کنترل تغییر مکان جانبی نسبی تحت زلزله طرح

کنترل تغییر مکان جانبی نسبی تحت زلزله طرح

• تغییر مکان جانبی نسبی هر طبقه اختلاف تغییر مکانهای مراکز جرم کف در بالا و پائین آن طبقه است. (بند 6 – 7-3-2-1)
• این تغییر مکان را هم می توان برای زلزله طرح محاسبه کرده و به آن نام " تغییر مکان جانبی نسبی طرح" را اعطاء کرد و هم می توان آن را برای زلزله سطح بهره برداری محاسبه نمود و مزین به نام " تغییر مکان جانبی نسبی بهره برداری " نمود. ( بند 6-7-3-2-2)
• در بحث زلزله طرح بسته به نوع تحلیل از دو گونه تغییر مکان جانبی می توان صحبت کرد:

1. اگر تحلیل غیر خطی صورت گرفته باشد اسم این تغییر مکان ، " تغییر مکان نسبی واقعی طرح " است. و این تغییر مکان است که باید کنترل شود و برای آئین نامه کمال مطلوب محسوب می شود ولی صد البته که انجام تحلیل غیر خطی چندان مرسوم نیست و نیاز به دانش بالاتر دارد فلذا آئین نامه راه " دررو!" این کار را هم خود ارائه داده است که در ادامه به آن می پردازیم. ( بند 6-7-3-2-3)
2. اگر تحلیل خطی انجام شده باشد تغییر مکانی که محاسبه می شود " تغییر مکان نسبی" نامیده شده و عنوان واقعی به آن اطلاق نمی شود. ولی این همان چیزیی است که در تحلیل های معمول برنامه بدست می آید. ( بند 6-7-3-2-2)

• و اما روش تبدیل این دو نوع تغییر مکان که همان راه دررو آئین نامه است به صورت فرمول زیر در بند 6-7-3-2-3 بیان شده است.

در این رابطه:

      تغییر مکان جانبی نسبی  واقعی طرح در طبقه   = 

 تغییر مکان جانبی نسبی طرح در طبقه    =

 ضریب رفتار سازه   =   

• محدودیت ما در این کنترل با ضابطه زیر بیان می شود که برداشتی است از بند6-7-3-2-4 .

1. اگر زمان تناوب اصلی ساختمان کمتر از 0.7 ثانیه باشد:

1. اگر زمان تناوب اصلی ساختمان بیشتر یا مساوی 0.7 ثانیه باشد:

در این رابطه ها

 ارتفاع طبقه   =

• نتایج این کنترلها زمانی اعتبار دارد که :

1. اثر   در محاسبات منظور شده باشد.( بند  6-7-3-2-4)
2. در سازه های بتن آرمه ترک خوردگی معمول اعضاء منظور شده باشد. ( بندهای 6-7-3-2-6 و 6-7-3-2-2)

• در محاسبه نیروی زلزله طرح( برش پایه) برای انجام این کنترل  می توان محدودیت 1.25 زمان تناوب محاسباتی را حذف کرد.( تبصره  بند 6-7-3-2-4) یعنی می توان برش پایه را از راه محاسبه زمان تناوب تحلیلی و بدون هیچ گونه شرطی در کنترل زمان تناوب بدست آورد.
• اگر ما بخواهیم زمان تناوب تحلیلی را بدست آوریم در سازه های بتن آرمه سختی موثر اعضاء به صورت زیر در نظر گرفته می شود. ( تبصره 2 بند 6-7-2-5-6)

برای تیرها      0.5I_g

برای ستونها و دیوارها   I_g 

در زیر انجام این کنترل برای یک سازه بتنی در برنامه به صورت گام به گام شرح داده می شود.

1. پس از آخرین تحلیل و اجرائی کردن مقاطع نسبت به کنترل تغییر مکان جانبی اقدام نمائید.
2. مدل را با نامی دیگر مثلا Drift1 ذخیره کنید.

File –Save As …

1. قفل مدل را با کلیک بر روی نماد قفل باز کنید.
2. کلیه تیرها را انتخاب کنید.

Select  -  By Line Object Type  -  Beam

1. ممان اینرسی حول محور 3 را برای تیرهای انتخاب شده برابر0.5I_g قرار دهید.

Assign  -  Frame/Line  -  Frame Property Modifiers . . .   -  Moment of inertia About 3 Axis

1. کلیه ستونها را انتخاب کنید.

Select  -  By Line Object Type  -  Column

1. ممان اینرسی حول محور 3 و 2  را برای ستونهای انتخاب شده برابرI_g قرار دهید.

Assign  -  Frame/Line  -  Frame Property Modifiers . . .   -  Moment of inertia About 3 Axis

Moment of inertia About 2 Axis

1. کلیه دیوارهای برشی را در صورت وجود انتخاب کنید.

Select  -  By Area Object Type  -  Wall

1. ممان اینرسی حول محور 2  را برای دیوارهای  انتخاب شده برابرI_g قرار دهید.

Assign  -  Shell/Area  -  Shell Stiffness Modifiers . . .   -  Membrane f22 Modifier

1. مدل را تحلیل کنید.
2. زمان تناوب اصلی تحلیلی ( پریود مود اول ) را بخوانید.

Display  -  Show Tables . . .  -  Modal Information -  Building Modal Information  - Modal Participating Mass Ratios

1. با این زمان تناوب جدید و بدون نگرانی از بیشتر بودن آن از مقدار 1.25 برابر زمان تناوب تجربی آئین نامه مقدار ضریب زلزله را محاسبه کنید.
2. مدل را با نامی دیگر مثلا Drift2 ذخیره کنید.

File –Save As …

1. قفل مدل را با کلیک بر روی نماد قفل باز کنید.
2. مقدار ضریب جدید زلزله  محاسبه شده را برای نیروهای زلزله وارد نمائید.

Define  - Static Load Cases  -  Modify Lateral Loads  -  Base Shear Coefficient

1. کلیه تیرها را انتخاب کنید.

Select  -  By Line Object Type  -  Beam

1. ممان اینرسی حول محور 3 را برای تیرهای انتخاب شده برابر0.35I_g قرار دهید.

Assign  -  Frame/Line  -  Frame Property Modifiers . . .   -  Moment of inertia About 3 Axis

1. کلیه ستونها را انتخاب کنید.

Select  -  By Line Object Type  -  Column

1. ممان اینرسی حول محور 3 و 2  را برای ستونهای انتخاب شده برابر0.7I_g قرار دهید.

Assign  -  Frame/Line  -  Frame Property Modifiers . . .   -  Moment of inertia About 3 Axis

Moment of inertia About 2 Axis

1. کلیه دیوارهای برشی را در صورت وجود انتخاب کنید.

Select  -  By Area Object Type  -  Wall

1. ممان اینرسی حول محور 2  را برای دیوارهای  انتخاب شده برابر0.7I_g قرار دهید.

Assign  -  Shell/Area  -  Shell Stiffness Modifiers . . .   -  Membrane f22 Modifier

1. مدل را تحلیل کنید.
2. جابجایی های مرکز جرم ( دیافراگم ) را برای کلیه موارد بار جانبی و برای هر طبقه یادداشت کنید.

Display  -   Show Tables   -  Displacements  -    -  Displacement Data  -  Diaphragm CM Displacement

1. در جدول نمایش داده شده ستونهای U_x و U_y نمایانگر تغییر مکان مراکز جرم طبقه مورد نظر است. برای هر طبقه وهر ترکیب بار تغییر مکان نسبی طبقه از رابطه زیر محاسبه می شود:

   ارتفاع طبقه  / (( تغییر مکان طبقه i+1  ) – ( تغییر مکان طبقه i  ))= تغییر مکان نسبی طبقه i

1. به نظر اینجانب تغییر مکان هر کف به ازای هر بار مشخص از روابط زیر بدست می آید:

1. با انتقال جدول تغییر مکان به اکسل می توان دقیقتر و راحت تر کار کرد.
2. جهت کنترل محدودیت روابط را با توجه نوع سازه و ارتفاع طبقه استخراج کرده و کار را ساده کنید.
3. در زیر مثالی از کنترل تغییر مکان را می بینید.

Displacement= 

Drift =  

Max Drift =