پرسش های سازه بتنی
در این حالت می توان جهت طراحی گره اتصال، از بتن با 
کمتر استفاده نمود .بدین منظور، در پنجره تنظیمات طراحی قاب بتنی، ضریب کاهش مقاومت برشی گره اتصال، برابر 
معرفی گردد(شکل 1-5).
اگرچه نرم افزار ETABS در محاسبات مقاومت برشی گره اتصال، مقدار Aj را مطابق بند 9-16-4-2-3 مبحث نهم محاسبه می کند، لیکن درصورتی که محور تیر از مرکز ستون عبور نکند، بسته به عرض تیر و فاصله محور تیر تا مرکز ستون ممکن است نرم افزار در محاسبه مقدار صحیح Aj دچار خطا شود. جهت برطرف نمودن خطای مذکور لازم است طراح، نسبت Aj محاسبه شده ETABS به Aj محاسبه شده (دستی) بر مبنای مبحث نهم را تعیین و این مقدار را در نسبت مقاومت گره اتصال که ETABS گزارش نموده ضرب نماید. متذکر میگردد در مواردی که محور تیر از مرکز ستون عبور نمی کند، اصلاح وضعیت اتصال اعضا از طریق دستور Insertion Point تأثیری بر اصلاح خطای مذکور ندارد.
تذکر: مطابق بند 9-16-2-8 مبحث 9، یکی از شروط محصورشدگی گره اتصال آن است که عرض هر یک از تیرهای عرضی، حداقل سه چهارم عرض ستون در وجه اتصال باشد. به عنوان مثال برای ستونی به عرض 60 سانتیمتر، عرض تیرهای عرضی باید حداقل برابر 45 سانتیمتر باشد تا یکی از شروط محصورشدگی گره اتصال احراز گردد. نظر به آنکه نرم افزار ETABS در محاسبات خود، واحدهای متریک یا SI را به FPS تبدیل می کند، در مواردی که نسبت مذکور برابر 0.75 باشد این کنترل دچار خطا می شود. به عنوان یک روش پیشنهادی جهت اصلاح این خطا می توان هنگام کنترل برش گره اتصال ،عرض تیرها به میزان 0.01 بیشتر تعریف گردد. مثلاً تیر با عرض 45 سانتیمتر را 10/ 45 سانتیمتر معرفی نمود.
در خصوص کنترل برش گره اتصال در ETABS لازم است ابتدا به اِشکالات نرم افزار به شرح ذیل اشاره گردد:
- 1) کنترل برش گره اتصال در ETABS نسخه 16 و بعد از آن، بر مبنای ACI318-14 انجام می شود .به عبارتی حتی در نسخه هایی از نرم افزار که امکان طراحی بر مبنای ACI318-19 وجود دارد نیز اگر آیین نامه طراحی قاب بتنی ،ACI318-19 انتخاب شود، نرم افزار کنترل برش گره اتصال را بر مبنای ACI318-14 با انجام تنظیمات فوق و اجرای دستور طراحی ،ETABS 14-ACI318 انجام میدهد. اگرچه در اغلب موارد، نتایج این کنترل قابل قبول است (غیر از ستونهای بالاترین طبقه)، لیکن لازم است طراح نیز همواره وضعیت برش گره اتصال را حداقل در گره های بحرانی کنترل نماید.
- 2) هنگامیکه نیروی محوری فشاری قابل ملاحظه(نیروی بیش از
) در مجاورت گره اتصال در تیر وجود داشته باشد ،DCR گزارش شدۀ برنامه مربوط به وضعیت برش گره اتصال، خلاف اطمینان بوده، لازم است در این موارد، کنترل برش مذکور توسط طراح انجام شود. - 3) شرایط پیوستگی تیر و ستون در ناحیه اتصال که باید مطابق ضوابط بندهای 9-16-2-6 الی 9-16-2-8 مبحث نهم بررسی گردد، متفاوت از ضوابطی است که ACI318-14 مقرر نموده بود. بر این اساس باید شرایط پیوستگی نیز توسط طراح بررسی گردد.
) در مجاورت گره اتصال در تیر وجود داشته باشد ،DCR گزارش شدۀ برنامه مربوط به وضعیت برش گره اتصال، خلاف اطمینان بوده، لازم است در این موارد، کنترل برش مذکور توسط طراح انجام شود.در ادامه، چگونگی کنترل برش گره اتصال در قاب های خمشی ویژه و متوسط در ETABS ارائه گردیده است.
الف) قاب های خمشی ویژه: در این حالت ،ETABS برش ضریب دار گره اتصال را بر مبنای Mpr تیرهای متصل به گره تعیین و ضریب کاهش مقاومت برشی را برابر 0.85 در نظر می گیرد که صحیح است. لیکن مقاومت برشی گره اتصال( Vn)را همانطور که پیشتر عنوان شد، بر مبنای 14-ACI318 (و نه طبق جدول 9-20-2 مبحث نهم) محاسبه می کند.
ب)قاب های خمشی متوسط: در این حالت باید ابتدا تنظیمات طراحی زیر توسط طراح انجام شود:
- تمامی ستونها انتخاب و طراحی آنها در حالت قاب ویژه (Sway Special) قرار داده شود (شکل 2-5).
- تیرها انتخاب و طراحی آنها در حالت قاب متوسط (Sway Intermediate) قرار داده شود (شکل 3-5).
- ضریب کاهش مقاومت برشی گره اتصال (ϕ) برابر با0.75 معرفی شود(شکل 5-4).
برش ضریب دار گره اتصال را بر مبنای Mn تیرهای متصل به گره و مقاومت برشی گره اتصال (Vn) را بر مبنای 14-ACI318(و نه طبق جدول 9-20-2 مبحث نهم) محاسبه می کند.
در هر دو حالت قاب ویژه و متوسط بتنی، نرم افزار نتیجه کنترل برش گره اتصال را بصورت نسبت Vu ایجاد شده در گره به 
گره اتصال گزارش می کند که اگر این نسبت بیش از 1/0 باشد، پیغام N/C گزارش می شود. در این حالت اگر طراح قصد داشته باشد مقدار DCR مذکور را مشاهده نماید باید با کلیک راست بر روی ستون تحتانی گره موردنظر و ورود به پنجره نمایش جزئیات محاسبۀ برش گره اتصال، نسبت مذکور را برای هر امتداد مشاهده نماید. به منظور سهولت کار و اجتناب از فرآیند مشاهده به شرح فوق، کافی است مقدار ضریب کاهش مقاومت برشی گره اتصال(شکل 5-4)، دو برابر مقدار اصلی آن معرفی شود (1.7 و 1.5) به ترتیب برای قاب ها به ویژه و متوسط). در ادامه لازم است کنترل شود نسبت مذکور از 0.5 بیشتر نباشد. مقادیر بیشتر از 0.5، همان مقادیر بیشتر از یک در حالت قبل از دو برابر کردضریب 
است که حال می توان به سادگی آنها را نیزمشاهده نمود.
پاسخ: در این حالت می توان جهت طراحی چشمه اتصال از بتن با مقاومت فشاری کمتر استفاده نمود. برای انجام این کار باید در نرم افزار مطابق شکل زیر عمل شود.
پاسخ :نرم افزار ETABS در محاسبات مقاومت برشی چشمه اتصال، مقدار Aj را همواره برابر سطح مقطع ستون در نظر می گیرد لیکن مقدار صحیح Aj بر مبنای بند 9-11-4-2-3 مبحث نهم ممکن است متفاوت از مقدار محاسبه شده نرم افزار باشد. لذا لازم است طراح، نسبت Aj محاسبه شده ETABS(برابر سطح مقطع ستون) به Aj محاسبه شده بر مبنای مبحث نهم را تعیین و این مقدار را در نسبت مقاومت چشمه اتصال که ETABS گزارش نموده ضرب نماید. متذکر می گردد در مواردی که محور تیر از مرکز ستون عبور نمی کند، اصلاح وضعیت اتصال اعضا با استفاده از گزینه Insertion Point تأثیری بر اصلاح موضوع بحث این سوال ندارد.
پاسخ: خیر. درصورتی که تیر نامعین باشد و پیچش آن از نوع پیچش همسازی باشد (تعادلی نباشد)، ضریب اصلاح سختی پیچشی (برمبنای بازپخش نیروهای داخلی) بر اساس روش آزمون و خطا تعیین می شود. بند 9-8-1-1-4 مبحث نهم عنوان می کند «اجازه داده می شود پیچش ضریبدار طرح (Tu) تا حد fTcr کاهش یابد». بدین منظور ابتدا برای کلیه تیرها مقدار ضریب اصلاح سختی پیچشی برابر یک در نظر گرفته شود. پس از تحلیل و با معلوم شدن پیچش ضریبدار تیر، درصورتی که 
باشد ، برای آن تیر نیز به کاهش سختی پیچشی نبوده، ضریب مذکور برابر با یک باقی می ماند. لیکن در صورتی که 
لازم است ضریب اصلاح سختی پیچشی تیر مورد نظر کاهش داده شود و با انجام تحلیل، مجدداً بررسی صورت گیرد. توجه شود در این حالت اگر با کاهش ضریب اصلاح سختی پیچشی، مقدار شده باشد، لازم است ضریب مذکور افزایش داده شود به گونه ای که نشود مقدار fTcr را می توان بر مبنای بند 9-8-1-2-2 مبحث نهم محاسبه نمود و یا جهت سهولت کار می توان پس از انجام عملیات طراحی قاب بتنی، بر روی تیر مورد نظر کلیک راست و سپس گزینه Shear انتخاب شود. در پنجرهای که باز خواهد شد، جدول Torsion Capacity وجود دارد که در آن مقدار fTcr گزارش شده است.
پاسخ: در انجام تحلیل با استفاده از نرم افزارهای اجزاء محدود، جهت اجرای مش بندی باید ابعاد مش ها به اندازه ای کوچک باشد که در صورت کوچکتر شدن مجدد این ابعاد، تغییر محسوسی در نتایج ایجاد نشود. بدین منظور توصیه می شود ابعاد مش ها برای دیوار در هر دهانه، برابر با یک پنجم تا یک دهم طول دیوار در دهانه مورد نظر اختیار گردد. مضافاً آنکه مش بندی بگونه ای انجام شود که دیوار در هر دهانه، در هریک از دو راستای طولی و ارتفاعی خود، حداقل به سه جزء مش تقسیم شده باشد. در خصوص نسبت ابعادی مش ها نیز پیشنهاد می شود مش بندی به گونه ای انجام شود که مش ها حتی المقدور مربعی باشند. بعبارتی نسبت ابعادی آنها برابر یا نزدیک به 1 و حداکثر برابر 2 درنظر گرفته شود. برای مشهای مثلثی این نسبت به صورت نسبت بزرگترین به کوچکترین ضلع اندازه گیری می شود.
پاسخ: با توجه به آنکه محاسبه خیزهای آنی و دراز مدت دال ها بر مبنای تحلیل های غیرخطی در نرم افزار SAFE انجام می شود و در این تحلیل های غیرخطی، سختی مؤثر دال ها و تیرها، ناشی از ترک خوردگی آنها بطور دقیق محاسبه می شود، نباید بر روی دال ها و تیرها ضریب اصلاح سختی معرفی شود. لیکن سختی ستون ها و دیوارهای برشی باید مطابق ضوابط مبحث نهم اصلاح شود. همچنین لازم است موارد زیر رعایت گردد:
- درصورتی که دال مورد نظر از نوع دال های مجوف باشد که توسط یک دال تو پر مدل می شود، معرفی ضرایب تبدیل سختی مقطع تو پر به مقطع تو خالی ضرورت دارد.
- در تعریف مشخصات تیرها در پنجره دستور مربوطه، نباید گزینه No Design فعال شود.
- نظر به آنکه آرماتورهای خمشی دال در روند تحلیل غیر خطی و محاسبه سختی مؤثر دال نقش دارند لذا معرفی ترکیب بارهای مربوط به طراحی آرماتورهای دال و نیز انجام تنظیمات مربوط به طراحی دال ضرورت دارد.
مدل سازی تیرها در تحلیل ترک خوردگی و محاسبه خیز دالها:
بدین منظور می توان به دو روش عمل کرد. روش اول آن است که تیرها توسط المان خطی مدل شوند. در این حالت نظر به همپوشانی تیرها با دال لازم است بر روی ممان اینرسی و وزن تیر ضرایب اصلاح معرفی شود. روش دیگر آن است که به جای استفاده از المان خطی، از المان سطحی با عرض و ضخامت تیر استفاده شود. در این حالت نیاز به اصلاح سختی و وزن تیر به دلیل همپوشانی تیر و دال نمی باشد.
پاسخ: بدین منظور و زمانیکه تحلیل بر مبنای روش های غیرخطی مربوط به تحلیل ترک خوردگی و محاسبه خیز دال نمی باشد، لازم است ضرایب اصلاح سختی خمشی کلیه اعضا معرفی شود. در این حالت ضریب اصلاح سختی دال برابر 0.25، تیرها برابر0.35، ستونها برابر 0.7 و دیوارهای برشی بسته به شرایط ترک خوردگی آنها در طبقه مورد نظر برابر 0.35 یا 0.7 می باشد. بجای استفاده از این ضرایب می توان ضرایب اصلاح سختی آنها را مطابق با جدول 9-6-2-ب مبحث نهم تعیین نمود. همچنین درصورتی که دال مورد نظر از نوع دال های مجوف باشد که توسط یک دال تو پر مدل می شود لازم است ضرایب تبدیل سختی مقطع تو پر به مقطع تو خالی نیز در نظر گرفته شود.
تذکر: نرم افزار SAFE بصورت خودکار بر روی سختی پیچشی تیرها، ضریب 0.1 اعمال می کند. لذا زمانیکه طراحی دال در SAFE انجام می شود نباید کاربر بر روی سختی پیچشی تیرها ضریبی اعمال نماید.
پاسخ: مطابق با جدول 9-6-2-الف مبحث نهم، ضریب اصلاح سختی دیوارهای برشی، نظیر با سختی دورن صفحه دیوار، در حالت ترک خورده و ترک نخورده به ترتیب برابر با 0.35 و 0.7مقرر گردیده است. همچنین می توان بجای استفاده از ضرایب مذکور، ضریب اصلاح سختی دیوارها را برمبنای جدول 9-6-2-ب تعیین نمود. این ضرایب توسط گزینه f22 به دیوار تخصیص می یابد (مشروط بر آنکه محورهای محلی دیوار، توسط کاربر، دوران داده نشده باشد). درخصوص سختی عمود بر صفحه دیوارهای برشی توصیه می شود مقدار ضریب اصلاح سختی، برابر با 0.25 معرفی شود. این ضریب توسط گزینه های m22 ،m11 و m12 به دیوار معرفی می شود.
پاسخ: دیوار برشی دمبلی شکل، مطابق تصویر زیر را در نظر می گیریم. فرض شود، نحوه قرارگیری ستون ها در دو انتهای دیوار به گونه ای است که محورهای محلی 2 و 3 المانهای ستونی، بصورت زیر قرار گرفته اند:
در تصویر فوق، سختی خمشی حول محور 3 ستون، نظیر با سختی درون صفحه دیوار می باشد. در این حالت لازم است، هر ضریبی که جهت اصلاح سختی درون صفحه دیوار، از طریق گزینه f22 به دیوار معرفی شده است، بر روی I33 و نیز A ستونهای دو انتهای دیوار (گزینه اصلاح سختی محوری) نیز معرفی شود. سختی خمشی حول محور 2 ستون، نظیر با سختی خارج صفحه دیوار می باشد. مقدار ضریب اصلاح سختی خمشی مذکور که بر روی I22 ستونهای دو انتهای دیوار معرفی می شود، به عوامل متعددی از جمله وجود یا عدم وجود قاب خمشی در راستای متعامد دیوار و جزئیات آرماتورگذاری مورد نظر در این ستونهای مرزی وابسته می باشد. لذا، انتخاب این ضریب، بر عهده مهندس طراح است. به عنوان مثال ممکن است طراح این ضریب را مشابه ضریب اصلاح سختی عمود بر صفحه دیوار، برابر با 0.25 و یا این ضریب را مشابه ضریب اصلاح سختی خمشی ستونها، برابر با 0.7 منظور نماید. درصورتیکه این ضریب، مشابه ستون ها در نظر گرفته می شود، لازم است جزئیات آرماتورگذاری ستون، نظیر با ضوابط شکل پذیری سیستم باربر لرزه ای سازه در راستای عمود بر صفحه دیوار رعایت گردد.
پاسخ :ستونهای مرزی دیوارهای برشی در عملکرد درون صفحه دیوار، بخشی از دیوار محسوب گشته و با دیوار کاملاً یکپارچه می باشند و نمی توان آنها را ستون هایی مستقل در نظر گرفت. لذا تحت ترکیب بارهای دارای نیروهای زلزله در راستای صفحه دیوار، این ستونها نباید بصورت مستقل طراحی شوند. لیکن تحت ترکیب بارهای دارای نیروهای زلزله در راستای خارج صفحه دیوار، لازم است این ستون ها طراحی شوند. در این حالت، درصورتیکه طراح، ضریب اصلاح سختی خمشی ستونهای مرزی، حول محور نظیر با سختی عمود بر صفحه دیوار را مشابه ضریب اصلاح سختی عمود بر صفحه دیوار (مثلاً 0.25) در نظر گرفته باشد، الزامی به رعایت جزئیات آرماتورگذاری ستون، نظیر با ضوابط شکل پذیری سیستم باربر لرزه ای در راستای عمود بر صفحه دیوار نمی باشد. لیکن، درصورتیکه ضریب مذکور، مشابه ضریب اصلاح سختی خمشی ستونها، برابر با 0.7 منظور شده باشد ،لازم است جزئیات آرماتورگذاری ستون، نظیر با ضوابط شکل پذیری سیستم باربر لرزه ای در راستای عمود بر صفحه دیوار رعایت گردد.
پاسخ: در این نوع دیوارها، جهت تحلیل و بررسی سازه در امتداد صفحه دیوار، ستونی در دو انتهای دیوار مدل نخواهد شد. لیکن، جهت بررسی اندرکنش دیوار با قاب هایی که عمود بر صفحه دیوار به آن متصل می شوند، لازم است در دو انتهای دیوار، ستونهایی فرضی مدل شود (این کار ممکن است در فایل جداگانه ای انجام شود). پیشنهاد می گردد، عرض این ستونها برابر با ضخامت دیوار و طول آنها بر مبنای کوچکترین مقدار حاصل از موارد زیر تعیین شود:
الف- طول المان مرزی درصورت وجود
ب- بیشترین دو مقدار 25 سانتیمتر و 3.33 برابر ضخامت دیوار، اگر قاب عمود بر صفحه دیوار، قاب متوسط باشد.
پ- 2.5 برابر ضخامت دیوار، اگر قاب عمود بر صفحه دیوار، قاب ویژه باشد.
ت- عرض تیر متصل به دیوار بعلاوه ی دو برابر ضخامت دیوار در هر سمت تیر که از لبه ی تیر محاسبه می شود.
درخصوص ضریب اصلاح سختی خمشی این ستون های فرضی، نظیر با سختی خارج صفحه دیوار، برخی از طراحان معتقدند بدلیل آنکه در عمل، ستونی در محل مذکور وجود ندارد لازم است از همان ضریب اصلاح سختی خمشی عمود بر صفحه دیوار، برابر با 0.25 استفاده شود. لیکن، نظر برخی دیگر از طراحان بر آن است که اگر شرایط آرماتورگذاری ستون، بطور کامل در محدوده مذکور رعایت شده باشد، می توان این ضریب را مشابه ستونها، برابر با 0.7 و درغیر اینصورت، مشابه سختی خارج صفحه دیوار، برابر 0.25 در نظر گرفت.
پاسخ :بین المانهای دیوار برشی، عملاً تیری وجود نداشته و با اجرای آرماتورگذاری مشابه تیرها و یا بعضاً افزودن آرماتور در این ناحیه، رفتار ناحیه مذکور، مشابه تیرها نخواهد شد. از این رو توصیه می شود تا حد امکان از مدلسازی این تیرها بین المانهای دیوار خودداری شود. خصوصاً آن که مدلسازی المان تیر غیرمفصلی در این نواحی موجب تشکیل سختی مضاعف در ناحیه مذکور گردد. لیکن در مواردی که به تشخیص طراح، نیاز به مدل سازی این تیرها باشد، ضرورتی به طراحی این تیرها، تأمین ضوابط شکل پذیری نظیر با تیرها و اجرای آرماتورهای عرضی مربوط به تیرها در ناحیه مذکور نمی باشد. متذکر می گردد، جهت بررسی ضابطه 25 درصد قابهای دوگانه، الزامی مبنی بر مدل کردن و حضور این تیر نمی باشد.
پاسخ: درصورت استفاده از نسخه های 16 و بالاتر نرم افزار ETABS، که قابلیت طراحی آرماتور دالها را دارا می باشند، می توان دال کلیه طبقات را در قالب یک فایل واحد، طراحی نمود. حال آنکه در صورت تمایل به طراحی دال ها در SAFE، اولاً لازم است با توجه به تعداد طبقات و الگوهای تیپ بندی، چندین مدل، جهت طراحی دال طبقات ایجاد شود. ثانیاً، در ارسال دال به SAFE، برخی از اطلاعات مدل، حذف یا تغییر یافته، لازم است در مدل SAFE، اصلاحاتی صورت گیرد. بر این اساس، پیشنهاد می گردد طراحی آرماتور دالها در ETABS انجام شود.
استثناء: درخصوص دال های متشکل از تیرچه های یک یا دو طرفه (Waffle و Ribbed)، نرم افزار ETABS، این نوع دال ها را به دالی توپُر با ضخامت یکنواخت و برابر با ضخامت معادل دال مذکور تبدیل می کند. بر این اساس، طراحی آنها در ETABS، نادرست انجام شده و باید در SAFE طراحی شوند.
تذکر: مدلسازی ناحیه صلب مشترک بین دال و ستون یا دیوار، می تواند در نتایج طراحی دال ها (عملاً دال های تخت) تأثیرگذار باشد. نرم افزار SAFE، قابلیت مدل سازی این نواحی صلب را دارد، لیکن نرم افزار ETABS، صرفاً در نسخه های 18 و بالاتر خود، این قابلیت را دارا می باشد.
پاسخ: نظر به آنکه لازم است سیستم باربر لرزه ای سازه، به تنهایی قادر به تحمل کل نیروهای زلزله و اقناع الزامات و محدودیتهای مربوط به جابجایی های جانبی سازه باشد، و با توجه به آنکه دال طبقات، بخشی از سیستم باربر لرزه ای محسوب نمی شود، لازم است جهت طراحی سیستم باربر لرزه ای سازه، از اثر سختی خمشی دال صرفنظر گردد )غیر از بخشی از دال که در مجاورت تیرها قرار داشته و بهعنوان عرض مؤثر بال تیر محسوب می گردد.( بدین منظور، می توان دالها را بصورت Membrane مدل نمود و یا در صورتیکه دال ها از نوع Shell مدل می شوند، ضرایب مربوط به m22 ،m11 و m12، مقدار کوچکی نظیر 0.1 معرفی شود. متذکر می گردد، درصورتیکه دال ها از نوع Shell مدل می شوند، مش بندی آنها ضرورت دارد. با عنایت به این موضوع که دال طبقات، اعضای غیر باربر جانبی محسوب می شوند، مطابق بند 9-25-15 مبحث نهم، می توان آنها را صرف ا تحت اثر بارهای ثقلی و اثرات ناشی از نیروی قائم زلزله طراحی نمود.
تذکر1: در طراحی سیستم باربر لرزه ای سازه، نظر به آنکه مطابق با بند 9-6-3-3 مبحث نهم، بخشی از دال که در هر طرف تیر قرار دارد، موجب می شود مقطع تیر، بصورت T یا L شکل عمل نماید، لحاظ نمودن این عرض مؤثر یا اثرات آن، در مدلسازی ضرورت دارد. بدین منظور لازم است بر اساس یکی از روش های زیر عمل شود.
الف- تیرها بسته به شکل مقطع شان، عین ا با مقطع T و L مدل شوند. توصیه می شود، تعریف مقطع تیرها بر اساس همین روش انجام شود. توجه شود در تعریف مقاطع T و L در نرم افزار، بال مقطع، در ناحیه فوقانی تیر قرار گرفته باشد.
ب- تیرها با مقطع مستطیلی مدل شوند، لیکن لازم است ضریب تبدیل ممان اینرسی مقطع مستطیلی به مقطع T و L، بر روی آنها اعمال گردد. این ضریب برای کلیه تیرها یکسان نبوده و به ازای مقاطع مختلف، متفاوت است. متذکر می گردد، این ضریب باید علاوه بر ضریب اصلاح سختی خمشی ناشی از ترک خوردگی اعمال گردد. لذا در استفاده از این روش، ضریب اصلاح سختی خمشی نهایی، از حاصلضرب ضریب اصلاح سختی خمشی ناشی از اثرات ترک خوردگی، در ضریب تبدیل ممان اینرسی مقطع مستطیلی به مقطع T یا L، تعیین می شود.
تذکر2: به دلیل همپوشانی بخشی از سقف با تیر، وزن این بخش، هم از طریق تیر و هم از طریق دال، عملاً دو بار محاسبه می شود. بنابراین، در معرفی مقطع تیرها لازم است با استفاده از ضریب اصلاح جرم و وزن، خطای مذکور، اصلاح گردد.
تذکر3: زمان طراحی آرماتورهای دال، لازم است دالها بصورت المان Shell مدل شوند و ضرایب اصلاح سختی مربوط به m22 ،m11 و m12 آنها برابر با 0.25 و یا مطابق جدول 9-6-2-ب معرفی شود. لذا با توجه به مدل سازی عینی دال و اثرات سختی آن در مدل، باید در این حالت، تیرها بصورت مستطیلی (و نه مقاطع T و L) مدل شوند.
متذکر می گردد، طراحی و تعیین آرماتورهای پیچشی تیرها نیز باید در قالب همین شرایط انجام شود.
پاسخ:
الف) مطابق بند 3-3-5-5 ویرایش 4 استاندارد 2800، سازه متشکل از سقف دال تخت یا قارچی، بدون دیوارهای برشی و بدون تیرهای محیطی، به عنوان سیستم قاب خمشی، در ساختمانهای حداکثر تا 3 طبقه و یا کوتاهتر از 10 متر مجاز است. مبحث نهم در بند 9-20-5-1، این سیستم را قاب خمشی متوسط معرفی می کند. نظر به آنکه در این شرایط، دال طبقات به عنوان بخشی از سیستم باربر لرزه ای سازه محسوب می گردد، لازم است دال ها بصورت Shell مدل شوند و ضرایب اصلاح سختی خمشی آنها شامل m22 ،m11 و m12، برابر با 0.25 و یا مطابق جدول 9-6-2-ب معرفی گردد. با توجه به آنکه دال ها، از نوع Shell مدل می شوند، مش بندی آنها ضرورت دارد. لازم به ذکر است، مطابق بند 9-20-5-5-9 مبحث نهم، در ساختمان های با اهمیت بسیار زیاد و همچنین در مناطق با خطر نسبی زلزله بسیار زیاد، بکارگیری این سیستم، مجاز نمی باشد.
ب) در ساختمانهای بیش از 3 طبقه و بلندتر از 10 متر، و نیز در مواردیکه بدلیل محدودیتهای بند 9-20-5-5-9 مبحث نهم، بکارگیری سیستم متشکل از سقف دال تخت یا قارچی همراه با ستون ها، به عنوان سیستم قاب خمشی مجاز نمی باشد، سیستم باربر لرزه ای، سیستم قاب ساختمانی محسوب می گردد. در این حالت، دال طبقات و همچنین ستون ها، عضوی از سیستم باربر لرزه ای محسوب نمی شوند. لذا جهت تحلیل و طراحی سازه به شرح زیر عمل شود:
- دال طبقات و ستون ها، صرف ا تحت بارهای ثقلی و اثرات ناشی از نیروی قائم زلزله طراحی می شوند، لیکن لازم است ضوابط بند 9-25-15 مبحث نهم، در خصوص آنها رعایت شود.
- طراحی سیستم باربر لرزه ای سازه، در قالب دو فایل به شرح ذیل انجام شود:
در فایل اول، از اثر سختی خمشی دال در طراحی سیستم باربر لرزه ای سازه صرفنظر گردد. بدین منظور، می توان دالها را بصورت Membrane مدل نمود و یا در صورتیکه دالها از نوع Shell مدل می شوند، ضرایب مربوط به m22 ،m11 و m12، مقدار کوچکی نظیر 0.1 معرفی شود. همچنین، لازم است از سختی خمشی ستون ها (غیر از ستون های مرزی دیوار در صورت وجود) نیز صرف نظر گردد. بدین منظور، ضریب اصلاح سختی خمشی ستون ها (ضرایب مربوط به I33 و I22)، مقدار کوچکی نظیر 0.7 معرفی شود و اتصال پای ستون ها به Base نیز مفصلی مدل شود. سپس، سازه تحلیل و دیوارهای برشی طراحی شوند.
در فایل دوم و با هدف بررسی اثر اندرکنش دال با اعضای باربر لرزه ای سازه و بطور کلی، لحاظ نمودن تأثیر دال بر عملکرد سیستم باربر لرزه ای، دالها از نوع Shell مدل شوند و ضرایب اصلاح سختی مربوط به m22 ،m11 و m12 آنها برابر با 0.25 یا مطابق جدول 9-6-2-ب معرفی شود. همچنین ضریب اصلاح سختی خمشی ستونها، برابر 0.7 و یا مطابق جدول 9-6-2-ب معرفی شود. اتصال پای ستون ها به Base نیز گیردار مدل شود. هدف از این فایل، کنترل مقاومت دیوارها و درصورت لزوم، اصلاح مقاومت آنها، بررسی نامنظمی سازه و همچنین طراحی ستون ها (تحت ترکیب بارهای ثقلی و ترکیب بارهای حاوی اثر نیروی قائم زلزله) می باشد. لازم به ذکر است، بر مبنای نیروهای ایجاد شده در ستون ها در این فایل، جزئیات آرماتورگذاری آنها مطابق با ضوابط بند 9-25-15-3 تعیین شود.
تذکر1: درصورتیکه دال تخت مورد نظر، از نوع دال مجوف باشد، لازم است اثر ضریب تبدیل مقطع توپُر به مقطع توخالی نیز در محاسبات منظور گردد.
تذکر2: جهت طراحی شالوده ساختمان، لازم است طراحی تحت نتایج یکی از دو فایل مذکور انجام و تحت نتایج حاصل از فایل دیگر، بررسی و درصورت لزوم اصلاح گردد.
پی نوشت: بسیاری از طراحان معتقدند، صرف نظر از آنکه در سیستم فوق، دال طبقات و ستون ها، غیر باربر لرزه ای محسوب می شوند، علیرغم رعایت ضوابط بند 9-20-10 مبحث نهم، با توجه به وقوع تلاش های ناشی از زلزله در ستون ها و نیز در دال طبقات (علی الخصوص در محل اتصال دال به دیوارها و ستون ها)، ترجیح دارد بطور محافظه کارانه، این اعضا در فایل دوم، تحت کلیه ترکیب بارهای حاوی نیروهای افقی و قائم زلزله طراحی شوند. بعنوان مثال، در ستون های ابتدا و انتهایی قاب ها، ممکن است نیروهای کششی ناشی از اثر نیروهای زلزله افقی وارد بر سازه، موجب بروز آسیب هایی در این ستون ها شود و یا بواسطه اثر نیروی زلزله افقی وارد بر سازه، لنگرهای خمشی بعضاً قابل ملاحظه ای در محل اتصال دال به ستون ها و دیوارها ایجاد می شود که می تواند موجب وقوع آسیب هایی در این نواحی دال گردد. البته، با توجه به آنکه مبحث 9، الزامی بر طراحی این اعضا تحت نیروهای افقی ناشی از زلزله وارد بر سازه ندارد، انجام این کار، الزامی نیست.
پاسخ: بر مبنای پاسخ سوالات شماره 16 و 17، درصورتیکه طراح قصد داشته باشد، دال طبقات را صرف ا تحت اثر ترکیب بارهای ثقلی و ترکیب بارهای حاوی اثر نیروی قائم زلزله طراحی نماید، می تواند جهت ارسال اطلاعات دال به SAFE از گزینه ی Export Floor Loads and Loads from above استفاده کند. لیکن در صورتی که قصد داشته باشد، دال طبقات را تحت اثر کلیه ترکیب های بارگذاری و اثرات ناشی از نیروهای زلزله افقی وارد بر سازه، طراحی نماید، لازم است ارسال اطلاعات دال به SAFE، توسط گزینه ی Export Floor Loads Plus Column and Wall Distorsion انجام شود. در این حالت، جهت ارسال اطلاعات دال به SAFE، لازم است در ETABS، دیافراگم ها در حالت Semi Rigid قرار داده شوند.
تذکر: زمان تحلیل مدل دال در SAFE، گزینه 2D Plate در بخش تنظیمات تحلیل، تیک نشود. به عبارتی، مدل در حالت سه بعدی تحلیل شود.
پاسخ :خیر. جهت طراحی آرماتورهای دال درSAFE ، از نتایج تحلیل استاتیکی سازه درETABS استفاده شود.
پاسخ :صرفنظر از آنکه دال ها و البته دیگر اعضای سازه ای، عضو سیستم باربر لرزه ای می باشند یا خیر، لازم است تأثیر مشارکت سختی آنها در تعیین زمان تناوب تحلیلی سازه در نظر گرفته شود. بدین منظور، دال ها از نوع Shell مدل شوند و ضرایب اصلاح سختی مربوط بهm22 ، m11وm12 آنها، برابر با 0.35 معرفی شود. با توجه به آنکه دال ها از نوع Shell مدل می شوند، مش بندی آنها ضرورت دارد. ضریب اصلاح سختی خمشی ستونها و نیز دیوارهای برشی درصورت وجود، برابر یک معرفی شود. ضریب اصلاح سختی خمشی تیرها نیز درصورت وجود، برابر با 520 معرفی گردد. این ضرایب بر مبنای ضابطه بند 3-3-3-3 ویرایش چهارم استاندارد 0.5 می باشد. در خصوص دال ها نیز، همانند تیرها و ستون ها، ضریب اصلاح سختی خمشی آنها ،1.4 برابر، افزایش داده شده است.
پاسخ: بلی. جهت تحلیل و طراحی سازه ساختمان، درصورتیکه دیافراگم کف، صلب محسوب شده باشد، مدل کردن آن بصورت Semi Rigid، بلامانع است.
تذکر: درصورتیکه طراح، قصد طراحی دیافراگم و یا کنترل صلبیت آن را داشته باشد، همواره لازم است دیافرا گم، بصورت Semi Rigid مدل شود. علت آن است که، درصورت Rigid بودن دیافراگم، امکان محاسبه نیروها و تغییرشکلهای درون صفحه آن وجود ندارد.
مبحث نهم مقررات ملی ساختمان در بند 9-6-2-1-1، روشهای مجاز تحلیل سازه های بتن آرمه را معرفی نموده است که در این بین، روش تحلیل خطی الاستیک مرتبه اول و روش تحلیل الاستیک مرتبه دوم به طور معمول کاربرد بیشتری در نزد طراحان دارد. در روش تحلیل خطی الاستیک مرتبه اول، به منظور لحاظ نمودن اثرات لاغری در اعضای تحت فشار و خمش، لنگر این اعضا حاصل از تحلیل خطی الاستیک مرتبه اول سازه ،در قالب روش تشدید لنگرها مطابق با ضوابط بندهای 9-6-5-4-3 و 9-6-5-4-4 آن مبحث افزایش داده می شود .هدف از تشدید لنگرها بر طبق ضوابط بند 9-6-5-4-4، لحاظ نمودن اثرات P-Δ می باشد. در تحلیل الاستیک مرتبه دوم، نیازی به تشدید لنگرها بر طبق بند 9-6-5-4-4 نبوده و مطابق بند 9-6-1-4-4-2-پ ،لنگرهای طراحی به طور مستقیم از تحلیل تعیین می شوند.
نرم افزار ETABS در طراحی ستون های بتنی قادر نیست ضرایب تشدید لنگر مربوط به اثرات P-Δ، موضوع بند 9-6-5-4-4 را به طور خودکار محاسبه نماید. لذا در مواردی که مطابق با ضوابط مبحث نهم، لحاظ نمودن اثرات P-Δ ضرورت داشته باشد لازم است با فعال نمودن تحلیل P-Δ در نرم افزار و انجام تحلیل مرتبه دوم، اثرات مذکور در نظر گرفته شود.
موارد معاف از اثر P-Δ مطابق ضوابط مبحث نهم: مطابق بند 9-6-5-4-1-2 مبحث نهم در صورتیکه شاخص پایداری(Q)در طبقه ای از 5 درصد بیشتر نباشد می توان ستون های آن طبقه را مهارشده تلقی نمود و از اثر 9-6-2-2-1- الف مبحث نهم، ضریب لاغری ستونهای مهار نشده 
بیش از 22 نباشد می توان از اثرات لاغری و P-Δ در همان ستون ها صرفنظر نمود.
نرم افزار ETABS، ضریب طول موثر ستون های بتنی را محاسبه نمی کند. لذا درصورتی که طراح، قصد بررسی شرط را داشته باشد باید این بررسی را برای هر یک از ستون ها به صورت دستی و خارج از روند محاسبات نرم افزار انجام دهد. همچنین به منظور بررسی شرط مربوط به شاخص پایداری، لازم است کنترل آن در کلیه ترکیب های بارگذاری و در کلیه طبقات، در هر دو امتداد متعامد سازه انجام شود. بر این اساس ممکن است ستون ها در طبقه ای و در امتدادی از سازه، مهارشده محسوب شوند و معاف از اثرات P-Δ باشند و در همان طبقه و امتداد دیگر سازه یا در طبقه ای دیگر، مشمول اثرات P-Δ شوند. همچنین بر مبنای کنترل ممکن است در طبقه ای و در امتدادی از سازه، ستونی معاف از P-Δ و ستون مجاورش در همان طبقه، مشمول اثر P-Δ شود. نظر به صعوبت و پیچیدگی های بررسی شروط مذکور و تفکیک ستون های مشمول و معاف از P-Δ و همچنین با هدف حصول نتایج واقع بینانه تر، پیشنهاد می شود برای کلیه سازه های بتنی همواره تحلیل P-Δ در نرم افزار انجام شود.
دیدگاه خود را در مورد مطلب این صفحه بنویسید