پرسش های مربوط به دال ها و دیافراگم ها
پیش از پرداختن به پرسشهای مرتبط با مبحث دال ها ابتدا اصطلاحات زیر معرفی میگردد:
دال مجوف یک پوش: آن دسته از دال های مجوف هستند که صرفاً دارای دال پوششی فوقانی( top slab) بوده و بهطور معمول ،حفره ها در زیر سقف، قابل مشاهده می باشند (شکل 3-1).
دال مجوف دو پوش: آن دسته از دال های مجوف هستند که دارای هر دو دال پوششی فوقانی(top slab) و تحتانی (bottom slab) بوده و حفره ها در داخل سقف قرار می گیرند (شکل 3-2).
با توجه به آنکه محاسبه خیزهای آنی و دراز مدت دال ها بر مبنای تحلیلهای غیر خطی در نرم افزار SAFE انجام می شود و در تحلیلهای غیر خطی، سختی مؤثر دال ها و تیرها ناشی از ترک خوردگی آنها بهطور دقیق محاسبهمی شود نباید به دال ها و تیرها ضریب اصلاح سختی تخصص داده شود، لیکن درخصوص اصلاح سختی ستون ها و دیوارهای برشی باید مطابق بند 1-6-6-2-2مبحث نهم عمل شود. متذکر میگردد سختی عمود بر صفحۀ دیوارها و به تبع آن، ضریب اصلاح سختی که برای آنها در نظر گرفته می شود حائز اهمیت فراوان بوده و نقش مؤثری در نتایج این تحلیل خواهد داشت.
همچنین لازم است موارد زیر رعایت گردد:
- درصورتی که دال موردنظر از نوع دال های مجوف دو پوش باشد که توسط یک دال تو پُر 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، معرفی ترکیببارهای مربوط به طراحی آرماتورهای دال و نیز انجام تنظیمات مربوط به طراحی دال ضرورت دارد.
به منظور مدل سازی تیرها در تحلیل ترک خوردگی و محاسبه خیز دال ها می توان به دو روش عمل نمود. روش اول آن است که تیرها توسط المان خطی مدل شوند. در این حالت، نظر به همپوشانی تیرها و دال لازم است بر روی ممان اینرسی و وزن تیر، ضریب 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.
هنگامیکه تحلیل بر مبنای روشهای غیر خطی 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 ها برابر 0.25، تیرها برابر 0.35 و ستونها برابر 0.7 می باشد .همچنین میتوان ضرایب مذکور را مطابق جدول 9-6-2-ب مبحث 9 تعیین نمود. درخصوص ضریب اصلاح سختی داخل صفحه و عمود بر صفحه دیوارهای بتن آرمه به پرسش 2-2 مراجعه شود. درصورتی که دال موردنظر از نوع دال های مجوف دو پوش باشد که توسط یک دال تو پُر مدل می شود لازم است ضرایب تبدیل سختی مقطع تو پر به مقطع تو خالی نیز اعمال گردد.
تذکر: نرم افزار 16 SAFE به صورت خودکار بر روی سختی پیچشی تیرها ضریب 0.1 اعمال می کند .بر این اساس لازم است هنگام طراحی دال ها در SAFE ، ضریب اصلاح سختی پیچشی، عددی تعریف شود که حاصلضرب آن در 0.1، برابر با مقدار نهایی موردنظر شود. مثلاً اگر قرار است برای تیری ضریب اصلاح سختی پیچشی در هنگام تحلیل، برابر 0.35 در نظر گرفته شود باید این ضریب برای تیر موردنظر 3.5 معرفی شود.
درصورت استفاده از نرم افزار ETABS نسخه 16 و بالاتر که قابلیت طراحی آرماتور دال ها را دارا می باشند ،میتوان دال کلیه طبقات را در یک فایل ETABS طراحی نمود. حال آنکه درصورت تمایل به طراحی دال ها در SAFE ، اول آنکه لازم است با توجه به تعداد طبقات، مقادیر بارهای کف و الگوهای تیپ بندی، چندین مدل جهت طراحی دال طبقات ایجاد شود و دوم آنکه در ارسال دال به SAFE ، برخی از اطلاعات مدل، حذف یا تغییر می یابد و لذا لازم است در مدل SAFE اصلاحات یصورت گیرد. از این رو پیشنهاد می گردد طراحی آرماتوردال ها در ETABS انجام شود.
استثناء: درخصوص دال های متشکل از تیرچه های یکطرفه (Ribbed Slab) و دال های مجوف یک پوش، نرم افزار 16 ETABS این نوع دال ها را به دالی تو پُُر با ضخامت یکنواخت و برابر با ضخامت معادل دال مذکور تبدیل میکند و لذا طراحی این نوع دال ها را نادرست انجام میدهد. این مشکل در نسخههای 20 و بالاتر نرم افزار ETABS برطرف شده است. بنابراین جهت طراحی دال های مذکور باید از نرم افزار 20 ETABS و بالاتر یا از نرم افزار SAFE استفاده شود.
تذکر: مدلسازی ناحیه صلب مشترک بین دال و ستون یا دیوار میتواند در نتایج طراحی دال ها )عمدتاً دال های تخت( تأثیرگذار باشد. SAFE ، قابلیت مدلسازی این نواحی صلب را دارد، لیکن ETABS صرفاً در نسخه های 18و بالاتر، این قابلیت را دارا می باشد.
نظر به آنکه لازم است سیستم قائم مقاوم لرزهای سازه (سیستم متشکل از تیرها، ستونها، مهاربندها و دیوارهای برشی) به تنهایی قادر به تحمل کل نیروهای زلزله و اقناع الزامات و محدودیتهای مربوط به جابجاییهای جانبی سازه باشد و با توجه به آنکه دال طبقات، بخشی از سیستم قائم مقاوم لرزهای محسوب نمیشود لازم است جهت طراحی سیستم قائم مقاوم لرزهای از اثر سختی خمشی خارج صفحۀ دال صرفنظر گردد (مگر در مواردی که مطابق توضیحاتی که در ادامه ارائه شده است، سختی مذکور موجب کاهش سهم سیستم قائم مقاوم لرزهای از بارهای جانبی نشود) .تلاشهای خارج از صفحه ناشی از نیروهای زلزله افقی وارد بر سازه وجود ندارد. صرفاً لازم است دال ها تحت اثر بارهای ثقلی، اثرات ناشی از نیروی قائم زلزله و نیز برای اثرات درونصفحۀ ناشی از نیروهای زلزلۀ مربوط به طراحی دیافراگم، طراحی شوند.
تذکر: دال ها در نقش دیافراگم، سیستم افقی مقاوم لرزهای محسوب می گردند؛ اگرچه در سیستم های از نوع دال-ستون، بسته به شرایط ممکن است دال در باربری جانبی نیز مشارکت داشته باشد.
توضیحات تکمیلی:
در سیستم های متشکل از سقف های دال-تیر، بخشی از دال در مجاورت تیرها و در محدودۀ عرض مؤثر ،بهعنوان بال تیر عمل نموده، سختی و مقاومت تیر را افزایش میدهد که مطابق با ضوابط مبحث 1 و ACI318 لازم است این موضوع در روند محاسبات لحاظ گردد. درصورتی که ارتفاع تیرها نسبت به ضخامت دال، چندان زیاد نباشد مشارکت دال در باربری جانبی سازه می تواند قابل توجه محسوب گردد. در این حالت بخشی از برش دال به طور مستقیم به ستونها منتقل می شود و میتوان انتظار داشت که علاوه بر قابهای تیر-ستونی، به نوعی قابهای دال-ستونی نیز تشکیل و بخشی از بارهای جانبی وارد بر سازه که سهم سیستم قائم مقاوم لرزهای است را جذب نماید. در این شرایط اگر هنگام مدلسازی از سختی خمشی دال ها صرفنظر نشود، سیستم قائم مقاوم لرزهای برای تحمل کل نیروهای جانبی نظیر با برش پایۀ موردنظر، طراحی نخواهد شد که نادرست است. مطابق با ضوابط بندهای 9-10-9-11-2 و 9-10-9-11-3 مبحث 9، در مواردی که ارتفاع تیرها در مقایسه با ضخامت دال به گونه ای باشد که رابطۀ 
برقرار باشد میتوان انتظار تشکیل قاب های دال-ستونی و به تبع آن کاهش نسبی عملکرد قابهای تیر-ستونی را داشت. 
در مبحث 9 معرفی شده اند. (در مثال 3-1، نحوه محاسبۀ ارائه گردیده است.در مقابل رابطه 
برقرار باشد،مشارکت دال در باربری جانبی، قابل توجه نبوده و انتظارتشکیل قاب های دال-ستونی نمی رود .لذا حتی اگر درمدلسازی از سختی خمشی دال ها صرفنظر نشود، عمًلاً کاهشی در سهم باربری جانبی سیستم قائم مقاوم لرزهای ایجاد نخواهد شد. در این حالت انتظار میرود نتایج حاصل از مدلی که در آن تیرها به صورت مستطیلی مدل می شوند و از سختی خمشی دال صرفنظر نمی شود با نتایج مدلی که در آن تیرها با مقطع T و L (یا مستطیل معادل آنها؛ مطابق توضیحات مشروح ذیل بند ب) مدل می شوند و از سختی خمشی دال صرف نظر می شود ،یکسان باشد. بر این اساس و با توجه به توضیحات فوق ،جزئیات مدلسازی و طراحی به شرح ذیل می باشد.
الف) تمامی تیرها شرط را اقناع می نمایند
در این حالت ،دال ها از نوع Shell مدل شوند و ضرایب اصلاح سختی مربوط به m22 ،m11 و m12 آنها برابر 0.25 معرفی گردد. بنابراین با توجه به آنکه اثر سختی دال به طور مستقیم لحاظ می گردد باید تیرها را با مقطع مستطیلی مدل نمود(عملکرد بالهای تیر از طریق لحاظ نمودن سختی دال منظور میگردد). در این حالت به دلیل همپوشانی دال و تیر در محدودۀ عرض جان تیر ،یکبار سختی تیر و یکبار سختی دال، به طور مضاعف محاسبه می شود که لازم است طراح در تعیین ضریب اصلاح سختی خمشی تیر، اثر این موضوع را لحاظ نماید . متذکر می گردد نرم افزار ETABS به صورت پیشفرض ،دال را در وسط ارتفاع تیر و نه در محل واقعی آن در نظر میگیرد و لذا باید در محاسبه ضریب اصلاح سختی ناشی از همپوشانی به این موضوع توجه شود .با فرض استفاده از ضریب 0.35 جهت اصلاح سختی خمشی تیرها و ضریب 0.25 جهت اصلاح سختی خمشی دال ،ضریب اصلاح سختی خمشی نهایی تیرها با در نظر گرفتن اثر همپوشانی مذکور ،مطابق روابط 3-1و 3-2 قابل تعیین است.
طراحی تمامی اعضای سیستم قائم مقاوم لرزهای غیر از موارد زیر و نیز طراحی دال ها در همین مدل انجام می شود، لیکن برای موارد زیر باید از مدل دیگری استفاده نمود.
1-طراحی آرماتور برشی تیرها: در قابهای خمشی متوسط، مطابق بند 9-20-5-2-4-1-الف مبحث نهم، طراحی آرماتورهای برشی بر مبنای برش نظیر با لنگر خمشی مقاوم اسمی( Mn)دو انتهای تیر و در قابهای خمشی ویژه، مطابق بند 9-20-6-2-4-1 آن مبحث، طراحی آرماتورهای برشی بر مبنای برش نظیر با لنگر خمشی مقاوم محتمل( Mpr ) دو انتهای تیر انجام میشود. به منظور محاسبه Mn و Mpr، اثر بال تیر و آرماتورهای موجود در این ناحیه در نظر گرفته می شود. از این رو با هدف طراحی آرماتور برشی تیرها از مدلی استفاده شود که در آن تیرها با مقطع T و L، یا مستطیل معادل آنها مدل می شوند.
در این حالت، دال ها نیز باید یا بهصورت Membrane مدل شوند و یا اگر از نوع Shell مدل می شوند ،ضرایب اصلاح سختی مربوط به m22 ،m11 و m12 آنها مقدار کوچکی نظیر 0.01 معرفی گردد .
2-کنترل برش گره اتصال: محاسبه برش گره اتصال در قابهای خمشی متوسط و ویژه به ترتیب، مبتنی بر Mn و Mpr مقطع تیرها در مجاورت گره اتصال است .از این رو لازم است برای انجام این کنترل از مدل مشروح در بند الف-1 استفاده شود، با این توضیح که در این کنترل باید تیرها با مقطع مستطیل معادل ،مدلسازی شوند. علت آن است که معرفی مقطع تیرها بهصورت T و L موجب می شود نرم افزار در تشخیص وضعیت محصورشدگی گره اتصال، دچار خطا شود و لذا کنترل برش گره اتصال نیز به طور صحیح انجام نشود.
3– کنترل حداقل مقاومت خمشی ستونها (تیرضعیف-ستون قوی)؛ موضوع بند 9–20–6–4 مبحث 9: در این کنترل نیز به دلیل نیاز به محاسبه لنگر خمشی مقاوم اسمی دو انتهای تیر و ستون لازم است از مدل مشروح در بند الف-1 استفاده شود.
تذکر 1: در انجام موارد الف-1 تا الف-3 باید نکات مشروح در پرسش 5-1 نیز مدنظر قرار گیرد.
تذکر 2: حتی در مواردی که شرایط بند الف برقرار باشد میتوان از روش مشروح در بند ب استفاده نمود.
ب) تمامی یا برخی از تیرها شرط را اقناع نمی نمایند
مطابق با توضیحاتی که پیشتر ارائه گردید، در این حالت مشارکت دال در باربری جانبی میتواند قابل توجه باشد .بر این اساس و با هدف جلوگیری از مشارکت سختی خمشی خارج صفحۀ دال در باربری جانبی لازم است دال ها بهصورت Membrane مدل شوند و یا اگر از نوع Shell مدل می شوند، ضرایب اصلاح سختی مربوط به معرفی گردد؛ لیکن نظر به آنکه مطابق ضوابط مبحث نهم، بخشی از دال در مجاورت تیرها و در محدودۀ عرض مؤثر ،به عنوان بال تیر عمل نموده و سختی تیر را افزایش می دهد باید اثرات این بخش از دال در مشخصات تیرها منظور گردد .بدین منظور لازم است تیرها بر اساس یکی از دو روش زیر مدل شوند.
روش اول؛ معرفی مقطع تیرها بهصورت T و L: تیرها بسته به شکل مقطع شان، عیناً با مقطع T و L مدل میشوند. توجه شود که در تعریف مقاطع T و L در نرم افزار، بال مقطع در ناحیه فوقانی تیر قرار گرفته باشد.
روش دوم؛ معرفی مقطع تیرها بهصورت مستطیل معادل:
تیرها با مقطع مستطیلی مدل می شوند، لیکن لازم است ضریب تبدیل ممان اینرسی مقطع مستطیلی به مقطع T و L بر روی آنها اعمال گردد. متذکر میگردد این ضریب باید علاوه بر ضریب اصلاح سختی خمشی ناشی از ترکخوردگی اعمال شود. 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. ضریب تبدیل ممان اینرسی مقطع برای کلیه تیرها یکسان نبوده و بهازای مقاطع مختلف، متفاوت است. نظر به آنکه محاسبه و معرفی این ضریب برای هر یک از تیرها بهصورت متفاوت، دشوار و زمانبر است میتوان ضریب نهایی اصلاح سختی خمشی (حاصلضرب ضریب نظیر با ترک خوردگی و ضریب تبدیل ممان اینرسی مقطع مستطیلی به مقاطع T و L) را برای تمامی تیرهای مستطیلی معادل T، برابر با 0.5 و برای تمامی تیرهای مستطیلی معادل L، برابر با 0.45 در نظر گرفت. توضیح آنکه مطابق تفسیر بند R6.6.3.1.1 استاندارد –ACI31819 می توان ممان اینرسی مقطع T شکل را دو برابر ممان اینرسی مقطع مستطیلی جان آنها در نظر گرفت. بند 24.2.3.6 استاندارد مذکور نیز عنوان می کند ممان نظیر با لنگرهای مثبت و منفی مقطع در نظر گرفته شودکه به دلیل نوع ترک خوردگی مقطع تحت لنگرهای مثبت و منفی، مقطعِ تحت لنگر مثبت به صورت T و مقطعِ تحت لنگر منفی، به صورت مستطیلی به عرض جان عمل می کند. بر این اساس، تحت لنگر مثبت، ضریب 2 و تحت لنگر منفی ضریب 1/0 مصداق می یابد که متوسط آن، ضریب 1.25 خواهد بود. با اعمال این ضریب بر روی ضریب ترکخوردگی معمول که برابر 0.35 است، برای مقاطع T، ضریب نهایی تقریبی بر روی مقطع مستطیل معادل آنها برابر 0.45 خواهد شد.
به همین منوال برای مقاطع L تحت لنگر مثبت، ضریب 1.5 و تحت لنگر منفی همان ضریب 1.0 مصداق می یابد که متوسط آن ضریب 1.25 است. با اعمال این ضریب بر روی ضریب ترک خوردگی معمول که برابر 0.35 است، ضریب نهایی تقریبی بر روی مقطع مستطیل معادل آنها برابر 0.45 خواهد شد(
).
تذکر 1: بر اساس مدل بند ب و معرفی تیرها بر اساس هر یک از روش های مشروح در این بند، طراحی تمامی اعضای سیستم قائم مقاوم لرزهای در همین مدل انجام می شود، لیکن جهت طراحی آرماتورهای خمشی و البته پیچشی تیرها باید از مدل دیگری استفاده نمود. توضیح آنکه با مدل کردن تیرها بر اساس روش بند ب، اثر قسمتی از دال که در عرض مؤثر تیر قرار گرفته و به عنوان بال تیر عمل می کند به طور مستقیم در طراحی آرماتورهای خمشی تیر لحاظ میگردد و از طرفی آرماتورهای خمشی دال که جداگانه بر مبنای طراحی دال تعیین می شوند و در محدوده بال تیر قرار می گیرند نیز عملاً به آرماتورهای خمشی تیر اضافه شده و منجر به افزایش ناخواستۀ ظرفیت خمشی تیر خواهند شد. با هدف طراحی صحیح تر آرماتورهای خمشی و البته آرماتورهای پیچشی تیرها لازم است صرف نظر از مقدار تیرها ،از مدلی به شرح روش بند الف استفاده شود. طراحی دال ها نیز باید بر اساس مدل مشروح در بند الف انجام شود.
تذکر 2: به منظور طراحی آرماتور برشی تیرها، کنترل برش گره اتصال و نیز کنترل تیر ضعیف-ستون قوی باید مطابق بندهای الف-1 تا الف-3 و با رعایت توضیحات مشروح در پرسش 5-1 عمل شود.
در استفاده از روش بندهای الف و ب، به دلیل همپوشانی بخشی از سقف با تیر، وزن این بخش، هم از طریق تیر و هم از طریق دال، عملاً دوبار محاسبه می شود. بنابراین در معرفی مقطع تیرها لازم است با استفاده از ضریب اصلاح جرم و وزن، خطای مذکور اصلاح گردد. ضمناً کنترل تغییرمکانهای جانبی سازه در مدلی انجام شود که در آن تیرها با مقطع T و L یا مستطیل معادل آنها معرفی می شوند.
مثال3-1: نحوه محاسبۀ
در سقف شکل 3-4 قصد داریم نسبت را برای تیر B محاسبه نماییم. علت انتخاب تیر B آن است که عمدتاً تیرهای با دهانه های بلندتر ،بحرانی تر از سایر تیرها می باشند و چنانچه ابعاد تمامی تیرها یکسان باشد ،تیرهای دارای طول بیشتر، نسبت کمتری خواهند داشت. ضخامت دال موردنظر برابر 20، عرض تیر B برابر 45 و ارتفاع آن برابر 60 سانتیمتر فرض می شود (شکل 3-5).
عرض مؤثر تیر B برابر است با:
در این خصوص ،بر اساس تعداد طبقات و ارتفاع سازه از روی تراز پایه میتوان دو حالت، به شرح ذیل را بیان نمود. در ابتدا متذکر می گردد، آنچه در ادامه بیان گردیده، صرفاً مربوط به اثر تلاش های خارج از صفحه ناشی از نیروهای زلزله افقی وارد بر سازه است که در طراحی سیستم قائم مقاوم لرزهای، مورد استفاده قرار می گیرد. بدیهی است همواره باید دال ها به عنوان دیافراگم، تحت نیروهایی که استاندارد 2800 جهت طراحی دیافراگم ها مقرر نموده، طراحی شوند و ضوابط مربوط به دیافراگم ها را اقناع نمایند.
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 ساختمان های حداکثر تا 3 طبقه یا کوتاهتر از 10 متر مجاز می باشد. 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 مقاوم لرزهای سازه محسوب می گردد لازم است دال ها به صورت Shell مدل شوند و ضرایب اصلاح سختی خمشی آنها شامل m22 ،m11 و m12، برابر با 0.25 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 ساختمانهای با اهمیت بسیار زیاد و همچنین در مناطق با خطر نسبی زلزله بسیار زیاد ،استفاده از این سیستم، مجاز نمی باشد.
تذکر: درصورتی که دال تخت موردنظر، از نوع دال مجوف دو پوش باشد لازم است اثر ضریب تبدیل مقطع تو پُُر به مقطع تو خالی نیز باید در محاسبات منظور شود.
ب) در ساختمان های بیش از 3 طبقه و بلندتر از 10 متر و نیز در مواردیکه بهدلیل محدودیتهای بند 9-20-5-5-9 مبحث نهم ،استفاده از سیستم متشکل از سقف دال تخت یا قارچی همراه با ستون ها به عنوان سیستم قاب خمشی مجاز نمی باشد، سیستم مقاوم لرزهای از نوع سیستم قاب ساختمانی محسوب می گردد. در این حالت ،دال طبقات و همچنین ستون ها عضوی از سیستم مقاوم لرزهای محسوب نمی شوند. لذا جهت تحلیل و طراحی سازه به شرح زیر عمل شود:
- دال طبقات و ستون ها صرفاً تحت بارهای ثقلی و اثرات ناشی از نیروی قائم زلزله طراحی می شوند ،لیکن لازم است ضوابط بند 9-20-10 مبحث نهم درخصوص آنها رعایت شود.
- طراحی سیستم مقاوم لرزهای سازه در قالب دو فایل به شرح ذیل انجام شود:
فایل اول: از اثر سختی خمشی دال در طراحی سیستم مقاوم لرزهای سازه صرف نظر گردد. بدین منظور می توان دال ها را به صورت Membrane مدل نمود و یا درصورتی که از نوع Shell مدل می شوند ضرایب اصلاح سختی مربوط به m22 ،m11 و m12 آنها مقدار کوچکی نظیر 0.01 معرفی شود. ضمناً لازم است از سختی خمشی ستون ها (غیر از ستون های مرزی دیوارها درصورت وجود) صرف نظر گردد. بدین منظور، ضریب اصلاح سختی خمشی ستون ها (ضرایب مربوط به 33I و 22I) مقدار کوچکی نظیر 0.25 معرفی شود و اتصال پای ستون ها به Base نیز مفصلی مدل شود. سپس، سازه تحلیل و دیوارهای برشی طراحی شوند.
فایل دوم: با هدف بررسی اثر اندرکنش دال با اعضای مقاوم لرزهای سازه و به طور کلی لحاظ نمودن تأثیر دال بر عملکرد سیستم مقاوم لرزهای سازه، دال ها 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 ستون ها برابر با 0.7 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 شامل اثر نیروی قائم زلزله) میباشد. لازم به ذکر است، بر مبنای نیروهای ایجاد شده در ستون ها در این فایل، جزئیات آرماتورگذاری آنها مطابق با ضوابط بند 9-20-10-3 تعیین شود.
تذکر 1: درصورتی که دال تخت موردنظر، از نوع دال مجوف دو پوش باشد لازم است اثر ضریب تبدیل مقطع تو پُُر به مقطع تو خالی نیز در محاسبات منظور گردد.
تذکر 2: 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. بسیاری از طراحان معتقدند ،صرف نظر از آنکه در سیستم فوق، دال طبقات و ستون ها اعضای غیر مقاوم لرزهای محسوب می شوند، علیرغم رعایت ضوابط بند 9-20-10 مبحث 9 و 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 به طور محافظه کارانه این اعضا در فایل دوم تحت کلیه ترکیب بارهای شامل نیروهای افقی و قائم زلزله طراحی شوند. به عنوان مثال در ستون های ابتدا و انتهایی قابها ممکن است نیروهای محوری کششی ناشی از اثر نیروهای زلزله افقی وارد بر سازه موجب وقوع آسیب هایی در این ستون ها شود و یا به واسطۀ اثر نیروی زلزله افقی وارد بر سازه، لنگرهای خمشی بعضاً قابل ملاحظهای در محل اتصال دال به ستون ها و دیوارها ایجاد 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.
بر مبنای پاسخ پرسش های شماره 3-4 و 3-5 و البته با در نظر گرفتن نکات پرسش 3-3، درصورتی که طراح قصد داشته باشد دال طبقات را صرفاً تحت اثر ترکیب بارهای ثقلی و ترکیب بارهای شامل اثر نیروی قائم زلزله طراحی نماید می تواند جهت ارسال اطلاعات دال به SAFE از گزینه Export Floor Loads and Loads from above استفاده نماید؛ لیکن اگر طراح 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 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 از نوع Semi Rigid در نظر گرفته شوند.
تذکر: هنگام تحلیل مدل دال در SAFE ، گزینه 2D Plate در بخش تنظیمات تحلیل، تیک نشود. به عبارتی مدل باید در حالت سه بعدی تحلیل شود.
7- درصورتی که سازهای در ETABS به روش دینامیکی تحلیل شده باشد و طراح قصد داشته باشد طراحی آرماتورهای دال ،تحت اثر تلاش های خارج از صفحه ناشی از نیروهای زلزله افقی وارد بر سازه را در SAFE انجام دهد آیا استفاده از نتایج تحلیل دینامیکی ETABS برای این منظور قابل قبول است؟
خیر .به منظور طراحی آرماتورهای دال در SAFE باید از نتایج تحلیل استاتیکی سازه در ETABS استفاده شود.
صرف نظر از آنکه دال ها و البته دیگر اعضای سازهای ،عضو سیستم مقاوم لرزهای سازه هستند یا خیر، لازم است تأثیر مشارکت سختی آنها در تعیین زمان تناوب تحلیلی سازه لحاظ گردد. بدین منظور، دال ها از نوع Shell مدل می شوند و ضرایب اصلاح سختی مربوط به m22 ،m11 و m12 آنها برابر با 0.35 معرفی می گردد (1/4 برابر ضریب 0.25) که البته اگر دال موردنظر از نوع دال های مجوف دو پوش باشد (که بصورت یک دال تو پُُر مدل می شود) لازم است ضرایب تبدیل سختی مقطع تو پُر به مقطع تو خالی نیز اعمال گردد. با توجه به آنکه دال ها از نوع Shell مدل می شوند مشبندی آنها ضرورت دارد. ضریب اصلاح سختی خمشی ستون ها و نیز دیوارهای برشی درصورت وجود، برابر با 1/0 معرفی شود .ضریب اصلاح سختی خمشی تیرها نیز درصورت وجود ،برابر با 0.5 معرفی گردد. این ضرایب بر مبنای ضابطه بند 3-3-3-3 ویرایش چهارم استاندارد 2800 می باشد.
مدلسازی دال های مجوف دو پوش در نرم افزار به صورت یک دال تو پُر انجام می شود، لیکن لازم است سختی های آن اصلاح گردد. سختی خمشی خارج صفحۀ دال ها باید توسط ضریب تبدیل ممان اینرسی مقطع تو پُُر به مقطع مجوف اصلاح گردد. همچنین لازم است سختی برشی خارج صفحۀ آنها توسط ضریب تبدیل سطح مقطع کل مقطع تو پُر، به سطح مقطع جانِ مقطع مجوف (حاصلضرب ارتفاع کامل مقطع در ضخامت جان) اصلاح گردد. متذکر می گردد علاوه بر اصلاحات فوق لازم است وزن و جرم دال نیز از طریق ضرایب تبدیل جرم و وزن مقطع تو پُُر به مقطع مجوف اصلاح گردد. ضریب اصلاح سختی خمشی خارج صفحۀ دال ها از طریق گزینه های m22 ،m11 و m12 و ضریب اصلاح سختی برشی خارج صفحۀ آنها از طریق گزینههای V13 و V23 به نرم افزار معرفی میشود. علاوه بر این ضرایب ،اثر کاهش سختی ناشی از ترکخوردگی نیز باید در نظر گرفته شود. متذکر می گردد درصورتی که این دال ها در نرم افزار SAFE و با هدف انجام تحلیل های ترک خوردگی به منظور تعیین خیز مدل می شوند، صرفاً ضرایب تبدیل مقطع تو پُُر به مقطع مجوف تعریف می گردد و نباید ضرایب ترکخوردگی معرفی شوند(به پرسش9 مراجعه شود).
در ساختمانهای حداکثر تا 3 طبقه و 10 متر ارتفاع که مطابق بند 3-3-5-5 ویرایش چهارم استاندارد 2800، استفاده از دال تخت و قارچی به عنوان قاب خمشی مجاز می باشد لازم است ضریب اصلاح سختی خمشی خارج صفحۀ دال بر اساس حاصلضرب ضریب ترک خوردگی در ضریب تبدیل ممان اینرسی مقطع تو پُُر به مقطع مجوف تعیین شود. ضریب اصلاح سختی خمشی دال ،ناشی از ترک خوردگی، برابر 0.25 می باشد که البته میتوان آن را بر مبنای جدول 9-6-2-ب نیز تعیین نمود .درخصوص ضریب اصلاح سختی برشی خارج صفحه دال، مبحث نهم ضریبی جهت کاهش سختی ناشی از ترک خوردگی معرفی نکرده است، لذا صرفاً ضریب تبدیل مقطع تو پُُر به مقطع مجوف معرفی شود. در مورد سایر ساختمان ها که در آنها دال طبقات، عضو غیر مقاوم لرزهای محسوب می شود، در حالیکه با هدف طراحی اعضای مقاوم لرزهای سازه از سختی و مشارکت دال صرفنظر می شود لازم است ضریب اصلاح سختی مربوط به گزینه های m22 ،m11 و m12 دال، مقدار کوچکی نظیر 0.01 معرفی شود. لیکن، زمانیکه قصد طراحی آرماتورهای دال (تحت بارهای ثقلی و نیروی قائم ناشی از زلزله) را داشته باشیم لازم است ضرایب اصلاح سختی خمشی و برشی خارج صفحه دال، مشابه آنچه در مورد ساختمانهای حداکثر تا 3 طبقه و 10 متر بیان گردید، به دال تخصیص یابد.
الف)دالهای مجوف دو پوش: درصورتی که عملکرد این دال ها بصورت دوطرفه باشد و به عنوان دال دوطرفه محسوب شوند مشمول رعایت حداقل آرماتور خمشی بر طبق بند 9-10-7-1-2 برابر با 0.0018Ag می باشند. در شرایط خاصی که به تشخیص طراح، دال بصورت یکطرفه عمل می کند، نیازی به رعایت حداقل آرماتور خمشی در راستایی که لنگر ناچیز است نبوده و صرفاً لازم است در راستای مذکور، آرماتور حداقل حرارت و جمع شدگی مطابق بند 9-19-4 رعایت گردد که میتوان نیمی از آرماتور حرارت و جمع شدگی را در وجه فوقانی و نیم دیگر را در وجه تحتانی قرار داد. متذکر می گردد شرط نسبت 2 به 1 ابعاد دهانه های دال که در میگردد شرط نسبت 0 به 1 ابعاد دهانه های دال که در اغلب کتب و مراجع بتن به عنوان یک روش جهت تشخیص یک یا دوطرفه بودن دال پیشنهاد می شود، صراحت آیین نامهای نداشته و الزاماً نمیتواند به عنوان یک معیار قطعی جهت تشخیص نوع رفتار دال، مدنظر قرار گیرد. عوامل متعددی از جمله سختی نسبی دال و تیرها نیز میتواند در تعیین رفتار دال، مؤثر باشد. از این رو توصیه می شود در دالها همواره در هر دو امتداد دهانه دال، آرماتور خمشی حداقل مطابق بند 9-10-7-1-2 برای هر دو آرماتور فوقانی و تحتانی رعایت شود.
مبحث نهم و ACI318 چگونگی تعیین آرماتور خمشی حداقل دال های مجوف را به صراحت بیان نکرده اند. اغلب مراجع بتن عنوان می کنند، آرماتور خمشی حداقل در دال ها با هدف برقراری رابطۀ 
و جلوگیری از گسیختگی تُرد بکار گرفته می شود که در این رابطه Mn مقاومت خمشی اسمی مقطع، نظیر با آرماتور خمشی لنگر ترکخوردگی مقطع است. بر مبنای Mcr حداقل و بررسی شرایط مذکور در دال های مجوف دو پوش، آرماتور خمشی حداقل از رابطۀ 0.0018Ag تعیین می شود که در این رابطه بایدAg سطح مقطع دال بدون کاهش مساحت حفره ها درنظر گرفته شود. در راهنمای طراحی خود، آرماتور خمشی حداقل دال های مذکور را همینطور محاسبه نموده است. نظر به آنکه مدلسازی دالهای مجوف دو پوش در نرم افزار بصورت یک دال توپُر به ارتفاع کل دال انجام می شود و صرفاً با اعمال ضرایب اصلاح سختی و وزن، اثر حفره ها منظور میگردد ( به پرسش شماره 9 مراجعه کنید).
محاسبۀ آرماتور خمشی حداقل این دالها توسط نرمافزار، قابل قبول است.
مثال : حداقل آرماتور خمشی دال مجوف دو پوش شکل 3-6 چه مقدار می باشد؟ ابعاد قالب 20*50*50 سانتی متر است.
ب) دالهای مجوف یکپوش: نرم افزار SAFE آرماتور، حداقل دالهای مذکور را بر اساس مساحت جان و بر اساس رابظه 0.0018Ag محاسبه میکند که برای این دالها صحیح نمیباشد. لذا آرماتور حداقل این دالها باید توسط طراح محاسبه شود. همانطور که پیشتر عنوان گردید، مبحث 9 ACI318 درخصوص چگونگی تعیین آرماتور حداقل دالهای مجوف بهطور مشخص ضابطهای ندارند. اگر مبنای تعیین آرماتور خمشی حداقل دالها، برقراری رابطۀ در نظر گرفته شود لازم است آرماتور خمشی حداقل در هر دو وجه تحتانی و فوقانی تیرچهها (Ribs) بر مبنای مقادیر حاصل از روابط 9-11-1-الف و ب مبحث 9، هرکدام باشد بیشتر باید تعیین شود.
تذکر: آرماتور خمشی حداقل، نظیر با لنگر منفی، شامل کلیه آرماتورهایی است که در ناحیه فوقانی جان و عرض مؤثر بال قرار دارند. در بخشهایی از دال که محتمل به وقوع لنگر منفی نمیباشند )مبتنی بر تمامی ترکیبهای بارگذاری، شامل نیروهای زلزله(، میتوان بهجای آرماتور خمشی حداقل بر مبنای روابط فوق، آرماتور حداقل را بر مبنای 0.0018Ag تعیین نمود که در این رابطه، Ag سطح مقطع دال فوقانی (top slab) است.
مثال 3–3: برای دال مجوف یک پوش شکل 3-7، حداقل آرماتور خمشی تیرجه ها و آرماتور حداقل دال فوقانی را تعیین نمایید. آرماتورهای مصرفی از نوع S400 و بتن مصرفی از رده C30 میباشد. پوشش تا مرکز آرماتورهای خمشی تیرجه ها 3.5 سانتیمتر و متوسط عرض جان تیرجه ها نیز برابر 12.5 سانتیمتر است. حداقل آرماتور خمشی تحتانی تیرجه ها، به شرح زیر تعیین می گردد.
در نواحی محتمل به وقوع لنگر منفی لازم است برای بخش فوقانی دال نیز آرماتور حداقل به میزان 1.25 سانتیمتر مربع تأمین گردد. این میزان آرماتور باید در محدوده جان و عرض مؤثر بال، مجموعاً برابر با 60 سانتیمتر اجرا شود(شکل 3-7-الف). فواصل این آرماتورها مطابق بند 9-10-7-3-2 مبحث 9، به شرح زیر تعیین می گردد.
در بخش هایی از دال که محتمل به وقوع لنگر منفی نمی باشد میتوان برای بخش فوقانی دال، آرماتور حداقل را به میزان حاصل از رابطه زیر را تأمین نمود که معادل آرماتور افت و حرارت است (شکل 3-7-ب). در این حالت، فواصل آرماتورها نیز باید مطابق بند 9-19-4-5 مبحث 9 تعیین گردد.
و
در نرم افزار ETABS میتوان دیافراگم ها را به صورت Rigid یا Semi Rigid مدل نمود. یک حالت نیز آن است که دیافراگمی به کف ها تخصیص داده نشود.
درصورتی که دیافراگم کف از نوع Rigid باشد سختی درون صفحه المان های سطحی و سختی محوری تیرهای داخل دیافراگم، بینهایت در نظر گرفته می شود و از تغییرشکل های نسبی درون صفحۀ سقف و عناصر آن صرفنظر می شود .همچنین توزیع نیروهای جانبی بر مبنای سختی جانبی عناصر قائم مقاوم لرزهای انجام می شود. نرم افزار در این حالت، اثر پیچش تصادفی تعریف شدۀ کاربر را در محاسبات منظور خواهد نمود.
درصورتی که دیافراگم کف از نوع Semi Rigid باشد ،سختی درون صفحۀ المانهای سطحی و سختی محوری تیرهای افقی و به تبع آنها تغییرشکل های نسبی درون صفحۀ کف و اجزای آن، در روند تحلیل در نظر گرفته می شود. بر این اساس، توزیع نیروهای جانبی ،مبتنی بر عوامل مختلف از جمله سختی جانبی عناصر قائم مقاوم لرزهای و همچنین سختی و تغییرشکل های درون صفحۀ دیافراگم خواهد بود. در این حالت نیز نرم افزار ، اثر پیچش تصادفی تعریف شده کاربر را در محاسبات منظور خواهد نمود.
حالت دیگر آن است که دیافراگمی به کف ها اختصاص داده نشده است. در این حالت، شرایط عیناً مشابه دیافراگم های Semi Rigid خواهد بود، با این تفاوت که نرم افزار ، اثر پیچش تصادفی تعریف شده کاربر را نادیده می گیرد.
تذکر 1: در مواردی که دیافراگم از نوع Rigid نباشد جهت محاسبه سختی درون صفحۀ دیافراگم و اجزای کف و همچنین تأثیر آن بر توزیع نیروهای جانبی ،مدلسازی عنصر سطحی کف و تعریف مشخصات صحیح آن ضرورت دارد.
تذکر 2: درخصوص ضریب اصلاح سختی درونصفحۀ دیافراگم ها ضابطهای در مبحث نهم مقرر نشده است. لذا با توجه به عدم صراحت آییننامه، انتخاب این ضریب بر عهده طراح است. برخی مراجع نظیر TBI این ضریب را بین 0.15 تا 0.5 معرفی می کنند. در مواردی که هدف ،صرفاً تحلیل مدل سازه و طراحی اعضای مقاوم لرزهای سازه است (منظور آنکه هدف، طراحی دیافراگم نیست) ،برخی طراحان، این ضریب را برای دیافراگم طبقات، برابر 0.6 و برای دیافراگم محصور بین دیوارهای حائل، برابر 1.0 در نظر می گیرند.
بله. حتی در مواردی که مطابق ضوابط استاندارد 2800، دیافراگم کف از نوع صلب محسوب شده باشد ،مدلسازی آنها به صورت Semi Rigid بلامانع است .
به عبارتی در این حالت میتوان دیافراگم ها را به هر دو صورت Rigid یا Semi Rigid مدل نمود.
تذکر: درصورتی که طراح، قصد طراحی یا کنترل صلبیت دیافراگم را داشته باشد الزاماً باید دیافراگم به صورت Semi Rigid مدل شود. علت آن است که در صورت مدلسازی دیافراگم ها به صورت صلب ،تغییرشکل های درون صفحۀ دیافراگم محاسبه نخواهد شد .همچنین درصورت صلب بودن دیافراگم کف، برنامه قادر نخواهد بود نیروهای داخلی دیافراگم را که جهت طراحی اجزای آن مورد نیاز است محاسبه نماید.
دیدگاه خود را در مورد مطلب این صفحه بنویسید