشدید یافته سازه های بتن آرمه در ایتبس

در طراحی لرزه ای سازه ها، مبحث نهم اشاره ای به اعمال زلزله ی تشدید یافته نکرده است. اما در ویرایش های 2011 و 2014 آیین نامه آمریکا کنترل زلزله ی تشدید یافته تعریف شده است. به گونه ای که حداکثر مقدار برش در ستون ها ،با ترکیب بار هایی که در آنها اثر زلزله با Ω0 تشدید شده است کنترل می شود.

در جهت محافظه کاری بیشتر اگر بر مبنای آیین نامه آمریکا عمل کنیم باید ضریب اضافه مقاومت در نرم افزار معرفی شود. با تعریف ضریب اضافه مقاومت در نرم افزار، زلزله ی تشدید یافته به صورت خودکار کنترل خواهد شد. نحوه کار را در قالب تصاویر زیر مشاهده می نمایید:

ویرایش آیین نامه طراحی سازه های بتن آرمه

تغییر ضریب اضافه مقاومت برای سازه بتنی

مقدار ضریب اضافه مقاومت(Ω0) را بر اساس جدول 3-4 استاندارد 2800 تعیین می نماییم. در مثال فوق چون سیستم باربر جانبی قاب خمشی بتن آرمه بود این ضریب برابر با 3 می باشد.

نحوه کنترل زلزله تشدید یافته سازه های فولادی در ایتبس  و کنترل زلزله تشدید یافته در سازه های با دو سیستم باربرجانبی متفاوت را در متن اصلی ایبوک مطالعه کنید.

نتیجه گیری

1. در بحث طراحی سازه ها، با دو نوع ترکیب بار مواجه هستیم. یک سری از ترکیب بارها عادی هستند. این ها همان ترکیب بارهایی می باشد که در طراحی تمامی اعضا و بخش های سازه باید کنترل شوند. دسته دوم ترکیب بارهای ویژه لرزه ای هستند.
2. با یک تعریف ساده می توان گفت که زلزله تشدید یافته همان زلزله عادی است که با یک ضریب بزرگنمایی، تشدید شده است. این ضریب را با Ω0(ضریب اضافه مقاومت) نشان می دهیم.
3. در سازه های فولادی مقاومت محوری ستون ها باید تحت ترکیب بارهای ویژه لرزه ای کنترل شوند. علت این کنترل مضاعف این است که ستون های فلزی تحت اثر فشار خالص شکل پذیری کمتری داشته و ضربه زلزله وارد بر آنها بیشتر خواهد بود.
4. در طراحی لرزه ای سازه ها، مبحث نهم اشاره ای به اعمال زلزله تشدید یافته نکرده است. اما در ویرایش های 2011 و 2014 آیین نامه آمریکا کنترل زلزله تشدید یافته تعریف شده است. به گونه ای که حداکثر مقدار برش در ستون ها با ترکیب بارهایی که در آن ها اثر زلزله با Ω0 تشدید شده است کنترل می شود.
5. در کنترل سازه تحت ترکیب بارهای ویژه لرزه ای لازم نیست که مولفه قائم زلزله در ضریب اضافه مقاومت ضرب شود.
6. در سازه های با دو سیستم باربر جانبی در دو جهت متفاوت، ستون های متصل به مهاربند در یک جهت با Ω0=3 و در جهت دیگر با Ω0=2 کنترل خواهند شد. این در حالی است که ایتبس برای کل سازه تنها یک ضریب اضافه مقاومت در نظر می گیرد. لذا بایست از روش های مناسبی برای اعمال ضریب اضافه مقاومت در چنین سازه هایی استفاده شود.

منابع

1.  AISC Specification for Structural Steel Buildings (360-16)
2. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-14)
3. آیین ­نامه طراحی ساختمان­ ها دربرابر زلزله، استاندارد 2800، ویرایش 4.
4. مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، ویرایش سال 1392.

• زلزله تشدید یافته چیست؟
• کاربرد زلزله ی تشدید یافته
• ترکیب بار زلزله تشدید یافته
• نحوه کنترل زلزله تشدید یافته سازه های بتن آرمه در ایتبس
• نحوه کنترل زلزله ی تشدید یافته سازه های فولادی در ایتبس
• کنترل زلزله تشدید یافته در سازه های با دو سیستم باربر جانبی متفاوت
• نتیجه گیری

• ثبت شده در
  وزارت ارشاد
• دانلود سریع
  پس از پرداخت
• ضمانت ارسال
  بروزترین نسخه کتاب