بررسی قیمت سازه های مهاربند ویژه

اجرای اتصالات و جوشکاری ها در سیستم ویژه از حساسیت بیشتری برخوردار است. با این وجود ردیف های قیمت مندرج در فهرست بهای ابنیه عمدتاً مبتنی بر وزن مصالح مصرفی است، یعنی در همه سیستم های سازه ا ی، رابطه بین وزن سازه و قیمت اجرای آن، تقریباً خطی است سایر ضوابط، مانند ضوابطی که برای افزایش شکل پذیری یا کنترل تغییر مکان نسبی طبقات وجود دارد، موجب می شود که مقاطع به دست آمده، نیاز به تقویت داشته باشند.

برای مثال، سازه خمشی ویژه، بالاترین ضریب رفتار و در نتیجه کمترین برش پایه را داراست. اما تغییر مکان نسبی مجاز آن نیز کمترین مقدار از بین سیستم های مختلف است، که برای کنترل تغییر مکان نسبی طبقات باید مقاطع اعضاء را افزایش داد و سازه سنگینتر می شود. همچنین در سازه قاب خمشی ویژه باید از مقاطع فشرده لرزه ای برای تیرها و ستون ها استفاده کرد که این ضابطه نیز منجر به سنگینتر شدن سازه می شود.

در اتصالات تیر به ستون، کمترین وزن قطعات اتصال در سازه قاب خمشی معمولی مشاهده می شود. از آن جا که این سازه شکل پذیری کمی دارد، اتصالات تیر به ستون در این سازه برای نیروهای موجود طراحی می شود، اما در سازه قاب خمشی متوسط، اتصال تیر به ستون برای کمترین مقدار از بین نیروهای حاصل از ترکیب بار زلزله تشدید یافته و نیروهای مورد انتظار ظرفیت خمشی تیر، طراحی می شود، در نتیجه وزن قطعات اتصال افزایش می یابد.

در سازه قاب خمشی ویژه، اتصالات تیر به ستون باید برای حداکثر ظرفیت خمشی تیر طراحی شود که موجب سنگینتر شدن قطعات اتصال می شود. همچنین تعبیه ورق های پیوستگی در چشمه اتصال ستون، برای سازه های قاب خمشی متوسط و قاب خمشی ویژه الزامی است. در سازه دوگانه، به دلیل نامعینی بالاتر سیستم و مشارکت مهاربندها در باربری لرزه ای، سختی سازه افزایش یافته، تغییر مکان جانبی سازه کاهش یافته و سازه سبکتر می شود.

در سازه دوگانه، طراحی نیرویی اعضاء حاکم است و به دلیل مشارکت مهاربندها در باربری لرزه ای سازه، تیرها و ستون هایی که در دهانه مهاربندی قرار ندارند، سهم بسیار اندکی از نیروی جانبی زلزله دارند و تقریباً بارهای ثقلی در طراحی مقاطع آنها تعیین کننده است. لذا سازه دوگانه برای ساختمان های با ارتفاع گوناگون، به طور قابل ملاحظه ای سبک تر از سایر سیستم های سازه ا ی است.

با توجه به این که در فهرست های ابنیه، قیمت سازه فولادی عمدتاً مبتنی بر فولاد مصرفی است می توان با مقایسه وزن سازه های مورد مطالعه عملاً اقتصادی ترین سیستم سازه ای را نیز یافت.در ساختمان چهار طبقه برای سیستم های سازه ای مختلف، با افزایش ضریب رفتار و در نتیجه کاهش نیروی جانبی اعمالی به سازه، در همه سازه ها، ابعاد مقاطع تیر کاهش می یابد ولی ستون ها، در سیستم های سازه ای که بر اساس آیین نامه، طراح موظف به استفاده از مقاطع فشرده لرزه ای است به رغم کاهش نیروی طراحی، ابعاد ستون ها را باید به منظور برآوردن ضوابط فشردگی لرزه ای نسبت به ابعاد حاصل از تحلیل نیرویی افزایش داد.

در ساختمان شش و هشت طبقه، در همه سیستم های سازه ای مفروض به غیر از سیستم دوگانه، کنترل تغییر مکان جانبی نسبی سازه، بر طراحی حاکم بوده است. به طوری که پس از طراحی مقاطع برای نیروهای وارده، کنترل تغییر مکان جانبی نسبی سازه منجر به افزایش قابل ملاحظه ای در ابعاد مقاطع، وزن سازه و در نتیجه افزایش هزینه می شود. این در حالی است که در سیستم دوگانه چنین رویدادی مشاهده نمی شود و عملاً سازه ای که برای بارهای وارده طراحی شده ضوابط کنترل تغییر مکان را نیز برآورده می نماید.

به عنوان مثال، سیستم دوگانه در مقایسه با قاب خمشی ویژه، به رغم این که به علت تفاوت در ضریب رفتار باید برای 30 درصد برش پایه بیشتر طراحی شود. ولی این برش پایه را با 40 درصد تغییر مکان جانبی کمتر و 40 درصد مصالح مصرفی کمتر تحمل می کند. بنابراین به راحتی می توان نتیجه گرفت که برای ساختمان های شش و هشت طبقه سیستم دوگانه اقتصادی تر است.