دیافراگم ها، کف های سازه ای هستند که بارهای ثقلی را تحمل و وظیفه انتقال نیروهای جانبی از کف ها را به سیستم قائم باربر جانبی بر عهده دارند. این دیافراگم ها باید در برابر تغییرشکل های افقی که در آن ها ایجاد می شود، مقاومت و سختی کافی را دارا باشند. به صورت عمومی به شکل تیر عمیق یا خرپا هستند.
طراحی لرزه ای دیافراگم
اجزای دیافراگم
جمع کننده
در مواردی که المان های قائم سیستم باربرجانبی در تمام طول دیافراگم وجود ندارند (به طور مثال تیرهایی که بخشی از قاب مهاربندی یا خمشی هستند، در تمام طول دیافراگم گسترش نیافته باشند)، اعضای قاب در امتداد خط قاب، عملکرد جمع آوری برش های دیافراگم و رساندن این نیروها به قاب را دارند.
طراحی
تیر لبه ای
این اجزا، نیروهای کششی و فشاری ناشی از لنگر خمشی مدل تیر عمیق را جمع می کنند. به عبارتی بال های بالایی و پایینی تیر مدل سازی شده به عنوان یال ها (تیرهای لبه ای) شناخته می شوند. دیافراگم معمولاً چند دهانه را در بر می گیرد، اعضای تیر لبه ای از طریق اتصالات باید به یک دیگر بسته شوند. این موضوع منجر به یک جزء نیروی محوری از طریق اتصال می شود که باید در نظر گرفته شود.
طراحی
توزیع کننده
یک جمع کننده، المانی است که نیروی توزیع شده از دیافراگم را می گیرد و به یک المان قائم می رساند، در حالی که یک توزیع کننده نیرو را از المان قائم می گیرد و در دیافراگم توزیع می کند.نیروی عضوهای جمع کننده از طریق اتصال آن ها به ستون به یکدیگر منتقل می شود. بنابراین باید در طراحی اتصالات آنها نیروی محوری لحاظ شود. نیروهای محوری باید در طراحی اتصالات تیرهای لبه ای نیز در نظر گرفته شود. بنابراین اتصالات، نقش مهمی را در انتقال نیروهای دیافراگم ایفا می کنند.
مسیر بار لرزه ای
تمام جرم ها در سازه باید به شکل مناسبی اتصال داشته باشند. مقدار نیرو اتصال به پارامترهای متعددی مانند حرکت زمین، جرم المان و خصوصیات دینامیکی ساختمان بستگی دارد. دیافراگم ها به صورت معمول بیشترین جرم ساختمان را در بر می گیرند.
پاسخ دینامیکی سازه و نقش دیافراگم
با توجه به مطالعات پایه ای دینامیک سازه ها، پاسخ دینامیکی شتاب تحت اثر جنبش زمین با زمان تغییر کرده و مقدار حداکثر، تابعی از پریود ارتعاش سازه در مقایسه با محتوای فرکانسی جنبش ورودی خواهد بود. طیف پاسخ طراحی، این وابستگی به زمان تناوب را نشان می دهد. برابری فرکانس بارگذاری و سازه موجب به وجود آمدن پدیده تشدید یا رزونانس می شود و موجب می شود مقادیر پاسخ سازه به بیشترین میزان خود برسد.
به دلیل پاسخ مودهای بالاتر، طبقات مختلف، تاریخچه شتاب متفاوتی را دنبال می کنند. هر طبقه باید برای مقاومت در برابر نیروی اینرسی مربوط به حداکثر پاسخ شتاب آن طبقه طراحی شود. اما این امر برای طراحی المان های قائم سیستم باربر لرزه ای برای مجموع همه حداکثرهای (پیک های) منحصر به فرد، بیش از حد محافظه کارانه خواهد بود، چرا که هر طبقه، در زمان متفاوتی در طول پاسخ دینامیکی به پاسخ حداکثر خود می رسد.
دیافراگم صلب
فرض می شود دیافراگم در مقایسه با المان های قائم سیستم مقاوم جانبی لرزه ای بی نهایت صلب باشد. توزیع نیروهای جانبی بر مبنای سختی نسبی المان های قائم است. اختلاف های بین مرکز جرم و سختی منجر به پیچش پلان می شود که بین المان های قائم توزیع می شود.این فرض متداول ترین رویکرد مدلسازی دیافراگم های بتنی و بتن روی عرشه ی فولادی است. به طور گسترده در نرم افزارهای تحلیل سازه ای تجاری موجود برایساختمان ها استفاده می شود.
دیافراگم نیمه صلب
در مدل تحلیلی، سختی دیافراگم محدود گنجانده شده است. سختی برمبنای ضخامت، ابعاد و مشخصات مصالح دیافراگم محاسبه می شود.واقعی ترین مدل، اما برای به کار بردن(اعمال)، زمان بر تر و دشوارتر. موجود در بعضی نرم افزارهای تحلیل سازه ای سه بعدی. باید به منظور مدل کردن دیافراگم ها در آثار backstay مورد استفاده قرار گیرد.
دیافراگم انعطاف پذیر
فرض می شود دیافراگم در مقایسه با المان های قائم سیستم مقاوم جانبی لرزه ای بی نهایت انعطاف پذیر باشد. دهانه های دیافراگم دهانه های ساده ی برشی در نظر گرفته می شوند و توزیع نیروهای جانبی بین المان های قائم بر مبنای جرم مربوطه است.عموماً برای دیافراگم بتن و بتن روی عرشه ی فولادی کاربردی نیست. به طور متداول برای دیافراگم های چوبی و عرشه های فولادی بدون رویه ی ( بتنی) مورد استفاده قرار می گیرند. عموماً به جای نرم افزارهای تحلیل سازه ای با محاسبات دستی یا صفحه گسترده (مثل اکسل) استفاده می شوند.
تأثیر دسته بندی دیافراگم در تحلیل
در سازه های دارای دیافراگم انعطاف پذیر، نیازی به در نظر گرفتن اثر لنگرهای پیچشی ساختمان نیست و توزیع نیروی برشی زلزله بین اجزای مقاوم بر اساس موقعیت و جرم سهمیه این اجزا انجام می شود. یک دیافراگم صلب، تغییر شکل های درون صفحه ای کمتری (نسبت به دیوارها و قاب ها) متحمل می شوند). پاسخ پیچشی می تواند تغییرمکان های بعضی لبه های دیافراگم صلب را بزرگ تر کند.
نیروهای حداقل و حداکثر دیافراگم طبقه
حداقل نیروی دیافراگم، برای در نظر گرفتن پاسخ ها ناشی از اثرات مودهای بالاتر در نظر گرفته شده است. حداکثر نیروی دیافراگم نیز برای جلوگیری از تقاضای کم R بیش از حد محافظه کارانه بر دیافراگم با مقادیر است.
موارد اثرگذار در تعیین نیروهای طراحی دیافراگم (ناپیوستگی سیستم قائم)
اگر دیافراگم به عنوان المانی صلب در تحلیل کامپیوتری ساختمان مدل شود، یک انتقال نیروی بزرگ غیر واقعی ممکن است در سطوح ناپیوستگی محاسبه شود. در چنین موقعیت هایی و گاهی برای یک تا چند طبقه زیر ناپیوستگی، مدل سازی انعطاف پذیری دیافراگم می تواند تخمین واقعی تری از نیروهای طراحی در دیافراگم ها و المان های قائم ارائه دهد.رمپ های شیب دار می توانند به عنوان مهاربندهای قطری در نظر گرفته نشده عمل کنند که موجب نیروی محوری قابل توجهی در دیافراگم می شوند.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
