مقاله با عنوان سيستم بادبندي واگرا

مقدمه:

سيستم بادبندي واگرا، يك نوع سيست مناسب سازه‌اي براي مقابله با نيروهاي زلزله مي‌باشد كه براي اولين بار توسط پوپوف پيشنهاد شد. سازه‌هاي مهاربندي واگرا با توجه به طول تير پيوند بطور همزمان هم داراي سختي سيستم‌هاي سازه‌اي با بادبندهاي همگرا و هم داراي شكل‌پذيري و خاصيت استهلاك انرژي سيستم‌هاي سازه‌اي خمشي مي‌باشند. بعد از معرفي اين سيستم توسط پوپوف و همكارانش و طراحي چندين ساختمان بلند با استفاده از اين نوع سيستم و رفتار بسيار مناس

از خود نشان دادند مهاربندهاي واگرا به سرعت مورد قبول آيين‌نامه‌هاي آمريكايي AISC  و UBC قرار گرفتند. در ايران در اكثر موارد مهاربندهاي واگرانه براي رفتار مناسب لرزه‌اي بلكه بر اساس محدوديتهاي مهاربندي واگرانه براي رفتار مناسب لرزه‌اي بلكه بر اساس محدوديتهاي معماري و به اجبار استفاده مي‌شود. هر چند كه ضريب رفتار اين سيستم در آيين‌نامه 2800 ويرايش دوم و سوم آورده شده ولي ضوابط لرزه‌اي مهاربندي‌هاي واگرا در آيين‌نامه 2800 هنوز آورده نشده است. در ويرايش‌هاي قبلي آيين‌نامه 2800 تنها به اين جمله اكتفا شده بود كه براي طراحي اين نوع سيستم‌هاي

سازه‌اي بايستي به آيين‌نامه‌هاي معتبر خارجي رجوع شود. همين امر باعث مي‌شود كه مهندسان طراح در ساختمان‌هاي با بادبندهاي واگرا از ضريب رفتار سيستم مهاربندي واگرا استفاده نموده و در حقيقت نيروهاي زلزله را نسبت به سيستم مهاربندي همگرا كاهش دهند ولي با توجه به موجود نبودن ضوابط لرزه‌اي بادبندهاي واگرا در آيين‌نامه‌هاي ايراني، بالطبع ضوابط طراحي ويژه اينگونه سيستمها نيز توسط غالب مهندسين رعايت نمي‌شد. يك نمونه روشن بحث بالا مشاهده ساختمان‌هاي بسياري با بادبندهاي واگرا در تهران مي‌باشد كه در تير پيوند از تير لانه زنبوري استفاده شده است.

در موارد محدودي نيز مشاهده مي‌گردد كه در جان، ورق تقويتي كار گذاشته شده است در صورتي كه بر اساس دستور صريح آيين‌نامه استفاده از تيرهاي لانه زنبوري يا جان باز چه با ورق تقويتي و چه بدون ورق تقويتي مجاز نمي‌باشد. قابل توجه است كه بيشترين سهم استهلاك انرژي در اينگونه سيستم‌هاي سازه‌اي نيز مربوط به تير پيوند (Link) مي‌باشد. خوشبختانه ضوابط سيستم‌هاي مهاربندي واگرا در ويرايش جديد مبحث دهم آورده شده و اميد است ضوابط مربوطه تا حد امكان در طراحي و اجرا بطور معمول بكار برده شود. هر چند ضوابط مربوط به طراحي بادبندهاي واگرا نسبت به بادبندهاي

بسيار بيشتر مي‌باشد ولي نرم‌افزار ETABS امكانات بسيار مناسبي براي طراحي بادبندهاي واگرا دارا مي‌باشد و تنها كافي است آيين‌نامه طراحي UBC-ASD انتخاب شده و تركيبات بار نيز توسط كاربر معرفي شود. در اين مقاله ضوابط طرحي مطابق UBC-ASD همراه با شماره بند آيين‌نامه آورده شده است. در ادامه در هر قسمت امكانات ETABS در مورد كنترل ضابطه مربوطه ذكر شده و در انتهاي هر قسمت نيز يكسري توصيه‌هاي فني و اجرايي در رابطه با همان ضابطه آورده شده است.

 

بيان تئوري:

در سيستم‌هاي مهاربندي برون محور تير رابطه حلقه ضعيف شكست را تشكيل مي‌دهد و ضوابط طراحي به گونه‌اي تنظيم شده است كه شكست به صورت هدايت شده در اين جز ايجاد شود و بقيه اجزا از تسليم و شكست مصون مانده و از حوزه ارتجايي خارج نشوند. ضوابط UBC عمدتا بر اساس نتايج آزمايشهاي كاساي و تحقيقات پوپوف و دانشجويان مبتني است. در اين ضوابط براي تضمين تمركز شكست در تير رابط، با اعمال يك ضريب اطمينان مناسب در ساير اجزا ظرفيت بيشتري نسبت به

ظرفيت لازم براي ايجاد تسليم در تير رابط تدارك ديده شده است. براي ايجاد يك شكست نرم و مطلوب در تير رابط تلاش شده است كه موارد زير در ضوابط آيين‌نامه در نظر گرفته شوند.

1- تامين پايداري موضعي بال تير از طريق محدود ساختن نسبت عرض به ضخامت بال

2- تامين پايداري موضعي جان از طريق:

– نصب ورقهاي تقويتي به صورت تابعي از ضخامت و ارتفاع جان و همچنين زاويه چرخش تير

– عدم استفاده از ورق مضاعف (Doubler plate) براي تقويت جان

3- حاكم ساختن شكست برشي به جاي شكست خمشي در تير رابط

4- جلوگيري از ورود به حوزه رفتار كاهنده از طريق محدود ساختن چرخش تير رابط

بطور كلي ابعاد تير پيوند بايد طوري انتخاب شود كه مقاومت لازم را ايجاد كند و جزييات داخلي تير پيوند بايد طوري طراحي شود كه شكل‌پذيري مناسب را ايجاد نمايد. طراحي ديگر اعضاي قاب بايد به صورتي باشد كه قويتر از تير پيوند باشند بطوريكه تير پيوند بتواند به حد تسليم رسيده و نيز بتواند از كرنش سخت شدگي در آن سود برد. در صورت رعايت اين ضوابط مي‌توان مطمئن شد كه تسليم قاب محدود به تير مي‌باشد.

روشهاي طراحي آيين‌نامه UBC و AISC بدين گونه است كه آيين‌نامه UBC براي طراحي بادبندهاي واگرا هم روش تنش مجاز، ASD و هم روش LRED را ارايه كرده

است در حاليكه آيين‌نامه AISC طراحي بادبندهاي واگرا را تنها بر مبناي روش طراحي بار و مقاومت نهايي، LRFD بيان نموده است.

طبق بند 8-1 پيوست 2 استاندارد 2800 ويرايش 2، قابهاي برون محور (واگرا) لازم است مطابق مقررات ويژه مندرج در آيين‌نامه‌هاي معتبر طراحي شوند و در استاندارد 2800 ويرايش 3 نيز ذكر شده است كه ضوابط لرزه‌اي سيستم‌هاي با بادبندي واگرا در ويرايش‌هاي بعدي آورده خواهد شد. با توجه به اين بند استاندارد 2800 و توجه به اين نكته كه در كشور ما طراحي بر اساس روش تنش مجاز رايج مي‌باشد اين نتيجه حاصل…………

تعداد صفحات

62

حجم فایل

40 کیلوبایت

فرمت فایل

قابل ویرایش word