تفاوت عملکرد دیافراگم صلب (Rigid) و نیمه صلب (Semi Rigid) در ETABS:
تفاوت اصلی بین دیافراگم صلب (Rigid) و نیمه‌صلب (Semi-rigid) در نحوه رفتار آنها تحت بارهای جانبی مانند باد و زلزله است. در این مقاله به بررسی تفاوت عملکرد دیافراگم Rigid و Semi Rigid درETABS پرداخته‌ایم.
آنچه در این مقاله می‌خوانید
دیافراگم در ویرایش چهارم استاندارد 2800:
صرفاً جهت آشنایی بیشتر خوانندگان محترم با عناوین مربوط به دیافراگم کف در پیوست 4 استاندارد 2800، به این عناوین اشاره شده‌است.
1-تعریف و عملکرد
2-انواع دیافراگم‌ها از نطر جنس و سیستم ساختمانی
3- انواع دیافراگم‌ها از نظر صلبیت و انعطاف پذیری
4- تغییر شکل دیافراگم ها
5- نکاتی در مورد تحلیل دیافراگم‌ها
6- نکاتی در مورد طراحی دیافراگم‌ها
دیافراگم در پیش نویس ویرایش پنجم استاندارد 2800:
عناوین مربوط به دیافراگم کف در پیوست 3 پیش نویس ویرایش پنجم استاندارد 2800 نیز به شرح ذیل صرفاً جهت آشنایی خوانندگان محترم ارائه شده‌است:
پ 3-1 کلیات
الف- عملکرد داخل صفحه
ب- عملکرد خارج صفحه
پ3-2 انواع دیافراگم‌ها از نظر جنس، هندسه و سیستم ساختمانی
پ3-3 انواع دیافراگم‌ها از نظر صلبیت و انعطاف پذیری
پ3-4 نیروهای ایجاد‌شده در دافراگم‌ها تحت بارهای وارده
پ3-4-1 ترکیب نیروهای دیافراگم و نیروهای انتقالی
پ 3-5 روش جایگزین برای طراحی دیافراگم‌ها
پ3-5-1 نیروهای انتقالی در دیافراگم‌ها
پ3-6 تحلیل دیافراگم‌ها
پ3-6-1 روش‌های تحلیل
پ3-6-1-1 روش اجرای محدود
پ3-6-1-2 روش تیر معادل
پ3-6-1-3 روش خرپایی (بست و بند)
پ3-6-2 نکاتی در مورد تحلیل دیافراگم و اجزای آن
پ3-7 نکاتی در مورد طراحی دیافراگم‌ها و اجزای آن
نکته مهم در تفاوت مفهوم دیافراگم نیمه صلب (Semi Rigid) بین ایتبس و استاندارد 2800:
تعریف و اختصاص دیافراگم نیمه صلب (Semi Rigid) در نرم افزار ایتبس به کف طبقات به این معناست که نرم افزار سختی واقعی درون صفحه کف طبقات را بر اساس مشخصات مصالح و هندسه محاسبه می‌کند، در صورتیکه منظور از دیافراگم نیمه صلب در استاندارد 2800 ویرایش چهارم، نوعی از دیافراگم است که در آن نسبت حداکثر تغییر شکل دیافراگم به تغییر مکان نسبی طبقه بین 0.5 تا 2 می‌باشد. لذا جهت بررسی صلبیت دیافراگم و تعیین انعطاف پذیری آن طبق استاندارد 2800، باید در مدل ایتبس دیافراگم از نوع Semi Rigid تعریف شود و سپس با انجام محاسبات مربوط به پیوست 4 استاندارد 2800، طبقه بندی دیافراگم به صورت نرم، نیمه صلب یا صلب مشخص گردد.
عملکرد ایتبس در هنگام استفاده از تعریف دیافراگم صلب (Rigid):
در این حالت نرم‌افزار تمامی نقاطی که قبلا از طریق کف‌ها به یکدیگر دیافراگم صلب شده‌اند در جهت داخل صفحه نسبت به نقطه مرکز جرم طبقه مقید می‌نماید و با درنظرگیری سختی بالا برای کف، هیچ تغییر طول و یا تغییر زاویه‌ای در کف پس از بارگذاری جانبی کف نسبت به قبلا از بارگذاری اتفاق نمی‌افتد، به عبارت دیگر اگر یک خط و یا یک زاویه در داخل کف صلب فرض شود پس از اعمال بار جانبی در داخل صفحه کف صلب، طول خط و یا مقدار آن زاویه تغییر نمی‌نماید.
در این حالت، مقدار درجات آزادی درون صفحه برای هر کف صلب در هر طبقه به 3 عدد شامل دو درجه آزادی انتقالی در جهت محور های X و Y و یک درجه آزادی چرخشی حول محور Z تبدیل می شود. به دلیل کاهش درجات آزادی، زمان تحلیل کاهش می یابد. نیروهای محوری در تیرهای متصل به کف صلب و نیروهای داخل صفحه برای کف‌های صلب برابر صفر خواهند بود. نیروی ناشی از زلزله در هر طبقه به مرکز جرم دیافراگم اعمال‌شده و خروج از مرکزیت تصادفی بر اساس مرکز جرم هر طبقه در نظر‌گرفته می‌شود.
عملکرد و نکات ایتبس برای استفاده از تعریف دیافراگم نیمه صلب (Semi Rigid):
نرم افزار سختی واقعی درون صفحه کف طبقات را بر اساس مشخصات مصالح و هندسه محاسبه می‌کند. (در صورتیکه طراح نسبت به صلبیت دیافراگم کف طبق استاندارد 2800 شک داشته باشد، می‌تواند در مدل سازه‌ای در ایتبس مستقیماً کف‌ها را از نوع Semi Rigid تعریف نماید.)
خروج از مرکزیت تصادفی برای اعمال نیروهای ناشی از زلزله برای هر گره در هر طبقه درنظر‌گرفته می‌شود.
مختصات مرکز سختی توسط نرم افزار ارائه نمی‌شود.
زمان تحلیل نسبت به مدل دیافراگم صلب به دلیل بالا رفتن تعداد درجات آزادی، افزایش می یابد.
در تحلیل سازه تحت بارهای حرارتی باید از مدل دیافراگم Semi Rigid برای کف‌ها در ایتبس استفاده شود.
نیروی درون صفحه کف می‌تواند برای سیستم‌های متکی به دال و ستون، برای طراحی اجزای لبه و یا جمع کننده‌ها استخراج شود.
در سازه‌های دارای چندین طبقه زیرزمین به لحاظ تحلیل و طراحی صحیح اثر فشار جانبی خاک بر روی المانهای طبقات زیر زمین بهتر است کف طبقات از نوع Semi Rigid تعریف شود.
عملکرد ایتبس برای عدم اختصاص دیافراگم به کف ها:
در این حالت نتایج مشابهی با حالتی که دیافراگم از نوع Semi Rigid تعریف شده باشد حاصل می‌شود با این تفاوت که خروج از مرکزیت اتفاقی نیز لحاظ نمی‌گردد. لذا با توجه به لزوم استفاده از خروج از مرکزیت تصادفی در استاندارد 2800، توصیه می‌شود حتماً دیافراگم از نوع Rigid و یا Semi Rigid در مدل ایتبس بر حسب شرایط اختصاص یابد.
نکته مهم در اختصاص دیافراگم در مدل ایتبس:
اختصاص دیافراگم در نرم افزار بهتر است بر اساس المانهای سطحی معرف کف طبقات و یا بر اساس گره‌های متصل به المانهای سطحی کف طبقات انجام پذیرد تا نقاطی که به کف سازه ای متصل نیستند به دیافراگم متصل نشوند. در اینصورت سختی سازه در کف طبقه در این نقاط بر اساس سختی واقعی المان های متصل کننده بین این نقاط برآورد می گردد.
جمع بندی
در این مقاله، نحوهٔ اعمال صلبیت چشمهٔ اتصال در قاب‌های بتنی با استفاده از ابزارهای تحلیلی نرم‌افزار ETABS آموزش داده شده است. این فرآیند که مستقیماً بر دقت نتایج تحلیل سازه تأثیر می‌گذارد، یکی از گام‌های مهم در مدلسازی صحیح رفتار اجزای سازه‌ای به‌شمار می‌آید. زمانی که چنین جزئیاتی در مدلسازی تحلیلی رعایت شوند، می‌توان آن را به‌عنوان بخشی از جریان اطلاعات در مدلسازی اطلاعات ساخت (BIM) تلقی کرد؛ چراکه تلفیق داده‌های تحلیلی دقیق با مدل اطلاعاتی پروژه، پایه‌ای مستحکم برای تصمیم‌گیری‌های هوشمند در طراحی، ساخت و بهره‌برداری از ساختمان فراهم می‌آورد.