مراحل و نکات کنترل دریفت در طراحی سازه

یکی از اصلی ترین مراحل در طراحی سازه های بتنی و فولادی، کنترل تغییرمکان های جانبی نسبی یا کنترل دریفت می باشد. در این مقاله با مراحل و نکات کنترل دریفت آشنا خواهیم شد. بعضی از نکات مطرح شده در این مقاله غالباً از چشم طراحان سازه مغفول می ماند.

مفاهیم اولیه

در بحث دریفت با سه مفهوم روبرو هستیم:

تغییر مکان جانبی مطلق طبقه نسبت به وضعیت اولیه خود: D
تغییر مکان جانبی نسبی طبقه نسبت به طبقه زیرین خود (دریفت): D
حاصل تقسیم دریفت طبقه به ارتفاع آن: نسبت دریفت یا چرخش طبقه D/h

بر اساس استاندارد 2800، به منظور کنترل دریفت باید اثرات رفتار غیرخطی هندسی (P-D) و اثرات رفتار غیرخطی مصالح درنظر گرفته شود. اثرات P-D به آسانی توسط نرم افزار Etabs قابل اعمال می باشد. اما به منظور اعمال اثرات رفتار غیرخطی مصالح باید از ضریب بزرگنمایی تغییر مکان جانبی Cd بهره گرفت. در نهایت دریفت به دست آمده با مقدار دریفت مجاز مقایسه میگردد. دریفت مجاز برای ساختمان های تا 5 طبقه 0.025 h و برای سایر ساختمان ها 0.02 h می باشد.

برای کنترل دریفت به جز ساختمان های با اهمیت خیلی زیاد، می توان محدودیت زمان تناوب تجربی را نادیده گرفت

کنترل دریفت باید بر اساس الگوها یا حالت های بار با خروج از مرکزیت اتفاقی انجام پذیرد! البته این مورد در سازه های منظم که کنترل دریفت در مرکز جرم انجام می شود، تاثیر چندانی ندارد. اما در سازه های نامنظم که کنترل دریفت در لبه های کناری صورت می پذیرد، تحت بارهای با خروج از مرکزیت اتفاقی مقدار دریفت بیشتر خواهد بود!

گزینه joint Drifts در حالت خروجی اکسل، فقط دریفت گره هایی که در آن ها ستون ترسیم شده است را ارائه می کند. اما در خروجی خود نرم افزار می توان برای تمام گره ها Joint Drifts را قرائت کرد.

· مقدار دریفت طبقات را می توان در نقاط مختلفی از سازه بررسی کرد. کمترین مقدار دریفت در مرکز جرم طبقات می باشد. هرچه از مرکز جرم به سمت لبه های کناری طبقه برویم، به دلیل اثرات لنگر پیچشی مقدار تغییر مکانها و دریفت افزایش مییابد. مقدار دریفت در امتداد محورهای کناری همان دریفت دیافراگم است.

در کنترل دریفت، ضرایب ترک خوردگی دیوارهای برشی باید مشابه فایل اصلی باشد.

· برای محاسبه دریفت در محورهای کناری می توان از خروجی Diphragm Drifts یا Story Drifts استفاده کرد. با این تفاوت که در حالت Story Drifts ممکن است بیشترین جابجایی مربوط به گره ای باشد که جدا از دیافراگم است و معیار مناسبی جهت بررسی جابجایی طبقه نمی باشد. مقدار دریفت گزارش شده در حالت Story Drifts معمولا اندکی بیشتر از حالت Diaphragm Drifts است.

نحوه ایجاد فایل ETABS برای کنترل دریفت

کنترل دریفت بهتر است در فایل جداگانه‌ای به نام Project_Drift انجام شود. اصلاحات زیر در این فایل باید انجام گیرد

1- به تنظیمات عمومی طراحی سازه فولادی مراجعه کرده و رویکرد اصلاح سختی را بر روی No Modification قرار می‌دهیم

2- سازه را تحلیل کرده و فرایند طراحی سازه فولادی را انجام می دهیم.

3- مجددا قفل تحلیل را باز کرده و سازه را تحلیل می نماییم تا تاثیر کاهش سختی در نتایج تحلیل سازه نیز دیده شود! در ادامه با توجه به نوع تحلیل، طبق مراحل زیر دریفت سازه را بررسی می نماییم.