کنترل نامنظمی پیچشی و محاسبه ضریب تشدید AJ

در: استاندارد 2800, کنترل Drift, کنترل های طراحی سازه در Etabs

کنترل دریفت، نامنظمی پیچشی و محاسبه ضریب تشدید حداقل خروج از مرکزیت تصادفی

نامنظمی پیچشی: در مواردی که حداکثر تغییرمکان نسبی در یک انتهای ساختمان در هر طبقه، با احتساب پیچش تصادفی و با منظور کردن Aj=1  بیشتر از ۲۰درصد متوسط تغییرمکان نسبی در دو انتهای ساختمان در آن طبقه
باشد. در این موارد نامنظمی”زیاد” و در مواردی که این اختلاف بیشتر از ۴۰ درصد باشد، نامنظمی”شدید” پیچشی توصیف میشود

نامنظمیهای پیچشی تنها در مواردی که دیافراگمهای کف ها صلب و یانیمه صلب هستند کاربرد پیدا میکند

سؤالات متعددی در مورد نحوه کنترل دریفت طبقات، نامنظمی پیچشی و محاسبه ضریب تشدید حداقل خروج از مرکزیت تصادفی، Aj، مطرح می‌شود، خصوصاً در مورد گزینه‌های نرم‌افزار ETABS سؤالات بیشتر مطرح است. در ادامه به‌اختصار به مهم‌ترین آن‌ها پرداخته می‌شود.

۱- برای کنترل دریفت طبقات چنانچه دیافراگم صلب یا نیمه صلب وجود داشته باشد، از گزینه Diaphragm استفاده می‌شود و نیازی به کنترل دریفت با استفاده از گزینه Story نیست.

انواع نامنظمی

با توجه به عملکرد ساختمان ها در زلزله های گذشته، اهمیت پیکربندی و منظم بودن ساختمان ها بر کسی پوشیده نیست. بنابراین رعایت تقارن و تناسبات هندسی در سازه و معماری، می تواند از بسیاری از آسیب های لرزه ای وارد بر ساختمان ها جلوگیری کند. مطالعه رفتار ساختمان ها در زلزله های گذشته نشان می دهد که عملکرد ساختمان ها نسبت به تغییرات کوچکی در تقارن شکل کلی ساختمان، بسیار حساس می باشد. این امر به ویژه در ارتباط با دیوارهای برشی، بادبندها و سایر اجزای مقاوم در برابر نیروهای جانبی بسیار حائذ اهمیت است.به طور کلی مطابق تعاریف کمی و کیفی آیین نامه ای نامنظمی ها در ساختمان به دو دسته نامنظمی در پلان و نامنظمی در ارتفاع تقسیم میشوند

نامنظمی های در پلان بطور عمده شامل نامنظمی پیچشی، وجود بازشوهای بزرگ در دیافراگمها، موازی و متعامد نبودن سیستم های باربر جانبی، وجود گوشه های فرو رفته یا بیرون زده می باشد. نامنظمی های در ارتفاع نیز ناشی از وجود طبقه نرم، وجود طبقه ضعیف، توزیع نامنظم جرم در ارتفاع، تغییر صفحه اجزای باربر جانبی و استفاده از سیستم های باربر جانبی متفاوت در ارتفاع سازه می باشد. در شکل زیر انواع نامنظمی ها و مکانیسم های خرابی در آنها ارائه شده است

مطالب مرتبط

تشریح نامنظمی سیستم های غیرموازی

نامنظمی مقاومت جانبی

کنترل نامنظمی پیچشی در Etabs

اصلاح نامنمظی پیچشی

کنترل های طراحی در Etabs

به هیچ عنوان نمی‌توان کنترل‌هایی را بصورت خاص برای تمام پروژه‌ها بیان نمود ولیکن بصورت کلی می‌توان به مواردی که می‌توان در ETABS آنها را کنترل‌نمود، به شکل زیر اشاره کرد. برخی از این موارد ممکن است، در برخی پروژه‌ها کاربردی نداشته باشد و یا در برخی پروژه‌ها نیاز به کنترل‌های خاص‌تری باشد.
1- بررسی نامنظمی پیچشی زیاد و شدید، نامنظمی طبقه نرم و خیلی نرم، نامنظمی طبقه ضعیف.
2- بررسی کنترل جابجایی طبقات.
3- کنترل دوره تناوب تحلیل و مقایسه آن با دوره تناوب تجربی.
4- کنترل لنگر واژگونی سازه.
5- کنترل مولفه قائم نیروی زلزله در بالکن‌ها
6- کنترل دیافراگم جهت صلبیت کف.
7- بررسی ضریب نامعینی سازه.
8- در صورت انجام تحلیل دینامیکی، کنترل کفایت تعداد مودهای نوسانی مورد استفاده.
9- کنترل کفایت تعداد سعی و خطاهای انجام شده در تحلیل P-Delta
10- کنترل بارهای ثقلی قرار داده شده بر روی سازه.
11- کنترل درصد آرماتور تیرها و ستون‌ها (در سازه‌های بتنی)
12- کنترل ستون‌ها برای ترکیب بارهای تشدید یافته (در سازه فولادی)
13- کنترل سازه برای زلزله بهره‌برداری (در صورت نیاز)
14- بررسی همپایه بودن برش پایه استاتیکی و دینامیکی.
15- بررسی خطاهای احتمالی در حین تحلیل و رفع آنها.
 
@AlirezaeiChannel دکتر علیرضایی

سازه های بلند با نامنظمی پیچشی

طبق بند 1-7-3 استاندارد 2800، در صورتی که سازه دارای نامنظمی شدید پیچشی یا خیلی نرم باشد، در در مناطق با خطر نسبی متوسط و بالاتر تنها بر روی زمین نوع 4 و مجاز نیست. طبق بند 3-2-2 سازه اگر بیش از 50 متر باشد و همچنین نامنظم زیاد یا شدید پیچشی نیز باشد، بایستی برای تحلیل از تحلیل دینامیکی استفاده شود و محدودیتی نیز برای ارتفاع برای آن در نظر گرفته نشده است. برای محدودیت‌های ارتفاعی باید ملاحظات جدول 3-4 استاندارد 2800 را در نظر داشته باشید که ربطی به منظمی یا نامنظمی آنها ندارد. مثلا برای قاب خمشی بتنی متوسط حداکثر ارتفاع مجاز 35 متر است. آیین‌نامه ASCE7 نیز در اجرای سازه‌های با نامنظمی شدید پیچشی را در طبقه بندی‌های لرزه‌ای E به بالا محدود می‌کند:
Structures assigned to Seismic Design Category E or F having horizontal irregularity Type 1b of Table 12.3-1 or vertical irregularities Type 1b, 5a, or 5b of Table 12.3-2 shall not be permitted.
همچنین ASCE7-10 قید می‌کند در مدلسازی این سازه‌های دارای نامنظمی پیچشی، حتما از مدل‌های سه بعدی استفاده شود:
Structures that have horizontal structural irregularity Type 1a, 1b, 4, or 5 of Table 12.3-1 shall be analyzed using a 3-D representation.
 
منبع:@AlirezaeiChannel

کنترل دریفت Drift در سازه های منظم و نامنظمی پیچشی

 اگر سازه منظم پیچشی باشد، بهترین گزینه استفاده از diaphragm center of mass displacements است. در این حالت جابجایی مرکز جرم به شما گزارش خواهد شد. طبق بند 3-5-4 استاندارد 2800 می‌توان در این حالت (سازه منظم پیچشی) مقدار جابجایی در مرکز جرم را قرائت کنیم. لیکن باید توجه کنید در این حالت به شما مقادیر جابجایی مطلق مرکزهای جرم طبقات گزارش می‌شود و نه جابجایی نسبی یا دریف نسبی. بنابراین باید با کم کردن جابجایی‌های مطلق بین طبقات مختلف (و در صورت نیاز با تقسیم آن بر ارتفاع) به جابجای نسبی (یا دریفت نسبی) برسیم.
اگر سازه نامنظم پیچشی باشد، بهترین گزینه استفاده از Story Drifts است. در این حالت دریفت‌های نسبی (بدون بعد) حداکثر هر طبقه گزارش می‌شود. در گزینه Joint Drifts هم دریفت‌های تمام نقاط گزارش می‌شود ولی پیدا کردن مقادیر حداکثر از بین تمام نقاط ممکن است سخت باشد و استفاده از Story Drifts راحت‌تر است.
گزینه Joint Displacements به شما جابجای (مطلق) تمام نقاط را تحت هر یک از حالات یا ترکیب بارها، ارائه می‌دهد.
گزینه  Joint Drifts به شما جابجای (مطلق) تمام نقاط به همراه دریفت نسبی آنها را ارائه می‌دهد.
اگر بخواهیم نامنظمی پیچشی را کنترل نماییم، (موضوع بند 1-7-1ب) نباید از Story Max/Avg Displacements استفاده شود. زیرا در این نسبت جابجایی حداکثر مطلق به جابجایی میانگین مطلق گزارش می‌شود که برای تعیین نامنظمی پیچشی مناسب نیست. برای تعیین نامنظمی پیچشی باید از جابجایی‌های نسبی (و نه مطلق) استفاده شود. برای این منظور باید از گزینه Story Max/Avg Drifts استفاده نمود تا نسبت جابجایی حداکثر نسبی به جابجایی میانگین نسبی گزارش شود.

منبع: کانال دکتر علیرضایی
http://etabs-sap.ir/%D8%B1%D8%A7%D9%87-%D8%AD%D9%84-%D9%87%D8%A7%DB%8C-%DA%A9%D9%86%D8%AA%D8%B1%D9%84-drift/
 
 

کنترل نامنظمی پیچشی در Etabs

 برای کنترل نامنظمی پیچشی (موضوع بند 1-7-1-ب) می‌توان از زلزله استاتیکی و یا دینامیکی استفاده نمود. کنترل آن توسط حالات بار استاتیکی راحت‌تر بوده ولی اگر بخواهیم با بارهای دینامیکی، نامنظمی پیچشی را کنترل کنیم نیز امکان پذیر است. بایستی توجه کنید. در صورتی که سازه دارای نامنظمی شدید پیچشی باشد (یعنی جابجایی حداکثر به میانگین بیشتر از 1.4 باشد) طبق بند 3-4-1-4 استاندارد 2800، بایستی هیچ ضریب کاهشی و تخفیفی برای همپایه سازی بکار برده نشود. به عبارتی نسبت برش پایه استاتیکی به دینامیکی در عدد 1 ضرب شود.

❗️ نکته: اگر بخواهیم با حالات بار دینامیکی، نامنظمی را کنترل نماییم، نبایستی مستقیما جابجایی‌های مطلق یا نسبی گوشه‌های سازه را خوانده نسبت آنها را بدست آوریم بلکه بایستی این عمل را برای هر مود ارتعاشی انجام داده و نامنظمی پیچشی برای هر یک از مودها بدست آمده و در نهایت بین نتایج بدست آمده برای هر از مودها، SRSS بگیریم. برای این منظور می‌توان بصورت زیر عمل نمود:

1- در هر مود ارتعاشی شما یک پاسخ مثبت و واحد خواهید داشت. پاسخ در هر یک از مودهای ارتعاشی بایستی توسط یکی از روش‌های مرسوم (CQC، SRSS و یا ABS) با هم ترکیب شوند. مطابق شکل زیر، از مسیر Display > Show Tables > Analysis > Results > Modal Results > Response Spectrum Modal Information ضریب مقیاس برای هر یک از مودهای ارتعاشی را استخراج کنید.

 

2- با استفاده از مسیر Define > Load Combinations > Add New Combo اقدام نموده و حالت Modal را زیر گزینه Load Name مطابق شکل زیر انتخاب نمایید. برای هر مود یک Load Combinations ایجاد کنید و شماره هر مورد را در هر یک وارد نموده و در بخش Scale factor آن ضریب مقیاس بدست آمده در گام قبلی را وارد نمایید. در شکل دوم این ضریب مقیاس برای مود دوم نشان داده شده است.

3- جابجایی هر از گره‌های گوشه‌ای سازه را در هر یک از مودهای ارتعاشی را از مسیر Display > Show Tables > Tables> Analysis > Results> Displacements> Joint Displacements بدست آورده تا بتوانیم نسبت جابجایی حداکثر به میانگین را بدست آوریم.

4- مقدار دریفت نسبی طبقه هر گره و در هر مود را برای گوشه‌های پلان بدست آورید. مثلا  Dmax/Dav

5- حال نتایج بدست آمده در هر مود را با استفاده از روش SRSS با یکدیگر ترکیب نمایید. برای مثال:
SQRT[SUM(Dmax/Dav)^2]

 

منبع:@AlirezaeiChannel