پرسش و پاسخ مربوط به فونداسیون (شالوده ها)
ضریب عکس العمل بستر(ks)، رابطه بین فشار وارد بر خاک و تغییر شکل خاک، ناشی از این فشار است که در طراحی انواع شالوده ها نقش مهمی دارد. مطابق با ضابطه 7-4-62-ب مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان، انتخاب یک مقدار یکنواخت برای ضریب بستر در تمام سطح زیر شالوده صحیح نبوده، لازم است این ضریب، متناسب با نشست ایجاد شده تغییر یابد. این ضابطه در ادامه، افزایش سختی در لبه ها را توصیه می نماید. افزایش سختی در کناره ها نسبت به نواحی میانی، رفتار واقع بینانه تری از عملکرد شالوده ارائه میدهد.
مقادیر ضریب بستر در نواحی مختلف سطح زیر شالوده باید توسط آزمایشگاه مکانیک خاک و مطابق بررسی های ژئوتکنیکی ارائه شود. در صورت عدم وجود اطلاعات کافی توصیه می شود با انجام مدلسازی عددی ژئوتکنیکی (دو بعدی یا سه بعدی) از طریق برخی نرم افزارهای مرتبط، مقدار ضریب بستر برای هر بخش از سطح زیر شالوده به صورت مجزا تعیین شود. درغیر اینصورت، ناگزیر باید مطابق موارد پیشنهادی در کتب و مراجع معتبر عمل نمود. در کتاب طراحی شالوده Donald P.Coduto پیشنهاد شده است سطح زیر شالوده به سه ناحیه تقسیم و مقدار ضریب بستر هر مظابق شکل 4-1 منظور گردد. در برخی گزارش های ژئوتکنیک، مقدار ks در لبه ها به عنوان ضریب بستر ناحیه C و مقدار ks مرکز به عنوان ضریب بستر ناحیه A در نظر گرفته شود و مقدار متوسط وزنی آنها به عنوان ks ناحیه B، مورد استفاده قرار می گیرد.
در مواردی که رفتار شالوده شبکه ای، همانند شالوده گسترده محسوب می شود می توان از روش پیشنهادی Donald P.Coduto استفاده نمود و یا جهت سهولت کار، سطح شالوده را به دو ناحیه تقسیم نموده و سختی لبه ها را در حدود 2 برابر سختی ناحیه میانی در نظر گرفت (شکل 4-2).
تذکر 1: بهتر آن است که مقدار ضریب بستر به صورت تدریجی از ناحیه میانی به سمت کناره ها افزایش یابد، لیکن به طور معمول و با هدف سهولت انجام کار، مقدار ضریب بستر به صورت پلکانی در نواحی تقسیم بندی شده تغییر داده می شود.
تذکر 2: ضریب بستر تحت اثر بارهای دینامیکی (لرزهای) با ضریب بستر در حالت استاتیکی که متناسب با نشست های درازمدت محاسبه می گردد متفاوت بوده (مقدار آن بیشتر است) و لازم است این مقادیر به تفکیک توسط مشاور ژئوتکنیک ارائه گردد. بر این اساس ،هنگام بررسی پی تحت ترکیب بارهای دارای نیروهای زلزله باید تحلیل بر مبنای ضریب بستر نظیر با بارهای لرزهای انجام شود.
مثال4–1: برای یک شالوده گسترده به ابعاد 50 ×30 متر، تنش فشاری متوسط زیر شالوده ،120 کیلوپاسکال است (شکل 4-3). با فرض میانگین نشست برابر 30 میلیمتر، مقدار ks در نواحی مختلف به شرح زیر تعیین میشود.
مقدار متوسط ضریب بستر برابر است با:
شالوده به سه ناحیه تقسیم و مقدار ks برای هر بخش مطابق محاسبات ذیل شکل 4-3 تعیین می شود.
در نرم افزار SAFE، به منظور معرفی مقادیر مختلف ks در زیر شالوده میتوان بر اساس یکی از دو روشی که در ادامه بیان می گردد عمل نمود.
روش اول: از محل دستور Define > Soil Subgrade Properties، به تعداد موردنظر، مقادیرks معرفی شود. سپس با انتخاب هر بخش از شالوده و استفاده از دستور Assign > Support Data > Soil Properties، ضریب بستر هر ناحیه، به آن ناحیه اختصاص داده شود.
روش دوم: نرم افزار SAFE ، المانهای سطحی را که روی هم ترسیم می شوند به صورت هوشمند تشخیص می دهد .
از این ویژگی میتوان در تخصیص ks های متفاوت به نواحی مختلف شالوده استفاده نمود. بدین صورتکه پس از تکمیل مدلسازی شالوده، المانهای سطحی شالوده انتخاب و با فاصله ای بیش از عرض یا طول شالوده (مثلاً دو برابر عرض یا طول شالوده) از طریق دستور Edit> Replicate، در جهت X یا Y کپی شوند (هدف آن است که المانهای جدید، روی المان های قبلی قرار نگیرند) .سپس با انتخاب این المانهای سطحی جدید (که عیناً مشابه هندسه شالوده اصلی است) و استفاده از دستور Assign > Slab Data > Properties، مقطع None به آنها اختصاص یابد. این المانهای Null، با هدف تخصیص ks های متفاوت، به چند قطعه تقسیم (Devide)و سپس ks هر قسمت به آن قسمت تخصیص یابد. پس از اتمام کار، این المانهای Null انتخاب و با همان مقدار جابجایی قبلی و البته در جهت عکس، دقیقاً روی شالوده اصلی قرار داده شوند. در این حالت، برای شالوده اصلی نیاز به تعریف ks نیست، چراکه نرم افزار بر اساس عملیات مذکور، ks المانهای Null را بر روی شالوده اصلی اعمال نموده و روند محاسبات به درستی انجام می شود. جهت عدم نمایش این المانهای Null و کاهش تعدد نمایش جزئیات تعریف شده در مدل می توان از محل دستور ،View > Set Display Options ، تیک Null Area را برداشت.
و
توضیحات تکمیلی
مطابق بند 9-15-2-1 مبحث 9، شالوده های سطحی به انواع مختلفی تقسیم می شوند که در این بین ،شالوده های نواری، شبکهای و گسترده (شکل 4-4)، استفاده و کاربرد بیشتری دارند. در شالوده های نواری، بخش عمدۀ تغییر شکل پی و خمش آن، در امتداد محور طولی می باشد. به عنوان مثال میتوان از شالوده های زیر دیوار به عنوان نمونه ای از این دسته یاد نمود. شالوده شبکه ای، حاصل ترکیب و ادغام پی های مرکب در جهت های مختلف می باشد، به طوری که مجموعه ایجاد شده معموًلاً رفتاری مشابه شالوده گسترده دارد .درخصوص تشخیص این موضوع که چه زمان، شالوده شبکه ای را میتوان به عنوان شالوده گسترده محسوب نمود ضابطه و دستورالعمل صریحی وجود ندارد . ACI336.2 توصیه می کند درصورتی که مساحت خالص شالوده شبکه ای بیش از 11 درصد سطح کل باشد، رفتار آن شالوده همانند شالوده های گسترده محسوب میگردد. مبحث هفتم نیز در بند 7-2-3-5 ضوابطی درخصوص تعیین عمق گمانه ها مقرر نموده است که البته این ضوابط، مربوط به تشخیص نوع رفتار شالوده ها نمی باشد، لیکن برخی از مهندسین با تعمیم این ضوابط به نوع رفتار و عملکرد شالوده ها معتقدند که میتوان از این ضوابط در جهت تشخیص نوع رفتار شالوده ها نیز استفاده نمود. بر این اساس و مطابق بند 7-2-3-5-3 مبحث 7، اگر فاصله لب به لب دو پی مجاور در هر دو امتداد، بیشتر از 1.5 برابر مجموع عرض آنها باشد ،B، عرض یک نوار محسوب گشته و به عبارتی رفتار نواری حاکم است. در غیر اینصورت، عرض کل ساختمان بهعنوان B تلقی گشته و می توان رفتار شالوده را مشابه شالوده گسترده در نظر گرفت (شکل4-5). به هرحال ،تشخیص نهایی این موضوع، مبتنی بر شرایط و مشخصات پی و نظر مهندس طراح است.
مبحث 9، ضابطه ای جهت اصلاح سختی شالوده ها مقررنداشته و ضریبی نیز ارائه نکرده است؛ لذا الزامی بر معرفی ضریب اصلاح سختی برای شالوده ها وجود ندارد.
Tall Building Initiative (TBI)، راهنمای طراحی بر اساس عملکرد ساختمانهای بلند، ضریب اصلاح سختی خمشی خارج صفحۀ شالوده را در بررسی های حد سرویس (تنش مجاز یا مقاومت مجاز) برابر 0.8 و در بررسی های حد نهایی، برابر 0.5 معرفی می کند. لذا درصورتی که طراح، تمایل به استفاده از سختی کاهش یافتۀ شالوده داشته باشد، میتواند از ضرایب مذکور استفاده نماید. در این حالت، در آن بخش از طراحی که تحت ترکیب بارهای نظیر با حد سرویس انجام می شود، ضریب اصلاح سختی خمشی شالوده برابر 0.5 و در آن بخش از طراحی که تحت ترکیب بارهای نظیر با حد نهایی انجام میشود، ضریب اصلاح سختی خمشی شالوده برابر 0.5 معرفی میگردد. بهجای استفاده از ضریب 0.8، استفاده از ضریب 0.7 نیز بلامانع است. ضریب 0.7 از حاصلضرب ضریب 0.5 نظیر با حد مقاومت مجاز، در ضریب 1.4 مربوط به تبدیل سطوح مقاومت مجاز و حد نهایی تعیین می شود.
درصورت تمایل طراح به استفاده از ضرایب مذکور لازم است ابتدا شالوده انتخاب و سپس از طریق دستور زیر ،ضریب موردنظر به m22 ،m11 و m12 المان(های) سطحی شالوده تخصیص یابد:
Assign > Slab Data > Property Modifiers…متذکر میگردد در طراحی پیها، کنترل نشستهای غیر یکنواخت و دورانهای نسبی به شرح مندرج در پرسش شماره 4-5 ضرورت دارد.
در محل اتصال ستون ها و دیوارهای بتن آرمه به شالوده ،ناحیه ای با سختی قابل ملاحظه ایجاد می شود. معرفی این ناحیۀ بسیار سخت در مدلسازی شالوده میتواند بر نتایج تحلیل و طراحی، از جمله فرم و مقادیر تغییر شکل ها، مقادیر تنش های ایجاد شده بر روی خاک ،مقادیر تلاش ها و نیز مقدار آرماتورهای موردنیاز شالوده تأثیرگذار باشد و رفتار شالوده را بهصورت واقع بینانه تری بیان نماید. لذا معرفی آن مؤکداً توصیه می شود. به منظور معرفی این ناحیه سخت در نرمافزار SAFE ، از المان Stiff استفاده می شود. بدینصورت که در بخش تعریف مقاطع دال ها، یک Slab با ماهیت Stiff و با ضخامتی برابر با ضخامت شالوده تعریف می شود(شکل 4-6). هنگام ترسیم اجزای مدل، در محل اتصال ستونها و دیوارهای بتن آرمه به شالوده، المان سطحی با ماهیت Stiff ترسیم می گردد. درخصوص دیوارها و ستون های بتن آرمه، ابعاد سطحی المان Stiff مذکور ،برابر با ابعاد مقطع دیوار یا ستون موردنظر لحاظ گردد. درصورتی که ستونِ روی شالوده، ستون فولادی باشد ،درصورت تمایل طراح به تعریف المان Stiff لازم است ابعاد سطحی این المان، مطابق جدول 9-15-1 مبحث نهم در نظر گرفته شود.
تذکر: در سازه های دارای دیوارهای بتن آرمه، پس از تحلیل مدل در نرم افزار ETABS و ارسال نتایج به نرم افزار SAFE، سختی دیوار در SAFE به صورت پیش فرض از طریق المان خطی تیر با سختی بسیار زیاد شبیه سازی می شود، لیکن این المان خطی تیر قادر نیست تأثیر سختی ناحیه اتصال دیوار به شالوده را به صورت صحیح بیان نماید .لذا لازم است المان خطی تیر که به صورت پیش فرض ایجاد گردیده حذف و به جای آن در محل مذکور، المان Stiff به ابعاد مقطع دیوار موردنظر مدل شود. به عنوان یک روش دیگر یا راه ساده تر میتوان به جای حذف المان های خطی تیر، این المان ها انتخاب و از طریق دستور Edit > Edit Lines > Convert Beams to Slab Areas به المان سطحی تبدیل شوند. در این حالت، برنامه در بخش تعریف مقاطع عناصر سطحی، یک Slab جدید به ضخامتی برابر با ارتفاع دیوار مذکور ایجاد می کند. لازم است در پنجره مشخصات Slab مذکور، ضخامت آن اصلاح و برابر با ضخامت شالوده تعریف شود. همچنین می توان کلیه عناصر سطحی با ماهیت Slab که ناشی از عملیات Convert به شرح فوق می باشند را انتخاب و دالِ با مقطع Stiff را که پیش تر معرفی گردیده به آنها اختصاص داد.
به منظور تحلیل و طراحی شالوده ها میتوان مدلسازی را بر اساس هر یک از دو روشی که در ادامه ارائه می شوند انجام داد. اگرچه نتایج این دو روش با یکدیگر تفاوتهایی دارد، لیکن هر دو روش و نتایج آنها را میتوان قابل قبول محسوب نمود.
روش اول: در این روش که از گذشته متداول بوده فقط شالوده مدل میگردد و هیچگونه المان ستون یا دیوار سازهای بر روی شالوده ترسیم نمیشود. صرفاً لنگرها و نیروهای ایجاد شده در محل اتصال ستون ها و دیوارهای بتن آرمه به شالوده، از طریق گره ها و بارگذاری گره ای بر روی شالوده معرفی می شود(همان نیروهای تراز شالوده که از نرم افزار ETABS ارسال شده است.)
روش دوم: ستون ها و درصورت وجود، دیوارهای سازهای بتنی بر روی شالوده ترسیم می شوند (شکل 4-7). در ادامه لازم است اقدامات ذیل صورت گیرد.
1. گره های فوقانی کلیه ستون ها انتخاب و از طریق دستور زیر، تقید پیش فرض ایجاد شده برای آنها برداشته و تمامی درجات آزادی انتقالی و دورانی آنها آزاد میگردد. Assign > Support Data > Point Restraintsدرخصوص دیواره ای سازهای، گره های فوقانی آنها فاقد تقید پیش فرض بوده و لذا نیاز به اصلاح وضعیت درجات آزادی آنها نیست.
2. طریق دستور Run > Advanced Modeling Options و تیک کردن گزینۀ ایجاد دیافراگم در پنجره این دستور (شکل 4-7)، در تراز فوقانی ستونها و دیوارها، دیافراگم صلب ایجاد می شود.در این حالت، برنامه در تراز فوقانی ستونها و دیوارهای سازهای، دیافراگم ایجاد می کند، لیکن ممکن است با توجه به معماری طرح و مدل سازه، ستون یا ستونهایی به دیافراگم متصل نباشند .به منظور جلوگیری از اتصال این ستون ها به دیافراگم لازم است از مدل کردن ستونهای مذکور در SAFE خودداری شود.
و
3. لازم است کلیه ستون ها انتخاب و از طریق دستور زیر، ضرایب اصلاح سختی خمشی آنها مشابه با آنچه در مدل سازه در ETABS تعریف گردیده، معرفی شود. Assign > Column/Brace Data > Property Modifiers…
4. درصورت وجود دیوارهای سازهای بتن آرمه لازم است کلیه دیوارهای مذکور انتخاب و از طریق دستور زیر ،ضرایب اصلاح سختی خمشی داخل صفحه و نیز خارج صفحه آنها مشابه با آنچه در مدل سازه در ETABS تعریف گردیده معرفی شود. Assign > Wall/Ramp Data > Property Modifiers…
تذکر 1: نظر به آنکه هنگام ارسال نتایج تحلیل از ETABS به SAFE ، وزن ستون ها و دیوارهای سازهای بتنی در قالب الگوی بار مرده منتقل شده است، لازم است وزن این اعضا در مدل SAFE برابر با صفر معرفی گردد تا از محاسبه مضاعف اثرات وزن جلوگیری شود.بدین منظور میتوان هنگامیکه ستونها و دیوارها جهت تخصیص ضرایب اصلاح سختی انتخاب میشوند، در همان پنجرۀ دستور Property Modifiers، ضریب مربوط به گزینه Weight آنها نیز برابر صفر معرفی شود. روش دیگر آن است که در تعریف جزئیات مقطع ستون ها و دیوارهای سازهای از یک مادۀ بتنی با وزن واحد حجم صفر استفاده شود.
تذکر 2: ترسیم المانهای Stiff به شرح مذکور در پرسش شماره 4-3 ارتباطی با استفاده از روش اول یا دوم نداشته و در هر دو روش ،معرفی و بهکارگیری المانهای Stiff توصیه می شود .
تذکر 3: در استفاده از روش دوم، الزاماً باید تحلیل مدل بصورت سه بعدی انجام گردد. بدین منظور در تنظیمات مربوط به دستور Advanced Modeling Options از منوی Run، لازم است گزینه 2D Plate تیک نداشته باشد (شکل 4-8). در مقابل، درصورت استفاده از روش اول، این گزینه ،فعال( تیک) شود و تحلیل به صورت دوبعدی انجام گردد.
توضیحات تکمیلی:در استفاده از هریک از روش های فوق، نکات حائز اهمیتی وجود دارد که لازم است طراح با توجه به آنها اقدام به انتخاب روش طراحی نماید. تأثیر سختی درون صفحۀ دیافراگمِ اولین طبقۀ بالای تراز شالوده بر عملکرد ستون ها و دیوارهای سازهای موجب می شود شالوده، ستونها و دیوارهای سازهای، همراه با اولین سقف بالای شالوده مجموعاً یک قاب بندی و اصطلاحاً یک سیستم قوطی شکل تشکیل دهند که می تواند بر روی تغییرشکل های ایجاد شده در شالوده و به تبع آن، توزیع تنش های روی خاک و نیز تلاش های ایجاد شده در مقاطع مختلف شالوده تأثیرگذار باشد. در روش اول، اگرچه تأثیر قاببندی کلی سازه در تعیین نیروهای وارد بر تراز پی، هنگام تحلیل سازه در ETABS در نظر گرفته شده است، لیکن از تأثیر قاب بندی موضعی مذکور بر رفتار شالوده و تغییرشکل های ناشی از آن صرف نظر می شود. درحالیکه در روش دوم، تأثیر این موضوع لحاظ میگردد .در مقابل و از منظری دیگر، روش دوم و مدل کردن ستونها و دیوارهای سازهای و ایجاد دیافراگم در تراز فوقانی آنها نیز مستلزم توجه به نکته ای حائز اهمیت است؛ اینکه در مدل تحلیلی سازه در ETABS، پس از انجام تحلیل، با توجه به تأثیر عوامل مختلف مانند سختی اعضا، آرایش سختی ها و صلبیت یا انعطاف پذیری کف ها، مقادیر نیروها و لنگرها در گره های اتصال ستونها و دیوارهای سازهای به شالوده تعیین میشود. سپس این نیروها و لنگرهای گرهای ایجاد شده در تراز پی، جهت طراحی شالوده ساختمان به SAFE ارسال می گردند. اگر تحلیل شالوده بر مبنای روش اول انجام شود، کل نیروها و لنگرهای ایجاد شده در محل گرۀ پای ستون ها و پای دیوارهای سازهای عیناً به شالوده اعمال می گردد، لیکن درصورت استفاده از روش دوم ،قاب بندی یا همان سیستم قوطی شکل ایجاد شده در SAFE موجب بازپخش مجدد لنگرهای ایجاد شده در تراز پی و توزیع بخشی از این لنگرها در طول اعضا (ستونها و دیوارهای سازهای مدل شده بر روی پی) خواهد شد. بدین ترتیب، بخشی از لنگرهای ایجاد شده بر روی شالوده که از تحلیل مدل سازه در ETABS تعیین شده و لازم است در طراحی پی مدنظر قرارگیرد ،حذف می گردد. بر این اساس، استفاده از هریک از دو روش مذکور مستلزم توجه و نظر طراح است.
تغییرشکل ها و دوران های ایجاد شده در پی ممکن است موجب ایجاد آسیب هایی در اجزای سازهای و غیر سازهای شود. مبحث هفتم در بند 7-4-2-ب-2، ضوابطی درخصوص نشست های غیر یکنواخت و دوران های نسبی پی ها مقرر نموده و مقادیر مجاز اولیه برای نشست های یکنواخت و غیر یکنواخت و نیز مقادیر در جدول 7-4-2 و 7-4-3 ارائه نموده است. کنترل خراب یا اجزای غیر سازه ای انجام می شود. چنانچه دوران های پی از مقادیر مجاز بیشتر باشد باید با اتخاذ تدابیری از جمله افزایش سختی شالوده (افزایش ارتفاع شالوده، افزایش عرض نوارها و …)،مقدار دوران ها را کاهش داد. دوران های پی باید در دو سطح نیرویی و در قالب دو گروه ترکیب های بارگذاری به شرح ذیل کنترل گردد:
1- محدود نمودن دوران های پی به مقدار 0.0033 رادیان تحت بارهای حد سرویس (سطح تنش مجاز یا مقاومت مجاز) و بدون حضور زلزله.
2- محدود نمودن دوران های پی به مقدار 0.0067 رادیان تحت بارهای حد نهایی (بارهای ضریب دار) و با حضور زلزله.
نشست غیر یکنواخت و چرخش نسبی پی در شکل4-9 نمایش داده شده است که در آن، منظور از نقاط A تا D ، محل قرارگیری ستون ها یا دیوارهای سازهای است. سایر متغیرهای به کار رفته در شکل مذکور عبارتند از:
نشست غیر یکنواخت پی؛
حداکثر نشست یکنواخت پی؛
دوران یا چرخش نسبی پی در حد فاصل بین دو تکیه گاه مجاور (ستون یا دیوار سازهای)، برحسب رادیان.
همچنین، S نشست تفاضلی یا نسبی بین دو تکیه گاه مجاور و l فاصله بین آن دو تکیه گاه است.
از طریق دستور زیر، امکان دریافت مقادیر دوران گره ها در هر ترکیب بار در نرم افزار SAFE وجود دارد، لیکن این دوران گره ها، متفاوت از دوران یا چرخش نسبی پی در حد فاصل بین دو تکیه گاه مجاور () است.
Display > Show Table > Analysis Results > Nodal Results > Nodal Displacements (Rx,Ry)به منظور سهولت کنترل میتوان ابتدا مقادیر دوران کلیه گره ها از جمله گره های بین تکیه گاه ها را بر مبنای خروجی SAFE ، تحت ترکیب بارهای مختلف بررسی نمود .درصورتی که این مقادیر از حدود مجاز بیشتر نباشند دوران های پی را میتوان قابل قبول تلقی نمود. لیکن چنانچه دوران گره ها به شرح فوق، از حدود مجاز بیشتر باشد لازم است طراح، مقدار را در حد فاصل تکیه گاه ها در تمامی ترکیب بارها تعیین و با مقادیر مجاز کنترل نماید.
تذکر: درصورت تمایل طراح به استفاده از ضرایب اصلاح سختی خمشی شالوده ها، هنگام بررسی دورانهای پی تحت بارهای حد سرویس باید از ضریب اصلاح سختی 0.8(یا 0.7) و هنگام بررسی دوران های پی تحت بارهای حد نهایی باید از ضریب اصلاح سختی 0.5 استفاده شود (به پرسش 4-2 مراجعه شود).
بسته به موقعیت بتن کف چاله نسبت به شالوده و نیز ضخامت دیوارۀ چاله، مدل سازی به شرح زیر انجام می شود:
الف) درصورتی که چاله در داخل شالوده قرار داشته و تراز کف چاله و شالوده یکسان باشد (شکل 4-10) مانند آن است که قسمتی از شالوده، ضخامتی متفاوت از سایر نواحی آن دارد. در این حالت صرفاً لازم است در محل چاله، دالی به ضخامت شالودۀ ناحیه چاله مدل شود.
ب) درصورتی که تراز کف چاله، پایین تر از تراز کف شالوده قرار داشته و شالودۀ کف چاله و دیوار چاله دارای ضخامت قابل توجهی نباشند(به طور معمول، ضخامتی به مراتب کمتر از ضخامت شالودۀ ساختمان) بین شالوده اصلی ساختمان و شالوده کف چاله، صرفاً انتقال برش وجود داشته و عملاً انتقال خمش نداریم (شکل 4-11). در این حالت لازم است در محل چاله، دالی به ضخامت شالودۀ ناحیه چاله مدل شود. سپس با اجرای دستور Edge Releases بر روی دال ناحیه چاله، از انتقال خمش در لبه های آن ممانعت شود.
در چنین مواردی اگر سختی و مقاومت خمشی چاله در طراحی حائز اهمیت نباشد میتوان چاله را بهصورت بازشو(opening) نیز مدل نمود.
پ) درصورتی که تراز کف چاله، پایین تر از تراز کف شالوده قرار گرفته باشد، لیکن شالودۀ کف چاله و دیوار چاله دارای ضخامت قابل توجهی باشند (ضخامتی در حدود ضخامت شالودۀ ساختمان) ،بین شالوده اصلی ساختمان و شالوده کف چاله، علاوه بر انتقال برش، انتقال خمش نیز وجود دارد (شکل 4-12). در این حالت در محل چاله، دالی به ضخامت شالودۀ ناحیه چاله مدل می شود .در این حالت لازم است اثر سختی دیوار ضخیم چاله در روند محاسبات در نظر گرفته شود. بدین منظور می توان بر اساس هریک از روش های زیر عمل نمود:
1)در محل دیوار مذکور، تیرهایی به ارتفاع مقطع h و عرض مقطع b مدل شود. لازم است این تیرها در طول خود به قطعات کوچکتری (مثلاً حدود 1 متر) Devide شوند.
2) در محل دیوار مذکور از دالهایی به ضخامت h استفاده شود که به عرض b مدل میشوند. ماهیت این دالها Drop در نظر گرفته شود.
3) در محل دیوار مذکور، دیوارهایی به ضخامت b و با ارتفاع h مدل شود.
تذکر: در حالت خاص که ضخامت بتن کف چاله و شالودۀ ساختمان یکسان باشد می توان شالوده را به صورت یکپارچه مدل نمود (مانند آنکه چال های وجود ندارد). البته لحاظ نمودن اثر سختی دیوار ضخیم چاله بر مبنای یکی از روشهای فوق، الزامی است.
در طراحی به روش Strip Based لازم است برای طراحی تعیین عرض این نوارها به عوامل مختلفی بستگی داشته و تابع نظر طراح است. در اغلب موارد از نوارهای متفاوتی برای خمش و برش یک طرفه استفاده می شود. در ادامه ،روش هایی جهت تعیین عرض نوارها ارائه گردیده است.
الف) نوارهای طراحی خمشی: تعیین عرض این نوارها دستورالعمل ثابت و مشخصی ندارد. بررسی دیاگرام لنگر خمشی و وضعیت توزیع خمش در شالوده و به تبع آن ،تعریف نوارهای هر امتداد، متناسب با ترکیب بارهای مؤثر در آن امتداد ممکن است بهترین روش برای تعیین عرض نوارهای هر امتداد باشد. لیکن به دلیل زمان بر بودن و شاید صعوبت نسبی این بررسی، استفاده از روشهای سادۀ متداول برای طراحان مطلوب تر است. بدین منظور می توان نوارهای طراحی خمشی را بر مبنای روش های پیشنهادی زیر تعریف نمود:
- در هر امتداد ،از دو دسته نوارهای ستونی و میانی استفاده میگردد که عرض نوارهای ستونی در هر طرف ستون، برابر با ضخامت شالوده از بَرِ ستون در نظر گرفته می شود. به عبارتی برای هر محور، عرض نوار ستونی، برابر عرض ستون ها بعلاوۀ دو برابر ضخامت شالوده می باشد. در مواردی که ستون ها هم محور نیستند، اگر دو محور ستون نزدیک به هم وجود داشته باشد می توان برای هر دو محور، یک نوار ستونی واحد معرفی نمود و اگر فاصله دو محور چندان نزدیک نباشد، دو نوار ستونی مجزا و مجاور هم تعریف شود. با مشخص شدن عرض نوارهای ستونی، نوارهای میانی نیز بین نوارهای ستونی مجاور معرفی خواهند شد.
- همانند روش اول در هر امتداد از دو دسته نوارهای ستونی و میانی استفاده می شود؛ با این تفاوت که عرض نوارهای ستونی مطابق ضابطه بند 9-10-2-5 مبحث 9 تعیین میگردد. در مواردی که ستون ها هم محور نیستند انتخاب عرض نوار تابع نظر طراح بوده، می توان مشابه آنچه در روش اول بیان گردید نوارهای میانی نیز بین نوارهای ستونی مجاور معرفی می شوند.
ب) نوارهای بررسی برش یک طرفه: مطابق بند 9-10-6-5-3-ب مبحث نهم می توان جهت بررسی برش یک طرفه در هر امتداد، نواری به عرض کل شالوده معرفی نمود. البته در مواردی که از دیوارهای برشی استفاده شده است مؤکداً توصیه می شود در محدودۀ دیوارها از نوارهای جداگانهای استفاده شود. در این حالت می توان جهت تعیین عرض نوار محدودۀ دیوار از دیاگرام خمش و وضعیت توزیع خمش در شالوده استفاده نمود و یا نواری تعریف شود که عرض آن در هر سمت دیوار، برابر ضخامت شالوده از بَرِ دیوار باشد.
بعضی از طراحان ممکن است به طور محافظه کارانه ترجیح دهند به جای استفاده از نواری به عرض کل شالوده از چند نوار با عرض کمتر استفاده نمایند.
به عنوان مثال ممکن است در هر امتداد شالوده از نوارهایی استفاده شود که عرض آنها مطابق شکل 4-13 می باشد. در این حالت نیز هنگامی که ستون ها در یک محور قرار ندارند تعیین عرض نوار، مبتنی بر نظر طراح است.
دیدگاه خود را بنویسید