کنترل نامنظمی پیچشی در ایتبس

کنترل نامنظمی پیچشی نشان می‌دهد که آیا ساختمان در اثر زلزله علاوه بر جابجایی، دچار چرخش قابل توجه می‌شود یا نه. اگر تغییر مکان نسبی یک لبه‌ی طبقه به‌طور محسوس از متوسط دو لبه بیشتر باشد، سازه نامنظم پیچشی است و استاندارد ۲۸۰۰ برای آن الزامات بیشتری در تحلیل و طراحی دارد. نرم‌افزار کارامحاسب این کنترل را مستقیم از جدول‌های خود ETABS انجام می‌دهد، نتیجه‌ی هر طبقه را در هر حالت بار نشان می‌دهد، و با ابزار جداگانه‌ی اصلاح خروج از مرکزیت طبقات ضریب A_j را محاسبه و در مدل اعمال می‌کند.

ویدیوی معرفی

نامنظمی پیچشی چیست؟

در هر طبقه، بیشترین تغییر مکان نسبی در یک انتهای ساختمان (Δ_max) با متوسط تغییر مکان نسبی دو انتهای ساختمان (Δ_avg) مقایسه می‌شود. این مقایسه با احتساب پیچش تصادفی و با ضریب بزرگ‌نمایی A_j = 1 انجام می‌شود:

در ویرایش ۴ (بند ۱-۷-۱-ب) این حدود به صورت «بیشتر از ۲۰ درصد» و «تجاوز از ۴۰ درصد» متوسط تغییر مکان نسبی بیان شده‌اند و در ویرایش ۵ (بند ۳-۳-۱-ب) به صورت نسبت بیش از ۱٫۲ و ۱٫۴. در ویرایش ۵ این نسبت بر مبنای روش تحلیل استاتیکی معادل محاسبه می‌شود.

کنترل نامنظمی پیچشی در کارامحاسب

پنجره‌ی «کنترل نامنظمی پیچشی» از منوی کنترل‌های کارامحاسب باز می‌شود و نسبت Δ_max / Δ_avg را مستقیم از جدول‌های خود ETABS می‌خواند، بنابراین مقدار هر ردیف همان عددی است که ایتبس محاسبه کرده است. دو روش محاسبه در دسترس است:

• استفاده از مقادیر حداکثر و حداقل دریفت طبقات، از جدول Story Max Over Avg Drifts.
• استفاده از مقادیر حداکثر و حداقل دریفت دیافراگم، از جدول Diaphragm Max Over Avg Drifts؛ در این حالت دیافراگم هر طبقه در جدول «انتخاب دیافراگم» تعیین می‌شود.

حالت‌های بار با دکمه‌ی «انتخاب بارها» انتخاب می‌شوند و برای هر حالت بار فقط راستای خود آن (X یا Y) در نظر گرفته می‌شود. در فهرست «انتخاب طبقات» می‌توان طبقاتی را که باید کنترل شوند انتخاب کرد. نسبت هر ردیف تا دو رقم اعشار گرد و با حدود جدول بالا مقایسه می‌شود.

هر ردیف یک طبقه در یک حالت بار است: طبقه، حالت بار، راستا، بیشترین و متوسط دریفت، نسبت و نتیجه. ردیف منظم سبز با علامت ✔، ردیف دارای نامنظمی زیاد نارنجی با علامت ! و ردیف دارای نامنظمی شدید قرمز با علامت ✘ است. جمع‌بندی کنترل کنار دکمه‌ی «محاسبه» نمایش داده می‌شود: «نامنظمی پیچشی وجود دارد»، «نامنظمی پیچشی شدید وجود دارد» یا Ok. دکمه‌ی «گزارش» نتیجه را در یک گزارش Word ذخیره می‌کند.

یک مثال: مدل نمونه

اعداد زیر از اجرای همین پنجره روی یک مدل بتنی نمونه با حالت‌های بار استاتیکی دارای خروج از مرکزیت (EXP، EXN، EYP، EYN) هستند. از ۲۷ ردیف، این ردیف‌ها از ۱٫۲ بیشتر شدند:

در طبقات Story4، Story3 و Story1 نسبت بین ۱٫۲ و ۱٫۴ است و سازه در این طبقات نامنظمی پیچشی زیاد دارد. ولی در طبقه‌ی G تغییر مکان نسبی متوسط بسیار کوچک است (0.002 تا 0.0133)، پس اختلاف کوچکی میان دو لبه نسبت بزرگی مثل 15.08 می‌سازد و جمع‌بندی پنجره «نامنظمی پیچشی شدید وجود دارد» می‌شود. اگر همین طبقه در فهرست «انتخاب طبقات» انتخاب نشود، جمع‌بندی «نامنظمی پیچشی وجود دارد» است.

نامنظمی پیچشی در ویرایش ۵ استاندارد ۲۸۰۰

وقتی ویرایش پروژه ۵ باشد، پنجره چند رفتار ویژه دارد:

• نتیجه‌ی کنترل فقط از حالت‌های بار زلزله‌ی استاتیکی معادل دارای خروج از مرکزیت اتفاقی تعیین می‌شود و حالت‌های طیفی کنار گذاشته می‌شوند؛ حالت‌های بدون خروج از مرکزیت (Ex و Ey) هم در فهرست، جدول و گزارش می‌آیند.
• اگر خروج از مرکزیت یک حالت بار با ۰٫۰۵ متفاوت باشد یا برای طبقات مقدار جداگانه داشته باشد، یعنی A_j قبلا اعمال شده است، برنامه هشدار می‌دهد؛ چون نامنظمی باید با A_j = 1 کنترل شود.
• نتیجه‌ی کنترل در اطلاعات پروژه ذخیره می‌شود و پنجره‌های دیگر ویرایش ۵، از جمله کنترل دریفت ویرایش ۵، از آن استفاده می‌کنند.

ضریب A_j و اصلاح خروج از مرکزیت طبقات

در ساختمان‌های دارای نامنظمی پیچشی زیاد یا شدید، خروج از مرکزیت اتفاقی باید با ضریب بزرگ‌نمایی A_j تشدید شود (ویرایش ۴ بند ۳-۳-۷-۳). کارامحاسب این ضریب را برای هر طبقه و هر حالت بار این‌طور محاسبه می‌کند:

A_j = (Δ_max / 1.2 Δ_avg)², 1 ≤ A_j ≤ 3

ابزار «اصلاح خروج از مرکزیت طبقات» از منوی ابزارها، این مراحل را خودکار انجام می‌دهد:

1. از مدل یک نسخه‌ی جداگانه ساخته می‌شود و خروج از مرکزیت حالت‌های بار انتخاب‌شده در آن به ۰٫۰۵ برمی‌گردد.
2. نسخه‌ی جداگانه تحلیل و جدول Story Max Over Avg Displacements خوانده می‌شود.
3. ابعاد طبقات به‌صورت خودکار محاسبه و نمایش داده می‌شود؛ برای هندسه‌ی خاص، مهندس آن‌ها را بازبینی می‌کند.
4. ضریب A_j هر طبقه محاسبه و در جدول نتایج نمایش داده می‌شود.
5. با یکی از دو روش «اعمال حداکثر مقادیر» یا «اعمال ضرایب به هر طبقه به صورت مجزا»، خروج از مرکزیت الگوهای بار و حالت‌های طیفی مدل اصلی اصلاح می‌شود و گزارش Word ساخته می‌شود.

برای نمونه در تصویر بالا، طبقه‌ی Story1 در حالت ENX نسبت 1.48 دارد و ضریب آن (1.48 / 1.2)² = 1.521 است. در ویرایش ۵، ضریب A_j حالت‌های طیفی از ردیف‌های استاتیکی همان طبقه و همان راستا گرفته می‌شود (تبصره ۲ بند ۳-۹-۴-۳).

اگر سازه نامنظمی پیچشی زیاد داشت (ویرایش ۴)

مواردی که مطابق ویرایش چهارم استاندارد ۲۸۰۰ در محاسبات سازه باید لحاظ شود:

1. در تحلیل سازه (برای سازه بالای ۳ طبقه) مجاز به استفاده از روش استاتیکی معادل نیستیم و باید از تحلیل دینامیکی طیفی یا دینامیکی تاریخچه زمانی استفاده کنیم.
2. باید ضابطه‌ی ۱۰۰-۳۰ در ترکیب بارها لحاظ شود.
3. باید خروج از مرکزیت طبقات با ضریب A_j اصلاح شود.
4. برای کنترل دریفت باید از روش کنترل دریفت نقطه‌ای (کنترل دریفت نقاط انتهایی ساختمان) استفاده شود.
5. مقادیر بازتاب طیفی باید با ۹۰ درصد مقادیر استاتیکی همپایه شود (به جای ۸۵ درصد که برای سازه منظم در نظر می‌گیریم).
6. طبق بند ۳-۴-۱-۳ آیین‌نامه ۲۸۰۰، برای ترکیب اثر مدها روش CQC توصیه شده است.

اگر سازه نامنظمی پیچشی شدید داشت (ویرایش ۴)

1. در تحلیل سازه (برای سازه بالای ۳ طبقه) مجاز به استفاده از روش استاتیکی معادل نیستیم و باید از تحلیل دینامیکی طیفی یا دینامیکی تاریخچه زمانی استفاده کنیم.
2. باید ضابطه‌ی ۱۰۰-۳۰ در ترکیب بارها لحاظ شود.
3. باید خروج از مرکزیت طبقات با ضریب A_j اصلاح شود.
4. برای کنترل دریفت باید از روش کنترل دریفت نقطه‌ای (کنترل دریفت نقاط انتهایی ساختمان) استفاده شود.
5. ضریب ρ (ضریب نامعینی) باید ۱٫۲ در نظر گرفته و در ترکیب بارها لحاظ شود (نیروی زلزله ۲۰ درصد افزایش یابد).
6. اگر ساختمان در منطقه با خطر نسبی متوسط (A = 0.25) یا بالاتر باشد، سازه در زمین با نوع خاک IV مجاز نیست.
7. مقادیر بازتاب طیفی باید با ۱۰۰ درصد مقادیر استاتیکی همپایه شود.
8. در سیستم‌های قاب ساده به همراه مهاربند ویژه یا دیوار برشی ویژه، ارتفاع ساختمان به ۵۰ متر از روی تراز پایه محدود می‌شود.
9. طبق بند ۳-۴-۱-۳ آیین‌نامه ۲۸۰۰، برای ترکیب اثر مدها روش CQC توصیه شده است.

پرسش‌های متداول درباره نامنظمی پیچشی

قابلیت‌های مرتبط

• کنترل دریفت ویرایش پنجم استاندارد ۲۸۰۰
• کنترل طبقه نرم و خیلی نرم
• ضریب زلزله ویرایش پنجم استاندارد ۲۸۰۰
• ترکیب بارها مطابق مبحث ۶ و استاندارد ۲۸۰۰

فهرست همه‌ی قابلیت‌ها در صفحه‌ی افزونه ایتبس کارامحاسب آمده است.

این راهنما را تیم کارامحاسب بر اساس کد، راهنما و خروجی واقعی خود نرم‌افزار تهیه کرده است و در نگارش متن از ابزار هوش مصنوعی کمک گرفته شده است. آخرین بازبینی: ۱۴ مهر ۱۴۰۵.