تغییر مکان جانبی نسبی طبقات چیست؟

شما می توانید فایل PDF این آموزش را در انتهای همین مقاله دانلود کنید

تغییر مکان جانبی نسبی طبقات که در بین مهندسان به دریفت سازه شناخته می شود، اختلاف بین تغییر مکان های جانبی مراکز جرم کف های بالا و پایین آن طبقه است.
کنترل دریفت سازه یکی از کنترل های تعیین کننده و مهم طراحی سازه است که در بسیاری از مواقع تاثیر گذار خواهد بود و نباید از مقادیر مشخصی که در آیین نامه 2800 تعیین شده تجاوز نماید.
در ادامه بعد از بررسی فلسفه تغییر مکان جانبی نسبی طبقات (دریفت سازه) و ملاحظات مربوطه، به نحوه کنترل تغییر مکان جانبی ساختمان در ایتبس (نحوه کنترل دریفت در ایتبس) خواهیم پرداخت.
تغییر مکان جانبی نسبی طبقات بطور واقعی، تنها با استفاده از تحلیل غیر خطی سازه قابل محاسبه است، ولی می توان آن را با تقریب خوبی از رابطه زیر به دست آورد:

ΔM = Cd . Δeu
Cd : ضریب بزرگ نمایی مطابق جدول 3-4 استاندارد 2800
eu∆ : تغییر مکان جانبی نسبی طبقه در اثر زلزله طرح
m∆ : تغییر مکان جانبی نسبی غیر خطی طبقه و یا تغییر مکان جانبی نسبی واقعی طبقه. در ساختمانهای تا پنج طبقه به 0.025h و در سایر ساختمان‌ ها به 0.02h محدود می ‌شود، که h ارتفاع طبقه می ‌باشد.

تصویر زیر مفهوم دقیق دریفت سازه را نشان می دهد. (تصویر برگرفته از سایت سبز سازه می باشد)

تغییر مکان جانبی نسبی طبقات چیست؟, دریفت سازه, آیین نامه 2800, کنترل تغییر مکان جانبی نسبی طبقات, کنترل دریفت سازه, کنترل تغییر مکان در etabs, کنترل دریفت در ایتبس
دریفت سازه یا تغییر مکان جانبی نسبی طبقات چیست؟

جهت کنترل تغییر مکان جانبی نسبی طبقات ( کنترل دریفت سازه ) ، باید ملاحظات زیر را در نظر گرفت:

  • بر اساس بند 3-5-1 آیین نامه 2800 ، تغییر مکان جانبی نسبی طبقات باید در محل مرکز جرم طبقات محاسبه شود ولی در صورتی که سازه دارای نامنظمی پیچشی و یا نامنظمی شدید پیچشی باشد، بر اساس بند 3-5-4 آیین نامه 2800 ، این مقدار باید برای محورهای کناری ساختمان محاسبه شده و با مقادیر مجاز بالا کنترل شود.
  • بر اساس بند 3-5-3 آیین نامه 2800 ، در تعیین ضریب زلزله برای کنترل دریفت سازه در ساختمان های با اهمیت کم و متوسط و زیاد، می توان محدودیت 1.25 برابر زمان تناوب تجربی را در نظر نگرفت ولی در ساختمان های با اهمیت خیلی زیاد باید همچنان این محدودیت در نظر گرفته شود.
  • مطابق بند 3-5-3 آیین نامه 2800 ، در تعیین نیروی زلزله برای کنترل دریفت سازه ، باید محدودیت حداقل برش پایه لحاظ شود: Cmin = 0.12 AI
  • مطابق بند 3-3-2-3 آیین نامه 2800 ، ضریب نامعینی سازه برای کنترل دریفت سازه ، برابر واحد در نظر گرفته می شود. Rho = 1

  این مطلب را هم از دست ندهید: نامنظمی پیچشی چیست؟

کنترل تغییر مکان در etabs (نحوه کنترل دریفت در ایتبس)

در ادامه به نحوه کنترل دریفت در ایتبس (Etabs) خواهیم پرداخت.
نحوه کنترل دریفت در ایتبس ، شامل مراحل زیر می شود:

الف- محاسبه زمان تناوب تحلیلی سازه:

  • درصورتی که سازه بتنی باشد، ابتدا باید یک فایل جدید به نام period.edb ایجاد شود. قبل از تحلیل سازه، سختی موثر اعضاء باید مطابق مقادیر زیر در نظر گرفته شود:
    در تیرها  Ie = 0.5 Ig و در ستونها Ie = Ig

برای این منظور در دو مرحله جداگانه، تیرها و ستونها را انتخاب کنید و از مسیر شکل زیر سختی موثر آنها را تغییر دهید. و سپس سازه را آنالیز نمایید.

تغییر ضرایب سختی در ایتبس , محاسبه زمان تناوب تحلیلی سازه

تغییر ضرایب سختی ستونها در ایتبس , کنترل دریفت در ایتبس

تغییر ضرایب سختی تیرها در ایتبس , کنترل دریفت در ایتبس

  • در صورتی که سازه فولادی باشد، باید یک فایل جدید به نام drift.edb ایجاد شود. چون از روش آنالیز مستقیم استفاده شده، سختی خمشی اعضاء کاهش یافته است، بنابراین در فایلی که برای محاسبه زمان تناوب و کنترل دریفت سازه ایجاد می شود(drift.edb ) ، باید از مسیر:
    Design>>Steel Freame Design>>View/Revise Prefrences مطابق شکل زیر گزینه Stiffness Reduction Method را به No Modification تغییر دهید و یک بار سازه را آنالیز و طراحی نمایید.

تغییر گزینه Stiffness Reduction Method به No Modification , کنترل دریفتپس از آنالیز سازه، از مسیر Display>>Show Tables به پنجره ای که در شکل زیر نشان داده شده است بروید و modal participating mass ratios  را انتخاب کنید و Ok را بزنید:

مسیر مشاهده زمان تناوب تحلیلی در ایتبس

برای مثال، همانطور که در شکل زیر مشاهده می‎کنید، اولین مودی که درصد مشارکت وزن لرزه ای در راستای X، (ستون Ux) از همه مودها بیشتر می‎باشد، مود دوم است با درصد مشارکت 63.56 و در نتیجه زمان تناوب اصلی سازه در جهت X برابر 1.186 ثانیه میباشد و به همین ترتیب، زمان تناوب اصلی سازه در جهت Y هم برابر 1.199 ثانیه خواهد بود.

نحوه بدست آوردن زمان تناوب تحلیلی در ایتبس , کنترل دریفت در ایتبسب- محاسبه ضرایب زلزله بر اساس زمان تناوب تحلیلی سازه حاصل از ایتبس(Kdrift و Cdrift)، که برای کنترل دریفت سازه ، همانطور که قبلاً گفته شد احتیاجی به اعمال محدودیت  1.25 برابر زمان تناوب تجربی نمی باشد.

با داشتن زمان های تناوب تحلیلی، و با استفاده از بند 2-3 آیین نامه 2800، می‎توان ضریب بازتاب (B) را محاسبه کرد و با داشتن A , I , Ru ، و محاسبه Cx و Cy و Kx و Ky ، الگوهای بار زلزله برای محاسبه دریفت را ایجاد کرد.

در مثال قبلی، ساختمان 7 طبقه مسکونی(I=1) واقع در شهر تبریز (خطر نسبی خیلی زیاد A=0.35) و در دو جهت قاب خمشی متوسط بتنی (Ru=5) و با ارتفاع 23.8 متر می‎باشد و زمین نوع 3 میباشد. با این اطلاعات براحتی ضرایب C و K برای کنترل دریفت سازه محاسبه می‎شود. در اینجا برای راحتی کار، این ضرایب با استفاده از نرم افزار Etabs7Control بدست آمده است:

بدست آوردن ضرایب زلزله برای کنترل دریفت توسط نرم افزار Etabs7Controlج- تعریف زلزله دریفت  EXDrift , EYDrift بر اساس ضرایب زلزله بدست آمده از مرحله “ب”: در مسیر Define>>Load Patterns و با استفاده از نوع Seicmic Drift مانند تصویر زیر:

نحوه تعریف زلزله دریفت EXDrift , EYDrift در ایتبس

نکته: در صورتی که سازه بتنی باشد زلزله دریفت در فایل اصلی تعریف می شود و در صورتی که سازه فولادی باشد، در فایل drift.edb که قبلاً ایجاد شده بود.

د- معمولاً دو نوع کنترل برای دریفت توسط طراحان انجام می‎شود. کنترل دقیق و کنترل تقریبی.

برای کنترل دریفت سازه به طور دقیق، باید از دریفت مراکز جرم طبقات استفاده کرد. ولی از آنجایی که ایتبس بطور پیش فرض این جدول را در اختیار کاربر قرار نمی دهد، باید پس از تحلیل سازه، از جدول Diaphragm Center of Mass Displacements استفاده کرد و دریفت هر طبقه را بطور دستی یا با استفاده از نرم افزار‎ اکسل محاسبه کرد. که در این صورت کمی مراحل کار بیشتر و زمان بر خواهد شد.

توجه: برای کنترل دقیق دریفت با سرعت بالا، می‎توان از نرم‎افزار Etabs7Control استفاده کرد.

ولی برای محاسبه دریفت طبقات به طور تقریبی، پس از تحلیل سازه، می‎توان از مسیر Display>>Show Tables  و با استفاده از جدول Diaphragm Max/Avg Drifts، و با استفاده از نتایج ستون (Avg Drift) ، تغییر مکان نسبی طبقات را بطور تقریبی کنترل کرد، که در ادامه به جزئیات آن پرداخته می‎شود.

مسیری که باید برای مشاهده جدول Diaphragm Max/Avg Drifts طی کرد در تصویر زیر نمایش داده شده است:

مسیر مشاهده جدول Diaphragm Max/Avg Drifts , کنترل دریفت در ایتبس

در مثال بالا، با توجه به اینکه قاب خمشی بتنی متوسط 7 طبقه داریم، بنابراین Cd=4.5 می‏باشد و با توجه به بند 3-5-2 آیین نامه 2800، برای کنترل نسبت دریفت باید رابطه زیر برقرار باشد:
Avg Drift) = ∆eu/h ≤ 0.02/4.5 = 0.0044)

نکته: دقت داشته باشید که ستون (Avg Drift) در حقیقت نسبت دریفت یا  eu / h ∆ را نشان می‎دهد.

یعنی مقادیر ستون Avg Drift در شکل زیر نباید از 0.0044 بیشتر شود و در صورتی که از مقدار مجاز 0.0044 بیشتر شود، باید در ابعاد مقاطع تیر و ستون تجدید نظر کرد تا دریفت سازه در محدوده مجاز قرار بگیرد.

نحوه کنترل دریفت در ایتبس به صورت تقریبی

نکته: طبق بند 3-5-4 استاندارد 2800 ، در صورتی که ساختمان دارای نامنظمی پیچشی یا نامنظمی شدید پیچشی باشد،  دریفت سازه باید در لبه های کناری ساختمان کنترل شود که در این صورت باید ستون Max Drift در جدول بالا کنترل گردد.

چنانچه مایل هستید کل این مقاله را با فرمت PDF دانلود کنید، روی دگمه “دریافت لینک دانلود” کلیک کنید:

نرم افزار Etabs7Control

دستیار قدرتمند محاسب سازه
www.CivilCan.ir

برنامه Etabs7Control با استفاده از جدول Diaphragm Center of Mass Displacements و با روش دقیق، به صورت اتوماتیک اطلاعات مورد نیاز برای محاسبه و کنترل دریفت سازه را از فایل خروجی ایتبس ایمپورت کرده و با سرعت زیاد جدول خروجی مربوطه را برای کنترل و درج در دفترچه محاسبات ساختمان تولید می کند.
ضمناً نرم افزار Etabs7Control قادر است در صورتی که ساختمان دارای نامنظمی پیچشی باشد، طبق آیین نامه 2800 ، دریفت سازه را در لبه های کناری ساختمان کنترل کند.
این نرم‎افزار به غیر از کنترل دریفت، قادر است 7 کنترل مهم و ضروری دیگر را که برای درج در دفترچه محاسبات سازه لازم است، با سرعت و دقت زیاد انجام دهد.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نرم افزار Etabs7Control و تهیه آن،
به این آدرس مراجعه فرمایید. شما علاوه بر سایت اصلی نرم افزار ( http://CivilCan.ir ) می توانید در صورت تمایل، این نرم افزار را از دو سایت سیویلرن و Civil808 هم تهیه نمایید:

لینک نرم افزار Etabs7Control در سایت سیویلرن: فروش نرم افزار در سایت سیویلرن
لینک نرم افزار Etabs7Control در سایت Civil808: فروش نرم افزار در سایت Civil808

2 دیدگاه. همین الان خارج شوید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

این قسمت نباید خالی باشد
این قسمت نباید خالی باشد
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

فهرست