اصلاح سختی ستون‌های متصل به دیوارهای برشی

امروز با مطلب دیگر از مهندس رضا سلطان آبادی (مدرس ۶۰ساعت آموزش ویدیویی محاسب سازه فولادی (ETABS)) در رابطه با تکنیک های مدل سازی در دیوار برشی در خدمت شما هستیم، در ادامه با ما همراه باشید.

اصلاح سختی المان‌های بتنی

اصلاح سختی المان‌های بتنی در طراحی به جهت منظور کردن اثرات ترک‌خوردگی از ملزومات آیین‌نامه‌های طراحی سازه‌های بتنی است.

به‌عنوان‌مثال آیین‌نامه‌ها برای طراحی در سطح نهایی ضریب ترک‌خوردگی تیرها را برابر ۰.۵Ig، ستون‌ها را برابر ۰.۷Ig و دیوارها را بسته به مقطع ترک‌خورده و نخورده به ترتیب برابر ۰.۳۵Ig و ۰.۷Ig پیشنهاد می‌کنند.با این ضرایب همگی ما آشنا هستیم.

اما بحث این پست بر روی تکنیک‌های مدل‌سازی در دیوارهای برشی با استفاده از نرم‌افزار ETABS است.

تیرها و ستون‌ها در ETABS

این نرم‌افزار برای مدل‌سازی المان‌های تیر و ستون از خطوط مرکزی آن (center-to-center) استفاده می‌کند که همین امر سبب بروز همپوشانی در برخی از قسمت‌های اعضا می‌شود.

این همپوشانی برای تیرها و ستون‌ها با استفاده از ضریب اصلاح End Length offset اصلاح می‌گردد.

دیوارهای برشی در ETABS

اما برای دیوارهای برشی همچین گزینه‌ای در نرم‌افزار برای منظور کردن اثرات منفی این همپوشانی منظور نشده است.

نرم‌افزار ETABS2016 و نسخه‌های بالاتر برای رفع این مشکل دستور Draw Wall Stacks را اضافه کرده است.

به‌جای مدل‌سازی ستون‌های دو انتهای دیوار با المان Column می‌توان آن‌ها را از نوع المان Shell با دقت بسیار بالا مدل‌سازی کرد که گزینه‌ای بسیار کارآمد خواهد بود که به کمک آن دیگر مشکل همپوشانی المان‌ها را نخواهیم داشت. استفاده از این گزینه قویاً توصیه می گردد.

استفاده از دستور  Draw Wall Stacksعلی‌رغم دقت بسیار بالایی که دارد با دشواری‌هایی نیز در مدل‌سازی همراه است.

همچنین اکثر مهندسین به خاطر استفاده از نرم‌افزارهای ترسیم نقشه، المان column را در لبه‌های دیوار ترجیح می‌دهند.

در صورت استفاده از المان column در دو انتهای دیوارهای برشی باید سختی مجموعه دیوار را اصلاح کرد در غیر این صورت مدل‌سازی با خطا همراه است.

این خطا متأسفانه در جهت اطمینان نبوده و در مواقعی که طول دیوارهای برشی زیاد نباشد و نقش قاب خمشی پررنگ باشد، این اختلاف چشم‌گیر می‌شود.

برای رفع این مشکل، در شکل زیر رابطه‌ای ساده با دقت بسیار بالا توصیه شده است که اثبات آن نیز ساده خواهد بود.

ضریب R فقط باید در سختی محوری ستون‌های متصل به دیوار برشی اعمال شود و نیازی به کاهش سختی خمشی آن‌ها نیست.

تمامی پارامترها در شکل نمایش داده‌شده است. شایان‌ذکر است بسته به ترک‌خوردگی یا نخوردگی دیوار برشی ضریب R به ترتیب در ۰.۳۵ و ۰.۷ ضرب می‌شود.

توجه شود که بر خلاف دیدگاه برخی از دستورالعمل های داخلی نیازی به انجام کارهای عجیب و غریب و روابط پیچیده نیست.

این رابطه با روش دقیق مدل سازی دیوارها در نرم افزار ETABS صحت سنجی شده است و فقط کافی است سختی محوری ستونها اصلاح گردد.
[@costbook]