پرسشهای مربوط به دیوارهای بتن آرمه (برشی، حائل)
در تحلیل با استفاده از نرم افزارهای اجزای محدود، جهت اجرای مش بندی باید ابعاد مش ها به اندازهای 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 یکپنجم تا یکدهم طول دیوار در دهانه موردنظر اختیار گردد؛ مضافاً آنکه مشبندی به گونهای انجام شود که دیوار در هر دهانه و در هر یک از دو راستای طولی و ارتفاعی خود حداقل به سه جزء مش تقسیم شده باشد. درخصوص نسبت ابعادی مش ها نیز پیشنهاد میشود مش بندی به گونهای انجام شود که مش ها حتی المقدور مربعی باشند. به عبارتی نسبت ابعادی آنها برابر یا نزدیک به 1 و حداکثر برابر 2 در نظر گرفته شود. برای مش های مثلثی این نسبت به صورت نسبت بزرگترین به کوچکترین ضلع اندازه گیری می شود.
مطابق جدول 9-6-2-الف مبحث نهم، ضریب اصلاح سختی دیوارهای برشی، نظیر با سختی دورن صفحه دیوار در حالت ترکخورده و ترکنخورده به ترتیب برابر با 0.35 و 0.7 مقرر گردیده است. همچنین میتوان بهجای استفاده از ضرایب مذکور، ضریب اصلاح سختی دیوارها را بر مبنای جدول 9-6-2-ب تعیین نمود. در پنجره معرفی ضرایب اصلاح سختی دیوارها، ضرایب فوق از طریق گزینه f22 به دیوار تخصیص می یابد (مشروط بر آنکه محورهای محلی دیوار، توسط کاربر دوران داده نشده باشد). درخصوص ضریب اصلاح سختی عمود بر صفحه دیوارهای برشی توصیه میشود مطابق آنچه در TBI)Tall Buildings Initiative) بیان گردیده ،مقدار ضریب اصلاح سختی برابر با 0.25 معرفی شود. در پنجره معرفی ضرایب اصلاح سختی دیوارها این ضریب توسط گزینه های m22 ،m11 و m12 به دیوار معرفی می شود.
دیوار برشی دمبلی شکل، مطابق شکل 2-1 را در نظر می گیریم. فرض شود نحوه قرارگیری ستونهای مرزی دو انتهای دیوار به گونهای است که محورهای محلی 2 و 3 آنها ،مطابق شکل 2-1 است.
در شکل 2-9، سختی خمشی حول محور 3 ستون، نظیر با سختی درون صفحه دیوار میباشد. در این حالت لازم است، هر ضریبی که جهت اصلاح سختی دیوار از طریق گزینه f22 به آن معرفی شده است درون صفحه بر رویI33 و نیز A ستونهای دو انتهای دیوار (گزینه اصلاحسختی محوری) نیز معرفی شود. سختی خمشی حول محور 2 ستون ،متناظر با سختی خارج صفحه دیوار است. 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 موردنظر در این ستونهای مرزی وابسته است. 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. درصورتی که این ضریب، مشابه ستونها در نظر گرفته می شود لازم است جزئیات آرماتورگذاری ستون، نظیر با ضوابط شکل پذیری سیستم مقاوم لرزهای سازه در راستای عمود بر صفحه دیوار رعایت گردد.
ستونهای مرزی دیوارهای برشی در عملکرد درون صفحه دیوار، بخشی از دیوار محسوب گشته و با دیوار کاملاً یکپارچه میباشند و نمیتوان آنها را ستونهایی مستقل در نظر گرفت. لذا تحت ترکیببارهای دارای نیروهای زلزله در امتداد صفحه دیوار، این ستونها نباید به صورت مستقل طراحی شوند؛ لیکن تحت ترکیب بارهای دارای نیروهای زلزله در راستای خارج صفحه دیوار باید این ستونها طراحی شوند. در این حالت اگر طراح، ضریب اصلاح سختی خمشی ستونهای مرزی حول محور نظیر با سختی عمود بر صفحه دیوار را مشابه ضریب اصلاح سختی عمود بر صفحفه دیوار 0.25 در نظر گرفته باشد الزامی به رعایت جزئیات آرماتورگذاری ستون، نظیر با ضوابط شکلپذیری سیستم مقاوم لرزهای در راستای عمود بر صفحه دیوار نیست. لیکن درصورتی که ضریب مذکور، 0.7 منظور شده باشد، لازم است جزئیات آرماتورگذاری ستون، نظیر با ضوابط شکل پذیری سیستم مقاوم لرزهای در راستای عمود بر صفحه دیوار نیز رعایت گردد.
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 قابهایی که عمود بر صفحه دیوار به آن متصل میشوند لازم است در دو انتهای دیوار، ستونهایی فرضی مدل شود (این کار ممکن است در فایل جداگانهای انجام گردد). پیشنهاد می شود 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 بعلاوۀ دو برابر ضخامت دیوار در هر سمت تیر که از لبۀ تیر محاسبه می شود.
درخصوص ضریب اصلاح سختی خمشی این ستونهای فرضی، نظیر با سختی خارج صفحه دیوار، برخی از طراحان معتقدند به دلیل 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 آن است که اگر در محدوده مذکور، شرایط آرماتورگذاری ستون ها به طور کامل رعایت شده باشد میتوان این ضریب را مشابه ستونها برابر با 0.7 و درغیر اینصورت، مشابه سختی خارج صفحه دیوار، برابر 0.25 در نظر گرفت.
بین المانهای دیوار برشی عملاً تیری وجود نداشته و با اجرای آرماتورگذاری مشابه تیرها یا بعضاً افزودن آرماتور در این ناحیه، رفتار ناحیه مذکور، مشابه تیرها نخواهد شد. از این رو توصیه میشود تا حد امکان از مدلسازی این تیرها بین المانها یا پنل های دیوار خودداری شود؛ خصوصاً آنکه مدلسازی المان تیر غیر مفصلی در این نواحی موجب تشکیل سختی مضاعف در ناحیه مذکور میگردد. لیکن در مواردیکه به تشخیص طراح، نیاز به مدلسازی این تیرها باشد ضرورتی به طراحی این تیرها ،تأمین ضوابط شکل پذیری و اجرای آرماتورهای عرضی مربوط به تیرها در ناحیه مذکور نیست. متذکر میگردد جهت بررسی ضابطه 21 درصد سیستمهای دوگانه (ضابطه استاندارد 2000) الزامی مبنی بر مدل کردن و حضور این تیر نمیباشد.
تذکر: در مواردی که یک عضو جمع کننده (collector) در امتداد صفحه دیوار به آن متصل میشود، تأمین طول مهاری مستقیم یا قلاب کردن آرماتورهای عضو مذکور در المان مرزی (در صورت وجود) یا ناحیه انتهایی دیوار کافی نبوده و باید حداقل برخی از آرماتورهای عضو مذکور تا انتهای دیوار ادامه یابند. اگرچه قطع برخی آرماتورهای عضو جمع کننده در داخل دیوار امکانپذیر است، لیکن نظر به آنکه محاسبه محل قطع آرماتورهای مذکور در داخل دیوار دشوار است، توصیه این کارگروه آن است که بدون بررسی بیشتر، تمامی آرماتورهای عضو جمعکننده تا انتهای دیوار ادامه یابند.
مطابق با پاسخ مربوط به پرسش 2-2، ضریب اصلاح سختی درون صفحه دیوار از طریق گزینه f22 به دیوار معرفی می شود و به صورت توأم، هر دو سختی خمشی و محوری دیوار را کاهش میدهد؛ درحالیکه مبحث نهم و دیگر آیین نامه های معتبر، صرفاً اصلاح سختی خمشی دیوار را مقرر نموده اند. نظر به آنکه در نرم افزار به طور ناخواسته و غیر ضروری، سختی محوری دیوار نیز بعضاً به میزان قابل توجهی کاهش مییابد، اعمال یک ضریب کاهش دیگر که ناشی از همپوشانی بخشی از دیوار و ستون است، ضرورت ندارد.
درخصوص سختی خمشی خارج صفحه دیوار نیز مطابق با پاسخ مربوط به سوال 2-6، درصورتی که ضریب اصلاح سختی خمشی ستونهای مرزی دو انتهای دیوارهای دمبلی، نظیر با سختی خارج صفحه دیوار، برابر 0.25 در نظر گرفته می شود نیاز به اعمال ضریب کاهش مضاعف، ناشی از همپوشانی بخشی از دیوار و ستون نمی باشد؛ لیکن درصورتی که ضریب اصلاح سختی خمشی ستونهای مرزی، برابر 0.7 در نظر گرفته می شود باید ضریب کاهش ناشی از همپوشانی بخشی از دیوار و ستون نیز اعمال گردد. همچنین بسته به ابعاد ناحیه همپوشانی میتوان برای ستونهای مذکور، ضریب اصلاح جرم و وزن نیز معرفی نمود.
نرم افزار ETABS جهت طراحی دیوارهای بتنآرمه صرفاً نیروهای داخلی دیوار در مقطع فوقانی و تحتانی هر Pier در هر طبقه را مبنای طراحی قرار میدهد. نظر به آنکه حداکثر لنگر طرح در دیوارهای حائل، اغلب در وسط ارتفاع دیوار ایجاد می گردد، توصیه میشود برای دیوارهای حائل در هر طبقه، حداقل از دو نام Pier متفاوت برای نیمه فوقانی و تحتانی دیوار استفاده شود؛ به عبارتی نام Pier ، از وسط ارتفاع طبقه تغییر یابد (شکل 2-2-ب). درخصوص چگونگی تعیین نام Pier ها برای دیوارهای حائلی که در یک طبقه، در دهانه های مجاور یکدیگر قرار دارند. به طور معمول میتوان برای هر دهانه از نام Pier مستقل استفاده نمود؛ به عبارتی نام Pier ها را برای هر دهانه تغییر داد و لذا دیوارها در دهانه های متوالی و مجاور، دارای نام Pier های متفاوت و مختص به خود باشند. لیکن با توجه به آنکه نرم افزار برای کلیه اجزای با نام Pier مشترک، جمع جبری کل نیروها در امتداد طول دیوار را مبنای طراحی قرار میدهد، در شرایطی که مقادیر نیروها در طول دیوار، تغییرات قابل توجه داشته باشد، انتخاب نام Pier مشابه برای کل طول دیوار در یک دهانه مناسب نبوده و لازم است بسته به شرایط، در طول یک دهانه نیز از دو یا چند نام Pier جداگانه استفاده شود.
درصورتی که ستون، هم ضخامت با دیوار حائل باشد و بهصورت کامل در دیوار مدفون باشد عملاً بخشی از دیوار محسوب گشته و لذا در این حالت، المان ستون مدل نخواهد شد؛ لیکن درصورتی که بُعد ستون، عمود بر سطح دیوار، بیش از ضخامت دیوار باشد لازم است المان ستون مدل شود. در این حالت با توجه به ابعاد ناحیه مشترک ستون و دیوار لازم است وزن المان ستون و نیز در برخی حالات، سختی ستون به شرح ذیل اصلاح گردد.
الف) ضریب اصلاح سختی خمشی نظیر با خمش خارج صفحه دیوار: این ضریب را میتوان مشابه با ضریب 0.25 یا مشابه با ضریب اصلاح سختی خارج صفحه دیوار، برابر 0.7 در نظر گرفت. درصورتی که ضریب اصلاح سختی خمشی ستونهای بین پنلهای دیوار، برابر 0.25 در نظر گرفته می شود، نیاز به اعمال ضریب کاهش مضاعف ناشی از همپوشانی بخشی از دیوار و ستون نمی باشد. لیکن درصورتی که ضریب اصلاح سختی خمشی ستونهای مذکور، برابر 0.7 منظور میگردد باید ضریب کاهش ناشی از همپوشانی بخشی از دیوار و ستون نیز اعمال گردد. در این حالت، ضریب اصلاح سختی نهایی از حاصلضرب ضریب 0.7 در ضریب کاهش ناشی از همپوشانی بخشی از دیوار و ستون تعیین میگردد.
ب) ضریب اصلاح سختی خمشی نظیر با خمش داخل صفحه دیوار: نظر به آنکه ضریب اصلاح سختی درون صفحه دیوار از طریق گزینه f22 به دیوار معرفی می شود و همانطور که پیشتر بیان شد، این ضریب بهصورت توأم، هر دو سختی خمشی و محوری را کاهش می دهد، بهطور ناخواسته و غیرضروری، سختی محوری دیوار نیز بعضاً به میزان قابل توجهی کاهش می یابد؛ درحالیکه مبحث نهم و دیگر آیین نامه های معتبر صرفاً اصلاح سختی خمشی دیوار را مقرر نموده اند. بر این اساس، اعمال یک ضریب کاهش مضاعف که ناشی از همپوشانی بخشی از دیوار و ستون است ضرورت ندارد.
تذکر 1: با توجه به نوع عملکرد دیوارهای حائل و شباهت رفتار آنها تحت فشار جانبی خاک، به رفتار دالها تحت بارهای ثقلی، توصیه می شود دیوارهای حائل، همانند دالها مشبندی شوند. همچنین توصیه می شود از مشبندی با ابعاد کوچکتر استفاده شود.
تذکر 2: در مواردی که بین پنل های دیوار، المان ستون مدل می شود نیازی به معرفی Pier Label برای این ستونها نمی باشد.
نظر به آنکه نرم افزار ETABS، فاقد پردازنده طراحی دیوارهای حائل است و با توجه به آنکه آرماتورهای برشی افقی Pier ها صرفاً بر مبنای برش ایجاد شده در امتداد طولی دیوار طراحی می شوند، اثرات ناشی از فشار جانبی خاک عمود بر سطح دیوار و نیز برخی دیگر از تلاشهایی که لازم است در طراحی آرماتورهای افقی دیوارهای حائل مدنظر قرار گیرد ،در روند طراحی ETABS در نظر گرفته نمی شود. نرم افزار ETABS جهت محاسبه برش دیوار، از مجموع مقادیر F12 درطول Pier استفاده میکند (شکل 2-9).
لذا اثرات ناشی از لنگر طولی( M11)، لنگر پیچشی (M12) و نیز نیروهای محوری در راستای طولی دیوار (F11) نادیده گرفته می شود. عوامل مختلفی میتوانند موجب ایجاد نیروهای محوری افقی در دیوار شوند .به عنوان مثال، در دیوارهای متقاطع، عکس العمل های تکیه گاهی ناشی از اندرکنش دیوارها بر روی یکدیگر موجب تشکیل نیروهای محوری افقی در آنها می شود . همچنین درصورت تفاوت در مقادیر بارهای خارج صفحه دیوار در ارتفاع یا طول آن (اعم از فشار جانبی خاک یا اثر اندرکنش دیوارهای متقاطع بر روی یکدیگر) ،لنگرهای پیچشی M12 ایجاد می گردد. درصورتی که طراحی آرماتورهای افقی و قائم دیوارهای حائل، صرفا تحت لنگرهای M11 و M22 انجام شود ،اثرات نیروهاًی محوری قائم و اندرکنش آن با لنگر دیوار در طراحی آرماتورهای قائم، و اثرات ناشی از F12 ،F11 و M12 در طراحی آرماتورهای افقی دیوارهای حائل ،نادیده گرفته خواهد شد. با استفاده از قابلیت طراحی Pier ها میتوان آرماتورهای قائم دیوارهای حائل را با احتساب کلیه تلاش های ایجاد شده در دیوار طراحی نمود؛ لیکن طراحی آرماتورهای افقی دیوارهای حائل توسط برنامه انجام نمی شود و لازم است طراح، تحت کلیه تلاش های ایجاد شده، آرماتورهای افقی دیوار را طراحی نماید. بدین منظور میتوان از روش مشروح در راهنمای نرم افزار SAP نیز استفاده نمود.
تذکر: با توجه به آنکه رفتار دیوارهای حائل تحت فشار جانبی خاک به نوعی مشابه با رفتار دال ها تحت بارهای قائم است مؤکداً توصیه می شود حداقل آرماتورهای افقی و قائم دیوار، مشابه با دال ها منظور گردد.
دیوارهای برشی هم بسته، مجموعهای متشکل از دو یا تیر همبند (Spandrel, Coupling Beam) به یکدیگر متصل و به صورت هم بسته عمل میکنند. اگرچه این دیوارها بهواسطۀ حضور تیر همبند، عملکردی هم بسته دارند، لیکن هر یک از دیوارها در این مجموعه، نیروهای داخلی مستقلی داشته که باید تحت این نیروها طراحی شوند (شکل 2-4).
سهم نیروی هریک از دیوارها به ابعاد آنها و نیز سختی تیر همبند بستگی دارد. در مواردی ممکن است به دلیل سختی قابل ملاحظۀ تیر هم بند و البته میزان سختی دیوارها شرایطی ایجاد شود که نتوان برای دیوارها عملکرد مستقلی قائل شد. در این حالت، کل مجموعه، یک دیوار واحد تلقی می گردد. جهت نامگذاری و معرفی Pier Label برای دیوارپایهها باید برای هر یک از دیوارهای طرفین بازشوها از Label هایی با نامهای متفاوت استفاده شود (شکل 2-5). در بررسی وضعیت ترکخوردگی هر یک از اجزای دیوارهای هم بسته، هر یک از اجزا در هر طبقه ممکن است ضرایب اصلاح سختی متفاوتی بسته به شرایط ترک خوردگی خود داشته باشند.
تذکر: ممکن است در یک دیوار برشی، بازشوهای تأسیساتی کوچکی پیش بینی شده باشد. به طور معمول در این موارد، دیوار عملاً در ردیف دیوارهای هم بسته قرار نمی گیرد و یک دیوار واحد محسوب می شود. لذا برای تمامی اجزای آن از یک نامگذاری واحد استفاده میگردد (شکل 2-6). تشخیص شرایط مذکور، از جمله کوچک بودن ابعاد بازشوها تابع نظر طراح است.
منظور از دیوارهای بال دار، دیوارهایی با مقاطع ، C ، L,I,T، باکس و نظایر آنها است (شکل2-7). به منظور نامگذاری این دیوارها میتوان برای تمامی اجزای دیوار از یک Label مشابه استفاده نمود(شکل 2-8-الف)، یا به طور محافظه کارانه و البته در جهت سهولت کار برای هریک از اجزای دیوار، نامگذاری متفاوتی در نظر گرفت (شکل 2-8-الف).
درصورتی که طراح قصد دارد کل مقطع دیوار را به صورت یکپارچه طراحی نماید(شکل 2-8-الف) لازم است از محل دستور زیر، کل مقطع دیوار بال دار را معرفی و سپس مقطع ترسیم شده را به دیوار موردنظر، تخصیص دهد. Design > Shear Wall Design > Define General Pier Sectionsدر این حالت، مطابق بند 1-20-7-2-3 مبحث 9، در طبقاتی که بخشی از بال یا بالها به عنوان عرض مؤثر محسوب می شوند، مقطع ترسیمی مذکور باید فقط شامل جان یا جان ها همراه با عرض مؤثر بال یا بال ها باشد و نباید کل بال دیوار، در مقطع ترسیم شود .تشخیص آنکه کدام اجزای دیوار به عنوان بال یا جان محسوب میشوند به امتداد اعمال نیروهای زلزله وابسته است. لذا در طبقات مذکور لازم است دو مقطع جداگانه ترسیم گردد که در آنها بسته به امتداد نیروی زلزله موردنظر (امتداد X یا Y نیروهای زلزله)، بال ها و جان ها متفاوت هستند. در مواردی که نحوه قرارگیری دیوار در پلان به صورت ی است که بال یا جان در امتداد محورهای اصلی متعامد ساختمان قرار ندارند یا در مواردی که تشخیص صحیح بال ها و جان ها مقدور نیست، از روش نامگذاری شکل 2-9-ب استفاده شود. در دیوارهای برشی هم بسته، نحوه نامگذاری Pier ها به شرایط دیوار از جمله تعداد و محل قرارگیری بازشوها نیز بستگی دارد و لازم است طراح با توجه به شرایطموجود، نحوه نامگذاری اجزای مختلف دیوار را تعیین نماید. به عنوان مثال، برای دیوار بال دار شکل 2-1 میتوان کل مجموعه دیوار را به دو بخش جداگانه تقسیم و نامگذاری Pierها را مطابق با شکل 2-9-الف انجام داد و یا می توان اعضای دیوار را مطابق با شکل 2-9-ب نامگذاری نمود. در مواردی که تعداد و محل قرارگیری بازشوها به صورتی باشد که امکان ترکیب بخش های مختلف دیوار و تخصیص یک نام واحد برای آنها وجود نداشته باشد، یا ابهاماتی درخصوص نامگذاری واحد برای چند بخش وجود داشته باشد توصیه می شود نامگذاری دیوار، مطابق شکل 2-10 انجام شود.
تذکر: در مواردی که در محل تلاقی دو Pier ، ستون مرزی وجود داشته باشد این ستون، هر بار با یکی از Pier های مجاورش نامگذاری مشترک شود و به عنوان بخشی از آن دیوار طراحی گردد. نهایتاً هرکدام که آرماتورهای بزرگتری برای ستون مرزی ارائه دهد، مبنا قرار گیرد .به عنوان مثال، در شکل 2-11 در محل تلاقی دیوارهای P2 و P3، ستون مرزی وجود دارد. یکبار این ستونهای مرزی، P2 نامگذاری شود و به عنوان بخشی از دیوار P2 طراحی شود و یکبار هم جداگانه P3 نامگذاری شود و به عنوان بخشی از دیوار P3 طراحی شود. آرماتورهای طولی تعیینشده برای ستون مذکور در این دو حالت ،هرکدام بیشتر باشد مبنای ارائه آرماتورهای طولی آن در نقشههای اجرایی خواهد بود.
همانطور که در پرسش 2-13 اشاره شد ،منظور از تیر هم بند، قطعه های افقی است که دو دیوار برشی بتن آرمه را به یکدیگر متصل و موجب عملکرد همبستۀ آن دو دیوار می گردد .درصورتی که جهت مدلسازی تیر هم بند از المان Frame استفاده شود، انتقال لنگر بین تیر هم بند و دیوارهای طرفین به طور صحیح انجام نشده و این موضوع میتواند بر روی پاسخ های سیستم از جمله مقادیر لنگر ایجاد شده در تیر هم بند و نیز لنگرهای دیوار، تأثیر نادرست داشته باشد؛ لذا دقت نتایج، کاهش می یابد. دلیل اصلی این موضوع آن است که اگر تیر هم بند از طریق المان Frame مدل شود صرفاً به واسطۀ یک گره به دیوار متصل شده و گیرداری کامل بین تیر هم بند و دیوار، آنگونه که باید و انتظار میرود ایجاد نخواهد شد (شکل 2-12-الف). درصورتی که اگر تیر هم بند از طریق المان Shell مدل شود، بسته به ارتفاع تیر هم بند، اتصال و انتقال لنگر به دیوارهای طرفین از طریق چند گره برقرار خواهد بود (شکل 2-12-ب). بر این اساس لازم است مدلسازی تیر هم بند از طریق المان Shell انجام شود.
تذکر: در مواردی که به دلیل برخی ملاحظات، نیاز به مدلسازی تیر هم بند از طریق المان Frame باشد (از جمله بررسی رفتار غیرارتجاعی تیر هم بند در تحلیلهای غیر خطی و معرفی Hinge های آن)، یا بعضاً استفاده از المان Frame اجتناب ناپذیر باشد، به کارگیری المان Frame بلامانع است. در این حالت توصیه می شود به منظور کاهش خطای مدلسازی ناشی از اتصال تیر هم بند از طریق صرفاً یگ گره به المان دیوار ،درصورتی که در محل اتصال، ستونهای مرزی (نواحی پهن شدهدر انتهای دیوار که بهطور معمول از طریق المان ستون مدل می شوند) وجود ندارند، المان Frame معرف تیر هم بند، به اندازه یک مش وارد دیوار شود (شکل 2-13).
آیا طراحی آرماتورهای برشی تیرهای هم بند دیوارهای برشی بتن آرمه در نرم افزار ETABS صحیح انجام می شود؟
مطابق با بند 9-20-7-5 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، جهت تأمین مقاومت برشی تیرهای هم بند دیوارهای برشی بتن آرمه، بسته به شرایط تیر هم بند،ممکن است از دو گروه آرماتورهای قطری متقاطع یا از آرماتورهای برشی قائم، مشابه آرماتور برشی تیرها استفاده شود.
نرم افزار ETABS بدون اطلاع از اینکه برمبنای کدام یک از روشهای فوق، تیر هم بند در برابر برش مسلح می شود هر دو نوع آرماتورهای قطری متقاطع و آرماتورهای برشی قائم را جداگانه تحت برش ضریب دار تیر هم بند طراحی میکند؛ درحالیکه صرفاً بر اساس یکی از این دو روش و نه هر دو به صورت توأم، ظرفیت برشی مقطع تأمین میگردد. در این خصوص لازم است طراح، موارد زیر را مدنظر داشته باشد:
الف)در مواردی که تیر هم بند، مشمول شرایط بند 9-20-7-5-1 مبحث نهم می شود و باید مقاومت برشی تیر هم بند از طریق آرماتورهای برشی قائم تأمین گردد ،آرماتور برشی ارائه شدۀ ETABS (خروجی دستور Spandrel Shear Renforcing) صحیح نبوده لازم است طراحی آرماتورهای برشی قائم تیرهای هم بند مطابق الزامات بند 9-20-6-2 مبحث نهم توسط طراح انجام شود. همچنین در این حالت، آرماتور برشی قطری و خروجی مربوط به دستور Spandrel Diagonal Shear Reinforcing کاربرد ندارد (شکل 2-14).
ب) در مواردی که تیر هم بند، مشمول شرایط بند 9-20-7-5-2 مبحث نهم بوده و باید مقاومت برشی آن از طریق آرماتورهای برشی قطری تأمین گردد، آرماتورهای مذکـور بر مبنای حداکثـر برش حاصل از ترکیب بارهـا محاسبه می شوند و مقدار آنها از خروجی دستور Spandrel Diagonal Shear Renforcing قابل مشاهده است. در این حالت ،تعیین مقدار آرماتورهای قائم تیر هم بند، مستقل از مقدار برش این تیر بوده و لذا خروجی دستور Spandrel Shear Renforcing کاربرد ندارد .متذکر می گردد هنگامی که مقاومت برشی تیر هم بند از طریق آرماتورهای برشی قطری تأمین می گردد، مطابق بند 9-7-4-5-ت، ضریب کاهش مقاومت برشی باید برابر 0.85 در نظر گرفته شود.
پ) در مواردی که تیر هم بند، مشمول شرایط بند 9-20-7-5-3 مبحث نهم می شود مقاومت برشی تیرهم بند را میتوان از طریق آرماتورهای برشی قطری یاآرماتورهای برشی قائم، بسته به نظر طراح تأمین نمود. در این حالت اگر مقاومت برشی تیر هم بند از طریق آرماتورهای برشی قائم تأمین میگردد، روش کار عیناً مشابه توضیحات مشروح در بند الف و اگر مقاومت برشی تیر هم بند از طریق آرماتورهای برشی قطری تأمین می گردد، روش کار عیناً مشابه توضیحات مشروح در بند ب میباشد. بنابراین، خروجی دستور Spandrel Shear Reinforcing در هیچیک از حالات فوق کاربرد نداشته و قابل قبول نمی باشد.
مبحث نهم مقررات ملی ساختمان برای تیرهای هم بند دیوارهای برشی بتن آرمه، ضریب اصلاح سختی یا ضریب ترکخوردگی معرفی نکرده است؛ لیکن همانند دیوارپایهها، معرفی ضریب اصلاح سختی برای اجزای افقی دیوار یا همان تیرهای هم بند نیز ضرورت دارد. این ضریب را میتوان همانند سایر تیرهای بتنی، برابر با 0.35 در نظر گرفت و یا بر مبنای مقادیر ارائه شده و پیشنهادی در سایر مراجع عمل نمود. ATC72-1(2010) درخصوص سختی مؤثر تیرهای هم بند دیوارهای برشی عنوان میکند، در تیرهای هم بند با شرایط Ln/h ≥ 2، تغییرشکلهای غیر ارتجاعی، ناشی از خمش بوده و استفاده از 
را پیشنهاد نموده است. در تیرهای هم بند که 1.4 ≤ Ln/h است ،تغییرشکلهای ناشی از خمش و برش حدودًاً یکسان بوده، رفتار غیر ارتجاعی تیر، عمدتاً ناشی از برش است. در این حالت، استفاده از 
پیشنهاد شده است (مدول برشی در این حالت، معادل 0.25 مدول برشی در حالت معمول است). در روابط مذکور ،Ln، طول دهانه خالص تیر هم بند و h، ارتفاع آن می باشد (شکل2-15). به منظور اصلاح سختی خمشی داخل صفحۀ تیرهای هم بند لازم است از محل دستور زیر ،ضریبf11 آنها برابر با مقدار موردنظر معرفی شود. Assign > Shell > Stiffness Modifiers …همچنین نظر به آنکه در مدلسازی، مقدار مدول برشی بتن برای تمامی اعضا یکسان در نظر گرفته می شود ،اصلاح سختی برشی نیز از طریق ضریب f12 لحاظ گردد. مطابق توضیحات مشروح، ضرایب پیشنهادی 1-ATC72 درخصوص سختی مؤثر تیرهای هم بند دیوارهای برشی به شرح جدول 2-1 است.
برای تیرهای هم بند با نسبت طول دهانه آزاد به ارتفاع ،بین 1.4تا 2، از درون یابی خطی استفاده شود. در این حالت، ضرایب f11=0.15 و f22=1 ثابت بوده ،صرفاً ضریب f12، بین مقادیر 0.25 و 1/0 درون یابی خطی می شود. متذکر میگردد در تیرهای هم بند، ضریب اصلاح مربوط به f22 در تمامی حالات، برابر 1/0 است. (TBI (Tall Building Initiative، راهنمای طراحی بر اساس عملکرد ساختمانهای بلند ،سختی مؤثر تیرهای هم بند دیوارهای برشی را برای تمامی حالات به شرح جدول 2-2 معرفی می کند.
بر این اساس لازم است برای تیرهای هم بند دیوارهای برشی ضریب f11، برابر مقدار ضرایب f12، f22 برابر با 1/0 معرفی شوند.
تذکر 1: معرفی ضرایب اصلاح سختی تیر هم بند به شرح فوق در نرم افزار، مبتنی بر آن است که کاربر، محورهای محلی تیر هم بند را دوران ندهد و امتداد آنها مطابق پیشفرض برنامه باقی بماند (شکل 2-15).
تذکر 2: ضرایب اصلاح سختی عمود بر صفحه تیرهای هم بند دیوارهای برشی( m22 ،m11 و m12) مشابه ضرایب اصلاح سختی عمود بر صفحه اجزای قائم دیوار در طرفین تیر هم بند، معرفی شود.
دیدگاه خود را بنویسید