کنترل دریفت در ایتبس

کنترل دریفت یا کنترل تغییر مکان جانبی نسبی طبقات، یکی از کنترل‌هایی است که مثل کنترل تنش‌ها در نهایی شدن طراحی نقش تعیین‌کننده دارد؛ به‌خصوص در سازه‌های با سیستم قاب خمشی که کاهش ابعاد مقاطع، جابجایی طبقات را بیشتر می‌کند. در افزونه کارامحاسب، دریفت هر طبقه بعد از هر تغییر در مقاطع و تحلیل دوباره‌ی مدل، مستقیم از نتایج ETABS کنترل می‌شود؛ هم در مرکز جرم دیافراگم و هم در امتداد محورهای کناری ساختمان. این صفحه پنجره‌ی کنترل دریفت مطابق ویرایش چهارم استاندارد ۲۸۰۰ را توضیح می‌دهد؛ راهنمای ویرایش پنجم در کنترل دریفت ویرایش ۵ آمده است.

ویدیوی معرفی

دریفت چیست و حد مجاز آن چقدر است؟

مطابق بند ۳-۵-۱ ویرایش چهارم استاندارد ۲۸۰۰، تغییر مکان جانبی نسبی واقعی هر طبقه، یعنی اختلاف تغییر مکان جانبی واقعی مراکز جرم کف‌های بالا و پایین آن طبقه، نباید از مقدار مجاز تجاوز کند. تغییر مکان واقعی از تغییر مکان حاصل از تحلیل خطی سازه زیر اثر زلزله‌ی طرح به‌دست می‌آید:

Δ_M = C_d × Δ_eu

که در آن Δ_eu تغییر مکان جانبی نسبی طبقه از تحلیل خطی و C_d ضریب بزرگ‌نمایی تغییر مکان سیستم سازه است. حد مجاز Δ_M به تعداد طبقات بستگی دارد:

h ارتفاع طبقه است. برای ساختمان‌های دارای نامنظمی پیچشی، تغییر مکان نسبی باید در امتداد محورهای کناری ساختمان هم کنترل شود (کنترل نامنظمی پیچشی).

پنجره‌ی کنترل دریفت در کارامحاسب

پنجره از منوی کنترل‌ها با «کنترل جابجایی نسبی طبقات (دریفت)» و انتخاب «ویرایش ۴» باز می‌شود؛ از فهرست کنترل‌ها هم می‌توان آن را باز کرد. اگر مدل تحلیل نشده باشد، برنامه پیشنهاد تحلیل می‌دهد. ورودی‌های پنجره:

• سیستم سازه در هر راستا: با انتخاب سیستم باربر جانبی در جهت X و Y، ضریب C_d از جدول سیستم‌های ویرایش ۴ پر می‌شود و قابل ویرایش است. R فقط نمایش داده می‌شود و در محاسبه‌ی دریفت به کار نمی‌رود.
• مبنای طراحی: گزینه‌ی «طراحی براساس حالت حدی» مطابق ویرایش ۴ است؛ در گزینه‌ی طراحی به روش تنش مجاز، تغییر مکان‌ها در ۱٫۴ ضرب می‌شوند.
• انتخاب بارها: حالت‌های بار استاتیکی خطی از نوع زلزله یا دریفت زلزله و حالت‌های طیفی زلزله.
• انتخاب طبقات: طبقاتی که کنترل می‌شوند؛ پایین‌ترین طبقه‌ی انتخاب‌شده نسبت به طبقه‌ی زیرین خود (یا تراز پایه) سنجیده می‌شود.
• ضریب ارتفاع: با «انتخاب خودکار»، اگر تعداد طبقات بیش از ۵ باشد 0.02 و در غیر این صورت 0.025 انتخاب می‌شود. «تعداد طبقات خرپشته» فقط از این شمارش کم می‌شود و طبقه‌ی خرپشته را از کنترل حذف نمی‌کند. با «تعیین ضریب» می‌توان ضریب را دستی انتخاب کرد.

روش اول: کنترل دریفت در مرکز جرم دیافراگم

در این روش، برای هر حالت بار تغییر مکان نقطه‌ی مرکز جرم دیافراگم هر طبقه از نتایج تحلیل ETABS خوانده می‌شود و Δ_eu از اختلاف تغییر مکان دو طبقه‌ی متوالی به‌دست می‌آید. ارتفاع طبقه از تراز طبقات مدل محاسبه می‌شود. سپس Δ_M در هر راستا با C_d همان راستا محاسبه و با حد مجاز مقایسه می‌شود.

• جدول «انتخاب دیافراگم» دیافراگم مورد نظر هر طبقه را تعیین می‌کند؛ این امکان وقتی کاربرد دارد که مثلا نیم طبقه‌ای با نام دیافراگم متفاوت وجود داشته باشد. این روش به دیافراگم صلب نیاز دارد.
• نتیجه در دو فرمت نمایش داده می‌شود: فرمت استاندارد ۲۸۰۰ (Δ_M در برابر حد مجاز) و فرمت جدول‌های ایتبس (نسبت دریفت در برابر ضریب ارتفاع تقسیم بر C_d)؛ دکمه‌ی «حالت نمایش جدول برای کنترل مرکز جرم دیافراگم» بین این دو جابجا می‌کند.

روش دوم: کنترل دریفت در امتداد محورهای کناری ساختمان

در این روش نسبت دریفت نقاط هر طبقه از جدول Story Drifts خود ETABS خوانده می‌شود و برای هر طبقه، حالت بار و راستا، با حد مجاز نسبت دریفت یعنی ضریب ارتفاع تقسیم بر C_d مقایسه می‌شود؛ برای نمونه 0.02 / 4.5 = 0.0044. هر ردیف شماره و مختصات نقطه‌ی مربوط را هم نشان می‌دهد. این روش برای سازه‌های دارای نامنظمی پیچشی لازم است، چون در این سازه‌ها دریفت لبه‌های ساختمان از دریفت مرکز جرم بیشتر است.

یک مثال: مدل نمونه

اعداد زیر از اجرای همین پنجره روی یک مدل بتنی نمونه با سیستم قاب خمشی بتن آرمه متوسط (C_d = 4.5 در هر دو راستا) و حالت‌های بار دریفت EXNdrift و EYPdrift هستند. مدل ۷ طبقه دارد که یکی خرپشته است؛ پس ۶ طبقه شمرده می‌شود و ضریب خودکار 0.02 است. در طبقه‌ی Story3 با ارتفاع 360، حد مجاز 0.02 × 360 = 7.2 است.

در مرکز جرم، فقط طبقه‌ی Story3 در راستای Y از حد مجاز بیشتر است. ولی در امتداد محورهای کناری، همین طبقه در راستای X هم رد می‌شود و طبقه‌ی Story4 در راستای Y نیز؛ یعنی لبه‌های ساختمان بیشتر از مرکز جرم جابجا می‌شوند. این همان دلیلی است که برای سازه‌های دارای نامنظمی پیچشی، کنترل در محورهای کناری لازم است.

نتیجه و گزارش Word

هر ردیف قابل قبول سبز با علامت ✔ و هر ردیف غیر قابل قبول قرمز با علامت ✘ است و نتیجه‌ی کلی کنار دکمه‌ی «محاسبه» نمایش داده می‌شود. دکمه‌ی «گزارش» (با Word 2013 یا بالاتر) گزارش را در پوشه‌ی گزارش‌های کنار مدل ذخیره می‌کند. گزارش شامل متن بند آیین‌نامه و رابطه‌ی Δ_M، جدول حد مجاز، فرضیات محاسبات (مبنای طراحی، سیستم سازه و C_d هر راستا و روش کنترل) و یک جدول نتایج برای هر حالت بار است و می‌تواند بخشی از دفترچه محاسبات سازه باشد.

ویرایش ۴ یا ویرایش ۵؟

در منوی کنترل دریفت هر دو گزینه وجود دارد. پنجره‌ی ویرایش ۵ یک پنجره‌ی جداگانه است: دریفت را مستقیم از حالت‌های بار زلزله‌ی تحلیل‌شده می‌خواند، تغییر مکان را در C_d ضرب و بر ضریب اهمیت تقسیم می‌کند، حد مجاز را بر پایه‌ی گروه اهمیت ساختمان تعیین می‌کند و پروفیل دریفت طبقات را رسم می‌کند. در ویرایش ۴ حد مجاز بر پایه‌ی تعداد طبقات است. دکمه‌ی «پنجره قبلی کنترل دریفت» در پنجره‌ی ویرایش ۵ همین پنجره را باز می‌کند؛ برخی کنترل‌ها مثل کنترل دریفت زلزله‌ی سطح بهره‌برداری هنوز از گزینه‌های همین پنجره انجام می‌شوند. راهنمای کامل در کنترل دریفت ویرایش ۵ و ضریب زلزله در استاندارد ۲۸۰۰ ویرایش ۵ آمده است.

پرسش‌های متداول درباره کنترل دریفت

قابلیت‌های مرتبط

• کنترل دریفت ویرایش پنجم استاندارد ۲۸۰۰
• کنترل نامنظمی پیچشی
• کنترل طبقه نرم و خیلی نرم
• سختی منفی در آنالیز پی دلتا

فهرست همه‌ی قابلیت‌ها در صفحه‌ی افزونه ایتبس کارامحاسب آمده است.