Behnam Heydari
Senior structural engineer - Citadel SazehExperienced senior structural engineer with an extensive background in various aspects of structural modeling, analysis, and design.
دریفت چیست؟
مطابق آیین نامه ASCE 7 به اختلاف جابجایی مراکز جرم بالایی و پایینی کفهای یک طبقه دریفت گفته می شود.
به دو دلیل دریفت در سازه ها کنترل می شوند:
- جلوگیری از آسیب به اعضای غیر سازه ای تحت نیروهای جانبی
- جلوگیری از بوجود آمدن حس نامطلوب در ساکنین ساختمان در هنگام وارد آمدن نیروهای جانبی
طراحی بر اساس مقاومت یا سختی؟
در بسیاری از مواقع طراحان سازه، ساختمانهای دارای سیستم قاب خمشی فولادی را بر اساس دریفت (یعنی بر اساس سختی سازه) طراحی می نمایند و نه بر اساس مقاومت. در خصوص قابهای خمشی فولادی ویژه در صورت حاکم شدن طراحی بر اساس دریفت، در ابتدا ابعاد تیرها را بدست آورده و با توجه به اینکه می بایست ضابطه ستون قوی-تیر ضعیف را رعایت نماییم ابعاد ستونها نیز بدنبال اندازه تیرها تغییر می نماید و در واقع ابعاد تمامی المانهای اصلی سازه بر اساس دریفت تعیین می شود، البته در مورد ستونهای طبقات پایینتر، بدلیل بار محوری بسیار زیادی که به آنها وارد می شود، معیار طراحی می تواند بر اساس مقاومت باشد. در مورد تعیین دریفت طبقات می بایست به نکات زیر دقت نمود:
- نیروهای جانبی که برای تعیین دریفت در طبقات بکار می روند می بایست تحت نیروهای زلزله در حالت حدی باشند ( در این حالت ضریب زلزله ۱ خواهد بود).
- صرفنظر از نوع طراحی (بر اساس تنشهای مجاز و یا روش LRFD)، می بایست دریفتهای غیر خطی را محاسبه نموده و با مقادیر مجاز مقایسه کرد، که مقادیر مزبور حاصل ضرب مقادیر بدست آمده از حالت الاستیک در Cd/I می باشد.
- در محاسبه دریفت حد بالای پریود Ta که برای نیروها اعمال می شود وجود ندارد، و می بایست از پریود تحلیلی سازه در محاسبه آنها استفاده نمود. (البته این حد برای سازه های با اهمیت زیاد در ویرایش چهارم آیین نامه ۲۸۰۰ تعیین شده است).
- در محاسبه دریفت طبقات حد پایین پریود وجود دارد، مقصود از حد پایین پریود همان پریود نظیر نیروی برشی حداقل است. در برخی از مراجع ذکر شده که آیین نامه ASCE نیز می بایست این حد پایین پریود را مانند حد بالای آن در مورد محاسبه دریفت حذف نماید.
- در مورد سازه هایی که نامتقارنی پیچشی دارند و یا در آنها احتمال ناپایداری تحت اثر بار P-Delta وجود دارد مقدار دریفت بدست آمده را می بایست با استفاده از ضرایب توصیه شده در آیین نامه بزرگ نمود.
- مقیاس کردن پاسخهای حاصل از روش طیفی به 80 درصد پاسخ روش استاتیکی معادل که در مورد نیروها و ممانها بکار می رود در مورد دریفت اعمال نمی شود، بنابراین چنانچه ابعاد المانهای سازه ای بر اساس سختی بدست آمده است و از روش طیفی برای بدست آوردن نیروها استفاده می کنیم ساختمانی اقتصادی تر نسبت به روش استاتیکی معادل خواهیم داشت.
در نهایت ذکر این نکته لازم است که طراحی بر اساس دریفت یک روش تکراری و سعی و خطایی است به این دلیل که بعد از تعیین ابعاد المانها بر اساس دریفت بدست آمده، پریود سازه تغییر کرده و منجر به تغییر نیروهای جانبی وارد به آن می شود که دوباره می بایست مراحل قبلی را برای سازه مورد نظر تکرار نمود تا جایی که دریفت منجر به تغییر سختی و ابعاد مقاطع سازه ای نگردد.
ماهیت دریفت
به طور کلی دریفت طبقه ناشی از دو مد خمشی و برشی است. تغییر شکل خمشی تمام تیرها و ستونها بعلاوه تغییر شکل محوری ستونها، مد خمشی دریفت را به وجود می آورند. از طرف دیگر تغییر شکل برشی تمامی تیرها وستونها بعلاوه تغییر شکل برشی چشمه اتصال منجر به ایجاد مد برشی می گردد.
مشارکت در مد برشی دریفت با تغییر پیکر بندی سازه عوض می شود اما در کل خمش تیرها بیشترین سهم را در آن دارد در حالی که خمش ستونها دارای کمترین میزان مشارکت خواهند بود. چشمه اتصال نیز سهم 15 تا 30 درصدی از مد برشی کل را به خود اختصاص می دهد که مطابق آیین نامه ASCE 7 می بایست اثر آن در تعیین دریفت لحاظ گردد.
در قابهای خمشی لاغر که دارای نسبت ارتفاع به دهانه بزرگتر از 1.5 یا بزرگتر هستند، مد خمشی قابل ملاحظه ای را خواهیم داشت. برای قابهای متقارن، میزان دریفت کل طبقه را تقریبا می توان برابر با چرخش یک ستون فولادی متقارن در نظر گرفت که دارای ممان اینرسی معادل I=Ac.D2 است که در آن Ac سطح مقطح ستونهای انتهایی بوده و D فاصله ما بین آنهاست.
در صورتی که مد خمشی دریفت به صورت قابل توجهی در دریفت طبقه مشارکت نماید می توان ابعاد ستونهای انتهایی قاب خمشی ویژه را افزایش داد و یا اینکه مد برشی دریفت را محدودتر نمود که در نتیجه مجموع مد خمشی و مد برشی که دریفت کلی را تشکیل می دهند از مقدار مجاز دریفت طبقه تجاور نکند. برای قابهای خمشی فولادی ویژه لاغر استفاده از مقاطع بهینه که الزامات دریفت را رعایت نمایند منجر به استفاده از مقاطع تیر بزرگتر در نزدیکی میانه ارتفاع ساختمان نسبت به پایین آن می گردد.
Experienced senior structural engineer with an extensive background in various aspects of structural modeling, analysis, and design.
- Latest Posts by Behnam Heydari
-
چگونه تاریخ را در اتوکد به صورت اتوماتیک بروز رسانی کنیم؟
- -
تبدیل فایلهای اتوکد به نسخه های قبلی
- -
آموزش استفاده از فیلد در نرم افزار اتوکد
- All Posts
