همانطور که در نمودار بالا مشاهده میکنید هر کدام از خطوط افقی (به صورت خط چین) حدهای مقاومتی مختلفی رو برای برش پایه نشون میدن.
با توجه به مطالب ارائه شده برای محاسبه برش پایه با استفاده از تحلیل استاتیکی معادل، حد برش پایه طراحی، در استاندارد 2800 برابر با ABIW/Ru است. به این معنی که ابتدا ضریب زلزله محاسبه کرده و در نرم افزار وارد میکنیم و سپس طراحی سازه بر اساس برش پایه استاتیکی (Vd) انجام خواهد شد.
این در حالی است که اگر قرار بود ضریب رفتار رو در این رابطه در نظرنگیریم، ضریب زلزله و به تبع اون برش پایه ناشی از زلزله چندین برابر (Rبرابر) میشد؛ و این یعنی برای جواب گرفتن از مقاومت در برابر نیروی زلزلهِ جدید (برش پایه R برابر شده) ، ابعاد المانهای سازه به شدت غیرمنطقی و غیراقتصادی میشد.
در واقع در حالتی که ضریب رفتار اِعمال نشه، نیرو در المانهای سازه پس از رسیدن به نقطه تسلیم نیز همچنان به صورت خطی (با تغییرمکان) افزایش پیدا میکنه تا به برش الاستیک Ve برسه که با توجه به نمودار این برش R برابر برش طراحی استاندارد 2800 (یعنی Vd) خواهد بود.
اما همانطور که میدونیم، در واقعیت این اتفاق نخواهد افتاد و با توجه به ویژگی غیرخطی شدن که در خواص ذاتی مصالح مورد استفاده (چه بتن و چه فولاد و سایر مصالح) وجود داره، مصالح پس از رسیدن به نقطه تسلیمِ خود، جاری شده و وارد ناحیه غیرخطی میشن و در این ناحیه نمیشه رفتارشون رو با روابط و تحلیلهای خطی مشاهده کرد.
لذا برای درنظرگرفتن رفتار واقعی مصالح دو راه پیش رو خواهیم داشت:
- استفاده از ضریب رفتار R (روش تقریبی)
- استفاده از تحلیلهای غیرخطی (روش دقیق)
- نکته:
از اونجایی که استفاده از تحلیلهای غیرخطی نیازمند محاسبات بیشتری است و همچنین زمانبر میباشد، برای طراحیهای مرسوم و متعارف از روش اول (تحلیلهای خطی با درنظرگرفتن ضریب R) استفاده میکنیم.
در نمودار فوق برشهای Vd و Ve معرفی شد، اما حد برش بین این دو که با عبارت Vd x Ω0 نشان داده شده، چیست؟
برای طراحی اعضای شکل پذیر (مانند تیرهای قاب خمشی) که در اونها انتظار تشکیل مفصل پلاستیک رو داریم بایستی از برش پایه Vd استفاده کنیم؛ اما برای اعضایی که رفتار ترد و شکننده دارن و یا وظیفه انتقال بارجانبی رو به عهده دارن و یا سایر مواردی که در آییننامه تأکید شده با استفاده از زلزله تشدید یافته طراحی بشن، بایستی از Vd x Ω0 استفاده کرد.
در واقع عبارت Vd x Ω0 حداکثر ظرفیت واقعی عضو یا در مقیاس کلی تر سازه است که با احتساب اضافه مقاومتهای موجود در سازه بدست اومده؛ لذا برای طراحی اعضای ترد و شکنندهای که نمیخواهیم در اونها قبل از اعضای شکل پذیر مفصل پلاستیک ایجاد بشه (به جاری شدن برسن) بایستی محتاطانه تر عمل کرده و این اعضاء رو با حد ظرفیتی Vd x Ω0 طراحی کنیم.
در واقع با این کار اثر عامل اضافه مقاومت رو در ضریب رفتار حذف کردیم.
منابع
- آییننامه طراحی ساختمانها در برابر زلزله – استاندارد 2800- ویرایش چهارم
- آییننامهی بارگذاری امریکا ASCE7-2016
- پک آموزش طراحی سازه فولادی و بتنی، پاراپلاس. امیرطه نوروزی (1399)
بحث درباره این مقاله