کنترل ستون‌های محل تقاطع سیستم‌ها در ایتبس
کنترل ستون‌های محل تقاطع سیستم‌ها نشان می‌دهد کدام ستون‌های ساختمان باید با ترکیب 100-30 طراحی شوند. استاندارد ۲۸۰۰ ویرایش ۵ در بند ۳-۶-۲ (ب) برای ستونی که در محل تقاطع دو یا چند سیستم مقاوم لرزه‌ای قرار دارد، اثر ۱۰۰ درصد زلزله‌ی یک امتداد به‌همراه ۳۰ درصد امتداد عمود را الزامی می‌کند، مگر آن‌که نیروی محوری زلزله‌ی هر امتداد کمتر از ۲۰ درصد ظرفیت محوری ستون باشد. کارامحاسب این ضابطه را درون ETABS برای همه‌ی ستون‌های مدل، طبقه به طبقه، کنترل می‌کند و نتیجه را با جدول، نمودار و گزارش PDF و Word تحویل می‌دهد.
ضابطه ۲۰ درصد ظرفیت محوری در بند ۳-۶-۲
بند ۳-۶-۲ ویرایش پنجم چهار حالت را نام می‌برد که در آن‌ها اثر هم‌زمان زلزله‌ی دو امتداد باید با ترکیب 100-30 منظور شود:
| حالت | شرط | کنترل در کارامحاسب |
|---|---|---|
| الف | نامنظمی پیچشی زیاد یا شدید، یا سیستم‌های مقاوم غیر موازی | برای کل سازه و شالوده‌ی آن؛ وضعیت نامنظمی پیچشی از اطلاعات پروژه خوانده می‌شود |
| ب | ستون‌های واقع در محل تقاطع دو یا چند سیستم مقاوم لرزه‌ای، مگر نیروی محوری زلزله‌ی هر امتداد کمتر از ۲۰ درصد ظرفیت محوری ستون باشد | ستون به ستون؛ موضوع اصلی این ابزار |
| پ | دیوارهای متشکل از قاب سبک فولادی سردنورد و دیوارهای برشی متقاطع | در این کنترل بررسی نمی‌شود |
| ت | سیستم ستون کنسولی | برای کل سازه |
اگر حالت الف یا ت برقرار باشد، ترکیب 100-30 برای کل سازه الزامی است و جدول ستون‌ها فقط برای اطلاع است. در غیر این صورت برای هر ستون واقع در تقاطع چهار نسبت ساخته می‌شود: نیروی محوری زلزله‌ی امتداد X و Y، هر کدام به ظرفیت طراحی فشاری و کششی ستون. ستونی که هر چهار نسبت آن کمتر از 0.20 باشد از ضابطه معاف است و ستونی که دست‌کم یک نسبت آن به 0.20 برسد، الزامی است.
کنترل ستون‌های محل تقاطع سیستم‌ها در کارامحاسب چه می‌کند؟
- پیشنهاد خودکار ستون‌های در تقاطع — از روی تیرها، مهاربندها و دیوارهای متصل به دو سر هر ستون و امتداد آن‌ها در پلان. تیری که در محل ستون مفصلی است عضو یک سیستم مقاوم شمرده نمی‌شود. پیشنهاد را مهندس با تیک «در تقاطع» تأیید می‌کند و نتیجه فقط برای ستون تأییدشده معتبر است.
- نیروی محوری زلزله از حالت‌های بار مدل — پوش حالت‌های بار زلزله‌ی هر امتداد در هر دو جهت (بند ۳-۶-۳)، فقط مؤلفه‌های افقی و بدون مؤلفه‌ی قائم. امتدادی که حالت استاتیکی ندارد از حالت‌های طیفی با زاویه‌ی 0 یا 90 درجه خوانده می‌شود. نیروی هر امتداد در ضریب نامعینی همان امتداد ضرب می‌شود (بند ۳-۵-۱ و جدول ۳-۲).
- ظرفیت محوری طراحی از مقطع واقعی — ستون بتنی بر پایه‌ی مبحث ۹ و ستون فولادی بر پایه‌ی مبحث ۱۰، هر دو با ضریب کاهش مقاومت؛ کشش در همه‌ی ستون‌ها کنترل می‌شود.
- جدول و نمودار — همه‌ی ستون‌ها با چهار نسبت، حالت حاکم و نتیجه، و نمودار بیشینه‌ی نسبت هر ستون در برابر خط 0.20.
- گروه ستون‌های الزامی در ایتبس — دکمه‌ی «گروه در ایتبس» اعضای همه‌ی ستون‌های الزامی را در گروه Columns-100-30 می‌گذارد تا انتخاب و طراحی آن‌ها با ترکیب‌های 100-30 آسان باشد. گروه با هر بار فشردن دکمه از نو ساخته می‌شود و مدل ذخیره نمی‌شود.
- گزارش PDF و Word — نتیجه برای ساختمان، داده‌ها و روش، جدول همه‌ی ستون‌ها و ریز محاسبات ستون‌هایی که خودتان انتخاب می‌کنید.
- یک خط در پنجره‌ی ترکیب بارها — نتیجه‌ی آخرین کنترل در پنجره‌ی ترکیب بارها هم نشان داده می‌شود تا هنگام ساختن ترکیب‌های 100-30 پیش چشم باشد.
نیروی محوری زلزله و ظرفیت محوری ستون
ستون بتنی
ظرفیت فشاری طراحی از رابطه‌های ۹-۸-۵ و ۹-۸-۶ مبحث ۹ و ضریب کاهش جدول ۹-۷-۲ به دست می‌آید. ظرفیت کششی طراحی از آرماتور طولی ستون، مطابق بند ۹-۸-۳-۴-۱ و رابطه‌ی ۹-۸-۷، با سقف تنش تسلیم جدول ۹-۴-۴ محاسبه می‌شود.
ستون فولادی
کشش مطابق بند ۱۰-۲-۳-۴ و فشار مطابق بندهای ۱۰-۲-۴-۱ تا ۱۰-۲-۴-۴ مبحث ۱۰، با کنترل لاغری اجزای مقطع (جدول‌های ۱۰-۲-۲-۱ و ۱۰-۲-۲-۲). این مقاطع محاسبه می‌شوند: قوطی (نوردشده یا ساخته‌شده از چهار ورق، با یا بدون ورق تقویتی)، لوله و نیمرخ‌های I نوردشده‌ی متقارن مانند IPE، IPB، HE و W.
یک مثال: ستون بتنی C1
اعداد از گزارش همین ابزار برای یک مدل آزمایشی (ویرایش ۵، ضریب نامعینی ۱ در هر دو امتداد) هستند. عضو حاکم ستون C1 در طبقه‌ی G با مقطع C6565X20T2 است.
| مقدار | عدد | مرجع |
|---|---|---|
| سطح مقطع / آرماتور طولی | 4225.0 / 76.0 cm² | |
| P0 | 1,388,925 kgf | رابطه‌های ۹-۸-۵ و ۹-۸-۶ |
| ضریب کاهش و ضریب حداکثر | 0.65 × 0.80 | جدول ۹-۷-۲ |
| ظرفیت طراحی فشاری | 722,241 kgf | |
| ظرفیت طراحی کششی | 279,068 kgf | بند ۹-۸-۳-۴-۱، رابطه‌ی ۹-۸-۷ |
| نیروی محوری زلزله‌ی X | 65,705 × 1.0 = 65,705 kgf | حالت حاکم EXN |
| نیروی محوری زلزله‌ی Y | 68,763 × 1.0 = 68,763 kgf | حالت حاکم EYP |
| امتداد | فشاری | کششی |
|---|---|---|
| X | 65,705 / 722,241 = 0.091 | 65,705 / 279,068 = 0.235 |
| Y | 68,763 / 722,241 = 0.095 | 68,763 / 279,068 = 0.246 |
نسبت‌های فشاری از 0.10 کمترند، ولی هر دو نسبت کششی از 0.20 بیشترند، پس ترکیب 100-30 برای این ستون الزامی است. در ستون بتنی ظرفیت کششی فقط از آرماتور طولی می‌آید؛ در این ستون حدود ۳۹ درصد ظرفیت فشاری است، و همین است که کنترل کشش را تعیین‌کننده می‌کند.
نمای پنجره
عنوان پنجره «کنترل ضابطه 20 درصد ظرفیت محوری ستون برای الزامی شدن 100-30» است. بالای جدول، شمار ستون‌ها، ستون‌های بررسی‌شده، پیشنهادشده، تأییدشده و الزامی و بیشینه‌ی نسبت نشان داده می‌شود.
| ستون جدول | معنی |
|---|---|
| در تقاطع | پیشنهاد نرم‌افزار و تیک تأیید مهندس |
| گزارش جزئیات | کدام ستون‌ها صفحه‌ی ریز محاسبات در گزارش می‌گیرند؛ پیش‌فرض، ستون‌های الزامی |
| ستون / طبقه / مقطع | نام ستون، طبقه‌ها و مقطع یا مقاطع آن |
| ظرفیت فشاری / کششی | کمترین ظرفیت طراحی در طبقات ستون |
| زلزله X / Y | بیشترین نیروی محوری زلزله‌ی هر امتداد در طبقات ستون، پس از ضرب در ضریب نامعینی |
| چهار نسبت | X فشاری، X کششی، Y فشاری و Y کششی؛ هر نسبت بیشترین مقدار آن در یک طبقه است |
| حالت حاکم | حالت بار و طبقه‌ای که بزرگ‌ترین نسبت را داده است |
| نتیجه | الزامی است، الزامی نیست یا بررسی نشد با دلیل؛ ستونی که پیشنهاد شده و هنوز تیک «در تقاطع» ندارد، همین را به جای نتیجه می‌گوید |
پانل‌های کنار جدول: وضعیت ساختمان (نامنظمی پیچشی ثبت‌شده در پروژه، سیستم‌های غیر موازی و ستون کنسولی)، حالت‌های بار زلزله (حالت‌های خوانده‌شده‌ی هر امتداد) و ضریب نامعینی (مقدار هر امتداد و منبع آن). واحد نمایش جدول و هر دو گزارش با «واحدها» تعیین می‌شود: kgf و cm یا kN و mm؛ این انتخاب محاسبات را تغییر نمی‌دهد.
روش انجام کنترل ستون‌های محل تقاطع سیستم‌ها در ایتبس
- مدل را تحلیل کنید. حالت‌های بار زلزله‌ی هر دو امتداد (استاتیکی، یا طیفی با زاویه‌ی 0 و 90) باید اجرا شده باشند.
- در «اطلاعات پروژه» ویرایش ۵ استاندارد ۲۸۰۰ و گروه طراحی لرزه‌ای را ثبت کنید؛ ضریب نامعینی هر امتداد از همین‌جا خوانده می‌شود.
- از منوی کنترل‌های کارامحاسب «کنترل ستون‌های محل تقاطع سیستم‌ها (الزام 100-30)» را باز کنید.
- پیشنهادهای «در تقاطع» را بررسی و تیک بزنید، یا با «تأیید همه پیشنهادها» یک‌جا تأیید کنید. تیک‌ها و نتیجه در پروژه ذخیره می‌شوند.
- با «گزارش PDF» یا «گزارش Word» گزارش را بسازید و با «گروه در ایتبس» ستون‌های الزامی را در یک گروه بگذارید.
گزارش PDF و Word
گزارش با صفحه‌ی نتیجه برای ساختمان شروع می‌شود: چهار حالت بند ۳-۶-۲ و وضعیت هر یک در این پروژه. پس از آن داده‌ها و روش، جدول همه‌ی ستون‌ها، و برای هر ستونی که «گزارش جزئیات» آن تیک دارد، یک صفحه ریز محاسبات می‌آید: عضو حاکم، ظرفیت محوری گام به گام با مرجع هر رابطه، نیروی محوری زلزله‌ی هر امتداد با حالت حاکم آن، نسبت‌ها، نمودار نسبت‌ها و پلان اعضای متصل. هر دو خروجی در پوشه‌ی گزارش‌های مدل ذخیره می‌شوند و گزارش Word را می‌توانید به دفترچه محاسبات سازه اضافه کنید.
نکته‌هایی که نتیجه را عوض می‌کنند
- ظرفیت و نیروی یک ردیف ممکن است از یک طبقه نباشند. در هر ردیف، ظرفیت کمترین و نیرو بیشترین مقدار در طبقات ستون است و هر نسبت بیشترین نسبت یک طبقه است؛ پس نسبت از تقسیم آن دو عدد به دست نمی‌آید. محاسبه‌ی طبقه‌ی حاکم در ریز محاسبات همان ستون آمده است.
- تأیید مهندس لازم است. ستونی که پیشنهاد شده و تیک «در تقاطع» ندارد، نتیجه نمی‌گیرد.
- ضریب نامعینی. نیروی زلزله‌ی هر امتداد در ضریب نامعینی همان امتداد ضرب می‌شود؛ مقدار را در اطلاعات پروژه درست ثبت کنید.
- نامنظمی پیچشی. اگر نامنظمی پیچشی زیاد یا شدید در پروژه ثبت شده باشد، ترکیب 100-30 برای کل سازه الزامی است. کنترل آن در راهنمای نامنظمی پیچشی آمده است.
پرسش‌های متداول
ضابطه ۲۰ درصد ظرفیت محوری ستون یعنی چه؟
چرا ظرفیت کششی هم کنترل می‌شود؟
آیا ستون‌های در تقاطع خودکار تشخیص داده می‌شوند؟
این کنترل در ویرایش ۴ استاندارد ۲۸۰۰ هم وجود دارد؟
ترکیب‌های 100-30 را چطور بسازم؟
قابلیت‌های مرتبط
- ضریب زلزله ویرایش پنجم استاندارد ۲۸۰۰
- ترکیب بارها مطابق مبحث ۶ و استاندارد ۲۸۰۰
- کنترل نامنظمی پیچشی
- کنترل ۲۵ درصد سیستم دوگانه
- استاندارد ۲۸۰۰ ویرایش ۵: متن رسمی و تغییرات
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.