• 02191017183
  • info@paracivil.org

ضریب اضافه مقاومت چیست و چگونه اعمال می شود؟

برای مقایسه بین مقاومت مورد نیاز و مقاومت واقعی مواد و اجزا سازه از ضریب اضافه مقاومت استفاده می‌شود. مقدار این ضریب در سیستم‌های با باربری مختلف، متفاوت است. در ادامه به بررسی فلسفه و مفهوم این ضریب در طراحی سازه می‌پردازیم.

ضریب اضافه مقاومت چیست؟

زمانی که بار به سازه وارد می‌شود، سازه مقاومت بیشتری نسبت به مقاومت طراحی یا اسمی خود نشان می‌دهد. به این بیشتر بودن مقاومت، مقاومت اضافه گفته می‌شود که در محاسبه ضریب رفتار سازه، از موثرترین عوامل است.

هدف از افزودن ضریب اضافه مقاومت چیست؟

براساس بند 3-3-10 استاندارد2800 ویرایش چهارم، این ضریب در مواردی که بر اساس آیین‌ نامه‌های طراحی، عضوی از سازه باید برای نیروی زلزله تشدید یافته طراحی شود، بکار برده می‌شود.

 

ضریب اضافه مقاومت استاندارد 2800

 

منابع ایجاد اضافه مقاومت در سازه

در حین وقوع زلزله‌ های شدید، آزمایش‌های تجربی و عددی بر عملکرد سازه‌ها نشانگر این است که اضافه مقاومت نقش پر رنگی در محافظت از سازه در برابر خرابی دارد. بیشترین منابعی که باعث ایجاد اضافه مقاومت در سازه می‌شوند عبارتند از:

  • اثر محصور شدگی در سازه‌های بتن مسلح، بنایی و اعضای مرکب.
  • ابعاد اعضا و مقادیر حداقل آرماتورها بیشتر از نیاز طراحی سازه می‌باشند.
  • تفاوت میان مقاومت واقعی مصالح و مقاومت طراحی یا اسمی، شامل کرنش سختی.
  • محافظه کاری آیین‌نامه‌های طراحی، به عنوان مثال برای بدست آوردن نیروهای طراحی و شکل‌پذیری مورد نیاز از دوره تناوب ارتجاعی سازه استفاده می‌شود.
  • ضوابط مربوط به سرویس‌دهی سازه.
  • درجه نامعینی سازه.
  • مشارکت اجزای غیرسازه‌ای در پاسخ لرزه‌ای سازه.
  • اثر اجزای سازه‌ای که اثر آنها در مقاومت جانبی درنظر گرفته نشده است.

باید به این نکته توجه داشت که در زلزله‌های شدید، هرچقدر سازه اضافه مقاومت بیشتری داشته باشد، برای کاهش نیروی زلزله در محاسبه ضریب زلزله سازه می‌توان ضریب رفتار بزرگ‌ تری برای آن درنظر گرفت.

ضریب اضافه مقاومت در استاندارد 2800

همانطور که گفته شد این ضریب در مواردی که بر اساس آیین‌نامه‌های طراحی، عضوی از سازه باید برای نیروی زلزله تشدید یافته طراحی شود، بکار برده می‌شود. در این اعضا اثرهای ناشی از بار جانبی زلزله باید در ضریب (Ω0) ضرب گردند. بر اساس این بند، مقدار Ω0 در سازه‌های با سیستم‌های باربری مختلف، متفاوت است. لزومی ندارد که این آثار بیشتر از حداکثر آنچه اعضای متصل به عضو می‌توانند به آن منتقل نمایند، در نظر گرفته شود. همچنین تغییرات لازم در تنش‌های مجاز و یا ضرایب بار نهایی در ترکیب بارهای مختلف بارگذاری، باید بر اساس ضوابط آیین‌نامه‌های طراحی صورت گیرد.

 

ضریب اضافه مقاومت سازه

 

می‌دانیم که ضریب رفتار سازه در برگیرنده خصوصیاتی مانند شکل‌پذیری، نامعینی و اضافه مقاومت موجود در سازه است که با توجه به نوع سیستم باربر جانبی ساختمان و تمهیداتی که برای شکل‌پذیر کردن آن بکار برده شده است، با رعایت برخی محدودیت‌ها، تعیین می‌گردد.

 

ضریب اضافه مقاومت

 

براساس استاندارد 2800، در ساختمان‌هایی که از دو سیستم سازه‌ای مختلف برای تحمل بار جانبی، در دو امتداد در پلان استفاده شده باشد، برای هر سیستم باید ضریب رفتار و ضرایب Ω0 و Cd مربوط به آن سیستم در نظر گرفته شود. در ساختمان‌هایی که از دو سیستم سازه‌ای مختلف برای تحمل بار جانبی در یک امتداد در ارتفاع سازه استفاده شده باشد، اگر ضریب رفتار برای سیستم قسمت پایینی بیشتر از مقدار آن برای سیستم قسمت بالایی باشد، باید مقادیر ضریب رفتار و ضرایب Ω0 و Cd قسمت بالایی برای محاسبات هر دو قسمت مورد استفاده قرار گیرد اما اگر ضریب رفتار برای سیستم قسمت پایینی کمتر از مقدار آن برای سیستم قسمت بالایی باشد، مقادیر ضریب رفتار و ضرایب Ω0 و Cd قسمت بالایی برای محاسبات این قسمت مورد استفاده قرار گیرد و برای محاسبات قسمت پایینی مقادیر ضریب رفتار و ضرایب Ω0 و Cd مربوط به همین قسمت مورد استفاده قرار گیرد.

 

ترکیب سیستم ها در پلان

 

ترکیب سیستم ها در ارتفاع

 

ضریب اضافه مقاومت درآیین نامه ASCE7-22

توضیحاتی که در استاندارد 2800 ایران است، در آیین‌ نامه آمریکا نیز آمده است و گفته شده است که باید بر اساس ارزیابی تحلیلی غیرخطی سیستم تعیین شود.

 

ضریب اضافه مقاومت asce7-22

نحوه محاسبه ضریب اضافه مقاومت

مطالعات تحلیلی زیادی در ارتباط با اثر ضریب اضافه مقاومت بر عملکرد سازه‌های چند طبقه برای سازه‌های بتن‌آرمه و فولادی انجام شده است. در هر دو از روش‌های تحلیل غیرخطی سازه مثل روش استاتیکی غیرخطی (پوش‌اور) و تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی استفاده شده است. نتایج حاصل از تحلیل برای سازه‌های بتن مسلح نشان می‌دهد که اولین تسلیم شدگی موضعی در تراز نیروی Vfy رخ می‌دهد. این سطح به مقدار قابل توجهی بیشتر از مقاومت طراحی است.

 

محاسبه ضریب اضافه مقاومت

 

نتایج تحلیل‌های انجام شده روی سازه‌های بتن‌آرمه توسط تحلیل‌های پوش‌اور و تاریخچه زمانی غیر خطی نشان می‌دهند که سازه‌ها اضافه مقاومتی بیش از 2 از خود نشان می‌دهند. همچنین مطالعات نشان می‌دهند که سازه‌های کم ارتفاع، اضافه مقاومت بیشتری نسبت به ساختمان با ارتفاع متوسط از خود نشان می‌دهند بنابراین یک ضریب اضافه مقاومت حداقل 2 برای کلیه ساختمان‌های کم ارتفاع و میان مرتبه می‌توان در نظر گرفت. می‌دانیم که ضریب اضافه مقاومت با ارتفاع، شدت زلزله و نوع سیستم سازه‌ای تغییر می‌کند. قاب‌های فولادی و مرکب عموما نسبت به سازه‌های بتن‌آرمه انعطاف‌پذیرتر هستند و با افزایش ارتفاع، مقدار ضریب اضافه مقاومت هم افزایش می‌یابد.

منابع

  1. استاندارد 2800 ویرایش چهارم.
  2. مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، ویرایش پنجم، 1399.
  3. مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، ویرایش چهارم، 1392.
  4. آیین‌نامه بارگذاری آمریکا ASCE7-22 . آیین‌نامه بتن آمریکا ACI318M-19
  5. دوره آموزش نرم افزار ایتبس پاراپلاس، مهندس امیرطه نوروزی. 

بحث درباره این مقاله

نظرات

  • 1361 1401/03/23 17:38
    تعریف نشده است اکبر قائمی

    درود بر شما فوق العاده بحث جالبی رو در این مقاله مطرح کردید مهندس جان لطفا برای مطالعه بیشتر چند منبع مرتبط هم معرفی کنید با سپاس

    پاسخ
    2379 1401/07/10 10:06
    پشتیبانی پاراسیویل پشتیبانی پاراسیویل admin ارسال1361

    سلام مهندس جان وقتتون بخیر برای مطالعه بیشتر در این موارد به کتاب های طراحی لرزه ای سازه ها مثال کتاب طراحی لرزه ای سازه های بتن مسلح جک میلی مراجعه مراجعه کنین. 

    پاسخ
    2020 1401/06/21 17:43
    تعریف نشده است مجتبی امینی

    سلام مهندس جان وقتتون آیا ضریب اضافه مقاومت فقط در میزان بار زلزله اثر داره و فقط اون بار رو زیاد می کنه ؟ با سپاس

    پاسخ
    2380 1401/07/10 10:07
    پشتیبانی پاراسیویل پشتیبانی پاراسیویل admin ارسال2020

    سلام مهندس وقتتون بخیر ضریب اضافه مقاومت ارتباطی با نوع نیروی وارد شده بر سازه اعم از نیروی زلزله و یا نیروی باد ندارد.

    پاسخ
    2679 1401/08/03 17:40
    تعریف نشده است ترانه عمادی

    ممنون از مقاله خوبتون واقعا به این موضوع باید بیشتر پرداخت لطفا در مورد نکاتی که به اضافه مقاومت مربوط میشوند از دید اجرایی هم مقاله ای منتشر بفرمائید در این زمینه فقط کلیاتی در نت وجود داره اما مطالب دقیق و اجرایی نیست زیاد. با تشکر از مجموعه خوب و حرفه ای شما

    پاسخ
    2842 1401/08/11 12:28
    سجاد وزیریان سجاد وزیریان admin ارسال2679

    سلام وقت بخیر. خواهش میکنم. ضریب اضافه مقاومت اصلا یک مفهومه و ربطی به اجرا و دید اجرایی نداره که در موردش صحبت کنیم. حتما مجدد مقاله رو بخونید تا مسلط بشید بهش.

    پاسخ
    2987 1401/08/19 14:02
    تعریف نشده است رامین

    سلام و درود مهندس جان حقیقتا مقالات شما یک دید کلی و خوب در مورد موضوع مورد نظر به ما میده و مشوقی میشه برای مطالعه بیشتر. ای کاش در پایان هر مقاله منابع مرتبط رو برای علاقه مندان معرفی کنید تا بتونیم مطالعه بیشتری داشته باشیم . بازم از تمام زحمات تیم خوبتون تشکر می کنم. موفق باشید

    پاسخ
    19673 1402/11/10 11:22
    سجاد وزیریان سجاد وزیریان admin ارسال2987

    درود مهندس جان ممنون از شما خیلی خوشحالیم که مقالات ما برای شما مفید بوده در اکثر مقالات از جمله این مقاله در پایان آن ها منابع ذکر میشه اگرمنبع نوشته نشده به زودی و در آپدیت های بعدی اضافه می شه 

    پاسخ

    ارسال نظرات

    پاسخ

مطلع شدن از جدید ترین خبر ها

برای دریافت جدیدترین اخبار و مطلع شدن از جشنواره پاراسیویل ایمیل خود را وارد کنید

اطلاعات خود را وارد کنید.