کنترل دریفت و مقایسه ی آن با مقدار مجاز دریفت، در کنار سایر کنترل ها، مانند کنترل صلبیت دیافراگم، کنترل زمان تناوب تحلیلی، کنترل مقدار مجاز خیز و… یکی از کنترل های مهم در طراحی سازه می باشد. در این مقاله به بررسی مفاهیم و تعریف دریفت در سازه پرداخته و پس از بیان فرمول و نحوه محاسبه دریفت، گام به گامِ نحوه ی کنترل دریفت در ایتبس را مطابق ویرایش 4 آیین نامه 2800 انجام می دهیم.
با مطالعه ی کامل این مقاله، در پایان قادر خواهیم بود به راحتی به سوالات زیر در مورد کنترل دریفت پاسخ دهیم :
برخی دریفت را با نسبت دریفت اشتباه می گیرند در صورتیکه هر کدام از اینها کاملا با هم فرق می کنند! بنابراین قبل از اینکه به کنترل دریفت در ایتبس بپردازیم، اجازه دهید تا با چند تعریف آشنا شویم.
تفاوت دریفت با نسبت دریفت
دریفت Δ : تغییر مکان نسبی هر طبقه
نسبت دریفت Δ/h : نسبت تغییر مکان جانبی نسبی طبقه به ارتفاع طبقه
اگر سازه از لحاظ پیچشی منظم باشد کنترل دریفت بر اساس تغییر مکان های مراکز جرم صورت می گیرد اما اگر نامنظمی پیچشی داشته باشیم این کنترل بر اساس لبه های کناری ساختمان (مطابق تصویر بالا) صورت می گیرد.
طبق بند 3-5-1 استاندارد 2800 تغییر مکان جانبی نسبی واقعی هر طبقه، که اختلاف بین تغییر مکان های جانبی واقعی مراکز جرم کف های بالا و پایین آن طبقه است با استفاده از تحلیل غیرخطی سازه قابل محاسبه است، ولی می توان آن را با تقریب خوبی از رابطه زیر به دست آورد:
ΔM = Cd * Δeu
که در این رابطه Cd ضریب بزرگنمایی تغییر مکان است که از جدول (3-4) آیین‌نامه و Δeu اختلاف بین تغییر مکان های جانبی در تحلیل های خطی است.
طبق بند 3-5-2 حداکثر دریفت مجاز بدین صورت محاسبه می شود:
برای ساختمان های تا 5 طبقه:
Δa = 0.025h
در سایر ساختمان ها:
Δa = 0.02h
به عنوان مثال در ساختمان های تا 5 طبقه که ارتفاع هر طبقه 3 متر است هر طبقه حداکثر می تواند 7.5 سانتی متر جانبی نسبی داشته باشد. همینطور می توان نتیجه گرفت که برای ساختمان های بلندمرتبه تر که ارتفاع هر طبقه آنها 3 متر است، میزان دریفت مجاز 6 سانتی متر خواهد بود. چرا؟
دریفت مجاز و دریفت طبقه در سازه
طبق بند 3-5-3 آیین نامه 2800 در محاسبه تغییر مکان نسبی هر طبقه، مقدار برش پایه را می توان بدون منظور کردن محدودیت مربوط به زمان تناوب اصلی ساختمان T تعیین کرد. ولی در ساختمان های با اهمیت خیلی زیاد محدودیت آن بند در مورد زمان تناوب اصلی باید رعایت شود.
بنابراین می توان نتیجه گرفت که در کنترل دریفت :
ساختمان با اهمیت زیاد، متوسط، کم
تحلیلی T=T
ساختمان با اهمیت خیلی زیاد
min = تحلیلیT , تجربی1.25T
همانطور که پیش تر گفته شد برای ساختمان های با اهمیت کم، متوسط و زیاد در کنترل دریفت می توان از زمان تناوب تحلیلی استفاده نمود. بنابراین طبق بند 3-3-3-3 ضرایب سختی ستون ها را 1 و تیرها را 0.5 وارد می کنیم.
ضرایب سختی ستون ها در تعیین زمان تناوب تحلیلی
ضرایب سختی تیرها در تعیین زمان تناوب تحلیلی
نکته: توصیه می شود که مراحل این گام را در پروژه ای دیگر به نام period انجام دهید.
سپس پروژه خود را آنالیز کرده و از مسیر display>choose tables را انتخاب کنید. بعد از این مرحله از طریق مسیر نشان داده شده در تصویر زیر modal participating mass ratios را انتخاب کنید.
تعیین زمان تناوب تحلیلی
حال می توانید زمان تناوب های تحلیلی خود را مشاهده کنید. همانطور که در تصویر زیر می بینید زمان تناوب سازه در جهت y برابر 0.905 ثانیه می باشد، زیرا بیشترین مشارکت (حدود 81%) را در ارتعاش کلی سازه دارد. با همین استدلال می توان نتیجه گرفت که زمان تناوب تحلیلی سازه در جهت x برابر 0.905 ثانیه می باشد.
زمان تناوب تحلیلی سازه در دو جهت x و y
سپس با استفاده از زمان تناوب های به دست آمده از مرحله قبل، ضریب بازتاب B را طبق بند 2-3 محاسبه کنید. از آنجایی که C=ABI/R بنابراین می توانید الگوهای بار زلزله دریفت خود را به راحتی تعریف کنید.
ساخت الگوهای بار زلزله دریفت
حال می توانید الگوهای بار زلزله دریفت خود را از طریق گزینه load pattern در ایتبس بسازید.
تعریف الگوی بار EXDRIFT در نرم افزار
فقط به این نکته توجه داشته باشید که نوع بار را از نوع seismic drift انتخاب کنید. با این کار ایتبس فقط در کنترل دریفت از این الگوهای بار استفاده خواهد کرد و در طراحی سازه از آنها استفاده نخواهد کرد.
تعریف الگوی بار EYDRIFT در نرم افزار
از آنجایی که در این مثال پروژه ما یک ساختمان 4 طبقه بوده و از 5 طبقه کمتر است بنابراین مقدار دریفت مجاز طبق بند 3-5-2 برابر 0.025h خواهد بود.
دریفت مجاز
نکته: اگر بخواهیم دقیق تر بگوییم ما در اینجا نسبت دریفت مجاز را کنترل کردیم!
کنترل تغییر مکان جانبی نسبی طبقات
نسبت نشان داده در شکل زیر نباید از 0.0055 بیشتر باشد. اگر این مقدار بیشتر از حد مجاز آن باشد به ناچار بایستی ابعاد مقاطع را افزایش دهیم تا جایی که دریفت جوابگو باشد.
نحوه کنترل دریفت در ایتبس
نکته: اگر بخواهیم دقیق تر بگوییم ما در اینجا نسبت دریفت طبقات را مشاهده کردیم.
طبق بند 3-5-4 در ساختمان های نامنظم پیچشی و یا نامنظم شدید پیچشی، برای محاسبه تغییر مکان نسبی هر طبقه به جای تفاوت بین تغییر مکان های جانبی مراکز جرم کف ها، باید تفاوت بین تغییر مکان های جانبی کف های بالا و پایین آن طبقه در امتداد محورهای کناری ساختمان مدنظر قرار گیرد.
بنابراین اگر در سازه نامنظمی پیچشی وجود داشته باشد (ratio>1.2) بایستی از گزینه max drift برای کنترل دریفت طبقات خود استفاده کنیم.
دال ماندگار طراح، مجری و بزرگترین تولید کننده یوبوت
برچسب ها: کنترل های سازه ای