نحوه کنترل مقاومت ستونها بر اساس ویرایش جدید مبحث10 (قسمت دوم )

در این قسمت برای اینکه برخی ابهامات مربوط به کنترل ستون ها بر اساس ویرایش جدید مبحث 10 برطرف شود ، سعی کردم پاره ای از سوالات مطرح شده در سایت ایران سازه رو به همراه جوابهای اون در وب قرار بدم تا شما عزیزان از چند و چون این تغییرات بیشتر آگاهی پیدا کنید.

    در این قسمت طرح سوال و جوابهایی به تکاتی می پردازیم 

سوال :

فرق قاب مهاربندی شده همگرای ویژه و معمولی در چیست؟

جواب :

برای آشنایی با فرق این دو سیستم باید مبحث دهم بخش 10-3-9-2 را به طور کامل مطالعه فرمایید. فرقها زیاد است و سیستم ویژه محدودیتهای زیادی دارد. از جمله :

-لزوم توزیع نیروها بین بادبندهای کششی و فشاری با نسبت حداکثر 30 به70 در هر محور - 

 -لزوم فشرده لرزه ای بودن مقطعستونهای دهانه بادبندی 

 - محدودیت در اتصالات بادبندی بیش از حالت عادی 

 -محدودیت در ضریب لاغری، محدودیت در وصله بادبندها و ... 

این بحث مربوط به سازه های با مهاربند در حد شکلپذیری ویژه است و برای سازه های با حد شکلپذیری کم که کاربرد بیشتری دارد اجباری نیست. البته در ویرایش قبلی آیین نامه که تنها یک سیستم مهاربندی هم محور وجود داشت این ضابطه به طور کلی اجباری بود.

بر این اساس در هر محور شما باید نیروها را به گونه ای توزیع نمایید که در هر طبقه کل نیروی برشی توزیع شده به نسبت حداکثر 30 و 70 درصد بین بادبندهای کششی و فشاری توزیع گردد. یعنی نمیشود توزیع به گونه ای باشد که مثلاً 80 درصد نیروها به بادبندهای فشاری برسند و 20 درصد به کششیها و بالعکس. به این ترتیب به نظر میرسد که حالتی که در هر محور فقط یک بادبند قطری وجود دارد نادرست باشد. (البته در حد شکلپذیری زیاد) و حتماً باید دو بادبند یکی فشاری و دیگری کششی در هر محور وجود داشته باشد. (میتوان از یک دهانه ضربدری استفاده کرد(

هر محور هم شامل تمام بادبندهایی است که به صورت موازی هم قرار داشته و فاصله آنها در راستای محور عمود بر راستای آنها کمتر از 10 درصد بعد ساختمان در پلان است. (این تعریف قبلاً در UBC 97 وجود داشت که به ویرایش جدید مبحث دهم هم راه پیدا کرده است)

سوال : 

یعنی اگر فاصله محورها بیشتر از یک متر باشد شامل این بند نمی شود؟!

جواب :

بله یعنی محورهایی که بیش از ده درصد بعد ساختمان با هم فاصله دارند با هم سنجیده نمیشوند و هر محور جداگانه باید شامل این بند باشد.

سوال :

در ETABS چطور می توان مهاربند را بصورت کششی تنها طراحی نمود؟

جواب :

البته شاید طراحی با کشش تنها خیلی اقتصادی هم نباشد چون مجبوریم که بادبندهای فشاری را نادیده بگیریم و از کمک آنها صرفنظر کنیم. شاید اگر فرض کنیم که به تعداد بادبندهای کششی به طور مشابه بادبند فشاری داریم و با توجه به اینکه هر بادبند کششی خود در بار زلزله معکوش فشاری است و با فرض اینکه نرم افزار نیروها را در آنالیز خود به نسبت تقریباً مساوی بین بادبندهای کششی و فشاری توزیع میکند و نیروی بادبند کششی نصف آنچه منظور ماست میباشد شاید بشود با نصف کردن تنش مجاز کششی بادبندها آنها را طراحی نمود. البته این روش به نظرم دقت کافی نخواهد داشت و دارای تقریب است. در هر صورت فعلاً راه بهتری به ذهنم نمیرسد .

سوال :

با فرضیاتی که جدیداً در مورد قابهای مهاربندی ویژه و معمولی در آیین نامه ارائه شده، ضریب امگاصفر و ضریب رفتار سازه این دو سیستم فرقی با هم ندارند. ولی به نظر می رسد ضریب رفتار سازه در سیستم دوگانه فرق کرده است.حالا سوال اینست که چه معیاری در انتخاب دو سیستم مهاربندی ویژه و معمولی وجود دارد؟ یا اینکه چه دلیلی دارد از سیستم مهاربندی ویژه استفاده کنیم که سختگیرانه تر است؟ در اینصورت ضریب امگاصفر را طبق ویرایش قبلی در نظر بگیریم یا جدید؟

جواب :

البته به نظر میرسد ضریب رفتار این دو با هم متفاوت باشد ولی ظاهراً ضریب رفتار سیستم مهاربند ویژه و قاب ساده به هر دلیل در ویرایش جدید مبحث دهم ذکر نشده است. برای چند سیستم دیگر هم این مشکل وجود دارد. به هر حال به نظر میرسد که برای این سیستمها تا چاپ مجدد ویرایش جدید مبحث ششم یا 2800 باید صبر کنیم. چون فعلاً اطلاعات این سیستمهای جدید هنوز کامل نیست و از جمله ضریب رفتار آنها و محدودیتهای استفاده از آنها از لحاظ درجه اهمیت ارتفاع و موقعیت مکانی سازه از لحاظ خطر زلزله به طور مشخص موجود نیست.البته در این ویرایش ضریب رفتار سازه برای بعضی از سیستم های جدید بیان شده است.عجیب این است که ضریب رفتار همه سیستم های جدید گفته نشده است!!!  با این تفاسیر بنظر می رسد فعلا باید از طراحی مهاربندهای ویژه و معمولی صرف نظر کنیم و تا بدست آمدن اطلاعات کافی از سوی مراجع ذیصلاح از سیستم های قبلی استفاده کنیم.

سوال : 

به نظر شما با توجه به اینکه در طراحی مهاربندهای 7 و 8 (شورن)در ویرایش جدید آیین نامه نیازی به طراحی آنها با 1.5 برابر نیروی زلزله نمی باشد ، آیا استفاده از آن ها اقتصادی تر از مهاربندهای ضربدری نیست؟ یا اینکه مهاربند ضربدری مطمئن تر و استفاده از آن ارجح تر است؟

جواب :

هر چند یک و نیم برابر شدن دیگر لازم نیست ولی ضوابط دست و پا گیر دیگری جایگزین شده است و غیر از آن به دلیل ضریب طول کمانش زیر یک و زاویه کمتر با راستای افقی به نظر من بادبندهای ضربدری اقتصادی تر هستند.

سوال :

قبلا در آیین نامه AISC نیز قاب های همگرا به 2 دسته قاب های همگرای معمولی (OCBF) وهمگرای ویژه (SCBF) تقسیم بندی شده اند. آیا ضوابط طراحی این قاب ها در ویرایش جدید مبحث 10 و AISCیکسان است؟. اگر یکسان باشد آیا نمی توان بجای استفاده از AISC -ASD 89 در نرم افزار ETABS از آیین نامه AISC-ASD01 استفاده کردو ضوابط مربوط به سیستمهای مورد بحث را کنترل کرد؟

جواب :

من البته آیین نامه AISC را تا به حال در بحث ضوابط لرزه ای به طور دقیق مطالعه نکرده ام ولی من هم به نظرم میرسد که در بحث ضوابط لرزه ای آیین نامه جدید از آیین نامه UBC دور شده است و احتمالاً به آیین نامه AISC متمایل شده است. هر چند این مساله بحث دقیقتری را می طلبد.

سوال :

درآیین نامه قبلی برای طراحی جوشهای گاست پلیتها مقاومت اتصال برای جوشهای شیاری و گوشه مقدار مجاز را در عدد 1.7 ضرب میکردیم ولی در آیین نامه جدید در این رابطه مطلبی دیده نمی شود. علت این مسئله چیست؟  

جواب :

در این ویرایش در روش تنش مجاز تمامی کنترلها بر اساس تنش مجاز انجام میشود و دیگرنیازی به ضرب کردن ضریب 1.7 نیست. تمایل به آیین نامه  AISC را من هم حس میکنم. بخش طرح لرزه ای مبحث دهم در قسمت 10-3 آن بیش از 80 درصد مشابه آیین نامه AISC است. البته تفاوتهایی هم هست ولی اسکلت اصلی دو آیین نامه مشابه است. با توجه به این موضوع باید منتظر باشیم که در ورژنهای جدید نرم افزار ETABS ویرایش 2005 AISC-  اضافه شود تا با فراغ بال بتوانیم از این آیین نامه جهت طراحی استفاده کنیم. ولی تا آن موقع طراحی سازه و کنترل ضوابط لرزه ای علی الخصوص برای سیستمهای ویژه که کنترلها و محدودیتهای زیادی دارند به سختی انجام خواهد شد.